JP2011114085A - Magnetic wire material and inductor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁性線材及びインダクタに関し、特に、リアクタ、モータ、トランス等のパワー系機器に用いられる磁性線材及びインダクタに関する。 The present invention relates to a magnetic wire and an inductor, and more particularly to a magnetic wire and an inductor used in power system equipment such as a reactor, a motor, and a transformer.
従来、自動車、家電、ロボット・計装、通信等の様々な産業分野において、コイルに巻線が巻回されているインダクタが用いられている。このようなインダクタのうち、通信分野では、表面に保護被膜を有する銅線を空心コイルに巻回した高周波インダクタが使用されている。低周波では、インダクタンスを増大するため、空心コイルの線径を細くしたり、巻数を増加したりする方法が採用されている。インダクタンスが大きすぎる場合には、ボビンに導線を巻回し、コイルの内部に磁性体を設けてインダクタンスを大きくし、磁性体とコイルの相対位置を変化させてインダクタンスの調整を行っている。 Conventionally, in various industrial fields such as automobiles, home appliances, robots / instrumentation, and communication, inductors in which a coil is wound are used. Among such inductors, in the communication field, a high-frequency inductor is used in which a copper wire having a protective coating on its surface is wound around an air-core coil. At low frequencies, in order to increase the inductance, a method of reducing the wire diameter of the air-core coil or increasing the number of turns is employed. When the inductance is too large, a lead wire is wound around the bobbin, a magnetic body is provided inside the coil to increase the inductance, and the relative position between the magnetic body and the coil is changed to adjust the inductance.
ここで、空心コイルの線径を細くする場合、線径が小さくなるに従って回路基板への挿入性が低下すると共に、線材の強度が低下し、コイル形状が変化し易いという問題があった。また、巻数を増加させる場合も、空心コイルの剛性が低下し、コイル形状が変化し易いという問題もあった。 Here, when the wire diameter of the air-core coil is reduced, there is a problem that as the wire diameter is reduced, the insertability into the circuit board is lowered, the strength of the wire is lowered, and the coil shape is easily changed. Further, when the number of turns is increased, there is a problem that the rigidity of the air-core coil is lowered and the coil shape is easily changed.
このような問題を解消するべく、空心コイルと、該空心コイルに巻回され、表面に磁性体膜を有する銅線とで構成される高周波インダクタが提案されている。表面に磁性体膜を有する銅線は、表面に保護被膜を有する銅線に比してその比透磁率が高い。したがって、等価のインダクタンスを有するインダクタに比して、径を大きくすると共に巻数を減少させることができ、もって作業工数を低減しつつインダクタンスを増大することが可能である(特許文献1)。 In order to solve such a problem, a high-frequency inductor composed of an air core coil and a copper wire wound around the air core coil and having a magnetic film on the surface has been proposed. A copper wire having a magnetic film on its surface has a higher relative magnetic permeability than a copper wire having a protective film on its surface. Therefore, the diameter can be increased and the number of turns can be reduced as compared with an inductor having an equivalent inductance, and thus the inductance can be increased while reducing the number of work steps (Patent Document 1).
しかしながら、上記のようなインダクタをリアクタ、モータ、トランス等のパワー系機器に使用する場合、磁性体膜によって形成される層(導電層)に渦電流が発生するため、渦電流損によって発熱量が増大し、インダクタンスの低下を招くという問題がある。熱損失を低減するために、保護被膜(絶縁層)に酸化鉄などの粒子を混合する方法などが考えられるが、絶縁性が低下するという問題が生じる。また、近年、製品の省電力化、小型化に伴い、インダクタの更なる高効率、小型化の要望が高まってきている。 However, when the inductor as described above is used in a power system device such as a reactor, a motor, or a transformer, an eddy current is generated in a layer (conductive layer) formed by the magnetic film, so that the amount of heat generated due to the eddy current loss. There is a problem that it increases and causes a decrease in inductance. In order to reduce heat loss, a method of mixing particles such as iron oxide in the protective coating (insulating layer) can be considered, but there is a problem that the insulating property is lowered. In recent years, with the power saving and downsizing of products, there is an increasing demand for higher efficiency and downsizing of inductors.
