JP6552332B2 - コイル部品 - Google Patents
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Description
次に、本発明の第1の実施の形態について詳細に説明する。図27に示されるように、本発明の第1の実施の形態によるコイル部品10は、コイル11と、コイル11の内周側に配置される内周側コア12と、コイル11の外周側に配置される外周側コア13と、一対の端面側コア14,15と、これらを収容するケース16とを備えている。図27において、コイル11の巻軸は、図の左右方向中央に位置し、図の上下方向に沿って延びている。なお、図1は、コイル部品10の使用状態を表すものではなく、使用時において、コイル11の巻軸は任意の方向を向いてよい。後述する他の実施の形態においても同様である。
上述した第1の実施の形態のコイル部品の構成に加え、図33及び図34若しくは図35及び図36に示すように、コイル11の内周側空間50内に非磁性ギャップ材51を配置する。即ち、4枚の長方形の板状のギャップ材51を2枚ずつ上下2段に配置する。各段のギャップ材51は、長辺同士が互いに平行となるように配置される。ギャップ材51は、組み付けを容易にするため、支持材52により互いに固定されている。また、組み付けを容易にするとともに交流銅損の発生を抑えるため、ギャップ材51は、コイル11の内周面との間に所定の間隔を空けるよう配置されていてもよい。さらに、製造時におけるスラリー20の流し込みを容易にするとともに直流重畳特性を改善するため(零磁界でのインダクタンスを低減するため)、左右に隣り合うギャップ材51は、互いに間隔を空けて配置されていてもよい。さらに、スラリー20を流し込む際に発生し得る気泡が排出され易いように、各ギャップ材51は、コイル11の巻軸に直交する平面に対して傾きを有するように配置されている。なお、ギャップ材51の形状、数及び配置は本実施の形態に限られない。ギャップ材51の形状、数及び配置は、所望の特性に応じて調整することができる。
第1の実施の形態によるコイル部品の端面側コア14,15の一部を、注型コア(低μ)に置換する。具体的には、端面側コア14,15のコイル11の端面を覆う部分の少なくとも一部を注型コアに置換する。換言すると、図37に示すように、コイル部品をコイルの巻軸とコア内を周回する磁路とを含む平面で切断した断面において、コイル11の周囲(コイル部品の断面に見られる2つのコイル断面の各々の周囲)を内周面、外周面及び端面に沿った4本の直線31〜34で8つの領域41〜48に区分したとき、角に位置する4つの領域41,43,45,47に夫々圧粉コア(第1コア部材、高μ)を配置する。また、コイル11の内周面の内側に位置する領域42及び外周面の外側に位置する領域46に夫々注型コア(第2コア部材、低μ)を配置する。さらに、端面の外側に位置する領域44,48の各々の少なくとも一部に注型コア(第3コア部材、低μ)を配置する。領域44,48における残りの部分には、圧粉コアを配置する。領域44,48の各々において、通常、注型コアは一対の圧粉コアに挟まれるように配置される。領域44,48に配置される圧粉コアは、隣接する領域41,43,45,47のいずれかに配置されている圧粉コアと一体に形成されてよい。
第1の実施の形態によるリアクトルの端面側コア14,15の一部を、非磁性ギャップ材に置換する。具体的には、コイル11の端面を覆う部分の少なくとも一部を非磁性ギャップ材に置換する。換言すると、図38に示すように、コイル部品をコイル11の巻軸とコア内を周回する磁路とを含む平面で切断した断面において、コイル11の周囲(コイル部品の断面に見られる2つのコイル断面の各々の周囲)を内周面、外周面及び端面に沿った4本の直線31〜34で8つの領域41〜48に区分したとき、角に位置する4つの領域41,43,45,47に夫々圧粉コア(第1コア部材、高μ)を配置する。また、コイル11の内周面の内側に位置する領域42及び外周面の外側に位置する領域46に夫々注型コア(第2コア部材、低μ)を配置する。