JP2004281778A - Choke coil and its producing method - Google Patents

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JP2004281778A
JP2004281778A JP2003072155A JP2003072155A JP2004281778A JP 2004281778 A JP2004281778 A JP 2004281778A JP 2003072155 A JP2003072155 A JP 2003072155A JP 2003072155 A JP2003072155 A JP 2003072155A JP 2004281778 A JP2004281778 A JP 2004281778A
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coil
core
ferrite
choke coil
metal
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JP2003072155A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Ishii
政義 石井
Mitsumune Kataoka
光宗 片岡
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Tokyo Coil Engineering Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Coil Engineering Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a choke coil exhibiting high permeability of a ferrite core and high saturation magnetic flux density of the metal based compressed powder in which a high current unattainable in a conventional ferrite choke coil can be attained, and high permeability unattainable in metal based powder can be attained while reducing the loss. <P>SOLUTION: The choke coil comprises a coil 27 applied with an insulation coating 26, a metal based dust core 28 produced by compressing a mixture of metal based magnetic powder and a binder and burying the coil 27 integrally, a ferrite core 21 provided integrally with the metal based dust core 28, and a terminal 29 connected with the coil 27 and exposed to the outside of the metal based dust core 28 or the ferrite core 21. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、超小型のシールドタイプのチョークコイル及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
高周波で用いられるチョークコイルとして、フェライト磁芯や圧縮磁芯が使用されている。フェライト磁芯は、透磁率が高いが飽和磁束密度が小さい。一方、金属粉末を成形して作成された圧粉磁芯は軟磁性フェライトに比べて透磁率が低いが、飽和磁束密度は高く直流重畳特性に優れていることが知られている。従って、従来は、これら2種の材料は用途によって使い分けされている。最近ではこれら2種の材料を組合わせて互いの利点を利用した複合チョークコイルも出現している。
【0003】
また、磁芯用材料の中で金属系圧粉磁芯を使用したチョークコイルは、現在、トロイダル形状のコアに銅線を巻回したディストリートタイプが主力部品の一つとして使用されている。
【0004】
図12は従来の金属系圧粉磁芯を使用したチョークコイルを示し、1はフェライト磁芯であり、円板状の底板部2の中央部には巻芯部3が一体に設けられている。底板部2の外周縁には巻芯部3を囲撓するように周壁部4が一体に設けられ、フェライト磁芯1には円環状の凹陥部5が設けられている。
【0005】
フェライト磁芯1の凹陥部5には絶縁被覆6を施した銅線からなるコイル7が収納されている。さらに、フェライト磁芯1の凹陥部5の開口は円板状に成形された金属系圧粉磁芯8によって閉塞されており、コイル7の周囲には空隙9が設けられている。なお、10はコイル7と接続された端子である。
【0006】
図13は従来の金属系圧粉磁芯を使用した別のチョークコイルを示し、11は円板状のフェライト磁芯であり、12は金属系圧粉磁芯である。この金属系圧粉磁芯12は、円板状の天板部13の中央部には巻芯部14が一体に設けられている。天板部13の外周縁には巻芯部14を囲撓するように周壁部15が一体に設けられ、金属系圧粉磁芯12には円環状の凹陥部16が設けられている。
【0007】
金属系圧粉磁芯12の凹陥部16には絶縁被覆6を施した銅線からなるコイル7が収納されている。さらに、金属系圧粉磁芯12の凹陥部16の開口はフェライト磁芯11によって閉塞されており、コイル7の周囲には空隙9が設けられている。なお、10はコイル7と接続された端子である。
【0008】
また、本出願人は、磁性材料からなるポットコアの内部に空芯コイルを収納し、このポットコアの内部に磁性粉末を混入したエポキシ系樹脂材料を充填して空芯コイルをポットコアの内部に充填したチョークコイルを特願2002−110760号として既に出願している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トロイダル構造のチョークコイルは、コアをトロイダル形状に成形後、銅線を巻回する事が行われているが、トロイダル形状のコアへの巻線作業は、自動化が難しく、人手作業に頼っており、多大な作業時間を要し、コストアップの原因となっている。
