JP2015159144A - インダクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】インダクタに対する特性向上の要求に応える。【解決手段】軸部2は、第1比透磁率を有する第1材料からなる。コイル3は、軸部2の周りに巻き回された導線3aにより形成される。外周部4は、軸部2の径方向外側からコイル3を包囲し、第1材料からなる。カバー部8は、軸部2の軸方向から見て少なくともコイル3の一部を覆うように配置され、第1比透磁率よりも高い第2比透磁率を有する第2材料からなる。【選択図】図2
Description
本発明は、インダクタに関する。
インダクタの一例として、軸部と、当該軸部の周りに巻き回された導線を含むコイルと、当該軸部の径方向外側から包囲する外周部とを備えたものが知られている。軸部と外周部は、コアとして機能する。当該コアが軟磁性合金粉末の圧密成形体により形成された構成が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
この種のインダクタの特性として、より高いインダクタンス値や、より低い抵抗値が求められている。このような特性を得るためには、コアを形成する磁性材料の比透磁率を高めればよい。比透磁率を高めるためには、磁性粒子の充填率を高めればよい。しかしながら、特許文献1に記載の構成のように磁性粉末を圧密成形してコアを形成する場合、過度に充填率を高めると導線のショートや変形が発生し、インダクタとしての機能が損なわれる場合がある。
よって本発明は、インダクタに対する特性向上の要求に応えることを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明がとりうる一態様は、インダクタであって、
第1比透磁率を有する第1材料からなる軸部と、
前記軸部の周りに巻き回された導線により形成されたコイルと、
前記軸部の径方向外側から前記コイルを包囲し、前記第1材料からなる外周部と、
前記軸部の軸方向から見て少なくとも前記コイルの一部を覆うように配置され、前記第1比透磁率よりも高い第2比透磁率を有する第2材料からなるカバー部と、
を備えている。
第1比透磁率を有する第1材料からなる軸部と、
前記軸部の周りに巻き回された導線により形成されたコイルと、
前記軸部の径方向外側から前記コイルを包囲し、前記第1材料からなる外周部と、
前記軸部の軸方向から見て少なくとも前記コイルの一部を覆うように配置され、前記第1比透磁率よりも高い第2比透磁率を有する第2材料からなるカバー部と、
を備えている。
軸部の軸方向から見て少なくともコイルを覆う位置は、軸部と外周部により形成されるコアを流れる磁束が集中しやすい箇所である。当該箇所に相対的に高い比透磁率を有する材料からなるカバー部を配置すると、磁気抵抗が低減され、磁束量が増加する。したがって、高いインダクタンスを得ることができる。また、磁気損失の低減によって高い変換効率を得ることができる。すなわち、従来と同じインダクタンスを得ようとする場合は、導線の巻数を減らせるため、直流抵抗を低下させることができる。したがって、インダクタに対する特性向上の要求に応えることができる。
前記第2材料は、扁平形状の金属磁性体粒子と非磁性結合剤を含む複合材料である構成としてもよい。
この場合、相対的に高い比透磁率を得るにあたって、充填率を高くした圧密成形を行なう必要がない。よって、過度に充填率を高めることによる導線のショートや変形を回避できる。したがって、インダクタとしての機能を損なうことなく、特性向上の要求に応えることができる。
ここで、前記扁平形状の金属磁性体粒子は、その長軸方向が前記軸方向と直交する向きに配向されていることが好ましい。
