JP2005244041A - Inductance element and its production process - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、チョークコイルやインダクタなどとして好適なインダクタンス素子およびインダクタンス素子の製造方法に関する。 The present invention relates to an inductance element suitable for a choke coil, an inductor, and the like, and a method for manufacturing the inductance element.
ノートパソコンやビデオカメラ等の携帯型電子機器に搭載されるDC/DCコンバータにおいては、チョークコイルなどのインダクタンス素子が基板の表面に実装されている。
この種のインダクタンス素子には、コイルを基板に形成された配線(回路)と電気的に接続するため、SMT(面実装技術)用の外部電極が設けられており、コイルと外部電極とは溶接等により接続されている(例えば、特許文献1,2参照)。
図7に従来のインダクタンス素子の一例を示す。図7において、符号101はインダクタンス素子、符号102は縦断面がT字形のドラムコア、符号103はポットコア、符号104はコイル、符号105は外部電極となるフレーム電極、符号106はコイル104とフレーム電極105との溶接部106である。このインダクタンス素子101において、コイル104はドラムコア102の軸部102aに巻き回され、ドラムコア102の鍔部102bとポットコア103とにより囲まれている。ドラムコア102とポットコア103とにより閉磁路が形成される。また、フレーム電極105は一部がポットコア103の内部にあり、一部がポットコア103の外面に露出されていて、ポットコア103の底面103bまで延びている。コイル104の端部104bはポットコア103の端縁103aにおいてフレーム電極105と溶接されている。
In order to electrically connect the coil to the wiring (circuit) formed on the substrate, this type of inductance element is provided with an external electrode for SMT (surface mounting technology), and the coil and the external electrode are welded. Etc. (see, for example,
FIG. 7 shows an example of a conventional inductance element. In FIG. 7,
しかしながら、上記のようなインダクタンス素子101においては、ドラムコア102の鍔部102bとポットコア103の端縁103aとの隙間が狭いため、コイル104とフレーム電極105との溶接が困難であり、例えばレーザーを用いたスポット溶接等を利用しているが、製造コストが高い。また、ショート防止フレームが必要なこと、コイルの溶接にはコイルの導線(例えば平角線)の剥離フォーミングが必要であり、コストアップになる。また、インダクタンスのバラツキが大きくなるおそれがある。
However, in the
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、外部電極を用いることなく基板表面などに実装することが可能なインダクタンス素子およびインダクタンス素子の製造方法を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the manufacturing method of an inductance element which can be mounted in the board | substrate surface etc., without using an external electrode.
前記課題を解決するため、本発明は、コイルが巻装されるコイル装着部を有するセンターコアと、該センターコアの前記コイル装着部の両側にそれぞれ設けられ前記コイル装着部から鍔状に突出した形状である一対のサイドコアとを備え、前記コイルの両端部がそれぞれ両サイドコアの側面の同じ側からコイル装着部の両側に延出され、該コイルの前記コイル装着部に巻装される部分である巻線部の外周に保護被覆が設けられ、該コイルの前記巻線部から延出された部分である延出部がサイドコアの外面に沿って折り込まれていることを特徴とするインダクタンス素子を提供する。
上記インダクタンス素子においては、コイルを構成する導線として外周に磁性メッキを有する磁性線を用いることが好ましい。
前記保護被覆は、熱可塑性樹脂でコーティングされた磁性粉または熱可塑性樹脂と磁性粉との混合物から形成されていることが好ましい。
In order to solve the above problems, the present invention provides a center core having a coil mounting portion around which a coil is wound, and is provided on both sides of the coil mounting portion of the center core and protrudes in a hook shape from the coil mounting portion. A pair of side cores having a shape, both end portions of the coil extending from the same side of the side surfaces of both side cores to both sides of the coil mounting portion, and wound around the coil mounting portion of the coil. Provided is an inductance element in which a protective coating is provided on an outer periphery of a winding portion, and an extending portion that is a portion extending from the winding portion of the coil is folded along an outer surface of a side core. To do.
In the inductance element, it is preferable to use a magnetic wire having magnetic plating on the outer periphery as a conducting wire constituting the coil.
The protective coating is preferably formed from a magnetic powder coated with a thermoplastic resin or a mixture of a thermoplastic resin and a magnetic powder.
