(57)【要約】【課題】  本発明は、圧粉コアの圧密状態を良好にすることができ、端子部の引き出し部分周りの部分に亀裂や割れなどが生じにくい構成としたコイル封入圧粉磁心の提供を目的とする。【解決手段】  本発明は、平角導線６を縦巻き構造としてなるコイル本体２と、コイル本体の厚さ方向に導出してなる一側端子部９と、他側端子部と、一側端子部を延出して形成された一側引出端子部３と、他側端子部を延出して形成された他側引出端子部４とを有するコイル成形体８と、該コイル成形体のコイル本体と一側端子部と他側端子部を覆って形成された軟磁性合金粉末の圧粉コア１とを具備してなる。【選択図】      図１
2006060087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面部を有する平角導線を該平面部を巻軸に対して略垂直にして巻く縦巻き構造としてなるコイル本体と、前記コイル本体の一端側に位置する前記平角導線の端部を該コイル本体の巻軸に並行に導出してなる一側端子部と、前記コイル本体の他端側に位置する前記平角導線の端部を該コイル本体の巻軸に並行に導出してなる他側端子部と、前記一側端子部を延出して形成された一側引出端子部と、前記他側端子部を延出して形成された他側引出端子部とを有するコイル成形体と、該コイル成形体のコイル本体と一側端子部と他側端子部を覆って形成された軟磁性合金粉末の圧密体からなる圧粉コアとを具備してなることを特徴とするコイル封入圧粉磁心。
【請求項２】
前記コイル本体が薄型に形成され、該コイル本体を覆う圧粉コアが薄型に形成されるとともに、前記コイル本体の巻軸方向に位置する前記圧粉コアの一方の面あるいは他方の面に前記一側端子部と前記他側端子部が引き出されてなることを特徴とする請求項１に記載のコイル封入圧粉磁心。
【請求項３】
前記圧粉コアの一方の面あるいは他方の面に引き出された前記一側端子部に延出形成されている前記一側引出端子部が、前記圧粉コアの面に沿って該圧粉コアの隅部側に延出されるとともに折り曲げられて一側引出端子部が形成されてなることを特徴とする請求項２に記載のコイル封入圧粉磁心。
【請求項４】
前記圧粉コアの一方の面あるいは他方の面に引き出された前記他側端子部に延出形成されている前記他側引出端子部が、前記圧粉コアの面に沿って圧粉コアの隅部側に延出されるとともに折り曲げられて他側引出端子部が形成されてなることを特徴とする請求項２または３に記載のコイル封入圧粉磁心。
【請求項５】
前記一側端子部と他側端子部がいずれも前記圧粉コアの一つの面に引き出されるとともに、前記他側端子部が前記圧粉コアの内部側において前記コイル本体の外周部と離間しながら前記一つの面に引き出され、前記コイル本体の外周部と前記外側端子部との間に前記軟磁性合金粉末の圧密体の一部が充填されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコイル封入圧粉磁心。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属コイルを軟磁性合金粉末の圧密体で覆った構造のコイル封入圧粉磁心に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化、軽量化が進められるにつれて、電子機器に搭載される小型で高性能の圧粉コアが要求されるようになってきている。この圧粉コアとは、フェライト粉末などの飽和磁束密度の高い軟磁性合金粉末を圧密して目的の形状に成型したものである。
また、この圧粉コアを備えたインダクタを更に小型高性能とするために、軟磁性合金粉末の中に金属のコイルを埋設した状態で全体を加圧成型することにより、圧粉コアの内部に金属のコイルを封入した構造とすることが提案されている。
【０００３】
前記構造のインダクタをコイル封入圧粉磁心と称することができるが、この種のコイル封入圧粉磁心の製造方法の一例として図１０に示すように、上部型枠１００と下部型枠１０１から構成される型枠１０２の内側に上パンチ１０３と下パンチ１０４を備えた加圧装置を用い、前記型枠１０２と上パンチ１０３と下パンチ１０４により囲まれた空間の内部に軟磁性合金粉末を収容して圧密し、一旦下部コア１０６を成型し、その後にこの下部コア１０６の上に金属のコイル１０７を配置し、このコイル１０７を埋めるように軟磁性合金粉末を再充填してから図１１に示すように再度上パンチ１０３と下パンチ１０４で全体を圧密して圧粉コア１０９の内部に金属のコイル１０７を封入した構造のインダクタ１１０を製造する技術が知られている。（特許文献１参照）
この特許文献１に記載された製造方法により、予め成型された下部コア１０６を一体化して含む圧粉コア１０９の内部にコイル１０７を埋設した構造のインダクタ１１０を得ることができる。
【０００４】