扁平形状の金属磁性体粒子は、その長軸方向において比透磁率が高くなる。一方、軸部と外周部を流れる磁束は、カバー部においては軸部の軸方向と直交する向きに流れる。上記のような構成によれば、磁束の流れる向きと金属磁性体粒子の比透磁率が高くなる向きが一致するため、インダクタンスをより容易に高めることができる。したがって、より確実に特性向上の要求に応えることができる。
前記第1材料および前記第2材料は、それぞれ球状の金属磁性体粒子と非磁性結合剤を含む複合材料である構成としてもよい。この場合、前記第2材料の密度は前記第1材料の密度よりも高い。
このような構成によっても、第2材料の比透磁率を第1材料の比透磁率よりも高めることができる。したがって、上記と同様の効果が得られ、インダクタに対する特性向上の要求に応えることができる。
前記カバー部は、環形状を有している構成としてもよい。
このような構成によれば、軸部を軸に沿って流れる磁束をカバー部へ効率的に導くことができるため、磁気抵抗を抑制できる。特に第2材料として扁平形状の金属磁性体粒子を用いる場合、カバー部は異方的な磁気特性を有するため、当該抑制効果が顕著となる。したがって、より確実に特性向上の要求に応えることができる。
ここで、前記カバー部は、一部が切り欠かれた環形状を有していることが好ましい。
このような構成によれば、射出成型や注入成形により第1材料で軸部と外周部を成形する際に、内周側に位置する軸部へ成形材料が流れる経路を容易に形成できる。したがって、特性向上の要求に応えうるインダクタの製造を容易にできる。
また、前記環形状を有する前記カバー部の内径は、前記コイルの内径の0.25倍以上かつコイルの外径以下であり、前記環形状を有する前記カバー部の内周縁と外周縁の間の距離は、前記コイルの内周縁と外周縁の間の距離の0.25倍以上かつ2倍以下であることが好ましい。
このような構成によれば、直流重畳特性との両立が可能となる。したがって、より確実に特性向上の要求に応えることができる。
また、前記環形状は、複数の部品を連結することにより形成されている構成としてもよい。
このような構成によれば、カバー部を板材から切り出して作製する場合において、材料の利用効率が向上する。例えば、複数の部品を板材から切り出して連結する場合、切り出される複数の部品のレイアウト次第で、廃棄される部分を最小限にできる(あるいは板材そのものを小さくできる)。したがって、特性向上の要求に応えうるインダクタを製造するにあたって、材料コストを抑制できる。
前記第2材料は、酸化物磁性体材料、不定形の金属磁性体粒子、または球状の金属磁性体粒子を含む複合材料であり、前記カバー部は、前記軸方向から見て少なくとも前記軸部と前記コイルを覆っている構成としてもよい。
軸部の軸方向から見て少なくとも軸部とコイルを覆う位置は、軸部と外周部により形成されるコアを流れる磁束が集中しやすい箇所である。当該箇所に相対的に高い比透磁率を有する材料からなるカバー部を配置すると、磁気抵抗が低減され、磁束量が増加する。したがって、高いインダクタンスを得ることができる。また、磁気損失の低減によって高い変換効率を得ることができる。すなわち、従来と同じインダクタンスを得ようとする場合は、導線の巻数を減らせるため、直流抵抗を低下させることができる。したがって、インダクタに対する特性向上の要求に応えることができる。
前記カバー部は、金属磁性体粒子を含む接着層により前記コイルに接着されている構成としてもよい。
このような構成によれば、カバー部を経由して軸部と外周部を流れる磁束に対する磁気抵抗の低下を抑制可能である。したがって、より確実に特性向上の要求に応えることができる。
あるいは、前記カバー部は、金属磁性体粒子を含まない接着層により前記コイルに接着されている構成としてもよい。
この場合、コイルとカバー部の絶縁性が向上する。また、コイルからの熱放射を抑制できる。したがって、この種の特性向上の要求に応えることができる。
あるいは、前記カバー部は、接着層を介することなく前記コイルと接している構成としてもよい。溶融状態にある第2材料を所定の位置に塗布し、次いで硬化させることによってカバー部を形成する場合、あるいは二次成型工程によりカバー部を形成する場合において、このような構成が得られる。
