JP2018074072A - Coil component - Google Patents

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勇司 瀬在
Yuji Sezai
勇司 瀬在
信雄 ▲高▼木
信雄 ▲高▼木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coil component capable of suppressing magnetic saturation while having excellent DC superposition characteristics.SOLUTION: In a coil component 10 including a core part 2 having magnetic substance powder and a resin, an air-core coil part 41, a lead-out part lead out from the air-core part 41, and a terminal part, at least the whole of the air-core coil part 41 is embedded in the inside of the core part 2. When the maximum value of the shortest distance between an optional point on the outer periphery of a magnetic substance existing on the inner peripheral side of the air-core coil part 41 appearing on a cross section perpendicular to the direction of the winding axis of the air-core coil part 41 and a point on the outer periphery of a magnetic substance existing on the outer peripheral side of the air-core coil part 41 is set as Wmax, and the minimum value thereof is set as Wmin, Wmin/Wmax is not less than 0.90.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、空芯コイルと、当該空芯コイルが埋設されたコア部とを有するコイル部品に関する。特に電源系回路に実装されて好適なコイル部品に関する。   The present invention relates to a coil component having an air-core coil and a core portion in which the air-core coil is embedded. In particular, the present invention relates to a coil component suitable for being mounted on a power system circuit.

近年、電子機器の小型化および高性能化に伴い、これら電子機器を駆動するDC/DCコンバータなどの電源回路において、高周波数化および大電流化に対応した小型かつ高性能なコイル部品の要求が強くなっている。   In recent years, with the downsizing and high performance of electronic devices, there is a demand for small and high performance coil components that can cope with higher frequencies and higher currents in power supply circuits such as DC / DC converters that drive these electronic devices. It is getting stronger.

従来、上記の要求を達成し得るコイル部品として、ワイヤが巻回された空芯コイルを、磁性粉末と樹脂との混合物を加圧成形した圧粉磁芯(コア)内に埋設したコイル封入型磁性部品が知られている(たとえば、特許文献1参照)。   Conventionally, as a coil component that can achieve the above-described requirements, a coil-enclosed type in which an air-core coil wound with a wire is embedded in a powder magnetic core (core) obtained by press-molding a mixture of magnetic powder and resin Magnetic parts are known (see, for example, Patent Document 1).

小型かつ高性能なコイル部品を得るためには、高いインダクタンスが得られるとともに、大電流領域まで高いインダクタンスを保持できることにより、電源駆動時の磁気飽和を抑制することが重要となる。磁気飽和を抑制した上で、小型化を実現するためには、磁性体から構成される磁芯内において発生する磁束密度の分布を均一に近づけることにより、磁芯全体を有効に活用することが重要となる。なお、磁気飽和特性を表す指標としては、たとえば、直流重畳特性が例示される。   In order to obtain a small and high-performance coil component, it is important to suppress magnetic saturation during power supply driving because high inductance can be obtained and high inductance can be maintained up to a large current region. In order to achieve downsizing while suppressing magnetic saturation, it is necessary to effectively utilize the entire magnetic core by making the distribution of magnetic flux density generated in the magnetic core made of a magnetic material uniform. It becomes important. An example of the index representing the magnetic saturation characteristic is a DC superposition characteristic.

ところで、特許文献1に記載されているように、コイル封入型磁性部品は、通常、円筒形状の空芯コイルが直方体のコア内部に埋設されている構成を有している。図8(a)に当該構成を示す。また、図8(b)は、コイル封入型磁性部品100を空芯コイル40の巻回軸方向から見た図であるが、空芯コイル40の内側に配置された磁性体(コア20の中芯部21)の外周形状が円形であるのに対して、空芯コイルの外側に配置された磁性体(コア20の外脚部22)の外周形状が四角形(正方形)の構成となっている。   Incidentally, as described in Patent Document 1, a coil-enclosed magnetic component usually has a configuration in which a cylindrical air-core coil is embedded inside a rectangular parallelepiped core. FIG. 8A shows the configuration. 8B is a view of the coil-enclosed magnetic component 100 as viewed from the winding axis direction of the air-core coil 40. The magnetic body (inside the core 20) disposed inside the air-core coil 40 is shown in FIG. While the outer peripheral shape of the core portion 21) is circular, the outer peripheral shape of the magnetic body (the outer leg portion 22 of the core 20) disposed outside the air-core coil has a quadrangular (square) configuration. .

特許第3654251号公報Japanese Patent No. 3654251

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、磁気飽和を抑制でき、直流重畳特性に優れるコイル部品を提供することである。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a coil component that can suppress magnetic saturation and is excellent in DC superposition characteristics.

図8(b)に示すように、コア20の中芯部21からコア20の外脚部22に向かって、すなわち、空芯コイル40の内側から外側に流れる磁束は、中芯部21の外周形状にならって流れるため、その向きは放射状となる。一方、外脚部22であって、空芯コイルから離れて形成されている角部付近(図8(b)において点線で囲まれた部分)においては、発生する磁束密度が極端に低くなり、磁性体からなるコア20全体を有効に活用することが難しくなるという問題があった。   As shown in FIG. 8B, the magnetic flux flowing from the core part 21 of the core 20 toward the outer leg part 22 of the core 20, that is, from the inside to the outside of the air core coil 40, Since the flow follows the shape, the direction is radial. On the other hand, in the outer leg portion 22 and in the vicinity of the corner portion formed away from the air-core coil (the portion surrounded by the dotted line in FIG. 8B), the generated magnetic flux density becomes extremely low, There is a problem that it is difficult to effectively use the entire core 20 made of a magnetic material.

そこで、本発明者らは、従来、何ら注目されていなかった、空芯コイルの内周側に位置する磁性体の外周形状と、空芯コイルの外周側に位置する磁性体の外周形状とが磁気特性に影響することに着目し、これらの外周形状を制御することにより、磁気飽和が生じにくくなることを見出し、本発明を完成させるに至った。   Therefore, the present inventors have heretofore been given no attention to the outer shape of the magnetic body positioned on the inner peripheral side of the air-core coil and the outer peripheral shape of the magnetic body positioned on the outer peripheral side of the air-core coil. Focusing on the influence on the magnetic characteristics, it has been found that by controlling these outer peripheral shapes, magnetic saturation is less likely to occur, and the present invention has been completed.

