JP2010257999A - Coil component - Google Patents
Coil component Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010257999A JP2010257999A JP2009101899A JP2009101899A JP2010257999A JP 2010257999 A JP2010257999 A JP 2010257999A JP 2009101899 A JP2009101899 A JP 2009101899A JP 2009101899 A JP2009101899 A JP 2009101899A JP 2010257999 A JP2010257999 A JP 2010257999A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- insulating film
- coil component
- magnetic core
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 15
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 15
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 claims description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 6
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 6
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 abstract description 13
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 abstract description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 20
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-2h-tetrazole Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=NNN=N1 MARUHZGHZWCEQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017082 Fe-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017133 Fe—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018605 Ni—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000025 natural resin Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
Description
本発明は、磁芯及びコイルから構成される、特に大電流対応のリアクトル等のコイル部品に関する。 The present invention relates to a coil component including a magnetic core and a coil, particularly a reactor such as a reactor corresponding to a large current.
一般に、このような大電流対応のコイル部品は、数百Ａなどの大電流においても磁気飽和せずに良好な直流重畳特性を示し、かつ低騒音を実現させるため、磁性体粉末と樹脂とをそれぞれ適宜配合比を調整して混合した複合磁性体を硬化させた磁芯が多く使用されている。 In general, such a coil component compatible with a large current exhibits a good DC superposition characteristic without magnetic saturation even at a large current such as several hundreds A, and in order to realize low noise, a magnetic powder and a resin are used. A magnetic core obtained by curing a composite magnetic material obtained by appropriately adjusting the mixing ratio is used.
図３は、従来のコイル部品を説明する斜視図である。
コイル部品３０は、磁芯３３として、磁性体粉末Ａ、Ｂと非磁性体粉末Ａ１、Ｂ１と樹脂とをそれぞれ適宜配合比を調整して混合した複合磁性体を硬化させて得られる磁芯とし、その磁芯にコイル３１を埋設した構造である。
磁性体粉末Ａ、Ｂと非磁性体粉末Ａ１、Ｂ１は略球状粉末であり、７９．３ｋＡ／ｍの磁界中で１０以上の比透磁率を有し、前記複合磁性体における樹脂の配合比は２０体積％以上から９０体積％以下の範囲であり、非磁性体粉末Ａ１、Ｂ１は、シリカ粉、アルミナ粉、酸化チタン粉、石英ガラス粉、ジルコニウム粉、炭酸カルシウム粉又は水酸化アルミニウム粉を含む無機質材系粉末、ガラス繊維から選択された少なくとも一つの材質からなり、不活性ガスが充填された球状の中空粉である。
このようなコイル部品は、例えば特許文献１に開示されている。
FIG. 3 is a perspective view for explaining a conventional coil component.
The
The magnetic powders A and B and the nonmagnetic powders A1 and B1 are substantially spherical powders, have a relative magnetic permeability of 10 or more in a magnetic field of 79.3 kA / m, and the compounding ratio of the resin in the composite magnetic material is The nonmagnetic powder A1, B1 contains silica powder, alumina powder, titanium oxide powder, quartz glass powder, zirconium powder, calcium carbonate powder, or aluminum hydroxide powder. It is a spherical hollow powder made of at least one material selected from inorganic material-based powders and glass fibers and filled with an inert gas.
Such a coil component is disclosed in
特許文献１に開示されているような従来技術によるコイル部品では、コイルや磁芯の外周部に、中空粉からなる非磁性体粉末を内在させた絶縁物を配したり、内部に中空粉からなる非磁性体粉末を内在させた磁芯を用いる構造とすることで、大電流を通電した場合でも、磁気飽和せずに良好な直流電流重畳特性を得ると共に、低騒音を実現することを目的としており、大電流によるコイルや磁芯の発熱による熱膨張応力に関する記載はない。
In the coil component according to the prior art as disclosed in
しかしながら、高温環境下での使用や、大電流を通電する場合においては、コイルや磁芯の発熱が大きく、その発熱による熱膨張応力が無視できなくなるため、信頼性や安全性に関しては不十分である。
コイルに通電を行うと、コイルの損失によりジュール熱が発生しコイル自身が発熱する、また、その通電によって磁芯自体も発熱するので、コイルの周囲の磁芯にその熱膨張応力が加わり、磁芯に亀裂や破損が生じ、その亀裂や破損によって磁束を分断してインダクタンスを低下させてしまうと共に、亀裂により高周波振動の異音（騒音）が発生したり、破損部が欠落して周囲の部品に悪影響を与えてしまう可能性がある。特に、数百Ａ等の大電流を流す場合は、さらにその影響が顕著となる。
However, when used in a high temperature environment or when a large current is applied, the coil and magnetic core generate a large amount of heat, and the thermal expansion stress due to the generated heat cannot be ignored. is there.