さらに、コイル11の端面の外側に位置する領域44,48の夫々について少なくとも一部に非磁性ギャップ材を配置する。なお、図では、コイル11の端面全体が非磁性ギャップで覆われているように見えるが、実際には、コイル11の端面の多くは、圧粉コア(第3コア部材、高μ)で覆われており、非磁性ギャップ材により覆われる領域は小さい。この構成では、エッジワイズコイルを用いることで、非磁性ギャップ材からコイル11への漏れ磁束を抑制することができる。コイル11の端面は、平角線の断面における長辺側だからである。なお、本実施の形態においても、第3の実施の形態と同様に、第2の実施の形態で説明したギャップ材51をコイル11の内周側に配置するようにしてもよい。
上述した第1乃至第4の実施の形態では、コイル11の巻軸に沿った方向の磁界に着目したが、本実施の形態では、コイル11の巻軸に垂直な方向(径方向)の磁界に着目する。そして、本実施の形態では、コイル11の内周側及び外周側に、それぞれ端面よりも外側に張り出す圧粉コアをそれぞれ配置する。また、コイル11としてフラットワイズコイルを用いる。換言すると、図39に示すように、コイル部品をコイルの巻軸とコア内を周回する磁路とを含む平面で切断した断面において、コイル11の周囲(コイル部品の断面に見られる2つのコイル断面の各々の周囲)を内周面、外周面及び端面に沿った4本の直線31〜34で8つの領域41〜48に区分したとき、角に位置する4つの領域41,43,45,47に夫々圧粉コア(第1コア部材、高μ)を配置する。また、コイル11の内周面の内側に位置する領域42及び外周面の外側に位置する領域46の各々にも圧粉コア(第2コア部材、高μ)を配置する。さらに、端面の外側に位置する領域44,48にそれぞれ注型コア(第3コア部材、低μ)を配置する。領域42に配置される圧粉コアは、隣接する領域41及び43にそれぞれ配置されている圧粉コアと一体に形成されてよい。同様に、領域46に配置される圧粉コアは、隣接する領域45及び47にそれぞれ配置されている圧粉コアと一体に形成されてよい。本実施の形態においても、コイル11への磁束漏れは少なく、交流銅損の低減効果が得られる。
第5の実施の形態によるリアクトルの内周側コア12と外周側コア13とを注型コアに置換する。即ち、図40に示すように、コイル部品をコイルの巻軸とコア内を周回する磁路とを含む平面で切断した断面において、コイル11の周囲(コイル部品の断面に見られる2つのコイル断面の各々の周囲)を内周面、外周面及び端面に沿った4本の直線31〜34で8つの領域41〜48に区分したとき、角に位置する4つの領域41,43,45,47に夫々圧粉コア(第1コア部材、高μ)を配置する。また、コイル11の内周面の内側に位置する領域42及び外周面の外側に位置する領域46の各々の少なくとも一部に注型コア(第2コア部材、低μ)を配置する。さらに、端面の外側に位置する領域44,48にそれぞれ注型コア(第3コア部材、低μ)を配置する。領域42,46における残りの部分には、圧粉コアを配置する。領域42,46の各々において、通常、注型コアは一対の圧粉コアに挟まれるように配置される。領域42,46に配置される圧粉コアは、隣接する領域41,43,45,47のいずれかに配置されている圧粉コアと一体に形成されてよい。本実施の形態においても、コイル11への磁束漏れは少なく、交流銅損の低減効果が得られる。
11 コイル
12 内周側コア
13 外周側コア
14,15 端面側コア
16 ケース
16A 開口部
16B 底部
16S 側面部
20 スラリー
31 内周面に沿った直線
32 外周面に沿った直線
33,34 端面に沿った直線
41〜48 領域
50 内周側空間
51 非磁性ギャップ材
52 支持材
111,131,151 コイル
112,122,132,142,152,162 磁束
113,123,133,143,153,163 交流銅損の大きい領域
171,201 導電線
172,174,202,204 コア
173,203 磁束
231 エッジワイズコイル
232 下部コア
