JP6506573B2 - Coil parts - Google Patents
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Description
本発明は、コアと、コアの内部に埋設されたコイルとを備えるコイル部品に関する。 The present invention relates to a coil component comprising a core and a coil embedded inside the core.
例えば、特許文献１には、このタイプのリアクトル（コイル部品）が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses this type of reactor (coil component).
特許文献１に開示されたコイル部品は、コイルと、複合磁性体と、金属製のケースとを備えている。コイルは、空芯の周りに巻回されており、全体としてトロイダル形状を有している。ケースの底部には、コイルの形状に対応した曲面（内面）が形成されている。コイルをケースに収容した後、液状の複合磁性体がケースに充填されて硬化され、これによりコイル部品のコアが形成される。特許文献１のコイル部品は、コイルの外周が、ケースの内面に近接しているため、必要な磁気性能（インダクタンス）を維持しつつ、放熱性を高めることができる。 The coil component disclosed in Patent Document 1 includes a coil, a composite magnetic body, and a metal case. The coil is wound around an air core and has a toroidal shape as a whole. At the bottom of the case, a curved surface (inner surface) corresponding to the shape of the coil is formed. After housing the coil in the case, the liquid composite magnetic material is filled in the case and hardened to form the core of the coil component. In the coil component of Patent Document 1, since the outer periphery of the coil is close to the inner surface of the case, the heat dissipation can be enhanced while maintaining the necessary magnetic performance (inductance).
特許文献１のコイル部品のようなコイルが複合磁性体（コア）の内部に埋設されたコイル部品について、磁気性能を更に向上させたいという要求がある。 There is a demand to further improve the magnetic performance of a coil component such as the coil component of Patent Document 1 in which a coil is embedded inside a composite magnetic body (core).
そこで、本発明は、コアとコアの内部に埋設されたコイルとを備えるコイル部品であって、磁気性能を向上させることが可能なコイル部品を提供することを目的とする。 Then, this invention is a coil component provided with a coil and a coil embedded inside the core, and it aims at providing a coil component which can improve magnetic performance.
本発明によれば、第１のコイル部品として、
コイルと、第１コアと、第２コアとを備えたコイル部品であって、
前記コイルは、コイル本体と、コイル端部とを有しており、
前記コイル本体は、所定領域を囲むように巻回する複数のターンからなり、
前記第１コアは、圧粉コアであり、少なくとも部分的に前記所定領域の内部に位置しており、
前記第２コアは、前記コイル本体及び前記第１コアを覆う液状の磁性体を硬化させたものであり、部分的に前記所定領域の内部に位置している
コイル部品が得られる。
According to the invention, as a first coil component:
A coil component comprising a coil, a first core, and a second core, wherein
The coil has a coil body and a coil end,
The coil body comprises a plurality of turns wound around a predetermined area,
The first core is a dust core and is at least partially located inside the predetermined area,
The second core is obtained by curing a liquid magnetic material covering the coil body and the first core, and a coil component which is partially located inside the predetermined region can be obtained.
また、本発明によれば、第２のコイル部品として、第１のコイル部品であって、
前記第１コアの零磁場での透磁率は、前記第２コアの零磁場での透磁率よりも高い
コイル部品が得られる。
Further, according to the present invention, the second coil component is a first coil component,
The permeability of the first core in the zero magnetic field is higher than that of the second core in the zero magnetic field.
また、本発明によれば、第３のコイル部品として、第１又は第２のコイル部品であって、
前記第１コアは、第１コア片を含んでおり、
前記第１コア片は、少なくとも部分的に、前記ターンである２つの所定ターンの間に配置されている
コイル部品が得られる。
Further, according to the present invention, as the third coil component, it is the first or second coil component, and
The first core includes a first core piece,
The first core piece is at least partially obtained a coil component which is arranged between two predetermined turns which are the turns.
また、本発明によれば、第４のコイル部品として、第３のコイル部品であって、
前記コイル本体は、複数の前記ターンからなる弧状部を有しており、
所定方向に沿って見たとき、前記弧状部は、全体として弧形状を有しており、
前記第１コア片は、前記弧状部において２つの前記所定ターンの間に配置されている
コイル部品が得られる。
Further, according to the present invention, the fourth coil component is a third coil component,
The coil body has an arc-shaped portion comprising a plurality of the turns,
When viewed along a predetermined direction, the arc-shaped portion has an arc shape as a whole;
The first core piece provides a coil component disposed between the two predetermined turns in the arc-shaped portion.
また、本発明によれば、第５のコイル部品として、第４のコイル部品であって、
前記所定方向に沿って見たとき、前記弧状部の２つの前記所定ターンは、前記弧状部の外周から内周に向かって先細る楔形領域を介して隣り合っており、
前記第１コア片は、前記所定方向に沿って見たとき、前記楔形領域に対応する形状を有している
コイル部品が得られる。
Further, according to the present invention, the fifth coil component is a fourth coil component,
When viewed along the predetermined direction, the two predetermined turns of the arc-shaped portion are adjacent to each other via a wedge-shaped region that tapers from the outer periphery to the inner periphery of the arc-shaped portion,
A coil component is obtained in which the first core piece has a shape corresponding to the wedge-shaped region when viewed along the predetermined direction.
また、本発明によれば、第６のコイル部品として、第５のコイル部品であって、
前記第１コア片は、前記弧状部の前記内周近傍に位置する先端部を有しており、
前記所定方向と直交する周方向に沿って見たとき、前記第１コア片の前記先端部は、前記所定ターンのうち前記内周近傍に位置する部位と対応する形状を有している
コイル部品が得られる。
Further, according to the present invention, the sixth coil component is a fifth coil component, and
The first core piece has a tip located near the inner periphery of the arc-shaped portion,
When viewed along the circumferential direction orthogonal to the predetermined direction, the tip portion of the first core piece has a coil component having a shape corresponding to a portion located in the vicinity of the inner periphery in the predetermined turn. Is obtained.
また、本発明によれば、第７のコイル部品として、第３乃至第６のいずれかのコイル部品であって、
前記コイル本体は、前記第１コア片が間に配置されていない２つの前記ターンを有している
コイル部品が得られる。
Further, according to the present invention, as the seventh coil component, any one of the third to sixth coil components is provided.
