JP6072443B2 - インダクタの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、コア部材を、コイルの収納部を有する第1コアと蓋体である第2コアとに分離し、コイルを第1コアに収納した後、第2コアを第1コアに接合して成るインダクタの製造方法に関する。
図7に示すコイル封入磁心(インダクタ)1は、圧粉コア2の内部にコイル3を封入した状態で圧縮成形した構造である。圧粉コア2には軟磁気特性に優れたFe基非晶質合金粉末が好ましく使用される。しかしながらFe基非晶質合金粉末は磁歪が大きいことから、非晶質粉末本来の性能を出すために成形圧力を高くして成形密度を上昇させ、また高い温度でアニール処理して、応力緩和を促進することが必要であった。しかし、それによりコイル線被覆材が破れたり熱分解等する問題があった。そのため、コイル線被覆材質により成形圧力及びアニール温度に制約があった。
一方、特許文献に示すようにコア部材を複数にピース化してコイルを収納する構成とすれば、図7に示したコイル封入磁心と異なって、コイル線被覆材質による制約を無くすことができ、コア部材を高圧力及び最適なアニール温度で成形でき、Fe基非晶質合金粉末本来の性能を引き出すことが可能になる。
ところで、コア部材とコイルとの間に形成される隙間を樹脂で埋めてもギャップになり特性劣化に繋がるため、下記特許文献には、樹脂に磁性粉末を混合して充填する構成が開示されている。
特開昭60−214510号公報 特開2000−182845号公報 特開2008−235773号公報 特開2005−175158号公報 特開2008−218724号公報
しかしながら磁歪の大きいFe基非晶質合金粉末をコア部材に用いたとき、樹脂のヤング率によりインダクタンスLが低下することがわかった。各特許文献には、樹脂のヤング率について特に言及していない。
そこで本発明は、上記の従来課題を解決するためのものであり、特に、磁性粉末の充填率とともにヤング率を適正化して、高いインダクタンスLを得ることが出来るインダクタの製造方法を提供することを目的とする。
発明におけるインダクタの製造方法は、巻回部と前記巻回部から引き出された端子部とを有するコイルと、前記コイルに対する有底の収納部が形成された第1コア及び前記収納部の開口側を覆う第2コアを有して構成されるコア部材と、前記収納部と前記収納部の開放端側に位置する前記第2コアとの間の略囲まれた空間内で前記コイルとの隙間を埋める充填材と、を有し、前記収納部の平面形状は、前記巻回部の平面形状よりも大きく、前記収納部の底面から前記第1コアの上面までの高さは、前記巻回部の高さよりも大きいインダクタの製造方法であって、
Fe基非晶質合金粉末と結着材とを圧縮成形して前記コア部材を形成し、
0.1GPa以上3.2GPa以下のヤング率を有する樹脂に磁性粉末を30体積%以上60体積%以下の範囲、あるいは3.2GPa以上5.2GPa以下のヤング率を有する樹脂に磁性粉末を40体積%以上55体積%以下の範囲で混合して前記充填材を生成し、
前記巻回部を前記第1コアの前記収納部内に収納し、前記充填材を前記収納部の開口側に充填することで、前記充填材が、前記巻回部の上下、内周、および外周を覆って前記収納部を満たした後、前記第2コアを前記第1コアの前記開口側に被せて、前記コイルと第1コア及び前記第2コアとの間に前記充填材が介在した状態で、前記第1コアと前記第2コア間を接合し、
前記第1コアと前記第2コア間の接合後に、前記端子部を折り曲げることを特徴とするものである。
