JP6776793B2 - Coil parts - Google Patents
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Description
本発明は、空芯コイルと、当該空芯コイルが埋設されたコア部とを有するコイル部品に関する。特に電源系回路に実装されて好適なコイル部品に関する。 The present invention relates to a coil component having an air-core coil and a core portion in which the air-core coil is embedded. In particular, it relates to a coil component suitable for being mounted on a power supply system circuit.
近年、電子機器の小型化および高性能化に伴い、これら電子機器を駆動するＤＣ／ＤＣコンバータなどの電源回路において、高周波数化および大電流化に対応した小型かつ高性能なコイル部品の要求が強くなっている。 In recent years, with the miniaturization and high performance of electronic devices, there has been a demand for small and high-performance coil parts corresponding to high frequencies and high currents in power supply circuits such as DC / DC converters that drive these electronic devices. It's getting stronger.
従来、上記の要求を達成し得るコイル部品として、空芯コイルを、磁性粉末と樹脂との混合物を加圧成形した圧粉磁芯（コア）内に埋設したコイル封入型磁性部品が知られている（たとえば、特許文献１参照）。 Conventionally, as a coil component capable of achieving the above requirements, a coil-encapsulated magnetic component in which an air core coil is embedded in a powder magnetic core (core) obtained by pressure-molding a mixture of magnetic powder and resin has been known. (See, for example, Patent Document 1).
小型かつ高性能なコイル部品を得るためには、高いインダクタンスが得られるとともに、大電流領域まで高いインダクタンスを保持できることにより、電源駆動時の磁気飽和を抑制することが重要となる。磁気飽和を抑制した上で、小型化を実現するためには、磁性体から構成される磁芯内において発生する磁束密度の分布を均一に近づけることにより、磁芯全体を有効に活用することが重要となる。なお、磁気飽和特性を表す指標としては、たとえば、直流重畳特性が例示される。 In order to obtain a compact and high-performance coil component, it is important to suppress magnetic saturation during power supply drive by obtaining high inductance and maintaining high inductance up to a large current region. In order to achieve miniaturization while suppressing magnetic saturation, it is necessary to effectively utilize the entire magnetic core by making the distribution of the magnetic flux density generated in the magnetic core composed of magnetic materials close to uniform. It becomes important. As an index representing the magnetic saturation characteristic, for example, a DC superimposition characteristic is exemplified.
特許文献１には、コイル部品におけるコイルの貫通孔の径およびコイルと外装部の表面との距離を所定の関係とし、磁芯内の磁性体の密度の関係を規定することで磁気飽和を抑制できることが記載されているものの、実際には、磁気飽和の抑制が不十分であるという問題があった。
In
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、磁気飽和を抑制でき、直流重畳特性に優れるコイル部品を提供することである。 The present invention has been made in view of such an actual situation, and an object of the present invention is to provide a coil component capable of suppressing magnetic saturation and having excellent DC superimposition characteristics.
本発明者らは、空芯コイルの端部では、磁束が密に存在していることに着目し、端部の角部が存在していることにより、磁束の通過する方向が限定され、磁束が角部近傍に集中することを見出した。その結果、コア内部における磁束密度の分布が均一ではなくなり、磁気飽和が生じやすく、直流重畳特性も悪化してしまう。 The present inventors have focused on the fact that magnetic flux is densely present at the end of the air-core coil, and the presence of the corners at the end limits the direction in which the magnetic flux passes, and the magnetic flux Was found to be concentrated near the corners. As a result, the distribution of the magnetic flux density inside the core is not uniform, magnetic saturation is likely to occur, and the DC superimposition characteristic is deteriorated.
そこで、本発明者らは、空芯コイルの端部の角部を除去することにより、角部近傍において磁束が集中することを抑制でき、磁気飽和が生じにくくなることを見出し、本発明を完成させるに至った。 Therefore, the present inventors have found that by removing the corner portion of the end portion of the air core coil, it is possible to suppress the concentration of magnetic flux in the vicinity of the corner portion and magnetic saturation is less likely to occur, and the present invention is completed. I came to let you.
本発明の態様は、
［１］磁性体粉末と樹脂とを有するコア部と、
空芯コイル部と、空芯コイルから引き出された引出部と、端子部とを有し、
少なくとも空芯コイル部の全体がコア部の内部に埋設されているコイル部品であって、
空芯コイル部の巻回軸を含む面に現れる空芯コイル部の一対の断面において、断面の端部が形成する角部のうち、１つ以上の角部が除去されているコイル部品である。
Aspects of the present invention are
[1] A core portion having a magnetic powder and a resin,
It has an air-core coil portion, a drawer portion drawn from the air-core coil, and a terminal portion.
