JP2597779B2 - Inductor and manufacturing method thereof - Google Patents
Inductor and manufacturing method thereofInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ノイズフィルターや
バンドパスフィルター又は交流信号阻止用のチョークコ
イル等の用途に用いて好適なインダクタ及びその製造方
法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inductor suitable for use in applications such as a noise filter, a band-pass filter, and a choke coil for blocking an AC signal, and a method of manufacturing the inductor.
【0002】[0002]
【従来の技術】インダクタは、コンデンサとの組合せに
より、コモンモードやノーマルモードのノイズ除去用フ
ィルター、あるいは帯域通過用のフィルターとして使用
される他、単独で、チョークコイルとして不要な交流信
号の除去用にも使用される。このようなインダクタに
は、通常、コアに銅線を巻いたものが使用され、コア形
状はトロイダル状、ポット状、EI状及びEE状など、
また材質も金属系のダストコア(圧粉磁心)、アモルフ
ァスコア及び酸化物系のフェライトコアなど種々多様で
あるが、いずれにしてもコア自体は有形の密実体で構成
される。ここにトロイダル状コアはリング、EI状コア
はE型とI型の組合せ、EE状コアはE型とE型の組合
せになるもので、ごく一般的であり、またポット状コア
としてはたとえば実開昭60-61708号公報に開示されてい
るようなC型とT型のコアを組合せたものがある。2. Description of the Related Art An inductor is used as a common mode or normal mode noise elimination filter or a bandpass filter in combination with a capacitor, and is also used alone to eliminate an unnecessary AC signal as a choke coil. Also used for. Such an inductor usually has a core wound with a copper wire, and has a core shape such as a toroidal shape, a pot shape, an EI shape, and an EE shape.
The material is also various, such as a metal dust core (a dust core), an amorphous core, and an oxide ferrite core. In any case, the core itself is formed of a tangible dense body. Here, the toroidal core is a ring, the EI core is a combination of E type and I type, and the EE core is a combination of E type and E type, which is very common. There is a combination of a C-type core and a T-type core as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-61708.
【0003】上述した有形コアを用いたインダクタの改
良技術としては、コイルを装着したE型コアと相手のI
型コア又は同様にコイルを装着したT型コアと相手のC
型コアを、接着剤入りの強磁性粉体で接合するタイプの
もの(実開昭59−171315号公報)や、間隙を有する圧粉
磁心に、先にコイル巻線を施しておき、この巻線に直流
を通電して、この間隙部に磁性粉末を吸着させると同時
に絶縁性の樹脂を含浸させて固化させるもの(特公昭57
-32495号公報)、あるいは磁性粉末を予備成形して予め
複数のコア片を準備しておき、その後これらコア片の1
つに巻線を施してから他のコア片と組立て、さらに加圧
成形するもの(特開昭59-63809号公報)等がある。これ
らは、いずれもコアへの巻線をより簡便に行なおうとす
るものである。同様の考えで、型やケース中にコイルを
嵌め込み、磁性粉末と熱硬化性樹脂粉末との混合物を流
し込んで加熱、硬化させたもの(特開昭54-13994号公
報)がある。この他、巻線の簡便化とは無関係である
が、コア成形の省略を目指したものとして、リング状の
絶縁性樹脂ケース中に、粒子表面を絶縁処理した鉄粉を
充填し、このケースの外側から銅線を巻いてトロイダル
コイルとする技術(特開昭53-20562号公報)がある。[0003] As an improvement technique of an inductor using the above-mentioned tangible core, an E-shaped core having a coil mounted thereon and an opponent I-shaped core have been proposed.
Type core or a T type core with a similar coil and C
A coil winding is first applied to a mold core in which a mold core is joined with a ferromagnetic powder containing an adhesive (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 59-171315) or a dust core having a gap. When a direct current is applied to the wire, the magnetic powder is adsorbed in the gap, and at the same time, is impregnated with an insulating resin and solidified.
No.-32495) or magnetic powder is preformed to prepare a plurality of core pieces in advance, and then one of these core pieces is prepared.
There is a method in which a wire is applied to one piece, assembled with another core piece, and further subjected to pressure molding (JP-A-59-63809). These are all intended to make the winding to the core easier. Based on the same idea, there is a type in which a coil is fitted in a mold or a case, a mixture of a magnetic powder and a thermosetting resin powder is poured, heated and cured (Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-13994). In addition, although not related to the simplification of the winding, as an aim of omitting the core molding, a ring-shaped insulating resin case is filled with iron powder whose particle surface is insulated, There is a technique of winding a copper wire from the outside to form a toroidal coil (Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-20562).
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】鉄粉ダスト系のトロイ
ダルコイルの製造を例にとって説明すると、製造工程と
して、コアの圧密成形とキュアリング、同成形コアへの
エポキシ樹脂等による絶縁コーティング、該トロイダル
コアへの銅線巻線及びハンダ処理の各工程を必要とする
が、いずれの工程も手間を要する上、前の工程が終了し
ないと次の工程へ移れないといういわゆるリードタイム
の長さに問題があった。しかも人手による加工部分がか
なりのウエイトを占めるため、コスト的に高くつき、ま
た生産性も低い等、生産上多くの問題点を抱えていた。
さらに金属系のダストコイルは、特性上重要なQ値(=
1/tan δ)やL値(インダクタンス)が総体に低いと
いうところにも問題を残していた。The manufacturing process of the iron powder dust type toroidal coil will be described by way of example. As the manufacturing process, compaction molding and curing of the core, insulation coating of the molded core with an epoxy resin or the like, Each process of copper wire winding and soldering to the core is required, but each process is troublesome, and there is a problem with the so-called lead time length that it is not possible to move to the next process unless the previous process is completed was there. In addition, since the manually processed portion occupies a considerable weight, there are many problems in production such as high cost and low productivity.
Furthermore, metal-based dust coils have important Q values (=
1 / tan δ) and the L value (inductance) are low overall.
【0005】その他、上述した公知技術中、実開昭60-6
1708号公報においては、2種類のコア成形が必要な上、
嵌合面の仕上げ精度を良くする必要があり、またその他
のものではコアの成形や接着剤としての樹脂粉末が必要
なため、加熱硬化処理が省略できないとか、あるいは特
開昭53-20562号公報のように相変わらずトロイダル状の
手巻線加工を必要とするなど、製造工程上煩雑な問題を
残していた。[0005] Among the above-mentioned known techniques,
In the publication 1708, two types of core molding are required,
It is necessary to improve the finishing accuracy of the mating surface, and in other cases, resin molding as a core or an adhesive is necessary, so that the heat curing treatment cannot be omitted, or JP-A-53-20562. As described above, there still remains a complicated problem in the manufacturing process, such as the need for toroidal hand winding.
【0006】この発明は、上記の諸問題を有利に解決す
もので、リードタイムが短かいだけでなく、自動化が可
能で生産性に優れ、かつ低コストで、しかも特性上も極
めて優れたインダクタを、その有利な製造方法と共に提
案することを目的とする。The present invention advantageously solves the above-mentioned problems, and has not only a short lead time, but also an inductor that can be automated, has high productivity, is low in cost, and has extremely excellent characteristics. With its advantageous manufacturing method.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】この発明のインダクタ
は、一軸方向に巻線した空心コイルの全体を、強磁性の
粉末中に埋設させることにより、コイルの中心軸方向か
らコイルの外側方向へ、該強磁性粉末を介して閉磁路を
形成させたものである。すなわちこの発明は、一軸方向
に非トロイダル状に巻線した空心コイルの全体を強磁性
粉末中に埋設させて成るインダクタ(第1発明)であ
る。According to the inductor of the present invention, the whole air-core coil wound uniaxially is buried in a ferromagnetic powder so that the coil extends from the center axis of the coil toward the outside of the coil. A closed magnetic path is formed via the ferromagnetic powder. That is, the present invention is an inductor (first invention) in which the entire air-core coil non-toroidally wound in a uniaxial direction is embedded in ferromagnetic powder.
【0008】またこの発明は、心部が中空になる絶縁性
ボビンに巻線を施して得たコイルを、一端が開口した収
納ケース内に、両者の中心軸を一致させて装入したの
ち、コイル全体が埋設するように強磁性粉末を充填し、
しかるのちケースの開口部を封止することからなるイン
ダクタの製造方法(第2発明)である。Further, according to the present invention, a coil obtained by applying a winding to an insulating bobbin having a hollow core portion is inserted into a storage case having an open end with the center axes of both coils being coincident with each other. Fill the ferromagnetic powder so that the entire coil is buried,
Thereafter, there is provided a method of manufacturing an inductor, which comprises sealing an opening of a case (second invention).
