JP5416078B2 - Magnetic component and method of manufacturing magnetic component - Google Patents
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Description
本発明は、軟磁性コアにコイルを巻回した、インダクタンス特性を有する磁気部品および磁気部品の製造方法に関するものである。なお、本発明における磁気部品は、コイルを1種類としたリアクトル、およびコイルを2種類以上としたトランスの両方を含むものである。 The present invention relates to a magnetic component having inductance characteristics, in which a coil is wound around a soft magnetic core, and a method of manufacturing the magnetic component. The magnetic component in the present invention includes both a reactor having one type of coil and a transformer having two or more types of coils.
従来の磁気部品では、ロの字状の枠コアと、枠コア内に配置された巻芯コアとで構成される。巻芯コアの軸方向の両端面と枠コアとの間には、磁気ギャップが形成され、巻芯コアの一端面および他端面が、コイルの一端面および他端面よりも突出している。このため、コイルでの渦電流による発熱が小さくなる(例えば、特許文献1参照)。 A conventional magnetic component includes a square frame core and a core core disposed in the frame core. A magnetic gap is formed between both axial end surfaces of the core and the frame core, and one end surface and the other end surface of the core core protrude from the one end surface and the other end surface of the coil. For this reason, heat generation due to eddy current in the coil is reduced (see, for example, Patent Document 1).
また、別の従来の磁気部品では、2つのE字状のコアを用い、コイルとコアを金属ケースに収納し、ポッティング樹脂を充填しているものがある。このため、取り扱いが容易であり、コイルとコアの冷却性能が高くなる(例えば、特許文献2参照)。 Another conventional magnetic component uses two E-shaped cores, in which a coil and a core are housed in a metal case and filled with potting resin. For this reason, handling is easy and the cooling performance of a coil and a core becomes high (for example, refer patent document 2).
しかしながら、従来技術には以下のような問題がある。
特許文献1では、巻芯コアが磁気部品の中央にあり、別体となっている。この結果、巻芯コアでの発熱が逃げにくく、巻芯コアおよび巻芯コアに巻回されたコイルの温度が高くなってしまう。そのため、巻芯コアの発熱を小さくするためには、巻芯コアを大きくする、あるいはコイルの巻数を多くする必要があり、磁気部品が大型化する問題がある。また、巻芯コアが別体であるため、巻芯コアを固定する必要があり、組立時に接着材などを用いる必要がある。
However, the prior art has the following problems.
In
一方、特許文献2では、2つのE字状のコアにより磁気回路が形成されるため、2つのE字状のコアの相対位置が変わると、磁気ギャップが変わり、インダクタンス値が変わる。そのため、ポッティング樹脂の注型前に、2つのE字状のコアの位置をバネで固定している。すなわち、2つのE字状のコア同士を固定するために、弾性変形するバネを用いている。このため、金属ケースが大きくなり、磁気部品が大型化する問題がある。 On the other hand, in Patent Document 2, since a magnetic circuit is formed by two E-shaped cores, when the relative position of the two E-shaped cores changes, the magnetic gap changes and the inductance value changes. Therefore, the positions of the two E-shaped cores are fixed with springs before the potting resin is cast. That is, an elastically deforming spring is used to fix the two E-shaped cores. For this reason, there exists a problem that a metal case becomes large and a magnetic component enlarges.
また、バネを用いずに、2つのコアを接着材で固定する場合には、磁気部品が小さくなる。しかしながら、この場合には、接着剤をつけ熱硬化させ、再度コアとコイルを金属ケースに収納し、ポッティング樹脂を熱硬化する必要がある。このため、磁気部品の組み立てに多くの時間を要する結果となる。 Further, when the two cores are fixed with an adhesive without using a spring, the magnetic component becomes small. However, in this case, it is necessary to apply an adhesive and thermally cure, store the core and the coil in the metal case again, and thermally cure the potting resin. For this reason, it takes a long time to assemble the magnetic parts.
本発明は、このような問題点を解消するためになされたものであって、組立時間が短く、放熱性が優れ、従来と比較して小さな磁気部品および磁気部品の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and provides a magnetic component and a method of manufacturing a magnetic component that are shorter in assembly time, superior in heat dissipation, and smaller than conventional ones. Objective.