At least the entire air-core coil part is a coil component embedded inside the core part.
A coil component in which one or more corners of the corners formed by the ends of the cross section are removed from a pair of cross sections of the air core coil portion appearing on the surface including the winding shaft of the air core coil portion. ..
上記の構造を有するコイル部品は、角部近傍に磁束が集中することを抑制できるため、良好な直流重畳特性を示すことができる。 Since the coil component having the above structure can suppress the concentration of magnetic flux in the vicinity of the corner portion, it can exhibit good DC superimposition characteristics.
［２］空芯コイル部の外周側に位置する角部から除去された断面積の平均値よりも空芯コイル部の内周側に位置する角部から除去された断面積の平均値の方が大きい［１］に記載のコイル部品である。 [2] The average value of the cross-sectional area removed from the corners located on the inner peripheral side of the air-core coil portion is larger than the average value of the cross-sectional area removed from the corners located on the outer peripheral side of the air-core coil portion. Is a coil component according to [1].
空芯コイル部の内周側の角部をより多く除去することにより、上記の効果をより高めることができる。 The above effect can be further enhanced by removing more corners on the inner peripheral side of the air core coil portion.
［３］角部が除去されていない断面の面積に対して、除去された角部の１箇所当たりの断面積の割合が、０．１１％以上５．２％以下である［１］または［２］に記載のコイル部品である。 [3] The ratio of the cross-sectional area per location of the removed corners to the area of the cross section where the corners have not been removed is 0.11% or more and 5.2% or less [1] or [ 2] is the coil component.
除去する角部の断面積割合を上記の範囲内とすることにより、上記の効果をより高めることができる。 By setting the cross-sectional area ratio of the corners to be removed within the above range, the above effect can be further enhanced.
［４］除去された角部は面取りされた形状である［１］から［３］のいずれかに記載のコイル部品である。 [4] The removed corner portion is the coil component according to any one of [1] to [3], which has a chamfered shape.
面取りすることにより、角部を容易に除去できる。 By chamfering, the corners can be easily removed.
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき、以下の順序で詳細に説明する。
１．コイル部品
１．１ 第１実施形態
１．２ 第２実施形態
１．３ 第３実施形態
１．４ 第４実施形態
２．実施形態の効果
３．変形例
Hereinafter, the present invention will be described in detail in the following order based on the embodiments shown in the drawings.
1. 1. Coil parts 1.1 1st embodiment 1.2 2nd embodiment 1.3 3rd embodiment 1.4
（１．コイル部品）
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、第１実施形態に係るコイル部品１０は、圧縮成形体としてのコア部２と、空芯コイル部４と、空芯コイル部４から引き出された引出部（図示省略）と、引出部に電気的に接続され、コア部２の外周に設けられた端子部（図示省略）とを有し、空芯コイル部４がコア部２の内部に埋設されている。したがって、実際のコイル部品１０においては、空芯コイル部４を外部から観察することはできない。
(1. Coil parts)
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、コア部２の外形は、正方形状の第１主面２ａおよび第２主面２ｂが、長方形状の４つの外周面（第１外周面２ｃ、第２外周面２ｄ、第３外周面２ｅ、第４外周面２ｆ）を介して連結されて構成される正四角柱状を有している。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the outer shape of the
コア部２は、磁性体粉末と、磁性体粉末に含まれる磁性体粒子を結合するバインダとしての樹脂と、を含む顆粒を圧縮成形または射出成形し、必要に応じて熱処理を行い、形成してある。磁性体粉末の材質としては、所定の磁気特性を発揮するものであれば特に限定されないが、たとえば、Ｆｅ−Ｓｉ（鉄−シリコン）、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ；鉄−シリコン−アルミニウム）、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ（鉄−シリコン−クロム）、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ）、カルボニル鉄系などの鉄系の金属磁性体が例示される。また、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトなどのフェライトであってもよい。
The
バインダとしての樹脂は、特に限定されないが、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、シリコン樹脂、これらを組み合わせたものなどが例示される。 The resin as the binder is not particularly limited, and examples thereof include epoxy resin, phenol resin, acrylic resin, polyester resin, polyimide, polyamide-imide, silicon resin, and a combination thereof.
本実施形態では、空芯コイル部４は、リング状の導体で構成されており、換言すれば、導体が１回巻回された構成となっている。また、導体の外周には、必要に応じて、絶縁被覆層が形成される。導体の材質は、たとえば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｆｅ、Ａｇ、Ａｕ、リン青銅等が例示される。絶縁被覆層は、たとえばポリウレタン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエステル−イミド、ポリエステル−ナイロンなどで構成してある。
In the present embodiment, the air-
また、空芯コイル部からは少なくとも一対の引出部がコア部の外部に引き出される。引き出された引出部は、コア部の外周面に設けられる一対の端子部に電気的に接続されることとなる。なお、端子部は、特に限定されず、公知の構成を適用することができる。 Further, at least a pair of drawing portions are pulled out from the air core coil portion to the outside of the core portion. The drawn-out drawer portion is electrically connected to a pair of terminal portions provided on the outer peripheral surface of the core portion. The terminal portion is not particularly limited, and a known configuration can be applied.
