JP2006245418A - Inductance component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、チョークコイル、トランス、インダクタなどの磁気素子であるインダクタンス部品に関し、特に、軟磁性材料粉末を用いた軟磁性磁芯と巻線コイルを一体化してなるインダクタンス部品に関するものである。 The present invention relates to an inductance component that is a magnetic element such as a choke coil, a transformer, and an inductor, and more particularly to an inductance component in which a soft magnetic core using a soft magnetic material powder and a winding coil are integrated.
従来、高周波用インダクタンス部品に用いられている磁芯としては、一般的にソフトフェライト焼結体、高珪素鋼薄板の積層体、あるいは純鉄粉、アモルファス鉄粉、Ｆｅ−Ｓｉ粉末、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ粉末などの軟磁性粉末を用いた軟磁性磁芯がある。 Conventionally, as a magnetic core used for an inductance component for high frequency, generally a soft ferrite sintered body, a laminate of high silicon steel thin plate, or pure iron powder, amorphous iron powder, Fe-Si powder, Fe-Cr There is a soft magnetic core using soft magnetic powder such as Si powder.
これらの材料が使用される理由として、ソフトフェライトの場合は材料自体の比抵抗が高いこと、高珪素鋼の場合は薄板化が容易なこと、軟磁性磁芯の場合は軟磁性粉末材料自体の比抵抗が低くても高分子絶縁材料と複合化することで渦電流を小さくすることが出来ること、などのためである。 The reason why these materials are used is that the specific resistance of the material itself is high in the case of soft ferrite, the thin plate is easy in the case of high silicon steel, and the soft magnetic powder material itself is in the case of a soft magnetic core. This is because, even if the specific resistance is low, the eddy current can be reduced by combining with a polymer insulating material.
ところで、最近の各種電子機器の急激な小型化と高機能化に伴い、インダクタンス部品には、その小型化と同時に大きな直流電流下においても高いインダクタンス値が求められている。 By the way, with the recent rapid miniaturization and high functionality of various electronic devices, inductance components are required to have high inductance values even under large DC currents at the same time as miniaturization.
これを達成するには、磁芯の飽和磁束密度と高周波での損失特性とを同時に向上させることが必要である。また、大電流化により、巻線コイルの電気抵抗に起因する銅損によるインダクタス部品の発熱が増大しており、この温度上昇を抑制する方法も求められている。 In order to achieve this, it is necessary to simultaneously improve the saturation magnetic flux density of the magnetic core and the loss characteristics at high frequencies. Further, due to the increase in current, the heat generation of the inductance component due to the copper loss due to the electric resistance of the winding coil is increasing, and a method for suppressing this temperature rise is also required.
しかしながら、ソフトフェライトの場合、飽和磁束密度を向上させることは検討されてはいるものの、理論的な上限に近づいていて、殆ど改善されてないのが実情である。また、高珪素鋼の場合、材料自体の飽和磁束密度は高いものの、高周波帯域用に対応させるためには、高周波になればなるほど材料自体を薄板化し、積層枚数を多くしなければならないため、絶縁層が増加することにより積層材料自体の占積率が低下し、飽和磁束密度の低下を招くという問題がある。 However, in the case of soft ferrite, although the improvement of the saturation magnetic flux density has been studied, the situation is approaching the theoretical upper limit and hardly improved. In the case of high silicon steel, although the saturation flux density of the material itself is high, in order to correspond to the high frequency band, the higher the frequency, the thinner the material itself and the greater the number of laminated layers. As the number of layers increases, the space factor of the laminated material itself decreases, and there is a problem in that the saturation magnetic flux density decreases.
一方、軟磁性磁芯は微細な粉末の粒子間に、高分子材料などの絶縁材料を挿入することによって高比抵抗化の実現が可能であり、Ｆｅ系の軟磁性粉末を使用した圧粉磁芯では、高い飽和磁束密度を確保できる。このことから、近年、大きく需要が伸長している高周波で且つ大電流を必要とするインダクタンス部品用の磁芯として、非常に適した材料となり得る。 On the other hand, soft magnetic cores can achieve high specific resistance by inserting an insulating material such as a polymer material between fine powder particles. A high saturation magnetic flux density can be secured at the core. Therefore, in recent years, it can be a very suitable material as a magnetic core for an inductance component that requires a high frequency and a large current that has been greatly demanded in recent years.
