(57)【要約】【課題】放熱性を高めることができるインダクタの提供を目的とする。【解決手段】インダクタ１は、コイル３の表面、このコイル３の内外に配置される磁性体である磁性コア２の表面、またはコイル３および磁性コア２の少なくとも一部を覆う樹脂ケースの表面に植毛塗装部５を有し、特にコイルが巻線を巻回してなるコイルであり、また、磁性体はコイルによって生じる磁束を通す磁性コアであり、植毛塗装に用いる植毛が絶縁性を有する無機繊維である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルの表面、このコイルの内外に配置される磁性体の表面、または前記コイルおよび前記磁性体の少なくとも一部を覆う部材の表面に植毛塗装部を有することを特徴とするインダクタ。
【請求項２】
前記コイルが、巻線を巻回してなるコイルであることを特徴とする請求項１記載のインダクタ。
【請求項３】
前記磁性体が、前記コイルによって生じる磁束を通す磁性コアであることを特徴とする請求項１または請求項２記載のインダクタ。
【請求項４】
前記植毛塗装部が、絶縁性を有する繊維からなる植毛塗装部であることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のインダクタ。
【請求項５】
前記繊維が、無機繊維であることを特徴とする請求項４記載のインダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインダクタの表面に植毛塗装を施したインダクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気機器あるいは電子機器の小型化、高周波化、大電流化が進む中で、電子回路に使用されるインダクタにも特に発熱対策が要求されている。電子回路における受動素子の１つであるインダクタは、磁性コアの周囲に少なくとも１箇所銅線を巻回したコイルから構成されており、磁性コアからの鉄損、コイルからの銅損に起因して発熱する。近年の小型化要求、高周波化、大電流化などの使用条件の激化から発熱対策が特に要求されている。
【０００３】
インダクタの発熱対策として、コイルの巻き方を改善する方法（特許文献１参照）、コイルを構成する導体の絶縁被膜を改善する方法（特許文献２参照）が知られている。また、コイルの発熱を、製品ケースおよび、基板への伝熱性あるいは放熱性を向上させた表面実装型電源フィルタが知られている。この表面実装型電源フィルタは、ポット型コアのように、巻線が封止されたコイルは、コアからの伝熱性あるいは放熱性を向上させている。また、Ｅ型、Ｉ型コアで構成する日の字型コアのコイルは、巻線部が露出しているので巻線部の伝熱性あるいは放熱性を向上させている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２２５９５５号公報
【特許文献２】特開２０１５−６５０８１号公報
【特許文献３】特開２００３−７８３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３の放熱対策を行なったとしても、インダクタは、近年の小型化要求による放熱面積の低下および、高周波化、大電流化などの使用条件の厳化から発熱対策が不十分になり易いという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、放熱性を高めることができるインダクタの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のインダクタは、コイルの表面、このコイルの内外に配置される磁性体の表面、または上記コイルおよび上記磁性体の少なくとも一部を覆う部材の表面に植毛塗装部を有することを特徴とする。特に上記コイルが巻線を巻回してなるコイルであることを特徴とする。また、上記磁性体は上記コイルによって生じる磁束を通す磁性コアであることを特徴とする。
【０００８】
上記植毛塗装部が、絶縁性を有する繊維からなる植毛塗装部であることを特徴とする。特に上記繊維が無機繊維であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のインダクタ、コイルの表面、このコイルの内外に配置される磁性体の表面、またはコイルおよび磁性体の少なくとも一部を覆う部材の表面に植毛塗装部を有するので、全体としてインダクタの表面積が増大する。その結果、放熱性に優れたインダクタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】植毛塗装が施されたインダクタを示す図である。
【図２】樹脂ケースに収容され、植毛塗装が施されたインダクタを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のインダクタを構成するコイルは、巻線を巻回してなるコイル、コイルパターンの一部が印刷された内部電極を有するシートを積層して得られるコイル、基板上にスパイラル状のコイルパターンを形成した薄膜コイル等が挙げられる。これらの中で、本発明は、特に優れた放熱性が要求される巻線を巻回してなるコイルを用いたインダクタに好ましく適用できる。
【００１２】
巻線を巻回してなるコイルを用いたインダクタの一例を図１に示す。図１は磁性体としてＵＵ形磁性コアの周囲にコイルを備えたインダクタであり、図１（ａ）は植毛塗装前のインダクタの平面図、図１（ｂ）は植毛塗装後の平面図を示す。
