JP2004172188A - Inductor component, manufacturing method thereof and switching power supply device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各電子機器等に用いるインダクタ部品およびその製造方法およびそのインダクタ部品を用いたスイッチング電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、情報通信インフラ網が大きく進展する中で消費電力の増大が社会的問題となってきている。特に通信装置などに使用される薄形電源においては高効率化が必須課題となっている。
【0003】
これらの薄形電源にはコイルと磁心で構成される多くのインダクタ部品が搭載されており、電源の高効率化達成に寄与する高性能且つ性能ばらつきの少ない安価なインダクタ部品が強く求められている。
【0004】
以下、従来のインダクタ部品について図面を参照しながら説明する。
【0005】
図7(a)は従来のインダクタ部品を示す組立図、図7(b)は同インダクタ部品の概略断面図、図8(a)は従来のインダクタ部品の他の例を示す組立図、図8(b)は同インダクタ部品の概略断面図、図9(a)は同インダクタ部品の他の例を示す組立図、図9(b)は同インダクタ部品の概略断面図である。
【0006】
図7〜図9において、1はコイル、2は接着剤、3はギャップ紙、4はE型磁心、4ctは中央磁脚、4outは外足磁脚、5はI型磁心、6は磁気ギャップ、7はギャップ紙、8はガラスビーズ入り接着剤、Gct,Gt1,Gt2は磁気ギャップの寸法を示している。
【0007】
まず、図7を用いて従来のインダクタ部品を説明する。
【0008】
図7はE型磁心4の中央磁脚4ctに磁気ギャップを設けたもので、中央磁脚4ctの先端部に磁気ギャップ6を研削などの方法で予め準備加工形成していた。
【0009】
この時、中央磁脚4ctと外足磁脚4outの先端突合せ面はギャップ寸法Gct分だけ段差ができるように設定していた。
【0010】
こうして予め準備したE型磁心4の中央磁脚4ctに所定の巻線を施して形成したコイル1を組み込み、中央磁脚4ctの上端部に接着剤2を適量塗布する。
【0011】
そして、中央磁脚4ctの磁気ギャップ6の部分にギャップ紙3を挿入し、接着剤2をギャップ紙3の上面、外足磁脚4outの突合せ面に適量塗布した後、上方から、I型磁心5を組み合わせていた。
【0012】
さらに、図7(b)に示すようにI型磁心5の上方から(白抜き矢印で示している)、押圧して組み上げてインダクタ部品を完成させていた。
【0013】
次に図8、図9を用いて他の従来例の説明をする。
【0014】
図8(a)、図9(a)において図7に示した従来のインダクタ部品との大きな違いは中央磁脚4ctに磁気ギャップGctを有さない磁心としている点、図8(b)、図9(b)の組立完成を示す概略断面図においては、中央磁脚4ctおよび外足磁脚4outに均等な磁気ギャップGt1,Gt2を設けている点である。
【0015】
図8においては、ギャップGt1を設けるために厚みt1からなるギャップ紙7を上下の磁心の突合せ面に挿入している。
【0016】
また、図9においてはギャップ紙7を使わず、厚みt2からなる所定の大きさのガラスビーズ入り接着剤8を用いて磁気ギャップGt2を設けている。
【0017】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1、および特許文献2が知られている。
【0018】
【特許文献1】
特開平10−135054号公報
【特許文献2】
特開昭55−77115号公報
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、図7(a)の構成においては中央磁脚4ctにのみ磁気ギャップ6を形成しているため、外足磁脚4outと中央磁脚4ctの段差寸法Gctが50μm以下といった微小なギャップ値となった時、研削加工精度が出ないため、インダクタンス値のばらつきが大きくなるという課題を有していた。
【0020】
また、図7(b)に示すように上下磁心を組み合わせる時の押圧力によっても上部のI型磁心5の中央部がたわんだりしてギャップ値が変化するため、インダクタンス値のばらつきがさらに大きくなるという組立上においても欠点を有していた。
【0021】
さらに別の従来例を示す図8、図9の構成においてはギャップ紙7、ガラスビーズ入り接着剤8など余分な部材を必要とするため、製造原価がアップする。また、微小ギャップ寸法を形成する際においてギャップ紙の厚みt1、ガラスビーズ入り接着剤の厚みt2などの選定においても、ギャップ紙7、ガラスビーズ入り接着剤8の最適な厚みの設定が難しく行き詰まっていた。
【0022】
以上、従来の技術においては電源の効率を高めるために必要となる高いインダクタンスで、且つ、ばらつきが少ないという機能を有するインダクタ部品を提供するための微小ギャップ形成技術がなく、電源の効率を高める上での大きなネックとなっていた。
【0023】
