JP6095723B2 - ギャップ付きコア、これを用いたコイル部品及びコイル部品の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、電源回路やインバータなどの交流機器における整流回路、雑音防止回路、共振回路等に装備されるコイル部品に用いられるコア、これを用いたコイル部品及びコイル部品の製造方法に関するものである。
各種交流機器の回路に搭載されるコイル装置は、環状のコアにコイルを巻装したコイル部品を含んでいる。
コアにコイルの巻線を容易に行なうために、一部に空隙を形成したコアを形成し、この空隙から予め巻線された空芯コイルを挿入し、その後、空隙を磁性又は非磁性の充填材によって埋め戻し、前記空隙をギャップとしたコイル部品を提案している（たとえば、特許文献１の図１０参照）。
これに対し、出願人は、予め環状に形成されたコアを２箇所で切断してセグメントを切り出し、残されたＣ字状の本体に形成された切欠き部にセグメントを嵌め込み、各々の端面どうしを当接させたギャップレスコアを提案している（特許文献２参照）。
特許文献２で提案したギャップレスコアについて、インダクタンスや磁気飽和電流は、磁性材料の特性によって決定されるため、各種電源回路に適した所望の直流重畳特性を得る範囲が限定される課題があった。
本発明の目的は、直流重畳特性の調整を容易にし、また、これら特性のばらつきが小さく、製造効率にもすぐれるギャップ付きコア、これを用いたコイル部品及びコイル部品の製造方法を提供することである。
本発明に係るギャップ付きコアは、
磁性材料からなる環状の磁性体と前記磁性体を覆う絶縁性の樹脂被覆部とを含むモールドコアを、外周面と内周面を横断し、互いにモールドコアの内周方向に向けて接近する第１切断部と第２切断部で切断し、
前記第１切断部で切断された本体側第１端面と、前記第２切断部で切断された本体側第２端面と、を有する本体と、
前記第１切断部で切断されたセグメント側第１端面と、前記第２切断部で切断されたセグメント側第２端面と、を有するセグメントを得て、
前記本体の前記本体側第１端面と前記本体側第２端面との間に形成された切欠き部に前記セグメントを配置してなり、前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面、前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面は、少なくとも一方がギャップを存して対向する。
磁性材料からなる環状の磁性体と前記磁性体を覆う絶縁性の樹脂被覆部とを含むモールドコアを、外周面と内周面を横断し、互いにモールドコアの内周方向に向けて接近する第１切断部と第２切断部で切断し、
前記第１切断部で切断された本体側第１端面と、前記第２切断部で切断された本体側第２端面と、を有する本体と、
前記第１切断部で切断されたセグメント側第１端面と、前記第２切断部で切断されたセグメント側第２端面と、を有するセグメントを得て、
前記本体の前記本体側第１端面と前記本体側第２端面との間に形成された切欠き部に前記セグメントを配置してなり、前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面、前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面は、少なくとも一方がギャップを存して対向する。
前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面の間、及び／又は、前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面の間には非磁性のスペーサーを挿入することができる。
前記スペーサーは、前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面の間、及び／又は、前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面の間に挿入される樹脂プレートを、前記セグメントの内周側、外周側又は側方で連結したアタッチメントとすることができる。
前記樹脂被覆部は、前記本体側第２端面側の端縁から外周側及び／又は側方に向けて本体側鍔部が突設されており、
前記セグメント側第２端面側の端面から外周側及び／又は側方に向けてセグメント側鍔部が突設された構成とすることができる。
前記セグメント側第２端面側の端面から外周側及び／又は側方に向けてセグメント側鍔部が突設された構成とすることができる。
本発明のコイル部品は、
上記ギャップ付きコアの本体に、前記切欠き部から予め巻線した空芯コイルを挿入した後、前記切欠き部に前記セグメントを押し込んで構成される。
上記ギャップ付きコアの本体に、前記切欠き部から予め巻線した空芯コイルを挿入した後、前記切欠き部に前記セグメントを押し込んで構成される。
