JP2006032559A - コイル部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】 コアロスが低く直流重畳特性に優れ、製造および実装の容易なコイル部品を提供する。
【解決手段】 コイル部品1は、巻線3、巻芯5およびロ字状コア13を有する。ロ字状コア13は、厚みが均一かつ一体的に形成され、対向する2側面が開口をなす箱型形状である。巻線3は、両端が電極9、11として形成されている。電極9、11は、開口部14側のベース15の所定位置に配置されている。巻芯5は、ロ字状コア13内部に配置されており、側面に巻線3が巻回されている。ロ字状コア13と巻芯5とは別体に形成されている。ロ字状コア13は、巻芯5より絶縁抵抗が高いNi系フェライトで構成し、ロ字状コア13と巻線3および他の部品との絶縁性を高めている。巻芯5は、Mn系フェライトで構成し、直流重畳特性を良好にしつつコアロスを低減している。
【選択図】 図1
【解決手段】 コイル部品1は、巻線3、巻芯5およびロ字状コア13を有する。ロ字状コア13は、厚みが均一かつ一体的に形成され、対向する2側面が開口をなす箱型形状である。巻線3は、両端が電極9、11として形成されている。電極9、11は、開口部14側のベース15の所定位置に配置されている。巻芯5は、ロ字状コア13内部に配置されており、側面に巻線3が巻回されている。ロ字状コア13と巻芯5とは別体に形成されている。ロ字状コア13は、巻芯5より絶縁抵抗が高いNi系フェライトで構成し、ロ字状コア13と巻線3および他の部品との絶縁性を高めている。巻芯5は、Mn系フェライトで構成し、直流重畳特性を良好にしつつコアロスを低減している。
【選択図】 図1
Description
本発明は、各種電子機器に用いられるコイル部品に関する。
巻線の内部空間にE型の枠コアの中脚部を上側から挿入し、下側にI型の枠コアを配置した構成のコイル部品が知られている。このコイル部品を構成する中脚部とI型の枠コアとの間には、磁気ギャップとなる空隙部が設けられている。E型の枠コアは、I型の枠コアよりも最大磁束密度が大きく、I型の枠コアは、E型の枠コアよりも透磁率が大きくなっている。このように2分割の枠コアを異なる材質で形成することで、インダクタンス値などの特性を確保しつつ、漏れ磁束を低減している(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−167932号公報(第3−4頁、第1図)
しかし、従来の上記コイル部品では、磁気ギャップを中脚部の下側にしか形成することができず、直流重畳特性等を十分に向上させることができない。また、E型の枠コアとしてコアロスの大きな材料が用いられている。さらに、枠コアが2分割されているため漏れ磁束が多く、コアロスがさらに大きくなってしまうという問題がある。
そこで、本発明は、直流重畳特性を向上させ、かつコアロスの少ないコイル部品を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための第1の発明は、少なくとも一側面が開口をなし、ニッケル系フェライトで形成された箱型形状の枠コアと、ワイヤを所定回数巻回した巻線と、枠コア内部に配置されており、側面に前記巻線が巻回され、枠コアと別体にマンガン系フェライトで形成された巻芯とを有することを特徴としている。枠コアは、巻芯よりも絶縁抵抗値が高い磁性材料で形成されることが好ましく、巻芯は、枠コアよりも最大磁束密度が高い磁性材料で形成されていることが好ましい。
このような構成によると、枠コアは絶縁抵抗を高くして、巻芯や隣接の部品等との絶縁を保つ。磁束密度の高い巻芯は、高い最大磁束密度を持たせて直流重畳特性を良好にし、コアロスも低減する。
枠コアは、厚みが均一かつ一体的に形成され、対向する2側面が開口をなす箱型形状であるようにしてもよい。このような構成によると、枠コアが小型化され、製造も容易である。
また、巻芯の上下面と、枠コアとの間には、それぞれ磁気ギャップが設けられることが好ましい。磁気ギャップによって、直流重畳特性を調整することが可能になる。
本発明のコイル部品によれば、直流重畳特性を向上させコアロスは低減しながら外部との絶縁性を高めることができ、特性、製造および実装の点で有利であるという優れた効果を奏し得る。
本発明の1実施の形態によるコイル部品について図1から図6を参照しながら説明する。図1は、コイル部品1の概略斜視図、図2は、図1に示した切断線II−IIに沿って切断したときの断面図である。図1に示すように、コイル部品1は、巻線3、巻芯5、枠コアたるロ字状コア13、ベース15等を有している。
図1及び図2に示すように、ベース15上にはロ字状コア13が配置され、ロ字状コア13を構成する底板13aはベース15に固着されている。ベース15は略平板状をなし、例えば、絶縁性の樹脂で形成されている。ベース15の一辺側には、凹部23、25が形成され、凹部23、25に、巻線3の電極9、11が配置されている。
ロ字状コア13の底板13a上にはスペーサ19が配置され、スペーサ19上に巻芯5が載置されている。スペーサ19は、例えば、カプトンテープ等のポリイミド製の樹脂シートである。