本発明の態様は、
[1]磁性体粉末と樹脂とを有するコア部と、
空芯コイル部と、前記空芯コイル部から引き出された引出部と、端子部とを有し、
少なくとも前記空芯コイル部の全体が前記コア部の内部に埋設されているコイル部品であって、
前記空芯コイル部の巻回軸方向に垂直な面で前記コイル部品を切断した断面において、前記空芯コイル部の内周側に存在する磁性体の外周上の点と前記空芯コイル部の外周側に存在する磁性体の外周上の点との最短距離の最大値をWmax、最小値をWminとした場合に、Wmin/Wmaxが0.90以上であるコイル部品である。
Aspects of the present invention include
[1] a core having magnetic powder and resin;
An air-core coil part, a lead-out part drawn from the air-core coil part, and a terminal part,
A coil component in which at least the entire air-core coil portion is embedded in the core portion,
In a cross-section of the coil component cut along a plane perpendicular to the winding axis direction of the air core coil portion, a point on the outer periphery of the magnetic body existing on the inner periphery side of the air core coil portion and the air core coil portion This is a coil component in which Wmin / Wmax is 0.90 or more when the maximum value of the shortest distance from a point on the outer periphery of the magnetic substance existing on the outer periphery side is Wmax and the minimum value is Wmin.

上記の構造を有するコイル部品は、コア部における磁束密度の分布を均一に近づけることができるので、コイル部品の直流重畳特性を良好にすることができる。   The coil component having the above structure can make the distribution of the magnetic flux density in the core portion uniform, so that the DC superimposition characteristics of the coil component can be improved.

図1(a)は、本発明の第1実施形態に係るコイル部品の透視斜視図であり、図1(b)は、本発明の第1実施形態に係るコイル部品の透視平面図である。FIG. 1A is a perspective view of the coil component according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a perspective plan view of the coil component according to the first embodiment of the present invention. 図2は、空芯コイル部と引出部との断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the air core coil portion and the lead portion. 図3(a)は、本発明の第1実施形態に係るコイル部品において、空芯コイル部の巻回軸方向に垂直な面によりコイル部品を切断した断面図である。FIG. 3A is a cross-sectional view of the coil component according to the first embodiment of the present invention, in which the coil component is cut along a plane perpendicular to the winding axis direction of the air-core coil portion. 図4(a)は、外脚部の角部が除去された構成を示す図であり、図4(b)は、中芯部の角部が除去された構成を示す図であり、図4(c)は、中芯部および外脚部の角部が除去されており、角部が除去された後の形状が異なる構成を示す図である。4A is a diagram illustrating a configuration in which the corner portion of the outer leg portion is removed, and FIG. 4B is a diagram illustrating a configuration in which the corner portion of the center core portion is removed. (C) is a figure which shows the structure from which the corner | angular part of a center core part and an outer leg part is removed, and the shape after a corner | angular part is removed differs. 図5(a)は、中芯部の外周を構成する辺が曲線であることにより、中芯部の外周上の点と外脚部の外周上の点との最短距離が一定ではない構成を示す図であり、図5(b)は、外脚部の外周を構成する辺が曲線であることにより、中芯部の外周上の点と外脚部の外周上の点との最短距離が一定ではない構成を示す図である。FIG. 5A shows a configuration in which the shortest distance between a point on the outer periphery of the core portion and a point on the outer periphery of the outer leg portion is not constant because the sides constituting the outer periphery of the core portion are curved. FIG. 5 (b) shows that the shortest distance between a point on the outer periphery of the center core part and a point on the outer periphery of the outer leg part is due to the curved sides forming the outer periphery of the outer leg part. It is a figure which shows the structure which is not constant. 図6(a)は、本発明の第2実施形態に係るコイル部品の透視斜視図であり、図6(b)は、本発明の第2実施形態に係るコイル部品の透視平面図である。FIG. 6A is a perspective view of the coil component according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a perspective plan view of the coil component according to the second embodiment of the present invention. 図7(a)は、本発明の第3実施形態に係るコイル部品の透視斜視図であり、図7(b)は、本発明の第3実施形態に係るコイル部品の透視平面図である。FIG. 7A is a perspective view of the coil component according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a perspective plan view of the coil component according to the third embodiment of the present invention. 図8(a)は、従来例に係るコイル部品の透視斜視図であり、図8(b)は、従来例に係るコイル部品の透視平面図である。FIG. 8A is a perspective view of a coil component according to the conventional example, and FIG. 8B is a perspective plan view of the coil component according to the conventional example.

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき、以下の順序で詳細に説明する。
1.コイル部品
1.1 第1実施形態
1.2 第2実施形態
1.3 第3実施形態
2.実施形態の効果
3.変形例
Hereinafter, the present invention will be described in detail in the following order based on embodiments shown in the drawings.
1. Coil parts 1.1 First embodiment 1.2 Second embodiment 1.3 Third embodiment 2. Effect of the embodiment Modified example

(1.コイル部品)
図1(a)および(b)に示すように、第1実施形態に係るコイル部品10は、圧縮成形体としてのコア部2と、ワイヤが巻回されて形成される空芯コイル部41と、空芯コイル部41から引き出された引出部(図示省略)と、引出部に電気的に接続され、コア部2の外周に設けられた端子部(図示省略)とを有し、空芯コイル部41の全体がコア部2の内部に埋設されている。したがって、実際のコイル部品10においては、空芯コイル部41を外部から観察することはできない。
(1. Coil parts)
As shown in FIGS. 1A and 1B, a coil component 10 according to the first embodiment includes a core part 2 as a compression molded body, and an air-core coil part 41 formed by winding a wire. The air core coil has a lead portion (not shown) drawn from the air core coil portion 41 and a terminal portion (not shown) electrically connected to the lead portion and provided on the outer periphery of the core portion 2. The entire part 41 is embedded in the core part 2. Therefore, in the actual coil component 10, the air core coil part 41 cannot be observed from the outside.