次に、前記コイル封入圧粉磁心の他の構造例およびその製造方法として、図１２に示すように平角線の長辺を巻き軸に対して垂直に巻くエッジワイズ縦巻きしてコイル部１１１を形成し、その両端部側に端子部１１２、１１３を延出させて設けた構造のコイル１１５を用い、このコイル１１５の端子部１１２、１１３を図１３に示すように上金型１１６と下金型１１７の間に挟持してそのコイル部１１１を金型１１６、１１７の内部に収容し、金型１１６、１１７の内部空間に軟磁性合金粉末１１８を充填してから上パンチ１２０と下パンチ１２１により軟磁性合金粉末１１８を圧密する方法が知られている。（特許文献２参照）
この特許文献２に記載された製造方法により、図１４に示すようにコイル部１１１を圧粉コア１２２で覆い、圧粉コア１２２の両側に端子部１１２、１１３を突出させた構造のインダクタ１２３を得ることができる。このインダクタ１２３においては、配線基板などへの実装を考慮し、端子部１１２、１１３を圧粉コア１２２の底面側に折り曲げ装着して完成される。
【０００５】
更に、前記構造のコイル封入圧粉磁心とは異なる種類のチョークコイルの一構造例として図１５に示すように、平角導線または箔状導線からなる板状導線１３０をそれらの表裏面同士を重ねるように渦巻き状に巻き付けて形成した空芯コイル１３１と、それを装着する端子台１３２と、それらを上下から挟む軟磁性合金板１３４、１３５と絶縁シート１３６とからなる構造が知られている。
【特許文献１】特開２００１−２６７２６０号公報
【特許文献２】特開２００４−１５３０６８号公報
【特許文献３】特開平１０ー１２５５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先に図１０と図１１を基に説明した従来のインダクタ１１０の構造を採用すると、上下のパンチ１０３、１０４を用いて１回目の成型で下部コア１０６を形成してから、２回目の成型で再度全体の圧粉コア１０９を成型するというように、２回の成型作業が必要となり、製造が容易ではない問題を有していた。
また、従来のインダクタ１１０の構造では、コイル１０７の両端１０７ａ、１０７ｂをその外部側に引き出し、上部型枠１００と下部型枠１０１との間に挟持した状態でコイル１０７の周囲に軟磁性合金粉末を充填して圧密する構造のために、上下のパンチ１０３、１０４で軟磁性合金粉末を圧密する際、コイル１０７の両端を引きちぎらないように、上下のパンチ１０３、１０４の位置制御を精密に行う必要があり、金型自体も上下の型枠１００、１０１に分割構成する必要があり、型枠の構成が複雑になり、設備が高価になって製造が複雑になるので、コストダウンが容易ではないという問題がある。また、この問題は図１２〜図１４を基に先に説明した構造と製造方法においても同様であり、１回の圧密では製造が難しいという問題があった。
【０００７】
次に、図１４に示す左右の端子部１１２、１１３を備えた構造では、図１４に示す如く端子部１１２、１１３の厚さ方向上下に十分な肉厚の圧密コア１２２が存在する構造であれば問題ないが、電子機器の小型化の要求に応じて、厚さ５ｍｍ程度、あるいはそれ以下の数ｍｍ程度の厚さ、及び、幅５ｍｍ程度の大きさの電子製品となり、端子部１１２、１１３の厚さ方向上下に十分な肉厚で圧密コア１２２を設けることができなくなった場合、左右の端子部１１２、１１３を折り曲げ加工する場合に圧密コア１２２の端部に負荷がかかり、圧密コア端部の欠けや割れを生じるおそれがあった。
例えば、コイル部１１１の下部側から引き出した端子部１１３の付け根の部分の下側に存在する圧粉コア部分が特に肉薄のために、端子部１１３の折り曲げ加工の際にこの肉薄部分に割れや欠けを生じさせるおそれが高いものであった。特にこの種のインダクタにおいて圧粉コア１２２の部分が５ｍｍ角程度の大きさになるようであると、圧粉コア１２２の全体の厚みも数ｍｍ程度となるので、先の肉薄部分は特に弱く脆い部分となるおそれがある。
【０００８】
なお、図１５を基に先に説明した構造の板状導線１３０を備えた空芯コイル１３１の構造では、空芯コイル１３１の内周側の板状導線１３０の端部を下側に引き出して内側端子部１３７として構成し、空芯コイル１３１の外周側の板状導線１３０の端部を下側に引き出して外側端子部１３８として構成し、この空芯コイル１３１の上下を軟磁性合金板１３４、１３５で挟んだ構成としているので、この構造を単に圧粉コア構造とすることはできない問題がある。例えば、前記構造の空芯コイル１３１を図１０あるいは図１３に示す上下パンチと上下の型を備えた装置に装着して上下方向から加圧しようとしても、上下のパンチで加圧する方向に沿って板状導線１３０の幅方向を揃えて配置した形状となるため、上下のパンチから高圧で圧密すると、巻き付け構成とされた板状導線１３０を部分的に座屈させるおそれがあり、コイルの形を正確に保持したまま圧密すること自体が困難な問題があった。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、コイルの周囲に軟磁性合金粉末の圧粉体を備えた構成のコイル封入圧粉磁心において、例えば５ｍｍ程度以下の大きさに形成された小型化されたコイル封入圧粉磁心においても、軟磁性合金粉末の圧密体部分の圧密状態を良好にすることができ、圧粉コアの内部でのコイルの変形を防止できるとともに、コイルの端子部分の引き出し部分周りの圧密体部分に亀裂や割れなどが生じにくい構成としたコイル封入圧粉磁心の提供を目的とする。