【0009】以下、この発明を具体的に説明する。図1
に、この発明に従うインダクタの好適例を縦断面で示
す。図中番号1は絶縁性のボビン、2はコイル巻線、3
はケースであり、4が強磁性粉末、5が封止部、そして
6がコイルのリード線である。なおこの図では、コイル
巻線の外周部の保護絶縁膜や基板へのインダクタ取付用
ピン等を省略したが、これらが必要なことは言うまでも
ない。この発明において強磁性粉末は、金属系、非金属
系のいずれでも良く、アモルファス合金系の粉末(粉砕
粉を含む)も使用できる。さらにこれらの混合物であっ
ても良い。非金属系としては、Mn−Zn系、Cu−Zn系、Mg
−Zn系及びNi−Zn系等のソフトフェライト粉がとりわけ
有利に適合する。ボビン1やケース3の横断面形状は、
角でも丸でも差し支えないが、通常は丸形状の方が扱い
易い。ケース3の材質は、金属、プラスチックのいずれ
でも良いが、製造が簡単なのはプラスチックである。な
お一般的なインダクタでは、磁路断面積が大きく、かつ
磁路長が短い方がインダクタンスが高くなるので、この
発明のインダクタでも、横断面の面積を大きくし、かつ
高さを低くする方向で対処すると好結果がもたらされ
る。Hereinafter, the present invention will be described specifically. FIG.
Next, a preferred example of the inductor according to the present invention is shown in a longitudinal section. In the figure, number 1 is an insulating bobbin, 2 is a coil winding, 3
Is a case, 4 is a ferromagnetic powder, 5 is a sealing portion, and 6 is a coil lead wire. In this figure, the protective insulating film on the outer peripheral portion of the coil winding, the pins for attaching the inductor to the substrate, and the like are omitted, but it goes without saying that these are necessary. In the present invention, the ferromagnetic powder may be a metal-based or non-metal-based powder, and an amorphous alloy-based powder (including a pulverized powder) can also be used. Further, a mixture thereof may be used. Non-metals include Mn-Zn, Cu-Zn, Mg
Soft ferrite powders such as -Zn and Ni-Zn are particularly suitable. The cross-sectional shape of bobbin 1 and case 3
Although a corner or a circle may be used, a round shape is usually easier to handle. The material of the case 3 may be any of metal and plastic, but plastic is easy to manufacture. In a general inductor, the larger the magnetic path cross-sectional area and the shorter the magnetic path length, the higher the inductance. Therefore, even in the inductor of the present invention, in the direction of increasing the cross-sectional area and decreasing the height. Dealing with it has good consequences.
【0010】次に、かかるインダクタの製造方法につい
て説明するが、製造工程は極めて簡便である。 (1) まず一端が開口したコイル収納ケースを準備する。 (2) 次に、心部が中空の絶縁性ボビンに巻線を施し、コ
イル部を形成する。この時、巻線の最外周部は、絶縁テ
ープを巻くなどして保護する。またリード線部の、イン
ダクタ内にある部分も絶縁チューブを被せるなどして保
護する。 (3) 工程(2) で準備したコイルの軸方向を、工程(1) で
準備したケースの軸方向と一致させながら、該コイルを
ケース中央に適当な方法で固定する。 (4) しかるのち、ボビンに巻いたコイルの全体が埋設す
るように強磁性粉末を充填する。 (5) 最後にリード線を引出し、基板へのインダクタ取付
用ピンを固定したのち、ケースの開口部を樹脂等により
封止する。Next, a method for manufacturing such an inductor will be described, but the manufacturing process is extremely simple. (1) First, prepare a coil storage case with one end opened. (2) Next, a coil is formed on the insulating bobbin whose core is hollow. At this time, the outermost peripheral portion of the winding is protected by winding an insulating tape or the like. Also, the portion of the lead wire portion inside the inductor is protected by covering it with an insulating tube. (3) While matching the axial direction of the coil prepared in step (2) with the axial direction of the case prepared in step (1), fix the coil to the center of the case by an appropriate method. (4) Thereafter, the ferromagnetic powder is filled so that the entire coil wound on the bobbin is buried. (5) Finally, after the lead wires are drawn out and the pins for attaching the inductor to the substrate are fixed, the opening of the case is sealed with a resin or the like.