巻芯5の周面には巻線3が巻かれている。巻線3は、巻芯5の上面と下面との間に巻かれており、巻線3の最上部は、巻芯5の上面と同じか下部に位置する。巻芯5の上面とロ字状コア13の間には空隙が形成されている。即ち、巻芯5はその上面と下面の何れもロ字状コア13には接しておらず、空隙が形成されている。この空隙は磁気ギャップとして作用する。
図1に示すように、巻線3は1本の平角線を所定回数巻回し、両端部分は開口部14に向かってほぼ平行に延びている。巻線3の両端部分は、開口部14付近では樹脂で固定されている。巻線3の両端部分は、開口部14から出たところで下方に屈曲されて、ベース15に形成された切り込み部内に屈曲部がはめ込まれている。ベース15の切り込み部にはめ込まれた巻線3の両端部は、それぞれコイル部品1の電極9、11として機能する。電極9、11は、巻線3の端部を扁平に潰した後、幅を巻線3の幅に揃えるように切断し、さらに表面の被覆を剥離してはんだを被せたものである。また、巻線3と、巻芯5とは所定部分を樹脂で接着されている。樹脂としては、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。
電極9、11が備えられた側と対向する側面側のベース15には、ダミー端子(図示せず)が設けられている。ダミー端子は、コイル部品1を基板に装着する際にコイル部品1の実装安定性、および固着強度を増すために設けられた固定用端子である。また、ダミー端子側の巻線3の一部は、ロ字状コア13の底板13aに樹脂で固定されている。
以下、個々の構成要素について説明する。図3に示すように、巻線3は断面が略長方形の一本の平角線で形成される。この平角線は、例えば、エポキシ変性アクリル樹脂により被覆されている。巻線3の両端部の電極9、11は、巻線3がロ字状コア13に組み込まれる前に、2箇所がほぼ直角方向に屈曲されており、この屈曲部をベース15の所定位置に合わせてロ字状コア13に組み込むことで、巻線3の位置決めが可能となっている。
図4に示すように、巻芯5は円柱形状をなし、ロ字状コア13よりも最大磁束密度が大きい磁性材料、例えば、マンガン(Mn)および亜鉛(Zn)を主成分とするMn系フェライトで構成される。巻芯5の下面から上面までの高さは、ロ字状コア13の内部の高さよりも低く、ロ字状コア13との間に磁気ギャップが形成されるようになっている。また、巻線3が、巻芯5の高さ方向範囲内に巻回されるよう、巻芯3の高さは巻線3の巻回部分の高さよりも高くなければならない。
図5に示すように、巻芯5の下面にスペーサ19が樹脂により接着され、その後巻芯5に巻線3が巻回される。巻線3の両端はコ字状に屈曲されて電極9、11として機能する。
図6に示すように、ロ字状コア13は、底板13a、天板13c、および2つの側板13b、13dを有し、対向する2側面が開口した箱型のコアである。底板13a、天板13c、および2つの側板13b、13dは、厚さが均一で一体に形成されている。ロ字状コア13は、巻芯5よりも絶縁抵抗が高い磁性材料、例えば、ニッケル(Ni)、亜鉛(Zn)等を主成分とするNi系フェライト等で形成される。このロ字状コア13内部にコイル35が挿入され、巻線3の所定部分とロ字状コア13とが固定されて、コイル部品1をなす。
以上説明したように、本実施の形態によるコイル部品1によれば、ロ字状コア13は巻芯5よりも絶縁抵抗の高い磁性材料で構成されているので、ロ字状コア13と巻線3あるいは他の部品との間の絶縁を確保することが可能である。また、磁束密度の高い中心部分に配置される巻芯5は、Mn系フェライトで構成されており、巻芯5、ロ字状コア13共にNi系フェライト等を用いる場合に比べて、コアロスを低減でき、インダクタンス値、直流重畳特性等、コイル部品1の特性改善に大きく寄与する。
ロ字状コア13の底板13a、天板13c、および2つの側板13b、13dは均一な厚みに形成されているので、小型化が可能である。また、ロ字状コア13は一体に形成されているので、接合面を研磨する必要がなく、製造が容易である。さらに、接合部分から磁束が漏れることがないので、周りの部品に悪影響を及ぼしたり、交流銅損を増大させたりすることがない。
巻線3の両端部が電極9、11となっており、基板に巻線3が直接接続できるので、漏れ磁束による影響を最小限にとどめることができ、交流銅損が小さい。また、電極と巻線とをはんだ等により接続する必要がなく、断線の危険性がないとともに、直流抵抗が小さく、直流抵抗値の部品毎のばらつきもない。電極9と電極11は、開口部14の同一の一辺側に配置されているので、対向する開口側には磁束が漏れることがない。さらに、電極9、11をベース15の凹部23、25にはめ込むことで巻線3および巻芯5のロ字状コア13内での位置決めが可能であり、コイル部品1の部品毎のインダクタンスその他特性上のばらつきを軽減することができる。
巻芯5には接合面がないので、研磨工程が不要で製造が容易である。また、巻芯5は、ロ字状コア13とは別体に形成されており、ロ字状コア13との間に磁気ギャップを形成することが容易である。
ロ字状コア13と、巻芯5との間に磁気ギャップを設けたことで、ロ字状コア13と巻芯5との間の磁束密度の飽和を軽減することが可能になる。これにより、コイル部品1の直流重畳特性を向上させることができる。特に、ロ字状コア13と巻芯5の上面および下面との間の2つの磁気ギャップとしての距離は同等に近いことが、直流重畳特性の向上およびコイル部品1の小型化という観点から好ましい。