このような構成によれば、コイルに対するカバー部の密着性が高まり、磁気抵抗の低下が抑制される。したがって、より確実に特性向上の要求に応えることができる。
前記軸部と前記外周部は一体に成形されたコアを形成しており、前記コイルの少なくとも一部は、前記コアに埋設されている構成としてもよい。
このような構成によれば、軸部、コイル、外周部の密着性が高まり、磁気抵抗の低下が抑制される。したがって、より確実に特性向上の要求に応えることができる。
前記導線は、矩形の断面形状を有し、前記軸方向に沿って積層されるように巻き回されている構成としてもよい。
このような構成によれば、コイルが占有する空間の空隙率が低下するため、直流抵抗が低下するとともに、インダクタンスの低下を抑制できる。したがって、より確実に特性向上の要求に応えることができる。
本発明によれば、インダクタに対する特性向上の要求に応えることができる。
添付の図面を参照しつつ、本発明に係る実施形態の例について以下詳細に説明する。なお以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。また「前後」「左右」「上下」という表現は、説明の便宜のために用いるものであり、実際の使用状態における姿勢や方向を限定するものではない。
図1は、本発明の第1実施形態に係るインダクタ1を一部断面視で示す斜視図である。図2の(a)は、インダクタ1を上方から見た外観を示す平面図である。図2の(b)は、図2の(a)における線IIB−IIBに沿う断面を示す図である。
インダクタ1は、軸部2を備えている。軸部2は、第1比透磁率を有する第1材料からなる。軸部2は、軸Aに沿って延びている。
インダクタ1は、コイル3を備えている。コイル3は、軸部2の周りに巻き回された導線3aにより形成されている。
インダクタ1は、外周部4を備えている。外周部4は、軸部2の径方向外側からコイル3を包囲している。外周部4は、上記第1材料からなる。外周部4は、軸部2とともにインダクタ1のコアを形成している。
インダクタ1は、第1接続端子5を備えている。第1接続端子5は、外周部4の外側に配置されている。軸部2の下端近傍に配置された導線3aの第1端部3a1は、導電性接着剤6を介して、第1接続端子5と機械的および電気的に接続されている。第1接続端子5は、外部素子との接続に利用される。
インダクタ1は、第2接続端子7を備えている。第2接続端子7は、外周部4の外側に配置されている。軸部2の上端近傍に配置された導線3aの第2端部3a2は、導電性接着剤6を介して、第2接続端子7と機械的および電気的に接続されている。第2接続端子7は、外部素子との接続に利用される。
インダクタ1は、カバー部8を備えている。カバー部8は、軸部2の上端部近傍と下端部近傍に配置されている。カバー部8は、軸部2の軸方向から見て、少なくともコイル3の一部を覆うように配置されている。カバー部8は、第1比透磁率よりも高い第2比透磁率を有する第2材料からなる。
上記の構成を有するインダクタ1について、具体的な実施例を以下に示す。また従来構成を有するインダクタとの特性比較試験を行なった結果を併せて示す。
(第1実施例)
第1材料として、金属磁性体粒子と非磁性結合剤の混合材料を用いた。具体的には、FeSiCrBC系の磁性体粒子と樹脂(PPS)の混合材料を用いた。第2材料として、扁平形状の金属磁性体粒子と非磁性係合材の混合材料を用いた。具体的には、FeSiAl系の磁性体粒子と樹脂(耐熱ナイロン)の複合材料を用いた。
第1材料として、金属磁性体粒子と非磁性結合剤の混合材料を用いた。具体的には、FeSiCrBC系の磁性体粒子と樹脂(PPS)の混合材料を用いた。第2材料として、扁平形状の金属磁性体粒子と非磁性係合材の混合材料を用いた。具体的には、FeSiAl系の磁性体粒子と樹脂(耐熱ナイロン)の複合材料を用いた。