上記のように本発明は、充填材を第1コアに形成された収納部と第2コアとで略囲まれた空間内でコイルとの隙間に充填させるものであり、このような構成において、高いインダクタンスLを得るために、本発明では、上記のように充填材に含まれる磁性粉末の含有率と樹脂のヤング率とを規定した。これにより、充填材の流動性を適度に保ちながら、充填材をコア部材とコイル間に適切に流し込むことができるとともに、コア部材とコイル間の隙間に磁性粉末を相当量、介在させることが出来る。そして、磁歪の大きいFe基非晶質合金粉末をコア部材に用いた場合でも、充填材自体の内部応力を小さくでき、コア部材に作用する応力を小さくできる。以上により、本発明では、インダクタンスLの向上を図ることができる。特に、本発明では、コイルを封入した状態でコアを圧縮成形して成るコイル封入磁心に比べて高いインダクタンスLを得ることができる。
本発明では、前記磁性粉末は、前記充填材中、40体積%以上60体積%以下の範囲で含有されることが好ましい。これにより、より効果的に高いインダクタンスLを得ることができる。
また本発明では、前記樹脂のヤング率は、0.9GPa以上3.2GPa以下であることが好ましい。さらに本発明では、前記樹脂のヤング率は、0.9GPa以上1.5GPa以下であることがより好ましい。これにより、より効果的に高いインダクタンスLを得ることができる。
前記充填材中に含まれる磁性粉末は、Fe基非晶質合金粉末であることが好ましい。これにより高い軟磁気特性を確保でき、またより効果的に高いインダクタンスLを得ることができる。
また本発明では、前記Fe基非晶質合金粉末は、組成式がFe100-a-b-c-x-y-z-tNiaSnbCrcxyzSitで示され、0at%≦a≦10at%、0at%≦b≦3at%、0at%≦c≦6at%、6.8at%≦x≦10.8at%、2.0at%≦y≦9.8at%、0at%≦z≦8.0at%、0at%≦t≦5.0at%であるFe基軟磁性合金粉末であることが好ましい。
あるいは本発明におけるインダクタは、コイルと、前記コイルに対する有底の収納部が形成された第1コア及び前記収納部の開口側を覆う第2コアを有して構成されるコア部材と、前記収納部と前記収納部の開放端側に位置する前記第2コアとの間の略囲まれた空間内で前記コイルとの隙間を埋める充填材と、を有し、
前記収納部の平面形状は、前記コイルの平面形状よりも大きく、前記収納部の底面から前記第1コアの上面までの高さは、前記コイルの高さよりも大きく、前記充填材は、前記コイルの上下、内周、および外周を覆って前記収納部を満たし、前記コイルと第1コア及び前記第2コアとの間には、前記充填材が介在しており、
前記コア部材は、Fe基非晶質合金粉末及び結着材を圧縮成形したものであり、
前記充填材は、樹脂と磁性粉末とを有して構成され、
前記樹脂のヤング率は、3.2GPa以上5.2GPa以下であり、
前記磁性粉末は、前記充填材中、40体積%以上55体積%以下の範囲で含有されていることを特徴とするものである。
そのインダクタの製造方法は、コイルと、前記コイルに対する有底の収納部が形成された第1コア及び前記収納部の開口側を覆う第2コアを有して構成されるコア部材と、前記収納部と前記収納部の開放端側に位置する前記第2コアとの間の略囲まれた空間内で前記コイルとの隙間を埋める充填材と、を有し、前記収納部の平面形状は、前記コイルの平面形状よりも大きく、前記収納部の底面から前記第1コアの上面までの高さは、前記コイルの高さよりも大きいインダクタの製造方法であって、
Fe基非晶質合金粉末と結着材とを圧縮成形して前記コア部材を形成し、
3.2GPa以上5.2GPa以下のヤング率を有する樹脂に磁性粉末を40体積%以上55体積%以下の範囲で混合して前記充填材を生成し、
前記コイルを前記第1コアの前記収納部内に収納し、前記充填材を前記収納部の開口側に充填することで、前記充填材が、前記コイルの上下、内周、および外周を覆って前記収納部を満たした後、前記第2コアを前記第1コアの前記開口側に被せて、前記コイルと第1コア及び前記第2コアとの間に前記充填材が介在した状態で、前記第1コアと前記第2コア間を接合することを特徴とするものである。
本発明のインダクタの製造方法によれば、高いインダクタンスLを得ることが出来る。