本発明は、上記課題を解決し、50μm以下の微小な磁気ギャップを形成するときでもインダクタンス値のばらつきの少ない且つ安価なインダクタ部品とその製造方法およびそのインダクタ部品を用いたスイッチング電源装置を提供することを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有する。
【0025】
本発明の請求項1に記載の発明は、特に、少なくとも一方の磁心の外足磁脚部と中央磁脚部の突合せ面は段差のない同一平面状に形成するとともに凹凸を有した研削面にしており、磁心は突合せ面の凹凸の頂部を突合して閉磁路を形成し、一方の磁心の突合せ面の凹凸の底部と他方の磁心との間に間隔を設けた構成である。
【0026】
上記構成により、中央磁脚部に磁気ギャップを有していないため、上下磁心を組み合わせる時の押圧力による磁心中央部のたわみも発生しなくなる。また、ギャップ部に余分な部材を配していないため、上下磁心を組み合わせる時、磁気ギャップ寸法も安定する。
【0027】
以上のように磁心を組み合わせる時の磁気ギャップ寸法が安定するため、インダクタンス値のばらつきが大幅に低減できることとなる。
【0028】
また、突合せ面の凹凸の大小に応じた磁気ギャップを突合せ面に形成することができるので中央磁脚に磁気ギャップ加工を施すという余分な工程が不要とできる。
【0029】
さらにギャップ紙、ガラスビーズなどの余分な材料も不要となり、製造原価が大幅に低減できる。微小ギャップの設定に際してもギャップ加工精度、部材の厚みなどに左右されないため、設計の自由度も広がるものである。
【0030】
この結果、微小な磁気ギャップを形成するときでもインダクタンス値のばらつきを少なくすることができる。
【0031】
本発明の請求項2に記載の発明は、一方の磁心の凹凸の頂部から底部までの寸法を他方の磁心の凹凸の頂部から底部までの寸法より大きくした構成である。
【0032】
上記構成により、片側の磁心のみバッチ加工すれば、組み合わせた時に新たなギャップを設定することができる。他方の磁心は共用できるため、在庫運用なども可能となり、生産管理面でのロスがなくなる。
【0033】
本発明の請求項3に記載の発明は、特に、磁心のいずれか一方は凹凸を有しない突合せ面とした構成である。
【0034】
上記構成により、磁心のいずれか一方は凹凸を有しない突合せ面としているので、一方の磁心は一般的な研削ラインが使えることとなり、フェライトコアの研削コストが低減できる。
【0035】
本発明の請求項4に記載の発明は、特に、一方の磁心は鏡面状の突合せ面とした構成である。
【0036】
上記構成により、一方の磁心の突合せ面を鏡面状としているので、突合せ面の加工精度が安定しており組み合わせた時のインダクタンス値のばらつきをより小さくすることができる。
【0037】
本発明の請求項5に記載の発明は、特に、組み合わせる磁心の形状をEE型の磁心とした構成である。
【0038】
上記構成により、コイルの両側から突合せる磁心を共用できるため、金型投資を低減できる。
【0039】
本発明の請求項6に記載の発明は、特に、組み込むコイルを2個以上設けた構成である。
【0040】
上記構成により、一方を入力用1次コイル、他方を出力用2次コイルとして構成して電圧変換用のトランスとしても用いることができる。
【0041】
本発明の請求項7に記載の発明は、インダクタ部品を高インダクタンスで、且つ、ばらつきを小さくすることができるので、損失増加の要因となる励磁電流を抑制するとともにそのばらつきも低減できることとなり、損失が大幅に低減でき、効率を改善することができる。
【0042】
本発明の請求項8に記載の発明は、特に、空心を有したコイルと、コイルの両側から組み込んだ磁心と、磁心を突合して形成した閉磁路磁心とを設けたインダクタ部品の製造方法において、空心を有したコイルを形成するコイル形成工程と、少なくとも一方の閉磁路磁心の突合せ面に、凹凸を有した研削面を研削加工する研削加工工程と、コイルの両側から磁心の凹凸の頂部を突合わせて組み込み、磁心の突合せ方向に押圧して、一方の磁心の凹凸の底部と他方の磁心との間の間隔を調整するとともにインダクタンス値を調整する閉磁路磁心組立工程とを有した方法である。
【0043】
上記方法により、研削加工工程で所望のインダクタンス値となるように突合せ面に凹凸を有した磁心を予め準備しておき、閉磁路磁心組立工程でさらに一方の磁心の凹凸の底部と他方の磁心の突合せ面との間の間隔を調整するとともにインダクタンス値を調整することによって、前工程での部材単品でのばらつきの補正・吸収ができることとなり、インダクタンス値のばらつきを究極まで低減できる。
【0044】
本発明の請求項9に記載の発明は、特に、磁心の中央磁脚部と外足磁脚部を段差のない同一平面に形成し、研削加工工程は、中央磁脚部と外足磁脚部の突合せ面を同時に研削加工した方法である。
【0045】
上記方法により、中央磁脚部と外足磁脚部の突合せ面を同時加工が可能となるため、突合せ面の加工生産性も向上する。
【0046】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて具体的に説明する。
【0047】
(実施の形態1)
本発明の第1の実施の形態について図1を用いて説明する。
【0048】