【0011】このように、この発明のインダクタでは、
心材に有形のコアを用いず、かつ巻線もトロイダル状に
巻く必要がないので、完全な自動化生産が可能となる。
しかも、ケースやボビンに巻いたコイルと強磁性粉末と
を別々に用意して、最後にケース内に装入するだけで済
むので、リードタイムも大幅に短縮できる。なお、閉磁
路は、充填した強磁性粉末により形成されることは前述
したとおりである。As described above, in the inductor of the present invention,
Since a tangible core is not used for the core material and the winding does not need to be wound in a toroidal shape, fully automated production is possible.
Moreover, since it is only necessary to separately prepare the coil wound around the case or the bobbin and the ferromagnetic powder and finally load the inside of the case, the lead time can be greatly reduced. As described above, the closed magnetic path is formed by the filled ferromagnetic powder.
【0012】[0012]
【作用】この発明では、ボビンに自動巻線したコイルを
ケース内に載置し、これに強磁性粉末を充填して、該粉
末をコア材代りにして閉磁路を形成する形でインダクタ
を構成するので、生産性に優れるほか、生産時間の大幅
な短縮が図れ、また製品歩留りが格段に高くなることと
も相俟って、コスト低減を可能ならしめるのである。加
えて、形状の自由度が大きく、コアの成形機や焼成炉、
コーティング装置等が不要であり、生産上極めて好都合
である。さらに粉末をそのまま充填するので磁気飽和が
起き難く、かつエネルギー吸収も大きくなって、その分
ノイズ抑制効果も大きくなる。According to the present invention, an inductor is formed by placing a coil automatically wound on a bobbin in a case, filling the coil with a ferromagnetic powder, and forming the closed magnetic circuit by using the powder as a core material. As a result, in addition to being superior in productivity, the production time can be significantly reduced, and the product yield can be significantly increased, thereby enabling cost reduction. In addition, the degree of freedom of the shape is large, the core molding machine and firing furnace,
No coating device or the like is required, which is extremely convenient for production. Further, since the powder is filled as it is, magnetic saturation is unlikely to occur, and the energy absorption is increased, and the noise suppressing effect is correspondingly increased.
【0013】[0013]
【実施例】以下に述べる要領で、実施例1〜8及び比較
例1〜5になるインダクタを製造したのち、インピーダ
ンスメーターを用い、1V の電圧下で周波数を 10, 10
0,1000 kHzと種々に変化させた場合における、インダク
タンスL (μH)、品質係数Q、位相角θ(°)、インピ
ーダンス|Z|(Ω)について測定した。得られた結果
を、実施例1〜4については表1に、実施例5〜8につ
いては表2に、また比較例1〜5については表3にそれ
ぞれ示す。また上記実施例及び比較例のうち、その幾つ
かについてLとQの周波数特性について調べた結果を図
2及び図3にそれぞれ示す。EXAMPLES In the manner described below, inductors according to Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 were manufactured, and the frequency was adjusted to 10 and 10 at a voltage of 1 V using an impedance meter.
The inductance L (μH), the quality factor Q, the phase angle θ (°), and the impedance | Z | (Ω) were measured at various changes of 0,1000 kHz. The obtained results are shown in Table 1 for Examples 1 to 4, Table 2 for Examples 5 to 8, and Table 3 for Comparative Examples 1 to 5, respectively. FIGS. 2 and 3 show the results of examining the frequency characteristics of L and Q for some of the examples and comparative examples, respectively.
【0014】[0014]
【表1】 [Table 1]
【0015】[0015]
【表2】 [Table 2]
【0016】[0016]
【表3】 [Table 3]
【0017】実施例1 太さ 0.6mmの銅線をプラスチック製のボビンに30ターン
巻き、その外周部に絶縁テープを巻いて、18mmφ, 12mm
φ, 4mmH の寸法としたコイルを、内側寸法が26mmφ,
10mmH のプラスチックケースの中央に中心軸を一致させ
て装入した後、−149 μm のCu−Zn系ソフトフェライト
粉末をケース内に充填してコイルを完全に包み込み、最
後にリード線を引出して開口部を樹脂封止してインダク
タを形成した。Example 1 A copper wire having a thickness of 0.6 mm was wound around a plastic bobbin for 30 turns, and an insulating tape was wound around the outer periphery of the bobbin.
φ, 4mmH of the coil, the inner dimension is 26mmφ,
After loading the center of the 10mmH plastic case with the center axis aligned, fill the case with -149 μm Cu-Zn soft ferrite powder to completely wrap the coil, and finally pull out the lead wire and open it. The part was sealed with resin to form an inductor.