空芯コイル部では、巻回軸を含み、巻回軸方向に沿った面に現れる断面は、通常、矩形状である。この空芯コイル部を構成する導体に電流が流れると、発生する磁束が合成され、所定の方向に向かう磁束が発生する。このとき、図２（ａ）に示すように、空芯コイル部４の内部（中空部）においては、磁束ＭＦは中空部を貫通する向きに生じる。空芯コイル部４の一方の端部Ｅ１では、磁束ＭＦは空芯コイル部４の外部に向かう方向に曲げられ、図２（ｂ）に示すように、空芯コイル部４の外形状に応じて放射状に広がる。そして、図２（ａ）に示すように、空芯コイル部４の外周に沿って、空芯コイル部４の一方の端部Ｅ１から他方の端部Ｅ２に向かう。空芯コイル部４の他方の端部Ｅ２では、図２（ｃ）に示すように、磁束ＭＦは空芯コイル部４の内部に向かう方向に曲げられ、空芯コイル部４の外周のあらゆる方向から空芯コイル部４の内部に向かう。
In the air-core coil portion, the cross section including the winding shaft and appearing on the surface along the winding shaft direction is usually rectangular. When a current flows through the conductors constituting the air-core coil portion, the generated magnetic fluxes are combined and the magnetic fluxes directed in a predetermined direction are generated. At this time, as shown in FIG. 2A, the magnetic flux MF is generated in the direction of penetrating the hollow portion inside the air core coil portion 4 (hollow portion). At one end E1 of the air-
図２（ａ）における空芯コイル部４の端部Ｅ１およびＥ２に着目すると、空芯コイル部の外部または内部に向かおうとする磁束が、端部Ｅ１およびＥ２の角部近傍で密に存在している。磁束密度は、磁場の方向に垂直な単位面積当たりの磁束の密度を表しており、コア部２を構成する磁性体の透磁率はコア部においてほぼ同じなので、コア部内の各箇所における磁束密度は、磁束が通過する箇所の面積に影響される。すなわち、端部Ｅ１およびＥ２の角部近傍で磁束が密に存在していることは、端部Ｅ１およびＥ２の角部近傍における磁束密度は局所的に大きくなっており、磁束密度の分布が均一ではないことを示している。その結果、磁気飽和が十分に抑制できない。
Focusing on the ends E1 and E2 of the air-
そこで、本実施形態では、図３に示すように、空芯コイル部の端部を形成する角部を除去することにより、角部近傍における磁束密度を他の箇所における磁束密度に近づけて、磁束密度の分布の均一化を図っている。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, by removing the corner portion forming the end portion of the air core coil portion, the magnetic flux density in the vicinity of the corner portion is brought closer to the magnetic flux density in the other portion, and the magnetic flux is generated. We are trying to make the distribution of density uniform.
図３（ａ）および（ｂ）は、空芯コイル部４の巻回軸方向Ｏを含み、かつ巻回軸Ｏに平行な面に現れる空芯コイル部４の一対の断面を示しており、空芯コイル部の端部の角部が除去された構成を示している。本実施形態では、角部が除去される前の空芯コイル部の断面形状は矩形状である。
3A and 3B show a pair of cross sections of the air
角部を除去する方法は特に制限されないが、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、角部を面取りされた形状にすることが好ましい。図３（ａ）は、空芯コイル部の端部を形成する角部がＲ面取りされている構成を示しており、図３（ｂ）は、空芯コイル部の端部を形成する角部がＣ面取りされている構成を示している。Ｒ面取りは、角部が所定の半径を有する曲面で構成されるように角部を除去し、Ｃ面取りは、角部を構成する面に対して４５°傾いた面で角部を除去する。 The method for removing the corners is not particularly limited, but as shown in FIGS. 3A and 3B, it is preferable that the corners have a chamfered shape. FIG. 3A shows a configuration in which the corner portion forming the end portion of the air core coil portion is R-chamfered, and FIG. 3B shows the corner portion forming the end portion of the air core coil portion. Indicates a configuration in which C is chamfered. The R chamfer removes the corners so that the corners are formed of a curved surface having a predetermined radius, and the C chamfer removes the corners at a surface inclined by 45 ° with respect to the surface forming the corners.
