JPH07254507A - インダクタンス素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 複数枚の絶縁性合成樹脂フィルムをそれらの
間に軟磁性材料のフレークを介して積層してなり、該フ
ィルム間において各フレークは、すべて相互に離隔して
いるか、又は、フレーク１枚当りにおける隣接フレーク
の重なり合う面積が７０％以下の割合となる分散状態に
て配設されているインダクタンス素子をリング状に打ち
抜いてリング形コア１とし、このコア１にコイル２を巻
回してインダクタとする。 【効果】 本発明のインダクタンス素子は可撓性に富
み、しかもインダクタンスがきわめて高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばコイルが巻回さ
れることによりインダクタとして用いられるインダクタ
ンス素子に係り、特に可撓性を有したインダクタンス素
子に関する。

【０００２】

【従来の技術】インダクタンス素子用の磁性材料として
は、Ｆｅ系，Ｃｏ系アモルファス合金、けい素鋼、セン
ダスト、鉄コバルト系合金、鉄ニッケル系合金（パーマ
ロイ）、鉄などの金属材料やＭｎ−Ｚｎフェライト、Ｎ
ｉ−Ｚｎフェライトなどが周知である。

【０００３】金属材料からなるインダクタンス素子の形
状としては、うず電流損を軽減するために、薄帯を積み
重ねた積み重ね鉄心や、薄帯を巻き取ると共に層間絶縁
処理した巻鉄心、あるいはカットコア、鉄粉を樹脂中に
分散させたダストコアなどが周知である。

【０００４】その他、Ｍｏパーマロイの微粉末を絶縁処
理し、圧縮成形した環状磁心や、カーボニル鉄を絶縁処
理し圧縮成形したつぼ形又は棒状の磁心なども周知であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】フェライトや金属、合
金よりなるインダクタンス素子は、すべて剛性のもので
あり、可撓性を欠く。このため、可撓性の回路基板や樹
脂プレート中にインダクタを組み込むことはできなかっ
た。

【０００６】ダストコアにおいては、軟磁性材料として
の鉄粉が樹脂中に分散しているため、透磁率が低い。

【０００７】本発明の目的は、偏平で可撓性を有し、し
かも高インダクタンスのインダクタンス素子を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明のインダ
クタンス素子は、複数枚の絶縁性合成樹脂フィルムをそ
れらの間に軟磁性材料のフレークを介して積層してな
り、該フィルム間において各フレークは、すべて相互に
離隔しているか、又は、フレーク１枚当りにおける隣接
フレークの重なり合う面積が７０％以下の割合となる分
散状態にて配設されていることを特徴とするものであ
る。

【０００９】この合成樹脂フィルムの合成樹脂として
は、熱可塑性合成樹脂、熱硬化性合成樹脂など各種の合
成樹脂を用いることができる。

【００１０】熱可塑性合成樹脂としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、
ナイロン（ポリアミド）、アクリル、飽和ポリエステ
ル、ポリイミド、ポリアミドイミドなどを用いることが
できる。

【００１１】熱硬化性合成樹脂としては、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン、シリ
コン樹脂などを用いることができる。

【００１２】これらのうちでもポリエチレン、ポリ塩化
ビニル、ポリプロピレンが好適であり、ポリエチレンが
最も好適である。

【００１３】合成樹脂フィルムの厚さは、３００μｍ以
下とりわけ２００〜１０μｍとくに３０〜１００μｍ程
度が好適である。

【００１４】軟磁性材料のフレークとしては金属（合金
又は純金属）のフレークが好適である。具体的には、セ
ンダスト合金、パーマロイ合金、Ｆｅ系ないしＣｏ系非
晶質合金および硅素鋼および絶縁性のフェライト系酸化
物が好適であるが、中でもＣｏ系ないし、Ｆｅ系非晶質
合金が最も好適である。代表的なこれらの軟磁性材の保
磁力は１．０Ｏｅ以下であり、本発明に用いるには少な
くとも１０Ｏｅ以下が好ましい。

【００１５】フレークとしては、長手方向の長さ（真円
形の場合は径方向の長さ）が０．５〜５０ｍｍとりわけ
１０〜４０ｍｍとくに２０〜３０ｍｍのものであり、厚
さが６０μｍ以下とりわけ２０〜４０μｍが好適であ
る。

【００１６】後述の実施例からも明らかな通り、フレー
クの偏平面の面積が大きいほど低周波領域でのインダク
タンスが大きくなると共に、高周波領域でのインダクタ
ンスが小さくなる。

【００１７】このフレークの形状は、長方形、正方形、
三角形、五角形以上の多角形、円形、楕円形、紡垂形な
ど各種のものとしうる。

【００１８】本発明では、２〜１５枚とりわけ３〜１０
枚とくに４〜７枚のフィルムの間にフレークを介在させ
るのが好ましい。

【００１９】１対のフィルム間に介在させるフレークの
量としては、該フィルムの厚さ方向の投影において全投
影面がフレークによって埋めつくすようにフレークを多
量に介在させたものであっても良く、フレーク同志の間
から裏側のフィルムが透けるようにフレークをある程度
疎らに配列しても良い。