本発明に係る磁気部品は、4面の壁部を有し開口の断面がロの字状の軟磁性体の枠コア、および両端が電極であるコイルが巻回された軟磁性体の巻芯コアを有する軟磁性コアと、上面が開放された金属ケースとを備えた磁気部品であって、枠コアは、金属ケースの内部に、枠コアの開口が上面となる向きに配置され、コイルが巻回された巻芯コアは、枠コアの内部に配置され、金属ケース内部、枠コア内部、および巻芯コア外部に、ポッティング樹脂が充填されており、巻芯コアの軸方向の両端面と、枠コアの4面の壁部のうち両端面と対向する2面の壁部の内面との間には、磁気ギャップが形成されており、磁気ギャップの間には、樹脂が充填されており、枠コアは、金属ケース内部下面に面接触しており、金属ケースの内部下面の一部には、コイルの外周に沿う形状を有する突起が設けられており、金属ケースの突起と、コイルとは、絶縁シートを介して面接触しているものである。 A magnetic component according to the present invention includes a soft magnetic core having four walls and a soft magnetic frame core having a square cross-section of an opening, and a coil having coils at both ends. A magnetic component comprising a soft magnetic core having a core and a metal case having an open upper surface, wherein the frame core is disposed inside the metal case in a direction in which the opening of the frame core is the upper surface, and the coil is The wound core core is disposed inside the frame core, filled with potting resin inside the metal case, inside the frame core, and outside the core core, and both end faces in the axial direction of the core core. A magnetic gap is formed between the four wall portions of the frame core and the inner surfaces of the two wall portions facing both end surfaces, and resin is filled between the magnetic gaps. , the frame core is in surface contact with the interior lower surface metal case, a part of the inner bottom surface of the metal case It is provided with a projection having a shape along the outer periphery of the coil, and the projection of the metal case, the coils, those that are in surface contact through the insulating sheet.
また、本発明に係る磁気部品の製造方法は、4面の壁部を有し開口の断面がロの字状の軟磁性体の枠コア、および両端が電極であるコイルが巻回された軟磁性体の巻芯コアを有する軟磁性コアと、上面が開放され、内部下面の一部に前記コイルの外周に沿う形状を有する突起が設けられた金属ケースとを備えた磁気部品の製造方法であって、枠コアを、金属ケースの内部に、枠コアの開口が上面となる向きに配置するとともに、枠コアを、金属ケースの内部下面の一部に設けられた突起と絶縁シートを介して面接触させる工程と、コイルが巻回された巻芯コアを、枠コアの内部に配置するとともに、巻芯コアの軸方向の両端面と、枠コアの4面の壁部のうち両端面と対向する2面の壁部の内面との間に、磁気ギャップを形成する工程と、金属ケース内部、枠コア内部、巻芯コア外部および磁気ギャップの間に、ポッティング樹脂を充填する工程とを含むものである。 In addition, the method of manufacturing a magnetic component according to the present invention includes a soft magnetic material having a four-walled wall core having a square U-shaped cross section, and a coil wound with a coil having electrodes at both ends. A method of manufacturing a magnetic component , comprising: a soft magnetic core having a magnetic core; and a metal case having an upper surface open and a protrusion having a shape along the outer periphery of the coil on a part of the inner lower surface. The frame core is disposed inside the metal case in such a direction that the opening of the frame core becomes the upper surface, and the frame core is interposed via a protrusion and an insulating sheet provided on a part of the inner lower surface of the metal case. The step of bringing into surface contact, and the core core around which the coil is wound are disposed inside the frame core, and both end surfaces in the axial direction of the core core and both end surfaces of the four wall portions of the frame core A step of forming a magnetic gap between the inner surfaces of the two opposing wall portions, and a metal Over scan inside inner frame core, during winding core outside the core and the magnetic gap, it is intended to include the step of filling the potting resin.
本発明の磁気部品および磁気部品の製造方法によれば、枠コアと巻芯コアにより磁気回路が形成され、総合磁気ギャップが変化しにくくインダクタンス値が変化しにくいため、ポッティング樹脂硬化前(注型前)に、枠コアと巻芯コアの固定のためのバネや接着材が必要なく、さらに、金属ケース内部、枠コア内部および、巻芯コア外部に、ポッティング樹脂が充填され硬化されていることで、巻芯コアと枠コアが固定されているため、組立時間が短く、放熱性が優れ、従来と比較して小さな磁気部品および磁気部品の製造方法を提供することができる。 According to the magnetic component and the manufacturing method of the magnetic component of the present invention, a magnetic circuit is formed by the frame core and the core core, and the total magnetic gap hardly changes and the inductance value hardly changes. The front) does not require a spring or adhesive to fix the frame core and core core, and the potting resin is filled and cured inside the metal case, inside the frame core, and outside the core core. Since the winding core and the frame core are fixed, the assembly time is short, the heat dissipation is excellent, and a magnetic component and a method for manufacturing the magnetic component that are smaller than the conventional one can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、同一符号は同一、または相当部分を示すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol shall show the same or an equivalent part.
実施の形態1.
