JP7163565B2 - コイル部品 - Google Patents
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Description
前記柱状部の一端面に対して対向する対向面を有する第2磁性コアと、
非磁性材料により構成されていて前記対向面と前記一端面との間に配置されており、前記対向面と前記一端面との間に磁気ギャップを構成している磁気ギャップ構成層と、
前記柱状部が挿通されているコイルと、
磁性材料により構成されていて前記第1磁性コアと前記コイルとを覆っている磁性モールドと、
を備え、
前記柱状部の軸心方向に視たときに、前記磁気ギャップ構成層が前記柱状部の周囲にはみ出しており、
前記磁気ギャップ構成層は、互いに並列に配置された複数本の樹脂ワイヤを含んで構成されているか、又は、格子状に配置された複数本の樹脂ワイヤを含んで構成されており、これら複数本の樹脂ワイヤを間に挟んで、接着剤を介して前記対向面と前記一端面とが接着されることにより、前記複数本のワイヤと前記接着剤とを含む前記磁気ギャップ構成層が構成されているコイル部品が提供される。
先ず、図1から図5を用いて第1実施形態に係るコイル部品100について説明する。
図1又は図2のいずれかに示すように、本実施形態に係るコイル部品100は、柱状部11を含んで構成されている第1磁性コア10と、柱状部11の一端面12に対して対向する対向面(本実施形態の場合、第1主面21)を有する第2磁性コア20と、非磁性材料により構成されていて対向面と一端面12との間に配置されており対向面と一端面12との間に磁気ギャップを構成している磁気ギャップ構成層50と、柱状部11が挿通されているコイル30と、磁性材料により構成されていて第1磁性コア10とコイル30とを覆っている磁性モールド40と、を備えている。そして、図2に示すように、コイル部品100を柱状部11の軸心方向に視たときに、磁気ギャップ構成層50が柱状部11の周囲にはみ出している。
このように、本実施形態の場合、コイル部品100は、柱状(棒状)の第1磁性コア10と板状の第2磁性コア20とを組み合わせることにより構成されたT字型コアを備えている。
なお、一端面12は、第1主面21の中央部に対して対向していることが好ましい。
本実施形態の場合、コイル部品100を柱状部11の軸心方向に視たときに、磁気ギャップ構成層50の外形線が、第2磁性コア20の外形線の内側に収まっている。より詳細には、例えば、磁気ギャップ構成層50の外形線が、コイル30の内周面34と同等の位置となるように、磁気ギャップ構成層50が形成されている。磁気ギャップ構成層50の外形線が、コイル30の内周面34に接していてもよい。
磁気ギャップ構成層50の厚みは、特に限定されないが、例えば、0.01mm以上1.0mm以下とすることができ、0.1mm以下であることが好ましい。
このように、一例として、図5に示すように、磁気ギャップ構成層50は、柱状部11の一端面12と第2磁性コア20の第1主面21との対向間隔を規定する粒子状のフィラー51を含有する樹脂材料により構成されている。
この場合、フィラー51の粒径を調節することによって、磁気ギャップ構成層50の厚み寸法、すなわち磁性ギャップの厚み寸法を容易に所望の厚みにすることができるため、コイル部品100の直流重畳特性及びL値を容易に所望の特性にすることが可能となる。
フィラー51の粒径は、特に限定されないが、例えば、0.03mm以上0.075mm以下とすることができる。フィラー51の粒径とは、フィラー51が球状の場合は直径であり、フィラー51が柱状の場合には横断面の直径である。
このようなフィラー51としては、例えば、黒鉛、カーボンブラック、ダイヤモンド等の炭素材料、マイカ、ガラスのようなケイ酸塩、酸化チタン、アルミナのような酸化物、ケイ酸マグネシウム、溶融シリカ、結晶シリカのようなケイ素化合物から選択される一種または二種以上のものを用いることができる。
例えば、第1主面21に対する接着剤の塗布範囲は、磁気ギャップ構成層50の形成範囲と等しくすることができる。すなわち、第1主面21に対し、一端面12よりも広い範囲(一端面12を包含する範囲)に接着剤を塗布した後、接着剤を介して第1主面21に一端面12を接着固定することができる。ただし、第1主面21に対する接着剤の塗布範囲は、この例に限らない。
粒子状のフィラー51を含有する樹脂材料により磁気ギャップ構成層50を構成する場合における樹脂材料の母材樹脂としては、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。母材樹脂の形態としては、水分散型、水可溶型、溶剤型、無溶剤型等が挙げられる。