本発明の目的は、小型化を実現すると共に、パワー系機器に使用される場合であっても熱損失を低減してインダクタンスの低下を防止することができる磁性線材及びインダクタを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a magnetic wire material and an inductor capable of realizing miniaturization and reducing heat loss and preventing a decrease in inductance even when used in power equipment. .
上記目的を達成するために、本発明に係る磁性線材は、導線と、前記導線の表面に形成される導電性磁性体構造とを備える磁性線材において、前記導電性磁性体構造は、該導電性磁性体層内に発生する渦電流が前記磁性線材の長手方向に進行するのを抑制する少なくとも1つの部分を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a magnetic wire according to the present invention is a magnetic wire comprising a conductive wire and a conductive magnetic material structure formed on a surface of the conductive wire, wherein the conductive magnetic material structure has the conductive property. It has at least 1 part which suppresses that the eddy current which generate | occur | produces in a magnetic body layer advances to the longitudinal direction of the said magnetic wire.
好ましくは、前記導電性磁性体構造は、前記磁性線材の長手方向に沿って不連続に設けられた導電性磁性体層で構成される。 Preferably, the conductive magnetic structure is composed of a conductive magnetic layer provided discontinuously along the longitudinal direction of the magnetic wire.
好ましくは、前記磁性線材は、前記磁性線材の長手方向に対して略垂直な方向に沿って形成された少なくとも1つの溝部を備え、前記導電性磁性体層は、前記少なくとも1つの溝部が形成されることにより、前記磁性線材の長手方向に沿って不連続に設けられる。 Preferably, the magnetic wire includes at least one groove formed along a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic wire, and the conductive magnetic layer has the at least one groove formed. Thus, the magnetic wires are discontinuously provided along the longitudinal direction.
また、好ましくは、前記導電性磁性体層又は前記導線は、粗化状態の外表面を有する。 Preferably, the conductive magnetic layer or the conductive wire has a roughened outer surface.
より好ましくは、前記外表面の最大高さRzが、前記導電性磁性体層の最大厚さの1/2以上である。 More preferably, the maximum height Rz of the outer surface is ½ or more of the maximum thickness of the conductive magnetic layer.
好ましくは、前記導電性磁性体構造は、前記導線の表面に形成された複数の突起で構成される。 Preferably, the conductive magnetic body structure includes a plurality of protrusions formed on the surface of the conducting wire.
好ましくは、前記導電性磁性体構造はパーマロイ合金からなる。 Preferably, the conductive magnetic body structure is made of a permalloy alloy.
また、好ましくは、前記磁性線材は、前記導電性磁性体構造の外表面に形成された絶縁層を更に備える。 Preferably, the magnetic wire further includes an insulating layer formed on an outer surface of the conductive magnetic structure.
また、上記目的を達成するために、本発明に係るインダクタは、コア部材と、前記コア部材に巻回される磁性線材とを備えるインダクタにおいて、前記コア部材は、前記磁性線材が所定の巻回数で巻回される軸部を備え、前記磁性線材は、導線と、前記導線の表面に形成される導電性磁性体層とを備え、前記導電性磁性体構造は、該導電性磁性体層内に発生する渦電流が前記磁性線材の長手方向に進行するのを抑制する少なくとも1つの部分を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an inductor according to the present invention includes a core member and a magnetic wire wound around the core member, and the core member includes a predetermined number of turns of the magnetic wire. The magnetic wire comprises a conductive wire and a conductive magnetic layer formed on the surface of the conductive wire, and the conductive magnetic structure is formed in the conductive magnetic layer. It has at least 1 part which suppresses that the eddy current which generate | occur | produces in a longitudinal direction of the said magnetic wire progresses.