【0010】
また、図12及び図13に示したチョークコイルは、コイル7の周囲に空隙9が形成されているため、2種の材料を組合わせた互いの利点が発揮されず、高い直流重畳特性が得られないという問題がある。
【0011】
さらに、特願2002−110760号のものは、ポットコアにエポキシ系樹脂材料を充填したものであり、充填密度が低く、チョークコイルの小型化に限度がある。
【0012】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、大電流まで良好な直流重畳特性が得られ、しかも高いインダクタンスが得られる超小型のチョークコイル及びその製造方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を解決するために、請求項1は、絶縁被覆を施したコイルと、金属系磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末を圧縮成形して前記コイルを一体に埋設したコアと、このコアと一体に設けられたフェライト磁芯と、前記コイルと接続され前記コアもしくはフェライト磁芯の外部に露出する端子とを具備したことを特徴とするチョークコイルにある。
【0014】
請求項2は、請求項1の前記コイルは、絶縁被膜を施した銅線または帯状銅板であることを特徴とする。
【0015】
請求項3は、請求項1の前記コイルは、周囲が合成樹脂でモールドされていることを特徴とする。
【0016】
請求項4は、絶縁被覆を施した銅線からなるコイルと、このコイルの周囲に設けられ該コイルを内包する鉄粉層等からなるコアと、前記コイルを含み前記コアを一体に埋設するセンダスト磁芯と、前記コイルと接続され前記センダスト磁芯の外部に露出する端子とを具備したことを特徴とするチョークコイルにある。
【0017】
請求項5は、所定の形状のフェライト磁芯に対して絶縁被覆を施した銅線からなるコイルを位置決めする第1の工程と、金属系磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末を前記フェライト磁芯に対して圧縮成形して前記コイルを埋設するとともに、前記フェライト磁芯と一体に結合する第2の工程とからなることを特徴とするチョークコイルの製造方法にある。
【0018】
請求項1,2,3,5の構成によれば、フェライト磁芯の高い透磁率と金属系圧粉粉末の高い飽和磁束密度を兼ね備え、今までのフェライトチョークコイルでは達成できなかった大電流化、金属系圧粉粉末では達成できなかった高透磁率化、低ロス化が可能となる。
【0019】
請求項4の構成によれば、センダストは粉末が硬く、センダストで一体成形した場合は、センダストの粉末がコイルを形成する銅線の絶縁被膜を破壊してしまうという虞がある。しかし、コイルを鉄粉層等からなるコアによって内包しているため、絶縁破壊の虞はない。しかも、鉄の高い飽和磁束密度とセンダストの低ロスを兼ね備え、今までチョークコイルでは達成できなかった大電流化、高透磁率化、低ロス化が可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0021】
図1は第1の実施形態を示し、チョークコイルの縦断側面図である。21はフェライト磁芯であり、円板状の底板部22の中央部には巻芯部23が一体に設けられている。底板部22の外周縁には巻芯部23を囲撓するように周壁部24が一体に設けられ、フェライト磁芯21には円環状の凹陥部25が設けられている。
【0022】
フェライト磁芯21の凹陥部25には絶縁被覆26を施した銅線からなるコイル27が収納されている。さらに、フェライト磁芯21の凹陥部25には金属系磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末としてのコア、例えば金属系圧粉磁芯28が圧縮成形されている。従って、フェライト磁芯21と金属系圧粉磁芯28とは一体で、金属系圧粉磁芯28の内部にコイル27が埋設されている。また、フェライト磁芯21にはコイル27と接続された端子29が設けられ、この端子29はフェライト磁芯21の周壁から下面まで折曲して延長され、プリント基板のプリント配線にリフロー半田付けによって実装できるようになっている。
【0023】
次に、チョークコイルの製造方法について説明する。
【0024】
絶縁被覆26が施されたコイル27をフェライト磁芯21の巻芯部23に嵌合し、凹陥部25にコイル27を収納する。そして、コイル27の両端のリード部(図示しない)をフェライド磁芯21に設けられた端子29に接続する。
【0025】
次に、フェライト磁芯21の凹陥部25に金属系磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末としての金属系圧粉磁芯28を収容して圧縮成形すると、フェライト磁芯21と金属系圧粉磁芯28とは一体で、金属系圧粉磁芯28の内部にコイル27が埋設された状態となる。
【0026】
このように構成されたチョークコイルは、フェライト磁芯21の高い透磁率とコアとしての金属系圧粉粉末28の高い飽和磁束密度を兼ね備え、今までのフェライトチョークコイルでは達成できなかった大電流化、金属系圧粉粉末では達成できなかった高透磁率化、低ロス化が可能となる。また、磁芯−コイル間の空隙が低減するため、漏洩磁束の低減も図られ、うなりの少ないチョークコイルを提供できる。
【0027】
図2は第2の実施形態のチョークコイルの縦断側面図であり、第1の実施形態と同一構成部分は同一符号を付して説明を省略する。31はフェライト磁芯であり、円板状に形成されている。フェライト磁芯31の上部には絶縁被覆26を施した銅線からなるコイル27が載置されている。この場合、フェライト磁芯31に対してコイル27を浮かせた状態で位置決めするために、金属系磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末としての金属系圧粉磁芯28を少量収容するか、必要に応じて支持部材(図示しない)を設けてもよい。
【0028】