図１（ａ）に示す植毛塗装前のインダクタ１’は、ＵＵ形磁性コア２の脚部２ａ同士を当接または所定の間隔を有して固定して、この当接部の周囲にコイル３が配置されている。コイル３は、予め巻線されたコイル部品をコア固定時に組み込むことができる。磁性コア２はコイル３によって生じる磁束の磁路となる。
【００１３】
図１（ｂ）に示すように、インダクタ１を構成するコイル３および磁性コア２の表面に植毛塗装部５が形成されている。植毛塗装部５は、後述する植毛塗装により形成された繊維群からなる部位（植毛体）である。植毛塗装部５の形成箇所は、コイル３の表面単独でも、磁性コア２の表面単独でもよい。好ましくは該図に示すように、インダクタ１の全表面に植毛する。
【００１４】
インダクタの他の例を図２に示す。図２はＵＵ形磁性コアが樹脂ケースに収容されているインダクタの例であり、図２（ａ）は植毛塗装前のインダクタの平面図、図２（ｂ）は植毛塗装後の平面図を示す。
図２（ａ）に示すインダクタ１’’は、ＵＵ形磁性コア２の脚部２ａ同士を当接または所定の間隔を有して固定して、この磁性コア２を樹脂ケース４に収容している。また、コイル３が脚部２ａの周囲に配置されている。樹脂ケース４は樹脂成形体などで組み立てることができる。例えば、平面視上部上面の４ａおよび同裏面の４ｂ、平面視下部上面の４ｃおよび同裏面の４ｄに４分割されて成形され当接面を相互に固定することで樹脂ケース４が得られる。コイル３は、予め巻線されたコイル部品をコア２および樹脂ケース４の固定時に組み込むことができる。
【００１５】
図２（ｂ）に示すように、インダクタ１を構成するコイル３および樹脂ケース４の表面に植毛塗装部５が形成されている。植毛塗装部５の形成箇所は、コイル３の表面単独でも、樹脂ケース４の表面単独でもよい。好ましくは該図に示すように、インダクタ１の全表面に植毛する。なお、磁性コア２の一部が樹脂ケース４から露出している場合、その露出している磁性コア２の部分に植毛塗装をすることが好ましい。
【００１６】
インダクタ１の表面に植毛塗装を施こして植毛塗装部５を形成することにより、従来のワニス処理に比較して、インダクタ１の表面積が格段に増加する。発熱体の発熱温度上昇量は、発熱体の表面積に反比例するので、インダクタ１の表面積が増加することにより、インダクタ１の放熱性が向上する。
【００１７】
インダクタを構成するコイルは、磁性コアの周囲に巻線が巻回されている。
巻線としては銅エナメル線やアルミニウムエナメル線を使用することができ、その種類としてはウレタン線（ＵＥＷ）、ホルマール線（ＰＶＦ）、ポリエステル線（ＰＥＷ）、ポリエステルイミド線（ＥＩＷ）、ポリアミドイミド線（ＡＩＷ）、ポリイミド線（ＰＩＷ）、これらを組み合わせた二重被複線、または自己融着線、リッツ線等を使用できる。エナメル線の断面形状としては丸線や角線を使用できる。
【００１８】
磁性コアは、フェライト材料やアモルファス材料の成形体を用いることができる。例えば、鉄粉、窒化鉄粉等の純鉄系軟磁性材料、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金（センダスト）粉末、スーパーセンダスト粉末、Ｎｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）粉末、Ｃｏ−Ｆｅ合金粉末、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系合金粉末等の鉄基合金系軟磁性材料、フェライト系磁性材料、アモルファス系磁性材料、微細結晶材料などの磁性材料を原料とできる。
【００１９】
フェライト系磁性材料としては、マンガン亜鉛フェライト、ニッケル亜鉛フェライト、銅亜鉛フェライト、磁鉄鉱等のスピネル型結晶構造を有するスピネルフェライト、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト等の六方晶フェライト、イットリウム鉄ガーネットなどのガーネットフェライトが挙げられる。
アモルファス系磁性材料としては、鉄合金系、コバルト合金系、ニッケル合金系、これらの混合合金系アモルファスなどが挙げられる。
【００２０】
原料となる軟磁性金属粉末材料の粒子表面に絶縁被覆を形成する場合、金属酸化物が好ましく、Ａｌ2Ｏ3、Ｙ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＺｒＯ2等の絶縁性金属または半金属の酸化物、ガラス、これらの混合物が挙げられる。絶縁被覆の形成方法としては、メカノフュージョン等の粉末コーティング法や、無電解メッキやゾル−ゲル法等の湿式薄膜作製法、またはスパッタリング等の乾式薄膜作製法等を用いることができる。
【００２１】
磁性コアは、粒子表面に絶縁被覆が形成された上記原料粉末単体、または上記原料粉末にエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が配合された粉末を加圧成形して圧粉体とし、この圧粉体を焼成して製造できる。
原料粉末の平均粒子径は１〜１５０μｍであることが好ましい。より好ましくは５〜１００μｍである。平均粒子径が１μｍよりも小さくなると、加圧成形時の圧縮性（粉末の固まり易さを示す尺度）が低下し、焼成後の材料強度が著しく低下する。平均粒子径が１５０μｍよりも大きくなると、高周波数領域での鉄損が大きくなり、磁気特性（周波数特性）が低下する。
また、原料粉末の割合は、原料粉末と熱硬化性樹脂との合計量を１００質量％として、９６〜１００質量％であることが好ましい。９６質量％未満であると、原料粉末の配合割合が低下し、磁束密度や透磁率が低下する。
【００２２】