The coil body is obtained as a coil component having the two turns in which the first core piece is not disposed therebetween.
また、本発明によれば、第８のコイル部品として、第１乃至第７のいずれかのコイル部品であって、
前記第１コアは、第１コアブロックを含んでおり、
前記第１コアブロックは、直線的に延びる直線部を有しており、
前記コイル本体は、直線部を有しており、
前記コイル本体の前記直線部は、前記第１コアブロックの前記直線部の周りを巻回する複数の前記ターンからなり、全体として直線的に延びている
コイル部品が得られる。
Further, according to the present invention, as the eighth coil component, any one of the first to seventh coil components,
The first core includes a first core block,
The first core block has a linearly extending straight portion,
The coil body has a straight portion,
The linear portion of the coil body is composed of a plurality of the turns wound around the linear portion of the first core block, and a coil component extending linearly as a whole is obtained.
また、本発明によれば、第９のコイル部品として、第８のコイル部品であって、
前記第１コアブロックは、互いに平行に延びる２つの前記直線部を有しており、
前記コイル本体は、２つの前記直線部を有しており、
前記コイルの２つの前記直線部は、前記第１コアブロックの２つの前記直線部の周りを夫々取り巻くように配置されている
コイル部品が得られる。
Further, according to the present invention, as a ninth coil component, it is an eighth coil component,
The first core block has two straight portions extending parallel to each other,
The coil body has two of the straight portions,
A coil component is obtained in which the two straight portions of the coil are respectively arranged to surround the two straight portions of the first core block.
また、本発明によれば、第１０のコイル部品として、第９のコイル部品であって、
金属製のケースを更に備えており、
前記第２コアは、前記ケースの内部に充填されており、
前記第１コアブロックの前記直線部は、前記ケースの側部近傍に配置されている
コイル部品が得られる。
Further, according to the present invention, the tenth coil component is a ninth coil component,
It also has a metal case,
The second core is filled inside the case,
The linear part of the first core block provides a coil component disposed in the vicinity of the side portion of the case.
本発明による第２コアは、所謂注型コアであり、液状の磁性体を硬化することで形成される。特に、本発明における注型コアは、コイル本体及び第１コアを覆う液状の磁性体を硬化させたものである。これにより、コイル本体及び第１コアは、注型コアの内部に埋設されている。一方、本発明による第１コアは、圧粉コアであり、一般的に注型コアよりも高い透磁率を有する。本発明によれば、圧粉コアの一部及び注型コアの一部を、コイル本体によって囲まれた所定領域の内部に配置するという構造により、コイル部品の磁気性能を向上できる。 The second core according to the present invention is a so-called cast core and is formed by curing a liquid magnetic material. In particular, the cast core in the present invention is obtained by curing a liquid magnetic material covering the coil body and the first core. Thus, the coil body and the first core are embedded in the casting core. On the other hand, the first core according to the present invention is a dust core, and generally has higher permeability than a cast core. According to the present invention, the magnetic performance of the coil component can be improved by the structure in which a part of the dust core and a part of the casting core are disposed inside the predetermined area surrounded by the coil body.
（第１の実施の形態）
図１乃至図３に示されるように、本発明の第１の実施の形態によるコイル部品１０は、コイル２０と、磁性体からなる第２コア４０と、アルミニウム等の金属からなるケース８０とを備えている。加えて、コイル部品１０は、第１コアを備えている。本実施の形態における第１コアは、磁性体からなる複数の第１コア片（第１コア）３０から構成されている。換言すれば、第１コアは、第１コア片３０を含んでいる。コイル２０及び第１コア片３０は、全体として集合体１２を構成している。
First Embodiment
As shown in FIGS. 1 to 3, a
図３を参照すると、コイル２０は、絶縁体からなる被覆（図示せず）によって覆われた導電線（図示せず）を螺旋状に巻回することにより形成されており、コイル本体２００と、２つのコイル端部２９０とを有している。コイル本体２００は、全体としてトロイダル形状を有している。コイル端部２９０は、コイル本体２００の２つの端からコイル本体２００の外部に夫々引き出されている。
Referring to FIG. 3, the