When the coil is energized, Joule heat is generated due to the loss of the coil and the coil itself generates heat, and the magnetic core itself also generates heat due to the energization. Therefore, the thermal expansion stress is applied to the magnetic core around the coil, and the magnet Cracks or breakage occurs in the core, and the cracks or breakage breaks the magnetic flux and lowers the inductance. Also, the crack generates abnormal noise (noise) of the high-frequency vibration, or the damaged part is missing and surrounding parts. May be adversely affected. In particular, when a large current of several hundred A or the like is passed, the influence becomes more remarkable.
本発明は、上記課題を解決するため、磁芯の亀裂や損傷を防止し、信頼性および安全性の高いコイル部品の提供を目的とする。 In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a coil component that prevents cracking and damage of a magnetic core and has high reliability and safety.
本発明は、上記課題を解決すべく、コイルと、その周囲を磁性粉末と有機結合剤との複合磁性体からなる磁芯で覆ったコイル部品において、コイルと、コイルの外周部に配設された磁芯との境界部に、絶縁皮膜を介在させた構造とし、前記絶縁皮膜は、皮膜内部に気体部が略均一に内包された構造とすることで、大電流を通電した際のコイルの発熱による熱膨張応力（変位量）を該気体部で吸収させ、磁芯への応力を緩和し、磁芯の割れや亀裂を防止して、高耐熱、高信頼性を確保するものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a coil and a coil component in which the periphery is covered with a magnetic core made of a composite magnetic material of magnetic powder and an organic binder. The insulating film is interposed at the boundary with the magnetic core, and the insulating film has a structure in which the gas part is substantially uniformly contained inside the film, so that the coil when a large current is passed through is formed. Thermal expansion stress (displacement amount) due to heat generation is absorbed by the gas portion, stress on the magnetic core is relaxed, cracking and cracking of the magnetic core are prevented, and high heat resistance and high reliability are ensured.
なお、気体部とは、中空の球体の内部の空隙のほか、互いに独立した空隙を持つ気泡や、スポンジや粒子の集合体などの連続した空隙であってもよい。 The gas part may be a void inside the hollow sphere, or a continuous void such as an air bubble having a void independent from each other, a sponge, or an aggregate of particles.
なお、絶縁皮膜の厚さは、コイルとその周囲の磁芯との絶縁性を確保する必要があるため、一般的な固体樹脂の絶縁耐力は１０〜２０ＫＶ／ｍｍであることより、０．５〜１．０ｍｍとするのが好適である（要求耐圧値：５ＫＶｍａｘ）。従って、その厚みの内部または内外表面に近接して形成する必要がある。なお、上記の絶縁被膜の厚さは、コイル自身の導体絶縁皮膜として、例えばポリイミド樹脂等の高絶縁性のものを用いた場合には０．５ｍｍ以下としてもよい。 In addition, since it is necessary to ensure the insulation of a coil and the magnetic core of the circumference | surroundings about the thickness of an insulating film, since the dielectric strength of a general solid resin is 10-20KV / mm, it is 0.5. It is preferable to be set to ˜1.0 mm (required withstand voltage value: 5 KVmax). Therefore, it is necessary to form it close to the inner or inner / outer surface of the thickness. The thickness of the insulating film may be 0.5 mm or less when a highly insulating material such as a polyimide resin is used as the conductor insulating film of the coil itself.
また、絶縁皮膜の厚さに占める気体部の体積含有率は、熱伝導性（放熱性）とコイルの発熱による熱膨張応力による変位量（体積変化量）を充分吸収できる程度により調整することができる。体積含有率が小さい場合は、気泡の数が少ないため熱伝導性（放熱性）が良好で温度上昇を低く抑えることのできるが、変位量を吸収できず磁芯の亀裂や破損が起こり易くなる。一方、体積含有率が大きい場合は、気泡の数が多くなるため応力は充分吸収できるが、その気泡によりコイルのジュール熱が充分放熱されなくなり、コイルの温度上昇が大きくなって効率や磁気特性に悪影響を与えてしまう。 Moreover, the volume content of the gas part in the thickness of the insulating film can be adjusted by adjusting the degree of thermal conductivity (heat dissipation) and the amount of displacement (volume change) due to thermal expansion stress due to heat generation of the coil. it can. When the volume content is small, the number of bubbles is small, so the thermal conductivity (heat dissipation) is good and the temperature rise can be kept low, but the amount of displacement cannot be absorbed and the core is likely to crack or break. . On the other hand, when the volume content is large, the number of bubbles increases, so the stress can be absorbed sufficiently, but due to the bubbles, the Joule heat of the coil is not sufficiently dissipated, and the temperature rise of the coil increases, resulting in efficiency and magnetic properties. It will have an adverse effect.