図1(a)は、本発明の第1の実施の形態におけるインダクタ部品の組立図、図1(b)は同インダクタ部品の概略断面図である。
【0049】
図1において従来例を示す図7〜図9と同一の構成要素には同じ番号を付し詳細な説明を省略して説明すると、1はコイル、2は接着剤、3はギャップ紙、4はコイル1の両側から組み込む一方の磁心であるE型磁心、4aはE型磁心突合せ面、4ctはE型磁心4の中央磁脚、4outはE型磁心4の外足磁脚、5はコイル1の両側から組み込む他方の磁心であるI型磁心、5aはI型磁心突合せ面を示している。
【0050】
図1において従来例を示す図7〜図9と大きく異なる点はE型磁心4の中央磁脚部4ctと外足磁脚部4outのE型磁心突合せ面4aは段差のない同一平面上で形成し、E型磁心突合せ面4aとI型磁心突合せ面5aを凹凸を有した研削面にしており、E型磁心4とI型磁心5とは凹凸の頂部9を突合せて閉磁路磁心を形成し、凹凸の底部10と突合せた他方の磁心との間に間隔を設けた点である。
【0051】
つまり、E型磁心4の中央磁脚4ctは磁気ギャップ(図7のGct)を有していない点、磁気ギャップを形成するためのギャップ紙7、ガラスビーズ入り接着剤8なども用いていない点が大きく異なっている点であるが、以下、図1を用いて順次、説明する。
【0052】
図1(a)に示すようにまず、E型磁心突合せ面4a、I型磁心突合せ面5aには凹凸の段差h1を有するように予め粗面になるように研削加工を施して準備しておく。
【0053】
粗面の研削加工を施す方法としてはE型磁心突合せ面4a、I型磁心突合せ面5aが所定の粗さになるように研削用砥石のメッシュの番手を選定することによって従来では形成できなかった微小ギャップが容易に形成できる。
【0054】
また、この所定の粗さにするためのメッシュ番手の選定に際しては、磁心専用のコイル等を用いておき、製品化したときに所望のインダクタンス値となるようなインダクタンス値を磁心専用の部品規格値として決めておき、その規格値を満足できるようにメッシュ番手を選定することができる。
【0055】
こうして予め準備したE型磁心4の中央磁脚4ctに空心を有するとともに所定の巻線を施して形成したコイル1を挿入し、中央磁脚4ctの上端部と外足磁脚4outの上端部、つまり、E型磁心突合せ面4aに接着剤2を適量塗布しておき、上方からI型磁心5を突合せる。
【0056】
次に図1(b)に示すようにI型磁心5の上方から(白抜き矢印で示すように)、押圧力をかけて組み上げていくものであるが、この際、I型磁心5は矢印で示すように所望のインダクタンスとなるように前後左右方向に擦り合せしながら、磁気ギャップGh1の微調整を行ってもよい。
【0057】
ここでいう所望のインダクタンス値とは製品完成後に必要とされるインダクタンス値とするための工程管理用の規格値であり、E型磁心突合せ面4a、I型磁心突合せ面5aの研削ばらつきの補正・吸収を兼ねて再調整する工程を設けてインダクタンス値のばらつきを究極まで低減でき、特に微小ギャップを形成するときに大きな効果がでる。
【0058】
そして、接着剤2の硬化などの最終工程を経てインダクタ部品を完成させていくものである。
【0059】
以上、本発明のインダクタ部品の一実施の形態を示す図1の構成によれば、中央磁脚部4aには磁気ギャップ(図7のGct)がないため、E型磁心4とI型磁心5を組み合わせる時の押圧力によるI型磁心5中央部のたわみも発生しなくなる。
【0060】
また、E型磁心4とI型磁心5との間に余分な部材を配していないため、E型磁心4とI型磁心5を突合せた磁気ギャップ寸法Gh1も安定する。
【0061】
以上のように磁気ギャップ寸法Gh1が安定するため、インダクタンス値のばらつきが大幅に低減できる。
【0062】
また、研削用砥石のメッシュ番手に応じた凹凸の段差h1をE型磁心突合せ面4a、I型磁心突合せ面5aに形成しているので、E型磁心突合せ面4a、I型磁心突合せ面5aの凹凸の頂部9を突合せれば磁気ギャップGh1を形成することができ、中央磁脚4ctに磁気ギャップ加工を施すという余分な工程が不要とできる。
【0063】
また、ギャップ紙7、ガラスビーズ入り接着剤8などの余分な材料も不要となり、製造原価が大幅に低減できる。微小磁気ギャップの設定に際してもギャップ加工精度、部材の厚みなどに左右されないため、設計の自由度も広がるものである。
【0064】
さらに磁心突合せ面4a,5aを粗面に研削加工する構成としたので研削用砥石のメッシュ番手を所定の粗さとなるものに設定するだけで微小磁気ギャップが簡単に実現できることになる。
【0065】
この結果、高インダクタンスのインダクタ部品が実現できることとなる。
【0066】
これら本発明の実施の形態1を示す図1の製造方法として、空心を有するとともに所定の巻線を施したコイルを形成するコイル形成工程と、E型磁心突合せ面4aとI型磁心突合せ面5aに、凹凸を有した研削面を研削加工する研削加工工程と、コイル1の両側からE型磁心4とI型磁心5の凹凸の頂部9を突合わせて組み込み、E型磁心4とI型磁心5の突合せ方向に押圧して、E型磁心4の凹凸の底部10とI型磁心5との間の間隔およびI型磁心5の凹凸の底部10とE型磁心4との間の間隔を調整し、E型磁心4の凹凸の底部10とI型磁心の底部10との間の磁気ギャップGh1を調整するとともにインダクタンス値を調整する閉磁路磁心組立工程とを有した製造方法としている。