【0018】表1より明らかなように、この発明に従う
インダクタは、周波数が高くなってもインダクタンズL
やQ(損失係数の逆数)が低下せず、特にQは、70を超
える高い値を示した。これは、後述する同様寸法の鉄粉
ダスト系のトロイダルコイル(比較例1,2)と比べる
と非常に高い値であり、従ってコンデンサーとの組合せ
によるローパスフィルターとしての用途が期待できる。
またインダクタンスも十分高い上に、高周波域のインピ
ーダンスも大きく、チョークコイルとしての用途も期待
される。As is clear from Table 1, the inductor according to the present invention has a lower inductance L even at higher frequencies.
And Q (the reciprocal of the loss coefficient) did not decrease, and especially Q showed a high value exceeding 70. This is a very high value as compared with iron powder dust-based toroidal coils (Comparative Examples 1 and 2) of the same dimensions to be described later, and thus can be expected to be used as a low-pass filter in combination with a capacitor.
In addition, the inductance is sufficiently high and the impedance in a high frequency range is large, so that it is expected to be used as a choke coil.
【0019】実施例2 実施例1において、充填粉末をソフトフェライト粉から
−44μm のセンダスト合金粉に変えた以外は、実施例1
と同様にしてインダクタを形成した。表1に示したとお
り、L,Q及び|Z|は、総体的に実施例1より若干低
目であったが、周波数が増すにつれて増加する傾向は、
実施例1と同じであった。なお比較例1,2と較べると
L,Q,|Z|は十分に高い値であった。Example 2 Example 1 was the same as Example 1 except that the filler powder was changed from soft ferrite powder to sendust alloy powder of -44 μm.
An inductor was formed in the same manner as described above. As shown in Table 1, L, Q and | Z | were slightly lower than those in Example 1, but the tendency to increase as the frequency increased was as follows.
Same as Example 1. Note that L, Q, and | Z | were sufficiently high values as compared with Comparative Examples 1 and 2.
【0020】実施例3 実施例1において、充填粉末をソフトフェライト粉から
−62μm のマグネタイト粉に変えた以外は、実施例1と
同様にしてインダクタを形成した。表1に示したとお
り、Q,|Z|は実施例1と同様に周波数の増加につれ
て増大したが、Lは僅かに減少傾向を示した。なお実施
例1,2に較べると、L,Q,|Z|共に相対的に低目
であったが、それでも比較例1,2に較べれば総じて高
く、特に高周波側のQは十分高い値であった。Example 3 An inductor was formed in the same manner as in Example 1 except that the filler powder was changed from soft ferrite powder to -62 μm magnetite powder. As shown in Table 1, Q and | Z | increased as the frequency increased, as in Example 1, but L showed a slight decreasing tendency. Although L, Q, and | Z | were relatively low as compared with Examples 1 and 2, it was nevertheless generally higher than Comparative Examples 1 and 2, and especially Q on the high frequency side was a sufficiently high value. there were.
【0021】実施例4 実施例1において、充填粉末を金属系の鉄粉に変えた以
外は、実施例1と同様にしてインダクタを形成した。表
1に示したとおり、このインダクタは 100μH を超える
高いインダクタンスを示し、インピーダンスも十分に高
かった。一方Qは50 kHz付近で極大を示した後(図3
(a) 参照)、比較例1,2と同様、それ以上の周波数で
減少する傾向を示した。しかしそれでもなお、比較例
1,2よりは相対的に高い値であった。Example 4 An inductor was formed in the same manner as in Example 1, except that the filler powder was changed to metal-based iron powder. As shown in Table 1, this inductor exhibited a high inductance exceeding 100 μH, and the impedance was sufficiently high. On the other hand, Q shows a maximum around 50 kHz (Fig. 3
(See (a)), as in Comparative Examples 1 and 2, there was a tendency to decrease at higher frequencies. However, the value was still relatively higher than Comparative Examples 1 and 2.
【0022】実施例5 実施例1において、ボビン部のコイル巻線寸法を33mm
φ, 27mmφ, 4mmH とし、ケースの内側寸法を41mmφ,
10mmH (従ってコイル部の磁路断面積は実施例1の5倍
となる)とした以外は、実施例1と同様にしてインダク
タを形成した。この場合に磁路長は実施例1の1.4 倍と
なり、5/1.4 =3.5 つまり実施例1の3.5 倍のインダ
クタンスが予測されたが、実測結果は、表2にも示すと
おり、10 KHzで約 208μH と実施例1の2.4 倍にとどま
った。なお、L,|Z|は周波数の増加につれて増大し
たが、Qは200KHzでピーク値96.6を示したのち、低減す
る傾向を示し、実施例1とは異なる挙動を呈した。Fifth Embodiment In the first embodiment, the coil winding size of the bobbin is set to 33 mm.
φ, 27mmφ, 4mmH, and the inside dimension of the case is 41mmφ,
An inductor was formed in the same manner as in Example 1, except that the magnetic path cross-sectional area of the coil portion was 5 times that of Example 1. In this case, the magnetic path length was 1.4 times that of the first embodiment, and 5 / 1.4 = 3.5. In other words, the inductance was predicted to be 3.5 times that of the first embodiment. The value was 208 μH, which was 2.4 times that of Example 1. Although L and | Z | increased with an increase in frequency, Q showed a peak value of 96.6 at 200 KHz and then showed a tendency to decrease, exhibiting a behavior different from that of Example 1.
【0023】実施例6 実施例1と実施例4で用いたCu−Zn系フェライト粉及び
鉄粉を、容量比で1対1つまり各50%ずつ混合したもの
を充填剤として用いた以外は、実施例1と同様にしてイ
ンダクタを形成した。表2に示したとおり、L,Q及び
|Z|は、実施例4とほぼ同様の数値を示したが、Q
は、図3(b) と図3(a) との比較からも明らかなよう
に、実施例4に較べて30 kHzを超える付近から相対的に
高くなり、そのピークは、実施例4が約50kHz であった
のに対して、この例では約100KHzと高周波側へシフトし
た。このように鉄粉へフェライト粉を混合することによ
り、その特性が改善されることがわかる。Example 6 A filler was prepared by mixing Cu-Zn ferrite powder and iron powder used in Examples 1 and 4 in a volume ratio of 1 to 1, that is, 50% each, as a filler. An inductor was formed in the same manner as in Example 1. As shown in Table 2, L, Q, and | Z |
As is clear from the comparison between FIG. 3B and FIG. 3A, the peak value is relatively high from the vicinity of over 30 kHz as compared with the fourth embodiment, and its peak is approximately equal to that of the fourth embodiment. In contrast to 50 kHz, in this example the frequency shifted to a high frequency side of about 100 kHz. It can be seen that the characteristics are improved by mixing the ferrite powder with the iron powder.
【0024】実施例7 実施例4で用いた鉄粉を、大気中で650 ℃に30分加熱し
ながら水蒸気を通し、粒子表面を酸化させてマグネタイ
トとした。この鉄粉を充填材として用い、他の条件は全
て実施例1と同一にしてインダクタを形成した。表2に
示したとおり、Lと|Z|は、各周波数とも実施例4の
鉄粉と、実施例3のマグネタイトのほぼ中間の値を示し
た。他方Qは、実施例6と同様に約 100kHz にピークが
あったが、相対的に実施例6よりも低かった。しかしそ
れでもなお、80 kHzを超える高周波側において、実施例
4よりは高い値を示した。この例のように、鉄粉粒子表
面を酸化し、電気的に絶縁した状態でも、粒子内部が本
質的に金属で、かつその粒子が大きい場合には、高周波
側において損失が大きくなり、Q値が低下することがわ
かる。これは、粒子内部に誘起される渦電流によるもの
と考えられる。Example 7 Water vapor was passed through the iron powder used in Example 4 while heating it at 650 ° C. for 30 minutes in the air to oxidize the particle surface to magnetite. Using this iron powder as a filler, an inductor was formed under the same conditions as in Example 1 except for all the other conditions. As shown in Table 2, L and | Z | at each frequency showed almost intermediate values between the iron powder of Example 4 and the magnetite of Example 3. On the other hand, Q had a peak at about 100 kHz as in Example 6, but was relatively lower than Example 6. Nevertheless, it still showed a higher value than that of Example 4 on the high frequency side exceeding 80 kHz. As in this example, even when the surface of the iron powder particles is oxidized and electrically insulated, if the inside of the particles is essentially metal and the particles are large, the loss increases on the high frequency side and the Q value increases. It can be seen that is decreased. This is considered to be due to eddy currents induced inside the particles.
【0025】実施例8 実施例1において、充填材を、−10μm のカルボニル鉄
粉に変えた以外は、実施例1と同様にしてインダクタを
形成した。表2に示したとおり、Lは実施例7とほぼ同
程度の、75μH を超える高い値を示し、また、|Z|,
θも実施例7と似た数値を示した。しかしQは、実施例
1のフェライト粉に近い挙動を示して、実施例4,6,
7の粒度が相対的に粗い鉄粉の場合とは大幅に異なって
いた。このように、本質的に金属であっても粒子が細か
い場合には、粒子内に渦電流が発生し難いため、高周波
側の損失が小さく維持されたものと考える。なお、高圧
水アトマイズした−44μm の鉄粉なども、相対的にQ値
はやや低いものの、焼鈍粉、未焼鈍粉に拘わらずカルボ
ニル鉄粉と同様の挙動を示すことが判った。Example 8 An inductor was formed in the same manner as in Example 1 except that the filler was changed to -10 μm carbonyl iron powder. As shown in Table 2, L shows a high value exceeding 75 μH, which is almost the same as that of Example 7, and | Z |,
θ also showed a value similar to that of Example 7. However, Q showed a behavior similar to the ferrite powder of Example 1, and
The particle size of No. 7 was significantly different from that of the iron powder having a relatively coarse particle size. As described above, in the case where the particles are fine, even if the particles are essentially metal, it is considered that the eddy current hardly occurs in the particles, so that the loss on the high frequency side is kept small. It should be noted that high-pressure water-atomized iron powder of -44 μm and the like also showed a similar behavior to carbonyl iron powder regardless of annealed powder or unannealed powder, although the Q value was relatively low.
【0026】比較例1 コアとして、密度 6.5 g/cm3, 寸法20.8mmφ, 12.3mm
φ, 6.5mmHの、表面にエポキシ樹脂コーティングを施し
た鉄粉系トロイダル・ダストコアに、太さ 0.6mmの銅線
をトロイダル状に30ターン巻き、その後は実施例1と同
一の条件でL, Q, θ, |Z|を測定した。表3に示し
たとおり、Lは高周波域で低下(図2(a) 参照)し、ま
たQも 50kHz でピーク値26を示した後(図3(a) 参
照)、次第に低下した。しかも実施例1と比較すると、
これらの値自体もかなり低かった。Comparative Example 1 As a core, the density was 6.5 g / cm 3 , the dimensions were 20.8 mmφ, 12.3 mm
A copper wire with a thickness of 0.6 mm is toroidally wound around a φ, 6.5 mmH, iron powder-based toroidal dust core coated with epoxy resin for 30 turns, and then L, Q under the same conditions as in Example 1. , θ, | Z | were measured. As shown in Table 3, L decreased in the high frequency range (see FIG. 2A), and Q gradually decreased after showing a peak value of 26 at 50 kHz (see FIG. 3A). Moreover, when compared with Example 1,
These values themselves were also quite low.
【0027】比較例2 比較例1より粗い鉄粉を用い、コア密度を6.0g/cm3と一
層低くした比較例1と同一寸法のダストコアを用い、比
較例1と同様にしてインダクタを形成した。表3に示し
たとおり、L,Qは比較例1よりも一層低くなった。COMPARATIVE EXAMPLE 2 An inductor was formed in the same manner as in Comparative Example 1, except that a coarser iron powder than Comparative Example 1 was used, and a dust core having the same core size as that of Comparative Example 1 having a lower core density of 6.0 g / cm 3 was used. . As shown in Table 3, L and Q were lower than in Comparative Example 1.
【0028】比較例3 実施例1〜4で使用したものと同一寸法、同一条件のコ
イルを空心のまま測定したところ、表3に示すとおり、
L,Q及び|Z|はいずれも実施例1〜4よりもはるか
に低い値を示した。また比較例1,2に較べてもL,|
Z|は総じて低かった。Comparative Example 3 A coil having the same dimensions and the same conditions as those used in Examples 1 to 4 was measured without any air core, and as shown in Table 3,
L, Q and | Z | all showed much lower values than Examples 1-4. In addition, L, |
Z | was generally low.
【0029】比較例4 実施例5で使用したものと同一寸法、同一条件のコイル
を空心のまま測定したところ、L,Q及び|Z|はいず
れも実施例5よりもかなり低い値であった。以上の比較
例3,4と実施例1〜4および5との比較から明らかな
ように、強磁性粉末によるコイル周辺への閉磁路形成は
極めて重要なファクターであることがわかる。COMPARATIVE EXAMPLE 4 A coil having the same dimensions and the same conditions as those used in Example 5 was measured without any air core, and L, Q and | Z | were all considerably lower than those in Example 5. . As is apparent from the comparison between Comparative Examples 3 and 4 and Examples 1 to 4 and 5, formation of a closed magnetic circuit around the coil by the ferromagnetic powder is an extremely important factor.