コイル27を載置したフェライト磁芯31を金型(図示しない)にセットし、この金型の内部に金属系磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末としてのコア、例えば、金属系圧粉磁芯28を充填して圧縮成形することにより、フェライト磁芯31と金属系圧粉磁芯28とは一体で、金属系圧粉磁芯28の内部にコイル27が埋設された状態となる。従って、第1の実施形態のチョークコイルと同様の効果が得られる。
【0029】
図3は第3の実施形態のチョークコイルの縦断側面図であり、第1の実施形態と同一構成部分は同一符号を付して説明を省略する。33はフェライト磁芯であり、両端開口の円筒状に形成されている。フェライト磁芯33の内部には絶縁被覆26を施した銅線からなるコイル27が載置されている。この場合、フェライト磁芯33に対してコイル27を浮かせた状態で位置決めするために、金属系磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末としての金属系圧粉磁芯28を少量収容するか、必要に応じて支持部材(図示しない)を設けてもよい。
【0030】
コイル27を収納したフェライト磁芯33を基盤(図示しない)にセットし、このフェライト磁芯33の内部に金属系磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末としてのコア、例えば、金属系圧粉磁芯28を充填して圧縮成形することにより、フェライト磁芯33と金属系圧粉磁芯28とは一体で、金属系圧粉磁芯28の内部にコイル27が埋設された状態となる。従って、第1の実施形態のチョークコイルと同様の効果が得られる。
【0031】
図4は第4の実施形態のチョークコイルの縦断側面図であり、第1の実施形態と同一構成部分は同一符号を付して説明を省略する。35は第1のフェライト磁芯、36は第2のフェライト磁芯である。第1のフェライト磁芯35は上部に開口を有し、下部に底部35aを有する円筒状に構成されている。第2のフェライト磁芯36は天板部36aを有し、この天板部36aの中央部の下面には下方へ突出する巻芯部36bが一体に設けられている。
【0032】
従って、第1のフェライト磁芯35の開口を閉塞するように第2のフェライト磁芯36を載置すると、巻芯部36bが第1のフェライト磁芯35の底部35aに当接し、第1と第2のフェライト磁芯35,36とによって円環状の空間部37が形成される。
【0033】
空間部37の内部には絶縁被覆26を施した銅線からなるコイル27が収納されている。この空間部37の内部に金属系磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末としてのコア、例えば、金属系圧粉磁芯28を充填して圧縮成形することにより、第1と第2のフェライト磁芯35,36と金属系圧粉磁芯28とは一体で、金属系圧粉磁芯28の内部にコイル27が埋設された状態となる。従って、第1の実施形態のチョークコイルと同様の効果が得られる。
【0034】
図5は第5の実施形態のチョークコイルの縦断側面図であり、第1の実施形態と同一構成部分は同一符号を付して説明を省略する。38はフェライト磁芯であり、上部開口の円筒状に形成されている。フェライト磁芯38の内部には絶縁被覆26を施した銅線からなるコイル27が収納されている。この場合、フェライト磁芯38に対してコイル27を浮かせた状態で位置決めするために、金属系磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末としてのコア、例えば、金属系圧粉磁芯28を少量収容するか、必要に応じて支持部材(図示しない)を設けてもよい。
【0035】
コイル27を収納したフェライト磁芯38の内部に金属系磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末としての金属系圧粉磁芯28を充填して圧縮成形することにより、フェライト磁芯38と金属系圧粉磁芯28とは一体で、金属系圧粉磁芯28の内部にコイル27が埋設された状態となる。従って、第1の実施形態のチョークコイルと同様の効果が得られる。
【0036】
図6は第6の実施形態のチョークコイルの縦断側面図であり、第1の実施形態と同一構成部分は同一符号を付して説明を省略する。フェライト磁芯21の凹陥部25の内部にはコイル39が収納されている。
【0037】
コイル39について説明すると、図7及び図8に示すように構成されている。すなわち、40は巻線用銅板を打ち抜き加工等によって形成したコ字形の薄肉帯状銅板であり、中間部は巻線部41に形成されている。巻線部41の端部には第1の端子部42と第2の端子部43が一体に設けられ、第1の端子部42は第2の端子部43より若干長く形成されている。
【0038】
巻線部41及び第1及び第2の端子部42,43の表面には絶縁フィルム、絶縁コーティング、絶縁被膜等によって絶縁被覆層44が形成されている。また、第1及び第2の端子部42,43の先端部における片面は錫メッキ層からなる導電部45が設けられている。
【0039】
コ字形の薄肉帯状銅板40は、第1の端子部42側を巻き芯側として巻線部41は渦巻状に巻線され、渦巻状巻線体46が形成されている。コイル39を収納したフェライト磁芯21の凹陥部25の内部に金属系磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末としてのコア、例えば、金属系圧粉磁芯28を充填して圧縮成形することにより、フェライト磁芯21と金属系圧粉磁芯28とは一体で、金属系圧粉磁芯28の内部に渦巻状巻線体46からなるコイル39が埋設された状態となる。従って、第1の実施形態のチョークコイルと同様の効果が得られる。さらに、安価な銅板を使用しているため、大幅なコストダウンが図れるとともに、渦巻状に巻線しているため、平角線エッジワイズ巻きと同等の銅線の占有率が得られるため、低直流重畳抵抗化が可能となる。
【0040】
図9は直流重畳特性を示すグラフであり、曲線aはこの発明の第1の実施形態を示し、曲線bはこの発明の第2の実施形態を示す。曲線cは比較例としての図12に示す従来例、曲線dは比較例としての図13に示す従来例であり、大電流まで良好な直流重畳特性を有することが分かる。
【0041】