好ましくは、前記導電性磁性体構造は、前記磁性線材の長手方向に沿って不連続に設けられた導電性磁性体層で構成される。 Preferably, the conductive magnetic structure is composed of a conductive magnetic layer provided discontinuously along the longitudinal direction of the magnetic wire.
好ましくは、前記磁性線材は、前記磁性線材の長手方向に対して略垂直な方向に沿って形成された少なくとも1つの溝部を備え、巻回数1ターン当りに前記少なくとも1つの溝部が存在する。 Preferably, the magnetic wire includes at least one groove formed along a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic wire, and the at least one groove exists per turn of the winding.
また、好ましくは、前記導電性磁性体層又は前記導線は、粗化状態の外表面を有する。 Preferably, the conductive magnetic layer or the conductive wire has a roughened outer surface.
また、好ましくは、前記コア部材は、前記軸部の両端に設けられた鍔部を更に備える。 Preferably, the core member further includes flange portions provided at both ends of the shaft portion.
本発明の磁性線材によれば、導電性磁性体構造は、該導電性磁性体層内に発生する渦電流が磁性線材の長手方向に進行するのを抑制する少なくとも1つの部分を有するので、渦電流損の増大を防止することができ、発熱量の増大を抑制することができる。したがって、磁性線材がパワー系機器に使用される場合であっても、インダクタの小型化を実現しつつ、熱損失を低減してインダクタンスの低下を防止することができる。 According to the magnetic wire of the present invention, the conductive magnetic structure has at least one portion that suppresses the eddy current generated in the conductive magnetic layer from proceeding in the longitudinal direction of the magnetic wire. An increase in current loss can be prevented, and an increase in heat generation can be suppressed. Therefore, even when the magnetic wire is used for a power system device, it is possible to reduce the heat loss and prevent the inductance from decreasing while realizing the downsizing of the inductor.
また、導電性磁性体構造の外表面が粗化状態であるため、渦電流が導電性磁性体層内で長手方向に進行するのを抑制することができ、渦電流の増大を抑制することができる。また、導電性磁性体の外表面の面積が増大するため、放熱性を向上することができる。 In addition, since the outer surface of the conductive magnetic structure is roughened, the eddy current can be prevented from proceeding in the longitudinal direction in the conductive magnetic layer, and the increase in eddy current can be suppressed. it can. Moreover, since the area of the outer surface of a conductive magnetic body increases, heat dissipation can be improved.
また、本発明のインダクタによれば、渦電流が磁性線材の長手方向に進行するのを抑制する少なくとも1つの部分を有する導電性磁性体構造を備える磁性線材が軸部に巻回されるので、インダクタの磁性線材近傍で漏れ磁束を低減することができ、同容量のコア部材、及び導線が同一寸法で且つ導電性磁性体層を有しない線材を用いた場合に比して、磁気抵抗を低減することができる。したがって、インダクタがパワー系機器に使用される場合であっても、インダクタの小型化を実現しつつ、熱損失を低減してインダクタンスの低下を防止することができる。 Further, according to the inductor of the present invention, the magnetic wire having the conductive magnetic body structure having at least one portion for suppressing the eddy current from proceeding in the longitudinal direction of the magnetic wire is wound around the shaft portion. Leakage magnetic flux can be reduced in the vicinity of the magnetic wire of the inductor, and the magnetic resistance is reduced compared to the case where a core member having the same capacity and a wire having the same size and no conductive magnetic layer are used. can do. Therefore, even when the inductor is used in a power system device, it is possible to reduce the heat loss and prevent the inductance from being reduced while realizing the downsizing of the inductor.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係るインダクタ及び磁性線材の構成を概略的に示す図であり、(a)はインダクタの断面図、(b)は磁性線材の断面図である。 1A and 1B are diagrams schematically showing configurations of an inductor and a magnetic wire according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a cross-sectional view of the inductor, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the magnetic wire.