また、このような軟磁性磁芯は、高密度成形することにより高飽和磁束密度を達成できる。しかしながら、この高密度成形技術にも限界が近づいており、高密度成形技術の改善が進んでいるものの、軟磁性磁芯の更なる高密度化は困難になってきている。また、大電流化に対応させるための直流重畳特性を改善する方策についても、まだ検討しなければならない課題である。 Further, such a soft magnetic core can achieve a high saturation magnetic flux density by high density molding. However, the limit is approaching this high-density molding technique, and although improvement of the high-density molding technique is progressing, it is difficult to further increase the density of the soft magnetic core. In addition, measures for improving the DC superimposition characteristics for coping with the increase in current are still issues to be studied.
このような課題に対処する技術として、特許文献１、特許文献２には、巻線コイルと軟磁性金属粉末を用いた軟磁性磁芯を一体成形した構造で、直流重畳特性を改善する旨が開示されているが、軟磁性磁芯に用いる軟磁性粉末の飽和磁化にも限界があり、軟磁性粉末材料の改良による更なる大電流化への対応は難しい状況にある。
As a technique for coping with such a problem,
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、直流重畳特性の改善により大電流に対応したインダクタンス部品を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an inductance component corresponding to a large current by improving the direct current superposition characteristics.
本発明は、前記課題を解決するために、インダクタンス部品の直流重畳特性を向上させる手段として、永久磁石により磁路に磁気バイアスをかけることを検討した結果なされたものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has been made as a result of investigating applying a magnetic bias to a magnetic path by a permanent magnet as means for improving the DC superposition characteristics of an inductance component.
また、本発明においては、前記永久磁石として、１１９０ｋＡ／ｍ以上の固有保持力と、３００℃以上のキュリー温度を有する永久磁石を用い、小型で薄型であると共に大電流での良好な直流重畳特性を確保するために、永久磁石には２−１７型ＳｍＣｏ希土類磁石粉末、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石粉末、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ磁石粉末から選ばれる少なくとも１種を構成要素とするボンド磁石を用いるインダクタンス部品である。 In the present invention, a permanent magnet having an intrinsic holding force of 1190 kA / m or more and a Curie temperature of 300 ° C. or more is used as the permanent magnet, which is small and thin, and has good DC superposition characteristics at a large current. In order to ensure the above, the permanent magnet is a bonded magnet comprising at least one selected from 2-17 type SmCo rare earth magnet powder, Sm-Fe-N magnet powder, and Nd-Fe-Co-B magnet powder. Inductance component to be used.
さらに本発明においては、軟磁性磁芯に６５〜８０％の粉末充填率と２０〜６０の高透磁率を付与するために、磁芯を構成する軟磁性粉末の粒度が、その粉末構成比において、粒子径が１５μｍ以下の粒子、及び粒子径が５０μｍ以上の粒子がそれぞれ１０質量％以下で、平均粒子径が２０〜３０μｍの正規分布を有する粉末と、平均粒子径が５μｍ以下の粉末、及び２０μｍ以上の粉末がそれぞれ１０質量％以下で平均粒子径が７〜１２μｍの正規分布を有する、少なくとも２種類以上の粉末により構成し、その粒度分布が２つ以上の独立したピークを有することが望ましい。 Furthermore, in the present invention, in order to give the soft magnetic core a powder filling rate of 65 to 80% and a high magnetic permeability of 20 to 60, the particle size of the soft magnetic powder constituting the magnetic core is determined by the powder composition ratio. Particles having a particle size of 15 μm or less and particles having a particle size of 50 μm or more, each having a normal distribution with an average particle size of 20 to 30 μm, a powder having an average particle size of 5 μm or less, and It is desirable that the powder of 20 μm or more is composed of at least two kinds of powders each having a normal distribution of 10% by mass or less and an average particle size of 7 to 12 μm, and the particle size distribution has two or more independent peaks. .
即ち、本発明によれば、軟磁性材料粉末とバインダーを含む混和物を加圧成形してなる軟磁性磁芯の内部に、巻線コイルが封じ込まれた構造の磁芯一体型のインダクタンス部品において、前記巻線コイルが形成する磁界とは逆向きの磁化を有する永久磁石が前記軟磁性磁芯の内部に少なくとも１個以上配置されているインダクタンス部品が得られる。 That is, according to the present invention, a magnetic core integrated inductance component having a structure in which a winding coil is enclosed in a soft magnetic magnetic core formed by pressure-molding a mixture containing a soft magnetic material powder and a binder. In this case, it is possible to obtain an inductance component in which at least one permanent magnet having magnetization opposite to the magnetic field formed by the winding coil is disposed inside the soft magnetic core.