図10は第7の実施形態のチョークコイルの縦断側面図であり、第1の実施形態と同一構成部分は同一符号を付して説明を省略する。フェライト磁芯21の凹陥部25の内部に収納される銅線からなるコイル27は、その周囲が合成樹脂47によってモールドされている。
【0042】
このようにコイル27を合成樹脂47によってモールドすることにより、コイル27の保形性が増し、金属系圧粉磁芯28を圧縮成形する際にコイル27の位置ずれが抑制され、成形安定性が得られる。さらに、合成樹脂47のモールドによって組立作業中における銅線の絶縁被膜の破壊を防止でき、作業性を向上できる。
【0043】
図11は第8の実施形態のチョークコイルの縦断側面図であり、第1の実施形態と同一構成部分は同一符号を付して説明を省略する。絶縁被覆26を施した銅線からなるコイル27の周囲には該コイル27を内包する鉄粉層等からなるコアとしての鉄圧粉磁芯48が設けられている。すなわち、コイル27は鉄粉末とバインダーとの混合粉末を圧縮成形したものであり、コイル27と鉄圧粉磁芯48とは一体に成形されている。
【0044】
さらに、鉄圧粉磁芯48の外層はセンダスト磁芯49によって構成されている。センダスト磁芯49は、第1の実施形態のフェライト磁芯21に代るものであり、(a)は第1のセンダスト磁芯49aと第2のセンダスト磁芯49bとに2分割されている。(b)はセンダスト磁芯49が上部開口の円筒状に形成されている。(c)はセンダスト磁芯49が両端開口の円筒状に形成されている。(d)は第1のセンダスト磁芯49aが上部開口の円筒状で、第2のセンダスト磁芯49bは上部開口を閉塞する円板状に形成されている。
【0045】
第8の実施形態のように、鉄粉末、バインダーとの混合粉末と銅線よりなるコイルを一体で形成したコアの外層にセンダスト磁芯を組合わせることにより、空隙部分を著しく低減できる。センダストは粉末が硬く、センダストで一体成形した場合は、センダストの粉末がコイルを形成する銅線の絶縁被膜を破壊してしまうという虞がある。しかし、本実施形態は、コイルを鉄圧粉磁芯によって内包しているため、絶縁破壊の虞はない。
【0046】
しかも、鉄の高い飽和磁束密度とセンダストの低ロスを兼ね備え、今までチョークコイルでは達成できなかった大電流化、高透磁率化、低ロス化が可能となる。また、磁芯−コイル間の空隙が低減するため、漏洩磁束の低減も図られ、うなりの少ないチョークコイルを提供できる。
【0047】
なお、前記各実施形態においては、フェライト磁芯、センダスト磁芯が円筒状の場合について説明したが、矩形状でも良く、その形状は限定されるものではない。
【0048】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、フェライト磁芯の高い透磁率と金属系圧粉粉末の高い飽和磁束密度を兼ね備え、今までのフェライトチョークコイルでは達成できなかった大電流化、金属系圧粉粉末では達成できなかった高透磁率化、低ロス化が可能となる。また、磁芯−コイル間の空隙が低減するため、漏洩磁束の低減も図られ、うなりの少ないチョークコイルを提供できる。
【0049】
また、コイルを鉄圧粉磁芯によって内包しているため、絶縁破壊の虞はない。しかも、鉄の高い飽和磁束密度とセンダストの低ロスを兼ね備え、今までチョークコイルでは達成できなかった大電流化、高透磁率化、低ロス化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態を示すチョークコイルの縦断側面図。
【図2】この発明の第2の実施形態を示すチョークコイルの縦断側面図。
【図3】この発明の第3の実施形態を示すチョークコイルの縦断側面図。
【図4】この発明の第4の実施形態を示すチョークコイルの縦断側面図。
【図5】この発明の第5の実施形態を示すチョークコイルの縦断側面図。
【図6】この発明の第6の実施形態を示すチョークコイルの縦断側面図。
【図7】同実施形態を示す帯状銅板で、(a)は平面図、(b)はA−A線に沿う断面図、(c)はB−B線に沿う断面図、(d)はC−C線に沿う断面図。
【図8】同実施形態を示す渦巻状巻線体の平面図。
【図9】直流重畳特性を示すグラフ。
【図10】この発明の第7の実施形態を示すチョークコイルの縦断側面図。
【図11】この発明の第8の実施形態を示し、(a)〜(d)は異なる形状のセンダスト磁芯を持ったチョークコイルの縦断側面図。
【図12】従来のチョークコイルの縦断側面図。
【図13】従来のチョークコイルの縦断側面図。
【符号の説明】
21…フェライト磁芯、26…絶縁被覆、27…コイル、28…金属系圧粉磁芯(コア)、29…端子、48…鉄圧粉磁芯(コア)、49…センダスト磁芯
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ultra-compact shield-type choke coil and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Ferrite cores and compression cores are used as choke coils used at high frequencies. The ferrite core has a high magnetic permeability but a low saturation magnetic flux density. On the other hand, it is known that a dust core formed by molding a metal powder has a lower magnetic permeability than a soft magnetic ferrite, but has a high saturation magnetic flux density and is excellent in DC superposition characteristics. Therefore, conventionally, these two types of materials are properly used depending on applications. Recently, a composite choke coil that combines these two materials and utilizes each other's advantages has also emerged.