導線3aとして、幅1.2mm、厚さ0.2mmの平角線を用い、エッジワイズ巻きを7.5回行なうことにより、コイル3を形成した。軸部2、コイル3、および外周部4は、インサート成型により一体に成形した。カバー部8は、別途成形を行なった。カバー部8は、インサート成型体の所定箇所に接着により装着した。接着剤は、金属磁性体粒子を含むものを用いた。具体的には、FeSiCrBC系の磁性体粒子とエポキシ樹脂を混合したものを用いた。
(第2実施例)
第1材料として、金属磁性体粒子と非磁性結合剤の混合材料を用いた。具体的には、ナノ結晶系の磁性体粒子と樹脂(耐熱ナイロン)の混合材料を用いた。第2材料として、扁平形状の金属磁性体粒子と非磁性係合材の混合材料を用いた。具体的には、FeSiAl系の磁性体粒子と樹脂(耐熱ナイロン)の複合材料を用いた。
第1材料として、金属磁性体粒子と非磁性結合剤の混合材料を用いた。具体的には、ナノ結晶系の磁性体粒子と樹脂(耐熱ナイロン)の混合材料を用いた。第2材料として、扁平形状の金属磁性体粒子と非磁性係合材の混合材料を用いた。具体的には、FeSiAl系の磁性体粒子と樹脂(耐熱ナイロン)の複合材料を用いた。
導線3aとして、幅1.2mm、厚さ0.27mmの平角線を用い、エッジワイズ巻きを6.5回行なうことにより、コイル3を形成した。軸部2、コイル3、および外周部4は、インサート成型により一体に成形した。カバー部8は、別途成形を行なった。カバー部8は、インサート成型体の所定箇所に接着により装着した。接着剤は、磁性体粒子を含むものを用いた。具体的には、FeSiCrBC系の磁性粒子とエポキシ樹脂を混合したものを用いた。
(比較例)
上記の第1実施例においてカバー部8を設けないもの(すなわち、軸部2、コイル3、および外周部4のインサート成型品)を比較対象とした。
上記の第1実施例においてカバー部8を設けないもの(すなわち、軸部2、コイル3、および外周部4のインサート成型品)を比較対象とした。
素子特性の評価として、直流抵抗とインダクタンスの測定を行なった。直流抵抗の測定は、ソースメータを用いて4端子法により行なった。インダクタンスの測定は、LCRメータを用いて行なった。電源としての変換効率の評価は、降圧型DCDCコンバータを用いて行なった。入力電圧は10V、出力電圧は5V、スイッチング周波数は300kHz、出力電流は50mAおよび3Aとした。
インダクタンスの測定結果は、比較例が0.61μHであったのに対し、第1実施例が1.26μH、第2実施例が1.13μHであった。これらの測定結果から明らかなように、本発明に係るインダクタにおいては、比較例に係るインダクタよりも大幅なインダクタンスの向上が認められた。
直流抵抗の測定結果は、比較例が7.9mΩであったのに対し、第1実施例が8.1mΩ、第2実施例が5.2mΩであった。第2実施例の測定結果から判るように、本発明に係るインダクタにおいては、第1材料を適切に選択することにより、比較例に係るインダクタよりも直流抵抗値を低下させることが可能である。
変換効率の測定結果は、50mAの場合において、比較例が15.7%であったのに対し、第1実施例が37.5%、第2実施例が29.5%であった。また、3Aの場合において、比較例が91.2%であったのに対し、第1実施例が95.8%、第2実施例が95.0%であった。これらの測定結果から明らかなように、本発明に係るインダクタにおいては、比較例に係るインダクタよりも大幅な変換効率の向上が認められた。
軸部2の軸方向から見て少なくともコイル3を覆う位置は、軸部2と外周部4により形成されるコアを流れる磁束が集中しやすい箇所である。当該箇所に相対的に高い比透磁率を有する材料からなるカバー部8を配置すると、磁気抵抗が低減され、磁束量が増加する。したがって、高いインダクタンスを得ることができる。また、磁気損失の低減によって高い変換効率を得ることができる。すなわち、従来と同じインダクタンスを得ようとする場合は、導線3aの巻数を減らせるため、直流抵抗を低下させることができる。したがって、インダクタに対する特性向上の要求に応えることができる。