図1は、本実施形態におけるインダクタの分解斜視図である。 図2は、図1に示す第1コアにコイルを収納した状態を示す斜視図である。 図3は、図2の状態から充填材を充填し、更に第1コア上に第2コアを被せた状態のインダクタの斜視図である。 図4は、図2の状態から充填材を充填した状態を示すインダクタの縦断面図である。 図5は、図4の状態から第2コアを第1コアの上面に充填材を介して接合した状態を示すインダクタの縦断面図である。 図6(a)は、充填材を構成する樹脂のヤング率とインダクタンスLとの関係を示すグラフであり、ヤング率の範囲を0.1GPa〜3.2GPaに規定した第1の実施例を示す。 図6(b)は、充填材を構成する樹脂のヤング率とインダクタンスLとの関係を示すグラフであり、ヤング率の範囲を3.2GPa〜5.2GPaに規定した第2の実施例を示す。 図7は、コイルを封入した状態でコアを圧縮成形して成るコイル封入磁心の平面図である。
図1は、本実施形態におけるインダクタの分解斜視図である。
図1に示すようにインダクタ10は、第1コア(成形本体)11、コイル12及び第2コア(蓋体)13とを有して構成される。第1コア11と第2コア13とによりコア部材14が構成される。
コア部材14は、Fe基非晶質合金(Fe基金属ガラス合金)粉末及び結着材を圧縮成形したものである。本実施形態では、Fe基非晶質合金を例えば、アトマイズ法により粉末状に、あるいは液体急冷法により帯状(リボン状)に製造できる。
Fe基非晶質合金粉末は、略球状あるいは楕円体状等からなる。前記Fe基非晶質合金粉末は、コア中に多数個存在し、各Fe基非晶質合金粉末間が結着材(バインダー樹脂)にて絶縁された状態となっている。
結着材としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、PVA(ポリビニルアルコール)、アクリル樹脂等の液状又は粉末状の樹脂あるいはゴムや、水ガラス(Na2O−SiO2)、酸化物ガラス粉末(Na2O−B23−SiO2、PbO−B23−SiO2、PbO−BaO−SiO2、Na2O−B23−ZnO、CaO−BaO−SiO2、Al23−B23−SiO2、B23−SiO2)、ゾルゲル法により生成するガラス状物質(SiO2、Al23、ZrO2、TiO2等を主成分とするもの)等を挙げることができる。
また潤滑剤として、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム等を添加してもよい。結着材の混合比は5質量%以下、潤滑剤の添加量は0.1質量%〜1質量%程度である。
本実施形態では、第1コア11及び第2コア13を夫々、単体にて圧縮成形できる。よって図7に示したコイルをコア内に封入した状態で圧縮成形する構造と異なって、成形圧力及びアニール処理に、コイル線被覆材質による制約が無く、高圧力による成形、コア材料に最適な温度でのアニール処理が可能になりFe基非晶質合金本来の性能を適切に引き出すことが出来る。
図1に示すように第1コア11にはコイル12を収納するための有底の収納部11aが形成されている。ここで収納部11aの平面形状は、コイル12よりもやや大きく、また収納部11aの側壁11bの高さh1は、コイル12の高さh2よりもやや大きい。また第1コア11の裏面には、図4,図5に示すように、コイル12の端子部12bを収納するための切欠部11cが形成されている。
第2コア13は、所定厚で形成された蓋体であり、例えば上面13a及び下面13bは平面で形成されている。
コイル12は、絶縁被膜された導線を螺旋状に巻回して形成されたものである。コイル12は、巻回部12aと、巻回部12aから引き出された端子部12b,12bとを有して構成される。コイル12の巻き数は必要なインダクタンスLに応じて適宜設定される。コイル12は、エッジワイズコイルであり、丸線コイルに比べて各ターンにおける導体の断面積を大きくでき、少ないターン数にて所望の高いインダクタンスLを得ることが可能になる。なお、より高いインダクタンスLが必要な場合、狭いスペースにより多くの巻線のターン数が必要となるため、その場合は断面積が小さく、スペースの有効活用が可能な丸線コイルを使用しても良い。