図1(a)および(b)に示すように、コア部2の外形は、正方形状の第1主面2aおよび第2主面2bが、長方形状の4つの外周面(第1外周面2c、第2外周面2d、第3外周面2e、第4外周面2f)を介して連結されて構成される正四角柱状を有している。   As shown in FIGS. 1 (a) and (b), the outer shape of the core portion 2 is such that the square first main surface 2a and the second main surface 2b are four rectangular outer peripheral surfaces (first outer peripheral surface 2c). , The second outer peripheral surface 2d, the third outer peripheral surface 2e, and the fourth outer peripheral surface 2f).

コア部2は、磁性体粉末と、磁性体粉末に含まれる磁性体粒子を結合するバインダとしての樹脂と、を含む顆粒を圧縮成形または射出成形し、必要に応じて熱処理を行い形成してある。磁性体粉末の材質としては、所定の磁気特性を発揮するものであれば特に限定されないが、たとえば、Fe−Si(鉄−シリコン)、センダスト(Fe−Si−Al;鉄−シリコン−アルミニウム)、Fe−Si−Cr(鉄−シリコン−クロム)、パーマロイ(Fe−Ni)、カルボニル鉄系などの鉄系の金属磁性体が例示される。また、Mn−Zn系フェライト、Ni−Cu−Zn系フェライトなどのフェライトであってもよい。   The core portion 2 is formed by compression molding or injection molding a granule containing a magnetic powder and a resin as a binder for binding the magnetic particles contained in the magnetic powder, and performing a heat treatment as necessary. . The material of the magnetic powder is not particularly limited as long as it exhibits predetermined magnetic properties. For example, Fe-Si (iron-silicon), Sendust (Fe-Si-Al; iron-silicon-aluminum), Examples include iron-based metal magnetic materials such as Fe-Si-Cr (iron-silicon-chromium), permalloy (Fe-Ni), and carbonyl iron. Moreover, ferrite such as Mn—Zn ferrite and Ni—Cu—Zn ferrite may be used.

バインダとしての樹脂は、特に限定されないが、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、シリコン樹脂、これらを組み合わせたものなどが例示される。   The resin as the binder is not particularly limited, and examples thereof include epoxy resins, phenol resins, acrylic resins, polyester resins, polyimides, polyamideimides, silicon resins, and combinations thereof.

図1(a)および(b)に示すように、空芯コイル部41の外形は、中空正方形筒状であり、空芯コイル部41の巻回軸方向から見た空芯コイル部41の断面は、正方形環状である。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the outer shape of the air-core coil portion 41 is a hollow square cylindrical shape, and the cross section of the air-core coil portion 41 as viewed from the winding axis direction of the air-core coil portion 41. Is a square ring.

また、本実施形態では、図2に示すように、空芯コイル部41は、ワイヤ4aが巻回されて形成され、引出部42は、空芯コイル部41から引き出されている。この空芯コイル部41は、巻回軸Oがコア部2の両主面2a、2bと垂直となるようにコア部2の内部に埋め込まれている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the air core coil portion 41 is formed by winding the wire 4 a, and the lead portion 42 is drawn from the air core coil portion 41. The air-core coil portion 41 is embedded in the core portion 2 so that the winding axis O is perpendicular to both the main surfaces 2 a and 2 b of the core portion 2.

また、空芯コイル部41からはワイヤ4aの両端である少なくとも一対の引出部42がコア部2の外部に引き出される。引き出されたワイヤ4a(引出部42)は、コア部2の外周面に設けられる一対の端子部に電気的に接続されることとなる。なお、端子部は、特に限定されず、公知の構成を適用することができる。   Further, at least a pair of lead portions 42 that are both ends of the wire 4 a are drawn from the air core coil portion 41 to the outside of the core portion 2. The drawn wire 4a (drawing portion 42) is electrically connected to a pair of terminal portions provided on the outer peripheral surface of the core portion 2. In addition, a terminal part is not specifically limited, A well-known structure is applicable.

空芯コイル部および引出部を構成するワイヤは、たとえば、導線と、必要に応じて導線の外周を被覆してある絶縁被覆層とで構成してある。導線は、たとえば、Cu、Al、Fe、Ag、Au、リン青銅などで構成してある。絶縁被覆層は、たとえばポリウレタン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエステル−イミド、ポリエステル−ナイロンなどで構成してある。ワイヤ4aの横断面形状は、特に限定されず、円形、平角形状などが例示される。   The wire which comprises an air-core coil part and a drawer | drawing-out part is comprised by the conducting wire and the insulation coating layer which has coat | covered the outer periphery of the conducting wire as needed, for example. The conducting wire is made of, for example, Cu, Al, Fe, Ag, Au, phosphor bronze, or the like. The insulating coating layer is made of, for example, polyurethane, polyamideimide, polyimide, polyester, polyester-imide, polyester-nylon, or the like. The cross-sectional shape of the wire 4a is not particularly limited, and examples thereof include a circular shape and a rectangular shape.

端子部に電圧が印加されると、ワイヤ4aに電流が流れ、空芯コイル部41の中空部を貫通するように磁束が生じることにより、コイル部品が所定の磁気特性を発揮する。   When a voltage is applied to the terminal portion, a current flows through the wire 4a, and a magnetic flux is generated so as to penetrate the hollow portion of the air-core coil portion 41, whereby the coil component exhibits predetermined magnetic characteristics.

上述したように、図8に示すコイル部品では、空芯コイルの内部に位置する磁性体の外周形状は円形状であり、コイルを流れる電流により発生する磁束は空芯コイルの内部から放射状に外部に向かう。そして、空芯コイルの外部では、磁束の向きは空芯コイルの外周面に沿う向きとなる。したがって、図8において点線で示される角部において発生する磁束は少ない。   As described above, in the coil component shown in FIG. 8, the outer peripheral shape of the magnetic body located inside the air-core coil is circular, and the magnetic flux generated by the current flowing through the coil is radially outward from the inside of the air-core coil. Head for. Then, outside the air-core coil, the direction of the magnetic flux is along the outer peripheral surface of the air-core coil. Therefore, the magnetic flux generated at the corner indicated by the dotted line in FIG. 8 is small.

