JP2008091438A - Coil component, and electronic circuit using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電体を磁性体に組み付けた構造のコイル部品、及びコイル部品を用いた電子回路に関する。 The present invention relates to a coil component having a structure in which a piezoelectric body is assembled to a magnetic body, and an electronic circuit using the coil component.
従来、一般的に用いられてきたコイル部品は、磁性体コアと、巻線コイルとを基本構成としている。近年、電子機器は小型化し、高品質化する一途を辿る中、電子機器に搭載されるコイル部品等の電子部品についても同様の小型化と高品質化の条件を満たすことが要求されている。ところで、コイル部品の小型化を図ろうとするほど、磁性体コアの材料のバラつき、寸法のバラつき、製造条件のバラつきや、巻線条件のバラつき等の原因によって、コイル部品の電気特性の品質を一定に保つことは非常に困難となる。結果、要求する品質に達しないコイル部品は、必要とされる電子機器に搭載されずに廃棄等の処置をせざるを得ない。このため、コイル部品の製品歩留まりが悪くなってしまうという問題があった。そこで、電気特性を調整し、電気特性のバラつきを補正する機能があるコイル部品が強く要求されていた。 Conventionally, coil components that have been generally used have a magnetic core and a winding coil as a basic configuration. In recent years, electronic devices are being downsized and improved in quality, and electronic components such as coil components mounted on electronic devices are required to satisfy the same requirements for downsizing and high quality. By the way, as we try to reduce the size of the coil parts, the quality of the electrical characteristics of the coil parts is kept constant due to factors such as variations in magnetic core material, dimensions, manufacturing conditions, and winding conditions. It will be very difficult to keep on. As a result, coil parts that do not reach the required quality must be disposed of without being mounted on the required electronic equipment. For this reason, there has been a problem in that the product yield of coil components is deteriorated. Therefore, there has been a strong demand for a coil component having a function of adjusting electrical characteristics and correcting variations in electrical characteristics.
ここで、電気特性を調整し、補正する機能がある従来のコイル部品の一例について、図9を用いて説明する。図9は、主に信号電波等を受信するために用いられるコイル部品100の断面図の例を表している。コイル部品100は、巻線コイルを有したドラムコア101と、ドラムコア101を覆うように配置されたネジポットコア102と、複数の端子ピン103を植設した端子台104と、これらの部品101〜104を保持するためのケース105から構成されている。従来、コイル部品100の電気特性(この例では、電波の受信特性)にバラつきがある場合、回転冶工具等を用いてネジポットコア102を回転移動することで電気特性を調整していた。つまり、ネジポットコア102とドラムコア101との相対的な位置調整、すなわち磁気結合度を調整することで、電気特性を調整し、電気特性のバラつきを補正していた。
Here, an example of a conventional coil component having a function of adjusting and correcting electrical characteristics will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows an example of a cross-sectional view of the coil component 100 used mainly for receiving signal radio waves and the like. The coil component 100 holds a drum core 101 having a winding coil, a screw pot core 102 disposed so as to cover the drum core 101, a terminal block 104 having a plurality of
また、従来、このようなコイル部品を用いてアナログ方式で制御される電子回路が提供されている。ここで、従来用いられていた電子回路110について、図10を参照して説明する。電子回路110は、入力した直流電力を別の直流電力に変換する直流/直流変換装置(DC−DCコンバータ)として用いられる電源装置である。入力した直流電力は、PWM(Pulse Width Modulation)駆動信号により、オン・オフ駆動するスイッチング回路111で交流電力に変換される。変換された交流電力は、交流を直流に整流し、平滑する平滑回路112に供給され、直流電力として出力される。平滑回路112は、チョークコイルを内蔵するチョーク入力形としてある。
Conventionally, an electronic circuit controlled in an analog manner using such a coil component has been provided. Here, the conventionally used electronic circuit 110 will be described with reference to FIG. The electronic circuit 110 is a power supply device used as a DC / DC converter (DC-DC converter) that converts input DC power into another DC power. The input DC power is converted into AC power by a
平滑回路112から出力された出力電圧の変動を抑えるため、フィードバックに用いられる検出部113で平滑回路112の出力電圧が検出される。検出された出力電圧には、所定の係数が乗じられ、加算器114に供給される。加算器114では、所定の係数が乗じられた出力電圧と、補償回路117から供給された調整電圧とが加算され、フィードバック電圧としてエラーアンプ116に供給される。エラーアンプ116は、基準電圧を供給する基準電圧供給部115からの基準電圧と、加算器114から供給されるフィードバック電圧を、比較し、比較結果を、PWM駆動信号を生成するアナログコントローラ118に出力する。アナログコントローラ118は、生成したPWM駆動信号をスイッチング回路111に供給する。このようにして、電子回路110全体のフィードバック制御が行われている。このように、従来のアナログ方式で電源装置を制御する場合、検出した出力の変動を抑え込むという動作を基本としていた。詳述すれば、基準電圧をエラーアンプで比較し、両電圧を合わせ込むようなPWM駆動信号を生成して、変動する出力電圧を目標電圧に合わせるようにしていた。
In order to suppress fluctuations in the output voltage output from the
特許文献1には、従来の可変インダクタンス素子について開示されている。特許文献1に開示されている可変インダクタンス素子では、圧電アクチュエータの作用により、2つのコアの相対位置が変えられる。そして相対位置の変化によって、磁路の距離(磁路長とも称する。)が変えられることによって、インダクタンス値が調整される。 Patent Document 1 discloses a conventional variable inductance element. In the variable inductance element disclosed in Patent Document 1, the relative position of the two cores can be changed by the action of the piezoelectric actuator. The inductance value is adjusted by changing the distance of the magnetic path (also referred to as a magnetic path length) by changing the relative position.
特許文献2には、従来のコイル部品について開示されている。特許文献2に開示されているコイル部品は、磁束を励磁するよう巻回されたコイルを備える。そして、圧電体に印加する電圧によって、対向配置された2つのコア間のギャップ寸法を変化させる。このギャップ寸法の変化によって、電気特性(例えば、インダクタンス値)が調整される。
ところで、コイル部品100の電気特性を調整するためには、作業者が製品個々にコイル部品100の電気特性を確認しながら、調整し、補正しなければならない。このため、電気特性を調整する作業が煩雑化するとともに、効率が悪いといった課題があった。 By the way, in order to adjust the electrical characteristics of the coil component 100, the operator must make adjustments and corrections while checking the electrical characteristics of the coil component 100 for each product. For this reason, there existed a subject that the operation | work which adjusts an electrical property became complicated and efficiency was bad.
また、特許文献1に開示された可変インダクタンス素子と、特許文献2に開示されたコイル部品は、いずれも以下に挙げる共通の課題がある。
まず、圧電体が変形すると、インダクタンス素子(コイル部品)の外形寸法が変化してしまう。このため、圧電体が最も変形した場合の外形寸法を基にして実装スペースを設定する必要がある。これは、実質的にインダクタンス素子(コイル部品)の小型化の要求に反してしまう。
また、コイルに電流を印加した際に形成される磁路長も変化してしまう。この結果、磁路長が長くなればインダクタンス値:Lは下がり、磁路長が短くなればLは大きくなる。さらに、電気特性の変化量に対し、純粋に圧電体の変形量のみが影響しているわけではない。このため、磁路長の変化量についても考慮しなければならない。結果として、電気特性を調整し、補正するための要素(例えば、磁路長の変化量)が多くなり、電気特性の制御が煩雑になってしまう。
The variable inductance element disclosed in Patent Document 1 and the coil component disclosed in
First, when the piezoelectric body is deformed, the outer dimension of the inductance element (coil component) changes. For this reason, it is necessary to set the mounting space based on the outer dimensions when the piezoelectric body is most deformed. This substantially goes against the demand for downsizing the inductance element (coil component).
