JP2007019402A

JP2007019402A - コイル封止型樹脂成形リアクトル及びその製造方法

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Publication number: JP2007019402A
Application number: JP2005201735A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tateishi; 武立石; Kenji Saka; 賢二坂; Takashi Yamaya; 孝志山家
Original assignee: Denso Corp; NEC Tokin Corp
Current assignee: Denso Corp; Tokin Corp
Priority date: 2005-07-11
Filing date: 2005-07-11
Publication date: 2007-01-25

Abstract

【課題】磁気特性の劣化や損失を抑止しつつ製造コスト低減要求に良好に対応可能なコイル封止型樹脂成形リアクトルを提供すること。
【解決手段】平角線コイル１を樹脂モールドした後、絶縁被覆皮膜をもたない鉄粉が混入された樹脂により囲覆することにより安価なコイル封止型樹脂成形リアクトルを構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、軟磁性粉を成形して製造されるコイル封止型樹脂成形リアクトル及びその製造方法の改良に関する。

電気回路又は電子回路で使用されるインダクタンス部品であるリアクトル（以下、チョークコイルとも言う）の製造方式として、軟磁性のフェライト粉末が混入された樹脂を成形してコイルを囲覆した構造をもつコイル封止型樹脂成形リアクトルが知られている。たとえば、下記の特許文献１は、フェライト粉末とが充填されたポリアミド樹脂を成形してコイルを封止したコイル封止型樹脂成形リアクトル（コイル部品）を提案している。また、下記の特許文献２は、軟磁性のフェライト粉末と無機粉末（たとえばシリカ粉末）とが充填された樹脂を成形してコイルを封止したコイル封止型樹脂成形リアクトル（コイル部品）であって、フェライト粉末と無機粉末とからなる充填剤が充填された樹脂を成形してコイルを封止したコイル封止型樹脂成形リアクトルであって、充填剤が樹脂に対して６０〜８０ｗｔ％、フェライト粉末が充填剤に対して６０〜９０％としたものを提案している。

この種のコイル封止型樹脂成形リアクトルは、従来の焼結コアにコイルを巻装してなる焼結型リアクトルに比べて樹脂成形磁路部材がコイルを完全に封止するため、外部への磁束漏洩を減らすことができ電磁ノイズを低減できる利点、コイルの防水性や電気絶縁性を向上できる利点、製造工程を簡素化できる利点を有している。
特開平６−１７６９４６号公報特公平７−１１８４２０号公報（特開平３−９６２０２号公報）

しかしながら、上記した従来のコイル封止型樹脂成形リアクトルは、軟磁性粉末としてフェライト粉末を用いるため高価であり、製造コストの低減要求に応えることができないという問題があった。また、軟磁性粉末として用いるフェライトの磁気特性たとえば飽和磁束密度が純鉄や珪素合金鋼に比べて劣るため、必要な磁気特性を得るために相対的に使用量を増加する必要があり、その結果、材料費が更に増加するという問題の他、リアクトルの小型軽量化の要求に応えることができないという問題もあった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、磁気特性の劣化を抑止しつつ製造コスト低減要求に良好に対応可能なコイル封止型樹脂成形リアクトルを提供することをその目的としている。

上記課題を解決する本発明のコイル封止型樹脂成形リアクトルは、コイルと、前記コイルを封止する軟磁性樹脂成形コアとを有し、前記軟磁性樹脂成形コアは、軟磁性粉末が充填された樹脂である軟磁性粉末充填樹脂を所定形状に成形してなるコイル封止型樹脂成形リアクトルにおいて、前記コイルを封止する樹脂モールド部材を有し、前記軟磁性樹脂成形コアは、前記コイルを封止した樹脂モールド部材を封止する形状に成形され、前記軟磁性粉末は、表面に絶縁皮膜をもたない鉄粉により構成されていることを特徴としている。これにより、磁気特性の劣化や損失を抑止しつつ製造コスト低減要求に良好に対応可能なコイル封止型樹脂成形リアクトルを実現することができる。

本発明のリアクトルの利点を更に詳しく説明する。

本発明によれば、従来のコイル封止型樹脂成形リアクトルと同様に、軟磁性樹脂成形コアがコイルを封止するため、外部への磁束漏洩を減らすことができ電磁ノイズを低減できる利点、コイルの防水性や電気絶縁性を向上できる利点、製造工程を簡素化できる利点を有している。

本発明では更に、絶縁皮膜が形成されない鉄粉を用いてコイル封止型樹脂成形リアクトルを形成するため、高価なフェライト粉末を採用する従来のコイル封止型樹脂成形リアクトルに比べて製造コストを大幅に低減することができる。鉄粉としては、飽和磁束密度などの磁気特性に優れた純鉄粉の他、渦電流損失が少ない珪素合金鉄粉が好適である。また、これらの鉄粉表面に絶縁被膜を形成する工程が不要となるため、製造工程が簡単なことも加えて製造コストを格段に低減できる。

ただし、本発明のコイル封止型樹脂成形リアクトルは安価であり、磁気特性に優れるものの導電性の鉄粉を用いるためコイルのターン間にて電流漏洩が生じる危険が生じる。そこで、この発明では、コイルをあらかじめ樹脂モールドしてから鉄粉混入樹脂（軟磁性粉末充填樹脂）にて樹脂モールドコイルの封止及び閉磁路形成とを行う。これにより、コア内のコイルのターン間の電流リークを良好に防止できるとともに、万が一、コアにクラックが生じた場合でも、コイルの地絡を良好に防止することができる。