また、本発明によれば、前記永久磁石が１１９０ｋＡ／ｍ以上の固有保持力であり、３００℃以上のキュリー温度を有するインダクタンス部品が得られる。 Further, according to the present invention, an inductance component having a permanent holding force of 1190 kA / m or more and a Curie temperature of 300 ° C. or more can be obtained.
また、本発明によれば、前記永久磁石は、２−１７型ＳｍＣｏ希土類磁石粉末、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石粉末、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ磁石粉末の少なくとも一種類以上とバインダーを含むボンド磁石であるインダクタンス部品が得られる。 Further, according to the present invention, the permanent magnet is a bonded magnet containing at least one kind of 2-17 type SmCo rare earth magnet powder, Sm-Fe-N magnet powder, Nd-Fe-Co-B magnet powder and a binder. An inductance component is obtained.
本発明による巻線コイルと軟磁性磁芯を一体化されたインダクタンス部品によれば、製造コストが低減できることに加え、磁路の一部に巻線コイルが形成する磁界方向とは逆向きに着磁されたボンド磁石を挿入することで、従来に比べてもより大電流を通電することが可能となることから、安価で定格電流を高めたインダクタンス部品を供給することができる。また、本発明によれば、封入したボンド磁石による逆印加磁界効果から、０〜４５Ａまでインダクタンスの低下率が０〜１０％と安定した直流重畳特性を有するインダクタンス部品が得られる。 According to the inductance component in which the winding coil and the soft magnetic core according to the present invention are integrated, the manufacturing cost can be reduced, and the direction of the magnetic field formed by the winding coil in a part of the magnetic path is reversed. By inserting a magnetized bonded magnet, it is possible to supply a larger current than in the past, so that it is possible to supply an inductance component that is inexpensive and has a higher rated current. In addition, according to the present invention, an inductance component having a stable DC superimposition characteristic with an inductance reduction rate of 0 to 10% from 0 to 45 A can be obtained from the reverse applied magnetic field effect by the enclosed bond magnet.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
図１は、本発明の高周波用インダクタンス部品の基本構成に係る一例を示した外観斜視図である。また、図２は、図１に示す基本構成の巻線コイルの内周中央部に永久磁石を配置してなる本発明によるインダクタンス部品の一例を示す図で、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は側面図である。 FIG. 1 is an external perspective view showing an example of the basic configuration of the high-frequency inductance component of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an example of an inductance component according to the present invention in which a permanent magnet is arranged in the central portion of the inner periphery of the winding coil having the basic configuration shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 2B is a side view.
図１及び図２に示すように、本発明者らは、軟磁性金属粉末とバインダーにより構成される軟磁性磁芯の内部に巻線コイルが封じ込まれているとともに加圧成形されて一体化されているインダクタンス部品の磁路の一部に巻線コイルによる磁化方向とは逆向きに着磁された永久磁石を挿入し、巻線コイルによる磁化方向とは逆成分の磁束を発生させることで、実効磁束密度を大きくできることを見いだした。それにより、見かけ上、飽和磁束密度が向上し、巻線コイルへ大電流を通電した時においても軟磁性磁芯が磁化飽和しないインダクタンス部品を提供できる。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the inventors of the present invention have a winding coil enclosed in a soft magnetic core composed of soft magnetic metal powder and a binder, and are pressed and integrated. By inserting a permanent magnet that is magnetized in the direction opposite to the magnetization direction of the winding coil into a part of the magnetic path of the inductance component that is being generated, a magnetic flux having a component opposite to the magnetization direction of the winding coil is generated. They found that the effective magnetic flux density can be increased. Thereby, the saturation magnetic flux density is apparently improved, and an inductance component in which the soft magnetic core does not saturate even when a large current is passed through the winding coil can be provided.
まず、軟磁性磁芯について説明する。軟磁性磁芯を構成する軟磁性粉末としては、アモルファス鉄粉、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｓｉ粉末、純鉄粉、Ｆｅ−Ｓｉ粉末などが挙げられるが、基本的に粉末で得られる磁性体であれば、使用可能である。 First, the soft magnetic core will be described. Examples of the soft magnetic powder constituting the soft magnetic core include amorphous iron powder, Fe-Cr-Si powder, pure iron powder, Fe-Si powder, etc. Can be used.
