JP2006086385A - コイル部品 - Google Patents

Abstract

【目的】本発明は、製作性に優れ、安価に軟磁性合金の積層構造コア使用したコイル部品の提供を目的とする。
【構成】本発明のコイル部品は、Ｕ型コア片１１，１２、直状コア片１３と積層構造のコイル１４、端子１６を配設した端子台１５から構成され、Ｕ型コア片１１，１２は、軟磁性合金薄帯を環状に巻回後、トラック形状に成形し、軟磁性特性を得るための熱処理をおこない、その後樹脂で前記トラック状コアを固め、切断してＵ型コア片を得た。また、直状コア片は、軟磁性合金薄帯を切断、熱処理、積層し固めたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、軟磁性合金からなるコアを使用するコイル部品に関するものである。

コイル部品であるトランス、チョークコイル、インダクタなどには、フェライトコアが一般に用いられている。フェライトコアは、量産に優れ、価格も安価である。ただし、フェライトの飽和磁束密度は６００ｍＴ以下であるため、常に小型化の問題を抱えていた。それを解決するものとして、軟磁性合金材料が使用されている。軟磁性合金材料は、フェライトより高い飽和磁束密度を有し、フェライトコアに比べコアサイズダウン、コイル巻回数ダウン等が可能となっている。

図４は、アモルファス磁性合金薄の積層コア５１を示したもので、該コア５１を使用することにより、チョークコイルの低背化，コイルの巻回数減を可能とし、銅損の低減を可能としたものである。（特許文献１）

また図５は、軟磁性合金材料である電磁鋼板を積層したＵ字状磁心５２とＩ字状磁心５３である。（特許文献２）

特開２０００−２６９０３９ 特開２００１−２３０１２９

特許文献１および特許文献２は、ともに軟磁性合金薄よりＥ型，Ｕ型，Ｉ型など薄状片を作製し、該薄状片を積層固着して、Ｅ型，Ｕ型，Ｉ型などのコア片としたものである。軟磁性合金薄よりＥ型，Ｕ型，Ｉ型など薄状片を得るのに、プレス打ち抜きにより実施され、そのためプレス金型が必要となり、また金属物の打ち抜きであるため金型消耗が激しく、そのための金型の手入れ，更新を頻繁におこなう必要があり、さらに、薄状片の積層も工数を必要とするため、積層コア片の価格は高く、それを使用したコイル部品も高価なものとなっていた。

本発明は、軟磁性合金の軟磁性合金磁気特性を有効に利用し、従来に比べ安価な軟磁性合金からなる積層構造コア片を使用するコイル部品の提供を目的とする。

本発明は、積層構造のコイル部と軟磁性合金からなる複数のコア片より構成されるコイル部品において、積層構造のコイル部は積層方向を貫く孔が中央に設けられ、前記孔に貫入する直状コア片と、該直状コアの側面端に当接する２つの略Ｕ型コア片によりコアが形成され、少なくとも略Ｕ型コア片が、薄状軟磁性合金からなる積層構造のコア片であるコイル部品である。

また本発明は、上記の略Ｕ型コア片が、軟磁性合金材料の薄帯を環状に巻回してなる巻磁心を、所定の磁気特性を発生させるため熱処理および樹脂による形状保持後、切断加工により得られているコイル部品である。

また本発明、上記の直状コア片と略Ｕ型コア片を組み合わせてなるコアが、該コアの主たる磁路が軟磁性合金薄の積層方向を経路としないコイル部品である。

また本発明は、上記の直状コア片が、軟磁性合金の粉末を固めたものであるコイル部品である。

本発明のコイル部品は、軟磁性合金薄を巻回してなる積層構造のコア片を使用することにより、従来の薄状片を積層したコア片を使用したコイル部品に比べ、工数の低減、費用削減が可能となり、安価で特性が優れたコイル部品の提供を可能とした。

図を用いて、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明のコイル部品の外形図である。本発明のコイル部品は、Ｕ型コア片１１，１２、直状コア片１３と積層構造のコイル１４、端子１６を配設した端子台１５から構成され、Ｕ型コア片１１，１２は、軟磁性合金薄帯を環状に巻回後、トラック形状に成形し、軟磁性磁気特性を得るための熱処理をおこない、その後樹脂で前記トラック状コアを固め、切断してＵ型コア片１１，１２を得た。また、直状コア片は、軟磁性合金薄帯を切断、熱処理、積層し固めたものである。

また図１において、Ｕ型コア片１１，１２と直状コア片１３の積層方向は異なる。理由は、軟磁性合金薄の厚さ方向を磁束が通り抜ける際に、渦電流損失が発生し、それを用いたコアの鉄損を著しく増加させるため、本発明は積層構造のコア片の組み合わせを、主たる磁路が積層方向を貫く経路を含ませないように形成し、渦電流損失の発生を抑制している。