発明者らは、上記の絶縁性確保に必要な絶縁皮膜の厚さを０．５〜１．０ｍｍとし、望ましい気泡の体積含有率は、０．５％〜６０％であることを見出した。 The inventors have found that the thickness of the insulating film necessary for ensuring the insulation is 0.5 to 1.0 mm, and the desirable volume content of bubbles is 0.5% to 60%.
また、本発明のコイル部品を用いた電力変換システムや、その電力変換システムを用いて駆動する、特にハイブリッド車、電気自動車などに搭載される電動機にも適用できる。 Further, the present invention can also be applied to a power conversion system using the coil component of the present invention, and an electric motor that is driven using the power conversion system, particularly mounted in a hybrid vehicle, an electric vehicle, or the like.
本発明によれば、導電体を螺旋状に巻回したコイルと、コイルの端子部を除く一部または全部を包囲するように覆う絶縁皮膜と、絶縁皮膜を覆うように、磁性粉末と有機結合剤とを混合した複合磁性体を配したコイル部品であって、絶縁皮膜は内部に気体部を備えていることを特徴とするコイル部品が得られる。 According to the present invention, a coil in which a conductor is spirally wound, an insulating film covering a part or all of the coil except for a terminal portion of the coil, and an organic bond with the magnetic powder so as to cover the insulating film A coil component in which a composite magnetic body mixed with an agent is disposed, and the insulating film includes a gas portion therein is obtained.
本発明によれば、絶縁皮膜は、内部に気体部を有する樹脂と、他の同一または異なる樹脂を含むことを特徴とする上記のコイル部品が得られる。 According to the present invention, the above-described coil component is obtained in which the insulating film includes a resin having a gas portion therein and another identical or different resin.
本発明によれば、気体部の絶縁皮膜に対して占める体積含有率が０．５％〜６０％であることを特徴とする上記のコイル部品が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain the coil component described above, wherein the volume content of the gas portion with respect to the insulating film is 0.5% to 60%.
本発明によれば、気体部は、変形および伸縮が可能であることを特徴とする上記のコイル部品が得られる。 According to the present invention, the above-described coil component is obtained in which the gas portion can be deformed and stretched.
本発明によれば、気体部は、気泡であることを特徴とする上記のコイル部品が得られる。 According to the present invention, the coil part is obtained in which the gas part is a bubble.
本発明によれば、上記のいずれかのコイル部品を用いた電力変換システムが得られる。 According to the present invention, a power conversion system using any one of the coil components described above can be obtained.
本発明によれば、上記の電力変換システムにより駆動する電動機が得られる。 According to the present invention, an electric motor driven by the power conversion system is obtained.
本発明のコイル部品によれば、高温度環境下での使用や、コイルに大電流を通電し発熱が大きい状態で使用される場合でも、磁芯に加わる熱膨張応力を緩和し、磁芯の割れや亀裂の発生を低減し、磁気特性や耐振動・衝撃性の低下を防止して、信頼性及び安全性を向上させることができる。
また、本発明のコイル部品を用いた電力変換システムや、その電力変換システムを用いて駆動する、特にハイブリッド車、電気自動車などに搭載される電動機にも適用でき、その場合は、より効果を奏する。
According to the coil component of the present invention, the thermal expansion stress applied to the magnetic core is relieved even when used in a high temperature environment or when the coil is used in a state where a large current is passed and the heat generation is large. It is possible to reduce the occurrence of cracks and cracks, prevent deterioration of magnetic properties, vibration resistance and impact resistance, and improve reliability and safety.
Further, the present invention can be applied to a power conversion system using the coil component of the present invention, and an electric motor that is driven using the power conversion system, and particularly mounted on a hybrid vehicle, an electric vehicle, and the like. .