In addition, the magnetic path length formed when a current is applied to the coil also changes. As a result, the inductance value: L decreases as the magnetic path length increases, and the L increases as the magnetic path length decreases. Furthermore, the amount of change in electrical characteristics is not purely affected by the amount of deformation of the piezoelectric body. For this reason, the amount of change in the magnetic path length must also be considered. As a result, the elements for adjusting and correcting the electrical characteristics (for example, the change amount of the magnetic path length) increase, and the control of the electrical characteristics becomes complicated.
また、特許文献1及び2に開示された圧電体はいずれも、その変形の様態からモノモルフ型の圧電体であることが予測される。モノモルフ型の圧電体は、一般に変形量が小さいため、電気特性の補正幅と調整幅も小さい。このため、大幅に電気特性を調整し、補正する要求に対応できないという課題がある。
In addition, the piezoelectric bodies disclosed in
また、従来の電子回路110は、アナログ方式で制御されているが、デジタル方式で制御される電子回路(例えば、デジタル電源回路)では、動作仕様が多様に変化する。このため、実装されるコイル部品の電気特性も容易に変えられることが必要とされる。従来のコイル部品は、電気特性(インダクタンスや定格電流)が固定されているため、電気特性を電気的に調整することが困難であった。つまり、アナログ電源回路を設計する際には、設定したスイッチング周波数、出力電流及び出力電圧等に対応する電気特性のコイル部品を予め選定しなければならなかった。また、従来のコイル部品に電気特性の可変機構があったとしても、ネジコア等のように手動で調整しなくてはならない。このため、デジタル方式の電源装置に対応するように、コイル部品の電気特性を駆動信号で制御することは困難であった。 In addition, the conventional electronic circuit 110 is controlled by an analog system, but the operation specifications vary in an electronic circuit (for example, a digital power supply circuit) controlled by a digital system. For this reason, it is required that the electrical characteristics of the coil component to be mounted can be easily changed. Since conventional coil parts have fixed electric characteristics (inductance and rated current), it is difficult to electrically adjust the electric characteristics. That is, when designing an analog power supply circuit, coil components having electrical characteristics corresponding to the set switching frequency, output current, output voltage, and the like had to be selected in advance. Further, even if the conventional coil component has a variable mechanism of electric characteristics, it must be manually adjusted like a screw core or the like. For this reason, it is difficult to control the electrical characteristics of the coil components with the drive signal so as to correspond to the digital power supply device.
本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、簡素な構造とした電気制御によって、コイル部品の電気特性を調整し、補正できることを目的とする。また、コイル部品の電気特性の補正幅と調整幅を大きく、かつ高精度に行えることと、コイル部品の小型化に対する要求を満たすことを目的とする。さらに、多様な動作仕様に対応できる、本発明のコイル部品を用いた電子回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to be able to adjust and correct the electrical characteristics of coil components by electrical control having a simple structure. It is another object of the present invention to increase the correction range and adjustment range of the electrical characteristics of the coil component with high accuracy and to satisfy the demand for miniaturization of the coil component. Furthermore, it aims at providing the electronic circuit using the coil components of this invention which can respond to various operation | movement specifications.
上述した目的を達成するために、本発明に係るコイル部品は、少なくとも芯部を有した磁性体コアと、巻線コイルと、圧電体とを備えている。そして、芯部は、固定芯部と可動芯部とに分割されているとともに、圧電体は、巻線コイルによって励磁された磁束と直交する方向に、可動芯部を移動可能に構成されていることを特徴とする。そして、圧電体は、バイモルフ型の圧電体を採用している。そして、電子回路に、本発明に係るコイル部品を採用している。 In order to achieve the above-described object, a coil component according to the present invention includes a magnetic core having at least a core portion, a winding coil, and a piezoelectric body. The core portion is divided into a fixed core portion and a movable core portion, and the piezoelectric body is configured to move the movable core portion in a direction orthogonal to the magnetic flux excited by the winding coil. It is characterized by that. The piezoelectric body employs a bimorph type piezoelectric body. And the coil component which concerns on this invention is employ | adopted for the electronic circuit.
本発明に係るコイル部品は、簡素な構造としてあり、電気制御で電気特性を補正し、調整することができる。このため、電気特性の補正幅と調整幅を大きく、かつ高精度に行うことができ、小型化の要求を満たすという効果がある。
また、このコイル部品を採用した電子回路は、多様な動作仕様に対応できるため、電気的な効率に優れるという効果がある。そして、コイル部品の実装スペースを過度に大きくする必要がなくなることから、本発明のコイル部品を用いた電子回路基板、あるいは電子機器を小型化する際に有利となるという効果がある。また、巻線コイルによって励磁された磁束の経路、すなわち磁路の距離(磁路長とも称する。)が電気特性の調整に伴い変化することがない。このため、電気特性の補正と調整を行う際に、圧電体の動作によって形成される磁気ギャップ寸法を考慮するだけでよいので、インダクタンス値:Lの制御を容易に行えるようになる。
The coil component according to the present invention has a simple structure, and can correct and adjust electrical characteristics by electrical control. For this reason, the correction range and the adjustment range of the electrical characteristics can be increased with high accuracy, and there is an effect that the demand for miniaturization is satisfied.
In addition, an electronic circuit employing this coil component can cope with various operation specifications, and thus has an effect of being excellent in electrical efficiency. And since it becomes unnecessary to enlarge the mounting space of a coil component, there exists an effect of becoming advantageous when reducing the electronic circuit board using the coil component of this invention, or an electronic device. Further, the path of the magnetic flux excited by the winding coil, that is, the distance of the magnetic path (also referred to as magnetic path length) does not change with the adjustment of the electrical characteristics. For this reason, when correcting and adjusting the electrical characteristics, it is only necessary to consider the size of the magnetic gap formed by the operation of the piezoelectric body, so that the inductance value: L can be easily controlled.
以下、本発明の第1の実施形態例について、図1〜図4を参照して説明する。本実施形態例においては、小型形状の電子機器、電子回路に採用されるコイル部品1に適用した例として説明する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment will be described as an example applied to a coil component 1 employed in a small-sized electronic device and electronic circuit.
