(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センタコア、前記センタコアの両側にて対向するサイドコア、及び、前記センタコアと前記サイドコアとを支持する支持コアを備える磁気コアと、前記センタコアの周囲に巻回されるコイルと、を有し、
前記センタコア及び前記サイドコアは前記支持コアに接着されており、
前記センタコアの中心に前記コイルの中心が一致する基準状態において、前記コイルの外面と前記サイドコアの対向面との間の隙間をＡ、前記コイルの内面と前記センタコアの対向面との間の隙間をＢとしたとき、隙間Ａ≦隙間Ｂの関係を備えており、
前記サイドコアの対向面は、凹型であって前記コイルの外面に沿って形成されていることを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記磁気コアはダストコアで形成される請求項１記載の電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃等が加わっても磁気コアの破壊を従来に比べて抑制できる電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気コアと、磁気コアのセンタコアに巻回されたコイルとを備える電子部品（コイル部品）は、電源回路、変圧器、チョークコイル等の様々な用途で使用される。
【０００３】
従来では、上記の電子部品に衝撃が加わると、コイルがセンタコアに衝突してセンタコアに応力が加わり、これにより、センタコアが破壊するといった問題があった。
【０００４】
特に、センタコアとセンタコアを支持する支持コアとが接合面にて接着されている形態では、接合面が応力（せん断応力）に対して弱いため、接合付近が破壊されやすいといった問題があった。また、電子部品が比較的大型でコイル質量が大きい（具体的には数百ｇ〜数ｋｇ）構成では顕著に上記問題が現れた。さらに、磁気コアが金属磁性粉末と結着材とで形成したダストコアで形成される場合、衝撃性に弱く破壊しやすかった。
【０００５】
下記に示す特許文献に記載された発明には、センタコアに衝撃が加わるのを防止する構造が開示されていない。
【特許文献１】特開２０００−１１４０５２号公報
【特許文献２】特開２００６−３２４４５６号公報
【特許文献３】特開平１−２８３８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、衝撃等が加わっても磁気コアの破壊を従来に比べて抑制できる電子部品を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における電子部品は、センタコア、前記センタコアの両側にて対向するサイドコア、及び、前記センタコアと前記サイドコアとを支持する支持コアを備える磁気コアと、前記センタコアの周囲に巻回されるコイルと、を有し、
前記センタコア及び前記サイドコアは前記支持コアに接着されており、
前記センタコアの中心に前記コイルの中心が一致する基準状態において、前記コイルの外面と前記サイドコアの対向面との間の隙間をＡ、前記コイルの内面と前記センタコアの対向面との間の隙間をＢとしたとき、隙間Ａ≦隙間Ｂの関係を備えており、
前記サイドコアの対向面は、凹型であって前記コイルの外面に沿って形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では、コイルの外面とサイドコアの対向面との間、及び、コイルの内面とセンタコアの対向面との間に、夫々、隙間Ａ，Ｂを設けた。そして、隙間Ａ≦隙間Ｂの関係に規制した。これにより、電子部品に衝撃力が加わっても、センタコアに応力が加わるのを従来に比べて抑制でき、従来に比べて磁気コアの破壊を抑制できる。
【０００９】
本発明では、前記磁気コアがダストコアで形成される構成であっても、従来に比べて磁気コアの破壊を効果的に抑制できる。また、前記センタコア及び前記サイドコアが前記支持コアに接着されている構成でも、従来に比べて、センタコアと支持コアとの接合面に加わる応力を効果的に抑制できるため、センタコアと支持コアとの接合付近での破壊を従来に比べて効果的に抑制できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電子部品によれば、衝撃等が加わっても磁気コアの破壊を従来に比べて抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本実施形態の磁気コアとコイルを備える電子部品の側面図（ただしコイルは一部のみ示した）、図２は図１に示す支持コアを除いた状態での電子部品の正面図（図１の矢印方向Ｃから見た図）である。
【００１２】
図１に示す電子部品１は、平面で形成された下面１ａが設置台１０上に固定支持される。電子部品１は、磁気コア２とコイル３を備える。磁気コア２は、センタコア４、センタコア４の上下両側に対向するサイドコア５，５、及びセンタコア４とサイドコア５を支持する支持コア６を備える。例えば磁気コア２はＰＱ型、Ｅ−Ｅ型、Ｅ−Ｉ型であるが特に形状を限定しない。
【００１３】
センタコア４と支持コア６との間、サイドコア５と支持コア６との間は接着層７により接合されている。
【００１４】