図2は、図1に示すコイル12を第1コア11の収納部11a内に設置した状態を示している。図4は図2のA−A線に沿って高さ方向に切断し矢印方向から見たインダクタの製造途中の縦断面図を示し、特に充填材16が充填された状態を示している。
図4に示す充填材16は樹脂17と磁性粉末18とを有して構成されている。なお図4,図5では、充填材16内の磁性粉末18を黒点で模式的に示した。
第1の実施形態では、0.1GPa以上3.2GPa以下のヤング率を有する樹脂17を用いた。また充填材16に含有される磁性粉末18の充填量を30体積%以上60体積%以下に設定した。
図4に示すように、充填材16は、コイル12と第1コア11の収納部11aを構成する側壁11bとの間の隙間aに流れ込む。また図4に示すように収納部11a内を充填材16で満たして、コイル12の上面及び下面を充填材16で覆い、さらに第1コア11の上面11dにも充填材16を塗布する。このようにコイル12の周囲を充填材16で覆うことでインダクタの鳴き、振動を防止することもできる。
樹脂17には0.1GPa以上3.2GPa以下のヤング率を有するエポキシ樹脂やシリコーン樹脂を好ましく適用できる。また磁性粉末18には、フェライト等の結晶性のものを用いることも可能であるが、前記磁性粉末18は、例えば、組成式がFe100-a-b-c-x-y-z-tNiaSnbCrcxyzSitで示され、0at%≦a≦10at%、0at%≦b≦3at%、0at%≦c≦6at%、6.8at%≦x≦10.8at%、2.0at%≦y≦9.8at%、0at%≦z≦8.0at%、0at%≦t≦5.0at%であるFe基非晶質合金粉末であることが好適である。
上記に示したFe基非晶質合金粉末は、主成分としてのFeと、Ni、Sn、Cr、P、C、B、Siとを上記組成比率内にて添加してなる金属ガラスである。Fe基非晶質合金粉末は、非晶質で且つガラス転移点(Tg)を有するとともに、優れた軟磁気特性を備える。
充填材16に含有される磁性粉末18は、コア部材14を構成するFe基非晶質合金と同種であることが好ましい。ここで同種とは、同じ粉末(同じ製造工程で作られたもの、あるいは別の工程であっても組成をほぼ同じとしたもの)か、あるいは、異なる粉末(組成が異なる)であっても飽和磁束密度Bsや透磁率等のインダクタのコアに必要とされる基本特性がほぼ同等であることを指す。但し、充填材16に含有される磁性粉末18をFe−Ni合金やFe−Al−Si合金のような磁歪の小さい材料とすることも出来る。この場合は温度、湿度等の環境変化に伴う磁気特性の変化を低く抑えることができ、使用する用途によっては好ましいものとすることができる。
図4に示すように、充填材16を第1コア11に充填した後、図3及び図5に示すように、第2コア13を第1コア11上に充填材16を介して重ね合わせる。なお図5は図4に示すB−B線に沿って高さ方向に切断し矢印方向から見た縦断面図であり、また図3に示す端子部12bを折り曲げ加工した後の状態を示している。
図5に示すように、充填材16は、有底の収納部11aと、収納部11aの開放端11a1側に位置する第2コア13との間の略囲まれた空間15内でコイル12との隙間aを埋めている。ここで図5に示すように、第1コア11の上面11dと第2コア13との間には、充填材16および樹脂17が介在しているため多少の隙間があり、また、端子部12bの第1コア11からの引出部にも多少の隙間がある。従って、「略囲まれた空間」とは、収納部11aと第2コア13との間にて完全に囲まれた空間ではなく、上述したように多少、隙間(第1コア11の上面11dと第2コア13との間)を有していてもよいことを意味する。