図1(a)は、本発明の実施の形態1による磁気部品100の構成を示す上面図であり、図1(b)は、磁気部品100の構成を示す正面図である。また、図2(a)は、本発明の実施の形態1による磁気部品100の上面断面図であり、図2(b)は、磁気部品100の正面断面図であり、図2(c)は、磁気部品100の側面断面図である。
FIG. 1A is a top view showing the configuration of the magnetic component 100 according to
図1(a)〜図2(c)において、磁気部品100は、軟磁性枠コア11aおよび軟磁性巻芯コア11bからなる軟磁性コア11と、ボビン12と、両端が電極であるコイル13と、金属ケース14と、伝熱絶縁シート15と、ポッティング樹脂(図示せず)を備えている。
1A to 2C, a magnetic component 100 includes a soft magnetic core 11 composed of a soft
本実施の形態1による磁気部品100は、両端が電極であるコイル13と、コイル電流の磁束を強める働きをする軟磁性コア11とを有し、インダクタンス特性を有する磁気部品である。このような磁気部品100は、半導体スイッチング素子を用いた電力変換装置などに用いられる。また、磁気部品100のコイル13を通電するリップル電流の主成分の周波数は、人間には聞こえにくい17kHz以上である。
A magnetic component 100 according to the first embodiment is a magnetic component having an inductance characteristic, having a
金属ケース14の内部には、枠コア11aが配置され、さらに、枠コア11aの内部には、巻芯コア11b、ボビン12、コイル13が配置されている。また、金属ケース14の内部、枠コア11aの内部、巻芯コア11bの外部には、ポッティング樹脂が充填されている。
A
枠コア11aと巻芯コア11bは、磁気回路を形成し、コイル13により生じる磁束を強める機能がある。ボビン12は、コイル13と巻芯コア11bの位置決めを行う機能と、コイル13と巻芯コア11b間、およびコイル13と枠コア11a間の絶縁を保つ機能がある。
The
ポッティング樹脂は、枠コア11a、巻芯コア11b、ボビン12、コイル13を金属ケース14の内部で固定する機能がある。さらに、ポッティング樹脂は、フィラーが含まれており、熱伝導率が高く、枠コア11aと巻芯コア11bとコイル13における発熱を金属ケース14に伝熱し、冷却する機能がある。
The potting resin has a function of fixing the
ここで、枠コア11a、巻芯コア11b、ボビン12、コイル13は、金属ケース14に収納されているため、取り扱いが容易である。また、金属ケース14は、冷却器にグリスを介して接続され、発熱を有効に逃がし、磁気部品100を効率的に冷却することができる。なお、金属ケース14は、冷却器と一体の構成としてもよい。
Here, since the
次に、磁気部品100の構成の詳細について、図面を用いて以下に説明する。
図3(a)は、本発明の実施の形態1による枠コア11aを示す斜視図である。また、図3(b)は、本発明の実施の形態1による巻芯コア11bを示す斜視図である。枠コア11aは、軟磁性体である圧粉磁心あるいはフェライトで構成された箱型コアであり、4面の壁部11a1、11a2、11a3、11a4を有している。そして、4面の壁部の内の2面の壁部11a1、11a3が対向し、4面の壁部の内の残りの2面の壁部11a2、11a4も対向している。さらに、枠コア11aは、4面の壁部11a1〜11a4により、ロの字状の開口部を上下2箇所に有し、2箇所の開口部が貫通している。
Next, details of the configuration of the magnetic component 100 will be described below with reference to the drawings.
FIG. 3A is a perspective view showing the
一方、巻芯コア11bは、軟磁性体である圧粉磁心あるいはフェライトで構成された円柱コアである。
On the other hand, the
次に、図4は、本発明の実施の形態1による巻芯コア11b、ボビン12、コイル13の分解上面図である。また、図5(a)は、巻芯コア11b、ボビン12、コイル13の組立上面図であり、図5(b)は巻芯コア11b、ボビン12、コイル13の組立正面図であり、図5(c)は巻芯コア11b、ボビン12、コイル13の組立側面図である。
Next, FIG. 4 is an exploded top view of the
コイル13は、エナメル絶縁皮膜を有した導体を円周状に巻回したコイルであり、コイルの両端が電極であり、例えば、平角銅線をエッジワイズ状に丸巻きしたコイルである。
The
また、ボビン12は、ボビン12aとボビン12bの2つで構成される。ボビン12aとボビン12bの内部には、巻芯コア11bが配置され、ボビン12aとボビン12bの外部にはコイル13が配置される。巻芯コア11bは、2つのボビン12a、12bが組み合わせられることにより、ボビン12の内部に配置され、コイル13は、ボビン12に巻回される。
The
ボビン12a、12bは、その内部に面121を有している。そして、面121は、ボビン12a、12bが組み合わされたときに、それぞれ巻芯コアの両端面11b1、11b2に接触する。このため、巻芯コア11bのボビン12に対する位置決めがなされる。また、ボビン12a、12bは、その軸方向の両端に壁部125を有している。そして、壁部125は、巻回したコイル13の両端と接しており、これによりコイル13のボビン12に対する位置決めがなされる。
The
ボビン12は、樹脂である。そして、巻芯コア11bは、ボビン12により巻芯コア11bの両端面11b1、11b2以外の面が覆われているため、コイル13と巻芯コア11b間の絶縁を保つことができる。
The