詳しくは、コイル本体２００は、トロイダル形状の所定領域１８を囲むように巻回する複数のターン２５０からなる。所定領域１８は、コイル本体２００のターン２５０の輪郭によって規定される領域であり、コイル部品１０の使用時に生じる磁束ＦＸに沿って連続して延びている。ターン２５０の夫々は、所定領域１８を１回だけ巻回している。特に、本実施の形態において、ターン２５０は一層に巻かれている。但し、ターン２５０は２層以上に巻かれていてもよい。換言すれば、ターン２５０は、１以上の別のターン２５０と上下方向（所定方向：Ｚ方向）において重なっていてもよい。
Specifically, the
図３に示されるように、本実施の形態のコイル本体２００は、複数のターン２５０からなる１つの円部（弧状部）２１０を有している。Ｚ方向に沿って見たとき、円部２１０は、全体として円形状（即ち、弧形状）を有している。Ｚ方向に沿って見たとき、円部２１０の隣り合う２つのターン２５０は、円部２１０の外周２１２から内周２１４に向かって先細る楔形領域２８０を介して隣り合っている。
As shown in FIG. 3, the
図４を参照すると、ターン２５０は、Ｚ方向と直交する周方向（Ｃ方向）に沿って見たとき、概ね円形状を有している。このため、ターン２５０のうちＺ方向と直交する径方向（Ｒ方向）内側に位置する部位は、内周２１４に向かって突出する半円形状を有している。但し、本発明は、これに限られない。例えば、ターン２５０は、周方向に沿って見たとき、楕円形状、矩形形状、トラック形状、Ｄ形状等を有していてもよい。
Referring to FIG. 4, the
本実施の形態による第１コア片３０の夫々は、圧粉コアであり、矩形板形状を有している。詳しくは、第１コア片３０は、鉄合金粉末等の飽和磁束密度の高い軟磁性金属粉末を、高い圧力によって矩形板形状に圧縮成型したものである。
Each of the
第１コア片３０は、周方向において隣り合う２つのターン２５０の間に、径方向外側から挿入され挟まれている。以下の説明において、第１コア片３０が間に挿入された２つのターン２５０の夫々を「所定ターン（ターン）２５０Ｘ」という。従って、第１コア片３０は、周方向において所定ターン２５０Ｘの間に配置されている。
The
図３及び図４に示されるように、周方向において隣り合う２つのターン２５０は、内周２１４から外周２１２に近づくほど離れている。第１コア片３０は、主として、この離れた外周２１２付近に位置している。これにより、第１コア片３０は、部分的に所定領域１８の内部に位置している。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, two
図１及び図２を参照すると、ケース８０は、箱形状を有している。ケース８０の内部には、収容部８１０が形成されている。収容部８１０は、前後方向（Ｙ方向）及び横方向（Ｘ方向）において、ケース８０の側部８２０によって囲まれている。コイル２０及び第１コア片３０からなる集合体１２は、収容部８１０内部の所定位置に配置されている。
Referring to FIGS. 1 and 2, the
第２コア４０は、集合体１２が収容部８１０の内部に配置された後（配置後）に形成されている。詳しくは、配置後、軟磁性金属粉末、熱硬化性バインダ成分、溶媒等からなるスラリー（図示せず）が、収容部８１０に注入され、コイル端部２９０の上部（＋Ｚ側の部位）を除き、集合体１２全体を覆う。その後、熱処理によってスラリーが硬化され、第２コア４０が形成される。換言すれば、第２コア４０は、コイル本体２００及び第１コア片３０をすっぽりと覆う液状の磁性体を硬化させたものである。また、以上の説明から理解されるように、スラリーは、注入されたとき、集合体１２の隙間に入り込む。このため、第２コア４０は、部分的に所定領域１８の内部に位置している。以下の説明において、このように形成されたコアを「注型コア」という。
The
本実施の形態において、コイル端部２９０は、Ｚ方向における上方（＋Ｚ方向）に延びて第２コア４０の外部に突出している。コイル端部２９０は、コイル部品１０外部の回路（図示せず）に接続される。
In the present embodiment, the
以下、以上のように構成されたコイル部品１０の効果について説明する。
Hereinafter, the effects of the
図１６を参照すると、磁性コアを備える従来のトロイダル形状のコイル部品１０Ｚにおいては、コイル本体２００のターン２５０は、トロイダル形状の第１コア３０Ｚの周りを巻回している。この構造により、コイル本体２００のターン２５０は、外周２１２近傍において疎らになり内周２１４近傍において密集する。このため、磁束ＦＸが内周２１４近傍に集中し易い。換言すれば、内周２１４近傍の磁束密度（例えば、０．５５Ｔ）が外周２１２近傍の磁束密度（例えば、０．２５Ｔ）よりも大きくなる。このような不均一な磁束密度は、インダクタンスの劣化や鉄損の悪化をもたらし易い。また、磁束ＦＸが内周２１４近傍に漏れ出すことで、内周２１４近傍のコイル本体２００に渦電流が生じるおそれがある。換言すれば、磁気性能が劣化するおそれがある。
Referring to FIG. 16, in the conventional toroidal-shaped
更に、図１６から理解されるように、例えば、空芯のコイル本体２００が第２コア４０（図２参照）内部に埋設されている場合にも、第２コア４０のうち所定領域１８の内部に位置する部位はトロイダル形状を有する。従って、この場合も、磁束密度が不均一になり易い。
Furthermore, as understood from FIG. 16, for example, even when the air
一方、図７（Ａ）を参照すると、本実施の形態によるコイル部品１０においては、コイル本体２００全体及び第１コア片３０全体が、第２コア４０（図２参照）の内部に位置している。このため、第２コア４０のうち所定領域１８の内部に位置する部位（所定部位）は、トロイダル形状を有している。但し、この所定部位のトロイダル形状は、径方向外側の部位（外側部）において部分的に第１コア片３０によって置き換えられている。
On the other hand, referring to FIG. 7A, in the
一般的に、圧粉コアは、高い透磁率を有している。本実施の形態においても、第１コア片３０の零磁場での透磁率は、第２コア４０（図２参照）の零磁場での透磁率よりも高い。換言すれば、第１コア片３０の磁気抵抗は、第２コア４０に比べて低い。本実施の形態によれば、高い磁気抵抗を有する第２コア４０の外側部の一部が、低い磁気抵抗を有する第１コア片３０によって置き換えられている。これにより、磁気抵抗が所定領域１８全体に亘って同じ値に近づくように調整されている。このため、従来のコイル部品１０Ｚ（図１６参照）において内周２１４近傍に密集していた磁束ＦＸは、外周２１２近傍に引き寄せられるように、その分布を変える。この結果、所定領域１８全体に亘って磁束密度が均一化され、コイル部品１０の磁気性能が向上する。
In general, the dust core has a high permeability. Also in the present embodiment, the magnetic permeability of the
本実施の形態は、以下に説明するように、様々に変形可能である。 The present embodiment can be variously modified as described below.