[0003]
Also, as a choke coil using a metal-based dust core among magnetic core materials, a distorted type in which a copper wire is wound around a toroidal core is currently used as one of the main components.
[0004]
FIG. 12 shows a choke coil using a conventional metal dust core. Reference numeral 1 denotes a ferrite core, and a core part 3 is integrally provided at the center of a disc-shaped bottom plate part 2. . A peripheral wall portion 4 is provided integrally with the outer peripheral edge of the bottom plate portion 2 so as to surround the winding core portion 3, and an annular concave portion 5 is provided in the ferrite core 1.
[0005]
A coil 7 made of a copper wire coated with an insulating coating 6 is accommodated in the recess 5 of the ferrite core 1. Further, the opening of the concave portion 5 of the ferrite core 1 is closed by a metal-based dust core 8 formed in a disk shape, and a gap 9 is provided around the coil 7. Reference numeral 10 denotes a terminal connected to the coil 7.
[0006]
FIG. 13 shows another choke coil using a conventional metal dust core, 11 is a disk-shaped ferrite core, and 12 is a metal dust core. This metal dust core 12 has a core part 14 integrally provided at the center of a disk-shaped top plate part 13. A peripheral wall portion 15 is provided integrally with an outer peripheral edge of the top plate portion 13 so as to surround the winding core portion 14, and an annular concave portion 16 is provided in the metal dust core 12.
[0007]
A coil 7 made of a copper wire coated with an insulating coating 6 is accommodated in the recess 16 of the metal dust core 12. Further, the opening of the concave portion 16 of the metal dust core 12 is closed by the ferrite core 11, and a gap 9 is provided around the coil 7. Reference numeral 10 denotes a terminal connected to the coil 7.
[0008]
Further, the applicant has housed an air-core coil inside a pot core made of a magnetic material, filled the interior of the pot core with an epoxy resin material mixed with magnetic powder, and filled the inside of the pot core with the air-core coil. A choke coil has already been filed as Japanese Patent Application No. 2002-110760.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the choke coil of the toroidal structure, the copper wire is wound after the core is formed into the toroidal shape. However, the winding work on the toroidal core is difficult to automate, and it depends on manual work. Therefore, it takes a lot of work time and causes an increase in cost.
[0010]
Further, in the choke coil shown in FIGS. 12 and 13, since the air gap 9 is formed around the coil 7, the mutual advantage of combining the two materials is not exhibited, and a high DC superimposition characteristic is obtained. There is a problem that can not be.
[0011]
Further, Japanese Patent Application No. 2002-110760 discloses a pot core filled with an epoxy-based resin material, has a low filling density, and has a limitation in downsizing a choke coil.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an ultra-small choke coil capable of obtaining good DC superimposition characteristics up to a large current and obtaining a high inductance, and a method of manufacturing the same. To provide.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned object, the present invention relates to a core in which a coil having insulation coating and a mixed powder obtained by mixing a metal-based magnetic powder and a binder are compression-molded to embed the coil integrally. And a ferrite core provided integrally with the core, and a terminal connected to the coil and exposed to the outside of the core or the ferrite core.
[0014]
A second aspect of the present invention is characterized in that the coil of the first aspect is a copper wire or a strip-shaped copper plate provided with an insulating coating.
[0015]
A third aspect of the present invention is characterized in that the periphery of the coil of the first aspect is molded with a synthetic resin.
[0016]
A coil made of a copper wire coated with an insulating coating, a core made of an iron powder layer provided around the coil and including the coil, and a sendust including the coil and integrally burying the core. A choke coil comprising: a magnetic core; and a terminal connected to the coil and exposed to the outside of the sendust magnetic core.
[0017]
A first step of positioning a coil made of a copper wire having an insulating coating on a ferrite core having a predetermined shape, and a step of mixing the mixed powder obtained by mixing a metallic magnetic powder and a binder with the ferrite core. A second step of compressing and molding the core to embed the coil and integrally joining the coil with the ferrite core.
[0018]
According to the structure of claims 1, 2, 3, and 5, the high magnetic permeability of the ferrite core and the high saturation magnetic flux density of the metal-based compact powder are combined, and a large current that cannot be achieved by the conventional ferrite choke coil. In addition, it is possible to achieve high magnetic permeability and low loss, which cannot be achieved with the metal-based compacted powder.