【0067】
上記製造方法により、研削加工工程で所望のインダクタンス値となるようにE型磁心突合せ面4aとI型磁心突合せ面5aに凹凸を有したE型磁心4とI型磁心5を予め準備しておき、閉磁路磁心組立工程で、E型磁心4の凹凸の底部10とI型磁心5の凹凸の底部10との間の磁気ギャップGh1を調整するとともにインダクタンス値を調整することによって、前工程での部材単品でのばらつきの補正・吸収ができることとなり、インダクタンス値のばらつきを究極まで低減できる。
【0068】
また、E型磁心5の中央磁脚部4ctと外足磁脚部4outを段差のない同一平面に形成し、研削加工工程で、中央磁脚部4ctと外足磁脚部4outとを同時に研削加工すれば、突合せ面の加工生産性も向上する。
【0069】
この結果、微小な磁気ギャップを形成するときでもインダクタンス値のばらつきの少ない且つ安価なインダクタ部品とその製造方法を提供することができることとなる。
【0070】
(実施の形態2)
次に本発明の第2の実施の形態について図2を用いて説明する。図2(a)は、本発明の第2の実施の形態におけるインダクタ部品の組立図、図2(b)は同インダクタ部品の概略断面図である。
【0071】
基本的な構成は本発明の第1の実施の形態を示す図1と同一である。大きく異なる点はI型磁心突合せ面5bの凹凸をもう一方のE型磁心突合せ面4aの凹凸に比べて、凹凸の頂部9から底部10までの寸法を大きくして段差h2の極粗面となるように表面をより粗くして組み合わせている点である。
【0072】
以下、図2を用いて順次、説明する。図2(a)に示すように組み合わせるI型磁心5のI型磁心突合せ面5bは、もう一方のE型磁心4のE型磁心突合せ面4aに比べて段差h2の極粗面となるようにより表面を粗く形成して準備しておき、図2(b)に示すようにE型磁心4とI型磁心5の凹凸の頂部9を突合せて所望のインダクタンスとなるように新たなギャップGh2を形成してインダクタ部品として完成させるものである。
【0073】
I型磁心突合せ面5bの段差h2はもう一方のE型磁心突合せ面4aと別工程で準備しておくのが一般的であるが、場合によってはE型磁心4と同じ段差h1に加工を施しておいたものを後工程でバッチ加工して新たに段差h2に加工を施してもよい。
【0074】
以上、本発明の第2の実施の形態を示す図2の構成によれば、E型磁心突合せ面4aとI型磁心突合せ面5bのいずれか一方を他方に比べてより粗く極粗面としたものであり、片側の磁心のみバッチ加工してやるだけで、突合せた時、新たなギャップGh2を設定することができる。他方の磁心は共用できるため、在庫運用なども可能となり、生産管理面でのロスがなくなる。
【0075】
(実施の形態3)
次に本発明の第3の実施の形態について図3、図4を用いて説明する。
【0076】
図3(a),(b)は本発明の第3の実施の形態におけるインダクタ部品の組立図、図4(a),(b)は同インダクタ部品の他の例を示す組立図である。
【0077】
図3において基本的な構成は本発明の第1、第2の実施の形態を示す図1、図2と同一である。大きく異なる点は、E型磁心4とI型磁心5のいずれか一方を凹凸を有していない突合せ面としている点である。
【0078】
また、図4においても基本的な構成は本発明の第1、第2の実施の形態を示す図1、図2と同一であるが、大きく異なる点は、E型磁心4とI型磁心5のいずれか一方を鏡面状(図4において鏡面状態を点線で表している)の突合せ面としている点である。
【0079】
以上、本発明の第3の実施の形態を示す図3によれば、E型磁心4とI型磁心5のいずれか一方を凹凸を有していないE型磁心突合せ面4c、I型磁心突合せ面5cとしているので、凹凸の頂部9から底部10までの寸法を設定することがなく、一般的な研削ラインが使えることとなり、フェライトコアの研削コストが低減できる。
【0080】
また、本発明の第3の実施の形態の他の例を示す図4によれば、E型磁心4とE型磁心5のいずれか一方を鏡面状にしたE型磁心突合せ面4d、I型磁心突合せ面5dとしたものであり、鏡面状に加工した突合せ面の加工精度が安定しているので組み合わせた時のインダクタンス値のばらつきがさらに少なくなる。
【0081】
(実施の形態4)
次に本発明の第4の実施の形態について図5を用いて説明する。
【0082】
図5は本発明の第4の実施の形態におけるインダクタ部品の概略断面図である。
【0083】
図5において基本的な構成は本発明の第1の実施の形態を示す図1と同一である。大きく異なる点は組み合わせる磁心形状をどちらも同じE型磁心4としている点である。
【0084】
以上、本発明の第4の実施の形態を示す図5によれば、組み合わせる磁心形状をどちらも同じ形状のEE型としたので、上下の磁心を共用できるため、金型投資を低減できる。
【0085】
(実施の形態5)
次に本発明の第5の実施の形態について図6を用いて説明する。
【0086】
図6は本発明の第5の実施の形態におけるインダクタ部品の概略断面図である。
【0087】
図6において基本的な構成は本発明の第1の実施の形態を示す図1と同一である。大きく異なる点は、1次コイル1a、2次コイル1bと2個以上のコイル1を組み込んでいる点である。