そうすると、空芯コイルの外側に位置する磁性体における磁束密度は、空芯コイルの内側に位置する磁性体において生じる磁束の向き、すなわち、内側に位置する磁性体の外周形状に左右される。   Then, the magnetic flux density in the magnetic body located outside the air-core coil depends on the direction of magnetic flux generated in the magnetic body located inside the air-core coil, that is, the outer peripheral shape of the magnetic body located inside.

したがって、空芯コイルの外側に位置する磁性体の形状を、空芯コイルの内側に位置する磁性体の形状に近づければ、空芯コイルの内側と外側とにおける磁束密度の分布のバラツキを抑制できる。逆に言えば、空芯コイルの外側に位置する磁性体の形状に、空芯コイルの内側に位置する磁性体の形状を近づけても、同様に、磁束密度の分布のバラツキを抑制できる。   Therefore, if the shape of the magnetic body located outside the air-core coil is brought close to the shape of the magnetic body located inside the air-core coil, variations in the magnetic flux density distribution between the inside and outside of the air-core coil can be suppressed. it can. In other words, even if the shape of the magnetic body positioned inside the air-core coil is brought closer to the shape of the magnetic body positioned outside the air-core coil, variation in the distribution of magnetic flux density can be suppressed similarly.

そこで、本実施形態では、空芯コイル部の内側と外側とにおける磁束密度の分布のバラツキを抑制するために、空芯コイル部の巻回軸O方向に垂直な面でコイル部品を切断した断面において、空芯コイル部の内側に位置する磁性体の外周上の点と、空芯コイル部の外側に位置する磁性体の外周上の点との間の最短距離のバラツキを所定の範囲内とし、空芯コイル部の内側に位置する磁性体の外周形状と、空芯コイル部の外側に位置する磁性体の外周形状とを近づけるようにしている。具体的には、空芯コイル部の内側に存在する磁性体の外周上の点と空芯コイル部の外側に存在する磁性体の外周上の点との最短距離の最大値をWmax、最小値をWminとした場合に、Wmin/Wmaxが0.90以上としている。   Therefore, in the present embodiment, a cross-section in which the coil component is cut along a plane perpendicular to the winding axis O direction of the air-core coil portion in order to suppress variation in the distribution of magnetic flux density between the inside and the outside of the air-core coil portion. The variation in the shortest distance between the point on the outer periphery of the magnetic body located inside the air core coil portion and the point on the outer periphery of the magnetic body located outside the air core coil portion is within a predetermined range. The outer peripheral shape of the magnetic body positioned inside the air-core coil portion is made closer to the outer peripheral shape of the magnetic body positioned outside the air-core coil portion. Specifically, the maximum value of the shortest distance between the point on the outer periphery of the magnetic body existing inside the air-core coil unit and the point on the outer periphery of the magnetic body existing outside the air-core coil unit is Wmax, the minimum value Where Wmin / Wmax is 0.90 or more.

Wmin/Wmaxが1.00である場合、すなわち、上記の最短距離が一定の値である場合には、空芯コイル部の内側に位置する磁性体の形状と、空芯コイル部の外側に位置する磁性体の形状とがほぼ一致し、磁束密度の分布のバラツキを効果的に抑制できる。さらに、空芯コイル部の内側に位置する磁性体の形状と、空芯コイル部の外側に位置する磁性体の形状とが一致しない場合には、上記の最短距離が一定とならないものの、その最小値(Wmin)と最大値(Wmax)とが上記の関係を満足する場合には、最短距離が一定である場合と同様に、磁束密度の分布のバラツキを効果的に抑制できる。   When Wmin / Wmax is 1.00, that is, when the shortest distance is a constant value, the shape of the magnetic body positioned inside the air-core coil portion and the position outside the air-core coil portion are set. The shape of the magnetic body to be matched substantially coincides, and variation in the distribution of magnetic flux density can be effectively suppressed. Furthermore, if the shape of the magnetic body located inside the air-core coil portion does not match the shape of the magnetic body located outside the air-core coil portion, the shortest distance is not constant, but the minimum When the value (Wmin) and the maximum value (Wmax) satisfy the above relationship, variation in magnetic flux density distribution can be effectively suppressed as in the case where the shortest distance is constant.

図3に、空芯コイル部41の巻回軸O方向に垂直な面でコイル部品10を切断した断面を示す。図3において、空芯コイル部41の内周側に存在する磁性体を中芯部21とし、空芯コイル部41の外周側に存在する磁性体を外脚部22とすると、本実施形態では、中芯部21の外周形状は正方形状であり、空芯コイル部41の内周形状に等しく、外脚部22の外周形状も正方形状であり、コア部2の外形に等しい。   FIG. 3 shows a cross section of the coil component 10 cut along a plane perpendicular to the winding axis O direction of the air-core coil portion 41. In FIG. 3, when the magnetic body existing on the inner peripheral side of the air-core coil portion 41 is the central core portion 21 and the magnetic body existing on the outer peripheral side of the air-core coil portion 41 is the outer leg portion 22, The outer peripheral shape of the core portion 21 is square, which is equal to the inner peripheral shape of the air-core coil portion 41, and the outer peripheral shape of the outer leg portion 22 is also square, which is equal to the outer shape of the core portion 2.

中芯部21の外周をAとし、外脚部22の外周をBとすると、中芯部21の外周A上の点A1において、外脚部22の外周B上の点のうち、最短距離となる点は、図3に示すように、点B1(およびB4)である。同様に、中芯部21の外周A上の点A2において、最短距離となる点は点B2である。また、点A1と点B1との距離W1と、点A2と点B2との距離W2とは等しく、W1=W2=Wである。すなわち、図3に示す中芯部21の外周A上の任意の点に関して、外脚部22の外周B上の点との最短距離は一定の値(W)となり、図3に示すコイル部品10において、Wmin/Wmaxは1.00となる。   Assuming that the outer periphery of the center core portion 21 is A and the outer periphery of the outer leg portion 22 is B, the point A1 on the outer periphery A of the center core portion 21 is the shortest distance among the points on the outer periphery B of the outer leg portion 22. This point is point B1 (and B4) as shown in FIG. Similarly, at the point A2 on the outer periphery A of the core portion 21, the point that becomes the shortest distance is the point B2. Further, the distance W1 between the point A1 and the point B1 is equal to the distance W2 between the point A2 and the point B2, and W1 = W2 = W. That is, for any point on the outer periphery A of the core portion 21 shown in FIG. 3, the shortest distance from the point on the outer periphery B of the outer leg portion 22 is a constant value (W), and the coil component 10 shown in FIG. In this case, Wmin / Wmax is 1.00.

したがって、上述したように、Wmin/Wmaxが1.00である場合には、中芯部21の形状と外脚部22の形状とが一致し、中芯部21における磁束密度と、外脚部22のおける磁束密度とを近づけることができる。その結果、コア部2における磁束密度の分布を均一に近づけることが可能となり、コイル部品の磁気飽和特性を良好にすることができる。   Therefore, as described above, when Wmin / Wmax is 1.00, the shape of the core portion 21 and the shape of the outer leg portion 22 match, and the magnetic flux density in the core portion 21 and the outer leg portion are the same. The magnetic flux density of 22 can be brought close to. As a result, the distribution of the magnetic flux density in the core portion 2 can be made closer to uniform, and the magnetic saturation characteristics of the coil component can be improved.

なお、中芯部21の外周A上の点A1と、外脚部22の外周B上の点との距離については、点B1との距離W1だけでなく、点B3との距離Dを考えることができる。しかしながら、点A1と、外周B上の点とのうち、最短距離となるのは点B1または点B4であり、点B3を含む他の外周B上の点は考慮する必要はない。   Regarding the distance between the point A1 on the outer periphery A of the core portion 21 and the point on the outer periphery B of the outer leg portion 22, consider not only the distance W1 to the point B1 but also the distance D to the point B3. Can do. However, the shortest distance between the point A1 and the points on the outer periphery B is the point B1 or the point B4, and there is no need to consider other points on the outer periphery B including the point B3.

換言すれば、外脚部22の角部を構成する点と、中芯部21の外周上の点との最短距離の最小値と最大値との比が上記の範囲内である限りにおいて、点B3を含む外脚部22の角部の形状が、対応する中芯部21の角部の形状と一致していなくてもよい。したがって、Wmin/Wmaxが上記の範囲内であれば、外脚部22の角部が種々の形状を有していてもよい。同様に、中芯部21の角部を構成する点と、外脚部22の外周上の点との最短距離の最小値と最大値との比が上記の範囲内である限りにおいて、中芯部21の角部の形状が種々の形状を有していてもよい。   In other words, as long as the ratio between the minimum value and the maximum value of the shortest distance between the points constituting the corners of the outer leg portion 22 and the points on the outer periphery of the core portion 21 is within the above range, the points The shape of the corner portion of the outer leg portion 22 including B3 may not coincide with the shape of the corner portion of the corresponding core portion 21. Therefore, as long as Wmin / Wmax is within the above range, the corner portion of the outer leg portion 22 may have various shapes. Similarly, as long as the ratio between the minimum value and the maximum value of the shortest distance between the points constituting the corners of the center core portion 21 and the points on the outer periphery of the outer leg portion 22 is within the above range, the center core The shape of the corner of the portion 21 may have various shapes.

たとえば、図3では、外脚部22の外周は角部を4つ有している。このような角部が存在していると、チッピング等によりコイル部品の破損が生じることがある。そこで、図4(a)に示すように、コイル部品の破損を防ぐ目的で、本実施形態では、外脚部22の角部は面取りされた形状であることが好ましい。面取りされた形状としては、特に制限されず、たとえば、R面取りされた形状であってもよいし、C面取りされた形状であってもよい。   For example, in FIG. 3, the outer periphery of the outer leg portion 22 has four corners. If such a corner exists, the coil component may be damaged due to chipping or the like. Therefore, as shown in FIG. 4A, for the purpose of preventing damage to the coil component, in the present embodiment, the corner portion of the outer leg portion 22 is preferably chamfered. The chamfered shape is not particularly limited, and may be, for example, an R chamfered shape or a C chamfered shape.

また、中芯部21の外周形状は、空芯コイル部41の内周形状により規定されるが、空芯コイル部41を図1に示すような中空正方形筒状とする場合、ワイヤの巻回方法等を考慮して、通常、空芯コイル部41の角部は、丸みを帯びた形状となるようにワイヤが配置される。このような空芯コイル部41がコア部2の内部に配置されると、図4(b)に示すように、中芯部21の外周形状は空芯コイル部41の内周形状に倣って角部が除去された構成となる。   The outer peripheral shape of the core portion 21 is defined by the inner peripheral shape of the air core coil portion 41. When the air core coil portion 41 has a hollow square cylindrical shape as shown in FIG. In consideration of the method and the like, usually, the wire is arranged so that the corner portion of the air-core coil portion 41 has a rounded shape. When such an air core coil portion 41 is arranged inside the core portion 2, the outer peripheral shape of the center core portion 21 follows the inner peripheral shape of the air core coil portion 41 as shown in FIG. The corner portion is removed.

また、中芯部21および外脚部22の角部がどちらも同じように除去されている構成、あるいは、図4(c)に示すように、中芯部21および外脚部22の角部がどちらも除去されているが、除去後の形状が異なる構成もあり得る。しかしながら、本発明は上述したように、Wmin/Wmaxが上記の範囲内とすることにより、磁束密度の分布のバラツキを抑制し飽和磁化を抑制している。したがって、このような効果が得られる限りにおいて、中芯部21の角部と外脚部22の角部とが異なるように種々の形状とした場合も、本発明の範囲内に含まれる。   Further, the corner portions of the core portion 21 and the outer leg portion 22 are similarly removed, or the corner portions of the core portion 21 and the outer leg portion 22 as shown in FIG. Both are removed, but there may be a configuration in which the shape after removal is different. However, as described above, in the present invention, by setting Wmin / Wmax within the above range, variation in magnetic flux density distribution is suppressed and saturation magnetization is suppressed. Therefore, as long as such an effect is obtained, the case of various shapes such that the corners of the core 21 and the outer legs 22 are different is also included in the scope of the present invention.