図1(a)において、インダクタ1は、ドラム型のコア部材10と、コア部材10に巻回される磁性線材20とを備える。
In FIG. 1A, the
コア部材10は、略円柱形状の軸部11と、軸部11の両端に設けられた円盤形状の鍔部12,13とを有する。コア部材10は磁性材料からなり、例えばフェライトからなる。このフェライトとしては、例えば、Mn−Znフェライト、Ni−Znフェライト、Cu−Znフェライトなどを使用することができる。軸部11の長さは、例えば11.85mmであり、その外径は、例えば7.65φである。
The
磁性線材20は、導線21と、導線21の外周面に形成された導電性磁性体層(導電性磁性体構造)22と、導電性磁性体層22の外周面に形成された絶縁層23とを有する(図1(b))。磁性線材20は、軸部11の外周部且つ鍔部12,13間に巻回され、その巻回数は、例えば90ターンである。磁性線材20は、その外径が例えばφ0.7〜0.75である。
The
導線21は銅からなり、その外径は、例えばφ0.55である。導電性磁性体層22はパーマロイ合金からなり、その厚みは、例えば1.0μmである。好ましくは、導電性磁性体層22はNi−Mo−Cu−Feパーマロイ合金からなる。なお、パーマロイ合金としては、JIS C 2531で規定されるPB材(40〜50wt%Ni)、PC材(70〜85wt%Ni−Mo−Cu−Fe)、PD材(35〜40wt%Ni−Fe)等を使用することができ、好ましくはPC材である。絶縁層23は、例えばエナメルからなり、その厚みは、例えば35〜100μmである。
The
図2は、図1の磁性線材20を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は断面図、(c)は部分断面図である。
2A and 2B are diagrams showing the
図2(a)及び(b)に示すように、磁性線材20は、半径方向に沿って形成された環状溝部25を有する。環状溝部25の幅は、磁性線材の長手方向の渦電流を抑制するため、長手方向に電気的に絶縁し得る大きさであればよいが、コイルから発生する磁場を通す必要があるためできるだけ短いほうが好ましい。導電性磁性体層22の厚みは、0.1〜2.0μmが好ましい。0.1μm未満であると磁束が流れる通路として厚みが不十分であり、2.0μmより大きいと硬くなり、コイル線材としての可撓性が低下し、巻回することが困難になるためである。また、環状溝部25は、磁性線材20の長手方向に関して所定間隔で設けられており、導電性磁性体層22は、環状溝部25が所定間隔で設けられることにより、磁性線材20の長手方向に沿って導線21の表面に不連続に設けられている。また、環状溝部25は、巻回数1ターン当りに少なくとも1つの環状溝部が存在するように形成される。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
一般に、磁性線材が巻回されたインダクタに交流電流が流れると、交流磁場(磁界)Hは、導電性磁性体層の厚み方向に関して該層の中心付近を横切るように発生する。このとき、導電性磁性体層の外側表面に渦電流が発生する。発生した渦電流は、磁性線材の長手方向に沿って導電性磁性体層の外側表面を進行し、磁性線材の端部において導電性磁性体層の内側表面に移動し、その後導電性磁性体層の内側表面を逆方向に進行して、もとの位置に戻る。このとき、導電性磁性体層が磁性線材の長手方向に沿って連続的に形成されているため、流れの大きい渦電流が発生する。この流れの大きい渦電流の発生により、渦電流損が増大し、その結果発熱量が増大する。このような現象は、リアクタ、モータ、トランス等のパワー系機器に使用する場合に顕著となる。 In general, when an alternating current flows through an inductor around which a magnetic wire is wound, an alternating magnetic field (magnetic field) H is generated so as to cross the vicinity of the center of the conductive magnetic layer in the thickness direction. At this time, an eddy current is generated on the outer surface of the conductive magnetic layer. The generated eddy current travels on the outer surface of the conductive magnetic layer along the longitudinal direction of the magnetic wire, moves to the inner surface of the conductive magnetic layer at the end of the magnetic wire, and then the conductive magnetic layer. Proceeds in the opposite direction on the inner surface of and returns to its original position. At this time, since the conductive magnetic layer is continuously formed along the longitudinal direction of the magnetic wire, an eddy current having a large flow is generated. Due to the generation of eddy current having a large flow, eddy current loss increases, and as a result, the heat generation amount increases. Such a phenomenon becomes conspicuous when used in power system equipment such as a reactor, a motor, and a transformer.