本発明のコイル部品の製造方法は、
磁性材料からなる環状の磁性体と前記磁性体を覆う絶縁性の樹脂被覆部とを含むモールドコアを、外周面と内周面を横断し、互いにモールドコアの内周方向に向けて接近する第１切断部と第２切断部で切断し、
前記第１切断部で切断された本体側第１端面と、前記第２切断部で切断された本体側第２端面と、を有する本体と、
前記第１切断部で切断されたセグメント側第１端面と、前記第２切断部で切断されたセグメント側第２端面と、を有するセグメントを得て、
前記本体側第１端面と前記本体側第２端面との間に形成された切欠き部から前記本体に、予め巻線した空芯コイルを挿入し
前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面、前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面が対向し、少なくとも一方にギャップを存するように前記セグメントを配置する。
磁性材料からなる環状の磁性体と前記磁性体を覆う絶縁性の樹脂被覆部とを含むモールドコアを、外周面と内周面を横断し、互いにモールドコアの内周方向に向けて接近する第１切断部と第２切断部で切断し、
前記第１切断部で切断された本体側第１端面と、前記第２切断部で切断された本体側第２端面と、を有する本体と、
前記第１切断部で切断されたセグメント側第１端面と、前記第２切断部で切断されたセグメント側第２端面と、を有するセグメントを得て、
前記本体側第１端面と前記本体側第２端面との間に形成された切欠き部から前記本体に、予め巻線した空芯コイルを挿入し
前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面、前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面が対向し、少なくとも一方にギャップを存するように前記セグメントを配置する。
本発明によれば、モールドコアを第１切断部と第２切断部で切断することで、その切断代分だけ本体とセグメントの全長は短くなる。従って、本体の切欠き部にセグメントを挿入するだけで、切断代をギャップとすることができる。
本発明のギャップ付きコアは、同じモールドコアからを本体とセグメントを作製しているから、これらの磁気特性等は同じであり、作製されたギャップ付きコアやこれを用いたコイル部品は、安定した磁気特性等を発揮できる。また、ギャップをコアに形成することで、直流重畳特性の調整を容易にすることができる。
さらに、本体とセグメントを別個に作製する必要はなく、また、切り出されたセグメントをそのまま利用できるので、原材料のロスも殆んどなく、製造効率を可及的に高めることができる。
以下、まず、ギャップ付きコア１０について図面を参照して説明した後、このギャップ付きコア１０を用いたコイル部品５０及びこれをケーシング７０に装着したコイル装置５５の一実施形態について説明を行なう。
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係るギャップ付きコア１０の平面図と斜視図である。ギャップ付きコア１０は、一部に切欠き部３１（図１中矢印で示す範囲）が形成された本体３０と、本体３０の切欠き部３１に嵌まるセグメント４０から構成される。
図１に示すように、セグメント４０と、セグメント４０の切り出された本体３０の切欠き部３１は、夫々当接面が本体３０の内周面に向けて接近する形状、すなわち、略扇形状である。本体３０の切欠き部３１は、端面となる本体側第１端面３２と本体側第２端面３３を有し、セグメント４０は、端面となるセグメント側第１端面４２とセグメント側第２端面４３を有する。
そして、本体３０の切欠き部３１に、セグメント４０は、本体側第１端面３２とセグメント側第１端面４２が対向し、本体側第２端面３３とセグメント側第２端面４３が対向するよう挿入される。本体側第１端面３２とセグメント側第１端面４２、本体側第２端面３３とセグメント側第２端面４３は、夫々当接せず、ギャップ１１，１１を存して対向している。
上記構成のギャップ付きコア１０は、以下の要領で作製することができる。
まず、磁性体２１を含むモールドコア２０を作製する。
モールドコア２０は、図３に示すように、磁性材料からなる磁性体２１の周面を、図４乃至図７に示すように絶縁性の樹脂被覆部２２で覆ったものである。
モールドコア２０は、図３に示すように、磁性材料からなる磁性体２１の周面を、図４乃至図７に示すように絶縁性の樹脂被覆部２２で覆ったものである。
図３では、磁性体２１の断面を略矩形に形成しているが、磁性体２１の断面形状は、円形、楕円形等としてもよい。
また、モールドコア２０の形状は、トロイダル形状（円環状）、楕円環状、長円環状、矩形環状、或いは、涙滴状等を採用できる。図４乃至図７は、トロイダル形状のモールドコア２０である。
磁性体２１に採用される磁性材料として、鉄系、鉄−ケイ素系、鉄−アルミニウム−ケイ素系、鉄−ニッケル系の材料、鉄系やＣｏ系のアモルファス材料などを例示できる。磁性体２１は、磁性材料からなる粉末を加圧成形してなる圧粉成形体、磁性材料からなる粉末を焼結してなるフェライトコアの成形体、磁性材料からなる薄板を積層又は巻回した積層コアとすることができる。
上記種々の磁性材料の中で、磁性体２１として圧粉成形体を採用することが好適である。圧粉成形体は、寸法精度が高く、また、設計自由度も高いためである。
一方、圧粉成形体からなる磁性体２１は、切断刃（砥石）を用いて切断すると、切断刃を当てたときに周面が崩れてしまうことがある。そこで、圧粉成形体からなる磁性体２１を絶縁性樹脂によりインサート成型し、図４乃至図７に示すように磁性体２１の周面に樹脂被覆部２２を形成することでモールドコア２０を得ることが好適である。これにより、切断の際に磁性体２１が崩れてしまうことを防止できる。なお、モールドコア２０は、樹脂粉体コーティング工法によって作製することもできる。
樹脂被覆部２２は、上述した本体側第２端面３３とセグメント側第２端面４３に相当する位置に、外周側及び／又は側方に向けて突出した鍔部２３が形成されている。鍔部２３は、モールドコア２０を切断する際に、切断装置の治具への位置決め及び固定のための保持部になると共に切断位置を規定する。また、後述するとおり、コイル部品５０を並べてまとめて切断する際に、コイル部品５０どうしを互いに連結するために用いられる。
鍔部２３は、切断されて本体側鍔部２５とセグメント側鍔部２７となり、本体側鍔部２５は、空芯コイル５１を挿入する際に治具への位置決め及び空芯コイル５１の抜止めとなる。また、セグメント側鍔部２７は、セグメント４０を本体３０に装着した際に空芯コイル５１の抜止めとなる。さらに、本体側鍔部２５とセグメント側鍔部２７は、コイル部品５０をケーシング７０に装着する際に、ケーシング７０への位置決め及び固定に用いることができる。
より詳細には、鍔部２３は、樹脂被覆部２２から外周側に突出すると共に、側方に突出している。鍔部２３の外周側は、本体側鍔部２５となる側に本体側被係止部が形成されている。図示の本体側被係止部は、本体側鍔部２５の幅方向に形成された溝２５ａである。
また、鍔部２３の側方には、本体側鍔部２５となる側に、一方が凹条２５ｂ、他方が凸条２５ｃである本体側係合部が形成されている。これら本体側係合部は、コイル部品５０をまとめて切断する際に、隣り合うコイル部品５０の本体側係合部と係合し、位置決め及び回止めの役割をなす。
樹脂被覆部２２の内側には、前記した本体側鍔部２５の逆側、すなわち、本体側第２端面３３と連続するように、モールドコア２０の内周側に延びる連結部材２８が突設されている。連結部材２８は、図８及び図９に示すように、コイル部品５０どうしを並べ、まとめて切断する際に、隣り合うコイル部品５０と係合し、コイル部品５０の位置決めの役割をなす。たとえば、連結部材２８は、モールドコア２０の中心に延びた先端に一方の面が凸軸２８ａ（図７参照）であり、他方の面が凸軸２８ａの嵌まる軸孔２８ｂとすることができる。
また、樹脂被覆部２２には、側面に複数の孔２４が形成されている。これは、インサート成型時にモールドコア２０を金型内で位置決めするためのインサートピンにより形成される。これら孔２４は、一部を後述するアタッチメント６０の装着に利用することができる。
さらに、図４乃至図６に示すように、樹脂被覆部２２には、一方の側面に複数のリブ２９が突設されている。図示では３つのリブ２９を樹脂被覆部２２から突設している。これらリブ２９は、後述する図８及び図９に示すように、モールドコア２０をまとめて切断する際にモールドコア２０どうしの間隔を確保するスペーサーの役割をなす。
なお、望ましくは、リブ２９は、本体３０側とセグメント４０側に少なくとも１ずつ形成する。図示では、リブ２９は、本体３０に２つ、セグメント４０に１つである。
リブ２９は、モールドコア２０をまとめて切断する際に利用されるのみであり、切断の後、コイル部品５０の作製や構成には不要である。従って、モールドコア２０を切断した後は、取り除く必要がある。そこで、リブ２９は、リブ２９の周囲を薄肉に構成し、指で軽く斜め方向に押すだけで切除できる構成とすることが望ましい。
また、図７に示すように、樹脂被覆部２２には、リブ２９とは逆側の面に、リブ２９が嵌まる嵌合孔２９ａを設けている。これにより、モールドコア２０をまとめて切断する際に、隣り合うモールドコア２０のリブ２９を嵌合孔２９ａに嵌めることで、モールドコア２０どうしの間隔を確保するだけでなく、モールドコア２０どうしを位置決めすることができる。
上記構成のモールドコア２０は、切断刃を用い、図１０及び図１１に示すように、２カ所で切断され、本体３０とセグメント４０に切断される。モールドコア２０の切断は、１つずつ実施することもできるが、複数のモールドコア２０を並べて連結し、まとめて切断することで、作業効率を可及的に高められる。
この場合、まず、モールドコア２０どうしを連結する。より詳細には、図８及び図９に示すように、複数のモールドコア２０を並べ、モールドコア２０の鍔部２３の凹条２５ｂと、隣り合うモールドコア２０の鍔部２３の凸条２５ｃを係合させるとともに、連結部材２８の凸軸２８ａと軸孔２８ｂを係合させる。このとき、リブ２９は、隣り合うモールドコア２０の側面に当接し、これらの間隔を確保する。なお、樹脂被覆部２２に嵌合孔２９ａを形成した場合には、リブ２９を隣り合うモールドコア２０の嵌合孔２９ａに嵌めることで、モールドコア２０どうしの位置決めにも役立つ。
図示では、説明をわかりやすくするために、２つのモールドコア２０を並べて連結しているが、複数であれば２つに限定されるものではない。５〜１０個のモールドコア２０を連結し、まとめて切断することが好適である。
そして、並べられたモールドコア２０に対し、切断刃を挿入し、図１０及び図１１に示すように、モールドコア２０を切断する。切断は、切断によりモールドコア２０が本体３０とセグメント４０に分断されるように第１切断部２６Ａと第２切断部２６Ｂの２カ所に実施する。第２切断部２６Ｂは、鍔部２３に実施する。第１切断部２６Ａと第２切断部２６Ｂへの切断は、同時に実施することもできるし、何れかの切断を行なった後、他方の切断を行なってもよい。望ましくは、第１切断部２６Ａと第２切断部２６Ｂのなす角度が９０°以下であり、図示の実施形態では、これらのなす角度が８０°になるように実施している。なお、図１０及び図１１ではリブ２９は図示を省略しているが、モールドコア２０を切断したときに、セグメント４０が切り終わり時に落下してしまう虞がある。従って、切断時、特に２つめの切断を行なう際にリブ２９を治具等で掴んで、その落下を防止することが望ましい。
モールドコア２０の切断は、回転する切断刃などによって行なうことができる。切断刃として、メタルボンドされたダイヤモンド砥石を例示することができる。モールドコア２０の切断に際し、切断代をゼロとして切断を行なうことはできず、切断刃の厚さに応じた切断代が必要となる。つまり、モールドコア２０を切断し、セグメント４０を切り出した本体３０の切欠き部３１に対して、セグメント４０は、切断代分だけ小さくなる。この切断代がギャップ１１に相当する。従って、ギャップ１１の幅に合わせた刃厚の切断刃を採用すればよい。望ましくは、切断刃は、０．５ｍｍ〜１．２ｍｍの刃厚又は０．７ｍｍよりも刃厚の薄いものを用いることが好適である。
なお、ギャップ１１，１１の幅は同じとすることができるが、異なる幅としてもよい。この場合、ギャップ幅に合わせて、第１切断部２６Ａと第２切断部２６Ｂで刃厚の異なる切断刃を用いればよい。
また、ギャップ１１を本体側第１端面３２とセグメント側第１端面４２、本体側第２端面３３とセグメント側第２端面４３との間に設ける場合、端面を直接突き合わせる構成に比べて端面の面粗度を落としてもインダクタンスに与える影響は小さくできる。従って、切断刃によるモールドコア２０の切断スピードを速めて、切断作業の効率を向上させることができる利点がある。
切断により、モールドコア２０は、セグメント４０の切り出された切欠き部３１を有する本体３０と、略扇形状のセグメント４０に分断される。
図１１に示すように、セグメント４０の切り出された本体３０は、第１切断部２６Ａで切断された本体側第１端面３２と、第２切断部２６Ｂで切断された本体側第２端面３３を有しており、本体側第１端面３２と本体側第２端面３３との間に、切り出されたセグメント４０と切断代分の間隔を有する切欠き部３１が形成された略Ｃ字状の部材である。切欠き部３１は、本体側第１端面３２と本体側第２端面３３が内周方向に向けて接近しており、本体側第１端面３２と本体側第２端面３３とのなす角度は、モールドコア２０の内周側に向けて、第１切断部２６Ａと第２切断部２６Ｂのなす角度と同じである。
また、同様に図１１に示すように、セグメント４０も、第１切断部２６Ａで切断されたセグメント側第１端面４２と、第２切断部２６Ｂで切断されたセグメント側第２端面４３を有し、セグメント側第１端面４２とセグメント側第２端面４３が内周方向に向けて接近する略扇形状の部材である。セグメント４０のセグメント側第１端面４２とセグメント側第２端面４３とのなす角度は、モールドコア２０の内周側に向けて、第１切断部２６Ａと第２切断部２６Ｂのなす角度と同じである。
モールドコア２０を切断した後、不要となったリブ２９を切除する。リブ２９は、周縁を薄肉に形成することで、指で軽く斜め方向に押し込むだけで容易に切除することができる。リブ２９を切除した本体３０とセグメント４０を前述した図１及び図２に示している。
そして、得られた本体３０に対し、セグメント４０をその切欠き部３１に挿入することで、図１及び図２に示すように、切断代がギャップ１１となったギャップ付きコア１０を得ることができる。
ギャップ付きコア１０は、本体３０とセグメント４０との間に非磁性のスペーサーを挿入することでギャップ１１を確保することができる。
たとえば、スペーサーは、図１２や図１３に示すように、セグメント４０のセグメント側第１端面４２とセグメント側第２端面４３に当接する２枚の樹脂プレート６１，６１をセグメント４０の内周側と側方に沿って連結したアタッチメント６０の形状とすることにより、セグメント４０と一体化することができ、その取り扱いを容易にすることができる。このとき、図示省略するが、アタッチメント６０の内側面に、セグメント４０のインサートピンによる孔２４に嵌まるボスを突設しておき、ボスを孔２４に嵌めることで、アタッチメント６０をセグメント４０に容易に装着することができる。
図１４は、アタッチメント６０を内周側から取り付けたセグメント４０を本体３０に装着した斜視図、図１５は、樹脂被覆部２２の断面図を示している。図１５を参照すると、本体３０とセグメント４０の端面どうしの対向位置に、樹脂プレート６１，６１が介在していることがわかる。
なお、アタッチメント６０をセグメント４０の外周側に装着する場合には、セグメント側鍔部２７が邪魔になるため、アタッチメント６０は、図１６乃至図１８に示すようにセグメント側第１端面４２に当接する樹脂プレート６１をセグメント４０の外周側及び側方を覆うように一体に形成し、セグメント側第２端面４３は、別途樹脂プレートを接着するか、後述するケーシング７０の間隔保持部材７６でギャップ１１を確保すればよい。
また、アタッチメント６０の側面は、図１６乃至図１８に示すように、セグメント４０のインサートピンによる孔２４にボス６３を嵌める構成とすることで、アタッチメント６０をセグメント４０に容易に装着できる。また、セグメント側第１端面４２よりも延伸し、その内面にボス６３を形成して、本体３０のインサートピンによる孔２４にボス６３を嵌める構成とすることで、セグメント４０を本体３０に容易に装着することができる。
セグメント４０は、本体３０から切り出しているから、本体３０とセグメント４０は、同じ磁気特性等を具備する。従って、別部材からセグメントを形成する場合に比べて極めて安定した磁気特性等を発揮できる。
さらに、モールドコア２０から切り出されたセグメント４０を本体３０の切欠き部３１に戻しているから、別部材からセグメントを形成する工程を不要とすることができ、加えて原材料のロスも殆んどなく、製造効率を可及的に高めることができる。
また、ギャップ１１の幅は、切断刃の厚さで調節することができる。
上記ギャップ付きコア１０を利用したコイル部品５０の製造方法について説明する。
まず、モールドコア２０からセグメント４０を切り出した後（図１１）、本体３０の本体側第１端面３２より予め巻線された空芯コイル５１を挿入する。図１９は、本体３０に空芯コイル５１が挿入された状態を示している。
まず、モールドコア２０からセグメント４０を切り出した後（図１１）、本体３０の本体側第１端面３２より予め巻線された空芯コイル５１を挿入する。図１９は、本体３０に空芯コイル５１が挿入された状態を示している。
なお、空芯コイル５１を本体３０に挿入する際に、コイル挿入装置を用いる場合には、連結部材２８の凸軸２８ａ（図７参照）と軸孔２８ｂを装置に位置決めし、本体側鍔部２５を治具で挟むことによって、本体３０を回転不能に固定することができる。そして、この状態で空芯コイル５１を挿入すればよい。本体側鍔部２５は、本体３０から突出しているから、空芯コイル５１の抜止めとなる。
空芯コイル５１を本体３０に挿入した後、図２０及び図２１に示すように、本体３０の切欠き部３１にアタッチメント６０を装着したセグメント４０を挿し込んで固定することで、コイル部品５０が作製される。なお、図２０及び図２１は、図１２乃至図１５に示すアタッチメント６０を装着したセグメント４０の挿入例である。アタッチメント６０には、本体側第１端面３２及び本体側第２端面３３と対向する樹脂プレート６１，６１（スペーサー）に夫々接着剤を塗布しておくことで、セグメント４０を本体３０に固定することができる。
アタッチメント６０を使用しない場合には、セグメント４０のセグメント側第１端面４２とセグメント側第２端面４３にスペーサーとして樹脂プレート６１，６１を夫々接着固定し、セグメント４０を本体３０の切欠き部３１に差し込めばよい。
上記により、本体３０とセグメント４０は環状となり、図２１に示すように、空芯コイル５１の巻回されたコイル部品５０となる。
作製されたコイル部品５０は、基板等への実装用のケーシング７０に装着して、図２７に示すようなコイル装置５５となる。