図４を参照すると、第１コア片３０の一部は、所定領域１８の内部に位置しており、第１コア片３０の他の部位は、所定領域１８の外部に位置している。しかしながら、第１コア片３０全体が、所定領域１８の内部に位置していてもよい。換言すれば、第１コア片３０は、少なくとも部分的に、２つの所定ターン２５０Ｘの間に配置されていればよく、これにより、少なくとも部分的に所定領域１８の内部に位置していればよい。
Referring to FIG. 4, a part of the
図５及び図６を参照すると、変形例による集合体１２Ａは、第１コア片３０（図４参照）に代えて第１コア片（第１コア）３０Ａを含んでいることを除き、集合体１２（図３参照）と同様に構成されている。第１コア片３０Ａの夫々は、第１コア片３０（図４参照）と同様な（即ち、同じ材料を使用して同じ作製方法によって作製された）圧粉コアである。但し、第１コア片３０Ａの形状は、第１コア片３０の形状と異なっている。第１コア片３０Ａは、Ｚ方向に沿って見たとき、楔形領域２８０に対応する三角形状を有している。
Referring to FIGS. 5 and 6, an
図３及び図４から理解されるように、矩形板状の第１コア片３０は、比較的作製し易く、取り扱いやすい。但し、矩形板状の第１コア片３０を所定ターン２５０Ｘの間に挿入する場合、第１コア片３０の厚さ（周方向におけるサイズ）は、外周２１２における所定ターン２５０Ｘの間の距離よりも小さくする必要がある。換言すれば、第１コア片３０を大きくし難い。また、第１コア片３０を挿入する際、第１コア片３０の縁が所定ターン２５０Ｘの被覆を破損するおそれがある。
As understood from FIGS. 3 and 4, the rectangular plate-shaped
一方、図６から理解されるように、本変形例による第１コア片３０Ａは、外周２１２と内周２１４との間全体に亘って所定ターン２５０Ｘとの間の距離を均一に保ちつつ、内周２１４近傍まで挿入できる。この結果、集合体１２Ａが第２コア４０（図２参照）の内部に埋設されたとき、所定領域１８全体に亘って、磁束密度が更に効果的に均一化される。
On the other hand, as understood from FIG. 6, the
図５及び図６を参照すると、第１コア片３０Ａは、先端部３１０Ａを有している。第１コア片３０Ａが所定ターン２５０Ｘの間に配置されたとき、先端部３１０Ａは、弧状部２１０の内周２１４近傍に位置する。本変形例による先端部３１０Ａは、概ね内周２１４に向かって突出する半円形状を有している。換言すれば、周方向に沿って見たとき、先端部３１０Ａは、所定ターン２５０Ｘのうち内周２１４近傍に位置する部位と対応する形状を有している。これにより、第１コア片３０Ａは、所定ターン２５０Ｘの間にスムーズに挿入できる。
Referring to FIGS. 5 and 6, the
図７（Ｂ）を参照すると、変形例による集合体１２Ｂは、第１コア片３０（図４参照）に代えて第１コア片（第１コア）３０Ｂを含んでいることを除き、集合体１２（図３参照）と同様に構成されている。第１コア片３０Ｂの夫々は、第１コア片３０と同様な矩形板形状を有する圧粉コアである。但し、第１コア片３０Ｂの厚さは、第１コア片３０よりも厚い。第１コア片３０Ｂは、２つのターン２５０置きに所定ターン２５０Ｘの間に配置されている。このため、コイル本体２００は、第１コア片３０Ｂが間に配置されていない２つのターン２５０を有している。
Referring to FIG. 7B, the
集合体１２Ｂが第２コア４０の内部に埋設されたコイル部品１０Ｂは、コイル部品１０（図１参照）と同様な効果を奏する。また、複数のターン２５０置きに第１コア片３０Ｂを配置することで、必要な第１コア片３０Ｂの数を小さくすることができる。このため、集合体１２Ｂは、集合体１２（図３参照）や集合体１２Ａ（図６参照）に比べて作製し易い。更に、集合体１２Ｂは、集合体１２や集合体１２Ａに比べて放熱性が高い。
The
図８（Ａ）を参照すると、変形例による集合体１２Ｃは、第１コア片３０Ａ（図５参照）に代えて第１コア片（第１コア）３０Ｃを含んでいることを除き、集合体１２Ａ（図６参照）と同様に構成されている。第１コア片３０Ｃの夫々は、第１コア片３０Ａと同様な形状を有する圧粉コアである。但し、第１コア片３０Ｃの厚さは、第１コア片３０Ａよりも厚い。第１コア片３０Ｃは、４つのターン２５０置きに所定ターン２５０Ｘの間に配置されている。このため、コイル本体２００は、第１コア片３０Ｃが間に配置されていない２つのターン２５０を有している。
Referring to FIG. 8A, the
図８（Ｂ）を参照すると、変形例による集合体１２Ｄは、第１コア片３０Ｃ（図８（Ａ）参照）に代えて第１コア片３０Ｄを含んでいることを除き、集合体１２Ｃと同様に構成されている。第１コア片３０Ｄの夫々は、第１コア片３０Ｃと同様な形状を有する圧粉コアである。但し、第１コア片３０Ｄの厚さは、第１コア片３０Ｃよりも厚い。第１コア片３０Ｄは、６つのターン２５０置きに所定ターン２５０Ｘの間に配置されている。このため、コイル本体２００は、第１コア片３０Ｄが間に配置されていない２つのターン２５０を有している。
Referring to FIG. 8B, the
図６及び図８から理解されるように、集合体１２Ｃが第２コア４０の内部に埋設されたコイル部品１０Ｃも、集合体１２Ｄが第２コア４０の内部に埋設されたコイル部品１０Ｄも、集合体１２Ａと同様な効果を奏し、集合体１２Ａに比べて作製し易い。但し、磁気性能を十分に向上させるためには、第１コア片３０Ｃや第１コア片３０Ｄが配置される周方向の間隔は、集合体１２Ａのように小さいほうが好ましい。
As understood from FIGS. 6 and 8, the
本実施の形態は、上述した変形例に加えて、更に様々に変形可能である。例えば、上述した実施の形態及び変形例において、第１コア片は、全体としてトロイダル形状を有するコイル本体の弧状部において２つの所定ターンの間に配置されている。しかしながら、コイル本体は、弧状部に加えて又は弧状部に代えて全体として直線的に延びる直線部を有していてもよい。この場合、第１コア片は、コイル本体の直線部において２つの所定ターンの間に配置されていてもよい。 The present embodiment can be further variously modified in addition to the above-described modifications. For example, in the above-described embodiment and modification, the first core piece is disposed between two predetermined turns in the arc-shaped portion of the coil body having a toroidal shape as a whole. However, the coil body may have a generally linearly extending straight portion in addition to or instead of the arc. In this case, the first core piece may be disposed between two predetermined turns in the straight portion of the coil body.
コイルと第１コアとからなる集合体をケースに収容する前に、集合体を絶縁体で被覆してもよい。被覆は、例えば、集合体を液状の絶縁体に浸すことによって形成できる。 The assembly may be covered with an insulator before the assembly of the coil and the first core is accommodated in the case. The coating can be formed, for example, by immersing the assembly in a liquid insulator.