そこで、本実施の形態では、導電性磁性体層22に環状溝部25を設け、導電性磁性体層22を磁性線材20の長手方向に関して不連続に形成する。これにより、導電性磁性体層22内で発生する渦電流を抑制し、発熱量の増大を抑制することができる。
Therefore, in the present embodiment, the
また、図2(c)に示すように、導電性磁性体層22は、粗化状態である外表面22aを有するようにしてもよい。この粗化状態とは、外表面22aが微細な凹凸によって表面粗さを有する状態をいう。より具体的には、導電磁性体層22の断面上の長さ100μm中に複数の凹凸があって、外表面22aの凸部の最大高さRzが、導電性磁性体層22の最大厚さLmaxの1/2以上であることを示す。例えば、導電性磁性体層22の厚さが1.0μmであるときに、外表面22aの最大高さRzが0.5μm以上である。このとき、導電性磁性体層22内で発生した渦電流が最大高さを示す位置にて流れ難くなる。よって、渦電流が導電性磁性体層22内で長手方向に進行するのを抑制することができ、電気抵抗の増大を抑制することができる。また、導電性磁性体層22の外表面22aを粗化状態にすると、外表面の面積が増大するため、放熱性を向上することができる。
Further, as shown in FIG. 2C, the conductive
さらに、本実施の形態では、導電性磁性体構造は導電性磁性体層で構成されるが、これに限るものではなく、渦電流が磁性線材の長手方向に進行するのを抑制し得る構造であれば如何なるものであってもよい。例えば、導線21の表面に導電性磁性体からなる複数の微細瘤状突起(凹凸)を形成することによって、所定の表面粗さを有する導電性磁性体構造を構成してもよい。この場合、例えば複数の微細瘤状突起は、直径0.1〜3.0μm程度の複数の導電性磁性体微粒子が導線21の断面においてその長さ10μm中に複数の凹凸を有するように定着して、全体として粗化された層構造をなすように構成することで、同様の効果を奏することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the conductive magnetic material structure is composed of a conductive magnetic material layer. However, the present invention is not limited to this, and it is a structure that can suppress the eddy current from proceeding in the longitudinal direction of the magnetic wire. Anything may be used. For example, a conductive magnetic body structure having a predetermined surface roughness may be configured by forming a plurality of fine bump-like projections (unevenness) made of a conductive magnetic body on the surface of the
また、導線21の表面の粗化を行い、その表面にさらに導電性磁性体からなる膜を構成することによっても、本発明の効果を奏することができる。
The effect of the present invention can also be achieved by roughening the surface of the
図3は、図1のインダクタ1における磁束の流れを説明する模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the flow of magnetic flux in the
図3に示すように、インダクタ1で発生した磁束の一部は、コア部材の鍔部12から、該鍔部近傍に位置する磁性線材20内の導電性磁性体層22に移動する。その後、磁束は隣接する磁性線材の導電性磁性体層を順に通って進行し、鍔部13に到達する。すなわち、磁束は、高透磁率の材料からなる導電性磁性体層22を通って最短距離で鍔部12、13間を進行する。これにより、インダクタ1の磁性線材20近傍で発生する漏れ磁束を低減することができ、同容量のコア部材、及び導線が同一寸法で且つ導電性磁性体層を有しない線材を用いた場合に比して、磁気抵抗を低減することができる。したがって、高い比透磁率を維持することができ、インダクタンスの低下を防止することができる。
As shown in FIG. 3, a part of the magnetic flux generated in the
上記のように構成される磁性線材及びインダクタは、以下のように製造される。 The magnetic wire and the inductor configured as described above are manufactured as follows.