まず、コイル部品1の構成例について、図1を参照して説明する。図1(a)は、後述する巻線コイルを内蔵した直方体形状のコイル部品1の外観斜視図である。コイル部品1は、底面と、底面に対して垂直な4面とを一体成型したカップコア2と、コイル部品1の上部を覆う蓋コア6で外形が構成されている。カップコア2と蓋コア6は、内蔵する巻線コイルと圧電体を保護するとともに、巻線コイルが発生する磁束を取り込んで磁路を生成する機能がある。カップコア2に形成された4つの角部には、圧電体用の端子電極3と巻線コイル用の端子電極4が対で形成されている。巻線用の端子電極4には、内蔵する巻線コイルの両端部に相当するコイル端末部5を引き出してある。
First, a configuration example of the coil component 1 will be described with reference to FIG. Fig.1 (a) is an external appearance perspective view of the rectangular parallelepiped coil component 1 which incorporated the winding coil mentioned later. The outer shape of the coil component 1 is configured by a
図1(b)は、コイル部品1の分解斜視図である。以下に、コイル部品1の構成例について、それぞれの部材毎に説明する。焼結フェライトや金属系磁性材料等を材質とするカップコア2は、ほぼ箱形状に形成された部材である。カップコア2の底面の中央付近には、台形状の固定芯部7が形成されている。固定芯部7の上端面は、カップコア2の底面に対して斜めに切られている。カップコア2の4角部は、他の周壁部材よりも高さ寸法が低く形成されている。それぞれの4角部には、端子電極3,4が一対ずつ形成されている。端子電極3は、電圧を印加することで大きく撓み変形するバイモルフ型圧電体9と、図示しないコイル部品1の実装基板とを接続するために用いられる。端子電極4は、コイルを巻きつけた巻線コイル10のコイル端末部5と、図示しない実装基板とを接続するために用いられる。カップコア2の周壁部上であって、2つの端子電極(圧電体用)3の間には、バイモルフ型圧電体9の一端である圧電体端子12を挿入し、固定する切欠き部13が形成されている。
FIG. 1B is an exploded perspective view of the coil component 1. Below, the structural example of the coil component 1 is demonstrated for every member. The
カップコア2に内蔵される巻線コイル10は、一般的な手段によって導電線が空芯巻回されたコイルである。巻線コイル10に用いられる導電線には、銅芯の周囲に絶縁皮膜が被覆される。さらに、絶縁皮膜の表面部には、加熱や有機溶剤の塗布、紫外線照射等により溶解する皮膜を被覆した、いわゆる融着ワイヤとして用いることが望ましい。融着ワイヤを用いて巻線コイル10を形成すると、空芯で巻回したコイル形状を保持できる。さらには、後の組み付け工程等において、巻線コイル10の取り扱いが容易となる効果がある。
The winding
蓋コア6には、焼結フェライトや金属系磁性材料等が材質に用いられる。蓋コア6は、平板状の板状コア部材14を構成部品とする。さらに、板状コア部材14の下面中央付近には、下端面が板状コア部材14の幅広面に対して斜めに形成された固定芯部8が形成される。このように、芯部を有した磁性体コアは、固定芯部7,8と可動芯部11とに分割されている。
The
可動芯部11にも、焼結フェライトや金属系磁性材料等が材質に用いられる。可動芯部11は、縦断面の形状が台形の六面体として形成されている。その台形状の斜辺部に当たる面は、カップコア2に形成された固定芯部7の上端面、そして蓋コア6に形成された固定芯部8の下端面と、組み合わせたときに合致する形状としてある。このため、電圧を印加していない状態では、コイル部品1を組み付けても固定芯部7,8と可動芯部11とは互いに接触して静止し続けるため、インダクタンス値:Lは変化しない。一方、電圧を印加した状態では、バイモルフ型圧電体9の撓み変形によって可動芯部11が動くため、インダクタンス値:Lが変化する。
The
バイモルフ型圧電体9は、一方の端部が可動芯部11に接着剤等の手段によって固定される。他方の端部はカップコア2に形成された切欠き部13に挿入固定される。このように、バイモルフ型圧電体9は、いわゆる片持ち構造としてある。駆動信号(信号電圧)が印加されたバイモルフ型圧電体9は、切欠き部13を固定点として撓み変形する。バイモルフ型圧電体9の撓み変形によって、巻線コイル10によって励磁された磁束と直交する方向に可動芯部11を移動可能としている。この結果、カップコア2−固定芯部7−可動芯部11−固定芯部8−蓋コア6−カップコア2に形成される磁路中に可変な磁気ギャップが形成される。バイモルフ型圧電体9に印加された駆動信号(信号電圧)によって、可変な磁気ギャップ寸法を調整することで、コイル部品1の電気特性を多様に対応させることができる。
One end of the bimorph type
図1(c)は、図1(b)に示したコイル部品1を、x方向に正面視した分解斜視図の例である。各部材には、図1(b)と同一符号を付す。なお、コイル部品1の構成は、図1(b)に示したコイル部品1と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。図1(c)を参照すると、板状コア部材14に対して、固定芯部8が下向きに形成されていることが分かる。
FIG. 1C is an example of an exploded perspective view of the coil component 1 shown in FIG. 1B viewed from the front in the x direction. Each member is given the same reference numeral as in FIG. In addition, since the structure of the coil component 1 is the same structure as the coil component 1 shown in FIG.1 (b), detailed description is abbreviate | omitted. Referring to FIG. 1C, it can be seen that the fixed
次に、バイモルフ型圧電体9の詳細な構成例について、図2と図3を参照しながら説明する。図2は、バイモルフ型圧電体9(圧電アクチュエータとも称する。)の拡大斜視図である。バイモルフ型圧電体9は、圧電材料からなる2枚の圧電矩形板22a,22bで、リン青銅を材質に用いた弾性板21を挟んだ構造としている。弾性板21は、中心電極として用いられる。圧電矩形板22a,22bの端部には、電極23a,23bが形成されている。電極−電極、又は電極−弾性板21の間に駆動信号(信号電圧)を印加することで、バイモルフ型圧電体9を撓み変形させることができる。
Next, a detailed configuration example of the bimorph
バイモルフ型圧電体9には、電圧の印加によって効率的に撓み変形を起こす有効領域(図2では、有効長Lに相当する領域)と、電極23a,23bの双方から遠方に位置するため撓み変形が起こらないか、撓み変形が起こったとしても微小である領域(図2の斜線部で示される箇所)が存在する。撓み変形が起こりにくい領域を、可動芯部11を接着するための接着固定領域24としている。可動芯部11を接着固定領域24に接着固定すると、バイモルフ型圧電体9の撓み変形を妨げることなく、可動芯部11を所望の変位量で動かすことができる。このとき、電極23a,23bが形成された部位およびその近傍は、上述のカップコア2に形成された切欠き部13に挿入固定される。
The bimorph
次に、バイモルフ型圧電体9(圧電アクチュエータ)の駆動方式について、図3の模式図を参照して説明する。バイモルフ型圧電体9の駆動方式には、シリーズ型とパラレル型の2種類の方式があり、基本的には双方の方式を採用できる。図3(a)は、シリーズ型のバイモルフ型圧電体39の構成例である。図3(b)は、パラレル型のバイモルフ型圧電体49の構成例である。 Next, a driving method of the bimorph piezoelectric body 9 (piezoelectric actuator) will be described with reference to the schematic diagram of FIG. There are two types of driving methods for the bimorph piezoelectric body 9: a series type and a parallel type, and basically both types can be adopted. FIG. 3A is a configuration example of a series-type bimorph piezoelectric body 39. FIG. 3B shows a configuration example of a parallel bimorph piezoelectric body 49.