【0088】
以上、本発明の第5の実施の形態を示す図6によれば、組み込むコイル1を2個以上としているので、一方を入力用1次コイル1a、他方を出力用2次コイル1bとして電圧変換用のトランスとしても応用でき、高インダクタンスを要求されるスイッチング電源装置等のメイントランスとして最適である。特にON−ON型で構成されるフォワードタイプのスイッチング電源装置などに最適である。
【0089】
また、本発明のインダクタ部品を組み込んだスイッチング電源装置は、高インダクタンスで、且つ、インダクタンス値のばらつきが少ない特徴を有する本発明の高性能インダクタ部品を搭載しているため、損失増加の要因となる励磁電流を抑制するとともにそのばらつきも低減できることとなり、従来のインダクタ部品を搭載したスイッチング電源装置に比べて損失が大幅に低減できる。その結果、効率面でも格差をつけることができることとなる。
【0090】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、
(1)磁心中央部のたわみの発生をなくすことができる。
(2)インダクタンス値のばらつきが大幅に低減できる。
(3)ギャップ加工を施すという余分な工程が不要とできる。
(4)ギャップ紙、ガラスビーズなどの余分な材料が不要とできる。
(5)製造原価が大幅に低減できる。
(6)微小ギャップの設定に際しても設計の自由度を広げることができる。
(7)インダクタンス値のばらつきを究極まで低減できる。
(8)スイッチング電源装置の励磁電流を抑制するとともにそのばらつきも低減できる。
【0091】
この結果、50μm以下といった微小な磁気ギャップを形成するときでもインダクタンス値のばらつきの少ない安価なインダクタ部品およびその製造方法およびそのインダクタ部品を用いたスイッチング電源装置を提供するという目的を達成できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の第1の実施の形態におけるインダクタ部品の組立図
(b)同概略断面図
【図2】(a)本発明の第2の実施の形態におけるインダクタ部品の組立図
(b)同概略断面図
【図3】(a)本発明の第3の実施の形態におけるインダクタ部品の組立図
(b)同組立図
【図4】(a)同他の例を示す組立図
(b)同組立図
【図5】本発明の第4の実施の形態におけるインダクタ部品の概略断面図
【図6】本発明の第5の実施の形態におけるインダクタ部品の概略断面図
【図7】(a)従来のインダクタ部品を示す組立図
(b)同概略断面図
【図8】(a)同他の例を示す組立図
(b)同概略断面図
【図9】(a)同他の例を示す組立図
(b)同概略断面図
【符号の説明】
1 コイル
1a 1次コイル
1b 2次コイル
2 接着剤
3 ギャップ紙
4 E型磁心
4ct 中央磁脚
4out 外足磁脚
4a,4c,4d E型磁心突合せ面
5 I型磁心
5a,5b,5c,5d I型磁心突合せ面
6 磁気ギャップ
7 ギャップ紙
8 ガラスビーズ入り接着剤
9 頂部
10 底部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inductor component used for various electronic devices and the like, a method for manufacturing the same, and a switching power supply using the inductor component.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, as information communication infrastructure networks have greatly advanced, an increase in power consumption has become a social problem. In particular, high efficiency is an essential issue in a thin power supply used for a communication device and the like.
[0003]
These thin power supplies are equipped with many inductor components composed of a coil and a magnetic core, and there is a strong demand for inexpensive inductor components with high performance and small variations in performance that contribute to achieving higher power supply efficiency. .
[0004]
Hereinafter, a conventional inductor component will be described with reference to the drawings.