本実施形態では、第2コア13を第1コア11上に充填材16を介して重ね合わせた後、熱処理を施して、充填材16を構成する樹脂17を熱硬化させる。これにより、第1コア11と第2コア13間を接合することが出来る。なおここで言う熱処理の温度は、コア部材14を成形する際に応力緩和のために行うアニール処理温度よりも低い温度であり、コイル線被覆材に悪影響を及ぼさない温度である。またこのようにコイル線被覆材に加わる熱処理の温度を従来よりも低くできることで、コイル線被覆材として使用する材質を耐熱性の低い安価なものに代えることが可能になり生産コストの低減を図ることが可能になる。
更に図3に示す端子部12bを下方向に向けて折り曲げ、図5に示すように第1コア11の裏面に形成された切欠部11cに端子部12bを収納する。
上記したように、第1の実施形態では、充填材16に含有される磁性粉末18の充填量を、充填材16中、30体積%以上60体積%以下に設定し、さらに0.1GPa以上3.2GPa以下のヤング率を有する樹脂17を用いた。これにより、充填材16の流動性を適度に保ちながら、充填材16を第1コア11とコイル12間の狭い空間に適切に流し込むことができるとともに、コア部材14とコイル12間の隙間に磁性粉末18を相当量、介在させることが出来る。図5に示すように、充填材16は、有底の収納部11aと、収納部11aの開放端11a1側に位置する第2コア13との間の略囲まれた空間15内でコイル12との隙間aを埋めている。このように囲まれた空間15内を充填材16で埋めるからヤング率がかなり低い状態であっても充填材16を空間15内で保持でき、0.1GPaを下限値としたヤング率を有する樹脂17を適用できる。
また、磁性粉末18の充填量を増やせば、充填材16の流動性が低下し隙間aを適切に埋めることができないため、上限値を60体積%とした。
本実施形態では、コア部材に磁歪の大きいFe基非晶質合金粉末を用い、さらには充填材16にもFe基非晶質合金粉末を用いた場合でも、充填材16自体の内部応力を小さくでき、コア部材14に作用する応力を小さくできる。
以上により、本実施形態では、インダクタンスLの向上を図ることができる。特に、本実施形態では、充填材16に含有される磁性粉末18の充填量を、充填材16中、30体積%以上60体積%以下に設定し、さらに0.1GPa以上3.2GPa以下のヤング率を有する樹脂17を用いたことで、後述する実験結果に示すように、コイルを封入した状態でコアを圧縮成形して成るコイル封入磁心に比べて高いインダクタンスLを得ることができる。
充填材16に含まれる磁性粉末18の充填率を、好ましくは、40体積%以上60体積%以下、より好ましくは、45体積%以上60体積%以下、あるいは、40体積%以上55体積%以下、さらに好ましくは、45体積%以上55体積%以下にする。これにより、より効果的にインダクタンスLの向上を図ることができる。
また樹脂17のヤング率を0.9GPa以上3.2GPa以下とすることが好ましい。さらに樹脂17のヤング率を0.9GPa以上1.5GPa以下に設定することがより好ましい。またこれにより、より効果的にインダクタンスLの向上を図ることができる。
また第2の実施形態では、充填材16に含有される磁性粉末18の充填量を、充填材16中、40体積%以上55体積%以下に設定し、さらに3.2GPa以上5.2GPa以下のヤング率を有する樹脂17を用いた。樹脂17のヤング率及び磁性粉末18の充填率が高くなると、コイル12との間の隙間aに適切に充填材16を流し込むことができず、インダクタンスLの低下を招く。後述する実験では、上記したヤング率及び充填量に調整することで、コイルを封入した状態でコアを圧縮成形して成るコイル封入磁心に比べて高いインダクタンスLを得ることができる。
以下、実施例である図5(完成断面図)の構造のインダクタを製造した。