図3(a)に示すシリーズ型のバイモルフ型圧電体39は、2枚の圧電矩形板32a,32bに弾性板31を挟み込んだ構成としてある。それぞれの圧電矩形板32a,32bは、弾性板31に向かう方向に分極処理が施されている。圧電矩形板32a,32bには、それぞれ正電極33a,負電極33bが形成される。バイモルフ型圧電体39は、切欠部34によって保持される。電圧源30が印加する電圧V1は、正電極33a,負電極33bを介してバイモルフ型圧電体39に印加される。そして、バイモルフ型圧電体39は変位量:Δ1だけ変位する。
The series-type bimorph piezoelectric body 39 shown in FIG. 3A has a configuration in which an elastic plate 31 is sandwiched between two piezoelectric rectangular plates 32a and 32b. Each of the piezoelectric rectangular plates 32 a and 32 b is polarized in a direction toward the elastic plate 31. A
シリーズ型のバイモルフ型圧電体39では、それぞれの圧電矩形板32a,32bに形成された正電極33a,負電極33bに電圧を印加する回路方式が採用される。シリーズ型のバイモルフ型圧電体39の変位量:Δ1は、次式(1)によって求められる。
The series-type bimorph piezoelectric body 39 employs a circuit system in which a voltage is applied to the
対して、図3(b)に示すパラレル型のバイモルフ型圧電体49も、2枚の圧電矩形板42a,42bに弾性板41を挟み込んだ構成としてある。圧電矩形板42aには、正電極43が形成されている。それぞれの圧電矩形板42a,42bは、弾性板41から正電極43に向かう方向に分極処理が施されている。バイモルフ型圧電体49は、切欠部44によって保持される。電圧源40が印加する電圧V1は、正電極43と弾性板41を介してバイモルフ型圧電体49に印加される。そして、バイモルフ型圧電体49は変位量:Δ2だけ変位する。
On the other hand, the parallel bimorph piezoelectric body 49 shown in FIG. 3B also has a configuration in which the elastic plate 41 is sandwiched between two piezoelectric
パラレル型のバイモルフ型圧電体49では、一方の圧電矩形板42aに形成された正電極43と弾性板(リン青銅からなるため導電性がある)41に電圧を印加する回路方式が採用される。パラレル型のバイモルフ型圧電体49の変位量:Δ2は、次式(2)によって求められる。
The parallel bimorph piezoelectric body 49 employs a circuit system in which a voltage is applied to the
ここで、式(1)と式(2)より、シリーズ型は係数が“3/2”であるが、パラレル型では係数が“3”であることが分かる。このため、バイモルフ型圧電体9(圧電アクチュエータ)をパラレル型で駆動させた場合、シリーズ型に対して2倍の変位量:Δ2だけ変位する。したがって、本発明に係るコイル部品1のように、電気特性の補正幅と調整幅を大きくするという目的においては、パラレル型を採用することが望ましい。 Here, from the equations (1) and (2), it is understood that the coefficient is “3/2” in the series type, but the coefficient is “3” in the parallel type. Therefore, when the driven bimorph piezoelectric 9 (piezoelectric actuator) in parallel type, twice the displacement amount with respect to a series type: delta 2 just displaced. Therefore, as in the coil component 1 according to the present invention, it is desirable to adopt a parallel type for the purpose of increasing the correction range and the adjustment range of the electrical characteristics.
次に、バイモルフ型圧電体9に電圧を印加して撓み変形した状態と、撓み変形していない状態の例について、図4を参照して説明する。図4(a)は、コイル部品1の外観斜視図の例である。ただし、図4(a)は、既に説明した図1(a)と同様であるため、詳細な説明を省略する。図4(b)は、バイモルフ型圧電体9を駆動していない状態における、コイル部品1のA−A’線とB−B’線に沿った断面図の例である。図4(c)は、バイモルフ型圧電体9を最大まで撓み変形(駆動)させた状態における、コイル部品1のA−A’線とB−B’線に沿った断面図の例である。
Next, an example of a state in which a voltage is applied to the bimorph
図4(b)は、バイモルフ型圧電体9に駆動信号(信号電圧)が印加されておらず、可動芯部11が移動していない状態を示している。このとき、コイル部品1には、カップコア2−固定芯部7−可動芯部11−固定芯部8−蓋コア6−カップコア2の順に、磁路26が形成される。そして、固定芯部7−可動芯部11−固定芯部8が同軸線25上に整列しており、磁気ギャップは最小状態にある。このとき、固定芯部7、可動芯部11、固定芯部8との間に境界面が存在するのみである。この状態で巻線コイル10に電流を印加すると、高いインダクタンス値:Lが得られる。
FIG. 4B shows a state in which a driving signal (signal voltage) is not applied to the bimorph
対して、図4(c)は、バイモルフ型圧電体9に駆動信号(信号電圧)が印加されており、可動芯部11を最大まで撓み変形させた状態を示している。このとき、コイル部品1には、カップコア2−固定芯部7−可動芯部11−固定芯部8−蓋コア6−カップコア2の順に、磁路26が形成される。そして、固定芯部7−可動芯部11−固定芯部8が同軸線25上に対して、可動芯部11がずれた状態となり、可動芯部11の上下端面に磁気ギャップ27が形成される。この状態で巻線コイル10に電流を印加すると、図4(b)の状態よりもインダクタンス値:Lは低くなる。
On the other hand, FIG. 4C shows a state in which a driving signal (signal voltage) is applied to the bimorph
ここで、印加電圧の値と、電圧の印加に伴うバイモルフ型圧電体9の変位量、コイル部品1のインダクタンス:L値及び定格電流:IDC(20℃)の値の関係を表1に示す。このときのコイル部品1の仕様を、以下に記す。
・コイル部品1…縦寸法:50mm×横寸法:50mm×厚み寸法:30mm
・巻線コイル10…導電線直径:300μm,巻数:15ターン
・バイモルフ型圧電体9…有効長:20mm,全体厚み:0.25mm,弾性板厚み:0.05mm,非線形補正係数α:2,駆動方式:パラレル型
Here, Table 1 shows the relationship between the value of the applied voltage, the amount of displacement of the bimorph
-Coil component 1 ... Vertical dimension: 50 mm x Horizontal dimension: 50 mm x Thickness dimension: 30 mm
Winding
表1より、バイモルフ型圧電体9へ印加する電圧値を0V〜15.0Vに変化させることによって、インダクタンス値:Lは、10.2μH〜0.85μHの範囲で変化することが分かる。また、定格電流値:IDCは、4.3A〜25.2Aの範囲で変化することが分かる。ここで、インダクタンス値:Lは、次式(3)で与えられる。
From Table 1, it can be seen that the inductance value: L changes in the range of 10.2 μH to 0.85 μH by changing the voltage value applied to the bimorph
今、可動芯部11の移動、すなわち磁気ギャップの寸法変化を行うことなく、巻線コイル10の巻数の調整によってインダクタンス値:Lを変化させることを考える。巻線コイル10の巻数は、次式(4)より見積もることができる。そして、表1より、以下の条件を基準値とする。
・印加電圧:0V
・インダクタンス値:10.2μH
・巻線コイル10の仮想巻数:15Ts
Now, let us consider changing the inductance value L by adjusting the number of turns of the winding
・ Applied voltage: 0V
・ Inductance value: 10.2μH
-Virtual number of winding coil 10: 15 Ts
そして、係数:X=μ0・μ・(A/L)として式(3)に代入し、基準値における巻線コイル10の巻回数:Nを算出する。
And it substitutes in Formula (3) as a coefficient: X = (micro | micron | mu) 0 * micro * (A / L), The winding number: N of the winding