前述のように、本実施形態においては、第2材料として、扁平形状の金属磁性体粒子と非磁性結合剤を含む複合材料が用いられている。
この場合、相対的に高い比透磁率を得るにあたって、充填率を高くした圧密成形を行なう必要がない。よって、過度に充填率を高めることによる導線3aのショートや変形を回避できる。したがって、インダクタとしての機能を損なうことなく、特性向上の要求に応えることができる。
ここで、図3に示すように、扁平形状の金属磁性体粒子8aは、その長軸方向が軸部2の軸方向と直交する向き(軸部2の径方向)に配向されていることが好ましい。扁平形状の金属磁性体粒子8aは、その長軸方向において比透磁率が高くなる。
同図において二点鎖線Fは、カバー部8を経由して軸部2と外周部4を流れる磁束を示している。上記のような構成によれば、磁束の流れる向きと金属磁性体粒子8aの比透磁率が高くなる向きが一致するため、インダクタンスをより容易に高めることができる。したがって、より確実に特性向上の要求に応えることができる。
図1と図2の(a)に示すように、カバー部8は、軸部2の上方から見て、円環形状を有している。図示を省略するが、軸部2の下端部近傍に設けられたカバー部8も同様の形状を有している。
図3から明らかなように、カバー部8を円環形状とすることにより、軸部2を軸Aに沿って流れる磁束をカバー部8へ効率的に導くことができるため、磁気抵抗を抑制できる。特に第2材料として扁平形状の金属磁性体粒子を用いる場合、カバー部8は異方的な磁気特性を有するため、当該抑制効果が顕著となる。したがって、より確実に特性向上の要求に応えることができる。
図1と図2の(a)に示すように、カバー部8は、一部が切り欠かれた円環形状を有している。
このような構成によれば、射出成型や注入成形により第1材料で軸部2と外周部4を成形する際に、内周側に位置する軸部2へ成形材料が流れる経路を容易に形成できる。したがって、特性向上の要求に応えうるインダクタの製造を容易にできる。
図4は、カバー部8の寸法をコイル3の寸法との関係で説明する図である。同図において、D1は、カバー部8の内径を示している。W1は、カバー部8の幅(外周縁と内周縁の間の距離)を示している。D2は、コイル3の内径を示している。W2は、コイル3の幅(外周縁と内周縁の間の距離)を示している。
カバー部8の内径D1は、0.25D2以上、かつD2+2W2(すなわちコイル3の外径)以下となるように定められる。好ましくは、0.5D2以上、かつD2+W2以下となるように定められる。
カバー部8の幅W1は、0.25W2以上、かつ2W2以下となるように定められる。好ましくは、0.5W2以上、かつW2以下となるように定められる。
上記のような寸法関係を採用することにより、直流重畳特性との両立が可能となる。したがって、より確実に特性向上の要求に応えることができる。
カバー部8の形状は、上記のように一部が切り欠かれた円環形状に限られるものではない。所望の磁束伝達効率が得られれば、図5に示す種々の形状も「環形状」の一例を構成する。
図5の(a)に示すカバー部8は、上記の実施形態を参照して例示したものであり、一部が切り欠かれた円環形状を呈している。図5の(b)に示すカバー部8Aは、四角形を基調とする環形状を呈しており、一部が切り欠かれている。図5の(c)に示すカバー部8Bは、五角形を基調とする環形状を呈しており、一部が切り欠かれている。
図5の(d)に示すカバー部8Cは、円環形状を呈しており、切欠きが形成されていない。図5の(e)に示すカバー部8Dは、四角形を基調とする環形状を呈しており、切欠きが形成されていない。図5の(f)に示すカバー部8Eは、五角形を基調とする環形状を呈しており、切欠きが形成されていない。これらの例から判るように、カバー部8において切欠きは必須ではない。