[0005]
7A is an assembly diagram showing a conventional inductor component, FIG. 7B is a schematic sectional view of the inductor component, FIG. 8A is an assembly diagram showing another example of the conventional inductor component, FIG. 9B is a schematic sectional view of the inductor component, FIG. 9A is an assembly view showing another example of the inductor component, and FIG. 9B is a schematic sectional view of the inductor component.
[0006]
7 to 9, 1 is a coil, 2 is an adhesive, 3 is gap paper, 4 is an E-shaped magnetic core, 4ct is a center magnetic leg, 4out is an outer leg magnetic leg, 5 is an I-shaped magnetic core, and 6 is a magnetic gap. , 7 are gap paper, 8 is an adhesive containing glass beads, and Gct, Gt1 and Gt2 are dimensions of the magnetic gap.
[0007]
First, a conventional inductor component will be described with reference to FIG.
[0008]
FIG. 7 shows that the magnetic gap is provided at the center magnetic leg 4ct of the E-shaped
[0009]
At this time, the end butting surfaces of the center magnetic leg 4ct and the outer leg magnetic leg 4out were set so that a step could be formed by the gap dimension Gct.
[0010]
The
[0011]
Then, the gap paper 3 is inserted into the portion of the magnetic gap 6 of the center magnetic leg 4ct, and an appropriate amount of the
[0012]
Further, as shown in FIG. 7 (b), the inductor component is completed by pressing and assembling from above the I-shaped magnetic core 5 (indicated by a white arrow).
[0013]
Next, another conventional example will be described with reference to FIGS.
[0014]
8 (a) and 9 (a), a major difference from the conventional inductor component shown in FIG. 7 is that the center magnetic leg 4ct has a magnetic core without a magnetic gap Gct. In the schematic cross-sectional view showing the completion of the assembly of FIG. 9 (b), a uniform magnetic gap Gt1, Gt2 is provided in the center magnetic leg 4ct and the outer leg magnetic leg 4out.
[0015]
In FIG. 8,
[0016]
Also, in FIG. 9, the
[0017]
As prior art document information related to the invention of this application, for example,
[0018]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-135554 [Patent Document 2]
JP-A-55-77115
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional configuration, since the magnetic gap 6 is formed only in the center magnetic leg 4ct in the configuration of FIG. 7A, the step size Gct of the outer leg magnetic leg 4out and the center magnetic leg 4ct is as small as 50 μm or less. When the gap value becomes large, there is a problem that the variation in the inductance value becomes large because the grinding accuracy is not high.
[0020]
Also, as shown in FIG. 7B, the pressing force when the upper and lower magnetic cores are combined also causes the central portion of the upper I-shaped
[0021]
8 and 9 showing still another conventional example, extra members such as the
[0022]
As described above, in the prior art, there is no small gap forming technique for providing an inductor component having a function of a high inductance and a small variation required to increase the efficiency of the power supply, and the efficiency of the power supply is not improved. Was a major bottleneck.
[0023]
The present invention solves the above-mentioned problems, and provides an inexpensive inductor component with a small variation in inductance value even when a minute magnetic gap of 50 μm or less is formed, a method of manufacturing the same, and a switching power supply using the inductor component. The purpose is to:
[0024]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
[0025]
In particular, the invention according to
[0026]
According to the above configuration, since there is no magnetic gap in the center magnetic leg, the bending of the center of the magnetic core due to the pressing force when the upper and lower magnetic cores are combined does not occur. Further, since no extra member is arranged in the gap portion, the size of the magnetic gap is stabilized when the upper and lower magnetic cores are combined.
[0027]
As described above, since the magnetic gap size when the magnetic cores are combined is stabilized, the variation in the inductance value can be greatly reduced.
[0028]
In addition, since a magnetic gap corresponding to the size of the unevenness of the abutting surface can be formed on the abutting surface, an extra step of performing magnetic gap processing on the center magnetic leg can be eliminated.
[0029]
Further, extra materials such as gap paper and glass beads are not required, and the manufacturing cost can be greatly reduced. The setting of the minute gap is not affected by the gap processing accuracy, the thickness of the member, and the like, so that the degree of freedom in design is widened.
[0030]
As a result, even when a minute magnetic gap is formed, variation in inductance value can be reduced.
[0031]
The invention described in
[0032]
According to the above configuration, if only one magnetic core is batch-processed, a new gap can be set when the magnetic cores are combined. Since the other magnetic core can be shared, inventory management and the like can be performed, and loss in production management is eliminated.
[0033]
The invention according to claim 3 of the present invention is particularly configured such that one of the magnetic cores is a butted surface having no irregularities.
[0034]
According to the above configuration, since one of the magnetic cores has a butted surface having no irregularities, a general grinding line can be used for one of the magnetic cores, and the cost of grinding the ferrite core can be reduced.