【0030】比較例5 プラスチックで、内側寸法が26mmφ, 9mmφ, 10mmH の
容器を作り、これに実施例1と同じ−149 μm のCu−Zn
系フェライト粉末を充填し、太さ0.6mm の銅線をこのケ
ースの外側から30ターンだけトロイダル状に巻線した。
表3に示したとおり、このインダクタは外部寸法的には
実施例1〜4とほぼ等しいものの、L,|Z|は実施例
1〜4よりかなり低く、またQ値も100kHzまでは低い値
を示した。しかしながら、 100〜500kHzの間で、実施例
4→実施例3→実施例2→実施例1の順にこれらのQ値
を超え、1000 kHzでは約102 の値を示した。しかし、こ
の例のようなトロイダル状の巻線を自動で実施するの
は、かなり難しく、また生産性の低下に加えて、コスト
高ともなり、L,|Z|の低さも加わって問題が残る。Comparative Example 5 A container made of plastic and having inner dimensions of 26 mmφ, 9 mmφ, and 10 mmH was prepared, and Cu-Zn of -149 μm was used as in Example 1.
Filled with ferrite powder, a 0.6 mm thick copper wire was wound in a toroidal shape from the outside of this case for 30 turns.
As shown in Table 3, this inductor has almost the same external dimensions as those of the first to fourth embodiments, but L, | Z | is considerably lower than those of the first to fourth embodiments, and the Q value has a low value up to 100 kHz. Indicated. However, these Q values exceeded the order of Example 4 → Example 3 → Example 2 → Example 1 between 100 and 500 kHz, and showed a value of about 102 at 1000 kHz. However, it is extremely difficult to automatically perform the toroidal winding as in this example, and in addition to the reduction in productivity, the cost increases and the problem remains due to the low L, │Z│. .
【0031】[0031]
【発明の効果】かくしてこの発明法によれば、インダク
タの自動生産が可能で、工程の大幅短縮を図り得ること
から、低廉生産が期待できることのほか、品質の安定
化、製品の小型化も期待できるなど、そのメリットは相
当に大きい。加えてこの発明インダクタは、特性的にも
高Q、高Lのため、コンデンサとの組合せによる使用、
あるいは単独にチョークコイルとして使用することのい
ずれにも適応でき、その応用、用途は広範囲にわたる。As described above, according to the method of the present invention, the automatic production of inductors is possible and the process can be greatly shortened, so that low-cost production can be expected, as well as stable quality and miniaturization of products. The merit is considerable, for example. In addition, since the inductor of the present invention has a high Q and a high L in characteristics, it can be used in combination with a capacitor.
Alternatively, it can be applied to use alone as a choke coil, and its application and use are wide-ranging.
【図1】この発明に従う好適なインダクタの縦断面図で
ある。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a preferred inductor according to the present invention.
【図2】実施例1〜8及び比較例1〜2におけるインダ
クタンスLの周波数依存性を示した図である。FIG. 2 is a diagram illustrating frequency dependence of an inductance L in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2.
【図3】実施例1〜8及び比較例1〜2における品質係
数Qの周波数依存性を示した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating frequency dependence of a quality factor Q in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2.
1 絶縁性ボビン 2 コイル巻線 3 ケース 4 強磁性粉末 5 封止部 6 リード線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulating bobbin 2 Coil winding 3 Case 4 Ferromagnetic powder 5 Sealing part 6 Lead wire
Claims (2)
心コイルの全体を強磁性粉末中に埋設させて成るインダ
クタ。An inductor formed by embedding an entire air-core coil wound non-toroidally in a uniaxial direction in ferromagnetic powder.
施して得たコイルを、一端が開口した収納ケース内に、
両者の中心軸を一致させて装入したのち、コイル全体が
埋設するように強磁性粉末を充填し、しかるのちケース
の開口部を封止することを特徴とするインダクタの製造
方法。2. A coil obtained by winding a coil on an insulating bobbin having a hollow core portion is placed in a storage case having an open end.
A method of manufacturing an inductor, comprising: loading the two coils with their central axes aligned, filling the ferromagnetic powder so that the entire coil is buried, and then sealing the opening of the case.
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1991
- 1991-12-02 JP JP3318051A patent/JP2597779B2/en not_active Expired - Lifetime
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