ボビン12は、面121および壁部125を有するとともに、溝122とステー123と突起124とが設けられている。溝122は、ポッティング樹脂を流すための溝である。ポッティング樹脂は、溝122を伝わり、ボビン12と巻芯コア11bの間に充填される。
The
ステー123は、金属ケース14とボビン12を固定する機能があり、ボビン12は、ステー123を介して金属ケース14とネジなどで固定される。突起124は、枠コア11aと接触し、枠コア11aを金属ケース14の内部下面に押し付ける機能を有する。
The
図6は、本発明の実施の形態1による金属ケース14を示す斜視図である。金属ケース14は、上面が開放されたケースであり、例えば、アルミニウムのダイキャストである。金属ケース14の内部には、枠コア11aの開口が上面となる向きに、枠コア11aが配置される。さらに、金属ケース14の内部であり、枠コア11aの内部には、巻芯コア11bとボビン12とコイル13とが組み合わされた部品(図4参照)が配置される。
FIG. 6 is a perspective view showing the
巻芯コア11bとボビン12とコイル13とが組み合わされた部品において、巻芯コア11bの一方の端面11b1は、枠コア11aの壁部11a1に対向し、巻芯コア11bの他方の端面11b2は、枠コア11aの壁部11a3に対向する向きに配置される。
In a component in which the
枠コア11aは、金属ケース14の内部に配置され、金属ケース14の内部下面と面接触する。金属ケース14の内部下面には、ケース突起14bがあり、ケース突起14bは、枠コア11aの壁部の外側と接する。そのため、金属ケース14に対する枠コア11aの横方向の位置決めがなされる。
The
また、巻芯コア11bとボビン12とコイル13とが組み合わされた部品は、金属ケース14の内部で、枠コア11aの内部に配置される。ボビン12の壁部125は、枠コア11aの壁部の内壁と接する。このため、巻芯コア11bとボビン12とコイル13とが組み合わされた部品と、枠コア11aの横方向の位置決めがなされる。
A part in which the
このように、巻芯コア11bの軸方向の両端面11b1、11b2と、枠コア11aの壁部11a1、11a3の内面との間に、ボビン12が介在し、それぞれと接する。このため、巻芯コア11bと枠コア11aの位置決めがなされる。
As described above, the
また、コイル13の両端面と、枠コア11aの壁部11a1、11a3の内面との間には、ボビン12の壁部125が介在する。このため、コイル13と枠コア11aの絶縁が保たれる。
Further, the
さらに、金属ケース14の内部下面には、ケース突起14aがあり、このケース突起14aは、コイル13の外周一部に沿った面14a1を有した形状である。ケース突起14aの面14a1には、面14a1よりも面積が大きい伝熱絶縁シート15が敷かれ、伝熱絶縁シート15のさらに上には、コイル13が面接触している(図1、図2参照)。
Furthermore, a
ボビン12のステー123は、金属ケース14の固定部141と固定され、コイル13は伝熱絶縁シート15を介してケース突起14aに押さえつけられ、面接触している。そのため、コイル13での発熱を効率的に金属ケース14に伝えることができる。
The
なお、コイル13が伝熱絶縁シート15を介してケース突起14aに押さえつけられているため、通電時の電磁力によるコイル13の振動が金属ケース14に伝わりやすくなる。しかしながら、リップル電流の主成分の周波数が17kHz以上のため、人間には聞こえにくく騒音の問題もない。また、ケース突起14aにより、金属ケース14とコイル13の位置決めがなされる。
Since the
枠コア11aは、金属ケース14の内部に配置され、金属ケース14の内部下面と面接触し、ボビン12の突起124により枠コア11aが金属ケース14の下面に押さえつけられる。このため、枠コア11aでの発熱を効率的に金属ケース14に伝えることができる。
The
なお、枠コア11aが金属ケース14の下面に押し付けられているため、通電時の磁歪や電磁力による枠コア11aの振動が金属ケースに伝わりやすくなる。しかしながら、これに対しても、リップル電流の主成分の周波数が17kHz以上のため、人間には聞こえにくく騒音の問題もない。
Since the
図7は、本発明の実施の形態1による枠コア11aと巻芯コア11bの上面図である。枠コア11aと巻芯コア11bにより磁気回路が形成されている。巻芯コア11bの端面11b1と枠コア11aの壁部11a1との間には、磁気ギャップG1が形成されている。同様に、巻芯コア11bの端面11b2と枠コア11aの壁部11a3との間には、磁気ギャップG2が形成されている。
FIG. 7 is a top view of the
このような磁気ギャップG1、G2により、軟磁性の枠コア11aと巻芯コア11bの磁気飽和を妨げ、また、インダクタンス値を調整することができる。磁気ギャップが所望よりも小さい場合には、磁気飽和しやすくなり、磁気ギャップが所望よりも大きい場合には、インダクタンス値が小さくなる。
Such magnetic gaps G1 and G2 prevent magnetic saturation of the soft
ボビン12により、枠コア11aと巻芯コア11bは、位置決めがされている。このため、枠コア11aと巻芯コア11bの相対位置のばらつきは小さい。さらに、ロの字状の枠コア11aと巻芯コア11bを用いているため、枠コア11aと巻芯コア11bの相対位置が変化したとしても、磁気ギャップG1と磁気ギャップG2の合計である総合磁気ギャップは変化しない。この結果、磁気飽和のしやすさやインダクタンス値は、ほとんど変化しないこととなる。
The
すなわち、枠コア11aと巻芯コア11bの相対位置が変化し、磁気ギャップG1が大きくなっても磁気ギャップG2が小さくなり、逆に磁気ギャップG1が小さくなっても磁気ギャップG2が大きくなるため、総合磁気ギャップが変化しないためである。
That is, since the relative position of the
ここで、本発明の磁気部品との比較のために、従来例であるE字状コアを2つ組み合わせた場合について説明する。図8は、E字状コアを2つ組み合わせた従来の磁気回路の上面図である。2つのE字状コア11d、11eの相対位置が変化すると、磁気ギャップG3が変化し、磁気飽和やインダクタンス値が変換する。