なお、磁気ギャップ構成層50を構成する接着剤を塗布する工程は1工程に限らず、複数工程に分けて第2磁性コア20に接着剤を塗布し、磁気ギャップ構成層50を形成してもよい。
この場合、第2磁性コア20の第1主面21に部分的にコーティングを施すことにより、磁気ギャップ構成層50を設けることができる。
コート層は、エポキシ系樹脂、アクリル樹脂又はシリコーン樹脂等の硬質樹脂材料により構成することができる。
この樹脂材料をコーティングする工程では、硬化後の磁気ギャップ構成層50の厚みが所望の厚みとなるような塗布厚で、樹脂材料を塗布する。
この場合も、磁気ギャップ構成層50を構成する樹脂材料を塗布する工程は1工程に限らず、複数工程に分けて第2磁性コア20に樹脂材料を塗布し、磁気ギャップ構成層50を形成してもよい。
この場合、予め準備したスペーサ又はフィルムを第1主面21及び一端面12に対して接着することにより、磁気ギャップ構成層50を設けることができる。
この場合、磁気ギャップ構成層50の厚み寸法は、スペーサ又はフィルムの厚み寸法を予め所定の厚み寸法に設定することによって調節することができる。
なお、スペーサやフィルムの材料は特に限定されないが、例えば、樹脂材料とすることができる。
なお、粘着テープは、両面が粘着性の両面テープであってもよいし、片面が粘着性の片面テープであってもよい。粘着テープが両面テープの場合、粘着テープを第1主面21及び一端面12の双方に対して貼り付けることができる。粘着テープが片面テープの場合、粘着テープを第1主面21又は一端面12の一方に対して貼り付け、他方に対して接着剤により接着することができる。
この場合、磁気ギャップ構成層50の厚み寸法は、使用する粘着テープの厚みを選択することによって調節することができる。
例えば、これら複数本のワイヤを間に挟んで、接着剤を介して一端面12と第1主面21とを接着することにより、複数本のワイヤと接着剤とにより磁気ギャップ構成層50が構成されている。
複数本のワイヤが互いに並列に配置されている場合、一端面12と第1主面21との対向間隔は、ワイヤの外径(ワイヤの最大外径)と略等しくなる。
一方、複数本のワイヤが格子状に配置されている場合、一端面12と第1主面21との対向間隔は、縦方向に延在するワイヤと横方向に延在するワイヤとの交差部におけるこれらワイヤの外径の和と略等しくなる。
この場合、二種以上の部分どうしは、相互に積層されていても良いし、第2磁性コア20の表面上において互いに異なる位置に配置されていても良い。
コイル30の螺旋状部は、螺旋状に一繋がりに配置された複数の巻回部の集合体である。各巻回部は、コイル30の螺旋状部において、柱状部11の周囲を1周する部分である。
コイル30は、当該コイル30の各巻回部のうち、螺旋状部の軸心方向において互いに隣り合う巻回部どうしが密着する密着巻きとなっていることが好ましい。
コイル30がエッジワイズコイルである場合、ワイヤ31を柱状部11の周囲に巻き付けてコイル30を形成することが困難であるため、通常は、予めワイヤ31を巻回して空芯のコイル30を形成した後で、コイル30に柱状部11を挿通する。この場合、コイル30の内周面34と柱状部11の側周面14との間にクリアランスが生じやすいため、このクリアランスへの磁性モールド40の侵入も生じやすい。
これに対し、本実施形態では、コイル部品100を柱状部11の軸心方向に視たときに、磁気ギャップ構成層50が柱状部11の周囲にはみ出していることにより、コイル30の内周面34と柱状部11の側周面14との間にクリアランスが存在し、このクリアランスに磁性モールド40の一部分が侵入していても、第1磁性コア10と第2磁性コア20との相互間での磁束の流れを良好に阻害できることから、磁気ギャップ構成層50により構成される磁性ギャップの機能をより十分なものとすることができる。
より詳細には、本実施形態の場合、第1磁性コア10及びコイル30の全体と、第2磁性コア20の第1主面21の全面及び側周面23の全面が磁性モールド40に埋設されている。
磁性モールド40の一部分は、コイル30の内周面34と柱状部11の側周面14との間のクリアランスや、コイル30の螺旋状部と第2磁性コア20との間のクリアランスにも侵入している。
本実施形態の場合、第2磁性コア20の第2主面22は、磁性モールド40から露出している。より詳細には、例えば、第2主面22の全面が磁性モールド40から露出している。
したがって、コイル30の端子部33(第2主面22に沿って延在している部分)は、磁性モールド40から露出している。
なお、コイル部品100は、例えば、インダクタ、又は、チョークコイルなどである。