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明によるコイル部品を説明する図で、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ面断面図である。なお、図１（ｂ）において、絶縁皮膜には斜線を施している。 1A and 1B are diagrams illustrating a coil component according to the present invention, in which FIG. 1A is a perspective view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along a plane A in FIG. In FIG. 1B, the insulating film is hatched.
図１に示したように、コイル部品４は、絶縁皮膜で覆われた導電体を螺旋状に巻回したコイル１の内周部と外周部に絶縁皮膜２を形成し、更にその内周部と外周部を磁芯３で覆って埋設した構造である。また、コイル１の先端部１ａ、１ｂは、磁芯３の側面から引き出されているが上面、下面など任意の面から引き出されていても良い。
As shown in FIG. 1, the
図２は、本発明によるコイル部品の絶縁皮膜を説明する断面模式図で、図２（ａ）は図１（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、図２（ｂ）はコイルへの通電前のＣ部拡大図、図２（ｃ）はコイルへの通電後のＣ部拡大図をそれぞれ示す。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining an insulating film of a coil component according to the present invention. FIG. 2 (a) is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1 (a), and FIG. FIG. 2 (c) shows an enlarged view of part C after energization of the coil.
図２（ｂ）に示したように、絶縁皮膜２は、気体部２ａを内包する球体粒子を加熱前にシリコーン樹脂と混合させたものであり、コイル１の外周部に厚さｄ１で、その内部に多数の略円形の気体部２ａがほぼ均一に形成されている。
ここでは、球体粒子を加熱前にシリコーン樹脂と混合させているが、これは加熱前の方が粒子が固いため、混合により粒子が潰れたり破れたりするのを防ぐためである。もちろん、球体粒子を加熱後に混合しても体積変化を吸収できる応力緩衝被膜を得ることができる。
As shown in FIG. 2 (b), the
Here, the spherical particles are mixed with the silicone resin before heating. This is because the particles are harder before heating, so that the particles are prevented from being crushed or torn by mixing. Of course, it is possible to obtain a stress buffering film that can absorb volume change even if spherical particles are mixed after heating.
この状態で、コイル１に通電すると、図２（ｃ）に示したように、ジュール熱によってコイル１は熱膨張し、外側方向、すなわち図中の矢印方向に変位（体積変化）する。その変位（体積変化）分を、絶縁皮膜２の内部に形成された気体部２ａが吸収し、潰れた気体部２ｂに変わり、絶縁皮膜２も厚さｄ２となることで、磁芯３への応力が緩和される。絶縁皮膜２がどれだけ低いヤング率であったとしても、体積変化に対する吸収性がなければ、コイル１が熱膨張した際の応力を充分吸収することができないため、油や水などの液体や固体に比べて体積変化率が非常に大きい気体を内包することで応力緩衝効果をより高めることができ、結果として磁芯３の亀裂や破損を防止することができる。
When the
気体部を内包する絶縁皮膜２は、発泡剤となる気泡を含有する樹脂の球状粒子を、液状の有機結合剤と混合して固化して作成すると、気体部の形状および粒径が安定した絶縁皮膜が得られるため望ましい。液状の有機結合剤に空気を送り込んで泡立てたり、液状の有機結合剤に５−フェニルテトラゾール、重炭酸ナトリウムなどの発泡剤を混合して固化してもよい。また、化学処理等により後から多孔質としてもよい。
The insulating
また、有機結合剤としては、シリコンゴム、ウレタン、エポキシ樹脂などのヤング率０．１〜２０ＧＰａ程度の柔軟性を有し、コイルのジュール熱や使用環境温度に対して充分な耐熱性のある材料を使用するのが望ましい。 In addition, as the organic binder, a material having a Young's modulus of about 0.1 to 20 GPa, such as silicon rubber, urethane, epoxy resin, etc., and sufficient heat resistance to the Joule heat of the coil and the use environment temperature It is desirable to use
また、気泡を内包する樹脂の球状粒子の平均粒径は１μｍ以上、１００μｍ以下であることが望ましい。平均粒径が１０μｍより小さいと気泡が潰れにくくなり、平均粒径が１００μｍより大きいと粒子の形状が安定しなくなったり、球状粒子が破れやすくなる。 Further, it is desirable that the average particle diameter of the resin spherical particles enclosing the bubbles is 1 μm or more and 100 μm or less. When the average particle size is smaller than 10 μm, the bubbles are not easily crushed, and when the average particle size is larger than 100 μm, the particle shape becomes unstable or the spherical particles are easily broken.
