(57)【要約】【課題】  直流重畳特性を大幅に改善した構成で小型化と省資源、省エネルギー性を高め、かつ、巻線の自動化も容易に実現して工業性と経済性を高めたコイル部品を提供すること。【解決手段】  磁芯１０は、一対のコア端面３，４を有する軟磁性体による棒状コアの片端を折り返し接近させ、折り返したコア端面３ともう一方のコア端面４に隣接するコア側面５との間で形成される磁気ギャップ６を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の端面を有する軟磁性体による棒状コアの両端を折り返し互いに接近させ、折り返した端面に隣接するコア側面ともう一方のコア端面に隣接するコア側面との間で形成され、当該磁芯に装着される空芯コイルの肉厚分以上のギャップ幅を備えたギャップ部を有することを特徴とする磁芯。
【請求項２】
請求項１に記載の磁芯において、前記棒状のコアは、３／４円弧以下１／２以上の円弧を有するように両端を折り返されていることを特徴とする磁芯。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の磁芯において、前記コアの側面に少なくとも一個所の突起部を設けたことを特徴とする磁芯。
【請求項４】
請求項１〜３の内のいずれか一項に記載の磁芯において、前記ギャップ部は、少なくとも磁性体または非磁性体を含む充填材によって、埋め戻された構造を備えていることを特徴とする磁芯。
【請求項５】
請求項１〜４の内のいずれか一項に記載の磁芯と、前記磁芯に設けられた巻線とを備えたコイル部品であって、前記空芯コイルを一方の前記コア端面より挿入して巻きコイルとなしたことを特徴とするコイル部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源回路やインバーターなどの電子機器等に供せられるコイル部品に関し、特に小型高性能なコイル部品の構成技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、閉磁路の磁芯に巻線してなるコイル部品において、直流重畳時でのコイルのインダクタンス値の低下を防ぐ方策として、磁芯の磁路上に適当なギャップ（空隙）を設け、磁気飽和を低減する方法が取られてきた。
【０００３】
図１０は従来技術によるコイル部品の一例を示す正面図である。図１０を参照すると、コイル部品５０は、ギャップ４６を備えたトロイダルコア４１に巻回された巻線４２を装着してなる。図１１は、図１０のコイル部品５０のトロイダルコアのギャップ部を拡大した図である。トロイダルコア４１は、磁気ギャップ４６を挟んで対向する一対の端面４３、４４を有する形状で、コア端面同士が互いに向き合っている構成である。この場合、巻線４２（図１０参照）は、主に手巻きに頼らざるを得ない状況にある。
【０００４】
特に金属系ダストコアのように比透磁率μが１００程度の磁性体の場合、図１０及び図１１の従来型のコアにおいては、磁気ギャップを拡げた場合、コイルのインダクタンス値の減少等の変化が著しいという欠点を有している。
【０００５】
図１２（ａ）及び（ｂ）は従来技術によるコイル部品のもう一つの一例の組立てを示す図である。図１２に示すように、コイル部品は、磁気ギャップを介して巻回されたコイル６２を装着することによって構成されている。また、従来製品として図１２に示すような空芯コイルの後挿しが可能なコイル部品も一部実用化されているが、巻きコイルの入りロであるコアの先端部６４は鋭角状になっているため、ダスト系などの圧粉体のプレス成形にて製造するコアの場合など先端部が欠けやすく強度上問題があり、その適用は金属系積層鋼板など一部の材料に限られていた。
【０００６】
一方、従来、図１０を更に改善した例として、図１３及び図１４に示す半閉磁路インダクタが提案されている（特許文献1、参照）。図１３は半閉磁路インダクタ１００を示す正面図で、図１４（ａ）及び（ｂ）は図１３のインダクタのコアを示す正面図である。図１３及び図１４に示すように、環状閉磁路磁芯１０１の一部１０３を切断された磁芯の切断面を乖離させて、予め銅線１０２を捲回して形成された角筒状コイル空芯部に挿入した後、切断面１０４を接合して環状半閉磁路磁心を形成して半閉磁路インダクタ１００を完成させたものである。
【０００７】
また、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）と類似した例としては、図１５及び図１６に示すようなチョークコイル装置が開示されている（特開２０００−２７７３３７公報参照）。図１５は従来のチョークコイル装置のコアを示す正面図で、図１６（ａ）乃至（ａ）は図１５のコアを用いたチョークコイル装置の組立ての説明に供せられる正面図である。図１５に示すように、このチョークコイル装置１１０は、磁気ギャップ４１ａを有するコア１１４を作成し、図１６（ａ）に示す空芯コイル１１５を作成する。この空芯コイル１１５は、コア１１４の隙間１１３から、コア１１４の中央孔へ空芯コイル１１５の一部を挿入して、コア１１４の周囲に空芯コイル１１５を装着する。空芯コイル１１５は、図１６（ｂ）に示すように、コア１１４の円弧形状に沿って弾性変形し、全長がコア１１４の周囲に装着されることになる。その後、コア１１４の隙間１１３に非磁性材料、磁性材料で非導電性のスペーサ１１６を装着して、固定する。図１６（ｃ）に示すように、空芯コイル５０の巻線ピッチを整え、更に、リード部を形成して、チョークコイル装置を完成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−８５２３３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来技術による方法では、磁路上に空隙を設けた結果、実効のμが下がり、必要なインダクタンス値を得るためにはコイルを巻き上げる必要があり、結果的に巻きコイルの直流抵抗が増し、銅損の悪化を持たらしたりコイル外形が大きくなり、部品の小型、低損失、省資源を実現しにくいという重大な欠点があった。
【００１０】
また、閉磁路の磁芯に巻線する場合、巻線が困難で機械巻きできる仕様は限られ自動化に支障があり工業的に不適切であった。
【００１１】
一方、上述した図１２，図１５、及び図１６で示したように、ギャップ付き閉磁路の磁芯において、ギャップから予め巻線された空芯コイルを後挿ししてコイルとする方法により機械巻きを可能とする方法も一部には実用化されているが、巻きコイルが入るだけのギャップ量が必要なことから、高インダクタンス値を必要なものには、不向きであった。また、巻きコイルの入りロであるコアの先端部は鋭角状になっているため、ダスト系などの圧粉体のプレス成形にて製造するコアの場合など先端郁が欠けやすく強度上問題があり、その適用は金属系積層鋼板など一部の材料に限られていた。
【００１２】
そこで、本発明は、このような従来技術の課題を解決したものであり、直流重畳特性を大幅に改善した構成で小型化と省資源、省エネルギー性を高め、かつ、巻線の自動化も容易に実現して工業性と経済性を高めたコイル部品を提供することを技術的課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明によれば、一対の端面を有する軟磁性体による棒状コアの両端を折り返し互いに接近させ、折り返した端面に隣接するコア側面ともう一方のコア端面に隣接するコア側面との間で形成され、当該磁芯に装着される空芯コイルの肉厚分以上のギャップ幅を備えたギャップ部を有することを特徴とする磁芯が得られる。
【００１４】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記棒状のコアは、３／４円弧以下１／２以上の円弧を有するように両端を折り返されていることを特徴とする磁芯が得られる。
【００１５】
また、本発明によれば、前記磁芯において、前記コア側面に少なくとも一個所の突起部を設けたことを特徴とする磁芯が得られる。
【００１６】
また、本発明によれば、前記いずれかの磁芯において、前記ギャップ部は、少なくとも磁性体または非磁性体を含む充填材によって、埋め戻された構造を備えていることを特徴とする磁芯が得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、前記いずれか一つの磁芯と、前記磁芯に設けられた巻線とを備えたコイル部品であって、前記空芯コイルを一方の前記コア端面より挿入して巻きコイルとなしたことを特徴とするコイル部品が得られる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によるコイル部品を用いれば、直流重畳特性が大幅に改善できるため、所望の電流定格に対するインダクタンスを得るに当たって電子機器の使命である小型化と省資源、省エネルギー性を高め、かつ、巻線の自動化も容易に実現できるコイル部品を提供することが可能となり、工業的に益するところ極めて大なるものと言える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるコイル部品を示す図である。
【図２】図１のコイル部品の組立ての説明に供せられる図である。
【図３】図１のコイル部品の作用の説明に供せられる図であり、ギャップ部を示す部分拡大図である。
【図４】図４は本発明の第２の実施の形態によるコイル部品を示す図である。
【図５】図４のコイル部品の作用の説明に供せられる図で、ギャップ部を示す部分拡大図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態によるコイル部品を示す図である。
【図７】図６のコイル部品の作用の説明に供せられる図で、ギャップ部を示す部分拡大図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態によるコイル部品を示す正面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態によるコイル部品を示す正面図である。
【図１０】従来技術によるコイル部品の一例を示す正面図である。
【図１１】図１０のコアのギャップ部を拡大した図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は従来技術によるコイル部品のもう一つの一例の組立てを示す図である。
【図１３】従来技術による半閉磁路インダクタを示す図である。
【図１４】図１３の半閉磁路インダクタのコアを示す図で，（ａ）は正面図，（ｂ）は側面図である。
【図１５】従来技術によるチョークコイル装置のコアを示す正面図である。
【図１６】図１５のコアを用いたチョークコイル装置の組立てを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明に係る実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。
【００２１】
尚、本発明の実施の形態では、軟磁性体のコア磁芯として金属系ダストコア（μ＝１００程度）の磁性材を用いた例で説明する。
【００２２】
図１は本発明の第１の実施の形態によるコイル部品を示す正面図である。図２は図１のコイル部品の組立ての説明に供せられる図、図３は図１及び図２のコイル部品の作用の説明に供せられる部分拡大正面図である。
【００２３】
図１を参照すると、磁心（コア）１は直線部を備えた略円形で、一対の端面（以下、コア端面と呼ぶ）３、４を有する棒状コアの片方のコア端面３側を折り返し、もう一方のコア端面４側に接近させ、コア端面３とコア側面５との間で形成される磁気ギャップ６を有する磁芯１に巻線が施されている。ここで、先に説明した図１０に示す従来のギャップ付きトロイダル形状のコアに巻線したコイル部品の場合、巻線はおもに手巻きに頼らざるを得ない状況にあった。
【００２４】
これに対し本発明の第１の実施の形態によるコイル部品では、図２に示すようにコア端面３とコア側面５が向き合って磁気ギャップ６を形成しているため、予め巻線された空芯コイル２が通過できるだけのギャップ幅があれば、図２に示すように空芯コイル２を後挿しすることは容易であり、巻線の自動化が可能となる。
【００２５】
さらに、コア端面３とコア側面５が向き合った磁気ギャップ６であるため、特に金属系ダストコアのように比透磁率μが１００程度の磁性体の場合、図３に示すように磁束がコア側面１５に沿って広い範囲で通過できるため、図１０の従来型のコアに比べ、磁気ギャップを拡げてもコイルのインダクタンス値の減少は比較的小さく、空芯コイルの後挿しによる巻線の自動化への対応も容易となる。
【００２６】
図４は本発明の第２の実施の形態によるコイル部品を示す正面図である。図５は図４のコイル部品の作用の説明に供せられる図である。図４を参照すると、コイル部品２０は、一対の端面（コア端面）１３、１４を有する棒状コアの片方のコア端面１３側を折り返し、もう一方のコア端面１４側に接近させ、コア端面１３とコア側面１５との間で形成される磁気ギャップ１６を有する磁芯１１に空芯コイル１２が装着されて巻線が施されている。さらに、折り返した端面１３を含む端面近傍の、磁路と直交するコア断面積Ｓ２を磁路のコア平均断面積Ｓ１より大きくした形状の突起部１８を有している。
【００２７】
第２の実施の形態の場合は、同じく図５に示すようにコア端面１３も広がっているため、さらに磁気ギャップの幅Ｗ３が拡げられ、自動化へ対応し易くなる。
【００２８】
第２の実施の形態の場合、別の効果として、空芯コイル１２の先端が突起部１８に当たり、コイルの抜け止めにもなっている。
【００２９】
図６は本発明の第３の実施の形態によるコイル部品を示す正面図である。図７は図６のコイル部品の作用の説明に供せられる部分拡大図である。図６を参照すると、コイル部品３０は、一対の端面（以下、コア端面と呼ぶ）２３、２４を有する棒状コアの両端を折り返し互いに接近させ、折り返したコア端面２３に隣接するコア側面２７ともう一方のコア端面２４に隣接するコア側面２５との間で形成される磁気ギャップ２６を有する磁芯２１に空芯コイル２２を装着することによって巻線が施されている。
【００３０】
図６は、コアの側面２５、２７同士が向き合い磁気ギャップ２６を形成しているがこれについても、図７に示すように同様にギャップを拡げられる効果があり、空芯コイル２２の後挿しによる自動化が容易に実現できる。
【００３１】
図８は本発明の第４の実施の形態によるコイル部品を示す正面図である。図８を参照すると、コイル部品４０は、一対の端面（以下、コア端面と呼ぶ）３３、３４を有する棒状コアの片端３３側を折り返し、もう一方の端３４側に接近させ、コア端面３４とコア側面３５との間で形成される磁気ギャップ３６を有する磁芯３１に空芯コイル３９が装着されて巻線が施されている。さらに、前記磁芯３１のコア内周の側面の一部に突起部３９が設けてある。空芯コイル３２は、先の例と同様に、コア端面３４を通して挿入される。
【００３２】
図９は本発明の第５の実施の形態によるコイル部品を示す正面図である。図９に示すように、第５の実施の形態では、第１の実施の形態のギャップ部６にギャップ幅より僅かに狭い幅を持つ磁性体によるスペーサー９を埋め込んだ構成になっている。
【００３３】
以上説明した図１、図４、図６のすべてのコアにおいて、後挿しによる空芯コイルの先端部の位置決めは、空芯コイルの巻き幅に関係なく、図８の実施の形態に示すように本発明による方法で容易に実現できる。
【００３４】
また、第１乃至第４の実施の形態のすべてのコイル部品において、インダクタンス値を高くしたり、ギャップから発生する漏れ磁束を押さえたりまたは磁歪によるコアの振動を押さえたりする目的として、図９の第５の実施の形態に示すように、磁性または非磁性によるギャップ材９をギャップ部６に埋め戻すことにより、それらの対応は容易であり、組み合わせにより最適な設計が可能である。
【００３５】
また、従来において、図１２のところで述べたように、空芯コイルの後挿しが可能なコイル部品も一部実用化されているが、巻きコイルの入りロであるコアの先端部６４は鋭角状になっているため、ダスト系などの圧粉体のプレス成形にて製造するコアの場合など先端部が欠けやすく強度上問題があり、その適用は金属系積層鋼板など一部の材料に限られていた。これに対し、本発明によるコア先端部は鋭角にする必要がない構成のため、圧粉系等のダスト系のプレス成形にも適用でき、その応用分野は大変広い。
【００３６】
以上説明したように本発明の応用は、本発明の実施の形態にとどまらず、他のギャップ付きコア（磁芯）を用いたコイル部品全般にも適用でき、その応用分野は大変広い。
【００３７】
また、本発明による磁芯の材質としては、ダスト系、積層鋼板系、フェライト系などいずれの軟磁性材料を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上の説明から明らかなように、本発明によるコイル部品は、小型化された電子機器の回路素子に適用される。
【符号の説明】
【００３９】
１    磁芯
２    空芯コイル
３，４    端面
５    コア側面
６    磁気ギャップ
９    スペーサー
１１    磁芯
１２    空芯コイル
１３，１４    端面
１５    コア側面
１６    磁気ギャップ
１８    突起部
２０    コイル部品
２３，２４    コア端面
２１    磁芯
２７    コア側面
２５    コア側面
２６    磁気ギャップ
２２    空芯コイル
３０    コイル部品
３１    磁芯
３２    空芯コイル
３３，３４    端面
３５    コア側面
３６    磁気ギャップ
３９    突起部
４０    コイル部品
４１    トロイダルコア
４１ａ    磁気ギャップ
４２    巻線
４３，４４    端面
４６    ギャップ
５０    コイル部品
６２    コイル
６４    先端部
１１４    コア
１１５    空芯コイル
１１３    隙間
１１６    スペーサ
【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】
2011135091.tif 000009
【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】
2011135091.tif 000015
【図１４】
2011135091.tif 000016
【図１５】
2011135091.tif 000017
【図１６】
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