[0019]
According to the configuration of the fourth aspect, the powder of Sendust is hard, and if it is integrally formed with Sendust, there is a possibility that the powder of Sendust may break the insulating coating of the copper wire forming the coil. However, since the coil is included in the core made of the iron powder layer or the like, there is no possibility of dielectric breakdown. In addition, the high saturation magnetic flux density of iron and the low loss of sendust are provided, and a large current, a high magnetic permeability, and a low loss that cannot be achieved by a choke coil until now can be achieved.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 shows the first embodiment, and is a longitudinal sectional side view of a choke coil. Reference numeral 21 denotes a ferrite magnetic core, and a core portion 23 is integrally provided at the center of a disk-shaped bottom plate portion 22. A peripheral wall portion 24 is provided integrally with the outer peripheral edge of the bottom plate portion 22 so as to surround the winding core portion 23, and an annular concave portion 25 is provided in the ferrite magnetic core 21.
[0022]
A coil 27 made of a copper wire coated with an insulating coating 26 is housed in the recess 25 of the ferrite core 21. Further, a core as a mixed powder obtained by mixing a metal-based magnetic powder and a binder, for example, a metal-based dust core 28 is compression-molded in the recess 25 of the ferrite core 21. Accordingly, the ferrite core 21 and the metal dust core 28 are integrated, and the coil 27 is embedded inside the metal dust core 28. The ferrite core 21 is provided with a terminal 29 connected to the coil 27. The terminal 29 is bent and extended from the peripheral wall to the lower surface of the ferrite core 21 and is reflow soldered to a printed wiring on a printed circuit board. It can be implemented.
[0023]
Next, a method of manufacturing a choke coil will be described.
[0024]
The coil 27 provided with the insulating coating 26 is fitted to the core 23 of the ferrite core 21, and the coil 27 is housed in the recess 25. Then, leads (not shown) at both ends of the coil 27 are connected to terminals 29 provided on the ferrite magnetic core 21.
[0025]
Next, a metal dust core 28 as a mixed powder obtained by mixing a metal magnetic powder and a binder is accommodated in the recess 25 of the ferrite core 21 and compression-molded. The coil 27 is embedded in the metal dust core 28 integrally with the magnetic core 28.
[0026]
The choke coil configured in this way combines the high magnetic permeability of the ferrite magnetic core 21 and the high saturation magnetic flux density of the metal-based compacted powder 28 as the core, and has a large current that cannot be achieved by the conventional ferrite choke coil. In addition, it is possible to achieve high magnetic permeability and low loss, which cannot be achieved with the metal-based compacted powder. Further, since the air gap between the magnetic core and the coil is reduced, the leakage magnetic flux is reduced, and a choke coil with less beat can be provided.
[0027]
FIG. 2 is a vertical sectional side view of the choke coil of the second embodiment, and the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Reference numeral 31 denotes a ferrite core, which is formed in a disk shape. A coil 27 made of a copper wire coated with an insulating coating 26 is mounted on the ferrite core 31. In this case, in order to position the coil 27 in a state of being floated with respect to the ferrite magnetic core 31, a small amount of the metal-based dust core 28 as a mixed powder obtained by mixing the metal-based magnetic powder and the binder is housed or required. A support member (not shown) may be provided according to the conditions.
[0028]
The ferrite core 31 on which the coil 27 is placed is set in a mold (not shown), and a core as a mixed powder in which a metal-based magnetic powder and a binder are mixed inside the mold, for example, a metal-based dust core By filling and compressing the core 28, the ferrite core 31 and the metal dust core 28 are integrated, and the coil 27 is buried inside the metal dust core 28. Therefore, the same effect as the choke coil of the first embodiment can be obtained.
[0029]
FIG. 3 is a vertical sectional side view of the choke coil of the third embodiment, and the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. Reference numeral 33 denotes a ferrite magnetic core, which is formed in a cylindrical shape with both ends opened. A coil 27 made of a copper wire coated with an insulating coating 26 is placed inside the ferrite core 33. In this case, in order to position the coil 27 in a floating state with respect to the ferrite core 33, a small amount of the metal-based dust core 28 as a mixed powder obtained by mixing the metal-based magnetic powder and the binder is necessary or necessary. A support member (not shown) may be provided according to the conditions.
[0030]
A ferrite core 33 accommodating the coil 27 is set on a base (not shown), and a core as a mixed powder in which a metal-based magnetic powder and a binder are mixed inside the ferrite core 33, for example, a metal-based dust core By filling the core 28 and performing compression molding, the ferrite core 33 and the metal dust core 28 are integrated, and the coil 27 is buried inside the metal dust core 28. Therefore, the same effect as the choke coil of the first embodiment can be obtained.
[0031]
FIG. 4 is a vertical sectional side view of the choke coil of the fourth embodiment, and the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Reference numeral 35 denotes a first ferrite core, and reference numeral 36 denotes a second ferrite core. The first ferrite core 35 is formed in a cylindrical shape having an opening at the top and a bottom 35a at the bottom. The second ferrite core 36 has a top plate portion 36a, and a core portion 36b projecting downward is integrally provided on the lower surface of the center portion of the top plate portion 36a.
[0032]
Therefore, when the second ferrite core 36 is placed so as to close the opening of the first ferrite core 35, the core 36b comes into contact with the bottom 35a of the first ferrite core 35, and An annular space 37 is formed by the second ferrite cores 35 and 36.
[0033]
A coil 27 made of a copper wire coated with an insulating coating 26 is accommodated in the space 37. The space 37 is filled with a core as a mixed powder obtained by mixing a metal-based magnetic powder and a binder, for example, a metal-based dust core 28 and compression-molded to form the first and second ferrite magnets. The cores 35 and 36 and the metal dust core 28 are integrated, and the coil 27 is buried inside the metal dust core 28. Therefore, the same effect as the choke coil of the first embodiment can be obtained.
[0034]
FIG. 5 is a vertical sectional side view of the choke coil according to the fifth embodiment, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Reference numeral 38 denotes a ferrite core, which is formed in a cylindrical shape with an upper opening. A coil 27 made of a copper wire coated with an insulating coating 26 is housed inside the ferrite core 38. In this case, in order to position the coil 27 in a state of being floated with respect to the ferrite core 38, a small amount of a core as a mixed powder obtained by mixing a metal-based magnetic powder and a binder, for example, a metal-based dust core 28 is accommodated. Alternatively, a support member (not shown) may be provided as necessary.
[0035]
The ferrite core 38 containing the coil 27 is filled with a metal dust core 28 as a mixed powder obtained by mixing a metal magnetic powder and a binder, and compression-molded. The coil 27 is embedded in the metal dust core 28 integrally with the dust core 28. Therefore, the same effect as the choke coil of the first embodiment can be obtained.
[0036]
FIG. 6 is a vertical sectional side view of the choke coil according to the sixth embodiment, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. A coil 39 is housed inside the recess 25 of the ferrite core 21.
[0037]
Describing the coil 39, it is configured as shown in FIG. 7 and FIG. That is, reference numeral 40 denotes a U-shaped thin-walled copper plate formed by punching a winding copper plate by punching or the like, and an intermediate portion is formed in the winding portion 41. A first terminal section 42 and a second terminal section 43 are provided integrally at an end of the winding section 41, and the first terminal section 42 is formed to be slightly longer than the second terminal section 43.
[0038]
An insulating coating layer 44 is formed on the surfaces of the winding portion 41 and the first and second terminal portions 42 and 43 with an insulating film, an insulating coating, an insulating coating, or the like. In addition, a conductive portion 45 made of a tin plating layer is provided on one surface at the tip of the first and second terminal portions 42 and 43.
[0039]
The U-shaped thin band-shaped copper plate 40 has a winding part 41 wound spirally with the first terminal part 42 side as a winding core side, and a spiral wound body 46 is formed. A core as a mixed powder obtained by mixing a metal-based magnetic powder and a binder, for example, a metal-based dust core 28 is filled in the recess 25 of the ferrite core 21 in which the coil 39 is housed, and compression-molded. The ferrite core 21 and the metal dust core 28 are integrated, and a coil 39 composed of a spiral winding 46 is embedded in the metal dust core 28. Therefore, the same effect as the choke coil of the first embodiment can be obtained. Furthermore, the use of an inexpensive copper plate enables a significant reduction in cost, and the spiral winding makes it possible to obtain the same occupation ratio of copper wire as that of a flat wire edgewise winding. Superimposed resistance can be achieved.
[0040]
FIG. 9 is a graph showing the DC superimposition characteristics, wherein a curve a shows the first embodiment of the present invention, and a curve b shows the second embodiment of the present invention. A curve c is a conventional example shown in FIG. 12 as a comparative example, and a curve d is a conventional example shown in FIG. 13 as a comparative example.
[0041]
FIG. 10 is a vertical sectional side view of the choke coil of the seventh embodiment, and the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The periphery of the coil 27 made of a copper wire housed in the recess 25 of the ferrite core 21 is molded with a synthetic resin 47.
[0042]
By molding the coil 27 with the synthetic resin 47 in this manner, the shape retention of the coil 27 is increased, the displacement of the coil 27 is suppressed when the metal-based dust core 28 is compression-molded, and the molding stability is improved. can get. Furthermore, the mold of the synthetic resin 47 can prevent the insulation film of the copper wire from being broken during the assembling work, and can improve the workability.
[0043]
FIG. 11 is a vertical sectional side view of the choke coil according to the eighth embodiment, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. An iron dust core 48 as a core made of an iron powder layer or the like enclosing the coil 27 is provided around a coil 27 made of a copper wire having an insulating coating 26. That is, the coil 27 is formed by compression-molding a mixed powder of iron powder and a binder, and the coil 27 and the iron dust core 48 are integrally formed.
[0044]
Further, the outer layer of the iron dust core 48 is constituted by a sendust core 49. The sendust magnetic core 49 replaces the ferrite core 21 of the first embodiment, and (a) is divided into a first sendust magnetic core 49a and a second sendust magnetic core 49b. In (b), the sendust magnetic core 49 is formed in a cylindrical shape with an upper opening. In (c), the sendust magnetic core 49 is formed in a cylindrical shape with both ends opened. In (d), the first sendust magnetic core 49a is formed in a cylindrical shape with an upper opening, and the second sendust magnetic core 49b is formed in a disk shape closing the upper opening.
[0045]
As in the eighth embodiment, a void portion can be significantly reduced by combining a sendust magnetic core with an outer layer of a core formed integrally with a coil made of a mixed powder of iron powder and a binder and a copper wire. Sendust is a hard powder, and if it is integrally formed with Sendust, there is a risk that the Sendust powder will break the insulating coating of the copper wire forming the coil. However, in this embodiment, since the coil is enclosed by the iron dust core, there is no fear of dielectric breakdown.
[0046]
In addition, the high saturation magnetic flux density of iron and the low loss of sendust are combined, so that a large current, a high magnetic permeability, and a low loss that could not be achieved by a choke coil until now can be achieved. Further, since the air gap between the magnetic core and the coil is reduced, the leakage magnetic flux is reduced, and a choke coil with less beat can be provided.
[0047]
In each of the above embodiments, the case where the ferrite core and the sendust core are cylindrical is described. However, the shapes may be rectangular, and the shapes are not limited.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the high magnetic permeability of the ferrite magnetic core and the high saturation magnetic flux density of the metal-based compact powder are combined, and the large current and metal-based Higher permeability and lower loss, which could not be achieved with the powder compact, can be achieved. Further, since the air gap between the magnetic core and the coil is reduced, the leakage magnetic flux is reduced, and a choke coil with less beat can be provided.
[0049]
Further, since the coil is enclosed by the iron dust core, there is no possibility of dielectric breakdown. In addition, the high saturation magnetic flux density of iron and the low loss of sendust are provided, and a large current, a high magnetic permeability, and a low loss that cannot be achieved by a choke coil until now can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional side view of a choke coil according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a vertical sectional side view of a choke coil according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a vertical sectional side view of a choke coil according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a vertical sectional side view of a choke coil according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a vertical sectional side view of a choke coil according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a vertical sectional side view of a choke coil according to a sixth embodiment of the present invention.
7 (a) is a plan view, FIG. 7 (b) is a sectional view along line AA, FIG. 7 (c) is a sectional view along line BB, and FIG. Sectional drawing which follows CC line.
FIG. 8 is a plan view of a spirally wound body showing the embodiment.
FIG. 9 is a graph showing DC superimposition characteristics.
FIG. 10 is a vertical sectional side view of a choke coil showing a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 11 shows the eighth embodiment of the present invention, and (a) to (d) are longitudinal side views of a choke coil having sendust magnetic cores of different shapes.
FIG. 12 is a vertical side view of a conventional choke coil.
FIG. 13 is a vertical sectional side view of a conventional choke coil.
[Explanation of symbols]
Reference numeral 21: ferrite core, 26: insulating coating, 27: coil, 28: metal-based dust core (core), 29: terminal, 48: iron dust core (core), 49: sendust core

Claims (5)

絶縁被覆を施したコイルと、金属系磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末を圧縮成形して前記コイルを一体に埋設したコアと、このコアと一体に設けられたフェライト磁芯と、前記コイルと接続され前記コアもしくはフェライト磁芯の外部に露出する端子とを具備したことを特徴とするチョークコイル。A coil provided with an insulating coating, a core in which the coil is integrally embedded by compression-molding a mixed powder obtained by mixing a metal-based magnetic powder and a binder; a ferrite core provided integrally with the core; And a terminal connected to the core or the ferrite core and exposed to the outside. 前記コイルは、絶縁被膜を施した銅線または帯状銅板であることを特徴とする請求項1記載のチョークコイル。The choke coil according to claim 1, wherein the coil is a copper wire or a strip-shaped copper plate provided with an insulating coating. 前記コイルは、周囲が合成樹脂でモールドされていることを特徴とする請求項1記載のチョークコイル。The choke coil according to claim 1, wherein a periphery of the coil is molded with a synthetic resin. 絶縁被覆を施した銅線からなるコイルと、このコイルの周囲に設けられ該コイルを内包する鉄粉層等からなるコアと、前記コイルを含み前記コアを一体に埋設するセンダスト磁芯と、前記コイルと接続され前記センダスト磁芯の外部に露出する端子とを具備したことを特徴とするチョークコイル。A coil made of an insulated copper wire, a core made of an iron powder layer or the like provided around the coil and including the coil, a sendust magnetic core including the coil and burying the core integrally, And a terminal connected to the coil and exposed to the outside of the sendust magnetic core. 所定の形状のフェライト磁芯に対して絶縁被覆を施したコイルを位置決めする第1の工程と、
金属系磁性粉末とバインダーとを混合した混合粉末を前記フェライト磁芯に対して圧縮成形して前記コイルを埋設するとともに、前記フェライト磁芯と一体に結合する第2の工程とからなることを特徴とするチョークコイルの製造方法。
A first step of positioning a coil coated with an insulating coating with respect to a ferrite core having a predetermined shape;
A second step of compression-molding a mixed powder obtained by mixing a metal-based magnetic powder and a binder with respect to the ferrite core to embed the coil, and integrally joining the coil with the ferrite core. Manufacturing method of a choke coil.
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