磁芯３は、磁性粉末と有機結合剤とを適宜配合比を調整して混錬した複合磁性体であり、磁性粉末は、材質が高透磁率の磁性材料であればどんなものでもよく、Ｍｎ−Ｚｎ系やＮｉ−Ｚｎ系のフェライト粉末、アモルファスやパーマロイなどの金属系、鉄系や鉄合金系の粉末等でもよく、要求特性に応じて適宜選定するのが好ましい。
また、有機結合剤は、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の何れでもよく、要求特性に応じて適宜選定するのが好ましい。
The
Further, the organic binder may be any of a thermosetting resin such as an epoxy resin and a thermoplastic resin, and is preferably selected as appropriate according to required characteristics.
コイル１は、銅、アルミニウム、ステンレス、真鍮などの金属材料やそれらの合金からなる導電体に、天然樹脂または合成樹脂塗料を焼き付けたエナメル皮膜導線や、絶縁性を高めたＰＶＣ被覆電線などの何れ導線を用いてもよい。また、コイル１の断面形状は、一般的な丸線に限らず、平角線でもよいが、大電流対応では電気抵抗を小さくできる平角線が望ましい。更に、コイルの巻数も、要求特性に応じ適宜設計・調整するのが好ましい。
The
以下、実施例を用いて詳述する。実施例では、図１に示したコイル１、絶縁皮膜２の材質、磁芯３は共通とし、絶縁皮膜２の厚さと、気泡の体積含有率をそれぞれ変化させた場合のコイル部品を作製した。
Hereinafter, it explains in full detail using an Example. In the example, the
コイル１として、ポリアミドイミド樹脂を主体とした絶縁ワニスを焼付けた、厚さ１ｍｍ、幅１０ｍｍの平角銅線を用い、螺旋状に３０ターン巻回し直径４０ｍｍ、高さ３５ｍｍの円柱状のコイルを作成した。
As a
絶縁皮膜２として、その内部に気体を形成させるための発砲剤は、球状粒子からなる樹脂粉末（積水化学工業株式会社製：ＡＤＶＡＮＣＥＬＬ）を用いた。この球体粒子は、その平均粒径は２０〜４０μｍで、粒子の内部に気体を有しており、１１５℃から１７０℃の温度にすることで、粒子内部の気体の圧力が上昇し、３０〜８０倍に膨張する発泡粒子である。また、絶縁皮膜２に含有する有機結合剤として、シリコーン樹脂を用いた。
As the insulating
磁芯３として、材質がＦｅ−Ｓｉ系粉末で、平均粒径が１５０μｍの磁性粉末を用い、エポキシ系の有機結合剤を重量比１０％で混合したものを準備した。
As the
（実施例１）
常温にて、上記のシリコーン樹脂に、上記の球体粒子からなる発泡剤を、加熱膨張後の絶縁皮膜全体に対する体積含有率が０．５％となるように混合し、十分混練し液状の絶縁皮膜の原液を用意した。
Example 1
At room temperature, the above-mentioned silicone resin is mixed with the above-mentioned foaming agent composed of spherical particles so that the volume content with respect to the whole insulating film after heat expansion is 0.5%, and is sufficiently kneaded to obtain a liquid insulating film. A stock solution was prepared.
その後、同じく常温にて、コイル１を上記の液状の絶縁皮膜の原液に浸漬し、引き上げた状態で１６０℃で加熱硬化（仮乾燥）される工程を３回繰り返し、コイルの外周部に約０．５ｍｍの厚さで絶縁皮膜２を形成した。
Thereafter, the process of dipping the
その後、上記の磁芯３に絶縁皮膜が形成されたコイル１を浸漬し、そのまま加熱硬化して、図１に示した本発明のコイル部品４を作製した。
Thereafter, the
（実施例２）
実施例２として、実施例１と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを１．０％となるような絶縁皮膜の原液を用いた、本発明のコイル部品４を作製した。
(Example 2)
As Example 2, the
（実施例３）
実施例３として、実施例１と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを５．０％となるような絶縁皮膜の原液を用いた、本発明のコイル部品４を作製した。
(Example 3)
As Example 3, a
（実施例４）
実施例４として、実施例１と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを１０％となるような絶縁皮膜の原液を用いた、本発明のコイル部品４を作製した。
Example 4
As Example 4, the
（実施例５）
実施例５として、実施例１と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを２０％となるような絶縁皮膜の原液を用いた、本発明のコイル部品４を作製した。
(Example 5)
As Example 5, the
（実施例６）
実施例６として、実施例１と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを３０％となるような絶縁皮膜の原液を用いた、本発明のコイル部品４を作製した。
(Example 6)
As Example 6, the
（実施例７）
実施例７として、実施例１と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを６０％となるような絶縁皮膜の原液を用いた、本発明のコイル部品４を作製した。
(Example 7)
As Example 7, the
（実施例８）
常温にて、上記のシリコーン樹脂に、上記の球体粒子からなる発泡剤を、加熱膨張後の絶縁皮膜全体に対する体積含有率が０．５％となるように混合し、十分混練し液状の絶縁皮膜の原液を用意した。
(Example 8)
At room temperature, the above-mentioned silicone resin is mixed with the above-mentioned foaming agent composed of spherical particles so that the volume content with respect to the whole insulating film after heat expansion is 0.5%, and is sufficiently kneaded to obtain a liquid insulating film. A stock solution was prepared.