また、軟磁性磁芯は、上記の軟磁性粉末とバインダーとで構成されている。バインダーは、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂など、各種の熱可塑性高分子材料、熱硬化性高分子材料が使用可能である。この時、バインダーの添加量の範囲は、１００質量部の軟磁性粉末に対して、０．１〜５質量部の添加が好ましい範囲である。 The soft magnetic core is composed of the soft magnetic powder and a binder. As the binder, various thermoplastic polymer materials and thermosetting polymer materials such as silicon resin, epoxy resin, and phenol resin can be used. At this time, the range of the addition amount of the binder is preferably a range of 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the soft magnetic powder.
またこの時、軟磁性粉末を、２水準以上の平均粒子径の粉末を組み合わせ、粉末粒度分布の最適化を図ることで、圧粉された軟磁性磁芯は、より高い軟磁性粉末充填率を有することができ、磁気飽和特性の優れたインダクタンス部品が得られる。 At this time, by combining the soft magnetic powder with powder having an average particle size of two or more levels and optimizing the powder particle size distribution, the compacted soft magnetic core has a higher soft magnetic powder filling rate. An inductance component having excellent magnetic saturation characteristics can be obtained.
具体的に言えば、圧粉された軟磁性磁芯を構成する軟磁性粉末の粒度がその粉末構成比において、粒径が１５μｍ以下の粒子及び粒径が５０μｍ以上の粒子がそれぞれ１０質量％以下で平均粒子径が２０〜３０μｍの正規分布を有する粉末と、粒径が５μｍ以下の粉末及び粒径２０μｍ以上の粉末がそれぞれ１０質量％以下で平均粒子径が７〜１２μｍの正規分布を有する、少なくとも２種類以上の粉末により構成され、その粒度分布が２つ以上の独立したピークを有する混合粉末を調製し、軟磁性磁芯の成形体を得るようにすれば良い。 Specifically, the particle size of the soft magnetic powder composing the compacted soft magnetic core is 10% by mass or less of particles having a particle size of 15 μm or less and particles having a particle size of 50 μm or more, respectively. And a powder having a normal distribution with an average particle size of 20 to 30 μm, a powder having a particle size of 5 μm or less, and a powder having a particle size of 20 μm or more have a normal distribution of 10% by mass or less and an average particle size of 7 to 12 μm, What is necessary is just to prepare the mixed powder which is comprised by at least 2 or more types of powder, and the particle size distribution has two or more independent peaks, and obtains the soft magnetic core compact.
さらに、粒度分布の最適化により粉末充填率を高めたことで、より高い透磁率を有する圧粉磁芯を作製することが可能となる。 Furthermore, by increasing the powder filling rate by optimizing the particle size distribution, it is possible to produce a dust core having a higher magnetic permeability.
次に、巻線コイルについて説明する。巻線コイルとしては、断面形状が長方形の平角導体を、断面の長辺が巻線コイルの軸と垂直となるように巻き回したエッジワイズ巻のものを用いることにより、巻線コイルの占積率を向上することができる。また、図には特に示していないが、通常は平角導体の端末にフォーミングを施すことで、基板などへの実装用の端子とする。 Next, the winding coil will be described. As a winding coil, use a rectangular conductor with a rectangular cross-section and an edgewise winding with the long side of the cross-section being perpendicular to the axis of the winding coil. The rate can be improved. Although not specifically shown in the figure, the terminal of the flat conductor is usually formed to form a terminal for mounting on a substrate or the like.
最後に、永久磁石について説明する。ここで、永久磁石の種類は、２−１７型ＳｍＣｏ希土類磁石粉末、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石粉末、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ磁石粉末から選ばれる少なくとも１種を構成要素とするボンド磁石であるが、リフロー条件及び耐酸化性を考慮すると、Ｔｃが３００℃以上、保持力が１１９０ｋＡ／ｍ以上の磁力は現状では上記の磁石に限定される。 Finally, the permanent magnet will be described. Here, the kind of permanent magnet is a bonded magnet having at least one selected from 2-17 type SmCo rare earth magnet powder, Sm-Fe-N magnet powder, and Nd-Fe-Co-B magnet powder as a constituent element. However, in consideration of reflow conditions and oxidation resistance, a magnetic force having a Tc of 300 ° C. or higher and a holding power of 1190 kA / m or higher is limited to the above-described magnets at present.