（第２の実施の形態）
図９及び図１０に示されるように、本発明の第２の実施の形態によるコイル部品１０Ｅは、第１の実施の形態（図１及び図２参照）と同じ第２コア４０及び金属製のケース８０を備えている。一方、コイル部品１０Ｅは、第１の実施の形態と異なるコイル２０Ｅ及び第１コアを備えている。本実施の形態における第１コアは、磁性体からなる１つの第１コアブロック（第１コア）３０Ｅから構成されている。換言すれば、第１コアは、第１コアブロック３０Ｅを含んでいる。第１コアブロック３０Ｅは、第１コア片３０と同様に作製された圧粉コアである。
Second Embodiment
As shown in FIGS. 9 and 10, the
第１の実施の形態と同様に、コイル２０Ｅ及び第１コアブロック３０Ｅから構成される集合体１２Ｅは、ケース８０（図１参照）の収容部８１０内部の所定位置に配置されている。第２コア４０は、集合体１２Ｅが収容部８１０の内部に配置された後に、第１の実施の形態と同様に形成されており、ケース８０の内部に充填されている。
As in the first embodiment, the
図１１を参照すると、コイル２０Ｅは、コイル２０（図３参照）と同様に、絶縁体からなる被覆（図示せず）によって覆われた導電線（図示せず）を螺旋状に巻回することにより形成されており、コイル本体２００Ｅと、２つのコイル端部２９０Ｅとを有している。
Referring to FIG. 11, a
コイル本体２００Ｅは、直線的に延びるように巻回された後、全体としてＵ字形状を有するように折り曲げられている。この結果、コイル本体２００Ｅは、１つの半円部（弧状部）２１０Ｅと、２つの直線部２２０Ｅとを有している。半円部２１０Ｅ及び直線部２２０Ｅの夫々は、Ｕ字形状の所定領域１８Ｅを囲むように巻回する複数のターン２５０からなる。
The
図１０及び図１２を参照すると、第１コアブロック３０Ｅは、概ねＵ字形状を有している。詳しくは、第１コアブロック３０Ｅは、基部３２０Ｅと、２つの直線部３３０Ｅとを有している。直線部３３０Ｅは、前後方向（Ｙ方向）において、基部３２０Ｅから前方（＋Ｙ方向）に突出しており、Ｙ方向に沿って互いに平行に延びている。コイル２０の２つの直線部２２０Ｅは、第１コアブロック３０Ｅの２つの直線部３３０Ｅの周りを夫々取り巻くように配置されている。
Referring to FIGS. 10 and 12, the
図１０に示されるように、上下方向（所定方向：Ｚ方向）に沿って見たとき、半円部２１０Ｅは、全体として半円形状（即ち、弧形状）を有している。このため、Ｚ方向に沿って見たとき、半円部２１０Ｅの隣り合う２つのターン２５０は、半円部２１０Ｅの外周２１２から内周２１４に向かって先細る楔形領域２８０Ｅを介して隣り合っている。
As shown in FIG. 10, when viewed along the vertical direction (predetermined direction: Z direction), the
図９及び図１０を参照すると、コイル本体２００Ｅの直線部２２０Ｅにおいて、所定領域１８Ｅの内部には、第１コアブロック３０Ｅ（圧粉コア）と、第１コアブロック３０Ｅを覆う第２コア４０（注型コア）とが配置される。一方、コイル本体２００Ｅの半円部２１０Ｅにおいて、所定領域１８Ｅの内部には、第２コア４０のみが配置される。これにより、主として比較的高い透磁率を有する圧粉コアが直線部２２０Ｅの磁心として機能し、比較的低い透磁率を有する注型コアが半円部２１０Ｅの磁心として機能する。この構成により、コイル部品１０Ｅの磁気性能を向上できる。
9 and 10, in the
また、第１コアブロック３０Ｅの直線部３３０Ｅを、ケース８０の側部８２０近傍に配置することにより、コイル部品１０Ｅの放熱性を向上できる。
Further, by disposing the
本実施の形態は、以下に説明するように、様々に変形可能である。 The present embodiment can be variously modified as described below.
例えば、図５及び図１０を参照すると、半円部２１０Ｅにおいて隣り合う２つのターン２５０の間（楔形領域２８０Ｅ）に、第１コア片３０Ａを配置してもよい。これにより、所定領域１８Ｅ全体に亘って、磁束密度が均一化され、コイル部品１０Ｅの磁気性能が更に向上する。また、図１０を参照すると、直線部３３０Ｅの幅（横方向（Ｘ方向）におけるサイズ）を直線部２２０Ｅの幅に比べて小さくし、直線部２２０ＥのうちのＸ方向外側の部位に偏るように位置させてもよい。これによっても、所定領域１８Ｅ全体に亘って、磁束密度が均一化され、コイル部品１０Ｅの磁気性能が向上する。
For example, referring to FIGS. 5 and 10, the
（第３の実施の形態）
図１３を参照すると、本発明の第３の実施の形態によるコイル部品１０Ｆは、第１の実施の形態（図１及び図２参照）と同じ第２コア４０及び金属製のケース８０（図１参照）を備えている。一方、コイル部品１０Ｆは、第１の実施の形態と異なるコイル２０Ｆ及び第１コアを備えている。本実施の形態における第１コアは、磁性体からなる４つの第１コアブロック（第１コア）３０Ｆから構成されている。換言すれば、第１コアは、第１コアブロック３０Ｆを含んでいる。第１コアブロック３０Ｆは、第１コア片３０と同様に作製された圧粉コアである。
Third Embodiment
Referring to FIG. 13, the
第１の実施の形態と同様に、コイル２０Ｆ及び第１コアブロック３０Ｆから構成される集合体は、ケース８０（図１参照）の収容部８１０内部の所定位置に配置されている。第２コア４０は、集合体が収容部８１０の内部に配置された後に、第１の実施の形態と同様に形成されており、ケース８０の内部に充填されている。
As in the first embodiment, an assembly composed of the
コイル２０Ｅは、コイル２０（図３参照）と同様に、絶縁体からなる被覆によって覆われた導電線を螺旋状に巻回することにより形成されており、コイル本体２００Ｆと、２つのコイル端部（図示せず）とを有している。
Similar to the coil 20 (see FIG. 3), the
コイル本体２００Ｆは、全体としてＹ方向に沿って直線的に延びる２つの直線部２２０Ｆを有している。直線部２２０Ｆは、その端部において互いに接続されている。直線部２２０Ｆの夫々は、所定領域１８Ｆを囲むように巻回する複数のターン２５０からなる。
The
第１コアブロック３０Ｆの夫々は、ＸＹ平面において概ねＬ字形状を有している。第１コアブロック３０Ｆの端部は、所定領域１８Ｆの内部に位置している。
Each of the
第２コア４０は、その一部としてフレーム部４１０Ｆを有している。但し、フレーム部４１０Ｆは、第２コア４０の他の部位と連続しており、他の部位との間に物理的な境界を有していない。フレーム部４１０Ｆは、ＸＹ平面において概ね角張ったＯ字形状（フレーム形状）を有している。第２コア４０の内部に埋設されたコイル本体２００Ｆの直線部２２０Ｆは、フレーム部４１０Ｆを取り巻くように配置されている。換言すれば、第２コア４０は、部分的に所定領域１８Ｆの内部に位置している。
The
仮に第１コアブロック３０Ｆが設けられていない場合、磁束ＦＸは、フレーム部４１０ＦのＸＹ平面内側の角部に集中し易い（磁束ＦＸ１参照）。この結果、磁束ＦＸ１は、部分的にコイル本体２００Ｆと交差し、渦電流を生じさせて磁気性能の劣化をもたらす。一方、本実施の形態によれば、フレーム部４１０ＦのＸＹ平面外側の角部に、フレーム部４１０Ｆよりも高い透磁率を有する第１コアブロック３０Ｆ（圧粉コア）が配置されている。このため、磁束ＦＸは、フレーム部４１０ＦのＸＹ平面外側にシフトする（磁束ＦＸ２参照）。この結果、フレーム部４１０Ｆ全体に亘って磁束密度が均一化され、コイル部品１０Ｆの磁気性能が向上する。
If the
本実施の形態は、以下に説明するように、様々に変形可能である。 The present embodiment can be variously modified as described below.