先ず、軸部の長さが11.85mm、軸部の外径が7.65φのNi−Znフェライト製ドラム型コアを準備する。次に、外径φ0.55の銅線に、PC材を用いてパルスめっき法にて、厚み1.0μmの、表面が粗化状態であるパーマロイ合金膜(導電性磁性体層)を形成し、その後、厚み100μmの絶縁被覆(絶縁層)を施して、外径φ0.65〜0.75のパーマロイ合金被覆線材(導電性磁性体被覆線材)を作製する。さらに、線材の外表面に環状溝部を所定間隔で形成し、パーマロイ合金膜を線材の長手方向に関して不連続に形成する。このとき、環状溝部がコアに巻回された状態において、1ターンに少なくとも1つの環状溝部が存在するように所定間隔の値を決定する。そして、磁性線材をドラム型コアに約90ターンで巻回し、パーマロイ合金被覆線材を用いたインダクタを作製する。 First, a drum core made of Ni—Zn ferrite having a shaft portion length of 11.85 mm and a shaft portion outer diameter of 7.65φ is prepared. Next, a permalloy alloy film (conductive magnetic layer) having a surface roughness of 1.0 μm in thickness is formed on a copper wire having an outer diameter of φ0.55 by a pulse plating method using a PC material. Thereafter, an insulating coating (insulating layer) having a thickness of 100 μm is applied to produce a permalloy alloy-coated wire (conductive magnetic material-coated wire) having an outer diameter of φ0.65 to 0.75. Furthermore, annular grooves are formed at predetermined intervals on the outer surface of the wire, and the permalloy alloy film is formed discontinuously in the longitudinal direction of the wire. At this time, the value of the predetermined interval is determined so that at least one annular groove exists in one turn in a state where the annular groove is wound around the core. Then, the magnetic wire is wound around the drum core at about 90 turns to produce an inductor using the permalloy alloy-coated wire.
次に、比較例として、外径φ0.55の銅線に、1.0μmニッケル製導電性膜を形成し、更に厚み100μmの絶縁被覆を施して、外径φ0.65〜0.75のニッケル被覆線材を作製し、該ニッケル被覆線材を巻回したインダクタを作製する。また、他の比較例として、外径φ0.55の銅線に、導電性膜を形成せず、絶縁被覆のみを施した線材を作製し、この線材を巻回した通常のインダクタを作製する。 Next, as a comparative example, a 1.0 μm nickel conductive film is formed on a copper wire having an outer diameter of φ0.55, and further an insulating coating having a thickness of 100 μm is applied to form a nickel having an outer diameter of φ0.65 to 0.75. A coated wire is produced, and an inductor wound with the nickel-coated wire is produced. Further, as another comparative example, a normal wire inductor is manufactured by forming a wire material in which a conductive film is not formed on a copper wire having an outer diameter of .phi.0.55 and only an insulating coating is applied, and this wire material is wound.
そして、各インダクタについて、所定周波数に対するインダクタンスLsを測定する。インダクタの周波数とインダクタンスLsの関係を図4に示す。 And about each inductor, the inductance Ls with respect to a predetermined frequency is measured. The relationship between the inductor frequency and the inductance Ls is shown in FIG.