その後、同じく常温にて、コイル１を上記の液状の絶縁皮膜の原液に浸漬し、引き上げた状態で１６０℃で加熱硬化（仮乾燥）される工程を６回繰り返し、コイルの外周部に約１．０ｍｍの厚さで絶縁皮膜２を形成した。
Thereafter, the process of immersing the
その後、上記の磁芯３に絶縁皮膜が形成されたコイル１を浸漬し、そのまま加熱硬化して、図１に示した本発明のコイル部品４を作製した。
Thereafter, the
（実施例９）
実施例９として、実施例８と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを１．０％となるような絶縁皮膜の原液を用いた、本発明のコイル部品４を作製した。
Example 9
As Example 9, the
（実施例１０）
実施例１０として、実施例８と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを５．０％となるような絶縁皮膜の原液を用いた、本発明のコイル部品４を作製した。
(Example 10)
As Example 10, the
（実施例１１）
実施例１１として、実施例８と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを１０％となるような絶縁皮膜の原液を用いた、本発明のコイル部品４を作製した。
(Example 11)
As Example 11, the
（実施例１２）
実施例１２として、実施例８と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを２０％となるような絶縁皮膜の原液を用いた、本発明のコイル部品４を作製した。
(Example 12)
As Example 12, the
（実施例１３）
実施例１３として、実施例８と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを３０％となるような絶縁皮膜の原液を用いた、本発明のコイル部品４を作製した。
(Example 13)
As Example 13, the
（実施例１４）
実施例１４として、実施例８と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを６０％となるような絶縁皮膜の原液を用いた、本発明のコイル部品４を作製した。
(Example 14)
As Example 14, the
（比較例１）
比較例１として、実施例１と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを０．１％となるような絶縁皮膜の原液を用いたコイル部品４を作製した。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, a
（比較例２）
比較例２として、実施例１と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを７０％となるような絶縁皮膜の原液を用いたコイル部品４を作製した。
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2, a
（比較例３）
比較例３として、実施例８と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを０．１％となるような絶縁皮膜の原液を用いたコイル部品４を作製した。
(Comparative Example 3)
As Comparative Example 3, a
（比較例４）
比較例４として、実施例８と同一材料、同一製法で、気泡の体積含有率のみを７０％となるような絶縁皮膜の原液を用いたコイル部品４を作製した。
(Comparative Example 4)
As Comparative Example 4, a
（比較例５）
比較例５として、実施例１において、発砲剤としての球状粒子からなる樹脂粉末を含有しないシリコーン樹脂のみの絶縁皮膜をコイルに形成した場合のコイル部品を作製した。
(Comparative Example 5)
As Comparative Example 5, a coil component was produced in the case where an insulating film made of only a silicone resin not containing resin powder composed of spherical particles as a foaming agent in Example 1 was formed on a coil.
（比較例６）
比較例６として、実施例８において、発砲剤としての球状粒子からなる樹脂粉末を含有しないシリコーン樹脂のみの絶縁皮膜をコイルに形成した場合のコイル部品を作製した。
(Comparative Example 6)
As Comparative Example 6, a coil component was produced in the case where an insulating film of only a silicone resin not containing resin powder made of spherical particles as a foaming agent in Example 8 was formed on a coil.