さらに、図5に示す構成は、中芯部21の外周上の点と外脚部22の外周上の点との最短距離が一定ではない構成であるが、Wmin/Wmaxが上記の範囲内であれば、上述した効果が得られるので、本発明の範囲内に含まれる。   Furthermore, the configuration shown in FIG. 5 is a configuration in which the shortest distance between a point on the outer periphery of the core portion 21 and a point on the outer periphery of the outer leg portion 22 is not constant, but Wmin / Wmax is within the above range. If it exists, the above-described effects can be obtained, and it is included in the scope of the present invention.

図5(a)に示すように、空芯コイル部の配置構成により、中芯部21の外周が形成する四角形において、四角形を構成する辺が曲線をなすことがある。このような場合、中芯部21の外周上の点と外脚部22の外周上の点との最短距離が一定ではない構成となる。ここで、中芯部21の外周A上の任意の点と外脚部22の外周B上の点との最短距離をWとした場合、図5(a)に示すように、Wは一定ではなく、最大値がWmaxであり、最小値がWminとなる。そして、図5(a)に示すコイル部品において、Wmin/Wmaxが0.90以上であれば、上述した効果が得られるので、本発明の範囲内に含まれることになる。   As shown in FIG. 5A, depending on the arrangement configuration of the air-core coil part, in the quadrangle formed by the outer periphery of the core part 21, the sides constituting the quadrangle may form a curve. In such a case, the shortest distance between the point on the outer periphery of the core portion 21 and the point on the outer periphery of the outer leg portion 22 is not constant. Here, when the shortest distance between an arbitrary point on the outer periphery A of the core portion 21 and a point on the outer periphery B of the outer leg portion 22 is W, as shown in FIG. The maximum value is Wmax and the minimum value is Wmin. In the coil component shown in FIG. 5 (a), if Wmin / Wmax is 0.90 or more, the above-described effects can be obtained, and the coil component is included in the scope of the present invention.

また、図5(b)に示すように、外脚部22の外周が形成する四角形において、四角形を構成する辺が曲線をなすことがある場合にも、上記のWmin/Wmaxが0.90以上であれば、上述した効果が得られるので、本発明の範囲内に含まれることになる。   Further, as shown in FIG. 5B, in the quadrangle formed by the outer periphery of the outer leg portion 22, the above Wmin / Wmax is 0.90 or more even when the sides constituting the quadrangle may form a curve. If so, the above-described effects can be obtained, and it is included in the scope of the present invention.

なお、図5(a)および(b)では、中芯部21の外周および外脚部22の外周がどちらもコイル部品の外側に向けて凸になっている構成について説明したが、コイル部品の中心に向かって、中芯部21の外周および外脚部22の外周が凸になっている構成も上記と同様であることはもちろんである。   5A and 5B, the configuration in which the outer periphery of the core portion 21 and the outer periphery of the outer leg portion 22 are both convex toward the outside of the coil component has been described. Of course, the configuration in which the outer periphery of the core portion 21 and the outer periphery of the outer leg portion 22 are convex toward the center is the same as described above.

また、中芯部21または外脚部22の角部を除去した形状とする場合には、図3に示す距離Dが、W1よりも短くなり、Dが最短距離となる場合もあり得る。この場合であっても、Wmin/Wmaxが0.90以上であれば、上述した効果が得られるので、本発明の範囲内に含まれることになる。   Moreover, when it is set as the shape which removed the corner | angular part of the center core part 21 or the outer leg part 22, the distance D shown in FIG. 3 may become shorter than W1, and D may become the shortest distance. Even in this case, if Wmin / Wmax is 0.90 or more, the above-described effects can be obtained, and therefore, they are included in the scope of the present invention.

本実施形態に係るコイル部品は、たとえば、パソコンや携帯型電子機器などに搭載されるDC/DCコンバータ等の電源回路、パソコンや携帯型電子機器などに搭載される電源ラインにおけるチョークコイル等の、高周波化および大電流化が求められるコイル部品として好適である。   The coil component according to the present embodiment includes, for example, a power circuit such as a DC / DC converter mounted on a personal computer or a portable electronic device, a choke coil in a power line mounted on a personal computer or a portable electronic device, etc. It is suitable as a coil component that requires high frequency and large current.

(1.2 第2実施形態)
図6(a)および(b)に示すように、第2実施形態に係るコイル部品10aは、空芯コイル部の巻回軸方向に垂直な面によるコイル部品の断面において、中芯部21の外周形状と外脚部22の外周形状とが八角形形状である以外は、第1実施形態のコイル部品10と同様であり、重複する説明は省略する。本実施形態に係るコイル部品10aも、中芯部21の外周上の点と外脚部22の外周上の点との最短距離が一定(Wmin/Wmax=1.00)であるので、第1実施形態に係るコイル部品10と同様の作用効果を奏することができる。また、本実施形態においても、当該最短距離が一定でなくともWmin/Wmaxが上記の範囲内である場合には、第1実施形態に係るコイル部品10と同様の作用効果が得られるので、本発明の範囲内に含まれる。
(1.2 Second Embodiment)
As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the coil component 10a according to the second embodiment includes a core part 21 in a cross section of the coil part by a plane perpendicular to the winding axis direction of the air core coil part. The outer peripheral shape and the outer peripheral shape of the outer leg portion 22 are the same as those of the coil component 10 of the first embodiment except that the outer peripheral shape is an octagonal shape. Also in the coil component 10a according to the present embodiment, the shortest distance between a point on the outer periphery of the core portion 21 and a point on the outer periphery of the outer leg portion 22 is constant (Wmin / Wmax = 1.00). The same effect as the coil component 10 according to the embodiment can be obtained. Also in this embodiment, if Wmin / Wmax is within the above range even if the shortest distance is not constant, the same effect as the coil component 10 according to the first embodiment can be obtained. Included within the scope of the invention.