図4に示すように、パーマロイ合金被覆線材を用いたインダクタのインダクタンスLsは、いずれの周波数においても、ニッケル被覆線材を用いたインダクタに対して約9%増大し、通常のインダクタに対して約17%増大している。この結果から、パーマロイ合金被覆線材を用いた場合には、ニッケル被覆線材を用いた場合や、導電性膜が形成されていない線材を用いた場合よりもインダクタンスを増大することができる。また、同一形状及び同一寸法のコア部材で同値のインダクタンスを得たい場合、パーマロイ合金被覆線材を用いると巻回数を減少することができ、コイルの直流抵抗を減少することができる。 As shown in FIG. 4, the inductance Ls of the inductor using the permalloy alloy-coated wire is increased by about 9% with respect to the inductor using the nickel-coated wire at any frequency, and is about 17 for the normal inductor. % Increase. From this result, when the permalloy alloy-coated wire is used, the inductance can be increased as compared with the case where the nickel-coated wire is used or the wire where no conductive film is formed. Moreover, when it is desired to obtain the same inductance with the core member having the same shape and the same size, the number of windings can be reduced and the DC resistance of the coil can be reduced by using the permalloy alloy-coated wire.
上述したように、本実施の形態によれば、導電性磁性体層22が磁性線材20の長手方向に沿って不連続に設けられるので、導電性磁性体層22内で発生する渦電流が該層の長手方向に沿って進行するのを抑制し、渦電流損の増大を防止することができ、発熱量の増大を抑制することができる。したがって、磁性線材20がパワー系機器に使用される場合であっても、インダクタの小型化を実現しつつ、熱損失を低減してインダクタンスの低下を防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, since the conductive
また、本実施の形態によれば、導電性磁性体層22が磁性線材の長手方向に沿って不連続に設けられた磁性線材20が軸部11に巻回されるので、インダクタ1の磁性線材20近傍で発生する漏れ磁束を低減することができ、同容量のコア部材、及び導線が同一寸法で且つ導電性磁性体層を有しない線材を用いた場合に比して、磁気抵抗を低減することができる。したがって、インダクタ1がパワー系機器に使用される場合であっても、インダクタの小型化を実現しつつ、熱損失を低減してインダクタンスの低下を防止することができる。
Further, according to the present embodiment, the
図5は、図1の磁性線材20の変形例を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は断面図である。
FIG. 5 is a view showing a modification of the
図5に示すように、磁性線材50は、断面略矩形の導線51と、導線51の長手方向に沿う4面のうちいずれか1つの面に形成された導電性磁性体層52と、導線51及び導電性磁性体層52の外周面に形成された絶縁層53とを有する。また、磁性線材50は、長手方向に対して略垂直な方向に沿って形成された環状溝部55を有しており、導電性磁性体層52及び絶縁層53は長手方向に関して導線51の表面に不連続に設けられる。
As shown in FIG. 5, the
本変形例によれば、断面略矩形の磁性線材であっても、熱損失を低減してインダクタンスの低下を防止することができる。したがって、用途に応じて、断面形状の異なる磁性線材を使用することが可能となる。 According to this modification, even if the magnetic wire has a substantially rectangular cross section, it is possible to reduce heat loss and prevent a decrease in inductance. Therefore, it is possible to use magnetic wires having different cross-sectional shapes depending on the application.
図6は、図1のインダクタ1の変形例を示す図であり、(a)は第1変形例、(b)は第2変形例を示す。
6A and 6B are diagrams showing a modification of the
図6(a)において、インダクタ60は、空心コイル61と、空心コイル61に巻回される磁性線材20とを備える。また、図6(b)において、インダクタ70は、鍔無しコア部材70と、コア部材70に巻回される磁性線材20とを備える。いずれの変形例においても、環状溝部25を有する磁性線材20を巻回することにより、熱損失を低減してインダクタンスの低下を防止することができる。
In FIG. 6A, the inductor 60 includes an
本実施の形態では、磁性線材50は、長手方向に対して略垂直な方向に沿って形成された環状溝部55を有しているが、これに限るものではなく、導電性磁性体層52が磁性線材20の長手方向に沿って導線21に不連続に設けられていれば如何なる形状の溝部であってもよい。例えば、磁性線材50は、導線51の長手方向に沿う4面のうちいずれか1つの面に形成された溝部を有していてもよい。これにより、溝部を形成する作業工数を低減することができる。
In the present embodiment, the
本実施の形態では、銅線に導電性磁性体層及び絶縁層を形成した後に、環状溝部を所定間隔で形成するが、これに限るものではなく、銅線に導電性磁性体層を形成した後、導電性磁性体層の外表面に環状溝部を所定間隔で形成し、その後、絶縁層を形成してもよい。これにより、磁性線材の絶縁性を向上することができる。 In this embodiment, after forming the conductive magnetic layer and the insulating layer on the copper wire, the annular grooves are formed at a predetermined interval. However, the present invention is not limited to this, and the conductive magnetic layer is formed on the copper wire. Thereafter, annular grooves may be formed at predetermined intervals on the outer surface of the conductive magnetic layer, and then an insulating layer may be formed. Thereby, the insulation of a magnetic wire can be improved.