【００２０】このフレークは、メルトスピン法、圧延
法、金属箔を切断する方法、ボールを使用した粉砕機で
粉砕しながら、偏平化する方法など各種の方法により製
造できる。

【００２１】上記の投影面において、フレークが占める
べき面積の割合は５０％以上とりわけ７５％以上である
のが好適である。

【００２２】１対のフィルム間に介在されたフレークの
各々は、フレークの表裏両面の少なくとも一部が、該フ
レークを挟む双方のフィルムに接するように配列される
必要がある。即ち、１枚のフレークが他の１枚又は２枚
以上のフレークによって完全に覆われる状態は回避され
るべきである。

【００２３】１つのフレークが他のフレークと重なり合
う面積の割合は、フレークの面積の７０％以下とりわけ
５０％以下特に４０％以下であるべきである。

【００２４】このようにフレーク同志の重なり合いをな
るべく少なくするのは、電気抵抗を増大させ、うず電流
の発生を抑制し、うず電流損を小さくするためである。

【００２５】また、軟磁性材料をフレークとする理由の
１つは、インダクタンス素子に屈曲可能な機械的特性を
付与するためである。

【００２６】本発明のインダクタンス素子を製造するに
は、第１のフィルムの上にフレークを敷き並べ、その上
に第２のフィルムを敷き、該第２のフィルムの上にフレ
ークを敷き並べ、さらにその上に第３のフィルムを敷く
という手順を繰り返せば良い。別の製造法としては、表
面にフレークが敷き並べられたフィルムを複数枚重ね合
わせ、最上層のフレーク層を覆うように１枚のフィルム
を被せる方法が挙げられる。もちろん、これらの製造法
は一例であり、これら以外の方法によってインダクタン
ス素子を製造しても良いことは明らかである。

【００２７】フィルムが熱可塑性合成樹脂フィルムであ
る場合には、複数枚のフィルムと、該フィルムの間に介
在されたフレーク層との積層体を加熱加圧し、フィルム
面方向において隣接するフレーク同志の間の隙間を介し
てフレーク層の両面側のフィルムを融着させるのが好ま
しい。この場合、フィルムとフレークとのなじみが良い
場合には、フィルムがフレークに対し融着することもあ
る。

【００２８】本発明では、フィルムとフレークとを接着
剤で接着しても良い。この場合、接着剤はフィルムの全
面に付けても良く、散点状、線状など部分的に付けるよ
うにしても良い。

【００２９】本発明のインダクタンス素子は、打ち抜き
加工などによりリング状、棒状、円形など各種形状のも
のとすることができる。

【００３０】第１図は、インダクタンス素子をリング状
に打ち抜いてリング形コア１とし、このコア１にコイル
２を巻回したインダクタの模式的な斜視図である。第２
図は、インダクタンス素子を円形に打ち抜いて円形コア
３とし、その両面に鍔部４を設け、コア３の外周にコイ
ル５を巻いたインダクタの模式的な断面図である。

【００３１】第３図はインダクタンス素子を円形に打ち
抜いて２枚の円形コア６を形成し、平面状の渦巻コイル
７をこのコア６，６で挟んだインダクタの模式的な平面
図と断面図である。

【００３２】第４図はインダクタンス素子をロッド状に
打ち抜いてロッド状コア８とし、その外周にコイル９を
巻いたインダクタの模式的な斜視図である。

【００３３】

【実施例】

実施例１ Ｆｅ６０ｗｔ％、Ｎｉ３０ｗｔ％、残り、Ｓｉ，Ｂ，Ｃ
の合金を用い、メルトスピン法により第５図に示す紡垂
形のフレーク１０を製造した。このフレークの平均寸法
は次の通りである。

【００３４】長さ ２５ｍｍ 幅 ３．０ｍｍ 厚さ ３５μｍ 厚さ４０μｍの塩化ビニルフィルムの上にこのフレーク
を手で敷き並べた。この際、第６図に示されるように、
フレークの長手方向の両端部に、隣接するフレーク１０
の端部が重なるようにした。

【００３５】１枚のフレークに対し隣接するフレークが
重なっている部分（第７図でハッチが付された領域）の
面積は、１枚のフレークの面積の平均３０％となるよう
にした。また、フィルムの面積のうち、８０％がフレー
クが覆われるように、フレークを敷き並べた。

【００３６】１枚のフィルムの上にフレーク層を形成
し、次に別のフィルムをその上に重ね、フレーク層を形
成し、これを繰り返すことにより、４枚のフィルムと３
層のフレーク層とからなる積層体を形成した。次いで、
この積層体を８５℃に加熱し、且つフィルム面と垂直方
向に３０ｋｇ／ｃｍ² の圧力をかけた状態に１５分間保
持し、フィルム同志を熱圧着して厚さ０．９ｍｍのイン
ダクタンス素子とした。なお、このインダクタンス素子
は十分な可撓性を有していることが認められた。

