JP2005175008A

JP2005175008A - インダクタ

Info

Publication number: JP2005175008A
Application number: JP2003409200A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kamata; 博行鎌田
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2003-12-08
Publication date: 2005-06-30

Abstract

【課題】１個で複数のインダクタンスを有し、小型で大電流に対応できるインダクタを提供すること。
【解決手段】圧粉磁性体の内部にコイル導体が閉じこめられて一体となったインダクタであり、そのコイル導体は切り欠き部が設けられた第１〜第５の環状導体２５〜２９からなり、第１の環状導体２５は７／８ターンの環状部１１０と第１の実装端子接続体１１と環状導体間接続部１６１とを有し、第２の環状導体２６は３／４ターンの環状部１２０と２つの環状導体間接続部１６２、１６３とを有し、第３の環状導体２７は３／４ターンの環状部１３０と第２の実装端子接続体１２と２つの環状導体間接続部１６４、１６５とを有し、第４の環状導体２８は３／４ターンの環状部１４０と第３の実装端子接続体１３と２つの環状導体間接続部１６６、１６７とを有し、第５の環状導体２９は３／８ターンの環状部１５０と第４の実装端子接続体１４とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一個で複数のインダクタンスを有するインダクタに関し、特にＣＰＵの電源回路に用いるチョークコイルとして好適なインダクタに関する。

従来、ＣＰＵの電源回路用のチョークコイルとして用いられるインダクタには、いくつかの種類がある。その中で、圧粉磁性体の内部にコイル導体を閉じこめて一体化したインダクタは、小型で大電流に対応できるという特長があり、広く用いられている。その一例として、特許文献１に開示された技術がある。

この従来例のコイル封入圧粉磁心の平断面図を図６に示す。６００はコイル、７００は端子部、６２は軟磁性の圧粉体、６３は導体である。

特開２００２−３２４７１４号公報

上記の従来技術におけるインダクタは、１個で１つのインダクタンスに対応するので、要求された仕様に応じたインダクタンスを得るためには、巻線（コイル）部分の変更が必要となる。

この変更には、（１）打ち抜き銅板を折り畳んだコイル導体を用いるタイプでは、巻数の変更のために、抜き型の変更が必要になる。また、（２）巻線タイプのコイル導体を用いる場合には、使用部材の変更、巻工具の変更などが必要となり、また部材点数が増加する。

この状況にあって、本発明の課題は、１個で複数のインダクタンスを有し、小型で大電流に対応できるインダクタを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、インダクタンスがコイル導体のターン数の２乗に比例することに着目し、コイル導体の中間部から端子を引き出す構造を検討することによってなされた。

すなわち、本発明のインダクタは、圧粉磁性体の内部にコイル導体が閉じこめられて一体となったインダクタであって、前記コイル導体は、切り欠き部を有する円環若しくは多角形環の環状導体が積み重ねられ、コイル状に接続されてなり、前記コイル導体の両端部及び中間部から実装端子接続体が引き出されて前記圧粉磁性体の外面に実装端子が形成されたことを特徴とする。

前記コイル導体は５つの前記環状導体と４つの前記実装端子接続体とを具備し、各々の環状導体は他の環状導体との接続のための１つ若しくは２つの環状導体間接続部を備え、第１の環状導体は７／８ターンの環状部と第１の実装端子接続体とを有し、第２の環状導体は３／４ターンの環状部を有し、第３の環状導体は３／４ターンの環状部と第２の実装端子接続体とを有し、第４の環状導体は３／４ターンの環状部と第３の端子接続体とを有し、第５の環状導体は３／８ターンの環状部と第４の端子接続体とを有することができる。

また、前記コイル導体は３つの前記環状導体と３つの前記実装端子接続体とを具備し、各々の環状導体は他の環状導体との接続のための１つ若しくは２つの環状導体間接続部を備え、第１の環状導体は７／８ターンの環状部と第１の実装端子接続体とを有し、第２の環状導体は３／４ターンの環状部と第２の実装端子接続体とを有し、第３の環状導体は５／８ターンの環状部と第３の実装端子接続体とを有することもできる。

本発明によれば、（１）１個で複数のインダクタンスを有し、小型で大電流に対応できるインダクタを提供することができる。（２）要求された仕様に応じて異なるインダクタを製造する必要がないので、製造工程の標準化が容易である。（３）同一製品の流動数の増加により、製造コストが低減できる。