Here, for comparison with the magnetic component of the present invention, a case where two conventional E-shaped cores are combined will be described. FIG. 8 is a top view of a conventional magnetic circuit in which two E-shaped cores are combined. When the relative positions of the two
一例であるが、相対位置が0.2mm変化して磁気ギャップが大きくなると、インダクタンス値が20%低下する。また、逆に、相対位置が0.2mm変化して磁気ギャップが小さくなると、飽和しやすくなり、飽和するコイル電流が20%小さくなる。このため、従来例では、ポッティング樹脂を充填する前に、2つのE字状コア11d、11eを固定する必要があり、バネや接着剤が必要となる。
As an example, when the relative position changes by 0.2 mm and the magnetic gap increases, the inductance value decreases by 20%. Conversely, when the relative position changes by 0.2 mm and the magnetic gap becomes smaller, saturation becomes easier and the saturation coil current becomes 20% smaller. For this reason, in the conventional example, before filling the potting resin, it is necessary to fix the two
これに対して、本実施の形態1による磁気部品100は、金属ケース14の内部に枠コア11aを配置している。そして、金属ケース14の内部で枠コア11aの内部に、巻芯コア11bとボビン12とコイル13とが組み合わされた部品が配置されている。また、金属ケース14の内部、枠コア11aの内部、巻芯コア11bの外部には、ポッティング樹脂が充填され、硬化される。さらに、ボビン12には溝122があるため、ポッティング樹脂は、巻芯コア11bと枠コア11aの隙間である磁気ギャップにも充填され、硬化される。
On the other hand, in the magnetic component 100 according to the first embodiment, the
このような構成を備えることで、枠コア11a、巻芯コア11b、ボビン12、コイル13が金属ケース14の内部に固定される。また、枠コア11aと巻芯コア11bの隙間である磁気ギャップにも、ポッティング樹脂が充填されることとなる。この結果、巻芯コア11bでの発熱が枠コア11aに伝わり、枠コア11aから金属ケース14に伝わるため、巻芯コア11bでの発熱を効率的に金属ケース14に伝えることができる。
By providing such a configuration, the
以上のように、実施の形態1の磁気部品は、4面の壁部を有し開口の断面がロの字状の軟磁性体の枠コアおよび巻芯コアで構成された軟磁性コア、コイル、ボビン、金属ケース、伝熱絶縁シート、ポッティング樹脂を備えている。 As described above, the magnetic component of the first embodiment, four sides of a wall opening of the cross section of the hollow square-shaped soft magnetic material of the frame core and winding core core is soft magnetic core structure, the coil Bobbin, metal case, heat transfer insulation sheet, potting resin.
具体的には、ロの字状の枠コアと巻芯コアにより磁気回路が形成され、さらに、ボビンが巻芯コアの軸方向の両端面と枠コアの壁部の内面との間に介在している。このため、総合磁気ギャップが変化しにくく、インダクタンス値が変化しにくい構成とすることができる。この結果、ポッティング樹脂硬化前(注型前)において、枠コアと巻芯コアの固定のためのバネや接着材が必要なく、磁気部品が小型となり、組立時間を短くすることができる。 Specifically, a magnetic circuit is formed by a square-shaped frame core and a core core, and a bobbin is interposed between both axial end surfaces of the core core and the inner surface of the frame core wall. ing. For this reason, it can be set as the structure which a total magnetic gap cannot change easily and an inductance value cannot change easily. As a result, before the potting resin is cured (before casting), there is no need for a spring or an adhesive for fixing the frame core and the core core, and the magnetic component can be downsized and the assembly time can be shortened.