図２２乃至図２４は、コイル部品５０が装着されるケーシング７０を示している。ケーシング７０は、コイル部品５０の外周形状に合わせて中央に向けて低くなったベース７１を基体として構成される。
ベース７１の中央は、側面が上向きに突出した立壁を有しており、これら立壁の内面には、コイル部品５０の本体側鍔部２５とセグメント側鍔部２７が装着される鍔部固定部が形成されている。鍔部固定部は、本実施形態では凹み７２である。この凹み７２に本体側鍔部２５とセグメント側鍔部２７が挿入されて、固定される。
凹み７２には、本体側鍔部２５とセグメント側鍔部２７の側面を案内するガイド７３が両側に凹設されると共に、本体側鍔部２５とセグメント側鍔部２７との対向面には夫々本体側鍔部２５とセグメント側鍔部２７を内向きに押圧する押え片７４，７４が突設されている。図示の押え片７４，７４は、本体側鍔部２５とセグメント側鍔部２７の挿入方向に平行な２条の突条である。
さらに、凹み７２の内面には、本体側鍔部２５に形成されている本体側被係止部と係合するケーシング側係止部が突設されている。本体側被係止部が溝２５ａである場合、ケーシング側係止部は、溝２５ａに嵌まるよう突出した係止片７５とすることができる。
また、ギャップ１１を構成したことで、本体側鍔部２５とセグメント側鍔部２７との間に隙間が生じている。そして、凹み７２には、この隙間に嵌まって、本体側鍔部２５とセグメント側鍔部２７との間隔を維持する間隔保持部材７６が突設されている。
また、ケーシング７０には、ベース７１の側面に空芯コイル５１の引き出し線５２，５２（図２７参照）を保持する保持手段７７，７７が突設されている。保持手段７７は、夫々内向きに屈曲した弾性を有する挿入部７７ａ，７７ａと、該挿入部７７ａ，７７ａの先端との間に引き出し線５２を通し、引き出し線５２を保持する受け部７７ｂを具える。挿入部７７ａ，７７ａどうしの間から引き出し線５２を挿入することで、挿入部７７ａ，７７ａが弾性変形して、引き出し線５２の通過を許容し、通過した引き出し線５２は、挿入部７７ａ，７７ａの先端と受け部７７ｂとの間に嵌まって、保持される。
上記構成のケーシング７０に対し、図２５に示すように、コイル部品５０を装着することにより、図２６に示すようにコイル装置５５をなす。コイル部品５０は、本体側鍔部２５とセグメント側鍔部２７を鍔部固定部となる凹み７２に挿入することで、ケーシング７０に取り付けられる。より詳細には、本体側鍔部２５とセグメント側鍔部２７の両側をガイド７３に通して押し込むことで、本体側鍔部２５とセグメント側鍔部２７は凹み７２に嵌まり、押え片７４，７４に押されつつ挿入される。また、本体側鍔部２５とセグメント側鍔部２７との間に、凹み７２の底面から突設されている間隔保持部材７６が嵌まる。
そして、本体側鍔部２５に形成されている本体側被係止部である溝２５ａが、ケーシング側係止部である係止片７５に嵌まることで、コイル部品５０はケーシング７０に対して脱落不能となる。
続いて、空芯コイル５１の引き出し線５２，５２を夫々保持手段７７，７７に挿入することで、図２７に示すように、コイル装置５５を得ることができる。
上記説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を限縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は、上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。
たとえば、同じ形状のモールドコア２０を複数作製する場合、セグメント４０は、セグメント４０を切り出した本体３０に戻さずに、他の本体３０に戻すこともできる。
また、上記実施形態では、本体側第１端面３２とセグメント側第１端面４２を対向させ、本体側第２端面３３とセグメント側第２端面４３を対向させるようにしているが、本体側第１端面３２とセグメント側第２端面４３を対向させ、本体側第２端面３３とセグメント側第１端面４２を対向させる構成としても構わない。
加えて、上記実施形態では、本体側第１端面３２とセグメント側第１端面４２の間、及び、本体側第２端面３３とセグメント側第２端面４３との間に、夫々ギャップ１１，１１を設けているが、ギャップ１１は、何れかの端面間のみに形成し、他方の端面間は突き合わせてギャップレスとしてもよい。
たとえば、本体側第１端面３２とセグメント側第１端面４２を突き合わせてギャップレスとし、本体側第２端面３３とセグメント側第２端面４３との間にギャップ１１を設けた構成とすることで、コイル５１内での漏れ磁束の発生を抑えることができる。その結果、コイル５１と鎖交する磁束が小さくなるから、渦電流損を低減でき、発熱を抑えることができる。
また、上記とは逆に本体側第２端面３３とセグメント側第２端面４３を突き合わせてギャップレスとし、本体側第１端面３２とセグメント側第１端面４２との間にギャップ１１を設けた構成とすることで、初期インダクタンスは小さくなり、飽和磁気特性の低下があるが、直流重畳特性の勾配を小さくできる利点がある。
