JP5310400B2 - コイル部品およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、各種電子機器に用いられるコイル部品およびその製造方法に関するものである。
近年自動車のエンジン近傍のＤＣ／ＤＣコンバータ回路部等に用いられるコイル部品では、耐熱性や耐振性が要求されるため、磁性材料を粉末にして結合剤を混合し、加圧成形してコイルを磁心に埋設するものが知られている。このときコイルの引き出し線と電気的に接続した端子部を設け、この端子部は磁心から突出させて折曲加工したコイルの引き出し線と、この引き出し線に重ね合わせて引き出し線の位置および形状を保持する保持部とからなり、この保持部は一方の端部の形状を端面に二つの突出部を形成したコ字形状にするとともに、突出部を磁心に埋設することにより、保持部が磁心から抜けることを抑制している。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
上記従来のコイル部品では、磁心の内部で両側の保持部から延びる突出部が対向しているため、端子間に高電圧がかかった場合、端子間で絶縁破壊が生じ、端子間のショートあるいは磁心の材料が破壊することによってコア損失が増加する等の課題が生じる可能性がある。
本発明は上記課題を解決するために、金属磁性体粉末と結合剤を混合して加圧成形した磁心と、導線を螺旋状に巻回して形成し磁心に埋設したコイルと、このコイルと電気的に接続した端子部とを備え、この端子部は、磁心から突出させて折曲加工したコイルの引き出し線と、引き出し線に重ね合わせて引き出し線の位置および形状を保持する保持部とからなり、この保持部は一方の端部の形状を端面に二つの突出部を形成したコ字形状にするとともに、端面と突出部でコイルの外縁部を囲むように端部を磁心に埋設し、突出部の先端部分に絶縁層を形成しており、絶縁層は空隙としたものである。
上記構成により、対向する両側の保持部から延びる突出部の各先端部分に絶縁層があるため、端子間に高電圧がかかった場合でも絶縁破壊を発生しにくくなり、耐圧レベルに優れたコイル部品を得ることができる。
以下、本発明の一実施の形態におけるコイル部品について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施の形態におけるコイル部品の分解斜視図であり、図２は本発明の一実施の形態におけるコイル部品の斜視図である。本発明の一実施の形態のコイル部品は、金属磁性体粉末と結合剤を混合して加圧成形した断面が矩形状の磁心１１と、導線を螺旋状に巻回して形成し、この磁心１１に埋設したコイル部１２と、このコイル部１２と電気的に接続した端子部１３とを備えている。
磁心１１は、熱硬化性樹脂を含有した結合剤と金属磁性体粉末とを熱硬化性樹脂が完全硬化しない状態で混合して１トン／ｃｍ2程度で加圧成形した複数の圧粉体１４を、コイル部１２を挟み込むように再加圧成形して、圧粉体１４でコイル部１２を被覆するとともに熱硬化性樹脂が完全硬化するように加熱して成形している。この際、再加圧成形は加圧成形よりも大きな圧力の５トン／ｃｍ2程度で加圧しており、再加圧成形前よりも再加圧成形後は、圧粉体１４の厚みが薄くなり、成形密度が大きくなるようにしている。特に圧粉体１４は２個とし、一方の圧粉体１４はコイル部１２を完全収納する収納部を形成した角柱状の形状とし、他方の圧粉体１４は一方の圧粉体１４に被せる蓋状の形状とし、コイル部１２の引き出し線１５は２個の圧粉体１４の界面から突出させている。
端子部１３は、磁心１１から突出させて磁心１１の側面から底面に向かって折曲加工したコイル部１２の引き出し線１５と、引き出し線１５に重ね合わせて引き出し線１５の位置および形状を保持する保持部１６とからなっている。この保持部１６は自立して保持部１６の形状を保持することができる自立性を有する金属の平板からなる。ここでいう自立性とは、折曲加工された引き出し線１５に重ね合わせた保持部１６の形状が、外力によって容易に変形することがなく、磁心１１に対する引き出し線１５の位置および引き出し線１５の形状を保持することが可能な程度の剛性を有することを意味している。保持部１６は少なくとも引き出し線１５の剛性よりも大きい剛性を有している。
保持部１６の一方の端部１７の形状は端面１８に二つの突出部１９を形成したコ字形状に形成しており、突出部１９の中ほどには貫通孔２１を設けている。そして、端面１８と突出部１９とでコイル部１２の外縁部を囲むように、端部１７の突出部１９を磁心１１の隅部２０に埋設している。
ここで突出部１９の先端部にシリコーン樹脂からなる絶縁層２２を設けている。この絶縁層２２を設けることにより、端子部１３間に高電圧がかかった場合でも、端子部１３間で絶縁破壊が生じることを防ぐことができ、コイル部品の耐電圧性を向上させることができる。
絶縁層２２として、樹脂を用いているが、絶縁性を考えると空隙とすることがより望ましい。突出部１９は磁心１１から抜けるのを防ぐために設けているもので、先端に空隙を設けることは、抜けやすくなることになるが、本実施の形態では突出部１９の中ほどには貫通孔２１を設けているため、この貫通孔２１が抜け防止の役割を果たすため、絶縁層２２を空隙とすることができる。さらには、この貫通孔２１により端部１７の全体を磁心１１に埋設しなくても抜けを防止できるのでコイル部品を小型化することができる。