また本発明は、センターコアのコイル装着部にコイルを巻装し、該コイル装着部から鍔状に突出した形状であるサイドコアをセンターコアのコイル装着部の両側にそれぞれ装着し、前記コイルの両端部をそれぞれ両サイドコアの側面の同じ側からコイル装着部の両側に延出し、該コイルの前記コイル装着部に巻装される部分である巻線部の外周に保護被覆を設け、該コイルの前記巻線部から延出された部分である延出部をサイドコアの外面に沿って折り込むことを特徴とするインダクタンス素子の製造方法を提供する。 In the present invention, a coil is wound around the coil mounting portion of the center core, and side cores having a shape protruding from the coil mounting portion are mounted on both sides of the coil mounting portion of the center core. Each part extends from the same side of both side cores to both sides of the coil mounting part, and a protective coating is provided on the outer periphery of the winding part that is wound around the coil mounting part of the coil. Provided is a method of manufacturing an inductance element, wherein an extended portion that is a portion extended from a winding portion is folded along an outer surface of a side core.
本発明によれば、コイルの両端側に延出された延出部がサイドコアの外面に沿って折り込まれているので、この延出部に配線(回路)を直接接続することができる。従って、外部電極を省略し、製造工程を簡略化できる。
コイルを構成する導線として外周に磁性メッキを有する磁性線を用いた場合、コイルの外周に露出された磁性メッキによってサイドコア間が略閉磁路構造となるように磁気シールドされるので、漏洩磁束を低減させて特性を向上することができる。
保護被覆が、熱可塑性樹脂でコーティングされた磁性粉または熱可塑性樹脂と磁性粉との混合物から形成されている場合、保護被覆に含有された磁性粉(磁性体)によってインダクタンス素子の漏洩磁束を低減させ、閉磁路特性を向上することができる。
According to the present invention, since the extending portion extending to both ends of the coil is folded along the outer surface of the side core, a wiring (circuit) can be directly connected to the extending portion. Therefore, the external electrode can be omitted and the manufacturing process can be simplified.
When a magnetic wire with magnetic plating on the outer periphery is used as the conducting wire that constitutes the coil, the magnetic flux exposed on the outer periphery of the coil is magnetically shielded so that the side cores have a substantially closed magnetic circuit structure, thus reducing leakage flux Thus, the characteristics can be improved.
When the protective coating is made of magnetic powder coated with thermoplastic resin or a mixture of thermoplastic resin and magnetic powder, the magnetic flux (magnetic material) contained in the protective coating reduces the leakage flux of the inductance element. The closed magnetic circuit characteristics can be improved.
以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図1〜3は、本発明のインダクタンス素子の一形態例を示す図面である。図1(a)は、本形態例のインダクタンス素子の片側切欠平面図、図1(b)は片側断面正面図、図2は外観斜視図である。図1(a)の右側は図面手前側の保護被覆を切り欠いてコイルを露出させた状態を示している。図3は、図1のインダクタンス素子におけるコア及びコイルを示す分解斜視図である。
図4〜6は、図1のインダクタンス素子の製造過程を説明する図面である。図4はコイルをセンターコアに巻装した状態を例示する斜視図、図5はコイルが巻き回されたセンターコアの両側にサイドコアを装着した状態を例示する斜視図、図6はコイルの外周に保護被覆を設けた状態を例示する斜視図である。
図1〜図3に示すように、本形態例のインダクタンス素子1は、コイル4と、該コイル4が巻装されるコイル装着部2aを有するセンターコア2と、該センターコア2の前記コイル装着部2aの両側にそれぞれ設けられる一対のサイドコアとを備える。
The present invention will be described below with reference to the drawings based on the best mode.
1 to 3 are drawings showing an embodiment of the inductance element of the present invention. FIG. 1A is a one-side cutaway plan view of an inductance element according to the present embodiment, FIG. 1B is a one-side sectional front view, and FIG. 2 is an external perspective view. The right side of FIG. 1A shows a state in which the coil is exposed by cutting out the protective coating on the front side of the drawing. FIG. 3 is an exploded perspective view showing a core and a coil in the inductance element of FIG.
4 to 6 are diagrams illustrating a manufacturing process of the inductance element of FIG. 4 is a perspective view illustrating a state in which the coil is wound around the center core, FIG. 5 is a perspective view illustrating a state in which side cores are mounted on both sides of the center core around which the coil is wound, and FIG. It is a perspective view which illustrates the state where protective covering was provided.