これにより、接着剤52を押し潰し、当該接着剤52に含まれるフィラー51を単層に配置する(図5参照)。
その後、接着剤52が硬化することにより、図5に示すように磁気ギャップ構成層50が形成されるとともに、第1磁性コア10の一端面12と第2磁性コア20の第1主面21とが相互に接着される(図3(c)、図5)。なお、図5においてはコイル30の図示を省略している。
次に、金型内で磁性粉末を加圧することによって、磁性モールド40を形成する。
また、上記乾燥工程と上記熱硬化工程は、同じ加熱装置中で、同じ加熱条件の下で行っても良い。
このような構成により、コイル30の内周面34と柱状部11の側周面14との間にクリアランスが存在し、このクリアランスに磁性モールド40の一部分が侵入していても、磁気ギャップ構成層50により構成される磁性ギャップの機能をより十分なものとすることができ、コイル部品100の直流重畳特性を向上することができる。また、L値の調整を容易に行うことができる。
次に、図6を用いて第2実施形態に係るコイル部品100について説明する。
本実施形態に係るコイル部品100は、以下に説明する点で、上記の第1実施形態に係るコイル部品100と相違しており、その他の点では、上記の第1実施形態に係るコイル部品100と同様に構成されている。
すなわち、磁気ギャップ構成層50は、対向面(第1主面21)とコイル30との間にも配置されており、対向面とコイル30との間にも磁気ギャップを構成している。
これにより、コイル30と対向面(第1主面21)とが磁気ギャップ構成層50を介して離間した構成を実現できるため、コイル部品100の内部の耐圧性が向上するとともに、更に良好な直流重畳特性が得られる。
なお、本実施形態の場合、L値については上記の第1実施形態よりも低下する。
このような構成によって、コイル部品100の内部の耐圧性がより確実に向上するとともに、磁性モールド40と第2磁性コア20との間にも磁気ギャップが形成されることによって、より一層良好な直流重畳特性が得られる。
また、対向面(第1主面21)の全面に磁気ギャップ構成層50を形成すれば良いため、磁気ギャップ構成層50の形成がより容易になるとともに、磁気ギャップの形成範囲をより拡大することができる。
次に、図7を用いて第3実施形態に係るコイル部品100について説明する。
本実施形態に係るコイル部品100は、以下に説明する点で、上記の第2実施形態に係るコイル部品100と相違しており、その他の点では、上記の第2実施形態に係るコイル部品100と同様に構成されている。
このように、本実施形態の場合、磁性モールド40は、板状コア(第2磁性コア20)の側周面23を覆っており、磁気ギャップ構成層50は、板状コアの側周面23と磁性モールド40との間にも配置されており、板状コアの側周面23と磁性モールド40において板状コアの側周面23を覆っている部分との間にも磁気ギャップを構成している。
このような構成により、更に優れた直流重畳特性を得ることができる。
次に、図8を用いて第4実施形態に係るコイル部品100について説明する。
本実施形態に係るコイル部品100は、以下に説明する点で、上記の第1実施形態に係るコイル部品100と相違しており、その他の点では、上記の第1実施形態に係るコイル部品100と同様に構成されている。
コイル30は、第2磁性コア20の第1主面21と板状部15との間に配置されている。
本実施形態によっても、第1実施形態と同様の効果が得られる。
また、図8では、磁性モールド40が板状部15の上面及び側周面を覆っている例を示しているが、板状部15の上面は磁性モールド40から露出していても良い。また、板状部15の側周面も磁性モールド40から露出していてもよい。
次に、図9を用いて第5実施形態に係るコイル部品100について説明する。
本実施形態に係るコイル部品100は、以下に説明する点で、上記の第1実施形態に係るコイル部品100と相違しており、その他の点では、上記の第1実施形態に係るコイル部品100と同様に構成されている。
第1磁性コア10の一端面12と第2磁性コア20の一端面25との間には、磁気ギャップ構成層50が配置されている。本実施形態の場合、コイル部品100を柱状部11(第1磁性コア10)の軸心方向に視たときに、磁気ギャップ構成層50が柱状部11(第1磁性コア10)の周囲にはみ出しているとともに第2磁性コア20の周囲にはみ出している。
更に、コイル部品100を柱状部11の軸心方向に視たときに、磁気ギャップ構成層70が第2磁性コア20の周囲にはみ出していることにより、第2磁性コア20と第3磁性コア60との相互間での磁束の流れを良好に阻害できることから、磁気ギャップ構成層70により構成される磁性ギャップの機能を十分なものとすることができる。