例えば、本実施の形態によれば、第１コアブロック３０Ｆの一部が所定領域１８Ｆの内部に位置しているため、磁束密度が均一化され易い。但し、第１コアブロック３０Ｆがフレーム部４１０ＦのＸＹ平面外側の角部に配置されている限り、第１コアブロック３０Ｆ全体が直線部２２０Ｆの外部に位置していてもよい。
For example, according to the present embodiment, since a part of the
また、図１４を参照すると、コイル部品１０Ｆ（図１３参照）を少し変形することで、コイル部品１０Ｇが得られる。コイル部品１０Ｇは、コイル２０Ｆ及び第１コアブロック３０Ｆを、ケース８０（図１参照）と少し異なるケース８０Ｇの内部に配置し、第２コア４０を充填して作製されている。ケース８０Ｇは、ＸＹ平面における中央部分を中空にした環状のケースである。詳しくは、ケース８０Ｇは、側部８２０Ｇと、内壁８３０Ｇとを有している。コイル２０Ｆのコイル本体２００Ｆは、絶縁体からなる被覆を介してケース８０Ｇの側部８２０Ｇや内壁８３０Ｇと接触している。この構造により、コイル本体２００Ｆに生じた熱をケース８０Ｇに直接的に放熱できる。
Further, referring to FIG. 14, a
（第４の実施の形態）
図１５を参照すると、本発明の第４の実施の形態によるコイル部品１０Ｈは、第１の実施の形態（図１及び図２参照）と同じ第２コア４０及び金属製のケース８０を備えている。一方、コイル部品１０Ｈは、第１の実施の形態と異なるコイル２０Ｈ及び第１コアを備えている。本実施の形態における第１コアは、磁性体からなる１つの第１コアブロック（第１コア）３０Ｈから構成されている。換言すれば、第１コアは、第１コアブロック３０Ｈを含んでいる。第１コアブロック３０Ｈは、第１コア片３０と同様に作製された圧粉コアである。
Fourth Embodiment
Referring to FIG. 15, the
第１の実施の形態と同様に、コイル２０Ｈ及び第１コアブロック３０Ｈから構成される集合体は、ケース８０（図１参照）の収容部８１０内部の所定位置に配置されている。第２コア４０は、集合体が収容部８１０の内部に配置された後に、第１の実施の形態と同様に形成されており、ケース８０の内部に充填されている。
As in the first embodiment, an assembly composed of the
コイル２０Ｈは、コイル２０（図３参照）と同様に、絶縁体からなる被覆（図示せず）によって覆われた導電線（図示せず）を螺旋状に巻回することにより形成されており、コイル本体２００Ｈと、２つのコイル端部２９０Ｈとを有している。コイル本体２００Ｈは、前後方向（Ｙ方向）に沿って直線的に延びる直線部２２０Ｈを有している。直線部２２０Ｈは、直線的に延びる所定領域１８Ｈを囲むように巻回する複数のターン２５０Ｈからなる。ターン２５０Ｈの夫々は、ＸＹ平面において概ね矩形形状を有している。
Similar to the coil 20 (see FIG. 3), the
第１コアブロック３０Ｈは、Ｙ方向に沿って直線的に延びる直線部３３０Ｈを有している。特に、本実施の形態による第１コアブロック３０Ｈは、直線部３３０Ｈのみから構成されている。直線部３３０Ｈは、その大部分が所定領域１８Ｈの内部に配置されている。また、所定領域１８Ｈの内部には、第２コア４０も直線部３３０Ｈを覆うようにして配置されている。
The
本実施の形態によっても、コイル部品１０Ｈの磁気性能を向上できる。また、本実施の形態も、様々に変形可能である。
Also according to the present embodiment, the magnetic performance of the
以下、本発明による様々な効果について纏めて説明する。 Hereinafter, various effects of the present invention will be collectively described.
一般的に、圧粉コアにおいては、磁性体が高い密度で充填される。この結果、圧粉コアは、高い飽和磁束密度及び良好な重畳特性を有する。また、圧粉コアは、高い熱伝導率を有し、放熱性も優れている。但し、圧粉コアの成型の自由度は、注型コアと比べて低い。また、圧粉コアにおいては、ギャップが必須になる。このため、コイル部品において磁芯として圧粉コアのみを使用する場合、コイル部品を作製する際の工程数が多く作製が煩雑である。 Generally, in the dust core, the magnetic material is packed at a high density. As a result, the dust core has high saturation flux density and good superposition properties. In addition, the dust core has high thermal conductivity and is excellent in heat dissipation. However, the freedom of molding of the dust core is lower than that of the cast core. In addition, in the dust core, a gap is essential. For this reason, when only a dust core is used as a magnetic core in a coil component, the number of processes for producing the coil component is large and the production is complicated.