233 上部コア
234,235 交流銅損が多い領域
241,251,261,271 エッジワイズコイル
242,264 圧粉コア
243 ギャップ
244,253,265,282,283,292,293,302,303 領域
245,254,255,266,276,284,294 交流銅損の大きい領域
252,262,263 注型コア
281,291 コイル
301 フラットワイズコイル
Claims (14)
- 内周面と、外周面と、前記内周面及び前記外周面に連続する一対の端面とを有するコイルと、前記コイルの周囲の少なくとも一部を囲うコアと、前記コイル及び前記コアを収容するケースとを有するコイル部品であって、
前記コイル部品を前記コイルの巻軸と前記コア内を周回する磁路とを含む平面で切断した断面において、前記コイルの断面の各々の周囲を前記内周面、前記外周面及び前記端面に沿った4本の直線で8つの領域に区分したとき、前記コアとして、角に位置する4つの領域に夫々第1コア部材が配置され、前記内周面の内側に位置する領域及び前記外周面の外側に位置する領域に夫々第2コア部材が配置され、かつ前記端面の外側に位置する領域に夫々第3コア部材が配置されており、
前記第2コア部材及び前記第3コア部材の少なくとも一方は、零磁界において前記第1コア部材よりも低い透磁率を有しており、
前記ケースは側面部を有しており、
前記内周面よりも前記外周面の近くに位置する前記第1コア部材と前記側面部との間に、零磁界において前記第1コア部材よりも低い透磁率を有する他のコア部材が配置されており、
前記他のコア部材は、前記内周面よりも前記外周面の近くに位置する前記第1コア部材と密着している
コイル部品。 - 請求項1に記載のコイル部品であって、前記第2コア部材は、零磁界において前記第1コア部材よりも低い透磁率を有し、前記第3コア部材は、少なくとも一部が前記第2コア部材と同一の材料で構成されているコイル部品。
- 請求項1に記載のコイル部品であって、前記第2コア部材は、零磁界において前記第1コア部材よりも低い透磁率を有し、前記第3コア部材は、前記第1コア部材と同一の材料で構成されているコイル部品。
- 請求項2又は請求項3に記載のコイル部品であって、前記コイルの内周側に配置された前記第2コア部材中に非磁性ギャップが挿入されているコイル部品。
- 請求項2乃至請求項4のいずれかに記載のコイル部品であって、前記第3コア部材の少なくとも一部が非磁性ギャップに置換されているコイル部品。
- 請求項2乃至5のいずれかに記載のコイル部品であって、前記コイルは、平角線を螺旋状に巻回したエッジワイズコイルであるコイル部品。
- 請求項6に記載のコイル部品であって、前記前記平角線は、表皮深さよりも大きい厚みを有しているコイル部品。
- 請求項6又は請求項7に記載のコイル部品であって、前記コイルは、巻列の数が10以下であるコイル部品。
- 請求項8に記載のコイル部品であって、前記コイルは、巻列の数が2以下であるコイル部品。
- 請求項2乃至請求項9のいずれかに記載のコイル部品であって、
前記第1コア部材は、圧粉コアであり、
前記第2コア部材は、磁性体と樹脂を含む混合物を硬化したものである
コイル部品。 - 請求項1に記載のコイル部品であって、前記第3コア部材は、零磁界において前記第1コア部材よりも低い透磁率を有し、前記第2コア部材は、少なくとも一部が前記第3コア部材と同一の材料で構成されているコイル部品。
- 請求項1に記載のコイル部品であって、前記第3コア部材は、零磁界において前記第1コア部材よりも低い透磁率を有し、前記第2コア部材は、前記第1コア部材と同一の材料で構成されているコイル部品。
- 請求項11又は請求項12に記載のコイル部品であって、前記コイルは、平角線を渦巻状に巻回したフラットワイズコイルであるコイル部品。
- 請求項3に記載のコイル部品であって、前記他のコア部材は、前記第2コア部材と同一の材料で構成されているコイル部品。
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