インダクタのコア部材14及び充填材16に含まれるFe基非晶質合金粉末には同じ粉末を用いた。実験で使用したFe基非晶質合金粉末は水アトマイズ法で製造されたものであり、組成は、Fe71.4Ni6Cr210.87.82であった。Fe基非晶質合金粉末に、アクリル樹脂;3質量%、潤滑剤(ステアリン酸亜鉛);0.3質量%を夫々混合し、プレス圧1471MPa、アニール処理温度を350℃程度とし保持時間を1時間として、収納部11aを備える第1コア11及び蓋体の第2コア13を形成した。出来た第1コア11の横寸法、縦寸法、及び高さ寸法は、夫々10mm、10mm、3.19mmであった。また第2コア13の横寸法、縦寸法及び高さ寸法は、夫々10mm、10mm、0.61mmであった。第1コア11を構成する収納部11aを、図4に示すようにコイル12を収納したときにコイル12よりも側壁11bのほうがやや高くなるように形成した。図4に示すコイル12と側壁11b間の隙間aは0.03〜0.07mm程度であった。
また充填材16を構成する樹脂には、ヤング率Eが0.9GPaのエポキシ樹脂(以下の表1では、試料1)、ヤング率Eが1GPaのエポキシ樹脂(以下の表1では、試料2)、ヤング率Eが1.4GPaのエポキシ樹脂(以下の表1では、試料3)、ヤング率Eが1.5GPaのエポキシ樹脂(以下の表1では、試料4)、ヤング率Eが3.2GPaのエポキシ樹脂(以下の表1では、試料5)、ヤング率Eが4.9GPaのエポキシ樹脂(以下の表1では、試料6)、ヤング率Eが5.15GPaのエポキシ樹脂(以下の表1では、試料7)、ヤング率Eが5.6GPaのエポキシ樹脂(以下の表1では、試料8)を用いた。なお、樹脂のヤング率の調整は、上記エポキシ樹脂の他シリコーン樹脂を用いたり、あるいは樹脂に種々の添加剤を添加したり、微細なフィラーを必要に応じて添加すれば適宜調整できる。
実験では、図5の状態で、試料1は100℃で3時間、試料3は70℃で1時間の前硬化と150℃で5時間の後硬化、試料6は120℃で20分の熱処理を施して充填材16の樹脂17を熱硬化させた。その他の試料については50℃〜150℃で20分〜3時間で熱硬化させ、また、必要に応じて70℃〜150℃で2時間〜5時間の後硬化を適宜行った。
インダクタンスLの基準値に図7に示すコイル封入磁心のインダクタンスLを用いた。コイル封入磁心に使用されるFe基非晶質合金粉末には、上記と同様のFe71.4Ni6Cr210.87.82の組成のものを用いた。Fe基非晶質合金粉末に、アクリル樹脂;2質量%、潤滑剤(ステアリン酸亜鉛);0.3質量%を夫々混合し、プレス圧590MPa、アニール処理温度を350℃程度とし保持時間を1時間として、コイル封入磁心を形成した。出来たコイル封入磁心の横寸法、縦寸法、及び高さ寸法は、夫々10mm、10mm、3.8mmであった。
なお、実験で使用したコイルは、図5の実施例及び図7の比較例ともに、同じターン数及び大きさからなるエッジワイズコイルとした。
インダクタンスLは、HEWLETT PACKARD 4285Aを用い、周波数100kHz、測定信号電流10mAとして測定した。
図5に示す実施例のインダクタを用いた実験では、上記した複数の樹脂を用いるとともに、充填材中に含有される磁性粉末の充填率rを0体積%、20体積%、30体積%、40体積%、45体積%、50体積%、55体積%及び60体積%と変化させて、インダクタンスLを測定した。
その測定結果が以下の表1及び図6に示されている。
Figure 0006072443
図6は、横軸を樹脂のヤング率、縦軸をインダクタンスLとした。なお図6を、図6(a)と図6(b)とに分けた。図6(a)と図6(b)は同じ実験結果を示すグラフであるが、ヤング率の適用範囲を異なる範囲とした。なお以下では図6(a)を用いて実験結果を説明する。