表1には、式(4)より算出された巻線コイル10の巻回数:Tsを、「仮想巻数」として示している。つまり、バイモルフ型圧電体9に駆動信号(信号電圧)を印加して可動芯部11を駆動し、磁気ギャップ寸法を変化させるという一連の動作は、巻線コイル10の巻回数を4.5Ts〜15Tsの範囲で調整した動作と同等であると言える。加えて、バイモルフ型圧電体9により駆動する可動芯部11の変位量は、駆動信号(信号電圧)の制御によって無段階に変化させることができる。このため、コイル部品1の電気特性を補正し、調整できる範囲が広くなる。さらには、巻線コイル10の巻回数を調整するだけでは対応できないような電気特性の微調整であっても十分に対応できる。
Table 1 shows the number of turns: Ts of the winding
本実施形態例に係るコイル部品1は、巻線コイル10によって励磁された磁束(磁路)と直交する方向に、少なくとも芯部を有した磁性体コアである可動芯部11が移動可能に構成されていることが望ましい。このようにコイル部品を構成することで、コイル部品1の外形寸法、特に高さ寸法を変えることなく電気特性を調整し、補正できるようになる。磁気ギャップの寸法変化を発生させるにあたり、コイル部品1の外形寸法は変化させない構造としてある。このことから、コイル部品1を実装するには、最小限の実装スペースがあれば良い。このため、特許文献1または2に開示された従来のコイル部品(インダクタンス素子)の構造と比較して、コイル部品1の小型化の要求を満たすとともに、コイル部品1を実装する電子機器や電子回路基板の小型化に寄与するという効果がある。
The coil component 1 according to this embodiment is configured such that the
また、モノモルフ型の圧電体よりも大きく撓み変形するバイモルフ型の圧電体を採用することによって、可動芯部11の移動範囲が広がる。結果として、電気特性の補正幅と調整幅を広げることができる。また、バイモルフ型圧電体9に印加する電圧を細かく制御することで、バイモルフ型圧電体9の撓み変形する変位量も細かく制御できるため、コイル部品1の電気特性を高精度に調整し、補正できるという効果がある。
Further, by adopting a bimorph type piezoelectric body that bends and deforms more greatly than a monomorph type piezoelectric body, the moving range of the
次に、本発明の第2の実施形態例に係るコイル部品50について、図5と図6を参照して説明する。まず、コイル部品50の構成例について、図5を参照して説明する。ただし、図5と図6において、既に説明した図1と同様の部材については、同一符号を付すとともに、詳細な説明を省略する。図5(a)は、後述する巻線コイルを内蔵した直方体形状のコイル部品50の外観斜視図である。コイル部品50は、底面と、底面に対して垂直な4面とを一体成型したカップコア2と、コイル部品50の上部を覆う蓋コア56で外形が構成されている。カップコア2と蓋コア56は、内蔵する巻線コイルと圧電体を保護するとともに、巻線コイルが発生する磁束を取り込んで磁路を生成する機能がある。カップコア2の周壁部上には、後述するバイモルフ型圧電体59を固定する切欠き部53bが形成される。なお、図5(a)では、図示しないが、切欠き部53bが形成された周壁部の対辺上には、切欠き部53aが形成される。
Next, a coil component 50 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, a configuration example of the coil component 50 will be described with reference to FIG. However, in FIGS. 5 and 6, members similar to those already described in FIG. 1 are given the same reference numerals and detailed description thereof is omitted. FIG. 5A is an external perspective view of a rectangular parallelepiped coil component 50 incorporating a winding coil described later. The outer shape of the coil component 50 is configured by a
図5(b)は、コイル部品50の分解斜視図である。以下に、本発明に係るコイル部品50の構成例について、それぞれの部材毎に説明する。カップコア2の底面の中央付近には、直方体状の固定芯部57が形成されている。固定芯部57の上端面は、カップコア2の底面に対して平行である。カップコア2の4角部には、端子電極3,4が一対ずつ形成されている。端子電極3は、電圧を印加することで大きく撓み変形するバイモルフ型圧電体59と、図示しないコイル部品50の実装基板とを接続するために用いられる。端子電極4は、コイルを巻きつけた巻線コイル10のコイル端末部5と、図示しない実装基板とを接続するために用いられる。カップコア2の周壁部上であって、2つの端子電極(圧電体用)3と端子電極(巻線コイル用)4の間には、バイモルフ型圧電体59の両端である圧電体端子62a,62bを挿入し、固定する切欠き部53a,53bが形成される。
FIG. 5B is an exploded perspective view of the coil component 50. Below, the structural example of the coil component 50 which concerns on this invention is demonstrated for every member. A rectangular parallelepiped fixed
蓋コア56には、焼結フェライトや金属系磁性材料等が材質に用いられる。蓋コア56を構成する板状コア部材14の下面中央付近には、下端面が板状コア部材の幅広面に対して並行に形成された固定芯部58が形成される。
The
可動芯部61にも、焼結フェライトや金属系磁性材料等が材質に用いられる。可動芯部61は、縦断面の形状が長方形である六面体として形成されている。その長方形状の上下面は、カップコア2に形成された固定芯部57の上端面、そして蓋コア56に形成された固定芯部58の下端面と、組み合わせたときに合致する形状としてある。このため、電圧を印加していない状態では、固定芯部57,58と可動芯部61とは互いに接触して静止し続けるため、インダクタンス値:Lは変化しない。一方、電圧を印加した状態では、バイモルフ型圧電体59の撓み変形によって可動芯部61が動くため、インダクタンス値:Lが変化する。バイモルフ型圧電体59の可動芯部61、カップコア2の固定芯部57,蓋コア56の固定芯部58は、それぞれ磁性体部と非磁性体部を横方向に交互に積層した構造である。このように、芯部を有した磁性体コアは、固定芯部57,58と可動芯部61とに分割されている。
The
可動芯部61は、バイモルフ型圧電体59の中央部に接着剤等の手段によって固定される。両方の端部はカップコア2に形成された切欠き部53a,53bに挿入固定される。このように、バイモルフ型圧電体59は、いわゆる両持ち構造としてある。駆動信号(信号電圧)が印加されたバイモルフ型圧電体59は、切欠き部53a,53bを固定点として撓み変形する。バイモルフ型圧電体59の撓み変形により、巻線コイル10によって励磁された磁束と直交する方向に可動芯部61を移動可能としている。この結果、カップコア2−固定芯部57−可動芯部61−固定芯部58−蓋コア56−カップコア2によって形成される磁路中に可変な磁気ギャップが形成される。バイモルフ型圧電体59に印加された駆動信号(信号電圧)によって、可変な磁気ギャップ寸法を調整することで、コイル部品50の電気特性を多様に対応させることができる。
The
図5(c)は、図5(b)に示したコイル部品50を、x方向に正面視した分解斜視図の例である。各部材には、図5(b)と同一符号を付す。なお、コイル部品50の構成は、図5(b)に示したコイル部品50と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。図5(c)を参照すると、板状コア部材14に対して、固定芯部58が下向きに形成されていることが分かる。
FIG. 5C is an example of an exploded perspective view of the coil component 50 shown in FIG. 5B viewed from the front in the x direction. Each member is given the same reference numeral as in FIG. The configuration of the coil component 50 is the same as that of the coil component 50 shown in FIG. Referring to FIG. 5C, it can be seen that the fixed
次に、バイモルフ型圧電体59に電圧印加して撓み変形した状態と、撓み変形していない状態の例について、図6を参照して説明する。図6(a)は、コイル部品50の外観斜視図の例である。ただし、図6(a)は、既に説明した図5(a)と同様であるため、詳細な説明を省略する。図6(b)は、バイモルフ型圧電体59を駆動していない状態における、コイル部品50のC−C’線とD−D’線に沿った断面図の例である。図6(c)は、バイモルフ型圧電体59を最大まで撓み変形(駆動)させた状態における、コイル部品50のC−C’線とD−D’線に沿った断面図の例である。
Next, an example of a state in which a voltage is applied to the bimorph
図6(b)は、バイモルフ型圧電体59に駆動信号(信号電圧)が印加されておらず、可動芯部61が移動していない状態を示している。このとき、コイル部品50には、カップコア2−固定芯部57−可動芯部61−固定芯部58−蓋コア56−カップコア2の順に、磁路66が形成される。そして、カップコア2の固定芯部57,可動芯部61,蓋コア56の固定芯部58に形成された磁性体部、非磁性体部の配列が一様に揃っている。このため、巻線コイル10に電流を印加して励磁された磁束は磁性体部のみを通過する。このため、高いインダクタンス値:Lを得ることができる。
FIG. 6B shows a state in which a driving signal (signal voltage) is not applied to the bimorph
対して、図4(c)は、バイモルフ型圧電体59に駆動信号(信号電圧)が印加されており、可動芯部61を最大まで撓み変形させた状態を示している。このとき、コイル部品50には、カップコア2−固定芯部57−可動芯部61−固定芯部58−蓋コア56−カップコア2の順に、磁路56が形成される。バイモルフ型圧電体を最大まで撓み変形させた状態では、可動芯部がずれることとなる。つまり、カップコア2と蓋コア56の芯部の磁性体部と非磁性体部の配置に対して、可動芯部の磁性体部と非磁性体部の配置が逆になることで、磁気ギャップを形成したことと同様の作用となる。この状態で巻線コイル10に電流を印加すると、図4(b)の状態よりもインダクタンス値:Lは低くなる。
On the other hand, FIG. 4C shows a state where a drive signal (signal voltage) is applied to the bimorph
また、例えばバイモルフ型圧電体59が最大変形量の半分だけ撓み変形すると、カップコア2と蓋コア56の固定芯部58の磁性体部と非磁性体部の配置に対して、可動芯部61の磁性体部と非磁性体部の配置は、磁性体部及び非磁性体部が互いに半分ずつずれた状態となる。この場合、可動芯部61は完全なる磁気ギャップにはならないものの、バイモルフ型圧電体を駆動させない場合と比較して磁気抵抗は増大する。このため、インダクタンス値:Lは低下する。
Further, for example, when the bimorph type
第2の実施形態例に係るコイル部品50は、第1の実施形態例における作用、効果と同様に、バイモルフ型圧電体59による可動芯部61の移動は、駆動信号(信号電圧)の制御によって無段階に変化させることができる。このため、電気特性を補正し、調整可能な範囲が広範囲となる。さらに、巻線コイル10の巻回数の調整では対応不可能な微調整領域においても十分に対応できるという効果がある。
In the coil component 50 according to the second embodiment, the movement of the
次に、本発明の第3の実施形態例に係る電子回路の例について、図7を参照して説明する。上述した第1と第2の実施形態例に係るコイル部品は、インダクタンス値:Lや定格電流:IDC等に代表される電気特性について、わずかな製品バラつきを補正するような微調整程度の狭範囲から、巻線コイルの巻数を変化させるほどの広範囲まで広く対応することができる。 Next, an example of an electronic circuit according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The coil components according to the first and second embodiments described above have a narrow range of fine adjustment to correct slight variations in electrical characteristics represented by inductance value: L and rated current: IDC. To a wide range enough to change the number of turns of the winding coil.
すなわち、本発明に係るコイル部品を用いることによって、従来、アナログ方式で駆動していた電子回路(例えば、電源回路)を、一機種で一仕様の回路構成とすることができる。そして、プログラムを書き換える作業のみで、多様な電源スペック(電流、電圧、出力、レスポンス等)に対応させるようなデジタル方式の電子回路に応用することが可能となる。 That is, by using the coil component according to the present invention, an electronic circuit (for example, a power supply circuit) that has been conventionally driven in an analog system can be configured with one model and one specification. Then, only by rewriting the program, it can be applied to a digital electronic circuit that can cope with various power supply specifications (current, voltage, output, response, etc.).
図7は、本発明のコイル部品を採用した、デジタル駆動方式で制御する電子回路の内部構成例である。電子回路70は、入力した直流電力を別の直流電力に変換する直流/直流変換装置(DC/DCコンバータ)として用いられる電源装置である。入力した直流電力は、PWM駆動信号により、オン・オフ駆動するスイッチング回路71で交流電力に変換される。変換された交流電力は、交流を直流に整流し、平滑する平滑回路72に供給され、直流電力として出力される。平滑回路72は、本発明のコイル部品を内蔵するチョーク入力形としてある。
FIG. 7 shows an example of the internal configuration of an electronic circuit controlled by a digital drive system that employs the coil component of the present invention. The electronic circuit 70 is a power supply device used as a DC / DC converter (DC / DC converter) that converts input DC power into another DC power. The input DC power is converted into AC power by a switching
平滑回路72から出力される出力電圧の変動を抑えるため、検出部73で出力電圧が検出される。検出された出力電圧は、従来用いたエラーアンプと補償回路に代えて、交流/直流変換部(AC/DCコンバータ)74に供給される。直流/交流変換部74では、検出部73から供給された出力電圧と、基準電圧供給部75から供給される基準電圧を入力とする。交流/直流変換部74は、生成したフィードバック電圧をデジタル信号処理部(DSP:Digital Signal Processor)76に供給する。デジタル信号処理部76は、生成したPWM駆動信号をスイッチング回路71に供給する。このようにPWM駆動信号が供給されることで、全体のフィードバック制御が行われている。
In order to suppress fluctuations in the output voltage output from the smoothing
本発明に係るコイル部品をデジタル駆動方式の電子回路70に搭載することで、インダクタンス値:Lを適宜最適化できる。つまり、電源の応答スピードを変化させるためにスイッチング周波数(fr)を変更したり、負荷電流を変更したりする場合等に、電子回路70を好適に動作させることが可能となる。 By mounting the coil component according to the present invention on the digital drive type electronic circuit 70, the inductance value L can be optimized as appropriate. That is, the electronic circuit 70 can be suitably operated when changing the switching frequency (f r ) or changing the load current in order to change the response speed of the power supply.
このことは、リアクタンス:XLの算出式(5)から見積もることができる。
XL=2πf・L…(式5)
This reactance: can be estimated from the X L equation for calculating (5).
X L = 2πf · L (Expression 5)
例えば、fr=1MHzの時に4.7μHのインダクタンスが必要であれば、fr=2MHzの時、必要とされるインダクタンス値:Lは、2.35μHと算出される。さらに、fr=4MHzであれば、必要とされるインダクタンス値:Lは、約1.2μHと算出される。つまり、電気特性の仕様変更は、上述した表1に示されるインダクタンス値:Lの変化範囲に包含される。このため、本発明に係るコイル部品を好適に採用できることが示される。 For example, if an inductance of 4.7 μH is necessary when f r = 1 MHz, the required inductance value L is calculated as 2.35 μH when f r = 2 MHz. Further, if f r = 4 MHz, the required inductance value: L is calculated to be about 1.2 μH. That is, the specification change of the electrical characteristics is included in the change range of the inductance value: L shown in Table 1 described above. For this reason, it is shown that the coil component which concerns on this invention can be employ | adopted suitably.