また、前記巻線コイルに通電したときの発生磁束は、巻線コイル内部より外部へ放射状に分布する。ここで、ボンド磁石の挿入位置については、予め逆方向に着磁され、既に磁束を発生している永久磁石を挿入することによる漏洩磁束、或いはより効果的な逆磁界効果を考えると、巻線コイルの内周側中央部に挿入することが望ましい。 Further, the magnetic flux generated when the winding coil is energized is distributed radially from the inside of the winding coil to the outside. Here, regarding the insertion position of the bond magnet, in consideration of leakage magnetic flux by inserting a permanent magnet that has been previously magnetized in the reverse direction and has already generated magnetic flux, or more effective reverse magnetic field effect, winding It is desirable to insert in the central part on the inner peripheral side of the coil.
このとき挿入する永久磁石の大きさは、その外径ができる限り巻線コイル内径に近く、厚みは、厚い方がより高い逆磁界発生効果を得ることができ、直流重畳特性も大幅に向上するので、より高い電流まで対応できることから、定格電流をさらに大きくすることができる。 At this time, the size of the permanent magnet to be inserted is as close as possible to the inner diameter of the winding coil, and the thicker the thickness is, the higher the reverse magnetic field generation effect can be obtained and the direct current superimposition characteristics can be greatly improved. Therefore, since a higher current can be handled, the rated current can be further increased.
また、インダクタンス部品のインダクタンスも、挿入する磁石の厚みに依存して変動し、厚いと低く、薄いと高くなることから、磁石の厚みを変更することで、さまざまなインダクタンス値の要求にも対応可能である。 Inductance of the inductance component also varies depending on the thickness of the magnet to be inserted. It is low when it is thick and high when it is thin. By changing the thickness of the magnet, it is possible to meet various inductance value requirements. It is.
以上、述べてきた軟磁性磁芯、巻線コイル、永久磁石を組み合わせることで、高いインダクタンスを維持した状態で、大電流にも対応可能な優れた直流重畳特性を有するインダクタ部品の製造が可能となり、同じ形状であれば、より定格電流を高めたインダクタンス部品の提供が可能になる。 By combining the soft magnetic core, winding coil, and permanent magnet described above, it is possible to manufacture inductor components with excellent DC superposition characteristics that can handle large currents while maintaining high inductance. If the shape is the same, it is possible to provide an inductance component with a higher rated current.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not restrict | limited to the following Example.
ここでは、圧粉してなる軟磁性磁芯２を構成する軟磁性粉末として、アモルファス鉄粉とＦｅ−９．５Ｓｉ−５．５Ａｌなる組成の合金粉末を質量比で５０：５０の割合で混合したものを用いた。また、この軟磁性粉末にバインダーとして、軟磁性粉末１００質量部に対して、３質量部のシリコン樹脂を加えた。
Here, as the soft magnetic powder constituting the soft
また、巻線コイル３には、断面の寸法が１．２ｍｍ×０．４ｍｍの銅線にポリアミドイミドの絶縁被覆を施した平角導体を使用し、図１及び図２に示すように、巻数３．５ターンのエッジワイズ巻のものを用いた。
Moreover, the winding
このとき、インダクタンス部品１は巻線コイル３への巻線通電時の発生磁界量が、巻線部４の内周部分が最も高いことから、永久磁石７による効率的な逆磁界効果を得るために永久磁石７を巻線コイル３の巻線部４の中央内部に配置し、形状を１０ｍｍ×１０ｍｍ×４ｍｍとした。
At this time, since the
また、本発明である磁路中、すなわち巻線部４の内周側である巻線内周部６の中央部に挿入した永久磁石７の厚みｔを変えたときのインダクタンス部品１への逆磁界発生量を表１に示す。
Further, the reverse to the
表１から明らかなように、永久磁石７の挿入により発生する逆磁界は、永久磁石７の厚みｔに依存し増減する傾向があるが、コア材の透磁率μが１５のとき、永久磁石の厚みｔ／インダクタンス部品１の厚み＝１２．５％の厚み、すなわち０．５ｍｍと極めて薄い永久磁石を挿入しても、１２２ｍＴの磁界であり逆磁界としては十分な磁束を発生させることができる。
As is clear from Table 1, the reverse magnetic field generated by the insertion of the
また、永久磁石７の挿入により発生する逆磁界は、軟磁性磁芯２の透磁率にも依存して増減する傾向があり、軟磁性磁芯２の透磁率μが６０においては０．５ｍｍの永久磁石を用いても約２００ｍＴと高い逆磁界を発生している。ここで使用した永久磁石７の磁気特性を表２に示す。
Further, the reverse magnetic field generated by the insertion of the
表２から明らかなように、永久磁石７の磁気特性としては弱いレベルのボンド磁石を使用したにも係わらず、表１に示したような高い逆磁界の発生を確認することができた。即ち、今回実験に用いた２−１７型Ｓｍ−Ｃｏボンド磁石以外にも、上記特性以上の値を満足する永久磁石であれば材質に関係なく高い逆磁界効果が得られることがわかった。
As is clear from Table 2, it was possible to confirm the generation of a high reverse magnetic field as shown in Table 1 despite the use of a weak bonded magnet as the magnetic characteristics of the
また、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎボンド磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系ボンド磁石或いはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃｏ系ボンド磁石或いはR−Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃｏ系ボンド磁石（ＲはＮｄ以外の全ての希土類の１種類から全種類）、または１−５型Ｓｍ−Ｃｏ焼結磁石、２−１７型Ｓｍ−Ｃｏ焼結磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃｏ焼結磁石、Ｒ−Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃｏ系焼結磁石（ＲはＮｄ以外の全ての希土類のうち１種類から全種類）でも十分高い逆磁界発生効果が得られることを確認した。 Also, Sm-Fe-N bond magnets, Nd-Fe-B bond magnets, Nd-Fe-B-Co bond magnets, or R-Nd-Fe-B-Co bond magnets (R is all except Nd) 1 to 5 type Sm-Co sintered magnet, 2-17 type Sm-Co sintered magnet, Nd-Fe-B sintered magnet, Nd-Fe-B-Co sintered It was confirmed that a sufficiently high reverse magnetic field generation effect could be obtained even with a magnet and an R—Nd—Fe—B—Co based sintered magnet (R is one to all of the rare earths other than Nd).
表３に、本発明のインダクタンス部品１に使用した軟磁性粉末の３水準の平均粒子径における粒度分布を示す。
Table 3 shows the particle size distribution of the soft magnetic powder used in the
この３水準の軟磁性粉末を適当な比率にて混合し、インダクタンス部品１の成形圧力に対する粉末充填率を評価した。
These three levels of soft magnetic powder were mixed at an appropriate ratio, and the powder filling rate of the
表４に、本発明のインダクタンス部品１における軟磁性粉末の構成比率と、そのときの成形圧力に伴う軟磁性粉末の充填率の変化を示す。
Table 4 shows the composition ratio of the soft magnetic powder in the
表４から明らかなように、軟磁性磁芯２を構成する軟磁性粉末の種類が一種類にて構成される試料名Ａの場合、成型圧力が４．５ｔｏｎ／ｃｍ2のとき軟磁性粉末の充填率が５６．１％、２０ｔｏｎでも７３．０％程度である。
As is apparent from Table 4, in the case of sample name A, in which the type of soft magnetic powder constituting the soft
また、軟磁性磁芯２を構成する軟磁性粉末の水準を試料名Ｂ、試料名Ｃのように２水準以上とすることで、４．５ｔｏｎ／ｃｍ2の低圧において６７．０〜７４．５％と軟磁性粉末の充填率が向上し、２０ｔｏｎ／ｃｍ2においては７９．０〜８３．４％と高い軟磁性粉末の充填率が得られることが確認された。これは２水準以上の粒子径の軟磁性粉末を用いることは、軟磁性粉末の充填率の向上に非常に有用であり、本構成の軟磁性粉末をインダクタンス部品１に用いることで、より高いインダクタンスを得る事が可能となる。
Further, by setting the level of the soft magnetic powder composing the soft
次に、本発明によるインダクタンス部品１に負荷電流を加えたときの、インダクタンスの変化率を表５に示す。また、表５のデータをグラフ化して図３に示す。
Next, Table 5 shows the rate of change in inductance when a load current is applied to the
表５及び図３から明らかなように、永久磁石を挿入しない従来構造のインダクタ部品においては、直流重畳特性が悪く、１Ａからインダクンスの低下傾向が認められ、２０Ａで１５％、４５Ａでは約４０％と大幅なインダクタンスの低下がみられる。一般にインダクタンスの変化率としては、１０％以下である必要があることから、この従来構造のインダクタ部品は、定格電流として１５Ａ程度が限界である。 As apparent from Table 5 and FIG. 3, in the inductor component having a conventional structure in which no permanent magnet is inserted, the direct current superimposition characteristic is poor, and a decreasing tendency of inductance is recognized from 1A, 15% at 20A, and approximately 40% at 45A. There is a significant decrease in inductance. In general, the rate of change in inductance needs to be 10% or less, and thus the inductor component of this conventional structure has a limit of about 15 A as the rated current.