【００３７】次いで、このインダクタンス素子を内径１
５ｍｍ、外径４０ｍｍのリング状に打ち抜き、これに第
１図の如くコイルを巻回した。コイル巻数は２００ター
ンとした。

【００３８】このコイルに交流を流し、周波数を変えて
インダクタンスを測定した。その結果を第８図に示す。

【００３９】実施例２，３ 実施例１において、フレークの大きさを次の通りとした
外は、同一条件にてインダクタンス素子を製造し、同様
にしてインダクタを製作した。

【００４０】 実施例２ 実施例３ フレークの偏平面の長手方向の長さ １５ｍｍ ４０ｍｍ フレークの偏平面の幅 ２ｍｍ ４ｍｍ フレークの厚さ ２８μｍ ４０μｍ これらのインダクタのインダクタンスの測定結果を第８
図に併せて示す。

【００４１】比較例１ フレークの代わりに、厚さ４０μｍの合金箔をフィルム
間に介在させた外は、実施例１〜３と同様にしてインダ
クタンス素子を製造し、同様にしてインダクタを製作し
た。このインダクタのインダクタンスの測定結果を第８
図に併せて示す。

【００４２】第８図より、本発明例のインダクタンス素
子は、比較例に比べ、いずれもインダクタンスが著しく
高いことが認められる。また、フレークの偏平面の面積
が小さいものは、低周波数領域でインダクタンスが低い
か、高周波数領域でのインダクタンスの低下が少ないこ
とが認められる。

【００４３】また、フレークの偏平面の長さが長いもの
は、低周波数領域でのインダクタンスが大きいか、高周
波数領域でのインダクタンスの低下が多いことが認めら
れる。

【００４４】第９図は２０ｋＨｚにおけるインダクタン
スを示すグラフであり、フレークの長手方向の長さを略
々１０〜４０ｍｍとすることにより、２０ｋＨｚにおけ
るインダクタンスを４ｍＨ以上とすることができること
が認められる。

【００４５】実施例４ すべてのフレークが重なり合わないようにしたこと以外
は、実施例１と同様にしてインダクタンス素子及びイン
ダクタを製造した。このインダクタンス素子において、
１枚のフィルムがフレークで覆われていない部分の面積
は、フィルム面積の６５％である。このインダクタのイ
ンダクタンスの測定結果を第８図に併せて示す。

【００４６】実施例５ 厚さ２５μｍの合金箔（組成は実施例１と同一）を３ｍ
ｍ×２５ｍｍの長方形に切断してフレークとした。この
フレークを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてイ
ンダクタンス素子及びインダクタを製造し、周波数変化
に対するインダクタンス特性を測定した。その結果を第
１０図に併せて示す。

【００４７】第１０図からも明らかな通り、このインダ
クタンス特性は広い周波数にわたって高い。

【００４８】なお、実施例２〜５のインダクタンス素子
は、いずれも十分な可撓性を有していた。

【００４９】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかな通り、本発
明のインダクタンス素子は可撓性に富み、しかもインダ
クタンスがきわめて高い。

【００５０】なお、請求項２のインダクタンス素子は、
インダクタンスが著しく高い。請求項３，４のインダク
タンス素子は、フィルムとフレークとの積層体の層間剥
離が確実に防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の素子を用いたインダクタの斜視図であ
る。

【図２】別の実施例の素子を用いたインダクタの斜視断
面図である。

【図３】さらに別の実施例の素子を用いたインダクタの
平面図と断面図である。

【図４】異なる実施例の素子を用いたインダクタの斜視
図である。

【図５】フレーク１０の斜視図である。

【図６】フレークの配列を示す平面図である。

【図７】フレーク同志の重なり合いを示す平面図であ
る。

【図８】実験結果を示すグラフである。

【図９】実験結果を示すグラフである。

【図１０】実験結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１，３，６ コア ２，５，７ コイル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の絶縁性合成樹脂フィルムをそれ
   らの間に軟磁性材料のフレークを介して積層してなり、 該フィルム間において各フレークは、すべて相互に離隔
   しているか、又は、フレーク１枚当りにおける隣接フレ
   ークの重なり合う面積が７０％以下の割合となる分散状
   態にて配設されていることを特徴とするインダクタンス
   素子。
2. 【請求項２】 請求項１において、フレークは長さ０．
   ５〜５０ｍｍ、幅０．５〜２５ｍｍ、厚さ１．０〜５０
   μｍであることを特徴とするインダクタンス素子。
3. 【請求項３】 請求項１において、フレーク同志の間の
   隙間を介してフィルム同志が接合されていることを特徴
   とするインダクタンス素子。
4. 【請求項４】 請求項１において、フレークとフィルム
   とが接合されていることを特徴とするインダクタンス素
   子。