図5の(g)に示すカバー部8Fは、複数の部品8fを連結することにより全体としてカバー部8と同様の形状を有するように形成されている。図5の(h)に示すカバー部8Gは、複数の部品8gを連結することにより全体としてカバー部8Aと同様の形状を有するように形成されている。図5の(i)に示すカバー部8Hは、複数の部品8hを連結することにより全体としてカバー部8Bと同様の形状を有するように形成されている。
このような構成によれば、カバー部を板材から切り出して作製する場合において、材料の利用効率が向上する。例えば、矩形状の板材からカバー部8を切り出す場合、内周縁の内側部分と外周縁の外側部分の材料は廃棄される。しかしながら、複数の部品8fを板材から切り出して連結する場合、切り出される複数の部品8fのレイアウト次第で、廃棄される部分を最小限にできる(あるいは板材そのものを小さくできる)。したがって、特性向上の要求に応えうるインダクタを製造するにあたって、材料コストを抑制できる。
本実施形態においては、第1材料として球状の金属磁性体粒子と非磁性結合剤の混合材料が用いられ、第2材料として扁平形状の金属磁性体粒子と非磁性結合剤の混合材料が用いられている。しかしながら、第2材料の有する第2比透磁率が、第1材料の有する第1比透磁率よりも高ければ、この構成に限られるものではない。例えば、第1材料および第2材料として、ともに球状の金属磁性体粒子と非磁性結合剤の混合材料を用い、第2材料の密度を第1材料の密度よりも高くしてもよい。このような構成によっても上記の実施形態と同様の効果が得られる。
図6は、本発明の第2の実施形態に係るインダクタ101を示している。図6は、図2の(b)に対応する断面図である。第1の実施形態に係るインダクタ1と同一または同様の要素については、同一の参照符号を付与し、繰り返しとなる説明は省略する。
インダクタ101は、カバー部108を備えている。カバー部108は、第2比透磁率を有する第2材料からなる。第2比透磁率は、軸部2および外周部4を形成している第1材料が有する第1比透磁率よりも高い。本実施形態においては、第2材料として酸化物磁性体材料、不定形の金属磁性体粒子、または前述した球状の金属磁性体粒子と非磁性結合剤の複合材料が用いられる。酸化物磁性体材料の例としては、焼結フェライトが挙げられる。カバー部108は、軸部2の軸方向から見て、少なくとも軸部2とコイル3を覆うように配置されている。
軸部2の軸方向から見て少なくとも軸部2とコイル3を覆う位置は、軸部2と外周部4により形成されるコアを流れる磁束が集中しやすい箇所である。当該箇所に相対的に高い比透磁率を有する材料からなるカバー部108を配置すると、磁気抵抗が低減され、磁束量が増加する。したがって、高いインダクタンスを得ることができる。また、磁気損失の低減によって高い変換効率を得ることができる。すなわち、従来と同じインダクタンスを得ようとする場合は、導線3aの巻数を減らせるため、直流抵抗を低下させることができる。したがって、インダクタに対する特性向上の要求に応えることができる。
なお、本実施形態においては、第2材料として等方的な磁気特性を有する材料を用いることが好ましい。このような構成によれば、磁束が一方向に流れる部位にのみ材料を配置するという制約が解かれ、特性向上を達成するためのカバー部108の形状および配置の選択自由度が高まる。例えば、カバー部108は、例示した方形状に限られず、円形状や環形状とされてもよい。カバー部108の形状および配置の選択自由度が高まるため、材料の利用効率の向上や、カバー部108の装着工程の簡略化が可能である。したがって、特性向上の要求に応えうるインダクタを製造するにあたり、製造コストを抑制できる。