更に本発明は、コイル本体を包んだ軟磁性合金粉末を圧密して製造する構成のコイル封入圧粉磁心において、１度の圧密処理により製造が可能であり、コイル本体を変形させるおそれも少ない構造のコイル封入圧粉磁心の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、平面部を有する平角導線を該平面部を巻軸に対して略垂直にして巻く縦巻き構造としてなるコイル本体と、前記コイル本体の一端側に位置する前記平角導線の端部を該コイル本体の巻軸に並行に導出してなる一側端子部と、前記コイル本体の他端側に位置する前記平角導線の端部を該コイル本体の巻軸に並行に導出してなる他側端子部と、前記一側端子部を延出して形成された一側引出端子部と、前記他側端子部を延出して形成された他側引出端子部とを有するコイル成形体と、該コイル成形体のコイル本体と一側端子部と他側端子部を覆って形成された軟磁性合金粉末の圧密体からなる圧粉コアとを具備してなることを特徴とする。
【００１１】
平角導線を縦巻きしてなるコイル本体を具備し、平角導線の一端側と他端側をいずれも巻軸に並行に導出することで、コイル本体の外部に軟磁性合金粉末を充填して圧密する場合に、コイル本体を構成する平角導線の厚さ方向に加圧して軟磁性合金粉末を圧密化することが可能となる。軟磁性合金粉末を圧密化する場合、前述のように平角導線の厚さ方向に圧密することができると、平角導線の幅方向に圧密する場合に比べて平角導線を曲げたり座屈させることなく圧密化ができるので、コイル本体の本来の形を正確に保持しながら圧粉コア内に設けることができる。
また、軟磁性合金粉末の圧密化の際、コイル本体を構成する平角導線の厚さ方向に加圧できることから、粉末の流動性に応じて圧密過程で粉末が流動しながら圧密化された場合であっても、平角導線の面に沿って軟磁性合金粉末が良好に流動できるので、圧密過程における軟磁性合金粉末の流動性が阻害されることがなくなり、コイル本体周囲の隅々まで軟磁性合金粉末が良好に流動できる結果として、圧密ムラの無い均一な圧密度の圧粉コアを得やすい構造を具備する、という特徴を有する。
【００１２】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、前記コイル本体が薄型に形成され、該コイル本体を覆う圧粉コアが薄型に形成されるとともに、前記コイル本体の巻軸方向に位置する前記圧粉コアの一方の面あるいは他方の面に前記一側端子部と前記他側端子部が引き出されてなることを特徴とする。
コイル本体と圧粉コアがいずれも薄型化された場合であっても、平角導線を縦巻きしてなるコイル本体を具備することで、圧密ムラの無い均一な圧密度の圧粉コアを有する構成を提供できる。また、圧粉コアの一方の面あるいは他方の面から一側端子部と他側端子部が引き出されてなることにより、回路基板等に装着してハンダ付けなどにより実装する場合の接合なども容易となる。
【００１３】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、前記圧粉コアの一方の面あるいは他方の面に引き出された前記一側端子部に延出形成されている前記一側引出端子部が、前記圧粉コアの面に沿って該圧粉コアの隅部側に延出されるとともに折り曲げられて一側引出端子部が形成されてなることを特徴とする。
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、前記圧粉コアの一方の面あるいは他方の面に引き出された前記他側端子部に延出形成されている前記他側引出端子部が、前記圧粉コアの面に沿って圧粉コアの隅部側に延出されるとともに折り曲げられて他側引出端子部が形成されてなることを特徴とする。
これらの構成により、圧粉コアの隅部に端子部を有する構成を採用できるので、基板実装などの際にハンダ接合などの接合が容易な構成を提供できる。
【００１４】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、前記一側端子部と他側端子部がいずれも前記圧粉コアの一つの面に引き出されるとともに、前記他側端子部が前記圧粉コアの内部側において前記コイル本体の外周部と離間しながら前記圧粉コアの一つの面に引き出され、前記コイル本体の外周部と前記他側端子部との間に前記軟磁性合金粉末の圧密体の一部が充填されてなることを特徴とする。