本実施形態例に係る電子回路70は、本発明のコイル部品を搭載しているため、コイル部品の電気特性のバラつきの補正と調整を高精度で行うことができる。このため、調整効率に優れた電子回路を形成することができる。そして、プログラムの変更によって多様な仕様に対応するデジタル制御の電子回路(例えば、電源装置)に、コイル部品を搭載する場合を想定する。このような場合であっても、基板上に搭載されたコイル部品を付け替えることなく、駆動信号(信号電圧)によってコイル部品の電気特性を多様に変化させ、電気特性の補正や調整に容易に対応できるという効果がある。 Since the electronic circuit 70 according to the present embodiment is mounted with the coil component of the present invention, it is possible to correct and adjust the variation in the electrical characteristics of the coil component with high accuracy. For this reason, the electronic circuit excellent in adjustment efficiency can be formed. A case is assumed in which the coil component is mounted on a digitally controlled electronic circuit (for example, a power supply device) corresponding to various specifications by changing the program. Even in such a case, the electrical characteristics of the coil components can be changed in various ways according to the drive signal (signal voltage) without changing the coil components mounted on the board, and it can easily cope with correction and adjustment of the electrical properties. There is an effect that can be done.
以上説明した第1〜第3の実施形態例に係るコイル部品及びコイル部品を用いた電子回路は、簡素な構造としてある。この構造として、芯部を有した磁性体コアは固定芯部と可動芯部とに分割されていることが望ましい。また、このため、電気制御で電気特性を補正し、調整することが容易に行えるという効果がある。このため、電気特性の補正幅と調整幅を大きく、かつ高精度に行うことができ、小型化の要求を満たすという効果がある。また、このコイル部品を採用した電子回路は、多様な動作仕様に対応できるため、電気的な効率に優れるという効果がある。そして、コイル部品の実装スペースを過度に大きくする必要がなくなることから、本発明のコイル部品を用いた電子回路基板、あるいは電子機器を小型化する際に有利となるという効果がある。また、電圧を印加したことによる可動芯部の動作は、移動するだけであり、巻線コイルによって励磁された磁束の経路、すなわち磁路の距離(磁路長)が電気特性の調整に伴い変化することがない。このため、磁性体コアを移動させる圧電体の動作だけが電気特性の補正と調整に寄与することとなり、インダクタンス値:Lの制御を容易に行えるようになるという効果がある。 The coil parts and the electronic circuit using the coil parts according to the first to third embodiments described above have a simple structure. As this structure, it is desirable that the magnetic core having the core is divided into a fixed core and a movable core. For this reason, the electrical characteristics can be easily corrected and adjusted by electrical control. For this reason, the correction range and the adjustment range of the electrical characteristics can be increased with high accuracy, and there is an effect that the demand for miniaturization is satisfied. In addition, an electronic circuit employing this coil component can cope with various operation specifications, and thus has an effect of being excellent in electrical efficiency. And since it becomes unnecessary to enlarge the mounting space of a coil component, there exists an effect of becoming advantageous when reducing the electronic circuit board using the coil component of this invention, or an electronic device. In addition, the movement of the movable core due to the application of voltage only moves, and the path of the magnetic flux excited by the winding coil, that is, the distance of the magnetic path (magnetic path length) changes as the electrical characteristics are adjusted. There is nothing to do. Therefore, only the operation of the piezoelectric body that moves the magnetic core contributes to the correction and adjustment of the electrical characteristics, and there is an effect that the inductance value: L can be easily controlled.
また、本実施形態例に係るコイル部品において、圧電体は、巻線コイルによって励磁された磁束(磁路)と直交する方向に、可動芯部を移動可能に構成されていることが望ましい。このようにコイル部品を構成することで、コイル部品の外形寸法、特に高さ寸法を変えることなく電気特性を調整し、補正できるようになる。そして、磁気ギャップの寸法変化を発生させるにあたり、コイル部品の外形寸法は変化させない構造としてある。このことから、コイル部品を実装するには、最小限の実装スペースがあれば良い。 In the coil component according to the present embodiment, the piezoelectric body is preferably configured so that the movable core portion can be moved in a direction orthogonal to the magnetic flux (magnetic path) excited by the winding coil. By configuring the coil component in this way, the electrical characteristics can be adjusted and corrected without changing the outer dimensions, particularly the height dimension, of the coil component. And when generating the dimensional change of a magnetic gap, it is set as the structure which does not change the external dimension of a coil component. For this reason, a minimum mounting space is sufficient for mounting coil components.
また、モノモルフ型の圧電体よりも大きく撓み変形するバイモルフ型の圧電体を採用することによって、可動芯部の移動範囲が広がる。結果として、電気特性の補正幅と調整幅を広げることができるという効果がある。また、圧電体に印加する電圧を細かく制御することで、圧電体の撓み変形する変位量も細かく制御できる。このため、コイル部品の電気特性を高精度に調整し、補正できるという効果がある。 Further, by adopting a bimorph type piezoelectric body that bends and deforms more greatly than a monomorph type piezoelectric body, the moving range of the movable core portion is expanded. As a result, there is an effect that the correction range and adjustment range of the electrical characteristics can be widened. Further, by finely controlling the voltage applied to the piezoelectric body, it is possible to finely control the amount of displacement of the piezoelectric body that is bent and deformed. For this reason, the electrical characteristics of the coil component can be adjusted and corrected with high accuracy.
また、移動可能に構成される磁性体コアを可動芯部として構成することによって、バイモルフ型の圧電体に信号電圧を印加し磁気ギャップを大きくした際に漏れる磁束を、カップコアおよび蓋コアによってシールドすることができる。結果、外部の電子機器または電子部品に対して、漏れ磁束による悪影響を及ぼすことがないという効果がある。 In addition, by configuring a movable magnetic core as a movable core, the magnetic flux that leaks when a signal voltage is applied to the bimorph piezoelectric body to increase the magnetic gap is shielded by the cup core and lid core. can do. As a result, there is an effect that external electronic devices or electronic components are not adversely affected by leakage magnetic flux.
なお、上述した第1と第2の実施形態例では、可動芯部を駆動するためにバイモルフ型圧電体を用いるようにしたが、モノモルフ型圧電体を用いて可動芯部を動かすようにしても、変位量は小さいが同様の機能、効果を得ることができる。また、モノモルフ型圧電体を用いたコイル部品を電子回路に実装した場合であっても上述した第3の実施の形態例と同様の機能、効果を得ることができる。 In the first and second embodiments described above, the bimorph piezoelectric body is used to drive the movable core portion. However, the movable core portion may be moved using a monomorph piezoelectric body. Although the amount of displacement is small, similar functions and effects can be obtained. Even when a coil component using a monomorph piezoelectric body is mounted on an electronic circuit, the same functions and effects as those of the third embodiment described above can be obtained.
また、上述した第1と第2の実施形態例では、パラレル型のバイモルフ型圧電体を用いるようにしたが、シリーズ型のバイモルフ型圧電体を用いて可動芯部を動かすようにしても、変位量は小さいが同様の機能、効果を得ることができる。また、シリーズ型のバイモルフ型圧電体を用いたコイル部品を電子回路に実装した場合であっても上述した第3の実施の形態例と同様の機能、効果を得ることができる。 In the first and second embodiments described above, the parallel bimorph piezoelectric body is used. However, even if the movable core portion is moved using the series bimorph piezoelectric body, the displacement Although the amount is small, similar functions and effects can be obtained. Even when a coil component using a series-type bimorph piezoelectric body is mounted on an electronic circuit, the same functions and effects as those of the third embodiment described above can be obtained.