例えば、図１、図２に示す磁気コア２はＰＱ型である。図１、図２に示すように、支持コア６にセンタコア４の端部とサイドコア５の端部とが連結された一組から成るＰＱ型の磁気コア２を用意する。この一組の磁気コア２を組み立てる際、予め巻回された（ソレノイド型）のコイル３の中央の空間８内にセンタコア４を挿入し、このとき、相対向した各組のサイドコア５の端部間、及びセンタコア４の端部間を接着層７により接合する。これにより図１，図２に示す構造の電子部品１が完成する。
【００１５】
本実施形態では、図２に示すように、コイル３の中心Ｏ１と、センタコア４の中心Ｏ２とが一致している基準状態において、コイル３の外面３ａとサイドコア５の対向面５ａとの間、及びコイル３の内面３ｂとセンタコア４の対向面４ａとの間に夫々、隙間Ａ，Ｂを設けている。「隙間」とは、コイル３とサイドコア５間、及びコイル３とセンタコア４間の間隔である。
【００１６】
そして本実施形態では図２に示すように、上記した基準状態において隙間Ａ≦隙間Ｂとなるように規制されている。好ましくは隙間Ａ＜隙間Ｂである。コイル３の幅（半径ｒ３−半径ｒ１）を一定とすれば、コイル３の内面３ｂの半径ｒ１を調整することで、隙間Ａ，Ｂの関係を規制できる。
【００１７】
上記した隙間Ａ，Ｂを備えることで、図３に示すように、電子部品１に対して、センタコア４、サイドコア５，５の並び方向である図示下方向に衝撃が加わっても、コイル３はセンタコア４に衝突しないため、従来のようにコイル質量に相当する応力がセンタコア４に加わらない。一方、本実施形態では、図３のように、コイル３の外面３ａがサイドコア５の対向面５ａに衝突するため応力をサイドコア５が受ける形となる。このときサイドコア５は応力を面（対向面５ａ）で受けるため、応力を緩和でき磁気コア２の破壊を抑制することができる。また上記のように隙間Ａ＜隙間Ｂの関係を満たすことで、コイル３がセンタコア４に衝突するのを確実に防止でき、センタコア４に応力が加わるのを確実に防止できる。
【００１８】
図１に示す磁気コア２では、センタコア４及びサイドコア５の端部が支持コア６に接着層７を介して接合されている。このような形態では、接合面がせん断応力に対して弱く、センタコア４に応力が加わると、接合面付近が破壊されやすいが、本実施形態では、センタコア４に加わる応力を従来より抑制できるので、センタコア４が支持コア６に接着層７を介して接合された形態に対しても、従来に比べて接合面付近の破壊を効果的に抑制できる。
【００１９】
上記では図３に示すように一方向から衝撃が加わったときについて説明したが、上下方向に振動が加わったときでも、本実施形態によればセンタコア４に加わる応力を抑制でき、一方、サイドコア５，５は応力を面で受け取るため応力を従来に比べて緩和でき、磁気コア２が破壊されるのを適切に抑制することが出来る。
【００２１】
図２に示すように、正面から見たとき、センタコア４は円形で、コイル３はリング状で形成され、サイドコア５の対向面５ａは凹型の湾曲面で形成されるが、形状は特に限定されない。例えばセンタコア４は四角形状や楕円形状であってもよい。それに合わせて、コイル３の内面３ｂ及び外面３ａ、サイドコア５の対向面５ａを四角形状や楕円形状で形成する。
【００２２】
次に、材質について説明する。コイル３はＣｕ等で形成される。接着層７には、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂等が用いられる。また磁気コア２は、ダストコアで形成される。ダストコアは、磁性粉末と樹脂等の結着材とを圧縮成形した後、熱処理したものである。ダストコアは、磁性粉末が組織中に多数個存在し、各磁性粉末間が結着材にて絶縁された状態となっている。
【００２３】
磁性粉末は、例えばＦｅと、少なくとも、Ｃ、Ｐ、Ｂ、及びＳｉを含む。さらにＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｓｎ、Ａｌより選ばれる１種または２種以上の元素を含んでもよい。あるいは磁性粉末は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金でもよい。
【００２４】
結着材としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、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（Ｎａ2Ｏ-ＳｉＯ2）、酸化物ガラス粉末（Ｎａ2Ｏ-Ｂ2Ｏ3-ＳｉＯ2、ＰｂＯ-Ｂ2Ｏ3-ＳｉＯ2、ＰｂＯ-ＢａＯ-ＳｉＯ2、Ｎａ2Ｏ-Ｂ2Ｏ3-ＺｎＯ、ＣａＯ-ＢａＯ-ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3-Ｂ2Ｏ3-ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3-ＳｉＯ2）、ゾルゲル法により生成するガラス状物質（ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2等を主成分とするもの）等を挙げることができる。
【００２５】
磁性粉末は、ダストコア中に２０質量％〜７０質量％程度の範囲内で含まれる。