これにより、コイル本体の外周部と他側端子部との間に軟磁性合金粉末を密に充填することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、コイル本体を構成する平角導線を曲げたり潰すことなく圧密化ができ、形の整ったコイル本体を圧粉コアの内部に有するコイル封入圧粉磁心を提供できるとともに、軟磁性合金粉末の圧密時にコイル本体周囲の隅々まで軟磁性合金粉末を良好に流動させることができる構造を採用した結果として、圧密ムラの無い均一な圧密度の圧粉コアを有するコイル封入圧粉磁心を得ることができるという特徴を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
図１は本発明に係るコイル封入圧粉磁心の第１の実施の形態を示す平面図、図２は図１に示すコイル封入圧粉磁心におけるＩＩーＩＩ線に沿う断面図である。
この実施形態のコイル封入圧粉磁心Ａは、軟磁性合金粉末を圧密してなる平面視正方形状の薄板状の圧粉コア１とこの圧粉コア１の内部に封入されているＣｕなどの導電体からなるコイル本体２と、該コイル本体２の両端を延出して圧粉コア１の底面（一方の面）１Ａ側の隅部に個々に延出形成された端子部３、４とを具備して構成されている。この形態のコイル封入圧粉磁心Ａにおいて圧粉コア１の縦幅と横幅は、例えば４０ｍｍ程度あるいはそれ以下の数ｍｍ程度の大きさ、圧粉コア１の厚さは、１０ｍｍ以下、例えば数ｍｍ程度の厚さとされる。
【００１７】
前記コイル本体２は、平面部６Ａを有する平角導線６を該平面部６Ａを巻軸７に対して略垂直にして巻く縦巻き構造とされてなり、このコイル本体２と、該コイル本体２の最下層側に位置する前記平角導線６の端部６Ｂを該コイル本体２の巻軸７と並行に下向きに導出してなる最下層側（一側）端子部９と、前記コイル本体２の最上層に位置する前記平角導線６の端部６Ｃを該コイル本体２の巻軸７と並行に下向きに導出してなる最上層側（他側）端子部１０と、前記一側端子部９を延出して形成された一側引出端子部３と、前記他側端子部１０を延出して形成された他側引出端子部４とを具備してコイル成形体８が構成されている。
前記正方形板状の圧粉コア１の厚さは、例えば先のコイル本体２の上面側と下面側を少なくとも各々コイル本体２の厚さの半分程度以上覆う厚さに形成され、正方形板状の圧粉コア１の幅は、例えば先のコイル本体２の外周側を少なくともコイル本体２の厚さ程度覆うことができる幅に形成されている。
【００１８】
前記コイル本体２の最下層側に設けられている一側端子部９は、コイル本体２の最下層に位置する平角導線６を下向きに折曲して圧粉コア１をその厚さ方向に貫通し、圧粉コア１の底面１Ａ側に引き出して設けられている。そして、先の底面１Ａから下向きに露出された一側端子部９の先端部分に、一側引出端子部３が一体に接続されていて、この一側引出端子部３は圧粉コア１の底面１Ａに沿って圧粉コア１の角隅部側まで、コイル本体２の接線を延長する如く延出され、その先端部３Ａは上側に折り返されて圧粉コア１の側面１Ｂに沿わせられている。
前記コイル本体２の最上層側に設けられている他側端子部１０は、コイル本体２の最上層側外側に延出された平角導線６の一部６ａの先端から図２の下向きに折曲されてコイル本体２の外側に沿ってコイル本体２の周面と離間しながら圧粉コア２をその厚さ方向に貫通して圧粉コア１の底面１Ａ側に引き出され、底面１Ａから露出された部分に他側引出端子部４が一体接続されていて、この他側引出端子部４は圧粉コア１の底面１Ａに沿って圧粉コア１の他の角隅部１Ｃ側までコイル本体２の接線を延長するように形成され、その先端部４Ａは上側に折り返されて圧粉コア１の側面１Ｄに沿わせられている。なお、この形態において圧粉コア１の上面（他方の面）１Ｅ側には特に端子部が形成されていない。
【００１９】
次に、この形態の圧粉コア１の好ましい構造例として、軟磁性合金粉末が結着材によって固化成形されてなるとともにブチラールフェノール樹脂などの樹脂からなる保護層により全体が被覆されてなる構成を例示できる。また、前記軟磁性合金粉末として、ΔＴｘ＝Ｔｘ−Ｔｇ（ただしＴｘは結晶化開始温度、Ｔｇはガラス遷移温度を示す。）の式で表される過冷却液体の温度間隔ΔＴｘが２０Ｋ以上を示す非晶質相からなり、主成分としてのＦｅに加え、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕの中から選択される１種以上の元素Ｍと、Ｐ、Ｃ、Ｂを少なくとも含む軟磁性合金（金属ガラス合金）粉末を例示することができる。
【００２０】
次に、前記軟磁性合金粉末の望ましい組成例を記載する。
Ｆｅ１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔＭｘＰｙＣｚＢｗＳｉｔ