まず、本発明を実施するための最良の形態である第１の実施の形態におけるインダクタの構造を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態における環状導体を示す平面図であり、図１（ａ）は第１の環状導体、図１（ｂ）は第２の環状導体、図１（ｃ）は第３の環状導体、図１（ｄ）は第４の環状導体、図１（ｅ）は第５の環状導体を示す。

図１（ａ）において、１１は第１の実装端子接続体、１１０は環状部、１６１は環状導体間接続部である。図１（ｂ）において、１２０は環状部、１６２及び１６３は環状導体間接続部である。図１（ｃ）において、１２は第２の実装端子接続体、１３０は環状部、１６４及び１６５は環状導体間接続部である。図１（ｄ）において、１３は第３の実装端子接続体、１４０は環状部、１６６及び１６７は環状導体間接続部である。図１（ｅ）において、１４は第４の実装端子接続体、１５０は環状部、１６８は環状導体間接続部である。

図２は、これらの環状導体を積み重ねて、環状導体間接続部において、接続してなる本実施の形態のコイル導体を示す。図２（ａ）はその平面図であり、図２（ｂ）はその正面図である。２５は第１の環状導体、２６は第２の環状導体、２７は第３の環状導体、２８は第４の環状導体、２９は第５の環状導体である。

図３は、このコイル導体を実装端子接続体を残して圧粉磁性体に封入した後、実装端子接続体を成形してなる本実施の形態のインダクタを示す。図３（ａ）はその外観を示す斜視図であり、図３（ｂ）はその平面図である。ここで、３０は成形された圧粉磁心である。また３１は第１の実装端子、３２は第２の実装端子、３３は第３の実装端子、３４は第４の実装端子であり、それぞれ、第１〜第４の実装端子接続体１１〜１４の一部を成形してなる。

次に、本実施の形態のインダクタの製造方法を説明する。図１に示した、第１〜第５の環状導体は銅板を打ち抜いて作製する。このときの、環状導体の厚さは０．５ｍｍ程度、その幅は２ｍｍ程度であるが、要求される電流値に応じて決定する。また、環状導体間の接続部以外での絶縁のためには、その表面にエナメル膜などの絶縁被覆を設けてもよく、積み重ねられた環状導体の間に絶縁シートを介在させてもよい。

まず、第５の環状導体２９の上側に第４の環状導体２８を合わせて積み重ね、環状導体間接続部１６８と環状導体間接続部１６６の間をスポット溶接により接続する。この接続においては、圧着あるいは半田付けを用いてもよい。

同様に、第４の環状導体２８の上側に第３の環状導体２７を合わせて積み重ね、環状導体間接続部１６７と環状導体間接続部１６５の間をスポット溶接により接続する。

さらに、第３の環状導体２７の上側に第２の環状導体２６を合わせて積み重ね、環状導体間接続部１６４と環状導体間接続部１６３の間をスポット溶接により接続する。

そして、第２の環状導体２６の上側に第１の環状導体２５を合わせて積み重ね、環状導体間接続部１６２と環状導体間接続部１６１の間をスポット溶接により接続して、図２に示したコイル導体が得られる。なお２つの環状導体の接続の順番は任意である。

このコイル導体の内側及び外側に、実装端子接続体の一部を残して封入する様にプレス成形により圧粉磁心（圧粉磁性体）を成形する。このとき、鉄系の軟磁性粉末を組み合わせ、結合剤を加えて、圧粉磁心用の粉末混合物を得る。これをプレス成形し、電気炉で昇温して、粉末混合物の結合剤を反応硬化させて圧粉磁心（圧粉磁性体）を形成する。さらに、圧粉磁心の外形面に沿って、実装端子接続体の一部を折り曲げ成形して実装端子を設け、本実施の形態のインダクタを得る。

このようにして、外形寸法が１２．５ｍｍ×１２．５ｍｍ×４．０ｍｍで、３５Ａの電流に対応できるインダクタが得られた。このときのインダクタンスは周波数１００ｋＨｚにおいて、第１及び第２の実装端子間で０．８３μＨ、第１及び第３の実装端子間で１．２μＨ、第１及び第４の実装端子間で２．０μＨ、第２及び第３の実装端子間で０．０４μＨ、第２及び第４の実装端子間で０．２６μＨ、第３及び第４の実装端子間で０．０９μＨとなった。すなわち、６種類のインダクタンスを有するインダクタが得られた。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

図４は、本発明の第２の実施の形態における環状導体を示す平面図であり、図４（ａ）は第１の環状導体、図４（ｂ）は第２の環状導体、図４（ｃ）は第３の環状導体を示し、いずれの環状導体も平角の銅線からなる。