本発明は軟磁性合金からなるコアであるため、フェライトとに比べ、飽和磁束密度、透磁率が高く、また、温度変化に対する磁気特性の変化も小さく、コイル部品の小型化を可能とする。また、特許文献１および特許文献２に示したコイル部品に用いる積層コアは、積層する薄状片を得るのに、プレス打ち抜きが必要であり、そのために金型代、金型の維持費用が発生し、割高なコアとなりコイル部品としての価格も高くなっている。それらに比べ、本発明の積層コアは、軟磁性合金薄帯の巻磁心より得られるこあであるため、作業が簡易で、しかも金型レス、積層作業が削減でき費用が大幅に低減できる。下表１に、本発明と従来技術１（特許文献１，２）と従来技術２（フェライト）のコイル部品の比較を示す。本発明は、従来技術に比べて特性，価格も優れたものとなっている。

本発明のコイル部品に使用する軟磁性合金は、アモルファス、超微結晶軟磁性合金、パーマロイ等の薄帯を使用し、必要に応じて熱処理を実施すればよく、また直状コア片には、前記薄帯の積層体、あるいは、アモルファス、超微結晶軟磁性合金、鉄粉、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ等の軟磁性金属粉をプレス成形、注型等の成形体を使用すればよく、特に成形体を使用することにより積層作業レスが実施でき、更なる工数、費用の削減がはかれる。

また、積層構造のコイル部品は、特に限定するものでなく、エッジワイズコイル，プリントコイル，平面渦状巻回コイルなどを使用すればよく、必要に応じてそれを組み合わせて使用するものである。

Ｆｅ系アモルファスの１５ｍｍ幅の２５μｍ薄帯を使用し、該薄帯を巻回して外形４４ｍｍ−２２ｍｍ−肉厚７．５ｍｍのトラック状コアを製作し、熱処理，エポキシ樹脂含浸，切断して、図２のＵ型コア片２１，２２を得た。同じＦｅ系アモルファス薄帯を使用して、該薄帯を切断して長さ２２ｍｍの短冊を作製し、積層，熱処理，エポキシ樹脂含浸をして、外形２２ｍｍ−幅１５ｍｍ−積層厚１５ｍｍの直状コア片２３を製作した。

また作製するコイル部品は図１に示したトランスとし、上記コア片２１，２２，２３に組み合うコイルは、プリント基板の両面にコイルパターンを形成したものを積層固着したブロック状積層コイル１４を用いた。コイル１４中央の孔に直状コア片２３を挿入し、Ｕ型コア片２１，２２を直状コア片２３に組み合わす。このとき、Ｕ型コア片２１，２２は、直状コア片２３の積層露出部に当接させた。

別の実施例として図３に示すチョークコイルを作製した。実施例１で作製したＵ型コア片２１，２２を使用し、直状コア片２４は、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉからなる角柱の圧粉コアを使用した。これに組み込むコイル２５は、８ｍｍ幅−０．５ｍｍ厚の平角銅線からなるエッジワイズコイルとし、３０Ａ対応のチョークコイルを製作できた。

本発明のコイル部品は、トランス、チョークコイル、インダクタ等として使用するものであり、特に電力が比較的大きく、通電環境が大電流、高電圧下での、コイル部品の小型化を実施できるものである。

本発明のコイル部品の外形を示す斜視図である。 本発明のコイル部品の実施例１に使用したコア片の外形を示す斜視図である。 本発明のコイル部品の実施例２で作製したチョークコイルの外形を示す斜視図である。 従来技術のコイル部品に使用する軟磁性合金薄からなる積層コアの外形を示す斜視図である。 別の従来技術のコイル部品に使用する軟磁性合金薄からなる積層コアの外形を示す斜視図である。

符号の説明

１１、１２：Ｕ型コア片
１３：直状コア片
１４：積層コイル
１５：端子台
１６：端子

Claims (4)

1. 積層構造のコイル部と軟磁性合金からなる複数のコア片より構成されるコイル部品において、積層構造のコイル部は積層方向を貫く孔が中央に設けられ、前記孔に貫入する直状コア片と、該直状コアの側面端に当接する２つの略Ｕ型コア片によりコアが形成され、少なくとも略Ｕ型コア片が、薄状軟磁性合金からなる積層構造のコア片であることを特徴とするコイル部品。
2. 略Ｕ型コア片は、軟磁性合金材料からなる薄帯を環状に巻回してなる巻磁心を、所定の磁気特性を発生させるため熱処理および樹脂による形状保持後、切断加工により得られることを特徴とする請求項１記載のコイル部品。
3. 直状コア片と略Ｕ型コア片を組み合わせてなるコアは、該コアの主たる磁路が軟磁性合金薄の積層方向を経路としないことを特徴とする請求項１から請求項２記載のコイル部品。
4. 直状コア片は、軟磁性合金の粉末を固めたものであることを特徴とする請求項１記載から請求項３に記載のコイル部品。

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