次に本発明の一実施の形態におけるコイル部品の製造方法について説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、表面を絶縁被覆した銅線を螺旋状に巻回し、引き出し線１５を左右に引き出したコイル部１２を形成する。
次に、図３（ｂ）のように、金属平板を金型で打ち抜くことにより、一方の端部１７の端面１８に二つの突出部１９を設けてコ字形状に形成した保持部１６に、絶縁被覆を除去したコイル部１２の引き出し線１５を熱圧着により電気的に接続して端子部１３を形成する。
次に、図３（ｃ）のように、突出部１９の先端部分にパラジクロルベンゼン２３からなる空隙形成材料を塗布する。この際、パラジクロルベンゼン２３をイソプロピルアルコールに溶かしたものを塗布し、イソプロピルアルコールを飛ばすことにより、突出部１９の先端部分にパラジクロルベンゼン２３を残している。
次に、図３（ｄ）のように、熱硬化性樹脂を含有した結合剤と金属磁性体粉末とを熱硬化性樹脂が完全硬化しない状態で混合して、乾燥、粉砕して粉体とした磁性材料を、１トン／ｃｍ2程度で加圧成形して複数の圧粉体１４を得た後、コイル部１２を挟み込むようにして５トン／ｃｍ2程度で再加圧成形し、圧粉体１４でコイル部１２を被覆することによりコイル部品の磁心１１の形にする。これを約１８０℃以上で加熱することにより圧粉体１４を完全硬化させる。このとき、パラジクロルベンゼン２３の沸点より高くなるため、パラジクロルベンゼン２３は気化して圧粉体１４の間より抜けてしまうため、突出部１９の先端部分に空隙からなる絶縁層２２を形成することができる。半導体装置のように熱硬化性樹脂によるインサート成形のような場合、中に気化する材料があると熱硬化性樹脂の中で膨張して破裂する等不具合が生じるが、本実施の形態のように圧粉体１４を用いた成形では、圧粉体１４の間を気体として抜けていくため、破裂したり気泡が生じることなく、所定の空隙を形成することができ、絶縁性を向上させることができる。
次に端子部１３を所定の長さで切断して折り曲げることにより、図３（ｅ）のようなコイル部品を得ることができる。
ここで、図３（ｄ）、図３（ｅ）は圧粉体１４または磁心１１を透視した透視斜視図であり、圧粉体１４または磁心１１の輪郭を破線で表示したものである。
なお、本実施の形態では、コイル部１２の引き出し線１５を保持部１６に電気的に接続した後に、突出部１９の先端部分に空隙形成材料を塗布したもので説明したが、コイル部１２を磁性材料で埋設させる工程の前に空隙形成材料を塗布すればよく、図３（ｂ）に示した金属平板を打ち抜いて保持部１６を形成した後に空隙形成材料を塗布してもよいものである。
本発明に係るコイル部品およびその製造方法は、耐電圧レベルを向上させたコイル部品を得ることができ、産業上有用である。
１１ 磁心
１２ コイル部
１３ 端子部
１４ 圧粉体
１５ 引き出し線
１６ 保持部
１７ 端部
１８ 端面
１９ 突出部
２０ 隅部
２１ 貫通孔
２２ 絶縁層
２３ パラジクロルベンゼン
１２ コイル部
１３ 端子部
１４ 圧粉体
１５ 引き出し線
１６ 保持部
１７ 端部
１８ 端面
１９ 突出部
２０ 隅部
２１ 貫通孔
２２ 絶縁層
２３ パラジクロルベンゼン
Claims (3)
- 金属磁性体粉末と結合剤を混合して加圧成形した磁心と、導線を螺旋状に巻回して形成し前記磁心に埋設したコイル部と、前記コイル部と電気的に接続した端子部とを備え、前記端子部は、前記磁心から突出させて折曲加工した前記コイル部の引き出し線と、前記引き出し線に重ね合わせて前記引き出し線の位置および形状を保持する保持部とからなり、前記保持部は一方の端部の形状を端面に二つの突出部を形成したコ字形状にするとともに、前記端面と前記突出部で前記コイル部の外縁部を囲むように前記端部を前記磁心に埋設し、前記突出部の先端部分に絶縁層を形成しており、前記絶縁層は空隙としたコイル部品。
- 導線を螺旋状に巻回したコイル部を端子部に電気的に接続する工程と、金属磁性体粉末と結合剤を混合した磁性材料で前記コイル部を埋設し加圧成形、加熱により前記磁性材料を硬化させることにより磁心を形成する工程とを備え、前記端子部は、前記磁心から突出させて折曲加工した前記コイル部の引き出し線と、前記引き出し線に重ね合わせて前記引き出し線の位置および形状を保持する保持部とからなり、前記保持部は一方の端部の形状を端面に二つの突出部を形成したコ字形状にするとともに、前記コイルを前記磁性材料に埋設させる工程の前に、前記突出部の先端部分に空隙形成材料を塗布する工程をさらに備え、前記加熱により前記空隙形成材料を気化させることにより、前記突出部の先端部分に空隙を形成するコイル部品の製造方法。
- 金属磁性体粉末と結合剤を混合して加圧成形した磁心と、導線を巻回して形成し前記磁心に埋設したコイル部と、前記コイル部と電気的に接続した端子部とを備え、前記端子部は、前記磁心から突出した前記コイル部の引き出し線と、前記引き出し線の位置および形状を保持する保持部とからなり、前記保持部は一方の端部に突出部を有し、前記端部を前記磁心に埋設し、前記突出部の先端部分に絶縁層を形成しており、前記絶縁層は空隙としたコイル部品。
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