その結果、第1磁性コア10、第2磁性コア20及び第3磁性コア60の材料特性を上回る直流重畳特性を得ることができる。また、コイル部品100を柱状部11の軸心方向に視たときの柱状部11からの磁気ギャップ構成層50のはみ出し寸法や、第2磁性コア20からの磁気ギャップ構成層70のはみ出し寸法の調節により、L値の調整を行うことができる。
(1)柱状部を含んで構成されている第1磁性コアと、
前記柱状部の一端面に対して対向する対向面を有する第2磁性コアと、
非磁性材料により構成されていて前記対向面と前記一端面との間に配置されており、前記対向面と前記一端面との間に磁気ギャップを構成している磁気ギャップ構成層と、
前記柱状部が挿通されているコイルと、
磁性材料により構成されていて前記第1磁性コアと前記コイルとを覆っている磁性モールドと、
を備え、
前記柱状部の軸心方向に視たときに、前記磁気ギャップ構成層が前記柱状部の周囲にはみ出しているコイル部品。
(2)前記磁気ギャップ構成層は、前記対向面と前記コイルとの間にも配置されており、前記対向面と前記コイルとの間にも磁気ギャップを構成している(1)に記載のコイル部品。
(3)前記磁気ギャップ構成層は前記対向面の全面に配置されている(2)に記載のコイル部品。
(4)前記第2磁性コアは板状コアであり、
前記対向面は当該板状コアの一方の主面である(1)から(3)のいずれか一項に記載のコイル部品。
(5)前記磁性モールドは、前記板状コアの側周面を覆っており、
前記磁気ギャップ構成層は、前記板状コアの側周面と前記磁性モールドとの間にも配置されており、前記板状コアの側周面と前記磁性モールドにおいて前記板状コアの側周面を覆っている部分との間にも磁気ギャップを構成している(4)に記載のコイル部品。
(6)前記磁気ギャップ構成層は、前記一端面と前記対向面との対向間隔を規定する粒子状のフィラーを含有する樹脂材料により構成されている(1)から(5)のいずれか一項に記載のコイル部品。
(7)前記コイルは、平角線により構成されているエッジワイズコイルであり、
前記コイルの内周面と前記柱状部の側周面との間にクリアランスが存在している(1)から(6)のいずれか一項に記載のコイル部品。
11 柱状部
12 一端面
13 他端面
14 側周面
15 板状部
20 第2磁性コア
21 第1主面(対向面)
22 第2主面
23 側周面
25 一端面(対向面)
26 他端面
27 側周面
30 コイル
31 ワイヤ
32 延出部
32a 第2磁性コア保持部
33 端子部
34 内周面
40 磁性モールド
50 磁気ギャップ構成層
51 フィラー
52 樹脂材料
60 第3磁性コア
61 第1主面
62 第2主面
63 側周面
70 磁気ギャップ構成層
100 コイル部品
Claims (5)
- 柱状部を含んで構成されている第1磁性コアと、
前記柱状部の一端面に対して対向する対向面を有する第2磁性コアと、
非磁性材料により構成されていて前記対向面と前記一端面との間に配置されており、前記対向面と前記一端面との間に磁気ギャップを構成している磁気ギャップ構成層と、
前記柱状部が挿通されているコイルと、
磁性材料により構成されていて前記第1磁性コアと前記コイルとを覆っている磁性モールドと、
を備え、
前記柱状部の軸心方向に視たときに、前記磁気ギャップ構成層が前記柱状部の周囲にはみ出しており、
前記磁気ギャップ構成層は、互いに並列に配置された複数本の樹脂ワイヤを含んで構成されているか、又は、格子状に配置された複数本の樹脂ワイヤを含んで構成されており、これら複数本の樹脂ワイヤを間に挟んで、接着剤を介して前記対向面と前記一端面とが接着されることにより、前記複数本のワイヤと前記接着剤とを含む前記磁気ギャップ構成層が構成されているコイル部品。 - 前記磁気ギャップ構成層は、前記対向面と前記コイルとの間にも配置されており、前記対向面と前記コイルとの間にも磁気ギャップを構成している請求項1に記載のコイル部品。
- 前記磁気ギャップ構成層は前記対向面の全面に配置されている請求項2に記載のコイル部品。
- 前記第2磁性コアは板状コアであり、
前記対向面は当該板状コアの一方の主面である請求項1から3のいずれか一項に記載のコイル部品。 - 前記コイルは、平角線により構成されているエッジワイズコイルであり、
前記コイルの内周面と前記柱状部の側周面との間にクリアランスが存在している請求項1から4のいずれか一項に記載のコイル部品。
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