JP2008147324A - インダクタンス素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】 磁性体粉末からなる圧粉成形体に空心コイルが埋め込まれたインダクタンス素子において、エネルギー損失が少なく効率の高いインダクタンス素子を得る。
【解決手段】 圧粉成形体14に空心コイル11が埋め込まれてなるインダクタンス素子において、圧粉成形体14の上下面の一方もしくは両方に、円錐状の凹部15を設ける。また、インダクタンス素子に埋め込まれた空心コイル11の両端部分16,17の巻き径の内径を、いずれも空心コイル11の中央部分18の巻き径の内径よりも大きくする。
【選択図】 図1
Description
実施例として、図1(b)に示すつづみ状の空心コイルを作製し、磁性体粉末およびバインダーを混合して成型した複合体の中に埋め込み、加熱加圧することにより図1(a)に示す形状のインダクタンス素子を作製した。空心コイルはポリアミドイミド樹脂にて被覆した銅線である幅2mm、厚み0.8mmの平角導線を用いて、両端部分の巻き径の外径を各々8mm(内径は4mm)、中央部分の外径を7mm(内径は3mm)としてつづみ状に形成したコイルである。コイルの巻き数は3ターンとした。磁性体粉末は、レーザー回折法により測定した平均粒径が10μmのFe基アモルファス粉末であり、またバインダーはエポキシ樹脂である。磁性体粉末が100重量部に対してバインダーを4重量部の割合にて両者を混合した後に、メッシュを用いて所定の粒度に分級した複合体粉末を、前記空心コイルとともに金型に充填して加圧成型を行った。その後、150℃、1時間の熱処理を行ってエポキシ樹脂を硬化させた後で、圧粉成形体から突出している空心コイルの両端の端子部をフォーミング加工して電極端子を形成し、本発明に係るインダクタンス素子を得た。
以上説明したインダクタンス素子の上下面に円錐状の凹部を設けたことの実際の効果と、埋め込まれた空心コイルの両端部分の巻き径の拡大の効果を調べるために、つづみ状コイル、および円筒状コイルが埋め込まれた圧粉成形体をそれぞれ作製した。そして、これら圧粉成形体の上下面に、中心深さを変えた円錐状の凹部を設けて、各インダクタンス素子の漏洩磁束(T)および飽和電流(A)の測定を行った。各インダクタンス素子に埋め込まれた空心コイルの形状および円錐状の凹部の中心深さ以外の条件、即ち空心コイルに用いた平角導線の材質、形状や巻き数、および圧粉成形体に使用した磁性体粉末およびバインダーの材質、粒径、形成方法などは全て前記実施例1の場合と同等である。
さらに、前記実施例1において作製した、つづみ状の空心コイルを有してインダクタンス素子の上下面に円錐状の凹部が設けられた本発明の実施例、および円筒状の空心コイルを有して円錐状の凹部が設けられていない比較例による、各インダクタンス素子をそれぞれ実装してなる各評価基板を用いて、各々の電源効率を評価した。評価においては入力電圧を12V、出力電圧を5V、スイッチング周波数を300kHzの条件として、負荷電流を0Aから10Aの範囲で変動させて測定を行った。この電源効率の測定結果として、本発明の実施例および比較例における、負荷電流と対応する電源効率の値を図4に示す。また、電源効率の値とともに、比較例に対する本発明の実施例における電源効率の改善率を表1に示す。図4および表1における電源効率の値は、
電源効率=(負荷電流×出力電圧)/(入力電流×入力電圧)
として導出したものである。本発明のインダクタンス素子は、いずれの負荷電流の値においても比較例に比べて同一か、もしくはより高い効率を示している。表1に示されているように、負荷電流が1.0Aの場合には最大で0.47%の効率改善が確認された。以上により、本発明によって、従来よりも高効率なインダクタンス素子を提供できることが示された。
12、22 平角導線
13、23 電極端子
14、24 圧粉成形体
15、25 円錐状の凹部
16、17、26、27 両端部分
18、28 中央部分
29 発生する磁力線
30 絶縁被覆
51、61 空心コイル
52、62 平角導線
53、63 電極端子
54、64 圧粉成形体
55 凹部
65 ショートリング
66 絶縁被覆
67 金属被覆
Claims (5)
- 内部に空心コイルが埋設された圧粉成形体からなり、
前記圧粉成形体が、前記空心コイルの中心軸に垂直な2つの端面を有しており、
前記端面のうちの少なくとも1つの面に円錐状の凹部が設けられていて、
前記円錐状の凹部の中心軸が、前記空心コイルの中心軸と一致していることを特徴とする、インダクタンス素子。 - 前記端面に設けられている前記円錐状の凹部が、前記2つの端面の両方にそれぞれ設けられていることを特徴とする、請求項1に記載のインダクタンス素子。
- 前記円錐状の凹部の中心深さが、前記空心コイルの中心軸に垂直な2つの端面間距離に対して5〜15%の範囲であることを特徴とする、請求項1または請求項2のいずれか1項に記載のインダクタンス素子。
- 前記空心コイルの両端部分の巻き径の内径が、いずれも前記空心コイルの中央部分の巻き径の内径よりも大きいことを特徴とする、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のインダクタンス素子。
- 前記圧粉成形体を構成する成形体粉末が、軟磁性体粉末および樹脂バインダーの複合体を含み構成されていることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のインダクタンス素子。
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