磁性体２１としてＦｅ―Ｎｉ系合金粉から圧粉成形体を複数作製し、インサート成型により樹脂被覆部２２を形成したモールドコア２０を得た。磁性体２１は、幅９．８ｍｍ、高さ２５ｍｍの断面を有するトロイダル形状とし、外径が４０ｍｍである。
発明例１は、本体３０とセグメント４０との間に、間隔０．５ｍｍの樹脂プレート６１，６１（スペーサー）を挿入し、幅０．５ｍｍのギャップ１１，１１を形成している。発明例２は、切断刃厚を変えて一方のギャップ１１を０．５ｍｍ、他方のギャップ１１を１．０ｍｍとした実施例である。なお、比較のため、特許文献２と同様の方法でセグメントを本体に押し込んでギャップレスとした参考例を作製した。
得られた発明例及び比較例について、０〜３０ＡのＤＣバイアス電流を流し、直流重畳特性を調べた。結果を図２８に示す。図を参照すると、発明例は、参考例と比すると、ギャップ１１を設けたことで、初期インダクタンスを下げて、大電流域までインダクタンスの変化を小さくできていることがわかる。すなわち、ギャップ１１により、所望のインダクタンスを得ることができ、直流重畳特性を好適に調整できていることがわかる。
１０ ギャップ付きコア
１１ ギャップ
２０ モールドコア
２５ 本体側鍔部
２７ セグメント側鍔部
３０ 本体
３１ 切欠き部
３２ 本体側第１端面
３３ 本体側第２端面
４０ セグメント
４２ セグメント側第１端面
４３ セグメント側第２端面
５０ コイル部品
５１ 空芯コイル
５５ コイル装置
７０ ケーシング
１１ ギャップ
２０ モールドコア
２５ 本体側鍔部
２７ セグメント側鍔部
３０ 本体
３１ 切欠き部
３２ 本体側第１端面
３３ 本体側第２端面
４０ セグメント
４２ セグメント側第１端面
４３ セグメント側第２端面
５０ コイル部品
５１ 空芯コイル
５５ コイル装置
７０ ケーシング
Claims (7)
- 磁性材料からなる環状の磁性体と前記磁性体を覆う絶縁性の樹脂被覆部とを含むモールドコアを、外周面と内周面を横断し、互いにモールドコアの内周方向に向けて接近する第１切断部と第２切断部で切断し、
前記第１切断部で切断された本体側第１端面と、前記第２切断部で切断された本体側第２端面と、を有する本体と、
前記第１切断部で切断されたセグメント側第１端面と、前記第２切断部で切断されたセグメント側第２端面と、を有するセグメントを得て、
前記本体の前記本体側第１端面と前記本体側第２端面との間に形成された切欠き部に前記セグメントを配置してなり、前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面との間、及び、前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面との間、に夫々ギャップを存して対向したものであって、
前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面との間、及び、前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面との間、には夫々非磁性のスペーサーが挿入されており、前記スペーサーは、前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面との間に挿入される第１樹脂プレートと、前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面との間に挿入される第２樹脂プレートであって、前記第１樹脂プレートと前記第２樹脂プレートは前記セグメントの少なくとも内周側、外周側又は側方で連結したアタッチメントと一体に形成されている、
ことを特徴とするギャップ付きコア。 - 磁性材料からなる環状の磁性体と前記磁性体を覆う絶縁性の樹脂被覆部とを含むモールドコアを、外周面と内周面を横断し、互いにモールドコアの内周方向に向けて接近する第１切断部と第２切断部で切断し、
前記第１切断部で切断された本体側第１端面と、前記第２切断部で切断された本体側第２端面と、を有する本体と、
前記第１切断部で切断されたセグメント側第１端面と、前記第２切断部で切断されたセグメント側第２端面と、を有するセグメントを得て、
前記本体の前記本体側第１端面と前記本体側第２端面との間に形成された切欠き部に前記セグメントを配置してなり、前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面、及び、前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面は、夫々対向したものであって、前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面の間にギャップを存し、
前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面の間には非磁性のスペーサーが挿入されており、前記スペーサーは、前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面の間に挿入される樹脂プレートであって、前記樹脂プレートは、前記セグメントの少なくとも内周側、外周側又は側方を覆うアタッチメントと一体に形成されている、
ことを特徴とするギャップ付きコア。 - 磁性材料からなる環状の磁性体と前記磁性体を覆う絶縁性の樹脂被覆部とを含むモールドコアを、外周面と内周面を横断し、互いにモールドコアの内周方向に向けて接近する第１切断部と第２切断部で切断し、
前記第１切断部で切断された本体側第１端面と、前記第２切断部で切断された本体側第２端面と、を有する本体と、
前記第１切断部で切断されたセグメント側第１端面と、前記第２切断部で切断されたセグメント側第２端面と、を有するセグメントを得て、
前記本体の前記本体側第１端面と前記本体側第２端面との間に形成された切欠き部に前記セグメントを配置してなり、前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面、及び、前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面は、夫々対向したものであって、前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面の間にギャップを存し、
前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面の間には非磁性のスペーサーが挿入されており、前記スペーサーは、前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面の間に挿入される樹脂プレートであって、前記樹脂プレートは、前記セグメントの少なくとも内周側、外周側又は側方を覆うアタッチメントと一体に形成されている、
ことを特徴とするギャップ付きコア。 - 磁性材料からなる環状の磁性体と前記磁性体を覆う絶縁性の樹脂被覆部とを含むモールドコアを、外周面と内周面を横断し、互いにモールドコアの内周方向に向けて接近する第１切断部と第２切断部で切断し、
前記第１切断部で切断された本体側第１端面と、前記第２切断部で切断された本体側第２端面と、を有する本体と、
前記第１切断部で切断されたセグメント側第１端面と、前記第２切断部で切断されたセグメント側第２端面と、を有するセグメントを得て、
前記本体の前記本体側第１端面と前記本体側第２端面との間に形成された切欠き部に前記セグメントを配置してなり、前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面、前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面は、少なくとも一方がギャップを存して対向したものであって、
前記磁性体は、磁性材料の圧粉成形体であり、前記樹脂被覆部は、インサート成型工法又は樹脂粉体コーティング工法により形成される、
ことを特徴とするギャップ付きコア。 - 磁性材料からなる環状の磁性体と前記磁性体を覆う絶縁性の樹脂被覆部とを含むモールドコアを、外周面と内周面を横断し、互いにモールドコアの内周方向に向けて接近する第１切断部と第２切断部で切断し、
前記第１切断部で切断された本体側第１端面と、前記第２切断部で切断された本体側第２端面と、を有する本体と、
前記第１切断部で切断されたセグメント側第１端面と、前記第２切断部で切断されたセグメント側第２端面と、を有するセグメントを得て、
前記本体の前記本体側第１端面と前記本体側第２端面との間に形成された切欠き部に前記セグメントを配置してなり、前記本体側第１端面と前記セグメント側第１端面、前記本体側第２端面と前記セグメント側第２端面は、少なくとも一方がギャップを存して対向したものであって、
前記樹脂被覆部は、前記本体側第２端面側の端縁から外周側及び／又は側方に向けて本体側鍔部が突設されており、
前記セグメント側第２端面側の端面から外周側及び／又は側方に向けてセグメント側鍔部が突設されている、
ことを特徴とするギャップ付きコア。 - 前記第１切断部と前記第２切断部のなす角度は、９０°以下である、
請求項１乃至請求項５の何れかに記載のギャップ付きコア。 - 請求項１乃至請求項６の何れかに記載のギャップ付きコアの本体に、前記切欠き部から予め巻線した空芯コイルを挿入した後、前記切欠き部に前記セグメントを押し込んで構成されるコイル部品。
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