図４（ａ）において、４１は第１の実装端子接続体、４１０は環状部、４６１は環状導体間接続部である。図４（ｂ）において、４２は第２の実装端子接続体、４２０は環状部、４６２及び４６３は環状導体間接続部である。図４（ｃ）において、４３は第３の実装端子接続体、４３０は環状部、４６４は環状導体間接続部である。

図５は、これらの環状導体を積み重ねて、環状導体間接続部において接続した後、実装端子接続体を残して圧粉磁性体内に封入した後、実装端子を成形してなる本実施の形態のインダクタを示す。図５（ａ）はその外観を示す正面図であり、図５（ｂ）はその平面図である。ここで、５１は第１の実装端子、５２は第２の実装端子、５３は第３の実装端子であり、それぞれ、第１〜第３の実装端子接続体４１〜４３の一部を成形してなる。また３０は成形された圧粉磁心である。

その製造方法は、第１の実施の形態と同様にして、３種類のインダクタンスを有するインダクタが得られる。すなわち、周波数１００ｋＨｚでのインダクタンスは、第１及び第２の実装端子間で０．４μＨ、第１及び第３の実装端子間で０．８μＨ、第２及び第３の実装端子間で０．１μＨとなった。

なお、本実施の形態のように、３つの実装端子を有する場合にも、実装端子接続体を持たず２つの環状導体間接続部を持つ環状導体をコイル導体の中間部に含めると、より大きなインダクタンスが得られることは、第１の実施の形態の場合と同様である。

第１の実施の形態の環状導体を示す平面図。図１（ａ）は第１の環状導体、図１（ｂ）は第２の環状導体、図１（ｃ）は第３の環状導体、図１（ｄ）は第４の環状導体、図１（ｅ）は第５の環状導体を示す図。第１の実施の形態のコイル導体を示す図。図２（ａ）はその平面図、図２（ｂ）はその正面図。第１の実施の形態のインダクタを示す図。図３（ａ）はその斜視図、図３（ｂ）はその平面図。第２の実施の形態の環状導体を示す平面図。図４（ａ）は第１の環状導体、図４（ｂ）は第２の環状導体、図４（ｃ）は第３の環状導体を示す図。第２の実施の形態におけるインダクタの外観を示す図。図５（ａ）はその正面図、図５（ｂ）はその平面図。従来のコイル封入圧粉磁心を示す平断面図。

符号の説明

１１，４１第１の実装端子接続体
１２，４２第２の実装端子接続体
１３，４３第３の実装端子接続体
１４第４の実装端子接続体
２５第１の環状導体
２６第２の環状導体
２７第３の環状導体
２８第４の環状導体
２９第５の環状導体
３０圧粉磁心
３１，５１第１の実装端子
３２，５２第２の実装端子
３３，５３第３の実装端子
３４第４の実装端子
１１０，１２０，１３０，１４０，１５０，４１０，４２０，４３０環状部
１６１，１６２，１６３，１６４，１６５，１６６，１６７，１６８，４６１，４６２，４６３，４６４環状導体間接続部

Claims

圧粉磁性体の内部にコイル導体が閉じこめられて一体となったインダクタであって、前記コイル導体は、切り欠き部を有する円環若しくは多角形環の環状導体が積み重ねられ、コイル状に接続されてなり、前記コイル導体の両端部及び中間部から実装端子接続体が引き出されて前記圧粉磁性体の外面に実装端子が形成されたことを特徴とするインダクタ。
前記コイル導体は５つの前記環状導体と４つの前記実装端子接続体とを具備し、各々の環状導体は他の環状導体との接続のための１つ若しくは２つの環状導体間接続部を備え、第１の環状導体は７／８ターンの環状部と第１の実装端子接続体とを有し、第２の環状導体は３／４ターンの環状部を有し、第３の環状導体は３／４ターンの環状部と第２の実装端子接続体とを有し、第４の環状導体は３／４ターンの環状部と第３の端子接続体とを有し、第５の環状導体は３／８ターンの環状部と第４の端子接続体とを有することを特徴とする請求項１記載のインダクタ。
前記コイル導体は３つの前記環状導体と３つの前記実装端子接続体とを具備し、各々の環状導体は他の環状導体との接続のための１つ若しくは２つの環状導体間接続部を備え、第１の環状導体は７／８ターンの環状部と第１の実装端子接続体とを有し、第２の環状導体は３／４ターンの環状部と第２の実装端子接続体とを有し、第３の環状導体は５／８ターンの環状部と第３の実装端子接続体とを有することを特徴とする請求項１記載のインダクタ。