図7に示すように、インダクタ1のカバー部8は、接着層9によって軸部2、コイル3、および外周部4に接着されている。接着層9は、金属磁性体粒子を含む接着剤(実施例1と2を参照)により形成されている。図示を省略するが、インダクタ101のカバー部108についても同様である。
このような構成によれば、カバー部8を経由して軸部2と外周部4を流れる磁束に対する磁気抵抗の低下を抑制できる。したがって、より確実に特性向上の要求に応えることができる。
接着層9は、金属磁性体粒子を含まない接着剤により形成される構成としてもよい。
この場合、コイル3とカバー部8の絶縁性が向上する。また、コイル3からの熱放射を抑制できる。したがって、この種の特性向上の要求に応えることができる。
インダクタ1のカバー部8は、必ずしも別体として成形された部材を接着することにより取り付けられることを要しない。溶融状態にある第2材料を所定の位置に塗布し、次いで硬化させることによってカバー部8を形成してもよい。あるいは二次成型工程によりカバー部8を形成してもよい。これらの場合、カバー部8は、接着層を介することなく軸部2、コイル3、および外周部4に接する。インダクタ101のカバー部108についても同様である。
このような構成によれば、軸部2、コイル3、および外周部4に対するカバー部8の密着性が高まり、磁気抵抗の低下が抑制される。したがって、より確実に特性向上の要求に応えることができる。
上記の各実施形態においては、軸部2と外周部4は、インサート成型などにより一体に成形されたコアを形成している。したがって、コイル3の少なくとも一部は、コアに埋設されている。
このような構成によれば、軸部2、コイル3、外周部4の密着性が高まり、磁気抵抗の低下が抑制される。したがって、より確実に特性向上の要求に応えることができる。
しかしながら、軸部2、コイル3、外周部4の少なくとも1つを個別に形成し、次いで相互に組み付けるようにしてもよい。コイル3は、エッチングやプレス成型などによっても形成可能である。
上記の各実施形態においては、図2の(b)および図6に示すように、導線3aは矩形の断面形状を有しており、軸部2の軸方向に沿って積層されるように巻き回されている(いわゆるエッジワイズ巻き)。
このような構成によれば、コイルが占有する空間の空隙率が低下するため、直流抵抗が低下するとともに、インダクタンスの低下を抑制できる。したがって、より確実に特性向上の要求に応えることができる。
しかしながら、仕様の許容範囲において、円形の断面形状を有する導線3aを用いてもよい。また、導線3aは、軸部2の径方向に沿って積層されるように巻き回される構成としてもよい。
上記の実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更・改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
上記の実施形態においては、扁平形状の金属磁性体粒子が第2材料に含まれている。しかしながら、第2材料に含まれる金属磁性体材料として、軟磁性金属系磁性材料や軟磁性酸化物系磁性材料を用いてもよい。使用可能な軟磁性金属系磁性材料の例としては、結晶材料系、アモルファス系、ナノ微結晶系の材料が挙げられる。例えば、FeSi(ケイ素鋼)、FeSiCr、FeCo、FeCoV、FeCoNi、FeNi(パーマロイ)、FeNiCr、FeNiMoCrCu、FeNiMo、FeNiV、FeNiW、FeNiNb、FeNiWNbTi、FeSiAlNi、FeBPCu、FeSiBPCu、FeCrPCBSi、FeSiNbCuBなどが挙げられる。使用可能な軟磁性酸化物系磁性材料としては、スピネル系フェライトが挙げられる。例えば、Ni−Zn系、Mn−Zn系、Cu−Zn系、Mg−Zn系、Li−Zn系、あるいはこれらに別の元素を添加して特性を改質したものが挙げられる。
上記の各実施形態においては、軸部2の軸方向両端部の近傍にカバー部8(108)が設けられている。しかしながら、仕様の許容範囲において、カバー部8(108)は、軸部2の軸方向両端部のいずれか一方にのみ設けられる構成としてもよい。