どちらの場合であっても、角部を除去することにより、磁束が角部近傍で集中することを抑制し、空芯コイルの端部における磁束密度の局所的な増大を抑制することができる。したがって、コア部２における磁束密度の分布を均一に近づけることができ、良好な直流重畳特性が得られる。
In either case, by removing the corner portion, it is possible to suppress the concentration of the magnetic flux in the vicinity of the corner portion and suppress the local increase in the magnetic flux density at the end portion of the air core coil. Therefore, the distribution of the magnetic flux density in the
また、空芯コイル部の端部Ｅ１およびＥ２の角部近傍では、空芯コイル部の内周側の角部近傍の方が、外周側の角部近傍よりも磁束が密に存在している。そのため、除去された角部の面積に関して、空芯コイル部の外周側に位置する角部から除去された面積の平均値よりも空芯コイル部の内周側に位置する角部から除去された面積の平均値を大きくすることが好ましい。 Further, in the vicinity of the corners of the ends E1 and E2 of the air core coil portion, the magnetic flux is denser in the vicinity of the corner portion on the inner peripheral side of the air core coil portion than in the vicinity of the corner portion on the outer peripheral side. .. Therefore, regarding the area of the removed corners, the corners located on the inner peripheral side of the air core coil portion are removed from the average value of the areas removed from the corners located on the outer peripheral side of the air core coil portion. It is preferable to increase the average value of the area.
すなわち、図３（ｂ）に示すように、内周側の角部において除去された面積をＳＩ１およびＳＩ２とし、外周側の角部において除去された面積をＳＯ１およびＳＯ２とした場合、内周側の除去された面積ＳＩ１およびＳＩ２の平均値である（ＳＩ１＋ＳＩ２）／２は、外周側の除去された面積ＳＯ１およびＳＯ２の平均値である（ＳＯ１＋ＳＯ２）／２よりも大きいことが好ましい。このようにすることにより、空芯コイル部の端部近傍における磁束密度の分布をより均一に近づけることができる。 That is, as shown in FIG. 3 (b), the areas removed at the corners on the inner peripheral side are SI 1 and SI 2, and the areas removed at the corners on the outer circumference are SO 1 and SO 2. , The average value of the removed areas SI 1 and SI 2 on the inner circumference side (SI 1 + SI 2 ) / 2 is the average value of the removed areas SO 1 and SO 2 on the outer circumference side (SO 1 + SO). 2 ) It is preferably larger than / 2. By doing so, the distribution of the magnetic flux density in the vicinity of the end portion of the air core coil portion can be made closer to uniform.
さらに、角部が除去されていない断面の面積に対して、除去された角部の１箇所当たりの面積の割合が、０．１１％以上であることが好ましく、０．５８％以上であることがより好ましい。なお、コイル部品の直流抵抗の増大、空芯コイル部を流れる電流密度の増大等を考慮すると、角部が除去されていない断面の面積に対する除去された角部の１箇所当たりの面積の割合は、５．２％以下であることが好ましい。 Further, the ratio of the area of the removed corners to each part of the cross section where the corners have not been removed is preferably 0.11% or more, preferably 0.58% or more. Is more preferable. Considering the increase in DC resistance of coil parts and the increase in current density flowing through the air-core coil, the ratio of the area of the removed corners to the area of the cross section where the corners are not removed is It is preferably 5.2% or less.
角部が除去されていない断面の面積とは、空芯コイル部の端部の角部が除去されていないと想定した場合に、当該空芯コイル部の断面が示す面積であり、たとえば、図３（ｂ）においては、空芯コイル部４の面積に、ＳＩ１、ＳＩ２、ＳＯ１およびＳＯ２を足し合わせた面積である。
The area of the cross section in which the corner portion is not removed is the area indicated by the cross section of the air core coil portion when it is assumed that the corner portion of the end portion of the air core coil portion is not removed. In 3 (b), it is the area obtained by adding SI 1 , SI 2 , SO 1 and SO 2 to the area of the air
本実施形態に係るコイル部品は、たとえば、パソコンや携帯型電子機器などに搭載されるＤＣ／ＤＣコンバータ等の電源回路、パソコンや携帯型電子機器などに搭載される電源ラインにおけるチョークコイル等の、高周波化および大電流化が求められるコイル部品として好適である。 The coil components according to the present embodiment include, for example, a power supply circuit such as a DC / DC converter mounted on a personal computer or a portable electronic device, a choke coil in a power supply line mounted on a personal computer or a portable electronic device, or the like. It is suitable as a coil component that requires high frequency and high current.