さらに、金属ケース内部、枠コア内部および、巻芯コア外部に、ポッティング樹脂が充填され、硬化されている。このため、巻芯コアと枠コアが固定され、コイルと巻芯コアと枠コアの冷却性能が優れ、磁気部品の温度が低くなり、信頼性を高めることができる。 Further, potting resin is filled and cured inside the metal case, inside the frame core, and outside the core core. For this reason, a core core and a frame core are fixed, the cooling performance of a coil, a core core, and a frame core is excellent, the temperature of a magnetic component becomes low, and it can improve reliability.
さらに、金属ケースの内面下部のケース突起がコイル外周に沿った形状であり、コイルが伝熱絶縁シートを介してケース突起に面接触し、枠コアが金属ケースの内面下部に押さえられ面接触している。そして、巻芯コアと枠コアとの間にポッティング樹脂が充填される。このため、冷却性能をさらに高めることができる。 Furthermore, the case protrusion on the lower inner surface of the metal case has a shape along the outer periphery of the coil, the coil makes surface contact with the case protrusion through the heat transfer insulating sheet, and the frame core is pressed by the lower inner surface of the metal case and makes surface contact. ing. Then, a potting resin is filled between the core core and the frame core. For this reason, cooling performance can further be improved.
なお、上述した実施の形態1においては、コイル13を、円周状に巻回したコイルとしたが、多角形状に巻回したコイルでもよく、例えば、平角銅線をエッジワイズ状に角巻きしたコイルであってもよい。その場合、巻芯コア11bの形状は、円柱ではなく、コイル13の形状に沿った角柱となる。また、ボビン12や金属ケース14のケース突起14aの形状も、巻芯コア11b、コイル13、金属ケース14に沿った形状になる。
In
また、巻芯コア11bは、樹脂でコーディングされていてもよい。その場合、巻芯コア11bは、絶縁されているため、ボビン12が巻芯コア11bを覆う必要はない。この場合には、巻芯コア11bに直接コイル13が巻回されており、ボビン12は、コイル13の軸方向の両端面と枠コアの壁部の内面との間のみに介在していればよい。
Moreover, the
また、上述した実施の形態1においては、コイルを1種類とした磁気部品であるリアクトルについて説明したが、ボビン12にコイルを2種類以上巻回したトランスであってもよく、同様の効果が得られる。
In the first embodiment described above, the reactor, which is a magnetic component with one type of coil, has been described. However, a transformer in which two or more types of coils are wound around the
実施の形態2.
本実施の形態2では、先の実施の形態1とは形状の異なる巻芯コア11cを用いる場合について説明する。図9(a)は、本発明の実施の形態2による巻芯コア11cを示す上面図であり、図9(b)は、巻芯コア11cを示す正面図である。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, a case where a core 11c having a different shape from that of the first embodiment is used will be described. FIG. 9A is a top view showing the
本実施の形態2による磁気部品では、先の実施の形態1による磁気部品に対して、巻芯コアの形状のみが異なり、他の構成は、先の実施の形態1と同様である。より具体的には、先の実施の形態1による巻芯コア11bの代わりに、図9に示すような巻芯コア11cを用いる。
The magnetic component according to the second embodiment is different from the magnetic component according to the first embodiment only in the shape of the core, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. More specifically, a
巻芯コア11cは、円柱形状であり、巻芯コア11cの軸方向の両端面に、巻芯コア11cの軸方向の長さに対して十分短く、巻芯コア11cの断面に対して十分に小さな断面積の凸部11c1を有する。
The
図10は、本発明の実施の形態2による枠コア11aおよび巻芯コア11cの上面図である。巻芯コア11cの凸部11c1が枠コア11aの壁部11a1、11a3の内面に面接触して、磁気回路を形成している。凸部11c1の断面積は、巻芯コア11cよりも十分に小さいため、コイル13に電流を流したときに、凸部11c1のみが磁気飽和する。このため、凸部11c1は、先の実施の形態1で説明した磁気ギャップと同じ役割となる。
FIG. 10 is a top view of the
なお、具体的な数値としては、例えば、凸部11c1の断面積を、巻芯コア11cの断面積に対して1/5以下となるように形成することで、このような効果を得ることができる。 As specific numerical values, for example, such an effect can be obtained by forming the cross-sectional area of the convex portion 11c1 to be 1/5 or less with respect to the cross-sectional area of the core 11c. it can.
また、軟磁性コア11は、樹脂に比べると熱伝導率が高い。従って、凸部11c1が枠コア11aの壁部11a1、11a3の内面に面接触することにより、巻芯コア11cと枠コア11aの横方向の位置決めができるとともに、巻芯コア11cの発熱が凸部11c1を伝わり、枠コア11aに伝わる。この結果、巻芯コア11cの冷却性能を高めることができる。
Further, the soft magnetic core 11 has a higher thermal conductivity than the resin. Therefore, when the convex portion 11c1 is in surface contact with the inner surfaces of the wall portions 11a1 and 11a3 of the
以上のように、実施の形態2の磁気部品は、先の実施の形態1と同様に、4面の壁部を有し開口の断面がロの字状の軟磁性体の枠コアおよび巻芯コアで構成された軟磁性コア、コイル、ボビン、金属ケース、伝熱絶縁シート、ポッティング樹脂を備えている。 As described above, the magnetic component of the second embodiment, similarly to the previous first embodiment, the opening cross section of B has a wall portion of the four sides shaped frame core and the core of soft magnetic material A soft magnetic core composed of a core, a coil, a bobbin, a metal case, a heat transfer insulating sheet, and a potting resin are provided.