また、上述した第3の実施形態例では、本発明に係るコイル部品を実装した電子回路として電源装置に適用した例として説明したが、その他の電子回路に対して、本発明に係るコイル部品を実装するようにしてもよい。 Further, in the above-described third embodiment example, the electronic circuit in which the coil component according to the present invention is mounted is described as an example applied to the power supply apparatus. However, the coil component according to the present invention is applied to other electronic circuits. You may make it mount.
また、可動芯部は、巻線コイルによって励磁された磁束(磁路)と直交する方向に、少なくとも芯部を有した磁性体コアである可動芯部が移動可能に構成されていればよい。このため、可動芯部の形状は、上述した実施の形態例によらず様々な形状をとりうる。また、可動芯部を移動させる方向は、磁束(磁路)と直交する方向だけに限らず、コイル部品の外形的な寸法を変更させることなく磁気ギャップの寸法変化を生じさせるように構成すれば、種々の変更が可能である。 Moreover, the movable core part should just be comprised so that the movable core part which is a magnetic body core which has at least a core part can move in the direction orthogonal to the magnetic flux (magnetic path) excited by the winding coil. For this reason, the shape of a movable core part can take various shapes irrespective of the embodiment mentioned above. Further, the direction in which the movable core portion is moved is not limited to the direction orthogonal to the magnetic flux (magnetic path), and the magnetic gap may be changed without changing the external dimensions of the coil components. Various modifications are possible.
また、上述した第1〜第3の実施形態例では、1本のバイモルフ型圧電体によって可動芯部を支持し、蓋コアとカップコアに形成された芯部との間で可動芯部を動かすことでインダクタンス値:Lを調整するようにした。ここでは、蓋コアとカップコアに形成された芯部と、可動芯部の変形例について、図8を参照して説明する。図8は、他の実施形態例に係るコイル部品80の可動芯部81の例を示した構成図である。ただし、図8において、既に説明した図1と同様の部材については、同一符号を付すとともに、詳細な説明を省略する。
In the first to third embodiments described above, the movable core is supported by a single bimorph piezoelectric body, and the movable core is moved between the lid core and the core formed on the cup core. Thus, the inductance value: L was adjusted. Here, the core part formed in the lid core and the cup core, and the modification of a movable core part are demonstrated with reference to FIG. FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of the
図8(a)は、バイモルフ型圧電体に電圧を印加していない状態で、図示しない蓋コアを取り外したコイル部品80を上面視した例である。カップコア2には、周壁部の中心付近に切欠き部83a,83bが形成される。そして、円柱状の可動芯部81が、巻線コイル10の中心に据えられている。可動芯部81は、切欠き部83aから可動芯部81の中心軸に向かって伸ばされたバイモルフ型圧電体89aと、切欠き部83bから可動芯部81の中心軸に向かって伸ばされたバイモルフ型圧電体89bとによって支持されている。
図8(b)は、バイモルフ型圧電体に電圧を印加していない状態における、蓋コアの固定芯部88と、可動芯部81と、カップコア2の固定芯部87の分解斜視図の例である。蓋コアの固定芯部88と、可動芯部81と、カップコア2の固定芯部87は、高さが異なる円柱形状としてあり、磁性体部と非磁性体部とを円周に沿って交互に配した構成としてある。ここで、可動芯部81に注目すると、両端面が扇形の柱状に形成した磁性体部81aと、同じく両端面が扇形の柱状に形成した非磁性体部81bとを円周方向に交互に積層してある。そして、複数の磁性体部81aと非磁性体部81bとを円周方向に積層することで、全体が円柱状に形成されている。同様に、カップコア2の固定芯部87,蓋コアの固定芯部88も、両端面が扇形の柱状に形成した磁性体部87a,88aと非磁性体部87b,88bとが交互に配され、円柱状に形成されている。バイモルフ型圧電体89a,89bに電圧が印加されていない状態では、バイモルフ型圧電体89a,89bは撓み変形していない。このため、磁性体部87a,81a,88a、非磁性体部87b,81b,88bは、円周方向に同じ位置で高さ方向に積層された状態となる。
FIG. 8A is an example of a top view of the coil component 80 from which a lid core (not shown) is removed in a state where no voltage is applied to the bimorph type piezoelectric body. In the
FIG. 8B is an example of an exploded perspective view of the fixed
図8(c)は、バイモルフ型圧電体に電圧を印加した状態で、図示しない蓋コアを取り外したコイル部品80を上面視した例である。このとき、バイモルフ型圧電体89a,89bは、可動芯部81の中心軸に対して逆方向に撓み変形していることが分かる。
図8(d)は、バイモルフ型圧電体に電圧を印加した状態における、蓋コアの固定芯部88と、可動固定芯部80と、カップコア2の固定芯部87の分解斜視図の例である。電圧を印加した状態では、バイモルフ型圧電体89a,89bが撓み変形することにより、可動芯部81が微小に回転駆動する。このとき、磁性体部87a,88aと非磁性体部81bとが、円周方向に同じ位置で高さ方向に積層された状態となる。このように磁性体部と非磁性体部が配置されることによって磁気ギャップと同等の作用とみなすことができる。
このように、磁性体部と非磁性体部とを交互に配した芯部材を用いた場合であっても、上述した第1と第2の実施形態例と同様の機能、効果が得られる。また、このコイル部品80を電子回路に実装した場合、上述した第3の実施形態例で述べた機能、効果が得られることも言うまでもない。
FIG. 8C is an example of a top view of the coil component 80 from which a lid core (not shown) is removed in a state where a voltage is applied to the bimorph type piezoelectric body. At this time, it can be seen that the bimorph
FIG. 8D is an example of an exploded perspective view of the fixed
Thus, even when the core member in which the magnetic body portions and the non-magnetic body portions are alternately arranged is used, the same functions and effects as those of the first and second embodiment examples described above can be obtained. Needless to say, when the coil component 80 is mounted on an electronic circuit, the functions and effects described in the third embodiment can be obtained.
1…コイル部品、2…カップコア、3…端子電極(圧電体用)、4…端子電極(巻線コイル用)、5…コイル端末部、6…蓋コア、7,8…固定芯部、9…バイモルフ型圧電体、10…巻線コイル、11…可動芯部、12…圧電体端子、13…切欠き部、14…板状コア部材、21…弾性板、22a,22b…圧電矩形版、23a,23b…電極、24…接着固定領域、25…同軸線、26…磁路、27a,27b…磁気ギャップ、50…磁気コイル、70…電子回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coil components, 2 ... Cup core, 3 ... Terminal electrode (for piezoelectric bodies), 4 ... Terminal electrode (for winding coils), 5 ... Coil terminal part, 6 ... Cover core, 7, 8 ... Fixed core part, DESCRIPTION OF
Claims (3)
巻線コイルと、
圧電体とを備えたコイル部品において、
前記芯部は、固定芯部と可動芯部とに分割されているとともに、
前記圧電体は、前記巻線コイルによって励磁された磁束と直交する方向に、前記可動芯部を移動可能に構成されていることを特徴とする
コイル部品。 A magnetic core having at least a core part;
Winding coil,
In a coil component comprising a piezoelectric body,
The core is divided into a fixed core and a movable core,
The said piezoelectric body is comprised so that the said movable core part can be moved to the direction orthogonal to the magnetic flux excited by the said coil | winding coil, The coil components characterized by the above-mentioned.
前記圧電体は、バイモルフ型の圧電体であることを特徴とする
コイル部品。 The coil component according to claim 1,
The said piezoelectric body is a bimorph type piezoelectric body, The coil component characterized by the above-mentioned.
電子回路。 An electronic circuit comprising the coil component according to claim 1.
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