ただし、ＭはＣｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕより選ばれる１種または２種以上の元素であり、組成比を示すｘ、ｙ、ｚ、ｗ、ｔは、０．５原子％≦ｘ≦８原子％、２原子％≦ｙ≦１５原子％、０原子％＜ｚ≦８原子％、１原子％≦ｗ≦１２原子％、０原子％≦ｔ≦８原子％、７０原子％≦(１００−ｘ−ｙ−ｚ−ｗ−ｔ)≦７９原子％である。また、これら組成系の軟磁性合金粉末の他に、ＦｅＮｉＳｎＰＣＢなる組成系の軟磁性合金粉末を用いることもできる。
【００２１】
なお、本発明で用いる軟磁性合金粉末は上述のものに限らず、ＴＭ-Ａｌ-Ｇａ-Ｐ-Ｃ-Ｂ-Ｓｉ系等(ＴＭはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の遷移金属元素)の組成からなる合金であり、合金溶湯を急冷することにより得た非晶質軟磁性合金粉末（金属ガラス合金粉末）などであっても良い。勿論、前記圧粉コア１は、パーマロイ粉末やフェライト粉末などの軟磁性合金粉末の圧密体からなるものでも良い。
また、圧粉コアの構成材料として上記の各種の金属ガラス合金を用いる場合、通常、粉末状の金属ガラス合金を結着材などとともに固化成形して圧粉コアとするために、結着材として、ブチラール樹脂やブチラールフェノール樹脂、アクリル樹脂あるいはシリコーン樹脂などを用いることが好ましい。
【００２２】
結着剤として用いる樹脂は、前記ブチラール樹脂、ブチラールフェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂の他に、シリコーンゴム、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）等の液状又は粉末状の樹脂あるいはゴムや、水ガラス、酸化物ガラス粉末、ゾルゲル法により生成するガラス状物質等を挙げることができる。また、結着材として各種のエラストマー（ゴム）を用いてもよい。
次に、結着材とともにステアリン酸塩（ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム等）のうちから選択される潤滑剤を同時に用いることが好ましい。
【００２３】
図１と図２に示す構造のコイル封入圧粉磁心Ａは、その端子部３、４を回路基板の端子部に半田付け等の手段で接合して実装される。ここで端子部３、４が圧粉コア１の底面側の対角位置の両隅部に位置し、取り扱いが容易であるので、回路基板への接合作業は容易に行うことができる。
【００２４】
次に、図１に示す構造のコイル封入圧粉磁心Ａにあっては、図２の断面構造に示す如く、端子部９を圧粉コア１の底面１Ａ側であって、その角隅部（隅部側）１ａよりも十分に離れた位置から引き出しているので、端子部９から引出端子部３に至る部分の折り曲げ箇所を底面１Ａの角隅部１ａよりも十分に離れた箇所に位置させることができる。従って、端子部９から引出端子部３に至る部分を折り曲げる際に圧粉コア１に部分的に亀裂や欠けを生じさせることがない。
また、図１に示す構造のコイル封入圧粉磁心Ａにあっては、図２の断面構造に示す如く、外側端子部１０を圧粉コア１の底面１Ａ側であって、圧粉コア１の側面１Ｄよりも内側の位置から引き出しているので、外側端子部１０から引出端子部４に至る部分の折り曲げ箇所を底面１Ａの角隅部１ｃよりも若干離れた箇所に位置させることができる。
ここで図１と図２に示す構造のコイル封入圧粉磁心Ａにおいて、外側端子部１０を圧粉コア１の側面１Ｄ側に直接引き出して折り曲げようとすると、折り曲げの際にコイル本体２の上面側に位置する薄い部分の圧粉コア１に負荷をかけてこの部分に亀裂や欠けを生じさせてしまうおそれがある。特にこの形態のコイル封入圧粉磁心Ａが厚さ数ｍｍの小型部品である場合にこのおそれが高い。
【００２５】
これは、コイル本体２の最上面位置から引出端子部１０を側面１Ｄ側に直に引き出そうとすると、引出端子部１０の上側の圧粉コア部分が特に薄くなることに起因する。これに対して図２に示す構造の如く引出端子部１０を下向きに延出させて圧粉コア１の底面側から引き出す構造とすると、引出端子部１０の外側の側面１Ｄ側に存在する圧粉コアの肉厚をコイル本体２の最上層の上側に存在する圧粉コア１の肉厚よりも大きくできるので、強度的に有利となり、割れや欠けに強い構造となる。なお、ここで、引出端子部１０の外側の側面１Ｄ側に存在する圧粉コアの肉厚を大きくできるのは、１０ｍｍ角、厚さ数ｍｍ程度の正方形板状の圧粉コア１を設計する場合に、圧粉コア１の厚さ方向の寸法的な制約よりも圧粉コア１の幅方向の寸法的な制約の方が緩く、薄型のコイル本体２を圧粉コア１で覆う場合に、幅方向の圧粉コア１の被覆厚さを大きくできやすいことに起因する。