具体的には、ロの字状の枠コアと巻芯コアにより磁気回路が形成され、さらに、巻芯コアの凸部が枠コアの壁部の内面と面接触している。このため、枠コアと巻芯コアが位置決めされ、インダクタンス値が変化しにくい構成とすることができる。この結果、ポッティング樹脂硬化前(注型前)において、枠コアと巻芯コアの固定のためのバネや接着材が必要なく、磁気部品が小型となり、組立時間を短くすることができる。 Specifically, a magnetic circuit is formed by the square-shaped frame core and the core core, and the convex portion of the core core is in surface contact with the inner surface of the wall portion of the frame core. For this reason, a frame core and a core core are positioned, and it can be set as the structure which an inductance value does not change easily. As a result, before the potting resin is cured (before casting), there is no need for a spring or an adhesive for fixing the frame core and the core core, and the magnetic component can be downsized and the assembly time can be shortened.
さらに、先の実施の形態1と同様に、金属ケース内部、枠コア内部および、巻芯コア外部に、ポッティング樹脂が充填され、硬化されている。このため、巻芯コアと枠コアが固定され、コイルと巻芯コアと枠コアの冷却性能が優れ、磁気部品の温度が低くなり、信頼性を高めることができる。 Further, as in the first embodiment, potting resin is filled and cured inside the metal case, inside the frame core, and outside the core core. For this reason, a core core and a frame core are fixed, the cooling performance of a coil, a core core, and a frame core is excellent, the temperature of a magnetic component becomes low, and it can improve reliability.
さらに、金属ケースの内面下部のケース突起がコイル外周に沿った形状であり、コイルが伝熱絶縁シートを介してケース突起に面接触し、枠コアが金属ケースの内面下部に押さえられ面接触している。そして、巻芯コアの凸部が枠コア11aの壁部の内面と面接触している。このため、冷却性能をさらに高めることができる。
Furthermore, the case protrusion on the lower inner surface of the metal case has a shape along the outer periphery of the coil, the coil makes surface contact with the case protrusion through the heat transfer insulating sheet, and the frame core is pressed by the lower inner surface of the metal case and makes surface contact. ing. The convex portion of the core core is in surface contact with the inner surface of the wall portion of the
なお、上述した実施の形態2においては、凸部11c1が巻芯コア11cの軸方向の両端面に設けられている場合について説明した。しかしながら、凸部11c1は、必ずしも巻芯コア11cの軸方向の両端面に設ける必要はない。片端面に凸部11c1を設け、もう一方の片端面を、先の実施の形態1と同様の磁気ギャップとした場合にも、同様の効果を得ることができる。
In the second embodiment described above, the case where the convex portions 11c1 are provided on both end surfaces of the
11 軟磁性コア、11a 枠コア(軟磁性枠コア)、11a1〜11a4 壁部、11b 巻芯コア(軟磁性巻芯コア)、11b1、11b2 端面、11c 巻芯コア(軟磁性巻芯コア)、11c1 凸部、12、12a、12b ボビン、121 面、122 溝、123 ステー、124 突起、125 壁部、13 コイル、14 金属ケース、14a、14b ケース突起、14a1 面、141 固定部、15 伝熱絶縁シート、100 磁気部品。 11 soft magnetic core, 11a frame core (soft magnetic frame core), 11a1 to 11a4 wall, 11b core core (soft magnetic core core), 11b1, 11b2 end face, 11c core core (soft magnetic core core), 11c1 Convex part, 12, 12a, 12b Bobbin, 121 face, 122 groove, 123 stay, 124 protrusion, 125 wall part, 13 coil, 14 metal case, 14a, 14b case protrusion, 14a1 face, 141 fixing part, 15 heat transfer Insulation sheet, 100 magnetic parts.