図6(a)及び表1に示すように、樹脂のヤング率Eが1GPa、及び1.4GPaのとき、磁性粉末の充填率を30体積%以上にすると、基準値(Ref)よりも大きいインダクタンスLを得ることができるとわかった。実験では磁性粉末の充填率の最大値を60体積%としたが、これよりも充填率が大きくなると充填材の流動性が低下した。
樹脂のヤング率Eが4.9GPaのとき、磁性粉末の充填率を60体積%とすると、インダクタンスLが急激に低下した。充填率が60体積%で、樹脂のヤング率Eが0.9GPa〜3.2GPaのときは、磁性粉末の充填率を大きくすることでインダクタンスLの上昇傾向が見られたが、樹脂のヤング率Eを4.9GPaとした実験では、そのような傾向が必ずしも見られなかった。また、樹脂のヤング率Eを4.9GPaまで大きくすると、磁性粉末の充填率を0体積%、20体積%、30体積%及び60体積%としたとき、インダクタンスLが基準値(Ref)よりも下回った。
コアや充填材に含まれるFe基非晶質合金粉末は磁歪が大きい。具体的には、10×10-6〜27×10-6程度の磁歪λsを備える。このため、ヤング率の高い樹脂を用いると充填材内での内部応力が大きくなり、またコア部材にかかる応力が大きくなる。図5に示したように、略囲まれた空間15内に充填材16を充填する構成であるため、高いインダクタンスLを得るには充填材16の流動性を確保し且つ内部応力を低減することが重要である。
そして図6(a)に示すように磁性粉末の充填率を30体積%以上60体積%以下としたとき、樹脂のヤング率を3.2GPa以下に設定することで、インダクタンスLが基準値(Ref)を上回ることがわかった。
また樹脂のヤング率の下限値を、0.1GPaに設定した。ヤング率の下限値を0.1GPa程度まで小さくしても、図5に示したように、略囲まれた空間15内にてコイル12を保持でき、また、図3に示す端子部12bを図5に示すように裏面の切欠部11cまで適切に折り曲げることができた。そこで樹脂のヤング率の下限値を0.1GPa以上に設定した。
以上により本実施例では、充填材に含有される磁性粉末の充填率を30体積%以上60体積%以下とし、且つ樹脂のヤング率を0.1GPa以上3.2GPa以下に設定した。これにより基準値(Ref)よりも大きいインダクタンスLを得ることが可能になるとわかった。
また、磁性粉末の充填率を40体積%以上とすることで、より確実に、基準値よりも大きいインダクタンスLを得ることが可能になるとわかった。また、磁性粉末の充填率を55体積%以下、または45体積%以上とすることで、より効果的に、基準値よりも大きいインダクタンスLを得ることが可能になると推測される。
以上により、磁性粉末の充填率を、好ましくは、40体積%以上60体積%以下、より好ましくは、45体積%以上60体積%以下、あるいは、40体積%以上55体積%以下、さらに好ましくは、45体積%以上55体積%以下に設定した。
また、樹脂のヤング率を0.9GPa以上3.2GPa以下に設定することが好ましい。また、樹脂のヤング率を0.9GPa以上1.5GPa以下とすることがより好ましい。これにより、より効果的に、基準値(Ref)よりも大きいインダクタンスLを得ることが可能になるとわかった。
図6(a)に示すように、樹脂のヤング率Eを0.9GPa以上1.5GPa以下、磁性粉末の充填率を40体積%以上60体積%以下とすれば、約0.47μH以上のインダクタンスLを得ることができ、基準値(E=0.366μH)に比べて0.1μH以上の高いインダクタンスLを得ることができるとわかった。
次に図6(b)に示すように、図6(a)とは異なるヤング率の範囲を規定した。
図6(b)では、樹脂のヤング率を3.2GPa以上5.2GPa以下に設定した。さらに磁性粉末の充填率を40体積%以上55体積%以下の範囲とした。これにより、基準値(E=0.366μH)に比べて高いインダクタンスLを得ることができるとわかった。
10 インダクタ
11 第1コア
11a 収納部
12 コイル
12a 巻回部
12b 端子部
13 第2コア
14 コア部材