ベース15を、ロ字状コア13の底板13aに接して配置したので、電極9、11とロ字状コア13との間の絶縁が確実である。ダミー端子を設けたので、コイル部品1の基板への実装安定性、および固着強度を増すことができる。
コイル部品1において、巻線3は巻芯5の上面と下面との間に巻回されている。また、ロ字状コア13は一体に形成されているので、接合面から磁束が漏れることがない。よって、例えばE型のコアを採用している他のコイル部品と比較して、巻線3による交流抵抗を半分近くまで軽減させることが可能となる。また、巻線3は断面が略長方形の平角線を用いており、断面が円形のワイヤに比べて断面積を大きくとることができるので、銅損を下げることができる。
本発明によるコイル部品は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、図7に示すように、ロ字状コア13に替えて、枠コア45を用いるようにしてもよい。枠コア45は、平板形状のコア41と、C型形状のコア43とで構成されている。コア41は、コア43の上部を塞ぐように配置され、枠コア45となる。枠コア45は、例えば、Ni系フェライトで構成される。このとき、コア41とコア43との接合面は研磨されていることが好ましい。また、コア41を下部に、コア43を上部に配置してもよい。C型のコアを2つ組み合わせてもよい。
コイル部品1において、ベース15はロ字状コア13の底板13a全体に形成されていたが、一部に形成されるようにしてもよい。また、ロ字状コア13は絶縁抵抗が高いので、ベース15は必ずしも配置されなくともよい。これにより、コイル部品1をさらに小型化することができる。このときダミー端子は、ロ字状コア13の開口部14と対向する側の開口部に設けることが可能である。
巻芯5の下面とロ字状コア13との間にシート状のスペーサ19を介挿しているが、スペーサ19はこのようなシート状の部材には限定されない。例えば、樹脂にガラスビーズを混入させた材料等、均一な厚みが得られ、磁気抵抗がロ字状コア13よりも大きく磁気ギャップとしての作用が可能なものであれば、スペーサとして用いることができる。
巻芯5の形状は円柱形状には限定されず、断面が楕円や、角が曲線の略四角形の柱状等でもよい。また、ロ字状コア13の形状も、厚みが均一で、一体に形成されていれば、例えば、底板13a、天板13c、および2つの側板13b、13dの互いの接続部が直線をなさず、曲線状になっているような形状でもよい。
本発明のコイル部品は、パーソナルコンピュータの電源系等、電子機器に用いることができる。
1...コイル部品
3...巻線
5...巻芯
9、11...電極
13...ロ字状コア
15...ベース
19...スペーサ
3...巻線
5...巻芯
9、11...電極
13...ロ字状コア
15...ベース
19...スペーサ
Claims (4)
- 少なくとも一側面が開口をなし、ニッケル系フェライトで形成された箱型形状の枠コアと、
ワイヤを所定回数巻回した巻線と、
前記枠コア内部に配置されており、周面に前記巻線が巻回され、前記枠コアと別体にマンガン系フェライトで形成された巻芯と、
を有することを特徴とするコイル部品。 - 少なくとも一側面が開口をなし、一体または分割可能に形成された箱型形状の枠コアと、
ワイヤを所定回数巻回した巻線と、
前記枠コア内部に配置されており、側面に前記巻線が巻回され、前記枠コアと別体に形成された巻芯と、
を有し、
前記枠コアは、前記巻芯よりも絶縁抵抗値が高い磁性材料で形成され、
前記巻芯は、前記枠コアよりも最大磁束密度が高い磁性材料で形成されていることを特徴とするコイル部品。 - 前記枠コアは、厚みが均一かつ一体的に形成され、対向する2側面が開口をなす箱型形状であることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のコイル部品。
- 前記巻芯の上下面と、前記枠コアとの間には、それぞれ磁気ギャップが設けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のコイル部品。
Priority Applications (1)
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JP2004207521A JP2006032559A (ja) | 2004-07-14 | 2004-07-14 | コイル部品 |
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JP2004207521A JP2006032559A (ja) | 2004-07-14 | 2004-07-14 | コイル部品 |
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2004
- 2004-07-14 JP JP2004207521A patent/JP2006032559A/ja active Pending
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