注型コアにおいては、成型の自由度が高く、コイルとコアとの間のクリアランスを小さくできる。但し、注型コアは、金属ケースや金型にスラリーを流し込んで作製するため、ある程度の流動性が必要である。従って、スラリーにおける軟磁性金属粉末の体積密度を高くすることが難しい。このため、コイル部品において磁芯として注型コアのみを使用する場合、磁気特性（インダクタンス）が低くなり易い。更に、注型コアの内部にコイルを埋設する場合、放熱性が低くなり易い。 In the casting core, the degree of freedom of molding is high, and the clearance between the coil and the core can be reduced. However, since the casting core is manufactured by pouring the slurry into a metal case or a mold, it needs some fluidity. Therefore, it is difficult to increase the volume density of the soft magnetic metal powder in the slurry. For this reason, when only a cast core is used as a magnetic core in a coil component, the magnetic characteristic (inductance) tends to be low. Furthermore, when the coil is embedded inside the casting core, the heat dissipation tends to be low.
一方、本発明によるコイル部品は、磁芯として圧粉コアと注型コアとからなるハイブリッドコアを使用する。例えば、第１の実施の形態のように、圧粉コアをコイルのターン間に挿入することで、コイル部品が容易に作製できる。更に、挿入する圧粉コアの形状や配置を工夫することにより、磁気特性を向上させることができる。より具体的には、例えば、複数の圧粉コアを、コイルに囲まれた所定領域の内周近傍に比べて外周近傍に偏るように配置することにより、内周近傍に集中している磁束が外周に向かって分散される。これにより、磁束密度分布を均一化して渦電流による損失を低減すると共にインダクタンスを向上させることができる。また、例えば、第２の実施の形態のようにコイルに直線部を設けることで十分な放熱性が得られる。更に、第３及び第４の実施の形態のようにハイブリッドコアを使用することで、コイル部品が容易に作製できると共に、磁気特性を向上させることができる。更に、本発明によるコイル部品は、優れた磁気性能を有するため、小型化も容易である。 On the other hand, the coil component according to the present invention uses a hybrid core consisting of a dust core and a casting core as a magnetic core. For example, as in the first embodiment, the coil component can be easily manufactured by inserting the dust core between the turns of the coil. Furthermore, the magnetic characteristics can be improved by devising the shape and the arrangement of the dust core to be inserted. More specifically, for example, magnetic flux concentrated in the vicinity of the inner periphery can be obtained by arranging the plurality of dust cores to be closer to the outer periphery than the inner periphery of the predetermined region surrounded by the coils. It disperses toward the outer circumference. As a result, the magnetic flux density distribution can be made uniform, the loss due to the eddy current can be reduced, and the inductance can be improved. Further, for example, by providing a linear portion in the coil as in the second embodiment, sufficient heat dissipation can be obtained. Furthermore, by using a hybrid core as in the third and fourth embodiments, coil components can be easily manufactured and magnetic characteristics can be improved. Furthermore, the coil component according to the present invention has an excellent magnetic performance, so it is easy to miniaturize.
本発明による効果を十分に得るためには、圧粉コアにおける磁性体（軟磁性金属粉末）の体積充填率（Ｒ１）は７０ｖｏｌ％以上であることが好ましく、注型コアにおける磁性体（軟磁性金属粉末）の体積充填率（Ｒ２）は５０ｖｏｌ％以上且つ８５ｖｏｌ％以下であることが好ましい。また、体積充填率（Ｒ１）は９０ｖｏｌ％以上であることが更に好ましく、体積充填率（Ｒ２）は７０ｖｏｌ％以上且つ８５ｖｏｌ％以下であることが更に好ましい。特に、体積充填率（Ｒ１）は９２ｖｏｌ％程度であることが最も好ましく、体積充填率（Ｒ２）は７０ｖｏｌ％程度であることが最も好ましい。 In order to sufficiently obtain the effects of the present invention, the volume filling ratio (R1) of the magnetic body (soft magnetic metal powder) in the dust core is preferably 70 vol% or more, and the magnetic body in the cast core (soft magnetic The volume filling factor (R2) of the metal powder) is preferably 50 vol% or more and 85 vol% or less. The volume filling rate (R1) is more preferably 90 vol% or more, and the volume filling rate (R2) is more preferably 70 vol% to 85 vol%. In particular, the volume filling ratio (R1) is most preferably about 92 vol%, and the volume filling ratio (R2) is most preferably about 70 vol%.
本発明によるコイル部品は、例えば車載リアクトルとして適している。但し、本発明は、リアクトル以外の様々なコイル部品に適用可能である。 The coil component according to the invention is suitable, for example, as an on-board reactor. However, the present invention is applicable to various coil parts other than a reactor.
本発明は、上述した様々な実施形態や変形例に加えて、更に様々に応用可能である。例えば、上述した様々な実施形態や変形例を必要に応じて組み合わせてもよい。 The present invention is applicable in various ways in addition to the various embodiments and modifications described above. For example, the various embodiments and modifications described above may be combined as needed.