これに対して、本発明による永久磁石７を挿入したインダクタンス部品１においては、４５Ａの負荷電流においても殆ど変化が無く、優れた直流重畳特性を示しており、定格電流を４５Ａとしても問題なく使用可能なことが確認された。尚、インダクタンスの変化率は、電流値Ｉが０Ａのときのインダクタンスを各負荷電流時におけるインダクタンスにて割った値である。
On the other hand, in the
また、透磁率μが６０になると低下傾向を示す試料もあるが、それでも４０Ａでインダクタンスの変化が１０％の低下率と優れた直流重畳特性を示し、定格電流４０Ａにしても何ら問題なく使用可能なことが確認された。 In addition, some samples show a tendency to decrease when the magnetic permeability μ is 60. However, even with 40A, the inductance change shows a 10% reduction rate and excellent direct current superimposition characteristics. Even if the rated current is 40A, it can be used without any problems. It was confirmed.
以上のことから、実施例に記載の内容からなる本発明によるインダクタ部品とすることで、従来、定格電流が１５Ａ程度が限界であったものを４５Ａまで上げることが可能となったことで、近年のクロック周波数の増加に伴う大電流（〜１００Ａ）を必要とする次世代ＣＰＵに対応できるインダクタンス部品を提供することができる。 From the above, by using the inductor component according to the present invention having the contents described in the embodiments, it has been possible in recent years to increase the rated current from about 15 A to 45 A. It is possible to provide an inductance component that can support a next-generation CPU that requires a large current (up to 100 A) with an increase in the clock frequency.
本発明によるインダクタンス部品は、永久磁石の挿入による逆磁界効果により直流重畳特性の高い安定性を有することから、各種電子機器の電源用部品であるチョークコイル、トランス等への適用が好適である。 Since the inductance component according to the present invention has high stability of DC superimposition characteristics due to a reverse magnetic field effect caused by insertion of a permanent magnet, application to choke coils, transformers, and the like, which are power supply components for various electronic devices, is preferable.
また、微細な粒径の軟磁性粉末で成形された軟磁性磁芯によれば、更に高周波で用いられる高性能のインダクタンス部品を作製出来る。更に、これらの微細な粒径の軟磁性粉末で成形された軟磁性磁芯を用いたインダクタンス部品において、巻線コイルが軟磁性磁芯の磁性体内に封じ込まれているとともに加圧成形を施されて一体化する事によって、小型で大電流に対応したインダクタンス部品を作製でき、６０Ａ以上の大電流を必要とする次世代の各種電子機器への応用が可能である。 In addition, according to the soft magnetic core formed of the soft magnetic powder having a fine particle size, a high-performance inductance component used at a higher frequency can be produced. Furthermore, in an inductance component using a soft magnetic core formed of a soft magnetic powder having such a fine particle size, the winding coil is sealed in the magnetic body of the soft magnetic core and subjected to pressure molding. Thus, by integrating them, it is possible to produce a small-sized inductance component corresponding to a large current, and it can be applied to various next-generation electronic devices that require a large current of 60 A or more.
１ インダクタンス部品
２ 軟磁性磁芯
３ 巻線コイル
４ 巻線部
５ 端子
６ 巻線内周部
７ 永久磁石、ボンド磁石
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005060962A JP2006245418A (en) | 2005-03-04 | 2005-03-04 | Inductance component |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2005060962A JP2006245418A (en) | 2005-03-04 | 2005-03-04 | Inductance component |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006245418A true JP2006245418A (en) | 2006-09-14 |
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ID=37051479
Family Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106473308A (en) * | 2016-12-21 | 2017-03-08 | 深圳万发创新进出口贸易有限公司 | A kind of intelligent shoe based on Internet of Things |
| WO2023112579A1 (en) * | 2021-12-14 | 2023-06-22 | 株式会社村田製作所 | Inductor component |
-
2005
- 2005-03-04 JP JP2005060962A patent/JP2006245418A/en active Pending
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