好適な態様において、樹脂モールド部材の外表面は突起又は鍔部を有する。このようにすれば、樹脂モールドコイルと鉄粉混入樹脂成形コアとの密着性を向上することができるので、両者の熱膨張率差や振動により両者の間に隙間が生じて水分などが侵入することを防止することができる。

上記課題を解決する第２発明は、コイルと、前記コイルを封止する軟磁性樹脂成形コアとを有し、前記軟磁性樹脂成形コアは、軟磁性粉末が充填された樹脂である軟磁性粉末充填樹脂を所定形状に成形してなるコイル封止型樹脂成形リアクトルにおいて、前記コイルを樹脂によりモールド成形して樹脂モールドコイルを形成し、一端開口のケースに前記樹脂モールドコイルをセットし、表面に絶縁皮膜を持たない鉄粉が混入された前記軟磁性粉末充填樹脂を前記ケースに充填、固化することを特徴としている。このようにすれば、鉄粉混入樹脂の注入、固化をいわゆるポッティングに工程により行うことができるため製造工程を簡素化することができるとともに、ポッティングに用いたケースをコア保護に用いることができる。

以下、本発明のコイル封止型樹脂成形リアクトルの好適態様を図１を参照して説明する。図１は、製造工程を示す図である。（a）は平角線コイルを示し、（b）は樹脂モールドコイルを示し、（c）は樹脂成形リアクトルを示す。

まず、（a）に示す長尺銅板を巻装して平角線コイル１を形成する。この実施例では、平角線の厚さは１mm、幅は３mm、ターン数は１００とした。平角線コイル１の各ターン間には１〜２mmのギャップを確保した。

次に、この平角線コイル１を金型に入れて樹脂液を注入し、硬化させることにより樹脂モールドコイル２を製造する。平角線コイル１に対するモールド樹脂の最小被覆厚さは１mm〜３mmとした。モールド樹脂としては耐熱性に優れた熱硬化性樹脂が好適であり、エポキシ樹脂などが好適である。３は平角線コイル１の両端のターミナル部分である。

次に、金型から取り出した樹脂モールドコイル２を上端開口のケース４内にセットし、ターミナル部分３はケース４から上方へ突出させる。ケース４はアルミプレス加工品やアルミ絞り加工品とすることが好適であるが、耐熱性の樹脂たとえばポリイミドなどを採用してもよい。ただし、ケースは次工程の加熱に耐える耐熱性をもつ必要がある。

最後に、ケース４を真空加熱炉にセットし、珪素合金鉄粉末（ＦeーＳi（６．５％））が必要重量％混入された鉄粉混入エポキシ樹脂液をケース４内に注入し、所定加熱温度に所定時間保持してこの鉄粉混入樹脂液を固化させてリアクトルを完成させる。５は固化した鉄粉混入樹脂からなるコアである。なお、鉄粉混入樹脂液は、鉄粉を樹脂液に投入して所定時間混練すればよい。又は、鉄粉と樹脂粉末とを混練して形成してもよい。重要なことは、樹脂モールドコイルは円筒形状に形成して鉄粉混入樹脂体すなわちコア５が樹脂モールドコイルと鎖交する閉磁気回路を形成する点にある。

（変形態様）
好適には、図２に示すように樹脂モールドコイル２の表面に突起（又は鍔部）６が形成されている。このようにすれば、両者の接触性が大幅に向上するため、樹脂モールドコイル２とコア５との熱膨張率の差により両者の間に剥離隙間が生じるのを防止することができる。

（変形態様）
上記モールド樹脂やコア５の樹脂としては、エポキシ樹脂の他、ポリイミド、フェノール、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）などを用いてもよい。

（変形態様）
鉄粉と樹脂粉末とを混合した混合粉末をケース４内にて溶融させてもよい。当然、モールド樹脂の軟化点は樹脂粉末の融点よりも高く設定することが好適である。

コイル封止型樹脂成形リアクトルの製造工程を示す図である。コイル封止型樹脂成形リアクトルの樹脂モールドコイルの変形態様を示す部分模式断面図である。

符号の説明

１平角線コイル
２樹脂モールドコイル
３平角線コイルのターミナル部分
４ケース
５コア（鉄粉混入樹脂体）
６突起（又は鍔部）

Claims

コイルと、前記コイルを封止する軟磁性樹脂成形コアとを有し、前記軟磁性樹脂成形コアは、軟磁性粉末が充填された樹脂である軟磁性粉末充填樹脂を所定形状に成形してなるコイル封止型樹脂成形リアクトルにおいて、
前記コイルを封止する樹脂モールド部材を有し、
前記軟磁性樹脂成形コアは、前記コイルを封止した樹脂モールド部材を封止する形状に成形され、
前記軟磁性粉末は、表面に絶縁皮膜をもたない鉄粉により構成されていることを特徴とするコイル封止型樹脂成形リアクトル。
請求項１記載のコイル封止型樹脂成形リアクトルにおいて、
樹脂モールド部材の外表面は突起又は鍔部を有するコイル封止型樹脂成形リアクトル。
コイルと、前記コイルを封止する軟磁性樹脂成形コアとを有し、前記軟磁性樹脂成形コアは、軟磁性粉末が充填された樹脂である軟磁性粉末充填樹脂を所定形状に成形してなるコイル封止型樹脂成形リアクトルにおいて、
前記コイルを樹脂によりモールド成形して樹脂モールドコイルを形成し、
一端開口のケースに前記樹脂モールドコイルをセットし、
表面に絶縁皮膜を持たない鉄粉が混入された前記軟磁性粉末充填樹脂を前記ケースに充填、固化することを特徴とするコイル封止型樹脂成形リアクトルの製造方法。