１０，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈ コイル部品
１０Ｚ コイル部品
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅ 集合体
１８，１８Ｅ，１８Ｆ，１８Ｈ 所定領域
ＦＸ，ＦＸ１，ＦＸ２ 磁束
２０，２０Ｅ，２０Ｆ，２０Ｈ コイル
２００，２００Ｅ，２００Ｆ，２００Ｈ コイル本体
２１０ 円部（弧状部）
２１０Ｅ 半円部（弧状部）
２１２ 外周
２１４ 内周
２２０Ｅ，２２０Ｆ，２２０Ｈ 直線部
２５０，２５０Ｈ ターン
２５０Ｘ 所定ターン（ターン）
２８０，２８０Ｅ 楔形領域
２９０，２９０Ｅ，２９０Ｈ コイル端部
３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ 第１コア片（第１コア）
３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｈ 第１コアブロック（第１コア）
３０Ｚ 第１コア
３１０Ａ 先端部
３２０Ｅ 基部
３３０Ｅ，３３０Ｈ 直線部
４０ 第２コア
４１０Ｆ フレーム部（第２コア）
８０，８０Ｇ ケース
８１０ 収容部
８２０，８２０Ｇ 側部
８３０Ｇ 内壁
10, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G,
210E half circle part (arc part)
212
280, 280 E W-shaped
30E, 30F, 30H first core block (first core)
30Z
80, 80
Claims (8)
前記コイルは、コイル本体と、コイル端部とを有しており、
前記コイル本体は、所定領域を囲むように巻回する複数のターンからなり、
前記第１コアは、圧粉コアであり、少なくとも部分的に前記所定領域の内部に位置しており、
前記第２コアは、前記コイル本体及び前記第１コアを覆う液状の磁性体を硬化させたものであり、部分的に前記所定領域の内部に位置しており、
前記第１コアは、第１コア片を含んでおり、
前記第１コア片は、少なくとも部分的に、前記ターンである２つの所定ターンの間に配置されている
コイル部品。 A coil component comprising a coil, a first core, and a second core, wherein
The coil has a coil body and a coil end,
The coil body comprises a plurality of turns wound around a predetermined area,
The first core is a dust core and is at least partially located inside the predetermined area,
The second core is formed by curing a liquid magnetic material covering the coil body and the first core, and is partially located inside the predetermined region ,
The first core includes a first core piece,
A coil component , wherein said first core piece is at least partially disposed between two predetermined turns which are said turns .
前記第１コアの零磁場での透磁率は、前記第２コアの零磁場での透磁率よりも高い
コイル部品。 A coil component according to claim 1, wherein
The coil component wherein the permeability of the first core in the zero magnetic field is higher than the permeability of the second core in the zero magnetic field.
前記コイル本体は、複数の前記ターンからなる弧状部を有しており、
所定方向に沿って見たとき、前記弧状部は、全体として弧形状を有しており、
前記第１コア片は、前記弧状部において２つの前記所定ターンの間に配置されている
コイル部品。 A coil component according to claim 1 or 2 , wherein
The coil body has an arc-shaped portion comprising a plurality of the turns,
When viewed along a predetermined direction, the arc-shaped portion has an arc shape as a whole;
The coil component in which the first core piece is disposed between two of the predetermined turns in the arc-shaped portion.
前記所定方向に沿って見たとき、前記弧状部の２つの前記所定ターンは、前記弧状部の外周から内周に向かって先細る楔形領域を介して隣り合っており、
前記第１コア片は、前記所定方向に沿って見たとき、前記楔形領域に対応する形状を有している
コイル部品。 The coil component according to claim 3 , wherein
When viewed along the predetermined direction, the two predetermined turns of the arc-shaped portion are adjacent to each other via a wedge-shaped region that tapers from the outer periphery to the inner periphery of the arc-shaped portion,
The coil component in which the first core piece has a shape corresponding to the wedge-shaped area when viewed along the predetermined direction.
前記第１コア片は、前記弧状部の前記内周近傍に位置する先端部を有しており、
前記所定方向と直交する周方向に沿って見たとき、前記第１コア片の前記先端部は、前記所定ターンのうち前記内周近傍に位置する部位と対応する形状を有している
コイル部品。 The coil component according to claim 4 , wherein
The first core piece has a tip located near the inner periphery of the arc-shaped portion,
When viewed along the circumferential direction orthogonal to the predetermined direction, the tip portion of the first core piece has a coil component having a shape corresponding to a portion located in the vicinity of the inner periphery in the predetermined turn. .
前記コイル本体は、前記第１コア片が間に配置されていない２つの前記ターンを有している
コイル部品。 A coil component according to any one of claims 1 to 5,
The coil component, wherein the coil body has two turns in which the first core piece is not disposed therebetween.
前記コイルは、コイル本体と、コイル端部とを有しており、
前記コイル本体は、所定領域を囲むように巻回する複数のターンからなり、
前記第１コアは、圧粉コアであり、少なくとも部分的に前記所定領域の内部に位置しており、
前記第２コアは、前記コイル本体及び前記第１コアを覆う液状の磁性体を硬化させたものであり、部分的に前記所定領域の内部に位置しており、
前記第１コアは、第１コアブロックを含んでおり、
前記第１コアブロックは、直線的に延びる直線部を有しており、
前記コイル本体は、直線部を有しており、
前記コイル本体の前記直線部は、前記第１コアブロックの前記直線部の周りを巻回する複数の前記ターンからなり、全体として直線的に延びており、
前記第１コアブロックは、互いに平行に延びる２つの前記直線部を有しており、
前記コイル本体は、２つの前記直線部と、２つの前記直線部を互いに連結する１つの半円部とを有しており、
前記コイルの２つの前記直線部は、前記第１コアブロックの２つの前記直線部の周りを夫々取り巻くように配置されており、
前記半円部は、前記第２コアの周りを巻回する複数の前記ターンからなり、全体として弧形状に延びている
コイル部品。 A coil component comprising a coil, a first core, and a second core, wherein
The coil has a coil body and a coil end,
The coil body comprises a plurality of turns wound around a predetermined area,
The first core is a dust core and is at least partially located inside the predetermined area,
The second core is formed by curing a liquid magnetic material covering the coil body and the first core, and is partially located inside the predetermined region,
The first core includes a first core block,
The first core block has a linearly extending straight portion,
The coil body has a straight portion,
The straight portion of the coil body is composed of a plurality of the turns wound around the straight portion of the first core block, and extends linearly as a whole .
The first core block has two straight portions extending parallel to each other,
The coil body has two straight portions and one semicircular portion connecting the two straight portions to each other.
The two linear portions of the coil are disposed so as to surround the two linear portions of the first core block, respectively.
The semicircular portion includes a plurality of the turns wound around the second core, and extends in an arc shape as a whole .
金属製のケースを更に備えており、
前記第２コアは、前記ケースの内部に充填されており、
前記第１コアブロックの前記直線部は、前記ケースの側部近傍に配置されている
コイル部品。 The coil component according to claim 7 , wherein
It also has a metal case,
The second core is filled inside the case,
The coil component wherein the straight portion of the first core block is disposed in the vicinity of a side portion of the case.
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