JP2019153788A - Coil component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コアと、コアの内部に埋設されたコイルとを備えるコイル部品に関する。 The present invention relates to a coil component including a core and a coil embedded in the core.
例えば、特許文献1には、このタイプのリアクトル(コイル部品)が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses this type of reactor (coil component).
特許文献1に開示されたコイル部品は、コイルと、複合磁性体と、金属製のケースとを備えている。コイルは、空芯の周りに巻回されており、全体としてトロイダル形状を有している。ケースの底部には、コイルの形状に対応した曲面(内面)が形成されている。コイルをケースに収容した後、液状の複合磁性体がケースに充填されて硬化され、これによりコイル部品のコアが形成される。特許文献1のコイル部品は、コイルの外周が、ケースの内面に近接しているため、必要な磁気性能(インダクタンス)を維持しつつ、放熱性を高めることができる。 The coil component disclosed in Patent Document 1 includes a coil, a composite magnetic body, and a metal case. The coil is wound around the air core and has a toroidal shape as a whole. A curved surface (inner surface) corresponding to the shape of the coil is formed at the bottom of the case. After the coil is accommodated in the case, the liquid composite magnetic material is filled in the case and cured, thereby forming a core of the coil component. In the coil component of Patent Document 1, since the outer periphery of the coil is close to the inner surface of the case, heat dissipation can be improved while maintaining necessary magnetic performance (inductance).
特許文献1のコイル部品のようなコイルが複合磁性体(コア)の内部に埋設されたコイル部品について、磁気性能を更に向上させたいという要求がある。 There is a demand for further improving the magnetic performance of a coil component in which a coil such as the coil component of Patent Document 1 is embedded in a composite magnetic body (core).
そこで、本発明は、コアとコアの内部に埋設されたコイルとを備えるコイル部品であって、磁気性能を向上させることが可能なコイル部品を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a coil component including a core and a coil embedded in the core, and capable of improving the magnetic performance.
本発明によれば、第1のコイル部品として、
コイルと、第1コアと、第2コアとを備えたコイル部品であって、
前記コイルは、コイル本体と、コイル端部とを有しており、
前記コイル本体は、所定領域を囲むように巻回する複数のターンからなり、
前記第1コアは、圧粉コアであり、少なくとも部分的に前記所定領域の内部に位置しており、
前記第2コアは、前記コイル本体及び前記第1コアを覆う液状の磁性体を硬化させたものであり、部分的に前記所定領域の内部に位置している
コイル部品が得られる。
According to the present invention, as the first coil component,
A coil component comprising a coil, a first core, and a second core,
The coil has a coil body and a coil end,
The coil body comprises a plurality of turns wound around a predetermined area,
The first core is a dust core, at least partially located within the predetermined region;
The second core is obtained by curing a liquid magnetic material that covers the coil body and the first core, and a coil component that is partially located inside the predetermined region is obtained.
また、本発明によれば、第2のコイル部品として、第1のコイル部品であって、
前記第1コアの零磁場での透磁率は、前記第2コアの零磁場での透磁率よりも高い
コイル部品が得られる。
According to the present invention, the second coil component is a first coil component,
A coil component having a permeability of the first core in the zero magnetic field higher than that of the second core in the zero magnetic field is obtained.
また、本発明によれば、第3のコイル部品として、第1又は第2のコイル部品であって、
前記第1コアは、第1コア片を含んでおり、
前記第1コア片は、少なくとも部分的に、前記ターンである2つの所定ターンの間に配置されている
コイル部品が得られる。
Further, according to the present invention, as the third coil component, the first or second coil component,
The first core includes a first core piece,
The first core piece is at least partially obtained as a coil component disposed between two predetermined turns that are the turns.
また、本発明によれば、第4のコイル部品として、第3のコイル部品であって、
前記コイル本体は、複数の前記ターンからなる弧状部を有しており、
所定方向に沿って見たとき、前記弧状部は、全体として弧形状を有しており、
前記第1コア片は、前記弧状部において2つの前記所定ターンの間に配置されている
コイル部品が得られる。
According to the present invention, the fourth coil component is a third coil component,
The coil body has an arcuate portion composed of a plurality of the turns,
When viewed along a predetermined direction, the arc-shaped portion has an arc shape as a whole,
The first core piece is a coil component arranged between the two predetermined turns in the arcuate portion.
また、本発明によれば、第5のコイル部品として、第4のコイル部品であって、
前記所定方向に沿って見たとき、前記弧状部の2つの前記所定ターンは、前記弧状部の外周から内周に向かって先細る楔形領域を介して隣り合っており、
前記第1コア片は、前記所定方向に沿って見たとき、前記楔形領域に対応する形状を有している
コイル部品が得られる。
According to the present invention, the fifth coil component is a fourth coil component,
When viewed along the predetermined direction, the two predetermined turns of the arc-shaped portion are adjacent to each other via a wedge-shaped region that tapers from the outer periphery to the inner periphery of the arc-shaped portion,
When the first core piece is viewed along the predetermined direction, a coil component having a shape corresponding to the wedge-shaped region is obtained.
また、本発明によれば、第6のコイル部品として、第5のコイル部品であって、
前記第1コア片は、前記弧状部の前記内周近傍に位置する先端部を有しており、
前記所定方向と直交する周方向に沿って見たとき、前記第1コア片の前記先端部は、前記所定ターンのうち前記内周近傍に位置する部位と対応する形状を有している
コイル部品が得られる。
According to the present invention, the sixth coil component is a fifth coil component,
The first core piece has a tip portion located in the vicinity of the inner periphery of the arc-shaped portion,
When viewed along a circumferential direction orthogonal to the predetermined direction, the tip portion of the first core piece has a shape corresponding to a portion located in the vicinity of the inner periphery of the predetermined turn. Is obtained.
また、本発明によれば、第7のコイル部品として、第3乃至第6のいずれかのコイル部品であって、
前記コイル本体は、前記第1コア片が間に配置されていない2つの前記ターンを有している
コイル部品が得られる。
Further, according to the present invention, as the seventh coil component, any one of the third to sixth coil components,
The coil main body can be a coil component having the two turns in which the first core piece is not disposed therebetween.
また、本発明によれば、第8のコイル部品として、第1乃至第7のいずれかのコイル部品であって、
前記第1コアは、第1コアブロックを含んでおり、
前記第1コアブロックは、直線的に延びる直線部を有しており、
前記コイル本体は、直線部を有しており、
前記コイル本体の前記直線部は、前記第1コアブロックの前記直線部の周りを巻回する複数の前記ターンからなり、全体として直線的に延びている
コイル部品が得られる。
According to the present invention, as the eighth coil component, any one of the first to seventh coil components,
The first core includes a first core block;
The first core block has a linear portion extending linearly,
The coil body has a straight portion,
The straight portion of the coil body is composed of a plurality of turns wound around the straight portion of the first core block, and a coil component extending linearly as a whole is obtained.
また、本発明によれば、第9のコイル部品として、第8のコイル部品であって、
前記第1コアブロックは、互いに平行に延びる2つの前記直線部を有しており、
前記コイル本体は、2つの前記直線部を有しており、
前記コイルの2つの前記直線部は、前記第1コアブロックの2つの前記直線部の周りを夫々取り巻くように配置されている
コイル部品が得られる。
According to the present invention, the ninth coil component is an eighth coil component,
The first core block has two straight portions extending in parallel to each other,
The coil body has two straight portions,
The two linear portions of the coil are coil parts arranged so as to surround the two linear portions of the first core block, respectively.
また、本発明によれば、第10のコイル部品として、第9のコイル部品であって、
金属製のケースを更に備えており、
前記第2コアは、前記ケースの内部に充填されており、
前記第1コアブロックの前記直線部は、前記ケースの側部近傍に配置されている
コイル部品が得られる。
According to the present invention, the tenth coil component is a ninth coil component,
It is further equipped with a metal case,
The second core is filled in the case;
The linear part of the first core block is a coil component disposed in the vicinity of the side part of the case.
本発明による第2コアは、所謂注型コアであり、液状の磁性体を硬化することで形成される。特に、本発明における注型コアは、コイル本体及び第1コアを覆う液状の磁性体を硬化させたものである。これにより、コイル本体及び第1コアは、注型コアの内部に埋設されている。一方、本発明による第1コアは、圧粉コアであり、一般的に注型コアよりも高い透磁率を有する。本発明によれば、圧粉コアの一部及び注型コアの一部を、コイル本体によって囲まれた所定領域の内部に配置するという構造により、コイル部品の磁気性能を向上できる。 The second core according to the present invention is a so-called casting core, and is formed by curing a liquid magnetic material. In particular, the casting core in the present invention is obtained by curing a liquid magnetic material that covers the coil body and the first core. Thereby, the coil main body and the first core are embedded in the casting core. On the other hand, the first core according to the present invention is a dust core and generally has a higher magnetic permeability than a casting core. According to the present invention, the magnetic performance of the coil component can be improved by a structure in which a part of the dust core and a part of the casting core are arranged inside a predetermined region surrounded by the coil body.
(第1の実施の形態)
図1乃至図3に示されるように、本発明の第1の実施の形態によるコイル部品10は、コイル20と、磁性体からなる第2コア40と、アルミニウム等の金属からなるケース80とを備えている。加えて、コイル部品10は、第1コアを備えている。本実施の形態における第1コアは、磁性体からなる複数の第1コア片(第1コア)30から構成されている。換言すれば、第1コアは、第1コア片30を含んでいる。コイル20及び第1コア片30は、全体として集合体12を構成している。
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図3を参照すると、コイル20は、絶縁体からなる被覆(図示せず)によって覆われた導電線(図示せず)を螺旋状に巻回することにより形成されており、コイル本体200と、2つのコイル端部290とを有している。コイル本体200は、全体としてトロイダル形状を有している。コイル端部290は、コイル本体200の2つの端からコイル本体200の外部に夫々引き出されている。
Referring to FIG. 3, the
詳しくは、コイル本体200は、トロイダル形状の所定領域18を囲むように巻回する複数のターン250からなる。所定領域18は、コイル本体200のターン250の輪郭によって規定される領域であり、コイル部品10の使用時に生じる磁束FXに沿って連続して延びている。ターン250の夫々は、所定領域18を1回だけ巻回している。特に、本実施の形態において、ターン250は一層に巻かれている。但し、ターン250は2層以上に巻かれていてもよい。換言すれば、ターン250は、1以上の別のターン250と上下方向(所定方向:Z方向)において重なっていてもよい。
Specifically, the coil
図3に示されるように、本実施の形態のコイル本体200は、複数のターン250からなる1つの円部(弧状部)210を有している。Z方向に沿って見たとき、円部210は、全体として円形状(即ち、弧形状)を有している。Z方向に沿って見たとき、円部210の隣り合う2つのターン250は、円部210の外周212から内周214に向かって先細る楔形領域280を介して隣り合っている。
As shown in FIG. 3, the coil
図4を参照すると、ターン250は、Z方向と直交する周方向(C方向)に沿って見たとき、概ね円形状を有している。このため、ターン250のうちZ方向と直交する径方向(R方向)内側に位置する部位は、内周214に向かって突出する半円形状を有している。但し、本発明は、これに限られない。例えば、ターン250は、周方向に沿って見たとき、楕円形状、矩形形状、トラック形状、D形状等を有していてもよい。
Referring to FIG. 4, the
本実施の形態による第1コア片30の夫々は、圧粉コアであり、矩形板形状を有している。詳しくは、第1コア片30は、鉄合金粉末等の飽和磁束密度の高い軟磁性金属粉末を、高い圧力によって矩形板形状に圧縮成型したものである。
Each of the
第1コア片30は、周方向において隣り合う2つのターン250の間に、径方向外側から挿入され挟まれている。以下の説明において、第1コア片30が間に挿入された2つのターン250の夫々を「所定ターン(ターン)250X」という。従って、第1コア片30は、周方向において所定ターン250Xの間に配置されている。
The
図3及び図4に示されるように、周方向において隣り合う2つのターン250は、内周214から外周212に近づくほど離れている。第1コア片30は、主として、この離れた外周212付近に位置している。これにより、第1コア片30は、部分的に所定領域18の内部に位置している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the two turns 250 adjacent in the circumferential direction are separated from the
図1及び図2を参照すると、ケース80は、箱形状を有している。ケース80の内部には、収容部810が形成されている。収容部810は、前後方向(Y方向)及び横方向(X方向)において、ケース80の側部820によって囲まれている。コイル20及び第1コア片30からなる集合体12は、収容部810内部の所定位置に配置されている。
Referring to FIGS. 1 and 2, the
第2コア40は、集合体12が収容部810の内部に配置された後(配置後)に形成されている。詳しくは、配置後、軟磁性金属粉末、熱硬化性バインダ成分、溶媒等からなるスラリー(図示せず)が、収容部810に注入され、コイル端部290の上部(+Z側の部位)を除き、集合体12全体を覆う。その後、熱処理によってスラリーが硬化され、第2コア40が形成される。換言すれば、第2コア40は、コイル本体200及び第1コア片30をすっぽりと覆う液状の磁性体を硬化させたものである。また、以上の説明から理解されるように、スラリーは、注入されたとき、集合体12の隙間に入り込む。このため、第2コア40は、部分的に所定領域18の内部に位置している。以下の説明において、このように形成されたコアを「注型コア」という。
The
本実施の形態において、コイル端部290は、Z方向における上方(+Z方向)に延びて第2コア40の外部に突出している。コイル端部290は、コイル部品10外部の回路(図示せず)に接続される。
In the present embodiment, the
以下、以上のように構成されたコイル部品10の効果について説明する。
Hereinafter, effects of the
図16を参照すると、磁性コアを備える従来のトロイダル形状のコイル部品10Zにおいては、コイル本体200のターン250は、トロイダル形状の第1コア30Zの周りを巻回している。この構造により、コイル本体200のターン250は、外周212近傍において疎らになり内周214近傍において密集する。このため、磁束FXが内周214近傍に集中し易い。換言すれば、内周214近傍の磁束密度(例えば、0.55T)が外周212近傍の磁束密度(例えば、0.25T)よりも大きくなる。このような不均一な磁束密度は、インダクタンスの劣化や鉄損の悪化をもたらし易い。また、磁束FXが内周214近傍に漏れ出すことで、内周214近傍のコイル本体200に渦電流が生じるおそれがある。換言すれば、磁気性能が劣化するおそれがある。
Referring to FIG. 16, in a conventional
更に、図16から理解されるように、例えば、空芯のコイル本体200が第2コア40(図2参照)内部に埋設されている場合にも、第2コア40のうち所定領域18の内部に位置する部位はトロイダル形状を有する。従って、この場合も、磁束密度が不均一になり易い。
Furthermore, as understood from FIG. 16, for example, even when the air
一方、図7(A)を参照すると、本実施の形態によるコイル部品10においては、コイル本体200全体及び第1コア片30全体が、第2コア40(図2参照)の内部に位置している。このため、第2コア40のうち所定領域18の内部に位置する部位(所定部位)は、トロイダル形状を有している。但し、この所定部位のトロイダル形状は、径方向外側の部位(外側部)において部分的に第1コア片30によって置き換えられている。
On the other hand, referring to FIG. 7A, in the
一般的に、圧粉コアは、高い透磁率を有している。本実施の形態においても、第1コア片30の零磁場での透磁率は、第2コア40(図2参照)の零磁場での透磁率よりも高い。換言すれば、第1コア片30の磁気抵抗は、第2コア40に比べて低い。本実施の形態によれば、高い磁気抵抗を有する第2コア40の外側部の一部が、低い磁気抵抗を有する第1コア片30によって置き換えられている。これにより、磁気抵抗が所定領域18全体に亘って同じ値に近づくように調整されている。このため、従来のコイル部品10Z(図16参照)において内周214近傍に密集していた磁束FXは、外周212近傍に引き寄せられるように、その分布を変える。この結果、所定領域18全体に亘って磁束密度が均一化され、コイル部品10の磁気性能が向上する。
Generally, the dust core has a high magnetic permeability. Also in the present embodiment, the permeability of the
本実施の形態は、以下に説明するように、様々に変形可能である。 This embodiment can be variously modified as described below.
図4を参照すると、第1コア片30の一部は、所定領域18の内部に位置しており、第1コア片30の他の部位は、所定領域18の外部に位置している。しかしながら、第1コア片30全体が、所定領域18の内部に位置していてもよい。換言すれば、第1コア片30は、少なくとも部分的に、2つの所定ターン250Xの間に配置されていればよく、これにより、少なくとも部分的に所定領域18の内部に位置していればよい。
Referring to FIG. 4, a part of the
図5及び図6を参照すると、変形例による集合体12Aは、第1コア片30(図4参照)に代えて第1コア片(第1コア)30Aを含んでいることを除き、集合体12(図3参照)と同様に構成されている。第1コア片30Aの夫々は、第1コア片30(図4参照)と同様な(即ち、同じ材料を使用して同じ作製方法によって作製された)圧粉コアである。但し、第1コア片30Aの形状は、第1コア片30の形状と異なっている。第1コア片30Aは、Z方向に沿って見たとき、楔形領域280に対応する三角形状を有している。
Referring to FIGS. 5 and 6, the
図3及び図4から理解されるように、矩形板状の第1コア片30は、比較的作製し易く、取り扱いやすい。但し、矩形板状の第1コア片30を所定ターン250Xの間に挿入する場合、第1コア片30の厚さ(周方向におけるサイズ)は、外周212における所定ターン250Xの間の距離よりも小さくする必要がある。換言すれば、第1コア片30を大きくし難い。また、第1コア片30を挿入する際、第1コア片30の縁が所定ターン250Xの被覆を破損するおそれがある。
As understood from FIGS. 3 and 4, the rectangular plate-shaped
一方、図6から理解されるように、本変形例による第1コア片30Aは、外周212と内周214との間全体に亘って所定ターン250Xとの間の距離を均一に保ちつつ、内周214近傍まで挿入できる。この結果、集合体12Aが第2コア40(図2参照)の内部に埋設されたとき、所定領域18全体に亘って、磁束密度が更に効果的に均一化される。
On the other hand, as can be understood from FIG. 6, the
図5及び図6を参照すると、第1コア片30Aは、先端部310Aを有している。第1コア片30Aが所定ターン250Xの間に配置されたとき、先端部310Aは、弧状部210の内周214近傍に位置する。本変形例による先端部310Aは、概ね内周214に向かって突出する半円形状を有している。換言すれば、周方向に沿って見たとき、先端部310Aは、所定ターン250Xのうち内周214近傍に位置する部位と対応する形状を有している。これにより、第1コア片30Aは、所定ターン250Xの間にスムーズに挿入できる。
Referring to FIGS. 5 and 6, the
図7(B)を参照すると、変形例による集合体12Bは、第1コア片30(図4参照)に代えて第1コア片(第1コア)30Bを含んでいることを除き、集合体12(図3参照)と同様に構成されている。第1コア片30Bの夫々は、第1コア片30と同様な矩形板形状を有する圧粉コアである。但し、第1コア片30Bの厚さは、第1コア片30よりも厚い。第1コア片30Bは、2つのターン250置きに所定ターン250Xの間に配置されている。このため、コイル本体200は、第1コア片30Bが間に配置されていない2つのターン250を有している。
Referring to FIG. 7 (B), the
集合体12Bが第2コア40の内部に埋設されたコイル部品10Bは、コイル部品10(図1参照)と同様な効果を奏する。また、複数のターン250置きに第1コア片30Bを配置することで、必要な第1コア片30Bの数を小さくすることができる。このため、集合体12Bは、集合体12(図3参照)や集合体12A(図6参照)に比べて作製し易い。更に、集合体12Bは、集合体12や集合体12Aに比べて放熱性が高い。
The
図8(A)を参照すると、変形例による集合体12Cは、第1コア片30A(図5参照)に代えて第1コア片(第1コア)30Cを含んでいることを除き、集合体12A(図6参照)と同様に構成されている。第1コア片30Cの夫々は、第1コア片30Aと同様な形状を有する圧粉コアである。但し、第1コア片30Cの厚さは、第1コア片30Aよりも厚い。第1コア片30Cは、4つのターン250置きに所定ターン250Xの間に配置されている。このため、コイル本体200は、第1コア片30Cが間に配置されていない2つのターン250を有している。
Referring to FIG. 8 (A), the
図8(B)を参照すると、変形例による集合体12Dは、第1コア片30C(図8(A)参照)に代えて第1コア片30Dを含んでいることを除き、集合体12Cと同様に構成されている。第1コア片30Dの夫々は、第1コア片30Cと同様な形状を有する圧粉コアである。但し、第1コア片30Dの厚さは、第1コア片30Cよりも厚い。第1コア片30Dは、6つのターン250置きに所定ターン250Xの間に配置されている。このため、コイル本体200は、第1コア片30Dが間に配置されていない2つのターン250を有している。
Referring to FIG. 8B, the
図6及び図8から理解されるように、集合体12Cが第2コア40の内部に埋設されたコイル部品10Cも、集合体12Dが第2コア40の内部に埋設されたコイル部品10Dも、集合体12Aと同様な効果を奏し、集合体12Aに比べて作製し易い。但し、磁気性能を十分に向上させるためには、第1コア片30Cや第1コア片30Dが配置される周方向の間隔は、集合体12Aのように小さいほうが好ましい。
As understood from FIGS. 6 and 8, the
本実施の形態は、上述した変形例に加えて、更に様々に変形可能である。例えば、上述した実施の形態及び変形例において、第1コア片は、全体としてトロイダル形状を有するコイル本体の弧状部において2つの所定ターンの間に配置されている。しかしながら、コイル本体は、弧状部に加えて又は弧状部に代えて全体として直線的に延びる直線部を有していてもよい。この場合、第1コア片は、コイル本体の直線部において2つの所定ターンの間に配置されていてもよい。 In addition to the above-described modifications, the present embodiment can be further variously modified. For example, in the above-described embodiment and modification, the first core piece is disposed between two predetermined turns in the arc-shaped portion of the coil body having a toroidal shape as a whole. However, the coil main body may have a linear portion that extends linearly as a whole in addition to or instead of the arc-shaped portion. In this case, the first core piece may be disposed between two predetermined turns in the linear portion of the coil body.
コイルと第1コアとからなる集合体をケースに収容する前に、集合体を絶縁体で被覆してもよい。被覆は、例えば、集合体を液状の絶縁体に浸すことによって形成できる。 Before the assembly made up of the coil and the first core is housed in the case, the assembly may be covered with an insulator. The coating can be formed, for example, by immersing the aggregate in a liquid insulator.
(第2の実施の形態)
図9及び図10に示されるように、本発明の第2の実施の形態によるコイル部品10Eは、第1の実施の形態(図1及び図2参照)と同じ第2コア40及び金属製のケース80を備えている。一方、コイル部品10Eは、第1の実施の形態と異なるコイル20E及び第1コアを備えている。本実施の形態における第1コアは、磁性体からなる1つの第1コアブロック(第1コア)30Eから構成されている。換言すれば、第1コアは、第1コアブロック30Eを含んでいる。第1コアブロック30Eは、第1コア片30と同様に作製された圧粉コアである。
(Second Embodiment)
As shown in FIGS. 9 and 10, the
第1の実施の形態と同様に、コイル20E及び第1コアブロック30Eから構成される集合体12Eは、ケース80(図1参照)の収容部810内部の所定位置に配置されている。第2コア40は、集合体12Eが収容部810の内部に配置された後に、第1の実施の形態と同様に形成されており、ケース80の内部に充填されている。
As in the first embodiment, the
図11を参照すると、コイル20Eは、コイル20(図3参照)と同様に、絶縁体からなる被覆(図示せず)によって覆われた導電線(図示せず)を螺旋状に巻回することにより形成されており、コイル本体200Eと、2つのコイル端部290Eとを有している。
Referring to FIG. 11, like the coil 20 (see FIG. 3), the
コイル本体200Eは、直線的に延びるように巻回された後、全体としてU字形状を有するように折り曲げられている。この結果、コイル本体200Eは、1つの半円部(弧状部)210Eと、2つの直線部220Eとを有している。半円部210E及び直線部220Eの夫々は、U字形状の所定領域18Eを囲むように巻回する複数のターン250からなる。
The
図10及び図12を参照すると、第1コアブロック30Eは、概ねU字形状を有している。詳しくは、第1コアブロック30Eは、基部320Eと、2つの直線部330Eとを有している。直線部330Eは、前後方向(Y方向)において、基部320Eから前方(+Y方向)に突出しており、Y方向に沿って互いに平行に延びている。コイル20の2つの直線部220Eは、第1コアブロック30Eの2つの直線部330Eの周りを夫々取り巻くように配置されている。
Referring to FIGS. 10 and 12, the
図10に示されるように、上下方向(所定方向:Z方向)に沿って見たとき、半円部210Eは、全体として半円形状(即ち、弧形状)を有している。このため、Z方向に沿って見たとき、半円部210Eの隣り合う2つのターン250は、半円部210Eの外周212から内周214に向かって先細る楔形領域280Eを介して隣り合っている。
As shown in FIG. 10, when viewed along the vertical direction (predetermined direction: Z direction), the
図9及び図10を参照すると、コイル本体200Eの直線部220Eにおいて、所定領域18Eの内部には、第1コアブロック30E(圧粉コア)と、第1コアブロック30Eを覆う第2コア40(注型コア)とが配置される。一方、コイル本体200Eの半円部210Eにおいて、所定領域18Eの内部には、第2コア40のみが配置される。これにより、主として比較的高い透磁率を有する圧粉コアが直線部220Eの磁心として機能し、比較的低い透磁率を有する注型コアが半円部210Eの磁心として機能する。この構成により、コイル部品10Eの磁気性能を向上できる。
Referring to FIGS. 9 and 10, in the
また、第1コアブロック30Eの直線部330Eを、ケース80の側部820近傍に配置することにより、コイル部品10Eの放熱性を向上できる。
Further, by disposing the
本実施の形態は、以下に説明するように、様々に変形可能である。 This embodiment can be variously modified as described below.
例えば、図5及び図10を参照すると、半円部210Eにおいて隣り合う2つのターン250の間(楔形領域280E)に、第1コア片30Aを配置してもよい。これにより、所定領域18E全体に亘って、磁束密度が均一化され、コイル部品10Eの磁気性能が更に向上する。また、図10を参照すると、直線部330Eの幅(横方向(X方向)におけるサイズ)を直線部220Eの幅に比べて小さくし、直線部220EのうちのX方向外側の部位に偏るように位置させてもよい。これによっても、所定領域18E全体に亘って、磁束密度が均一化され、コイル部品10Eの磁気性能が向上する。
For example, referring to FIGS. 5 and 10, the
(第3の実施の形態)
図13を参照すると、本発明の第3の実施の形態によるコイル部品10Fは、第1の実施の形態(図1及び図2参照)と同じ第2コア40及び金属製のケース80(図1参照)を備えている。一方、コイル部品10Fは、第1の実施の形態と異なるコイル20F及び第1コアを備えている。本実施の形態における第1コアは、磁性体からなる4つの第1コアブロック(第1コア)30Fから構成されている。換言すれば、第1コアは、第1コアブロック30Fを含んでいる。第1コアブロック30Fは、第1コア片30と同様に作製された圧粉コアである。
(Third embodiment)
Referring to FIG. 13, a
第1の実施の形態と同様に、コイル20F及び第1コアブロック30Fから構成される集合体は、ケース80(図1参照)の収容部810内部の所定位置に配置されている。第2コア40は、集合体が収容部810の内部に配置された後に、第1の実施の形態と同様に形成されており、ケース80の内部に充填されている。
Similar to the first embodiment, the assembly including the
コイル20Eは、コイル20(図3参照)と同様に、絶縁体からなる被覆によって覆われた導電線を螺旋状に巻回することにより形成されており、コイル本体200Fと、2つのコイル端部(図示せず)とを有している。
Similar to the coil 20 (see FIG. 3), the
コイル本体200Fは、全体としてY方向に沿って直線的に延びる2つの直線部220Fを有している。直線部220Fは、その端部において互いに接続されている。直線部220Fの夫々は、所定領域18Fを囲むように巻回する複数のターン250からなる。
The
第1コアブロック30Fの夫々は、XY平面において概ねL字形状を有している。第1コアブロック30Fの端部は、所定領域18Fの内部に位置している。
Each of the
第2コア40は、その一部としてフレーム部410Fを有している。但し、フレーム部410Fは、第2コア40の他の部位と連続しており、他の部位との間に物理的な境界を有していない。フレーム部410Fは、XY平面において概ね角張ったO字形状(フレーム形状)を有している。第2コア40の内部に埋設されたコイル本体200Fの直線部220Fは、フレーム部410Fを取り巻くように配置されている。換言すれば、第2コア40は、部分的に所定領域18Fの内部に位置している。
The
仮に第1コアブロック30Fが設けられていない場合、磁束FXは、フレーム部410FのXY平面内側の角部に集中し易い(磁束FX1参照)。この結果、磁束FX1は、部分的にコイル本体200Fと交差し、渦電流を生じさせて磁気性能の劣化をもたらす。一方、本実施の形態によれば、フレーム部410FのXY平面外側の角部に、フレーム部410Fよりも高い透磁率を有する第1コアブロック30F(圧粉コア)が配置されている。このため、磁束FXは、フレーム部410FのXY平面外側にシフトする(磁束FX2参照)。この結果、フレーム部410F全体に亘って磁束密度が均一化され、コイル部品10Fの磁気性能が向上する。
If the
本実施の形態は、以下に説明するように、様々に変形可能である。 This embodiment can be variously modified as described below.
例えば、本実施の形態によれば、第1コアブロック30Fの一部が所定領域18Fの内部に位置しているため、磁束密度が均一化され易い。但し、第1コアブロック30Fがフレーム部410FのXY平面外側の角部に配置されている限り、第1コアブロック30F全体が直線部220Fの外部に位置していてもよい。
For example, according to the present embodiment, since a part of the
また、図14を参照すると、コイル部品10F(図13参照)を少し変形することで、コイル部品10Gが得られる。コイル部品10Gは、コイル20F及び第1コアブロック30Fを、ケース80(図1参照)と少し異なるケース80Gの内部に配置し、第2コア40を充填して作製されている。ケース80Gは、XY平面における中央部分を中空にした環状のケースである。詳しくは、ケース80Gは、側部820Gと、内壁830Gとを有している。コイル20Fのコイル本体200Fは、絶縁体からなる被覆を介してケース80Gの側部820Gや内壁830Gと接触している。この構造により、コイル本体200Fに生じた熱をケース80Gに直接的に放熱できる。
Further, referring to FIG. 14, the
(第4の実施の形態)
図15を参照すると、本発明の第4の実施の形態によるコイル部品10Hは、第1の実施の形態(図1及び図2参照)と同じ第2コア40及び金属製のケース80を備えている。一方、コイル部品10Hは、第1の実施の形態と異なるコイル20H及び第1コアを備えている。本実施の形態における第1コアは、磁性体からなる1つの第1コアブロック(第1コア)30Hから構成されている。換言すれば、第1コアは、第1コアブロック30Hを含んでいる。第1コアブロック30Hは、第1コア片30と同様に作製された圧粉コアである。
(Fourth embodiment)
Referring to FIG. 15, a
第1の実施の形態と同様に、コイル20H及び第1コアブロック30Hから構成される集合体は、ケース80(図1参照)の収容部810内部の所定位置に配置されている。第2コア40は、集合体が収容部810の内部に配置された後に、第1の実施の形態と同様に形成されており、ケース80の内部に充填されている。
Similar to the first embodiment, the assembly composed of the
コイル20Hは、コイル20(図3参照)と同様に、絶縁体からなる被覆(図示せず)によって覆われた導電線(図示せず)を螺旋状に巻回することにより形成されており、コイル本体200Hと、2つのコイル端部290Hとを有している。コイル本体200Hは、前後方向(Y方向)に沿って直線的に延びる直線部220Hを有している。直線部220Hは、直線的に延びる所定領域18Hを囲むように巻回する複数のターン250Hからなる。ターン250Hの夫々は、XY平面において概ね矩形形状を有している。
Similarly to the coil 20 (see FIG. 3), the
第1コアブロック30Hは、Y方向に沿って直線的に延びる直線部330Hを有している。特に、本実施の形態による第1コアブロック30Hは、直線部330Hのみから構成されている。直線部330Hは、その大部分が所定領域18Hの内部に配置されている。また、所定領域18Hの内部には、第2コア40も直線部330Hを覆うようにして配置されている。
The
本実施の形態によっても、コイル部品10Hの磁気性能を向上できる。また、本実施の形態も、様々に変形可能である。
Also according to the present embodiment, the magnetic performance of the
以下、本発明による様々な効果について纏めて説明する。 Hereinafter, various effects of the present invention will be described together.
一般的に、圧粉コアにおいては、磁性体が高い密度で充填される。この結果、圧粉コアは、高い飽和磁束密度及び良好な重畳特性を有する。また、圧粉コアは、高い熱伝導率を有し、放熱性も優れている。但し、圧粉コアの成型の自由度は、注型コアと比べて低い。また、圧粉コアにおいては、ギャップが必須になる。このため、コイル部品において磁芯として圧粉コアのみを使用する場合、コイル部品を作製する際の工程数が多く作製が煩雑である。 Generally, in the dust core, the magnetic material is filled at a high density. As a result, the dust core has a high saturation magnetic flux density and good superposition characteristics. Moreover, the dust core has high thermal conductivity and excellent heat dissipation. However, the degree of freedom in molding the dust core is lower than that of the casting core. Further, a gap is essential in the dust core. For this reason, when only a dust core is used as a magnetic core in a coil component, the number of steps for producing the coil component is large and the production is complicated.
注型コアにおいては、成型の自由度が高く、コイルとコアとの間のクリアランスを小さくできる。但し、注型コアは、金属ケースや金型にスラリーを流し込んで作製するため、ある程度の流動性が必要である。従って、スラリーにおける軟磁性金属粉末の体積密度を高くすることが難しい。このため、コイル部品において磁芯として注型コアのみを使用する場合、磁気特性(インダクタンス)が低くなり易い。更に、注型コアの内部にコイルを埋設する場合、放熱性が低くなり易い。 In the casting core, the degree of freedom of molding is high, and the clearance between the coil and the core can be reduced. However, since the casting core is produced by pouring slurry into a metal case or mold, a certain degree of fluidity is required. Therefore, it is difficult to increase the volume density of the soft magnetic metal powder in the slurry. For this reason, when only the casting core is used as the magnetic core in the coil component, the magnetic characteristic (inductance) tends to be low. Furthermore, when a coil is embedded in the casting core, the heat dissipation tends to be low.
一方、本発明によるコイル部品は、磁芯として圧粉コアと注型コアとからなるハイブリッドコアを使用する。例えば、第1の実施の形態のように、圧粉コアをコイルのターン間に挿入することで、コイル部品が容易に作製できる。更に、挿入する圧粉コアの形状や配置を工夫することにより、磁気特性を向上させることができる。より具体的には、例えば、複数の圧粉コアを、コイルに囲まれた所定領域の内周近傍に比べて外周近傍に偏るように配置することにより、内周近傍に集中している磁束が外周に向かって分散される。これにより、磁束密度分布を均一化して渦電流による損失を低減すると共にインダクタンスを向上させることができる。また、例えば、第2の実施の形態のようにコイルに直線部を設けることで十分な放熱性が得られる。更に、第3及び第4の実施の形態のようにハイブリッドコアを使用することで、コイル部品が容易に作製できると共に、磁気特性を向上させることができる。更に、本発明によるコイル部品は、優れた磁気性能を有するため、小型化も容易である。 On the other hand, the coil component according to the present invention uses a hybrid core composed of a dust core and a casting core as a magnetic core. For example, as in the first embodiment, the coil component can be easily manufactured by inserting the dust core between the turns of the coil. Furthermore, a magnetic characteristic can be improved by devising the shape and arrangement | positioning of the powder core to insert. More specifically, for example, by arranging a plurality of dust cores so as to be biased closer to the outer periphery than to the inner periphery of a predetermined region surrounded by the coil, the magnetic flux concentrated in the vicinity of the inner periphery can be reduced. Distributed toward the outer periphery. Thereby, the magnetic flux density distribution can be made uniform, loss due to eddy current can be reduced, and inductance can be improved. Further, for example, sufficient heat dissipation can be obtained by providing a straight portion in the coil as in the second embodiment. Further, by using the hybrid core as in the third and fourth embodiments, the coil component can be easily manufactured and the magnetic characteristics can be improved. Furthermore, since the coil component according to the present invention has excellent magnetic performance, it can be easily downsized.
本発明による効果を十分に得るためには、圧粉コアにおける磁性体(軟磁性金属粉末)の体積充填率(R1)は70vol%以上であることが好ましく、注型コアにおける磁性体(軟磁性金属粉末)の体積充填率(R2)は50vol%以上且つ85vol%以下であることが好ましい。また、体積充填率(R1)は90vol%以上であることが更に好ましく、体積充填率(R2)は70vol%以上且つ85vol%以下であることが更に好ましい。特に、体積充填率(R1)は92vol%程度であることが最も好ましく、体積充填率(R2)は70vol%程度であることが最も好ましい。 In order to sufficiently obtain the effect of the present invention, the volume filling rate (R1) of the magnetic body (soft magnetic metal powder) in the dust core is preferably 70 vol% or more, and the magnetic body (soft magnetism) in the casting core The volume filling rate (R2) of the (metal powder) is preferably 50 vol% or more and 85 vol% or less. Further, the volume filling rate (R1) is more preferably 90 vol% or more, and the volume filling rate (R2) is more preferably 70 vol% or more and 85 vol% or less. In particular, the volume filling rate (R1) is most preferably about 92 vol%, and the volume filling rate (R2) is most preferably about 70 vol%.
本発明によるコイル部品は、例えば車載リアクトルとして適している。但し、本発明は、リアクトル以外の様々なコイル部品に適用可能である。 The coil component by this invention is suitable, for example as a vehicle-mounted reactor. However, the present invention can be applied to various coil components other than the reactor.
本発明は、上述した様々な実施形態や変形例に加えて、更に様々に応用可能である。例えば、上述した様々な実施形態や変形例を必要に応じて組み合わせてもよい。 The present invention can be applied in various ways in addition to the various embodiments and modifications described above. For example, the various embodiments and modifications described above may be combined as necessary.
10,10B,10C,10D,10E,10F,10G,10H コイル部品
10Z コイル部品
12,12A,12B,12C,12D,12E 集合体
18,18E,18F,18H 所定領域
FX,FX1,FX2 磁束
20,20E,20F,20H コイル
200,200E,200F,200H コイル本体
210 円部(弧状部)
210E 半円部(弧状部)
212 外周
214 内周
220E,220F,220H 直線部
250,250H ターン
250X 所定ターン(ターン)
280,280E 楔形領域
290,290E,290H コイル端部
30,30A,30B,30C,30D 第1コア片(第1コア)
30E,30F,30H 第1コアブロック(第1コア)
30Z 第1コア
310A 先端部
320E 基部
330E,330H 直線部
40 第2コア
410F フレーム部(第2コア)
80,80G ケース
810 収容部
820,820G 側部
830G 内壁
10, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, 10H Coil parts 10Z
210E Semicircular part (arc-shaped part)
212
280, 280E Wedge-shaped
30E, 30F, 30H First core block (first core)
80,
Claims (5)
前記コイルは、コイル本体と、コイル端部とを有しており、
前記コイル本体は、所定領域を囲むように巻回する複数のターンからなり、
前記第1コアは、圧粉コアであり、
前記第2コアは、前記コイル本体及び前記第1コアを覆う液状の磁性体を硬化させたものであり、部分的に前記所定領域の内部に位置しており、
前記第1コアは、第1コアブロックを含んでおり、
前記第2コアは、フレーム部を有しており、
前記フレーム部は、所定平面においてフレーム形状を有しており、
前記コイル本体の一部は、前記フレーム部を取り巻くように配置されており、
前記第1コアブロックは、前記フレーム部の前記所定平面外側の角部に配置されている
コイル部品。 A coil component comprising a coil, a first core, and a second core,
The coil has a coil body and a coil end,
The coil body comprises a plurality of turns wound around a predetermined area,
The first core is a dust core;
The second core is obtained by curing a liquid magnetic material that covers the coil body and the first core, and is partially located inside the predetermined region,
The first core includes a first core block;
The second core has a frame portion,
The frame portion has a frame shape in a predetermined plane,
A part of the coil body is arranged so as to surround the frame part,
The first core block is a coil component disposed at a corner portion outside the predetermined plane of the frame portion.
前記第1コアの零磁場での透磁率は、前記第2コアの零磁場での透磁率よりも高い
コイル部品。 The coil component according to claim 1,
The coil component having a permeability of the first core in a zero magnetic field higher than a permeability of the second core in a zero magnetic field.
前記第1コアは、少なくとも部分的に前記所定領域の内部に位置している
コイル部品。 The coil component according to claim 1 or 2,
The first core is a coil component located at least partially inside the predetermined region.
前記第1コアブロックは、前記所定平面においてL字形状を有している
コイル部品。 The coil component according to any one of claims 1 to 3,
The first core block is a coil component having an L shape in the predetermined plane.
前記第1コアは、4つの前記第1コアブロックを含んでおり、
4つの前記第1コアブロックは、前記フレーム部の前記所定平面外側の4つの角部に夫々配置されている
コイル部品。 The coil component according to any one of claims 1 to 4,
The first core includes four first core blocks,
Four said 1st core blocks are coil components each arrange | positioned at four corner | angular parts of the said frame part outside the said predetermined plane.
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