（１．２ 第２実施形態）
図４（ａ）および（ｂ）に示すように、第２実施形態に係るコイル部品１０ａは、空芯コイルの内周側に位置する角部の１つが除去されている以外は、第１実施形態のコイル部品１０と同様であり、重複する説明は省略する。本実施形態では、内周側の角部において除去された面積ＳＩ２は０であり、外周側の角部において除去された面積ＳＯ１およびＳＯ２はどちらも０である。
(1.2 Second Embodiment)
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
図４（ａ）は、角部をＲ面取りした構成を示しており、図４（ｂ）は、角部をＣ面取りした構成を示している。磁束が密に存在する角部を除去しているので、本実施形態に係るコイル部品１０ａも、第１実施形態に係るコイル部品１０と同様の作用効果を奏することができる。
FIG. 4A shows a configuration in which the corners are R-chamfered, and FIG. 4B shows a configuration in which the corners are C-chamfered. Since the corners where the magnetic flux is densely present are removed, the
（１．３ 第３実施形態）
図５（ａ）および（ｂ）に示すように、第３実施形態に係るコイル部品１０ｂは、空芯コイルの内周側に位置する角部の２つが除去されている以外は、第１実施形態のコイル部品１０と同様であり、重複する説明は省略する。本実施形態では、外周側の角部において除去された面積ＳＯ１およびＳＯ２はどちらも０である。
(1.3 Third Embodiment)
As shown in FIGS. 5A and 5B, in the
図５（ａ）は、角部をＲ面取りした構成を示しており、図５（ｂ）は、角部をＣ面取りした構成を示している。磁束が密に存在する角部を除去しているので、本実施形態に係るコイル部品１０ｂも、第１実施形態に係るコイル部品１０と同様の作用効果を奏することができる。
FIG. 5A shows a configuration in which the corners are R-chamfered, and FIG. 5B shows a configuration in which the corners are C-chamfered. Since the corners where the magnetic flux is densely present are removed, the
（１．４ 第４実施形態）
図６（ａ）および（ｂ）に示すように、第４実施形態に係るコイル部品１０ｃは、空芯コイルの内周側に位置する角部の２つと、外周側に位置する角部の１つと、が除去されている以外は、第１実施形態のコイル部品１０と同様であり、重複する説明は省略する。本実施形態では、外周側の角部において除去された面積ＳＯ２は０である。
(1.4 Fourth Embodiment)
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
図６（ａ）は、角部をＲ面取りした構成を示しており、図６（ｂ）は、角部をＣ面取りした構成を示している。磁束が密に存在する角部を除去しているので、本実施形態に係るコイル部品１０ｃも、第１実施形態に係るコイル部品１０と同様の作用効果を奏することができる。
FIG. 6A shows a configuration in which the corners are R-chamfered, and FIG. 6B shows a configuration in which the corners are C-chamfered. Since the corners where the magnetic flux is densely present are removed, the
（２．実施形態の効果）
上記の実施形態では、空芯コイルの端部を構成する角部を除去している。このようにすることにより、角部近傍において磁束が密に存在している状態を緩和して、角部近傍における磁束密度の分布を均一に近づけることができる。
(2. Effect of the embodiment)
In the above embodiment, the corners constituting the end of the air core coil are removed. By doing so, the state in which the magnetic flux is densely present in the vicinity of the corner portion can be alleviated, and the distribution of the magnetic flux density in the vicinity of the corner portion can be made uniform.
その結果、コイル部品の形状、コア部を構成する磁性体の密度分布等を変更することなく、飽和磁化を効果的に抑制することができる。 As a result, saturation magnetization can be effectively suppressed without changing the shape of the coil component, the density distribution of the magnetic material constituting the core portion, or the like.
また、空芯コイルの内周側の角部近傍は、外周側の角部近傍よりも、局所的な磁束密度の増大が大きい。そのため、空芯コイルの外周側に位置する角部が除去された面積の平均値よりも内周側に位置する角部が除去された面積の平均値を大きくすることにより、上述した効果をより高めることができる。 Further, in the vicinity of the corner portion on the inner peripheral side of the air core coil, the local magnetic flux density increases more than in the vicinity of the corner portion on the outer peripheral side. Therefore, the above-mentioned effect can be obtained by increasing the average value of the area where the corners located on the inner peripheral side are removed from the average value of the area where the corners located on the outer peripheral side of the air core coil are removed. Can be enhanced.
さらに、除去される角部の面積を、空芯コイルの端部に位置する角部が除去されていないと想定した場合の当該空芯コイルの断面積に対する割合を上記の範囲とすることにより、飽和磁化が抑制され、良好な直流重畳特性を示すことができる。また、コイル部品の直流抵抗の増大、空芯コイル部を流れる電流密度の増大等も抑制することができる。 Further, the area of the corner portion to be removed is set to the above range by setting the ratio of the corner portion located at the end of the air core coil to the cross-sectional area of the air core coil when it is assumed that the corner portion is not removed. Saturation magnetization is suppressed, and good DC superimposition characteristics can be exhibited. Further, it is possible to suppress an increase in the DC resistance of the coil component, an increase in the current density flowing through the air-core coil portion, and the like.