上記の要領により作製した、実施例１〜実施例１４、および比較例１〜比較例６の各コイル部品について、信頼性試験を行った。試験条件は、実使用時の通電電流より厳しい約数倍程度の２００Ａをコイルに通電し、温度上昇が飽和した時のコイルの温度上昇を測定し、その後、コイル部品を切断して磁芯亀裂の有無を観察した。サンプル数は各ｎ＝10とした。その比較結果を表１に示す。 A reliability test was performed on each of the coil components of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 6 produced according to the above procedure. The test condition is that the coil is energized with 200A, which is about several times more severe than the energizing current during actual use, and the temperature rise of the coil is measured when the temperature rise is saturated. The presence or absence of was observed. The number of samples was n = 10 for each. The comparison results are shown in Table 1.
測定、観察の結果、実施例１と実施例８において、磁芯亀裂がそれぞれ２個確認されているが温度上昇も含めた総合的には良好と判断できる。また、それ以外の実施例では、磁芯亀裂は無く、温度上昇もほぼ良好であることがわかった。一方、比較例１、比較例３、比較例５、比較例６では、共に温度上昇は低く良好であるが、磁芯亀裂が比較例１、比較例３では比較的多い３〜４個、比較例５、比較例６では非常に多い６〜７個確認された。また、比較例２と比較例４は、磁芯亀裂は無いが温度上昇が１０℃以上も高くなることがわかった。
温度上昇が大きくなったのは、コイルの隙間や周辺に気泡が多数存在することで、熱伝導性が低下し、熱がこもることによるものと推測できる。
従って、本発明のコイル部品により、磁芯の亀裂と温度上昇を共に低減し、信頼性と安全性を向上させることができる。
As a result of measurement and observation, in Example 1 and Example 8, two magnetic core cracks were confirmed, but it can be judged that the total including the temperature rise is good. In the other examples, it was found that there was no magnetic core crack and the temperature rise was almost good. On the other hand, in Comparative Example 1, Comparative Example 3, Comparative Example 5, and Comparative Example 6, the temperature rise is low and good, but the comparative example 1 and comparative example 3 have relatively many 3 to 4 magnetic core cracks. In Example 5 and Comparative Example 6, a very large number of 6 to 7 pieces was confirmed. Further, it was found that Comparative Example 2 and Comparative Example 4 did not have a magnetic core crack, but the temperature increase was as high as 10 ° C. or more.
The increase in temperature can be presumed to be due to the presence of many bubbles in the gaps and the periphery of the coil, resulting in a decrease in thermal conductivity and the accumulation of heat.
Therefore, the coil component of the present invention can reduce both cracking and temperature rise of the magnetic core and improve reliability and safety.
以上、実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。 The embodiments of the present invention have been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and the present invention is not limited to the scope of the present invention. Included in the invention. That is, various changes and modifications that can be naturally made by those skilled in the art are also included in the present invention.
本発明のコイル部品により、特にハイブリッド車、電気自動車などの大電流対応、高熱環境下で使用される駆動装置に搭載するリアクトル等の高信頼性、安全性を確保することができ、今後益々発展が期待される省エネルギー、環境技術市場の技術構築にも寄与できる。 With the coil component of the present invention, it is possible to ensure high reliability and safety such as reactors mounted on drive devices used in high heat environments, especially for hybrid cars and electric cars, and will develop further in the future. Can contribute to the construction of technology in the energy-saving and environmental technology market.