As shown in FIGS. 1 to 3, the
センターコア2はここでは四角形の平板状であり、コイル装着部2aはセンターコア2の両端部2bを除く中央部に設けられている。ここではコイル装着部2aの幅は平角線の幅の約2倍になっており、重ね巻きにされた平角線がエッジ方向に2列に並ぶように形成されたコイルを装着できるようになっている。センターコア2の両端部2bは、サイドコア3が装着されるサイドコア装着部となっている。インダクタンス素子1を低背化(薄型化)するためには、センターコア2が平板状であることが好ましい。センターコア2は、高インダクタンスを得るため、透磁率の高いものが好ましい。透磁率の高いコアの材料としては、パーマロイや鉄などが挙げられる。
Here, the
サイドコア3は、センターコア2の両端部2bが挿入される穴3a(ここでは断面矩形状の貫通穴になっている)を有する。サイドコア3はこれをセンターコア2の両端部2bに装着することにより、サイドコア3がセンターコア2のコイル装着部2aから鍔状に突出するような形状になっている。ここではサイドコア3は、穴3aを取り囲むような四角枠状に形成されている。サイドコア3は、コイル4の延出部4bや外部の回路との絶縁を得るため、フェライトなど電気抵抗の高い磁性体が好ましい。
センターコア2とサイドコア3とは接着剤などを用いて相互に固定することが好ましい。
The
The
コイル4としては、例えば銅の平角線をα巻き(重ね巻きにされた導線の両端部が巻線の外側に出る巻き方)にした空芯コイルを用いることができる。コイル4の両端部は、巻線部4aの巻き方向と直角な方向に折り返されており、巻線部4aから外側に突出するように延出されている。つまり、コイル4はセンターコア2のコイル装着部2aに巻装される部分である巻線部4aと、この巻線部4aから延出された部分である延出部4bとを有する。コイル4の巻回数は特に限定されるものではなく、所望の特性が得られるように設定するのがよい。
コイル4を構成する導線は丸線などでもよいが、占積率を高くできることから帯状の平角線が好ましい。また、外周に磁性メッキ(鉄など磁性体のメッキ)を有する磁性線であることが好ましい。特に好ましくは、平角磁性線である。
As the
Although the conducting wire which comprises the
コイル4の巻線部4aの外周には保護被覆5が設けられている。保護被覆5は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂など電気絶縁性の合成樹脂を用いることが好ましい。これにより、巻線部4aと延出部4bの間の折返し部4eが保護被覆5に覆われ、導線の巻きずれや外力による傷つきを抑制できる。また、巻線部4aが絶縁被覆されることにより、コイル4のショートを抑制することができる。また、該樹脂がシリコーンエラストマーのようなエラストマーであると、耐衝撃性や基板表面に対する形状追従性等の点で好ましい。
また、保護被覆5は、磁性体を含有していても良く、この場合、保護被覆に含有された磁性体によってインダクタンス素子の漏洩磁束を低減させ、閉磁路特性を向上することができる。磁性体を含有する保護被覆5は、例えば、熱可塑性樹脂でコーティングされた磁性粉、または熱可塑性樹脂と磁性粉との混合物から形成することができる。保護被覆5に配合される磁性体としては、フェライト等、電気絶縁性を有する磁性粉を用いることが好ましい、これにより、保護被覆5中の磁性体が露出しても、ショートするおそれがなくなる。また、熱可塑性樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、エナメルなどが挙げられる。熱可塑性樹脂は、例えば200〜250℃程度に加熱することによって溶融する樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂を磁性粉と併用することにより、磁性粉同士を溶融した熱可塑性樹脂により融着させることができる。
A
Further, the
コイル4は巻線部4aの中空部4dにセンターコア2を貫通させることにより、コイル装着部2aの周りにコイル4が巻き回された状態に装着することができるようになっている。コイル4の延出部4bは、サイドコア3の側面3bの同じ側(図1(b)では上側)から延出されている。延出部4bは、サイドコア3の外面に沿って折り込まれ、コイル4の両端4cは、延出部4bの延出始めの側とは反対の側(図1(b)では下側)に達している。
The
このインダクタンス素子1を基板上に実装するためには、図1(b)に示すように、コイル4の両端4cが基板6側に面するようにインダクタンス素子1を配置し、コイル4の延出部4bと基板6の配線(電子回路等)とを電気的に接続する。コイル4と基板6との接続は、例えば半田や無鉛半田、導電性接着剤、ボンディングワイヤなどを用いることによって行うことができる。
In order to mount the
次に、本形態例のインダクタンス素子1の製造方法について説明する。本製造方法においては、まず、図4に示すように、コイル4の中空部4dにセンターコア2を挿入し、コイル4の巻線部4aをセンターコア2のコイル装着部2aに装着する。
次いで、図5に示すように、サイドコア3をセンターコア2のコイル装着部2aの両側にそれぞれ装着する。これにより、コイル4の延出部4bはそれぞれ両サイドコア3の側面3bの同じ側(図5では上側)から延出された状態になる。
Next, a method for manufacturing the
Next, as shown in FIG. 5, the
次いで、コイル4の周囲をゴム型(図示略)で囲み、樹脂、熱可塑性樹脂でコーティングされた磁性粉、または熱可塑性樹脂と磁性粉との混合物などを注入することにより、図6に示すように、コイル4の巻線部4aの外周に保護被覆5を形成する。保護被覆5の成形の際、延出部4bはゴム型の外に露出させておき、コイル4の折返し部4eが保護被覆5に覆われ、延出部4bは保護被覆5の外に露出するようにするとよい。
保護被覆5を熱可塑性樹脂でコーティングされた磁性粉から形成する場合は、熱可塑性樹脂でコーティングされた磁性粉を型に注入した後、加熱することにより、熱可塑性樹脂を溶融させて磁性粉同士を自己融着させることができる。
保護被覆5を熱可塑性樹脂と磁性粉との混合物から形成する場合は、熱可塑性樹脂と磁性粉との混合物を型に注入した後、加熱することにより、熱可塑性樹脂を溶融させて磁性粉同士を融着させることができる。