(1.3 第3実施形態)
図7(a)および(b)に示すように、第3実施形態に係るコイル部品10bは、空芯コイル部の巻回軸方向に垂直な面によるコイル部品の断面において、中芯部21の外周形状と外脚部22の外周形状とが円形状である以外は、第1実施形態のコイル部品10と同様であり、重複する説明は省略する。本実施形態に係るコイル部品10bも、中芯部21の外周上の点と外脚部22の外周上の点との最短距離が一定(Wmin/Wmax=1.00)であるので、第1実施形態に係るコイル部品10と同様の作用効果を奏することができる。また、本実施形態においても、当該最短距離が一定でなくともWmin/Wmaxが上記の範囲内である場合(たとえば、中芯部21および外脚部22の一方あるいは両方が楕円形状である場合等)には、第1実施形態に係るコイル部品10と同様の作用効果が得られるので、本発明の範囲内に含まれる。
(1.3 Third Embodiment)
As shown in FIGS. 7A and 7B, the coil component 10 b according to the third embodiment is configured so that the core part 21 has a cross-section of the coil part by a plane perpendicular to the winding axis direction of the air-core coil part. Except for the outer periphery shape and the outer periphery shape of the outer leg part 22 being circular, it is the same as that of the coil component 10 of 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted. Also in the coil component 10b according to the present embodiment, the shortest distance between the point on the outer periphery of the core portion 21 and the point on the outer periphery of the outer leg portion 22 is constant (Wmin / Wmax = 1.00). The same effect as the coil component 10 according to the embodiment can be obtained. Also in this embodiment, even when the shortest distance is not constant, Wmin / Wmax is within the above range (for example, when one or both of the core portion 21 and the outer leg portion 22 are elliptical) ) Is included in the scope of the present invention because the same effect as the coil component 10 according to the first embodiment can be obtained.

(2.実施形態の効果)
上記の実施形態では、磁束の流れの観点から、空芯コイル部の巻回軸方向に垂直な面によるコイル部品の断面において、中芯部21の外周上の点と外脚部22の外周上の点との最短距離の最大値をWmax、最小値をWminとした場合に、Wmin/Wmaxが0.90以上としている。
(2. Effects of the embodiment)
In the above embodiment, from the viewpoint of the flow of magnetic flux, the point on the outer periphery of the core portion 21 and the outer periphery of the outer leg portion 22 in the cross section of the coil component by the plane perpendicular to the winding axis direction of the air core coil portion. Wmin / Wmax is 0.90 or more where the maximum value of the shortest distance to the point is Wmax and the minimum value is Wmin.

このようにすることにより、空芯コイル部の内部と外部とにおける磁束密度の分布が均一に近づくため、飽和磁化が抑制され、コイル部品の直流重畳特性が良好となる。   By doing in this way, since the distribution of the magnetic flux density in the inside and outside of the air-core coil portion approaches uniformly, saturation magnetization is suppressed, and the DC superimposition characteristics of the coil component are improved.

また、中芯部の外周形状および外脚部の外周形状の角部に関して、これらの角部が種々の形状を有していても、Wmin/Wmaxが上記の範囲内である場合には上述した効果が得られる。さらに、中芯部の外周上の点と外脚部の外周上の点との最短距離が一定でない場合にも、Wmin/Wmaxが上記の範囲内である場合には上述した効果が得られる。   In addition, regarding the corners of the outer peripheral shape of the central core part and the outer peripheral shape of the outer leg part, even when these corner parts have various shapes, the case where Wmin / Wmax is within the above range is described above. An effect is obtained. Furthermore, even when the shortest distance between the point on the outer periphery of the core portion and the point on the outer periphery of the outer leg portion is not constant, the above-described effect can be obtained when Wmin / Wmax is within the above range.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の態様で改変しても良い。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment at all, You may modify | change in various aspects within the scope of the present invention.

(3.変形例)
上述した実施形態では、空芯コイル部は、ワイヤが複数回巻回されて構成されているが、1巻きのリング状の導体から構成されていてもよい。
(3. Modified examples)
In the above-described embodiment, the air-core coil portion is configured by winding a wire a plurality of times, but may be configured by a single ring-shaped conductor.

(実験例1)
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(Experimental example 1)
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to a following example.

磁性体粉末としての鉄を主成分とした金属磁性材料粉末と、樹脂としてのエポキシ樹脂とを混合し、顆粒状に造粒した。続いて、絶縁皮膜銅線を用いて作製した中空正方形筒状または円形状の空芯コイルと、造粒により得られた顆粒とを、所定の形状を有する金型内に投入して、所定の圧力により加圧成形を行い、空芯コイルが埋設された成形体を得た。これらの試料について、所定の温度条件で熱処理を行い、成形体の形状がそのまま反映された実施例1から6に係るコイル部品と比較例1から3に係るコイル部品とを得た。なお、実施例3から6に係るコイル部品および比較例2および3に係るコイル部品については、中芯部および外脚部の外周を構成する辺の曲線の条件を適宜調整して作製した。   A metal magnetic material powder mainly composed of iron as a magnetic powder and an epoxy resin as a resin were mixed and granulated into granules. Subsequently, a hollow square cylindrical or circular air core coil produced using an insulating film copper wire, and granules obtained by granulation are put into a mold having a predetermined shape, Pressure molding was performed with pressure to obtain a molded body in which an air-core coil was embedded. These samples were heat-treated under a predetermined temperature condition to obtain the coil parts according to Examples 1 to 6 and the coil parts according to Comparative Examples 1 to 3 in which the shape of the formed body was reflected as it was. Note that the coil components according to Examples 3 to 6 and the coil components according to Comparative Examples 2 and 3 were produced by appropriately adjusting the conditions of the curves of the sides constituting the outer periphery of the core portion and the outer leg portion.