[0035]
The invention described in
[0036]
According to the above configuration, since the butting surface of one of the magnetic cores is mirror-finished, the processing accuracy of the butting surfaces is stable, and the variation in the inductance value when combined can be further reduced.
[0037]
The invention described in
[0038]
According to the above configuration, the magnetic cores to be abutted from both sides of the coil can be shared, so that the die investment can be reduced.
[0039]
The invention described in claim 6 of the present invention is particularly configured such that two or more coils to be incorporated are provided.
[0040]
With the above configuration, one can be configured as a primary coil for input and the other as a secondary coil for output, and used as a transformer for voltage conversion.
[0041]
According to the invention described in
[0042]
The invention according to claim 8 of the present invention is particularly directed to a method of manufacturing an inductor component including a coil having an air core, a magnetic core incorporated from both sides of the coil, and a closed magnetic circuit core formed by abutting the magnetic cores. A coil forming step of forming a coil having an air core, a grinding step of grinding a ground surface having irregularities on at least one abutting surface of the closed magnetic path cores, and projecting tops of the irregularities of the magnetic core from both sides of the coil. A closed magnetic path core assembly step of adjusting the distance between the bottom of the unevenness of one magnetic core and the other magnetic core and adjusting the inductance value by pressing together in the butting direction of the magnetic cores. .
[0043]
By the above method, a magnetic core having irregularities on the butted surface is prepared in advance so as to have a desired inductance value in the grinding process, and in the closed magnetic circuit core assembling process, the bottom of the irregularities of one magnetic core and the other magnetic core are further prepared. By adjusting the distance between the butting surface and the inductance value, it is possible to correct and absorb the variation in the single member in the previous process, and to reduce the variation in the inductance value to the ultimate.
[0044]
According to a ninth aspect of the present invention, in particular, the center magnetic leg portion and the outer leg magnetic leg portion of the magnetic core are formed on the same plane with no step, and the grinding step is performed by using the center magnetic leg portion and the outer leg magnetic leg. This is a method in which the butted surfaces of the portions are simultaneously ground.
[0045]
According to the above-described method, the abutting surfaces of the center magnetic leg portion and the outer leg magnetic leg portions can be simultaneously processed, so that the processing productivity of the abutting surface is also improved.
[0046]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0047]
(Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0048]
FIG. 1A is an assembly view of the inductor component according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic sectional view of the inductor component.
[0049]
In FIG. 1, the same components as those in FIGS. 7 to 9 showing the conventional example are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. E-shaped magnetic core which is one magnetic core incorporated from both sides of the
[0050]
7 is different from FIGS. 7 to 9 showing the conventional example in that the center magnetic leg 4ct of the E-shaped
[0051]
That is, the center magnetic leg 4ct of the
[0052]
First, as shown in FIG. 1A, the E-shaped magnetic core mating surface 4a and the I-shaped magnetic
[0053]
As a method of performing the grinding of the rough surface, it has not been possible to form the surface of the grinding wheel by selecting the mesh number of the grinding wheel so that the E-shaped magnetic core mating surface 4a and the I-shaped magnetic
[0054]
In addition, when selecting the mesh number for obtaining the predetermined roughness, a coil or the like dedicated to the magnetic core is used, and an inductance value that becomes a desired inductance value when the product is commercialized is set to the component standard value for the magnetic core. And the mesh number can be selected so as to satisfy the standard value.
[0055]
The
[0056]
Next, as shown in FIG. 1 (b), the assembling is performed by applying a pressing force from above the I-shaped core 5 (as indicated by a white arrow). The fine adjustment of the magnetic gap Gh1 may be performed while rubbing in the front, rear, left, and right directions so as to have a desired inductance as shown by.
[0057]
The desired inductance value referred to here is a standard value for process control for obtaining an inductance value required after the product is completed. The desired inductance value is used for correcting the grinding variation of the E-shaped magnetic core mating surface 4a and the I-shaped magnetic
[0058]
Then, an inductor component is completed through a final process such as curing of the adhesive 2.
[0059]
As described above, according to the configuration of FIG. 1 showing one embodiment of the inductor component of the present invention, since the center magnetic leg 4a has no magnetic gap (Gct in FIG. 7), the
[0060]
Further, since no extra member is arranged between the
[0061]
As described above, since the magnetic gap dimension Gh1 is stabilized, variation in the inductance value can be significantly reduced.
[0062]
In addition, since the step h1 of the unevenness according to the mesh number of the grinding wheel is formed on the E-shaped magnetic core mating surface 4a and the I-shaped magnetic
[0063]
Further, extra materials such as the
[0064]
Furthermore, since the magnetic
[0065]
As a result, a high inductance inductor component can be realized.
[0066]
1 showing the first embodiment of the present invention includes a coil forming step of forming a coil having an air core and having a predetermined winding, an E-shaped magnetic core mating surface 4a and an I-shaped magnetic
[0067]
According to the above manufacturing method, the E-shaped
[0068]
Further, the center magnetic leg 4ct and the outer leg magnetic leg 4out of the E-shaped
[0069]
As a result, it is possible to provide an inexpensive inductor component with a small variation in inductance value even when a minute magnetic gap is formed, and a method for manufacturing the same.