本実施の形態に係る磁性線材は、例えばパワーモータ、DCブラシレスモータ、サーボモータ、空心コイル、コアコイル、トロイダルコイル、DC/DCコンバータ、DC/ACコンバータ等の電源系インダクタに使用することができ、また、各種センサ、レゾルバ、電源フィルタ等の信号系インダクタにも使用することができる。 The magnetic wire according to the present embodiment can be used for power system inductors such as a power motor, DC brushless motor, servo motor, air core coil, core coil, toroidal coil, DC / DC converter, DC / AC converter, etc. It can also be used for signal system inductors such as various sensors, resolvers, and power filters.
本発明によれば、磁性体としてはNi−Znフェライト、Mn−Znフェライト、電磁鋼板や圧粉コアなどを用いることができる。 According to the present invention, Ni—Zn ferrite, Mn—Zn ferrite, an electromagnetic steel plate, a dust core, or the like can be used as the magnetic material.
1 インダクタ
10 コア部材
11 軸部
12 鍔部
20 磁性線材
21 導線
22 導電性磁性体層
22a 外表面
23 絶縁層
25 環状溝部
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記導電性磁性体構造は、該導電性磁性体層内に発生する渦電流が前記磁性線材の長手方向に進行するのを抑制する少なくとも1つの部分を有することを特徴とする磁性線材。 In a magnetic wire comprising a conducting wire and a conductive magnetic structure formed on the surface of the conducting wire,
The magnetic conductive material according to claim 1, wherein the conductive magnetic material structure has at least one portion that suppresses an eddy current generated in the conductive magnetic material layer from proceeding in a longitudinal direction of the magnetic wire material.
前記導電性磁性体層は、前記少なくとも1つの溝部が形成されることにより、前記磁性線材の長手方向に沿って不連続に設けられることを特徴とする請求項2記載の磁性線材。 Comprising at least one groove formed along a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic wire,
The magnetic wire according to claim 2, wherein the conductive magnetic layer is discontinuously provided along the longitudinal direction of the magnetic wire by forming the at least one groove.
前記コア部材は、前記磁性線材が所定の巻回数で巻回される軸部を備え、
前記磁性線材は、導線と、前記導線の表面に形成される導電性磁性体層とを備え、
前記導電性磁性体構造は、該導電性磁性体層内に発生する渦電流が前記磁性線材の長手方向に進行するのを抑制する少なくとも1つの部分を有することを特徴とするインダクタ。 In an inductor comprising a core member and a magnetic wire wound around the core member,
The core member includes a shaft portion on which the magnetic wire is wound at a predetermined number of turns,
The magnetic wire comprises a conducting wire and a conductive magnetic layer formed on the surface of the conducting wire,
2. The inductor according to claim 1, wherein the conductive magnetic body structure has at least one portion that suppresses an eddy current generated in the conductive magnetic body layer from proceeding in the longitudinal direction of the magnetic wire.
巻回数1ターン当りに前記少なくとも1つの溝部が存在することを特徴とする請求項10記載のインダクタ。 The magnetic wire comprises at least one groove formed along a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic wire,
The inductor according to claim 10, wherein the at least one groove portion exists per turn of the winding.
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