Claims (7)
上面が開放された金属ケースと
を備えた磁気部品であって、
前記枠コアは、前記金属ケースの内部に、前記枠コアの前記開口が上面となる向きに配置され、
前記コイルが巻回された前記巻芯コアは、前記枠コアの内部に配置され、
前記金属ケース内部、前記枠コア内部、および前記巻芯コア外部に、ポッティング樹脂が充填されており、
前記巻芯コアの軸方向の両端面と、前記枠コアの前記4面の壁部のうち前記両端面と対向する2面の壁部の内面との間には、磁気ギャップが形成されており、
前記磁気ギャップの間には、樹脂が充填されており、
前記枠コアは、前記金属ケース内部下面に面接触しており、
前記金属ケースの内部下面の一部には、前記コイルの外周に沿う形状を有する突起が設けられており、
前記金属ケースの前記突起と、前記コイルとは、絶縁シートを介して面接触している
ことを特徴とする磁気部品。 A soft magnetic core having a frame core of a soft magnetic body having four wall portions and a square cross section of an opening, and a core core of a soft magnetic body wound with a coil having electrodes at both ends; ,
A magnetic part having a metal case with an open top surface,
The frame core is disposed inside the metal case in a direction in which the opening of the frame core is an upper surface,
The core core around which the coil is wound is disposed inside the frame core,
Potting resin is filled inside the metal case, inside the frame core, and outside the core core,
A magnetic gap is formed between both axial end surfaces of the core and the inner surfaces of the two wall portions facing the both end surfaces of the four wall surfaces of the frame core. ,
Between the magnetic gap is filled with resin,
The frame core is in surface contact with the lower surface inside the metal case ,
A part of the inner lower surface of the metal case is provided with a protrusion having a shape along the outer periphery of the coil,
The magnetic component , wherein the protrusion of the metal case and the coil are in surface contact via an insulating sheet .
前記巻芯コアの軸方向の両端面あるいは片端面に、前記巻芯コアの断面積に対して1/5以下の凸部が形成されており、
前記巻芯コアに形成された前記凸部と前記枠コアとが面接触している
ことを特徴とする磁気部品。 The magnetic component according to claim 1,
Convex portions of 1/5 or less of the cross-sectional area of the core core are formed on both end surfaces or one end surface in the axial direction of the core core,
The magnetic component, wherein the convex portion formed on the core and the frame core are in surface contact.
前記巻芯コアの軸方向の両端面と、前記枠コアの前記4面の壁部のうち前記巻芯コアの前記両端面と対向する2面の壁部の内面との間には、ボビンが介在している
ことを特徴とする磁気部品。 The magnetic component according to claim 1 or 2,
There is a bobbin between the axial end surfaces of the core and the inner surfaces of the two wall portions facing the both end surfaces of the core core among the four wall surfaces of the frame core. Magnetic component characterized by interposition.
前記ボビンは、前記コイルの軸方向の両端面と、前記枠コアの前記4面の壁部のうち前記コイルの前記両端面と対向する2面の壁部の内面との間に介在している
ことを特徴とする磁気部品。 The magnetic component according to claim 3,
The bobbin is interposed between both end surfaces in the axial direction of the coil and inner surfaces of two wall portions facing the both end surfaces of the coil among the four wall surfaces of the frame core. Magnetic component characterized by that.
前記ボビンは、前記コイルと前記巻芯コアとの間に介在している
ことを特徴とする磁気部品。 The magnetic component according to claim 3 or 4,
The bobbin is interposed between the coil and the core core.
前記コイルを通電するリップル電流の主成分の周波数は、17kHz以上である
ことを特徴とする磁気部品。 The magnetic component according to any one of claims 1 to 5 ,
The frequency of the main component of the ripple current for energizing the coil is 17 kHz or more.
上面が開放され、内部下面の一部に前記コイルの外周に沿う形状を有する突起が設けられた金属ケースと
を備えた磁気部品の製造方法であって、
前記枠コアを、前記金属ケースの内部に、前記枠コアの前記開口が上面となる向きに配置するとともに、前記枠コアを、前記金属ケースの前記内部下面の一部に設けられた前記突起と絶縁シートを介して面接触させる工程と、
前記コイルが巻回された前記巻芯コアを、前記枠コアの内部に配置するとともに、前記巻芯コアの軸方向の両端面と、前記枠コアの前記4面の壁部のうち前記両端面と対向する2面の壁部の内面との間に、磁気ギャップを形成する工程と、
前記金属ケース内部、前記枠コア内部、前記巻芯コア外部および前記磁気ギャップの間に、ポッティング樹脂を充填する工程と
を含むことを特徴とする磁気部品の製造方法。 A soft magnetic core having a frame core made of a soft magnetic body having four wall portions and a square cross section of an opening; and a core core made of a soft magnetic body around which a coil having electrodes at both ends is wound; ,
A metal case provided with a metal case having an upper surface open and a protrusion having a shape along the outer periphery of the coil on a part of an inner lower surface ,
The frame core is disposed inside the metal case in a direction in which the opening of the frame core is an upper surface, and the frame core is disposed on a part of the inner lower surface of the metal case ; A step of contacting the surface via an insulating sheet ;
The core core around which the coil is wound is disposed inside the frame core, and the both end surfaces of both end surfaces in the axial direction of the core core and the four wall portions of the frame core. Forming a magnetic gap between the inner surface of the two wall portions facing each other;
Filling a potting resin between the inside of the metal case, the inside of the frame core, the outside of the core core, and the magnetic gap.
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