[0070]
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2A is an assembly diagram of an inductor component according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a schematic sectional view of the inductor component.
[0071]
The basic configuration is the same as FIG. 1 showing the first embodiment of the present invention. The major difference is that the unevenness of the I-shaped magnetic
[0072]
Hereinafter, description will be made sequentially with reference to FIG. As shown in FIG. 2 (a), the I-shaped magnetic
[0073]
Generally, the step h2 of the I-shaped magnetic
[0074]
As described above, according to the configuration of FIG. 2 showing the second embodiment of the present invention, one of the E-shaped magnetic core mating surface 4a and the I-shaped magnetic
[0075]
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0076]
FIGS. 3A and 3B are assembly diagrams of an inductor component according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. 4A and 4B are assembly diagrams showing another example of the inductor component.
[0077]
The basic configuration in FIG. 3 is the same as FIGS. 1 and 2 showing the first and second embodiments of the present invention. The major difference is that one of the
[0078]
The basic configuration in FIG. 4 is the same as those in FIGS. 1 and 2 showing the first and second embodiments of the present invention, but the major difference is that the
[0079]
As described above, according to FIG. 3 showing the third embodiment of the present invention, one of the
[0080]
Further, according to FIG. 4 showing another example of the third embodiment of the present invention, according to FIG. 4, one of the E-shaped
[0081]
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0082]
FIG. 5 is a schematic sectional view of an inductor component according to a fourth embodiment of the present invention.
[0083]
The basic configuration in FIG. 5 is the same as that in FIG. 1 showing the first embodiment of the present invention. The major difference is that the magnetic core shapes to be combined are the same E-shaped
[0084]
As described above, according to FIG. 5 showing the fourth embodiment of the present invention, since the magnetic core shapes to be combined are both EE type having the same shape, the upper and lower magnetic cores can be shared, so that the die investment can be reduced.
[0085]
(Embodiment 5)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
[0086]
FIG. 6 is a schematic sectional view of an inductor component according to a fifth embodiment of the present invention.
[0087]
The basic configuration in FIG. 6 is the same as that in FIG. 1 showing the first embodiment of the present invention. A major difference is that a primary coil 1a, a secondary coil 1b, and two or
[0088]
As described above, according to FIG. 6 showing the fifth embodiment of the present invention, since two or
[0089]
In addition, the switching power supply device incorporating the inductor component of the present invention has a high inductance and has a high-performance inductor component of the present invention having a characteristic that the inductance value is less scattered. Excitation current can be suppressed and its variation can be reduced, and the loss can be greatly reduced as compared with a switching power supply device equipped with a conventional inductor component. As a result, a difference can be made in terms of efficiency.
[0090]
【The invention's effect】
According to the present invention as described above,
(1) The occurrence of deflection at the center of the magnetic core can be eliminated.
(2) Variation in inductance value can be greatly reduced.
(3) An extra step of performing gap processing can be eliminated.
(4) Extra materials such as gap paper and glass beads can be eliminated.
(5) Manufacturing costs can be significantly reduced.
(6) The degree of freedom in design can be expanded even when setting a minute gap.
(7) Variation in inductance value can be reduced to the ultimate.
(8) The excitation current of the switching power supply can be suppressed, and the variation can be reduced.
[0091]
As a result, it is possible to achieve the object of providing an inexpensive inductor component with a small variation in inductance value even when a minute magnetic gap of 50 μm or less is formed, a method of manufacturing the same, and a switching power supply device using the inductor component.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is an assembly diagram of an inductor component according to a first embodiment of the present invention; FIG. 1 (b) is a schematic sectional view thereof FIG. FIG. 3 (b) is a schematic cross-sectional view. FIG. 3 (a) is an assembly view of an inductor component according to a third embodiment of the present invention. FIG. 3 (b) is an assembly view of FIG. FIG. 5 (b) is an assembly drawing. FIG. 5 is a schematic sectional view of an inductor component according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic sectional view of an inductor component according to a fifth embodiment of the present invention. (A) Assembly drawing showing a conventional inductor component (b) Schematic sectional view [FIG. 8] (a) Assembly drawing showing another example (b) Schematic sectional view [FIG. 9] (a) Other (B) Schematic cross-sectional view showing an example of [Description of reference numerals]
DESCRIPTION OF
Claims (9)
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JP2015201581A (en) * | 2014-04-09 | 2015-11-12 | 株式会社タムラ製作所 | Reactor and manufacturing method thereof |
CN108242323A (en) * | 2017-12-22 | 2018-07-03 | 浙江东睦科达磁电有限公司 | A kind of E-type magnetic powder core |
JP2018190912A (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-29 | スミダコーポレーション株式会社 | Coil component |
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