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の範囲内において種々の態様で改変しても良い。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and may be modified in various ways within the scope of the present invention.
（３．変形例）
上述した実施形態では、空芯コイルは巻き数が１回で構成されるリング状の導体であるが、図７に示すように、空芯コイルは、ワイヤが２回以上の巻き数で巻回されて構成される巻回部であってもよい。ワイヤとしては、上述した実施形態と同様に、導線と、必要に応じて導線の外周を被覆してある絶縁被覆層とで構成すればよい。
(3. Modification example)
In the above-described embodiment, the air-core coil is a ring-shaped conductor composed of one turn, but as shown in FIG. 7, the air-core coil has a wire wound at two or more turns. It may be a winding part formed by the above. The wire may be composed of a lead wire and, if necessary, an insulating coating layer covering the outer periphery of the lead wire, as in the above-described embodiment.
図７に示す構成の場合、たとえば、ワイヤの巻回方法を適宜調整することにより、巻回部としての角部が除去された構成となっていればよい。したがって、ワイヤの横断面形状は、特に限定されず、円形、平角形状などが例示される。 In the case of the configuration shown in FIG. 7, for example, the winding method of the wire may be appropriately adjusted so that the corner portion as the winding portion is removed. Therefore, the cross-sectional shape of the wire is not particularly limited, and examples thereof include a circular shape and a flat shape.
図７（ａ）は、ワイヤの横断面形状が円形である場合の巻回部を示しているが、空芯コイル部の端部に位置する角部が除去されていないと想定した場合の当該空芯コイル部の断面積、および、除去された角部の断面積は、図７（ａ）に示すように求めればよい。すなわち、空芯コイル部の巻回軸を含む面に現れる空芯コイル部の一対の断面において、空芯コイル部の最外側に位置するワイヤが接する辺から構成される外形を基準にして、空芯コイル部の端部に位置する角部が除去されていないと想定した場合の当該空芯コイル部の断面積、および、除去された角部の断面積を規定すればよい。 FIG. 7A shows a wound portion when the cross-sectional shape of the wire is circular, but it is assumed that the corner portion located at the end of the air core coil portion is not removed. The cross-sectional area of the air-core coil portion and the cross-sectional area of the removed corner portion may be obtained as shown in FIG. 7A. That is, in a pair of cross sections of the air-core coil portion appearing on the surface including the winding shaft of the air-core coil portion, the outer shape formed by the outermost side of the air-core coil portion in contact with the wire is used as a reference. It is sufficient to specify the cross-sectional area of the air-core coil portion and the cross-sectional area of the removed corner portion when it is assumed that the corner portion located at the end portion of the core coil portion is not removed.
図７（ｂ）は、ワイヤの横断面形状が矩形である場合の巻回部を示している。この場合も、図７（ｂ）に示すように、空芯コイル部の巻回軸を含む面に現れる空芯コイル部の一対の断面において、空芯コイル部の最外側に位置するワイヤが接する辺から構成される外形を基準にして、空芯コイル部の端部に位置する角部が除去されていないと想定した場合の当該空芯コイル部の断面積、および、除去された角部の断面積を規定すればよい。 FIG. 7B shows a wound portion when the cross-sectional shape of the wire is rectangular. Also in this case, as shown in FIG. 7B, in the pair of cross sections of the air core coil portion appearing on the surface including the winding shaft of the air core coil portion, the wires located on the outermost side of the air core coil portion come into contact with each other. Based on the outer shape composed of the sides, the cross-sectional area of the air core coil portion assuming that the corner portion located at the end of the air core coil portion has not been removed, and the removed corner portion The cross-sectional area may be specified.
（実験例１）
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(Experimental Example 1)
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
磁性体粉末としての鉄を主成分とした金属磁性材料粉末と、樹脂としてのエポキシ樹脂とを混合し、顆粒状に造粒した。続いて、断面が矩形状の銅線に対し、Ｒ面取りを１〜４箇所行って角部を除去した後に絶縁皮膜を形成した絶縁皮膜銅線およびＲ面取りを行わなかった銅線に絶縁皮膜を形成した絶縁皮膜銅線を用いて作製した空芯コイルと、造粒により得られた顆粒とを、金型内に投入して、所定の圧力により加圧成形を行い、空芯コイルが埋設された成形体を得た。これらの試料について、所定の温度条件で熱処理を行い、コイル部品を得た。なお、実験例１において作製したコイル部品の寸法は、１辺が３ｍｍの正方形状であって、高さが１ｍｍであった。 A metallic magnetic material powder containing iron as a main component as a magnetic material powder and an epoxy resin as a resin were mixed and granulated into granules. Subsequently, on a copper wire having a rectangular cross section, an insulating film was applied to a copper wire having an insulating film formed after removing corners by performing R chamfering at 1 to 4 points and a copper wire not undergoing R chamfering. The air-core coil produced using the formed insulating film copper wire and the granules obtained by granulation are put into a mold and pressure-molded at a predetermined pressure to embed the air-core coil. A molded body was obtained. These samples were heat-treated under predetermined temperature conditions to obtain coil parts. The size of the coil component produced in Experimental Example 1 was a square shape with a side of 3 mm and a height of 1 mm.
実験例１では、Ｒ面取りを行った箇所が、以下のように配置された空芯コイルを作製した。すなわち、実施例１では、Ｒ面取りを行った箇所が空芯コイルの内周側（実施例１ａ）または外周側（実施例１ｂ）に１箇所あり、実施例２では、Ｒ面取りを行った箇所が空芯コイルの内周側（実施例２ａ）または外周側（実施例２ｂ）に２箇所あり、実施例３ａでは、Ｒ面取りを行った箇所が空芯コイルの内周側に２箇所、外周側に１箇所あり、実施例３ｂでは、Ｒ面取りを行った箇所が空芯コイルの内周側に１箇所、外周側に２箇所あり、実施例４では、Ｒ面取りを行った箇所が空芯コイルの内周側に２箇所、外周側に２箇所ある。なお、実験例１において、角部が除去された各実施例の空芯コイルの断面積と、角部が除去されていない比較例１の空芯コイルの断面積とは同じとした。また、各実施例において、角部が除去されていないと想定した場合の空芯コイルの断面積を１００％とした場合に、除去した断面積は、１箇所あたり１．７％とした。 In Experimental Example 1, an air-core coil was produced in which the R-chamfered portion was arranged as follows. That is, in Example 1, there is one place where R chamfering was performed on the inner peripheral side (Example 1a) or the outer peripheral side (Example 1b) of the air core coil, and in Example 2, the place where R chamfering was performed. There are two locations on the inner peripheral side (Example 2a) or the outer peripheral side (Example 2b) of the air core coil, and in Example 3a, there are two locations on the inner peripheral side of the air core coil where R chamfering is performed. There is one place on the side, in Example 3b, there is one place on the inner peripheral side of the air core coil and two places on the outer peripheral side, and in Example 4, the place where R chamfering was performed is the air core. There are two locations on the inner peripheral side of the coil and two locations on the outer peripheral side. In Experimental Example 1, the cross-sectional area of the air-core coil of each example in which the corners were removed was the same as the cross-sectional area of the air-core coil of Comparative Example 1 in which the corners were not removed. Further, in each embodiment, when the cross-sectional area of the air core coil assuming that the corners are not removed is 100%, the cross-sectional area removed is 1.7% per location.
得られたコイル部品の試料に対して、初期インダクタンス値およびインダクタンス値の直流重畳時の飽和特性の評価を行った。インダクタンス値の測定はＬＣＲメータ（アジレント・テクノロジー社製４２８４Ａ）を用い、直流バイアス電源（アジレント・テクノロジー社製４２８４１Ａ）を用いて直流電流を印加した。 The saturation characteristics of the obtained coil component samples when the initial inductance value and the inductance value were superimposed on DC were evaluated. A DC current was applied using an LCR meter (4284A manufactured by Agilent Technologies) and a DC bias power supply (42841A manufactured by Agilent Technologies) to measure the inductance value.
初期インダクタンス値は、直流電流を印加しない状態でのインダクタンス値とし、インダクタンス値の直流重畳時の飽和特性は、１．５Ａおよび３．０Ａの直流電流を印加したときの各インダクタンス値とした。 The initial inductance value was the inductance value when no DC current was applied, and the saturation characteristics of the inductance values when DC was superimposed were the respective inductance values when DC currents of 1.5A and 3.0A were applied.
初期インダクタンス値が大きいほど、コイル部品としての性能に優れていることを示し、直流重畳時のインダクタンス値が大きいほど、大電流領域まで高いインダクタンス値を保持することができ、磁気飽和特性を表す指標となる直流重畳特性に優れていることを示す。結果を表１に示す。 The larger the initial inductance value, the better the performance as a coil component, and the larger the inductance value at the time of DC superimposition, the higher the inductance value can be maintained up to the large current region, which is an index showing the magnetic saturation characteristics. It is shown that the DC superimposition characteristic is excellent. The results are shown in Table 1.
表１より、実施例１〜４は、比較例１と比較して、初期インダクタンス値、インダクタンス値の直流重畳時の飽和特性のいずれも、比較例１よりも良好であることが確認できた。 From Table 1, it was confirmed that in Examples 1 to 4, both the initial inductance value and the saturation characteristics of the inductance values at the time of DC superimposition were better than those in Comparative Example 1.
また、除去された角部の数が多いほど、初期インダクタンス値およびインダクタンス値の直流重畳時の飽和特性が良好となることが確認できた。 It was also confirmed that the larger the number of removed corners, the better the saturation characteristics of the initial inductance value and the inductance value when DC is superimposed.
さらに、実施例１ａと実施例１ｂとの比較、実施例２ａと実施例２ｂとの比較、および、実施例３ａと実施例３ｂとの比較により、外周側に位置する角部の除去された面積の平均値よりも、内周側に位置する角部の除去された面積の平均値が大きくした方が初期インダクタンス値およびインダクタンス値の直流重畳時の飽和特性が良好となることが確認できた。 Further, by comparing Example 1a and Example 1b, comparing Example 2a and Example 2b, and comparing Example 3a and Example 3b, the area where the corner portion located on the outer peripheral side was removed. It was confirmed that the saturation characteristics of the initial inductance value and the inductance value at the time of DC superimposition are better when the average value of the removed area of the corners located on the inner peripheral side is larger than the average value of.
（実験例２）
実験例２では、Ｒ面取りを行った箇所を空芯コイルの内周側の２箇所とし、除去された１箇所あたりの面積を変化させた以外は実験例１と同様にして、コイル部品を作製し、実験例１と同様の評価に加えて、直流抵抗の測定を行った。結果を表２に示す。なお、表２において、実施例７は実施例２ａと同じであり、比較例２は比較例１と同じである。また、表２では、各試料の直流抵抗は、比較例２の直流抵抗値に対する相対値として評価した。
(Experimental Example 2)
In Experimental Example 2, coil parts were produced in the same manner as in Experimental Example 1 except that the R chamfered locations were set to two locations on the inner peripheral side of the air core coil and the area per removed location was changed. Then, in addition to the same evaluation as in Experimental Example 1, the DC resistance was measured. The results are shown in Table 2. In Table 2, Example 7 is the same as Example 2a, and Comparative Example 2 is the same as Comparative Example 1. Further, in Table 2, the DC resistance of each sample was evaluated as a relative value with respect to the DC resistance value of Comparative Example 2.
表２より、除去された１箇所あたりの面積を上述した範囲とすることにより、初期インダクタンス値およびインダクタンス値の直流重畳時の飽和特性が良好となることに加えて、直流抵抗の増大を抑制できることが確認できた。 From Table 2, by setting the area per removed location within the above-mentioned range, the saturation characteristics of the initial inductance value and the inductance value at the time of DC superimposition are improved, and the increase in DC resistance can be suppressed. Was confirmed.
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…コイル部品
２…コア部
４…空芯コイル
４ａ…ワイヤ
10, 10a, 10b, 10c ...
Claims (2)
空芯コイル部と、前記空芯コイルから引き出された引出部と、端子部とを有し、
少なくとも前記空芯コイル部の全体が前記コア部の内部に埋設されているコイル部品であって、
前記空芯コイル部の巻回軸を含む面に現れる前記空芯コイル部の一対の断面において、前記断面の端部が形成する角部のうち、前記空芯コイル部の内周側に位置する角部の全てが除去され、前記空芯コイル部の外周側に位置する角部の１つ以上が除去されており、
前記空芯コイル部の外周側に位置する角部から除去された断面積の平均値よりも前記空芯コイル部の内周側に位置する角部から除去された断面積の平均値の方が大きく、
前記角部が除去されていない前記一対の断面の面積に対して、除去された角部の１箇所当たりの断面積の割合が、０．１１％以上５．２％以下であるコイル部品。 A core part having magnetic powder and resin,
It has an air-core coil portion, a drawer portion drawn from the air-core coil, and a terminal portion.
At least the entire air-core coil portion is a coil component embedded inside the core portion.
In a pair of cross sections of the air core coil portion appearing on the surface including the winding shaft of the air core coil portion, among the corner portions formed by the end portions of the cross section, the air core coil portion is located on the inner peripheral side of the air core coil portion. all corners are removed, one or more on the corner portion located on the outer peripheral side of the air-core coil portion has been removed,
The average value of the cross-sectional area removed from the corners located on the inner peripheral side of the air-core coil portion is larger than the average value of the cross-sectional areas removed from the corners located on the outer peripheral side of the air-core coil portion. big,
A coil component in which the ratio of the cross-sectional area of each of the removed corners to the area of the pair of cross sections from which the corners have not been removed is 0.11% or more and 5.2% or less .
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