なお、コイル本体２の最上層の上側の圧粉コア部分を特に厚く形成すれば強度的には問題を生じないが、機器の小型化に合わせてコイル封入圧粉磁心の総厚を制限され、コイル本体２の周囲に形成する圧粉コア部分の被覆厚さをあまり大きくできない場合に、図１と図２に示す構造が有利となる。
【００２６】
図３は本発明に係るコイル封入圧粉磁心の第２の実施の形態を示す平面図、図４は図３におけるＩＶーＩＶ線に沿う断面図である。
これらの図に示すコイル封入圧粉磁心Ｂにおいて、先の形態のコイル封入圧粉磁心Ａと同一の部分には同一の符号を付し、それら同一部分の説明を簡略化する。
この形態の構造においても先の形態と同様に、軟磁性合金粉末の圧密体からなる圧粉コア１の内部に導電体のコイル本体２が埋設されている基本構造は同等である。
この形態においてコイル本体２が平角導線６を縦巻き構造としている点と、コイル本体２と端子部１０と引出端子部４とを具備してなる点については先の形態と同等であるが、この形態では端子部９に対して延出形成された引出端子部１５が先の形態の引出端子部３と逆向きに、すなわち、引出端子１５が圧粉コア１の側面１Ｄ側に延出されてその先端部１５Ａを側面１Ｄに沿って上向きに折り曲げた形状とされてコイル成形体１７が構成されている。
この第２実施形態の構造においても先の形態の構造と同様な作用効果を得ることができる。なお、この第２実施形態のコイル封入圧粉磁心Ｂにおいては、圧粉コア１の側面１Ｄ側に２つの端子部４Ａ、１５Ａを有しているので、回路基板等に実装する場合に、近接配置した端子部４Ａ、１５Ａにおいて接合ができる特徴を有する。
【００２７】
図５は本発明に係るコイル封入圧粉磁心の第３の実施の形態を示す平面図、図６は図５におけるＶＩーＶＩ線に沿って圧粉コア部分のみを断面とした部分断面図である。
これらの図に示すコイル封入圧粉磁心Ｃにおいて、先の形態のコイル封入圧粉磁心Ａと同一の部分には同一の符号を付し、それら同一部分の説明を簡略化する。
この形態の構造においても先の形態と同様に、軟磁性合金粉末の圧密体からなる圧粉コア１の内部にＣｕなどの導電体の平角導線６からなるコイル本体２０が埋設されている基本構造については同等である。
この形態のコイル本体２０において最下層の平角導線６の端部を一側端子部として巻軸７と並行な向きに延出し、更に一側引出端子部６Ｄとしてコイル本体２０の外側に延出して圧粉コア１の側面１Ｂ側に露出させて下向きに折り曲げて引出端子部２１が形成され、最上層の平角導線６の端部を他側端子部として巻軸７と並行な向きに延出し、更に他側引出端子部６Ｅとしてコイル本体２０の外側に延出して圧粉コア１の側面１Ｄ側に露出させて下向きに折り曲げて引出端子部２２が形成されている。この形態の如くコイル本体２０を構成する平角導線６の端部を一端巻軸７と並行に延出し更にコイル本体２０の外側向きに延出させた形状のものも本願発明の概念に含むものとする。
【００２８】
この形態の構造においても先の形態の構造と基本的には同様な作用効果を得ることができる。しかし、この形態の構造では平角導線６の端部６Ｄの下面側の圧粉コア１の厚さと、平角導線６の端部６Ｅの上面側の圧粉コア１の厚さが若干薄いので、端子部を折り曲げる際に先に説明した問題を生じる可能性を有するが、圧密コア１の肉厚を十分に確保できるサイズの構成では特に問題を有しない構造であり、その他の作用効果については先の形態の構造の場合と同様である。
【００２９】
次に、先の図１と図２、および図３と図４を基に説明した構造のコイル封入圧粉磁心Ａ、Ｂを製造する方法の一例について説明する。
これらのコイル封入圧粉磁心Ａ、Ｂは、基本的には平角導線６を縦巻き型としたコイル本体２の下側に、下向きに端子部を延出形成し、このコイル本体２を囲むように圧粉コア１を形成し、圧粉コア１から突出した端子部を圧粉コア１に沿って折り曲げ加工し、各引出端子部を形成することで製造することができる。
【００３０】
以上説明した構造のコイル封入圧粉磁心Ａ、Ｂを製造する場合に適用することができる装置の一例を図７に示す。
図７に示す装置は、架台３０の上に下パンチ３１が設置され、この下パンチ３１の上方に上下に移動自在に上パンチ３２が設けられ、これら上下パンチ３１、３２を囲むように中空のダイ３３が設置され、これら上下パンチ３１、３２の間、並びに、それらの周囲を囲むダイ３３との間に形成される空間に軟磁性合金粉末を充填し、上パンチ３２を下降させて下パンチ３１との間の軟磁性合金粉末を圧密できるように構成されている。
この形態の装置では、下パンチ３１の内部に上下方向に個々に離間して形成された収納穴３５、３５が形成され、これら収納穴３５の内部にバネなどの弾性部材３６とピン３７とが収容され、収容穴３５においてピン３７の上方側には、コイル封入圧粉磁心Ａ、Ｂを製造するためのコイル成形体の２本の端子片３８を収容可能な大きさの穴が形成されている。
【００３１】