さらに、コイル4の延出部4bをサイドコア3の外面に沿って折り込むことにより、図1,図2に示すようなインダクタンス素子1が得られる。
Next, the
When the
When the
Further, by folding the
本形態例のインダクタンス素子1は、コイル4の両端側に延出された延出部4bがサイドコア3の外面に沿って延出され折り込まれているので、この延出部4bに回路を直接接続することができ、面実装型インダクタンス素子として好適である。基板の配線との接続のための外部電極を省略することができ、製造工程を簡略化できる。コイルと外部電極とを接続した溶接部がなく、レーザースポット溶接など微細な溶接技術の使用が不要であり、製造コストを低減することができる。コイル4の導線が平角線なので、延出部4bとして露出される部分の幅が広く、基板側配線と接続しやすい。
本形態例のインダクタンス素子の製造方法によれば、コアの形成に圧粉・加圧成形が不要であり、コアと空芯コイルを組み立てることにより、小型の素子を容易に製造できる。
In the
According to the inductance element manufacturing method of the present embodiment, no compacting or pressure forming is required for forming the core, and a small element can be easily manufactured by assembling the core and the air-core coil.
コイル4の巻線部4aの外周に保護被覆5が設けられているので、巻線部4aと延出部4bとの間の折返し部4eが保護被覆5に覆われ、導線の巻きずれや外力による傷つきを抑制できる。また、巻線部4aが絶縁被覆されることにより、コイル4のショートを抑制することができる。
コイル4を構成する導線として磁性線を用いた場合、コイル4の外周に露出された磁性メッキによって両サイドコア3,3の間が略閉磁路構造となるように磁気シールドされるので、漏洩磁束を低減させて特性を向上することができる。
保護被覆5が磁性粉を含有する場合、インダクタンス素子1の閉磁路特性を向上させることができる。
Since the
When a magnetic wire is used as the conductive wire constituting the
When the
本発明のインダクタンス素子は、チョークコイルやインダクタなどとして利用することができ、また、基板に面実装するのに好適である。本発明のインダクタンス素子は複数のコイルを設けることによりトランスを構成することもできる。また、本発明のインダクタンス素子の用途は、基板に実装される場合に限定されるものではなく、例えば導線などに接続して用いることもできる。 The inductance element of the present invention can be used as a choke coil or an inductor, and is suitable for surface mounting on a substrate. The inductance element of the present invention can also constitute a transformer by providing a plurality of coils. Further, the use of the inductance element of the present invention is not limited to the case where it is mounted on a substrate, and can be used by being connected to a conducting wire, for example.
1…インダクタンス素子、2…センターコア、2a…コイル装着部、3…サイドコア、3b…サイドコアの一の側面、4…コイル、4a…巻線部、4b…コイルの端部(延出部)、4c…コイルの端、5…保護被覆。
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JP2004053905A JP2005244041A (en) | 2004-02-27 | 2004-02-27 | Inductance element and its production process |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011083533A1 (en) * | 2010-01-06 | 2011-07-14 | 株式会社神戸製鋼所 | Composite wound element and transformer using same, transformation system, and composite wound element for noise-cut filter |
JP2014013904A (en) * | 2008-05-02 | 2014-01-23 | Vishay Dale Electronics Inc | Coupled inductor and method for manufacturing the same |
-
2004
- 2004-02-27 JP JP2004053905A patent/JP2005244041A/en active Pending
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JP2014013904A (en) * | 2008-05-02 | 2014-01-23 | Vishay Dale Electronics Inc | Coupled inductor and method for manufacturing the same |
WO2011083533A1 (en) * | 2010-01-06 | 2011-07-14 | 株式会社神戸製鋼所 | Composite wound element and transformer using same, transformation system, and composite wound element for noise-cut filter |
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