16 充填材
17 樹脂
18 磁性粉末

Claims (7)

  1. 巻回部と前記巻回部から引き出された端子部とを有するコイルと、前記コイルに対する有底の収納部が形成された第1コア及び前記収納部の開口側を覆う第2コアを有して構成されるコア部材と、前記収納部と前記収納部の開放端側に位置する前記第2コアとの間の略囲まれた空間内で前記コイルとの隙間を埋める充填材と、を有し、前記収納部の平面形状は、前記巻回部の平面形状よりも大きく、前記収納部の底面から前記第1コアの上面までの高さは、前記巻回部の高さよりも大きいインダクタの製造方法であって、
    Fe基非晶質合金粉末と結着材とを圧縮成形して前記コア部材を形成し、
    0.1GPa以上3.2GPa以下のヤング率を有する樹脂に磁性粉末を30体積%以上60体積%以下の範囲で混合して前記充填材を生成し、
    前記巻回部を前記第1コアの前記収納部内に収納し、前記充填材を前記収納部の開口側に充填することで、前記充填材が、前記巻回部の上下、内周、および外周を覆って前記収納部を満たした後、前記第2コアを前記第1コアの前記開口側に被せて、前記コイルと第1コア及び前記第2コアとの間に前記充填材が介在した状態で、前記第1コアと前記第2コア間を接合し、
    前記第1コアと前記第2コア間の接合後に、前記端子部を折り曲げることを特徴とするインダクタの製造方法。
  2. 巻回部と前記巻回部から引き出された端子部とを有するコイルと、前記コイルに対する有底の収納部が形成された第1コア及び前記収納部の開口側を覆う第2コアを有して構成されるコア部材と、前記収納部と前記収納部の開放端側に位置する前記第2コアとの間の略囲まれた空間内で前記コイルとの隙間を埋める充填材と、を有し、前記収納部の平面形状は、前記巻回部の平面形状よりも大きく、前記収納部の底面から前記第1コアの上面までの高さは、前記巻回部の高さよりも大きいインダクタの製造方法であって、
    Fe基非晶質合金粉末と結着材とを圧縮成形して前記コア部材を形成し、
    3.2GPa以上5.2GPa以下のヤング率を有する樹脂に磁性粉末を40体積%以上55体積%以下の範囲で混合して前記充填材を生成し、
    前記巻回部を前記第1コアの前記収納部内に収納し、前記充填材を前記収納部の開口側に充填することで、前記充填材が、前記巻回部の上下、内周、および外周を覆って前記収納部を満たした後、前記第2コアを前記第1コアの前記開口側に被せて、前記コイルと第1コア及び前記第2コアとの間に前記充填材が介在した状態で、前記第1コアと前記第2コア間を接合し、
    前記第1コアと前記第2コア間の接合後に、前記端子部を折り曲げることを特徴とするインダクタの製造方法。
  3. 前記磁性粉末は、前記充填材中、40体積%以上60体積%以下の範囲で含有される請求項1又は2に記載のインダクタの製造方法
  4. 前記樹脂のヤング率は、0.9GPa以上3.2GPa以下である請求項1ないし3のいずれか1項に記載のインダクタの製造方法
  5. 前記樹脂のヤング率は、0.9GPa以上1.5GPa以下である請求項1ないし3のいずれか1項に記載のインダクタの製造方法
  6. 前記充填材中に含まれる磁性粉末は、Fe基非晶質合金粉末である請求項1ないし5のいずれか1項に記載のインダクタの製造方法
  7. 前記Fe基非晶質合金粉末は、組成式がFe100-a-b-c-x-y-z-tNiaSnbCrcxyzSitで示され、0at%≦a≦10at%、0at%≦b≦3at%、0at%≦c≦6at%、6.8at%≦x≦10.8at%、2.0at%≦y≦9.8at%、0at%≦z≦8.0at%、0at%≦t≦5.0at%であるFe基軟磁性合金粉末である請求項1ないし6のいずれか1項に記載のインダクタの製造方法
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