図７に示す装置を用いてコイル封入圧粉磁心Ａを製造するには、平面部６Ａを有する平角導線６を該平面部６Ａを巻軸７に対して略垂直にして縦巻きし、コイル本体２を形成し、コイル本体２を構成する平角導線６の最上層の部分を下向きに折り曲げて一方の端子片３８を形成し、コイル本体２を構成する平角導線６の最下層の部分を下向きに折り曲げて他方の端子片３８を形成する。そして、この状態のコイル本体２の一方の端子片３８を下パンチ３１の一方の収容穴３５の穴に収容し、他方の端子片３８を下パンチ３１の他方の収容穴３６の穴に収容し、この状態からその周囲に軟磁性合金粉末を充填し、その後に上パンチ３２を下降させて下パンチ３１とともに軟磁性合金粉末を圧密し、圧粉コア１を成型する。
この圧密処理の際、コイル本体２の下側に位置して下パンチ３１の上面とコイル本体２の下面との間に挟まれて圧密される軟磁性合金粉末は多少の流動性をもってコイル本体２の下面側の隅々にコイル本体２の底面（平角導線６の平面）に沿って良好に回り込み、この部分に軟磁性合金粉末が行き渡らなくなることなく軟磁性合金粉末の圧密ができる。ここでコイル本体２の下側に位置する軟磁性合金粉末が良好に流動できない場合、コイル本体２の下面側において部分的に軟磁性合金粉末が不足し、目的よりも薄肉の被覆量となってしまい、コイル本体２の周囲に目的厚さの軟磁性合金粉末圧密部を形成できないおそれがある。この点においても平角導線６を縦巻としてなる構造が有利となる。
【００３２】
圧密コア１を成型したならば、上パンチ３２を上昇させて圧密コア１を下パンチ３１から取り出し、圧密コア１の底面側に突出されている各端子片３８、３８を圧密コア１の底面に沿って折り曲げ、更にそれらの先端部を圧密コア１の側面に沿って折り曲げることで図１に示す構成のコイル封入圧粉磁心Ａを得ることができる。
また、圧密コア１を成型する場合に前記装置にセットするコイルの形状を図３と図４に示すコイル成形体１７とするとともに、圧密後の端子片の折り曲げ方向を変更することで図３に示す構成のコイル封入圧粉磁心Ｂを得ることができる。
これまで説明した装置を用いてコイル封入圧粉磁心Ａ、Ｂを製造するならば、１回の圧密操作で圧粉コア１を得ることができるので、コイル封入圧粉磁心Ａ、Ｂの製造も容易に行うことができる。
【００３３】
また、図７に示す装置を用いてコイル本体２を圧密する場合、コイル本体２を構成する平角導線６を縦巻き構造としてその厚さ方向に重ね、その厚さ方向に上下のパンチ３１、３２から圧密するならば、平角導線６の厚さ方向に加圧力を作用させることとなるので、平角導線６が潰れたり座屈することがなく、コイル形状を正確に保持したまま軟磁性合金粉末を圧密できる。これに対して仮に図１５に示すように平角導線を横巻き構造としたコイル本体形状の場合、平角導線を座屈させる方向に加圧力が作用することになり、コイル本体の本来の形状を正確に保持できなくなるおそれがある。また、仮に、コイル本体２の端子部９、１０が圧粉コア１の下面側に突出された構造ではなく、圧密コア１の両側面側に突出された構造であると、１回の圧密操作では圧粉コア１を圧密することが困難となり易く、図１０と図１１を基に先に説明した従来構造の如く２回の圧密工程が必要となり、型も上下に２分割する必要があるなどの問題を生じる。
これらに対して本発明に係る構造のコイル封入圧粉磁心Ａ、Ｂであるならば、１回の圧密工程で製造可能であり、型を上下２分割する必要もなく、コイル本体２の変形のおそれもない状態で製造できるので、極めて容易に製造できる効果がある。
【００３４】
なお、以上の例では図７に示す構造の装置を用いてコイル封入圧粉磁心Ａ、Ｂを製造する方法について説明したが、コイル封入圧粉磁心Ａ、Ｂを製造するために、先に説明した特許文献１、２などに示されているその他の方法で製造しても良いのは勿論である。
即ち、本発明は、前記したコイル封入圧粉磁心Ａ、Ｂ、Ｃの製造方法について何ら規制や制限を行うものではなく、従来公知の製造方法の如く２回の圧密処理を行い、上下２分割した型を用いてコイル封入圧粉磁心Ａ、Ｂ、Ｃを製造しても良いのは勿論である。なお、コイル封入圧粉磁心Ｃについては、先の図７に示す装置では製造できないので、上下２分割の型を用いるか、２回に分けて圧密するなどの方法を用いればよい。また、コイル封入圧粉磁心Ｃは平角導線６を縦巻とした構造を有するので、コイル封入圧粉磁心Ｃを圧密により製造する場合にコイル導体２０の下側の軟磁性合金粉末が良好に流動して緻密に圧密できるという特徴については先の他の形態のコイル封入圧粉磁心Ａ、Ｂと同様である。
【００３５】
また、本発明に係る構造のコイル封入圧粉磁心において、端子部の取り出し方向は圧粉コア１のいずれの方向でも差し支えない。
