JP6784014B2 - コイル装置 - Google Patents
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Description
磁性材と当該磁性材を繋ぐ結合材とを含有しており、前記コイル部を覆う磁性材含有部と、
前記コイル部と前記磁性材含有部との間に挟まれる第1部分と、前記絶縁被覆ワイヤに流れる電流に応じて前記磁性材含有部に生じる磁束の流れ方向に関して前記磁性材含有部に両側を挟まれる第2部分とを有しており、前記磁性材含有部より樹脂含有率が高い樹脂層と、を有する。
前記第1部分は、前記上面及び前記底面のうちいずれか一方と、前記磁性材含有部との間に配置されていてもよい。
コイル装置10の製造では、まず、コイル装置10の磁性材含有部30の底部34の材料である底部材料134(図4(a)参照)を準備する。底部材料134は、磁性材の粉体及び結合材を含む顆粒を圧縮成型して形成される。
図4に示すように、磁性体と結合材を含む顆粒によって底部材料134を成型したのち、その表面にスプレーコートにより樹脂層材料140を形成し(図4(a))、樹脂材料140の上にコイル部20を設置して金型内に投入する(図4(b))。さらに磁性体と結合材を含む顆粒を金型内に投入して加圧成型してコイル装置材料100を得、その後コイル装置材料を加熱処理することにより、コイル装置10を得た。なお、比較例である試料1及び試料2の作成時は、樹脂層材料140を形成する工程を省略した。試料の条件は以下のとおりである。
・顆粒:磁性材としてFe−Si−Cr合金(平均粒径0.5〜10μm)100gに、水に溶解したシランカップリング剤を加え、110℃で30分加熱し、磁性材表面に絶縁被膜を形成した。上記磁性材にアセトンに希釈したエポキシ樹脂を磁性粉重量に対して3重量%加え攪拌した後、250ミクロンの目開きのメッシュをパスさせ、室温で24時間乾燥させ、顆粒を得た。
・コイル部:絶縁被覆ワイヤ(線材:AIW(断面0.06×0.3mm)、絶縁被膜:ポリアミドイミド)を用いて作成した空芯コイル(10T、内径1.3mm)を用いた。
・樹脂層材料:アセトンに希釈したエポキシ樹脂を用いた。
・成型圧力:2t〜6t(表1参照)
・加熱条件:170℃ 1.5時間
・コイル装置寸法:2.0×1.6×0.7mm(2016サイズ)
樹脂層厚さ:0μm、0.1μm、1.0μm、3.0μm
上述のようにして得られたNo.1〜No.6の試料について、衝撃試験と、実効μiの測定と、被膜損傷試験と、直流重畳特性の測定を実施した。結果を表1に示す。なお、各試験の条件は以下の通りである。
衝撃試験:低温(−55℃)から高温(+125℃)の温度変化を、1000サイクル行い、試験前後の各試料の特性値(インダクタンス値)の変化が許容範囲内であるかを確認。インダクタンス値の変化が10%以内である水準を良品と判断。
直流重畳特性:周波数1.000kHz、印加電圧0.5V、温度23℃、直流電流0〜5A(1kHzのインダクタンス)
実効μi:直流重畳(上述)した際の実効初透磁率を測定。
被膜損傷試験:絶縁被膜の損傷によってコイル部にショートが発生していないことを、各試料の特性値(インダクタンス値)の測定により確認。1000kHzのインダクタンス値の変化が10%以内、かつ周波数を変化させてインダクタンス値を測定した時、所定の共振ピークが見られる水準を良品と判断。
樹脂層を有する試料No.3〜No.6は、衝撃試験で向上が見られ、樹脂層を有しない試料No.1より耐衝撃性が向上していることが確認できた。樹脂層が無い場合、成型圧力4t/cm2(試料No.2)でコイル部の被膜損傷が発生し、これ以上成型圧力を上げることが困難であることが判明したが、樹脂層を有する場合(試料No.2〜試料No.6)、成型圧力6t/cm2でも被膜損傷は発生せず、樹脂層が無い場合に比べて成型圧力を上げられることが確認できた。また、樹脂層を有する試料No.3、試料No.4から、成型圧力を上げることにより実効μiを向上させられることが確認できた。さらに、樹脂層の厚みを0.1〜3.0μmの間で変化させた試料No.4〜試料No.6の比較から、樹脂層の厚みによってコイル装置の直流重畳特性を変更できることが確認できた。
20…コイル部
20a…絶縁被覆ワイヤ
20aa…端部
21d…底面
30、230、330…磁性材含有部
31、331…外表面
33…上部
34、234、334…底部
35、235、335…外周部
330a…凹状部
330b…凸状部
40、240、340…樹脂層
41、241、341…第1部分
42、242、243、342、343、344…第2部分
Claims (3)
- 絶縁被覆ワイヤを中空筒状に巻回して成るコイル部と、
磁性材と当該磁性材を繋ぐ結合材とを含有しており、前記コイル部を覆う磁性材含有部と、
前記コイル部と前記磁性材含有部との間に挟まれる第1部分と、前記絶縁被覆ワイヤに流れる電流に応じて前記磁性材含有部に生じる磁束の流れ方向に関して、少なくとも前記コイル部の外周側で前記磁性材含有部に両側を挟まれる第2部分とを有しており、前記磁性材含有部より樹脂含有率が高い樹脂層と、を有し、
前記磁性材含有部は、前記磁性材と前記結合材としての樹脂とを含有し前記樹脂層の一方側に配置される第1磁性材含有部と、前記磁性材と前記結合材としての樹脂とを含有し前記樹脂層の他方側に配置される第2磁性材含有部とを組み合わせてなり、
前記第1部分と前記第2部分とは、互いに連続しており1つの前記樹脂層を形成しており、
前記樹脂層は薄層状からなり、前記樹脂層の厚みは0.1〜3μmであり、前記樹脂層は、前記第1磁性材含有部の樹脂が前記第1磁性材含有部の表層部分に集中して形成されるコイル装置。 - 前記コイル部の表面は、内周側面、外周側面、上面及び底面を含み、
前記第1部分は、前記上面及び前記底面のうちいずれか一方と、前記磁性材含有部との間に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のコイル装置。 - 前記樹脂層は、前記磁性材含有部の外表面まで連続しており、前記外表面まで連続する前記樹脂層は、前記コイル部の表面に含まれる外周側面と前記外表面との間に挟まれる前記磁性材含有部の最薄部分に、接していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のコイル装置。
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