導線3aの第1端部3aと第2端部3bの形状、および第1接続端子5と第2接続端子7の形状は、上記の各実施形態を参照して示したものに限られず、仕様に応じて適宜に変更可能である。例えば、第1端部3aと第2端部3bは、外周部4の側面に沿って延びるように折り曲げられ、それぞれ導電性接着剤6を介して第1接続端子5および第2接続端子7と接続される構成としてもよい。この場合、機械的強度の向上と接続抵抗の低減が可能である。また、第1接続端子5と第2接続端子7は、必ずしも設けることを要しない。この場合、外周部4の外側に露出する導線3aの第1端部3a1と第2端部3a2が接続端子として使用される。
第1材料および第2材料に含まれる金属磁性体粒子として、表面に絶縁処理が施されたものを用いてもよい。この場合、粒子間電流が流れないため、磁気的な特性が向上する。
1:インダクタ、2:軸部、3:コイル、3a:導線、4:外周部、8:カバー部、8a:扁平形状の金属磁性体粒子、8A〜8H:カバー部、8f〜8h:複数の部品、9:接着層、101:インダクタ、108:カバー部、A:軸部の軸
Claims (14)
- 第1比透磁率を有する第1材料からなる軸部と、
前記軸部の周りに巻き回された導線により形成されたコイルと、
前記軸部の径方向外側から前記コイルを包囲し、前記第1材料からなる外周部と、
前記軸部の軸方向から見て少なくとも前記コイルの一部を覆うように配置され、前記第1比透磁率よりも高い第2比透磁率を有する第2材料からなるカバー部と、
を備えている、インダクタ。 - 前記第2材料は、扁平形状の金属磁性体粒子と非磁性結合剤を含む複合材料である、請求項1に記載のインダクタ。
- 前記扁平形状の金属磁性体粒子は、その長軸方向が前記軸方向と直交する向きに配向されている、請求項2に記載のインダクタ。
- 前記第1材料および前記第2材料は、それぞれ球状の金属磁性体粒子と非磁性結合剤を含む複合材料であり、
前記第2材料の密度は前記第1材料の密度よりも高い、請求項1に記載のインダクタ。 - 前記カバー部は、環形状を有している、請求項2から4のいずれか一項に記載のインダクタ。
- 前記カバー部は、一部が切り欠かれた環形状を有している、請求項5に記載のインダクタ。
- 前記環形状を有する前記カバー部の内径は、前記コイルの内径の0.25倍以上かつコイルの外径以下であり、
前記環形状を有する前記カバー部の内周縁と外周縁の間の距離は、前記コイルの内周縁と外周縁の間の距離の0.25倍以上かつ2倍以下である、請求項5または6に記載のインダクタ。 - 前記環形状は、複数の部品を連結することにより形成されている、請求項5から7のいずれか一項に記載のインダクタ。
- 前記第2材料は、酸化物磁性体材料、不定形の金属磁性体粒子、または球状の金属磁性体粒子を含む複合材料であり、
前記カバー部は、前記軸方向から見て少なくとも前記軸部と前記コイルを覆っている、請求項1に記載のインダクタ。 - 前記カバー部は、金属磁性体粒子を含む接着層により前記コイルに接着されている、請求項1から9のいずれか一項に記載のインダクタ。
- 前記カバー部は、金属磁性体粒子を含まない接着層により前記コイルに接着されている、請求項1から9のいずれか一項に記載のインダクタ。
- 前記カバー部は、接着層を介することなく前記コイルと接している、請求項1から9のいずれか一項に記載のインダクタ。
- 前記軸部と前記外周部は一体に成形されたコアを形成しており、
前記コイルの少なくとも一部は、前記コアに埋設されている、請求項1から12のいずれか一項に記載のインダクタ。 - 前記導線は、矩形の断面形状を有し、前記軸方向に沿って積層されるように巻き回されている、請求項1から13のいずれか一項に記載のインダクタ。
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