例えば図８に示す第４実施形態の如く、一方の端子部３、３Ａを第２図に示す第１実施形態の構造と同等とし、他方の端子部４０を下向きではなく上向きとして圧粉コア１の上面側に到達させ、圧粉コア１の上面に沿って引出端子部４１を形成し、その先端部４１Ａを圧粉コア１の側面１Ｄと下面に沿って折り曲げることで端子部４１Ｂを形成して圧粉コア１の上下両側に端子部を形成した構造としても良い。
【００３６】
更に図９に示す第５実施形態の如く、一方の端子部３、３Ａを第２図に示す第１実施形態の構造と同等ではあるが引出位置を若干変更し、他方の端子部４０を上向きとして圧粉コア１の上面側に到達させ、圧粉コア１の上面に沿って引出端子部４１を形成し、その先端部４１Ａを圧粉コア１の側面１Ｄと下面に沿って折り曲げることで端子部４１Ｂを形成して圧粉コア１の上下両側に端子部を形成した構造としても良い。
以上説明の如く本発明において端子部の引出位置や方向は特に限定するものではなく、実装する基板や回路に合わせて要求される位置とすることができる。また、上下に端子部を分けて延出させて設ける場合は、図７に示す上パンチと下パンチのそれぞれに収容穴を形成して上下方向に伸びるコイル本体２の各端子片を収容してから軟磁性合金粉末を充填し圧密するなどの適宜の変更を装置に加えることで容易に実施できる。
【実施例】
【００３７】
Ｆｅ７４.９Ｎｉ３Ｓｎ１.５Ｐ１０.８Ｃ８.８Ｂ１の組成を有する軟磁性合金粉末９５.７ｗｔ％、アクリル樹脂４ｗｔ％、潤滑剤０.３ｗｔ％の割合で混合した混合粉末を用いた。ここで用いた軟磁性合金粉末は前記組成比のものを合金溶湯から急冷して製造した非晶質状態の粉末であって、粒径３〜１５０μｍのものを用いた。
また、厚さ０.４ｍｍ、幅１.５ｍｍのＣｕからなる平角導線を５ターン縦巻きして内径４.１ｍｍ、外形７.９ｍｍのコイル本体を形成し、コイル本体の上層型端部の平角導線を下向きに折り曲げ、最下層端部の平角導線を下向きに折り曲げて図７に示す装置にセットし、その周囲に上述の混合粉末を充填して上パンチから１０ｔ／ｃｍ２（≒１ＧＰａ）の加圧力をかけて圧密し、図１と図２に示す構成のコイル封入圧粉磁心を製造した。
【００３８】
コイル本体の最上層から上に位置する圧粉コア部分の厚さ０.７５ｍｍ、コイル本体の最下層から下に位置する圧粉コア部分の厚さ０.７５ｍｍ、コイル本体外周部から圧密コアの側面までの圧粉コア部分の厚さ１.０５ｍｍであり、同じ形状のものを複数個作成したが、いずれの試料においても圧粉コア部分に亀裂やカケは発生しなかった。
また、得られた各コイル封入圧粉磁心に通電試験したところ、設計値どおりの磁界を発生させることができ、その磁界分布を検査したところ、磁界分布に特に異常な乱れを生じていなかったので、目的の設計値どおりのコイル形状を確保したまま、軟磁性合金粉末の圧密ができたと思われる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は本発明に係るコイル封入圧粉磁心の第１実施形態を示す平面図。
【図２】図２は図１のコイル封入圧粉磁心のＩＩーＩＩ線に沿う断面図。
【図３】図３は本発明に係るコイル封入圧粉磁心の第２実施形態を示す平面図。
【図４】図４は図３のコイル封入圧粉磁心のＩＶーＩＶ線に沿う断面図。
【図５】図５は本発明に係るコイル封入圧粉磁心の第３実施形態を示す平面図。
【図６】図６は図５のコイル封入圧粉磁心において圧粉コアの部分をＶＩーＶＩ線に沿って断面とした部分断面図。
【図７】図７は本発明に係るコイル封入圧粉磁心を製造するために用いて好適な装置の一例を示す断面図。
【図８】図８は本発明に係るコイル封入圧粉磁心の第４実施形態を示す断面図。
【図９】図９は本発明に係るコイル封入圧粉磁心の第５実施形態を示す断面図。
【図１０】図１０は従来のコイル封入圧粉磁心の製造方法において１回目の圧密を行った状態を示す断面図。
【図１１】図１１は従来のコイル封入圧粉磁心の製造方法において２回目の圧密を行った状態と得られたコイル封入圧粉磁心の一例を示す断面図。
【図１２】図１２は従来の他の例のコイル封入圧粉磁心を製造するために適用されるコイル本体の斜視図。
【図１３】図１３は図１２に示すコイル本体の周囲に粉末を充填して圧密している状態を示す断面図。
【図１４】図１４は図１３に示す状態から圧密して得られたコイル封入圧粉磁心の透視図。
【図１５】図１５は従来のコイル封入圧粉磁心の更に別の例を示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ…コイル封入圧粉磁心、１…圧粉コア、１Ａ…底面、１ａ…角隅部、２…コイル本体、３…一側引出端子部、４、１５…他側引出端子部、６…平角導線、６Ａ…平面部、７…巻軸、８…コイル成形体、９…一側端子部、１０…他側端子部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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