圧粉成形は、上記原料粉末を金型内に充填し、所定の加圧圧力でプレス成形する方法を用いることができる。この圧粉体を焼成して焼成体を得る。なお、原料に非晶質合金粉末を用いる場合には、焼成温度を非晶質合金の結晶化開始温度より低温とする必要がある。また、熱硬化性樹脂が配合された粉末を用いる場合には、焼成温度を樹脂の硬化温度範囲とする必要がある。
【００２３】
樹脂ケースとしては、樹脂材料またはこの樹脂材料に上記磁性材料を配合して成形することにより得られる。樹脂材料としては、射出成形が可能な熱可塑性樹脂を使用できる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、ポリエーテルサルホン、ポリサルホン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリフタールアミド、ポリアミド、これらの混合物が挙げられる。これらの中で、射出成形時の流動性に優れ、射出成形後の成形体の表面を樹脂層で覆うことができると共に、耐熱性などに優れるポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）がより好ましい。
【００２４】
射出成形は、例えば可動型および固定型が衝合された金型内に上記原料粉末を射出して成形する方法を用いることができる。射出成形条件としては熱可塑性樹脂の種類によっても異なるが、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）の場合、樹脂温度が２９０〜３５０℃、金型温度が１００〜１５０℃であることが好ましい。
【００２５】
植毛塗装部は、短繊維をインダクタに植毛塗装することで得られる。植毛方法としては、吹き付けや静電植毛を採用できる。上記インダクタの表面に多量の繊維を短時間で密に、垂直に植毛できることから、静電植毛を採用することが好ましい。静電植毛方法としては、公知の方法を採用でき、例えば、静電植毛する範囲に接着剤を塗布し、短繊維を帯電させて静電気力により上記接着剤塗布面に略垂直に植毛した後、乾燥工程・仕上げ工程などを行なう方法が挙げられる。
【００２６】
植毛に用いる短繊維としては、植毛用短繊維として使用可能であれば特に限定されず、例えば、（１）アルミナ繊維、シリカ繊維、ガラス繊維、アルミナ−シリカ繊維、カーボン繊維等の無機繊維、（２）ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテフタレートなどのポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル、ビニロンなどの合成樹脂繊維、（３）レーヨン、アセテートなどの再生繊維や、綿、絹、麻、羊毛などの天然繊維が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２７】
上記短繊維の中で絶縁性に優れた無機繊維であることが好ましい。無機繊維、熱伝導率［Ｗ/（ｍ・Ｋ）］が０．２〜０．４程度の樹脂に比較して、アルミナの熱伝導率が１６〜３２、同じくムライトの熱伝導率が５、同じく石英ガラスの熱伝導率が１．４であることから表面積の増大とともに、植毛される短繊維の優れた熱伝導により放熱性が向上する。無機繊維の中でも、特に絶縁性に優れるアルミナ繊維、シリカ繊維、ガラス繊維、アルミナ−シリカ繊維が好ましい。
【００２８】
短繊維の形状としては、インダクタ表面に均一に形成できる形状であれば特に限定されない。具体的な形状としては、例えば、長さ０．５〜２．０ｍｍ、太さ０．５〜５０デシテックスのものが好ましく、短繊維の密度としては、植毛した面積あたりに繊維の占める割合が１０〜３０％が好ましい。短繊維の形状としてストレートやベンド（先端部が曲がった形状）があり、断面形状は円形や多角形状がある。多角形状断面の短繊維を利用することで、円形断面の短繊維よりも大きな表面積とすることができ、放熱性を向上できる。
【００２９】
接着剤としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などを主成分とする接着剤が挙げられる。例えば、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、エポキシ樹脂溶剤系接着剤、酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン接着剤、ポリエステル系エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤などが挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００３０】
本発明のインダクタは、放熱性に優れるので、銅損、鉄損による発熱を抑え、近年の小型化要求、使用条件の激化から発熱対策が求められているインダクタ、特に巻線型のインダクタに好ましく適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明のインダクタは、表面に植毛塗装を施すのみで放熱性を改善できるので、種類、形状の異なる多くのインダクタに利用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１  インダクタ
２  磁性コア
３  コイル
４  樹脂ケース
５  植毛塗装部
【図１】
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【図２】
2018137411.tif 000004