(57)【要約】【課題】使用時の温度上昇が抑制されたコイル部品の提供。【解決手段】巻芯部と、巻芯部の周囲に巻回された巻線と、巻線を覆う外装部とを有して成るコイル部品であって、  前記外装部が、吸熱材を含むことを特徴とする、コイル部品。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻芯部と、巻芯部の周囲に巻回された巻線と、巻線を覆う外装部とを有して成るコイル部品であって、
前記外装部が、吸熱材を含むことを特徴とする、コイル部品。
【請求項２】
外装部が絶縁性材料と吸熱材を含んで成り、絶縁性材料の密度が、巻芯部の密度よりも低いことを特徴とする、請求項１に記載のコイル部品。
【請求項３】
さらに巻芯部に吸熱材を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載のコイル部品。
【請求項４】
吸熱材が、金属のハロゲン化物、金属の硝酸塩、金属の炭酸塩、金属の水和塩、パラフィン類、脂肪酸およびセラミック材料から成る群から選択される１種またはそれ以上の吸熱材であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコイル部品。
【請求項５】
セラミック材料が、酸化バナジウムであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のコイル部品。
【請求項６】
酸化バナジウムが、ＶおよびＭ（ここに、Ｍは、Ｗ、Ｔａ、ＭｏおよびＮｂから選ばれる少なくとも一種である）を含む酸化物であって、ＶとＭの合計を１００モル部としたときのＭの含有モル部が約０モル部以上約５モル部以下であることを特徴とする、請求項５に記載のコイル部品。
【請求項７】
酸化バナジウムが、式：
Ｖ１−ｘＭｘＯ２
（式中、Ｍは、Ｗ、Ｔａ、ＭｏまたはＮｂであり、ｘは、０以上０．０５以下である）
で表される酸化物であることを特徴とする、請求項５に記載のコイル部品。
【請求項８】
酸化バナジウムが、Ａ（ここに、ＡはＬｉまたはＮａである）およびＶを含む酸化物であって、Ｖを１００モル部としたときのＡの含有モル部が約５０モル部以上約１００モル部以下であることを特徴とする、請求項５に記載のコイル部品。
【請求項９】
酸化バナジウムが、式：
ＡｙＶＯ２
（式中、Ａは、ＬｉまたはＮａであり、ｙは、０．５以上１．０以下である）
で表される酸化物であることを特徴とする、請求項５に記載のコイル部品。
【請求項１０】
酸化バナジウムが、Ｔｉがドープされた酸化バナジウムまたはさらにＷ、Ｔａ、ＭｏおよびＮｂからなる群から選択される他の原子がドープされた酸化バナジウムであって、
他の原子がＷである場合、バナジウム、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、他の原子の含有モル部が、０モル部より大きく５モル部以下であり、
他の原子がＴａ、ＭｏまたはＮｂである場合、バナジウム、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、他の原子の含有モル部が、０モル部より大きく１５モル部以下であり、
バナジウム、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、チタンの含有モル部は、２モル部以上３０モル部以下であることを特徴とする、請求項５に記載のコイル部品。
【請求項１１】
バナジウム、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、チタンの含有モル部が、５モル部以上１０モル部以下であることを特徴とする、請求項１０に記載のコイル部品。
【請求項１２】
酸化バナジウムが、式：
Ｖ１−ｘ−ｙＴｉｘＭｙＯ２
［式中、Ｍは、Ｗ、Ｔａ、ＭｏまたはＮｂであり、
ｘは０．０２以上０．３以下であり、
ｙは０以上であって、
ＭがＷである場合、ｙは０．０５以下であり、
ＭがＴａ、ＭｏまたはＮｂである場合、ｙは０．１５以下である。］
で表される酸化バナジウムであることを特徴とする、請求項５に記載のコイル部品。
【請求項１３】
ｘが０．０５以上０．１以下であることを特徴とする、請求項１２に記載のコイル部品。
【請求項１４】
酸化バナジウムが粒子状であり、その表面が、ルチル構造を有する材料により被膜されていることを有する、請求項５〜１３のいずれか１項に記載のコイル部品。
【請求項１５】
ルチル構造を有する材料が、酸化チタン（ＩＶ）であることを特徴とする、請求項１４に記載のコイル部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル部品に関し、特に、巻芯部の周囲に巻回された巻線を覆う外装部を有するコイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品として、芯材の周囲に巻線を巻回したコイル部品が知られている。このようなコイル部品は、一般的に巻線部分を覆う外装が存在する（特許文献１および２）。外装にはコイル部品の特性を向上させるために様々な工夫が為されている。例えば、特許文献１および２とも、磁気特性を向上させるために磁性粉を含有させている、また、特許文献１では、外装の内部にボイドを形成し、外装に緩衝機能を与えている。特許文献２では、特定のガラス転移温度を有する磁性粉含有樹脂を用いることにより、外装に適当な粘弾性を与えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２３４８６７号公報
【特許文献２】特開２０１３−５５０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コイル部品をインダクタまたは変圧器等として用いる場合、コイル部品は、銅損、鉄損等の損失により発熱する。発熱が生じると、巻線、例えば銅の抵抗が上がり、さらに損失が大きくなるという問題がある。また、コイル部品の温度が上昇すると、コイル部品の取り扱いが困難になる、他の電子部品への影響が大きくなるといった問題もある。特許文献１および２に記載のような外装では、このような温度上昇の問題を解決できない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、使用時の温度上昇が抑制されたコイル部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記の問題を解決するために鋭意検討した結果、コイル部品の外装部に着目した。外装部は、一般的に巻芯部と比較して密度が低く、材料を追加する余地がある。そこで、本発明者らは、外装部に、大きな潜熱を有する吸熱材を含ませることにより、損失により生じる熱による温度上昇を抑制できることを見出し、本発明に至った。
【０００７】
本発明の要旨によれば、巻芯部と、巻芯部の周囲に巻回された巻線と、巻線を覆う外装部とを有して成るコイル部品であって、
前記外装部が、吸熱材を含むことを特徴とする、コイル部品が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
コイル部品の外装部に吸熱材を含ませることにより、コイル部品の温度上昇が抑制されたコイル部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の一の実施形態におけるコンデンサ１の概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の別の実施形態におけるコンデンサ１１の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明のコイル部品について、以下、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明のコイル部品の構成、形状、巻回数および配置等は、図示する例に限定されない。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態のコイル部品１は、概略的には、ドラム型の巻芯部２と、巻芯部２に巻回された巻線３と、巻線３を覆う外装部４と、電極６ａおよび６ｂを有して成る。外装部４中には、吸熱材５が分散されている。巻線３の一方の端は、電極６ａに電気的に接続されており、他方の端は、電極６ｂに電気的に接続されている。
【００１２】
巻芯部２を構成する材料は、磁性体材料、または磁性体材料と絶縁性材料とのコンポジット材料であり得る。
【００１３】
磁性体材料としては、特に限定されないが、例えばＦｅ、Ｆｅを含む合金、フェライト材料が挙げられ、具体的には、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金等、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等が挙げられる。
【００１４】
好ましい態様において、巻芯部２は、磁性体材料と絶縁性材料とのコンポジット材料から構成される、いわゆる圧粉磁心であり得る。圧粉磁心は、例えば磁性体粉末の表面を絶縁被膜で覆った上で、加圧成形しで形成することができる。圧粉磁心は、飽和磁束密度が高く、直流重畳特性に優れる点で有利である。
【００１５】
一の態様において、巻線部は、下記する吸熱材を含んでいてもよい。
【００１６】
巻線３を構成する材料は、導電性であれば特に限定されないが、Ｃｕ、Ａｇ、Ｎｉ等が挙げられるが、好ましくはＣｕである。
【００１７】
好ましくは、巻線は、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等の絶縁材料により被覆された被覆導線であり得る。
【００１８】
巻線は、巻芯部に所定の回数巻回され、一方の端が電極６ａに、他方の端が電極６ｂに電気的に接続されている。
【００１９】
巻線と、電極６ａおよび電極６ｂとの接続方法は特に限定されず、例えばはんだ、導電性接着材を用いる方法、熱圧着等であり得る。
【００２０】
外装部４は、絶縁性材料および吸熱材５を含む。
【００２１】
絶縁性材料としては、特に限定されないが、樹脂材料、ガラス材料、セラミック材料等が挙げられ、好ましくは樹脂材料である。絶縁性材料は、１種のみで用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
樹脂材料としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂が挙げられる。
【００２３】
外装部４における絶縁性材料の量は、特に限定されず、外装部として巻線を覆うことができ、絶縁性を確保できる量であればよい。例えば、外装部に含まれる他の材料、例えば吸熱材が導電性である場合に、これらの粒子間の絶縁を確保できる量であればよい。
【００２４】
好ましい態様において、絶縁性材料の密度は、巻線部の密度よりも小さい。絶縁性材料の密度を、巻線部の密度よりも小さくすることにより、吸熱材等を含ませることが容易になる。
【００２５】
外装部４に含まれる吸熱材５は、効率良く熱を吸収できるものであれば特に限定されないが、好ましくは潜熱により熱を吸収する材料、例えば、金属のハロゲン化物、金属の硝酸塩、金属の炭酸塩、金属の水和塩、パラフィン類、脂肪酸またはセラミック材料が挙げられる。吸熱材は、１種で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２６】
上記金属のハロゲン化物としては、特に限定されないが、例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）等が挙げられる。
【００２７】
上記金属の硝酸塩としては、特に限定されないが、例えば、硝酸リチウム（ＬｉＮＯ３）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）等が挙げられる。
【００２８】
上記金属の炭酸塩としては、特に限定されないが、例えば、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）等が挙げられる。
【００２９】
上記金属の水和塩としては、特に限定されないが、例えば、ＮａＣＨ３ＣＯＯ・３Ｈ２Ｏ、Ｂａ（ＯＨ）２・８Ｈ２Ｏ、Ｓｒ（ＯＨ）２・８Ｈ２Ｏ等が挙げられる。
【００３０】
上記パラフィン類としては、特に限定されないが、例えば、ｎードコサン（Ｃ２２Ｈ４６）、ｎ−テトラコサン（Ｃ２４Ｈ５０）、ｎ−トリアコンタン（Ｃ３０Ｈ６２）等が挙げられる。
【００３１】
上記脂肪酸としては、特に限定されないが、例えば、ステアリン酸、ポリミチン酸、ミリスチン酸等が挙げられる。
【００３２】
上記セラミック材料としては、潜熱により熱を吸収する材料が好ましい。
【００３３】
上記潜熱により熱を吸収するセラミック材料は、好ましくは、酸化バナジウム、典型的には二酸化バナジウムを主成分とする。酸化バナジウムは、非磁性材料であるので、コイル部品の、磁気的特性に影響を与えることなく、温度上昇の抑制効果を発揮できる点で好ましい。
【００３４】
上記「主成分」とは、セラミック材料中に６０質量％以上含まれる成分を意味し、特に８０質量％以上、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上、さらに好ましくは９８質量％以上、例えば９８．０〜９９．８質量％あるいは実質的に１００％含まれる成分を意味する。
【００３５】
セラミック材料中の不純物としては、特に限定されないが、下記する酸化バナジウム以外の酸化バナジウム、例えばＶ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５等、他のセラミック材料、例えばガラス、ならびにＮａ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｓｂ、Ｃａ、Ｓｉおよびこれらの酸化物等が挙げられる。
【００３６】
一の態様において、上記酸化バナジウムは、バナジウムおよびＭ（ここに、Ｍは、Ｗ、Ｔａ、ＭｏおよびＮｂから選ばれる少なくとも一種である）を含み、バナジウムとＭの合計を１００モル部としたときのＭの含有モル部が０モル部以上約５モル部以下である酸化バナジウムであってもよい。なお、Ｍは必須成分ではなく、Ｍの含有モル部は０であってもよい。
【００３７】
別の態様において、上記酸化バナジウムは、式：
Ｖ１−ｘＭｘＯ２
（式中、Ｍは、Ｗ、Ｔａ、ＭｏまたはＮｂであり、ｘは、０以上０．０５以下である。）
で表される１種またはそれ以上の酸化バナジウムであってもよい。
【００３８】
好ましい態様において、上記酸化バナジウムは、式：
Ｖ１−ｘＷｘＯ２
（式中、ｘは、０以上０．０１以下である。）
で表される１種またはそれ以上の酸化バナジウムであってもよい。
【００３９】
一の態様において、上記酸化バナジウムは、Ａ（ここに、ＡはＬｉまたはＮａである）およびバナジウムを含む複合酸化物であって、バナジウムを１００モル部としたときのＡの含有モル部が約５０モル部以上約１１０モル部以下、好ましくは約７０モル部以上約１１０モル部以下、より好ましくは約７０モル部以上約９８モル部以下である複合酸化物であってもよい。
【００４０】
さらに、上記酸化バナジウムは、Ａ（ここに、ＡはＬｉまたはＮａである）、バナジウムおよび遷移金属（例えば、チタン、コバルト、鉄およびニッケルから選択される少なくとも１種）を含む複合酸化物であって、
バナジウムと遷移金属のモル比が、９９５：５〜８５０：１５０の範囲にあり、
バナジウムおよび遷移金属の合計とＡのモル比が、１００：７０〜１００：１１０の範囲にある
ことを特徴とする複合酸化物であってもよい。
【００４１】
別の態様において、上記酸化バナジウムは、式：
ＡｙＶ１−ｚＭａｚＯ２
（式中、ＡはＬｉまたはＮａであり、Ｍａは、遷移金属であり；ｙは、０．５以上１．１以下であり、好ましくはｙは、０．７以上、１．１以下であり、ｚは、０以上０．１５以下である。）
で表される１種またはそれ以上の酸化バナジウムであってもよい。
【００４２】
上記式中、好ましくは、ＡはＬｉである。また、好ましくは、Ｍａは、チタン、コバルト、鉄およびニッケルから選択される少なくとも１種の金属である。
【００４３】
好ましい態様において、上記式中、ｙおよびｚは、下記（ａ）または（ｂ）のいずれかを満たす。
（ａ）０．７０≦ｙ≦０．９８、かつ、ｚ＝０、または
（ｂ）０．７０≦ｙ≦１．１、かつ、０．００５≦ｚ≦０．１５
【００４４】
一の態様において、上記酸化バナジウムは、Ｔｉがドープされた酸化バナジウムまたはさらにＷ、Ｔａ、ＭｏおよびＮｂからなる群から選択される他の原子がドープされた酸化バナジウムであって、
他の原子がＷである場合、バナジウム、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、他の原子の含有モル部が、０モル部より大きく５モル部以下であり、
他の原子がＴａ、ＭｏまたはＮｂである場合、バナジウム、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、他の原子の含有モル部が、０モル部より大きく１５モル部以下であり、
バナジウム、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、チタンの含有モル部は、２モル部以上３０モル部以下である。このような酸化バナジウムを用いることにより、セラミック材料の耐湿性が向上する。
【００４５】
好ましい態様において、上記のＴｉがドープされた酸化バナジウムは、Ｔｉおよび他の原子の合計１００モル部に対して、チタンの含有モル部が、５モル部以上１０モル部以下であり得る。
【００４６】
本発明において、「Ｔｉがドープされた二酸化バナジウム」とは、Ｘ線構造解析（典型的には、粉末Ｘ線回折法を用いる）により対応する結晶構造を示す酸化バナジウムを意味する。本明細書において、「さらに他の原子がドープされた二酸化バナジウム」とは、Ｔｉに加え他の原子がドープされた二酸化バナジウムであり、Ｘ線構造解析により対応する結晶構造を示す酸化バナジウムを意味する。
【００４７】
別の態様において、上記酸化バナジウムは、
式：Ｖ１−ｘ−ｙＴｉｘＭｙＯ２
［式中、Ｍは、Ｗ、Ｔａ、ＭｏまたはＮｂであり、
ｘは０．０２以上０．３０以下であり、
ｙは０以上であって、
ＭがＷである場合、ｙは０．０５以下であり、
ＭがＴａ、ＭｏまたはＮｂである場合、ｙは０．１５以下である。］
で表される酸化バナジウムである。このような酸化バナジウムを用いることにより、セラミック材料の耐湿性が向上する。
【００４８】
好ましくは、上記式中、ｘは、０．０５以上０．１０以下であり得る。
【００４９】
一の態様において、上記酸化バナジウムは、酸化バナジウムを含有するコア部と、その表面を被覆するルチル構造を有する材料の被膜とを有する粒子であり得る。このような酸化バナジウムを用いることにより、セラミック材料の耐湿性が向上する。
【００５０】
好ましくは、酸化バナジウムは、上記した酸化バナジウムあり得る。また、好ましくは、ルチル構造を有する材料は、酸化チタン（ＩＶ）である。
【００５１】
上記酸化バナジウムが相転移する温度は、冷却対象物、冷却目的などに応じて適宜選択され、例えば冷却対象物がＣＰＵである場合、昇温時２０〜１００℃、好ましくは４０〜６０℃で相転移することが好ましい。上記酸化バナジウムが相転移する温度、即ち、上記酸化バナジウムが潜熱を示す温度は、他の原子を添加（ドープ）し、その原子の添加量を調節することにより調整することができる。
【００５２】
上記酸化バナジウムは、好ましくは３５Ｊ／ｇ以上、より好ましくは４０Ｊ／ｇ以上、さらに好ましくは４３Ｊ／ｇ以上の初期潜熱量を有する。より大きな潜熱量を有することにより、より小さな体積で大きな冷却効果を発揮できるので、小型化の点で有利である。ここに、「潜熱」とは、物質の相が変化するときに必要とされる熱エネルギーの総量であり、本明細書においては、固体−固体の相転移、例えば電気・磁気・構造相転移に伴う吸発熱量の事をいう。
【００５３】
上記吸熱材は、粒子（粉末）状であることが好ましい。上記吸熱材の平均粒径（Ｄ５０：体積基準で粒度分布を求め、全体積を１００％とした累積曲線において、累積値が５０％となる点の粒径）は、特に限定されないが、例えば、０．１〜数百μｍ、具体的には０．１〜９００μｍ、代表的には約０．２〜５０μｍであり、好ましくは、０．５〜４０μｍであり得る。かかる平均粒径は、レーザー回折・散乱式 粒子径・粒度分布測定装置または電子走査顕微鏡を用いて測定することができる。平均粒径は、取り扱いの容易性および耐湿性の観点から、０．２μｍ以上であることが好ましく、より緻密に成形できるという観点から、５０μｍ以下であることが好ましい。
【００５４】
外装部４に含まれる吸熱材の量は、用いる絶縁性材料および吸熱材に応じて適宜選択され得るが、外装部全体に対して、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上、さらに好ましくは３０質量％以上である。また、外装部４に含まれる吸熱材の量は、外装部全体に対して、好ましくは４０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下である。吸熱材の量をより多くすることにより、コイル部品の温度上昇の抑制効果がより大きくなる。一方、吸熱材の量をより少なくすることにより、絶縁性材料、例えば樹脂材料が有する特性、例えば粘性、弾性等をより維持することができる。
【００５５】
一の態様において、外装部４は、さらに別の材料を含んでいてもよい。
【００５６】
上記別の材料としては、特に限定されないが、例えば磁性金属粒子、磁性合金粒子、その他のフィラー、例えば無機粒子、ガラス粒子等を含んでいてもよい。外装部に、磁性金属粒子または磁性合金粒子を含ませることにより、コイル部品の磁気的特性を修飾することができる。また、外装部に、その他のフィラー、例えば熱伝導性に優れたフィラーを含ませることにより、吸熱の効果を向上させることができる。
【００５７】
外装部の形成方法は、自体公知の方法により形成することができ、例えば絶縁性材料である樹脂と吸熱材の粒子を混合し、得られた混合物を、ディスペンサ、インクジェット等を用いることによりコイル上に供給し、次いで、硬化させることにより形成することができる。
【００５８】
上記電極６ａおよび６ｂを構成する材料は、特に限定されないが、例えば、Ａｕ、Ｐｂ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ等の金属およびこれらの合金などが挙げられる。電極６ａ，６ｂの形成方法は、特に限定されず、例えばＣＶＤ法、電解めっき、無電解めっき、蒸着、スパッタ、導電性ペーストの焼き付け等を用いることができる。
【００５９】
本発明のコンデンサは、外装部に吸熱材を含んでいるので、使用時に銅損等により生じた熱を吸熱材で吸収することができ、これによりコイル部品の温度上昇を抑制することができる。コイル部品の温度上昇を抑制することにより、巻線の抵抗が上昇することを抑制することができ、コイル部品の安定性が向上する。
【００６０】
以上、本実施形態のコイル部品１について説明したが、本発明のコンデンサは、種々の改変が可能である。
【００６１】
例えば、図２に示すようなコイル部品１１であってもよい。
【００６２】
図２に示される実施形態のコイル部品１１は、概略的には、中央部に凸部を有する形状の巻芯部１２と、巻芯部１２に巻回された巻線１３と、巻線１３を覆う外装部１４と、電極１６ａおよび１６ｂを有して成る。外装部１４中には、吸熱材１５が分散されている。巻線１３の一方の端は、電極１６ａに電気的に接続されており、他方の端は、電極１６ｂに電気的に接続されている。
【００６３】
また、一の態様において、巻芯部にも吸熱材が含まれていてもよい。巻芯部に吸熱材を含ませることにより、コイル部品の温度上昇をより抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明のコイル部品は、使用時の温度上昇が抑制されているので、より信頼性が高い。本発明のコイル部品は、種々の電子機器において、インダクタ等として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００６５】
１…コイル部品
２…巻芯部
３…巻線
４…外装部
５…吸熱材
６ａ，６ｂ…電極
１１…コイル部品
１２…巻芯部
１３…巻線
１４…外装部
１５…吸熱材
１６ａ，１６ｂ…電極
【図１】
2017069434.tif 000003
【図２】
2017069434.tif 000004