なお、実施例1から6に係るコイル部品および比較例1から3に係るコイル部品の寸法は、いずれも1辺が略3mmの正方形状であって、高さが1mmであり、Wmin/Wmaxの値は表1に示す値であった。実施例1に係るコイル部品においては、中芯部および外脚部の外周形状が図3に示す形状であり、実施例2に係るコイル部品においては、外脚部の角部がR面取り(R=0.5mm)された図4(a)に示す形状であった。比較例1に係るコイル部品においては、中芯部および外脚部の外周形状が図8に示す形状であった。実施例3から6に係るコイル部品および比較例2および3に係るコイル部品においては、中芯部および外脚部の外周形状が図5(a)または(b)に示す形状であった。   Note that the dimensions of the coil components according to Examples 1 to 6 and the coil components according to Comparative Examples 1 to 3 are both a square shape with a side of approximately 3 mm, a height of 1 mm, and Wmin / Wmax. The values were those shown in Table 1. In the coil component according to the first embodiment, the outer peripheral shape of the center core portion and the outer leg portion is the shape shown in FIG. 3, and in the coil component according to the second embodiment, the corner portion of the outer leg portion has an R chamfer (R = 0.5 mm) and the shape shown in FIG. In the coil component according to Comparative Example 1, the outer peripheral shapes of the core portion and the outer leg portion were the shapes shown in FIG. In the coil parts according to Examples 3 to 6 and the coil parts according to Comparative Examples 2 and 3, the outer peripheral shapes of the core part and the outer leg part were the shapes shown in FIG. 5 (a) or (b).

得られたコイル部品の試料に対して、初期インダクタンス値およびインダクタンス値の直流重畳時の飽和特性の評価を行った。インダクタンス値の測定はLCRメータ(アジレント・テクノロジー社製4284A)を用い、直流バイアス電源(アジレント・テクノロジー社製42841A)を用いて直流電流を印加した。   The initial inductance value and the saturation characteristic at the time of DC superimposition of the inductance value were evaluated for the obtained coil component sample. The inductance value was measured using an LCR meter (Agilent Technology 4284A) and a direct current using a DC bias power source (Agilent Technology 42841A).

初期インダクタンス値は、直流電流を印加しない状態でのインダクタンス値とし、インダクタンス値の直流重畳時の飽和特性は、1.5Aおよび3.0Aの直流電流を印加したときの各インダクタンス値とした。   The initial inductance value was an inductance value when no DC current was applied, and the saturation characteristics when the inductance value was superimposed on DC were the inductance values when 1.5 A and 3.0 A DC currents were applied.

初期インダクタンス値が大きいほど、コイル部品としての性能に優れていることを示し、直流重畳時のインダクタンス値が大きいほど、大電流領域まで高いインダクタンス値を保持することができ、磁気飽和特性を表す指標となる直流重畳特性に優れていることを示す。結果を表1に示す。   The larger the initial inductance value, the better the performance as a coil component. The larger the inductance value when DC is superimposed, the higher the inductance value can be maintained up to a large current range, indicating the magnetic saturation characteristics. It shows that the direct current superposition characteristics are excellent. The results are shown in Table 1.

Figure 2018074072
Figure 2018074072

表1より、実施例1および2はWmin/Wmaxの値が1.00であり、初期インダクタンス値およびインダクタンス値の直流重畳時の飽和特性のいずれも良好であることが確認できた。これに対して、比較例1はWmin/Wmaxの値が非常に小さいため、初期インダクタンス値およびインダクタンス値の直流重畳時の飽和特性が、実施例1および2よりも非常に劣っていることが確認できた。   From Table 1, it was confirmed that Examples 1 and 2 had a value of Wmin / Wmax of 1.00, and both the initial inductance value and the saturation characteristic at the time of direct current superimposition of the inductance value were good. On the other hand, since the value of Wmin / Wmax is very small in Comparative Example 1, it is confirmed that the saturation characteristics at the time of direct current superimposition of the initial inductance value and the inductance value are very inferior to those of Examples 1 and 2. did it.

また、Wmin/Wmaxの値が1.00より小さい場合であっても、本発明の範囲内である場合(実施例3から6)には、実施例1および2に匹敵する良好な特性が得られることが確認できた。一方、比較例2および3は、Wmin/Wmaxの値が本発明の範囲外であるため、初期インダクタンス値およびインダクタンス値の直流重畳時の飽和特性が劣っていることが確認できた。   Even when the value of Wmin / Wmax is smaller than 1.00, when it is within the scope of the present invention (Examples 3 to 6), good characteristics comparable to those of Examples 1 and 2 are obtained. It was confirmed that On the other hand, in Comparative Examples 2 and 3, since the value of Wmin / Wmax was outside the range of the present invention, it was confirmed that the initial inductance value and the saturation characteristic at the time of direct current superimposition of the inductance value were inferior.

10、10a、10b、10c…コイル部品
2…コア部
21…中芯部
22…外脚部
4a…ワイヤ
41…空芯コイル部
42…引出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10a, 10b, 10c ... Coil components 2 ... Core part 21 ... Core part 22 ... Outer leg part 4a ... Wire 41 ... Air core coil part 42 ... Lead-out part

Claims (1)

磁性体粉末と樹脂とを有するコア部と、
空芯コイル部と、前記空芯コイル部から引き出された引出部と、端子部とを有し、
少なくとも前記空芯コイル部の全体が前記コア部の内部に埋設されているコイル部品であって、
前記空芯コイル部の巻回軸方向に垂直な面で前記コイル部品を切断した断面において、前記空芯コイル部の内周側に存在する磁性体の外周上の任意の点と前記空芯コイル部の外周側に存在する磁性体の外周上の点との最短距離の最大値をWmax、最小値をWminとした場合に、Wmin/Wmaxが0.90以上であるコイル部品。
A core having magnetic powder and resin;
An air-core coil part, a lead-out part drawn from the air-core coil part, and a terminal part,
A coil component in which at least the entire air-core coil portion is embedded in the core portion,
An arbitrary point on the outer periphery of the magnetic body existing on the inner peripheral side of the air-core coil portion and the air-core coil in a cross section obtained by cutting the coil component along a plane perpendicular to the winding axis direction of the air-core coil portion A coil component in which Wmin / Wmax is 0.90 or more, where Wmax is the maximum value of the shortest distance from a point on the outer periphery of the magnetic body existing on the outer periphery side of the part, and Wmin is the minimum value.
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