一概に判断できないが、一般的に、上記したダストコアは焼結体に比べて、応力が加わったときに破壊されやすい性質を持つ。本実施形態では、電子部品１に衝撃力が加わってもセンタコア４に作用する応力を従来に比べて抑制できるので、磁気コア２にダストコアを用いても、従来に比べて磁気コア２の破壊を効果的に抑制できる。
【００２６】
次に電子部品１の大凡の大きさについて説明する。図１に示す電子部品1の長さ寸法Ｌ１は、２０ｍｍ〜１２０ｍｍ、コイル３の長さ寸法Ｌ２は、１０ｍｍ〜８０ｍｍ、高さ寸法Ｈ１は、４０ｍｍ〜１００ｍｍである。また図２に示す電子部品１の幅寸法Ｔ１は、３０ｍｍ〜７０ｍｍである。また、センタコア４の半径ｒ２は、６ｍｍ〜２３ｍｍ、コイル３の内面３ｂの半径ｒ１は、８ｍｍ〜２４ｍｍ、コイル３の外面３ａの半径ｒ３は、１７ｍｍ〜３３ｍｍ、隙間Ａ、Ｂは０．５ｍｍ〜２の間で隙間Ａ≦隙間Ｂとなるように調整し設定する。
【００２７】
上記したようにコイル３は例えばＣｕで形成されるが、上記の寸法で形成されたコイル３の質量は数百ｇ〜数ｋｇである。このようにコイル質量が比較的大きい電子部品１に対して隙間Ａ≦隙間Ｂの関係を満たすことで電子部品１に衝撃が加わってもセンタコア４に加わる応力を効果的に抑制でき従来に比べて磁気コア２の破壊を抑制することができる。
【００２８】
また本実施形態ではコイル３の外面３ａとサイドコア５との間に例えば筒を組み込み、コイル３とサイドコア５間の隙間Ａが隙間Ｂより小さくなるように調整してもよい。ただし、コイル３とサイドコア５間に樹脂を充填し熱硬化して固める形態では、応力が磁気コア２に加わり、衝撃等を受けたとき、磁気コア２とコイル３間に樹脂を充填しない本実施形態に比べて磁気コアが破壊しやすいといった問題があるため好ましくない。また樹脂を充填する工程が必要となり製造工程が煩雑化するといった問題もある。しかし、充填する樹脂の弾性係数が低く、あるいはゲル状であったり、又は、コイル３の重量が重い場合は樹脂を充填しない場合と同じような作用効果を生ずるものであるため、このような場合、軟質な樹脂を充填しても良い。
【００２９】
本実施形態の電子部品１は、電源回路、変圧器、チョークコイル等の様々な用途で使用される。例えば、コンデンサ等と接続して昇圧コイルとして使用できる。
【実施例】
【００３０】
実験では図１，図２に示す形態の電子部品１を用意した。磁気コア２は、磁性粉末がＦｅ74.43st%Ｃｒ1.96at%Ｐ9.04at%Ｃ2.16at%Ｂ7.54at%Ｓｉ4.87at%、結着材がシリコン樹脂であった。
【００３１】
電子部品１の長さ寸法Ｌ１を約７７ｍｍ、高さ寸法を約７４ｍｍ、コイル長さＬ２を約４８ｍｍ、幅寸法Ｔ１を約５０ｍｍ、センタコア４の半径ｒ２を１７．５ｍｍ、隙間Ａを１ｍｍ、隙間Ｂを２ｍｍとした。このように隙間Ａ＜隙間Ｂの関係を満たす（実施例）。
なお、コイル３はＣｕからなり、コイル質量は約４６０ｇであった。
【００３２】
実験では上記実施例のほかに、隙間Ａを２ｍｍ、隙間Ｂを１ｍｍとし隙間Ａ＞隙間Ｂの関係を満たす比較例も製造した。
【００３３】
実験では、上記した実施例及び比較例の試料（電子部品）に対して、図５に示す振り子試験を行った。実験では加速度を所定値に設定し加速度を加速度センサ２０にて測定しながら、ストッパ２１に試料を衝突させ、この振り子運動を２０回行った。最大加速度を４９００ｍ／Ｓ2に設定した。
【００３４】
実施例では図３に示すように衝撃力が加わってもコイル３がセンタコア４に衝突することはなくセンタコア４に応力が加わらないが、比較例では、隙間Ａ＞隙間Ｂの関係であるため、図４に示すように衝撃力が加わるとコイル３の内面３ｂがセンタコア４の対向面４ａに衝突しセンタコア４に応力が加わる。
【００３５】
【表１】
0005021515.tif 000002
【００３６】
上記表１は、実施例及び比較例に対する振り子運動の回数と磁気コアの割れの有無を示している。表１に示す○は割れ無し、×が割れ有りである。
【００３７】
表１に示すように比較例は振り子試験を６回行ったところ図６に示すように磁気コアに大きな割れが生じた。一方、実施例では振り子試験を２０回行っても図７に示すように磁気コアに割れは生じなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施形態における電子部品の側面図（ただしコイルは一部のみ示した）、
【図２】図１に示す支持コアを除いた状態での電子部品の正面図（図１の矢印方向Ａから見た図）、
【図３】本実施形態における電子部品に衝撃が加わったときの説明図、
【図４】比較例における電子部品に衝撃が加わったときの説明図、
【図５】振り子試験の模式図、
【図６】振り子試験を６回行った時点での比較例の電子部品の外観写真、
【図７】振り子試験を２０回行った時点での実施例の電子部品の外観写真、
【符号の説明】
【００３９】
１  電子部品
２  磁気コア
３  コイル
４  センタコア
５  サイドコア
６  支持コア
７  接着層
【図１】
0005021515.tif 000003
【図２】
0005021515.tif 000004
【図３】
0005021515.tif 000005
【図４】
0005021515.tif 000006
【図５】
0005021515.tif 000007
【図６】
0005021515.tif 000008
【図７】
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