１、３１ コイル
１ａ、１ｂ 先端部
２ 絶縁皮膜
２ａ、２ｂ 気体部
３、３３ 磁芯
４、３０ コイル部品
３２、３４ 絶縁物
Ａ、Ｂ 磁性体粉末
Ａ１、Ｂ１ 非磁性体粉末
ｄ１、ｄ２ 厚さ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009101899A JP5240856B2 (en) | 2009-04-02 | 2009-04-20 | Coil parts |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009090560 | 2009-04-02 | ||
| JP2009090560 | 2009-04-02 | ||
| JP2009101899A JP5240856B2 (en) | 2009-04-02 | 2009-04-20 | Coil parts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010257999A true JP2010257999A (en) | 2010-11-11 |
| JP5240856B2 JP5240856B2 (en) | 2013-07-17 |
Family
ID=43318623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009101899A Active JP5240856B2 (en) | 2009-04-02 | 2009-04-20 | Coil parts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5240856B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013239542A (en) * | 2012-05-15 | 2013-11-28 | Nec Tokin Corp | Reactor |
| JP2015005651A (en) * | 2013-06-21 | 2015-01-08 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | Coil and reactor |
| CN107430931A (en) * | 2015-04-14 | 2017-12-01 | 株式会社自动网络技术研究所 | The manufacture method of reactor and reactor |
| JP2019157962A (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 株式会社ヴァレオジャパン | Electromagnetic coil of electromagnetic clutch |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5837994A (en) * | 1981-08-29 | 1983-03-05 | 株式会社デンソー | Injection electric part and method of producing same |
| JPS61174605A (en) * | 1985-01-28 | 1986-08-06 | Mitsubishi Electric Corp | Cast electric machine |
| JPH03222404A (en) * | 1990-01-29 | 1991-10-01 | Hitachi Ltd | Ignition coil for internal combustion engine |
| JP2002235644A (en) * | 2001-02-09 | 2002-08-23 | Denso Corp | Ignitor for internal combustion engine and its manufacturing method |
| JP2005347588A (en) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Murata Mfg Co Ltd | Winding coil |
| JP2006024844A (en) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Nec Tokin Corp | Magnetic core and coil component using same |
| JP2006261331A (en) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Nec Tokin Corp | Inductance component and its manufacturing method |
-
2009
- 2009-04-20 JP JP2009101899A patent/JP5240856B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5837994A (en) * | 1981-08-29 | 1983-03-05 | 株式会社デンソー | Injection electric part and method of producing same |
| JPS61174605A (en) * | 1985-01-28 | 1986-08-06 | Mitsubishi Electric Corp | Cast electric machine |
| JPH03222404A (en) * | 1990-01-29 | 1991-10-01 | Hitachi Ltd | Ignition coil for internal combustion engine |
| JP2002235644A (en) * | 2001-02-09 | 2002-08-23 | Denso Corp | Ignitor for internal combustion engine and its manufacturing method |
| JP2005347588A (en) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Murata Mfg Co Ltd | Winding coil |
| JP2006024844A (en) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Nec Tokin Corp | Magnetic core and coil component using same |
| JP2006261331A (en) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Nec Tokin Corp | Inductance component and its manufacturing method |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013239542A (en) * | 2012-05-15 | 2013-11-28 | Nec Tokin Corp | Reactor |
| JP2015005651A (en) * | 2013-06-21 | 2015-01-08 | Ｎｅｃトーキン株式会社 | Coil and reactor |
| CN107430931A (en) * | 2015-04-14 | 2017-12-01 | 株式会社自动网络技术研究所 | The manufacture method of reactor and reactor |
| JP2019157962A (en) * | 2018-03-12 | 2019-09-19 | 株式会社ヴァレオジャパン | Electromagnetic coil of electromagnetic clutch |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5240856B2 (en) | 2013-07-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4514031B2 (en) | Coil component and coil component manufacturing method | |
| US10381149B2 (en) | Composite material, reactor, converter, and power conversion device | |
| EP1486993B1 (en) | Coil component and fabrication method of the same | |
| JP5110628B2 (en) | Wire ring parts | |
| US7795538B2 (en) | Flexible insulated wires for use in high temperatures and methods of manufacturing | |
| JP2008192887A (en) | Coil component | |
| JP2014013803A (en) | Inductor | |
| JP2010118574A (en) | Reactor, and method of manufacturing the same | |
| JP5240856B2 (en) | Coil parts | |
| JP2017126679A (en) | Reactor | |
| JP2013222741A (en) | Reactor | |
| JP2007141507A (en) | Insulated wire and electric coil using this | |
| JP6452312B2 (en) | Coil parts | |
| JP2009099732A (en) | Soft magnetic metal particle with insulating oxide coating | |
| WO2017110567A1 (en) | Composite material molded body, reactor and method for producing composite material molded body | |
| JP4577759B2 (en) | Magnetic core and wire ring parts using the same | |
| JP2006004958A (en) | Magnetic core and coil component using the same | |
| JP5314569B2 (en) | Magnetic element | |
| JP5658485B2 (en) | Magnetic element | |
| US10825591B2 (en) | Composite material molded article and reactor | |
| JP6472614B2 (en) | Coil parts | |
| JP2013239542A (en) | Reactor | |
| CN107644731B (en) | Power transformer comprising insulating material and method of manufacturing such a transformer | |
| JP5398636B2 (en) | Magnetic element | |
| JP2009253105A (en) | Reactor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111006 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120611 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120628 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120823 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130327 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130328 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160412 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5240856 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |