JP6409332B2 - Coil device - Google Patents
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Description
本発明は、たとえばインダクタなどとして好適に用いることができるコイル装置に関する。 The present invention relates to a coil device that can be suitably used as an inductor, for example.
たとえばインダクタなどとして使用されるコイル装置として、下記の特許文献1に示す低背型インダクタが知られている。この特許文献1の図11に開示してあるインダクタでは、磁性樹脂層と板状コア部材との間に、2つの導体コイルが配置してある。
For example, a low-profile inductor disclosed in
しかしながら、従来のインダクタでは、導体コイルを円形状に巻回してあるために、2つの導体コイルを1つの素子の内部に内蔵させた場合に、素子のサイズが大きくなってしまうという課題を有している。素子のサイズを小さくするために、導体コイルの外側の面積を小さくすると、磁路の戻り通路が狭くなり、インダクタとしての実効初期透磁率などの磁気特性が劣化するおそれがある。 However, in the conventional inductor, since the conductor coil is wound in a circular shape, there is a problem that the size of the element becomes large when two conductor coils are incorporated in one element. ing. If the area outside the conductor coil is reduced in order to reduce the size of the element, the return path of the magnetic path becomes narrow, and there is a possibility that the magnetic characteristics such as the effective initial permeability as an inductor may be deteriorated.
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、磁気特性に優れ、しかもコンパクトであり、省スペースを図ることができるコイル装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a coil device that is excellent in magnetic characteristics, is compact, and can save space.
上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置は、
樹脂を含む金属磁性体で一体成形してある素子本体と、
前記素子本体の内部に埋め込まれている少なくとも2つの巻線コイルと、を有するコイル装置であって、
2つの前記巻線コイルが、前記素子本体の平面側から見て、相互に同じ第1方向に長い略長方形状に巻回してあり、しかも前記第1方向と略垂直な第2方向に相互に所定の間隔で配置されている。
In order to achieve the above object, a coil device according to the present invention comprises:
An element body integrally formed of a metal magnetic material containing resin;
A coil device having at least two winding coils embedded in the element body,
The two winding coils are wound in a substantially rectangular shape that is long in the same first direction as viewed from the plane side of the element body, and are mutually in a second direction substantially perpendicular to the first direction. They are arranged at a predetermined interval.
本発明に係るコイル装置では、円形状に巻回してある巻線コイルに比較して、第2方向に沿った2つの巻線コイルの合計幅を大幅に小さくすることができる。本発明のコイル装置において、第1方向に沿っての巻線コイルの長さは、円形状に巻回してある巻線コイルに比較して、多少長くなる。しかしながら、素子本体の平面側から見た外形形状を適切に選択することで、素子本体の内部に2つの巻線コイルを配置したとしても、素子本体の外形を正方形に近づけることが容易となる。このため本発明では、素子本体のコンパクト化が可能になり、省スペースを図ることができる。 In the coil device according to the present invention, the total width of the two winding coils along the second direction can be significantly reduced as compared with the winding coil wound in a circular shape. In the coil device of the present invention, the length of the winding coil along the first direction is slightly longer than that of the winding coil wound in a circular shape. However, by appropriately selecting the outer shape viewed from the plane side of the element body, the outer shape of the element body can be easily approximated to a square even if two winding coils are arranged inside the element body. Therefore, according to the present invention, the element body can be made compact, and space can be saved.
好ましくは、本発明のコイル装置では、素子本体の平面側から見て、2つの巻線コイルのコイル内側面積の合計を、素子本体における巻線コイルの外側の面積と略等しいように、素子本体の平面形状を決定する。巻線コイルの内部における磁路の通路断面と、巻線コイルの外部における磁路の通路断面とを略等しくすることで、インダクタとしての実効初期透磁率などの磁気特性を向上させることができる。また、巻線コイルの外周部が十分な厚みで素子本体により覆われることで、素子本体の機械的強度が向上する。 Preferably, in the coil device of the present invention, when viewed from the plane side of the element main body, the element main body is set so that the sum of the coil inner areas of the two winding coils is substantially equal to the area of the outer winding coil in the element main body. Determine the planar shape of. By making the passage section of the magnetic path inside the winding coil substantially equal to the passage section of the magnetic path outside the winding coil, it is possible to improve magnetic characteristics such as effective initial permeability as an inductor. Moreover, the mechanical strength of an element main body improves because the outer peripheral part of a winding coil is covered by element main body with sufficient thickness.
好ましくは、前記素子本体の平面側から見て、前記第2方向に相互に対向する前記素子本体の側面の中央部には、前記巻線コイルの第1方向の長さと同等以上の幅で、第2方向の外側に突出する凸部壁が形成してある。このように構成することで、巻線コイルの内部における磁路の通路断面と、巻線コイルの外部における磁路の通路断面とを略等しくし易いと共に、素子本体の外形形状のコンパクト化を図ることができる。 Preferably, when viewed from the plane side of the element body, the central part of the side surfaces of the element body facing each other in the second direction has a width equal to or greater than the length in the first direction of the winding coil, A convex wall protruding outward in the second direction is formed. With this configuration, it is easy to make the passage cross section of the magnetic path inside the winding coil and the passage cross section of the magnetic path outside the winding coil substantially equal, and the outer shape of the element body is made compact. be able to.
好ましくは、前記素子本体における前記凸部壁以外の側面に、前記巻線コイルからのリード線の接続部が形成してある。このように構成することで、素子本体の外形形状のコンパクト化を図ることができる。 Preferably, a connecting portion of a lead wire from the winding coil is formed on a side surface of the element body other than the convex wall. With this configuration, the outer shape of the element body can be made compact.
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。 Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
第1実施形態
図1に示すように、本実施形態に係るコイル装置2は、たとえばインダクタなどとして用いられるものであり、素子本体4を有する。素子本体4の内部には、少なくとも2つの巻線コイル10および20が埋め込まれている。
First Embodiment As shown in FIG. 1, a
素子本体4は、Z軸方向に向き合う上面4aおよび下面4bと、X軸方向に向き合う2つの側面4cおよび4dと、Y軸方向に向き合う2つの側面4eおよび4fとを有する。Y軸方向に向き合う2つの側面4eおよび4fには、X軸方向の中央部で、Y軸方向の外側に突出する凸部壁6,7が形成してある。
The
凸部壁6は、X軸とZ軸とを含む平面に平行な突出平面6aと、その両側に形成してある傾斜面6bおよび6cとを有する。凸部壁7も、凸部壁6と同様に、X軸とZ軸とを含む平面に平行な突出平面7aと、その両側に形成してある傾斜面7bおよび7cとを有する。
The
なお、Z軸は各巻線コイル10および20の巻軸方向に一致し、X軸は、各巻線コイル10および20の長手方向に一致する。Y軸は、コイル10および20が配置される方向に一致する。そして、X軸、Y軸およびZ軸は、相互に垂直である。
The Z axis coincides with the winding axis direction of each
2つの巻線コイル10および20は、図3に示すように、素子本体4の平面側(Z軸方向)から見て、相互に同じX軸方向(第1方向)に長い略長方形状に巻回してあり、しかもX軸方向と略垂直なY軸方向(第2方向)に相互に所定の離間間隔Y5で配置されている。
As shown in FIG. 3, the two
巻線コイル10および20は、それぞれ導電性のワイヤ11および21をコイル状に巻回してある。ワイヤ11および21としては、単線で構成されても良く、あるいは撚り線で構成されても良く、絶縁被覆導線で構成されてもよい。
The
ワイヤ11の両端12および14は、リード線として凸部壁6のX軸方向の両側に形成してある側面4eから外部に引き出され、端子30および40の接続片32および42に接続部16,18で接続される。接続部16,18は、ハンダ接合、レーザ溶接、あるいは導電性接着剤により形成される。
Both
ワイヤ21の両端22および24は、リード線として凸部壁7のX軸方向の両側に形成してある側面4fから外部に引き出され、図4に示すように、端子50および60の接続片52および62に接続部26,28で接続される。接続部26,28は、ハンダ接合、レーザ溶接、あるいは導電性接着剤により形成される。
Both
図6に示すように、各端子30,40,50,60は、四角板形状の主取付片31,41,51,61を有し、これらの主取付片31,41,51,61は、素子本体4の下面4bにおいて、側面4c〜4f相互間の角部近くに固定してある。
As shown in FIG. 6, each
端子30は、主取付片31から側面4eに向けて折り曲げられている接続片32と、主取付片31から側面4cに向けて折り曲げられている副取付片34とを有する。端子40は、主取付片41から側面4eに向けて折り曲げられている接続片42と、主取付片41から側面4dに向けて折り曲げられている副取付片44とを有する。
The
端子50は、主取付片51から側面4fに向けて折り曲げられている接続片52と、主取付片51から側面4cに向けて折り曲げられている副取付片54とを有する。端子60は、主取付片61から側面4fに向けて折り曲げられている接続片62と、主取付片61から側面4dに向けて折り曲げられている副取付片64とを有する。
The
これらの端子30,40,50,60は、それぞれタフピッチ銅、リン青銅などの金属板で構成してあり、素子本体4に対して、接着剤などにより固定してある。
These
素子本体4は、樹脂を含む金属磁性体で構成してあり、磁性体粉の隙間に樹脂が介在しており、巻線コイル10および20に対する磁性コアとして機能する。磁性体粉としては、たとえばFe,Si,Cr,Co,Niなどの金属またはこれらの合金を含む金属磁性体などを用いることができる。
The
また、素子本体4に含まれる樹脂としては、たとえばエポキシ樹脂、シリコン樹脂などが例示される。素子本体4の内部に巻線コイル10,20を内蔵させるには、型の内部に巻線コイル10,20を配置して磁性体粉入り樹脂を流し込み、所定形状に成形して硬化させれば良い。端子30,40,50,60は、その後に素子本体4に接着し、その後に接続部16,18,26,28を形成すれば良い。
Moreover, as resin contained in the element
図3に示すように、本実施形態では、素子本体4の平面側(Z軸方向)から見て、素子本体4の側面4e,4fに形成してある凸部壁6,7のX軸方向幅X1は、各巻線コイル10,20のX軸方向の長さX2と同等以上の幅になっていることが好ましい。これらの凸部壁6,7のX軸方向幅X1と、各巻線コイル10,20のX軸方向の長さX2とは、素子本体4のX軸方向幅X0との関係で、接続部16,18,26,28が側面4cおよび4dからX軸方向に飛び出ないように決定される。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the X-axis direction of the
各凸部壁6,7のY軸方向の突出高さY2およびY3は、相互に同じことが好ましいが異なっていても良く、接続部16,18,26,28が突出平面6aおよび7aからY軸方向に飛び出ない程度が好ましい。
The protrusion heights Y2 and Y3 in the Y-axis direction of the
また、側面4c,4dのY軸方向幅Y1は、各コイル10および20のY軸方向幅Y4に前述した離間間隔Y5を足した値(2×Y4+Y5)と同程度であることが好ましい。離間間隔Y5は、小さすぎると絶縁性が低下する傾向にあり、大きすぎると、素子本体4のY軸方向幅Y0が無駄に大きくなりすぎる傾向にある。なお、コイル10および20のワイヤが絶縁被覆されている場合には、Y5=0でも良い。
The Y-axis direction width Y1 of the side surfaces 4c and 4d is preferably about the same as the value (2 × Y4 + Y5) obtained by adding the above-described separation interval Y5 to the Y-axis direction width Y4 of the
本実施形態に係るコイル装置2では、円形状に巻回してある巻線コイルに比較して、Y軸方向に沿った2つの巻線コイル10,20の合計幅Y0を大幅に小さくすることができる。X軸方向に沿っての巻線コイルの長さX1は、円形状に巻回してある巻線コイルに比較して、多少長くなる。しかしながら、素子本体4の平面側から見た外形形状を適切に選択することで、素子本体4の内部に2つの巻線コイル10,20を配置したとしても、素子本体4の外形を正方形に近づけることが容易となる。このため、素子本体4のコンパクト化が可能になり、省スペースを図ることができる。
In the
また、本実施形態では、素子本体4の平面側から見て、2つの巻線コイル10,20のコイル内側面積の合計(S1+S2)を、素子本体4における巻線コイル10,20の外側の面積S0と略等しいように、素子本体の平面形状を決定してある。このため、巻線コイル10,20の内部における磁路の通路断面と、巻線コイル10,20の外部における磁路の通路断面とを略等しくすることで、インダクタとしての実効初期透磁率などの磁気特性を向上させることができる。また、巻線コイル10,20の外周部が十分な厚みで素子本体4により覆われることで、素子本体4の機械的強度が向上する。
Further, in the present embodiment, when viewed from the plane side of the
さらに本実施形態では、凸部壁6,7が形成してあることで、巻線コイル10,20の内部における磁路の通路断面と、巻線コイルの外部における磁路の通路断面とを略等しくし易いと共に、素子本体4の外形形状のコンパクト化を図ることができる。
Furthermore, in the present embodiment, the
さらに本実施形態では、素子本体4における凸部壁6,7以外の側面4e,4fに、接続部16,18,26,28が形成してある。このように構成することで、素子本体4の外形形状のコンパクト化を図ることができる。
Further, in the present embodiment,
第2実施形態
図7に示すように、本実施形態のコイル装置2Aでは、素子本体4Aにおける平面側から見た形状を正方形または長方形にしてある。その他の構成および作用効果は前述した第1実施形態と同様である。なお、素子本体の形状は、これらの実施形態に限定されず、その他の多角形の形状や曲面を有する形状であっても良い。
Second Embodiment As shown in FIG. 7, in the
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。たとえば上述した実施形態では、素子本体の内部に2つのみの巻線コイルを内蔵したが、その他のコイルも内蔵させても良い。また、上述した実施形態では、素子本体4の側面に配置してある端子は4つであるが、その他の端子も配置してあっても良い。その他の端子としては、ダミーの端子であってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, only two winding coils are incorporated in the element body, but other coils may be incorporated. In the above-described embodiment, the number of terminals arranged on the side surface of the
また、図1〜図6に示す実施形態では、素子本体4における凸部壁6,7以外の側面4e,4fに、巻線コイル10,20からのリード部の接続部16,18,26,28が形成してあるが、その他の側面4c,4dに形成しても良いし、上面4aまたは下面4bに形成しても良い。
In the embodiment shown in FIG. 1 to FIG. 28 may be formed on the
2,2A… コイル装置
4,4A… 素子本体
4a… 上面
4b… 下面
4c〜4f… 側面
6,7… 凸部壁
10,20… 巻線コイル
30,40,50,60… 端子
2, 2A ...
Claims (2)
前記素子本体の内部に埋め込まれている少なくとも2つの巻線コイルと、を有するコイル装置であって、
2つの前記巻線コイルが、前記素子本体の平面側から見て、相互に同じ第1方向に長い略長方形状に巻回してあり、しかも前記第1方向と略垂直な第2方向に相互に所定の間隔で配置されており、
前記素子本体の平面側から見て、前記第2方向に相互に対向する前記素子本体の側面の中央部には、前記巻線コイルの第1方向の長さと同等以上の幅で、第2方向の外側に突出する凸部壁が形成してあり、
前記第1方向に相互に対向する前記素子本体の側面の前記第2方向の幅は、2つの前記巻線コイルの前記第2方向の幅に、2つの前記巻線コイルの離間間隔を足した値と同程度であり、
前記素子本体の平面側から見て、2つの前記巻線コイルのコイル内側面積の合計が、前記素子本体における前記巻線コイルの外側の面積と略等しいように、前記素子本体の平面形状が決定してあるコイル装置。 An element body integrally formed of a metal magnetic material containing resin;
A coil device having at least two winding coils embedded in the element body,
The two winding coils are wound in a substantially rectangular shape that is long in the same first direction as viewed from the plane side of the element body, and are mutually in a second direction substantially perpendicular to the first direction. Are arranged at predetermined intervals ,
When viewed from the plane side of the element body, the central portion of the side surfaces of the element body facing each other in the second direction has a width equal to or greater than the length in the first direction of the winding coil in the second direction. A convex wall protruding outside is formed,
The width in the second direction of the side surfaces of the element body facing each other in the first direction is obtained by adding the spacing between the two winding coils to the width in the second direction of the two winding coils. The same as the value,
The planar shape of the element body is determined such that the sum of the coil inner areas of the two winding coils is substantially equal to the outer area of the winding coil in the element body as seen from the plane side of the element body. Citea Ru coil device.
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