JP2013254911A - 磁性素子の製造方法および磁性素子 - Google Patents

磁性素子の製造方法および磁性素子 Download PDF

Info

Publication number
JP2013254911A
JP2013254911A JP2012131184A JP2012131184A JP2013254911A JP 2013254911 A JP2013254911 A JP 2013254911A JP 2012131184 A JP2012131184 A JP 2012131184A JP 2012131184 A JP2012131184 A JP 2012131184A JP 2013254911 A JP2013254911 A JP 2013254911A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
winding
magnetic element
peripheral surface
shape
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.)
Pending
Application number
JP2012131184A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Sakamoto
晋一 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumida Corp
Original Assignee
Sumida Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumida Corp filed Critical Sumida Corp
Priority to JP2012131184A priority Critical patent/JP2013254911A/ja
Priority to CN201310187999.0A priority patent/CN103489622B/zh
Priority to CN201610003134.8A priority patent/CN105428006A/zh
Priority to KR1020130057099A priority patent/KR101457464B1/ko
Priority to US13/905,778 priority patent/US20130328656A1/en
Publication of JP2013254911A publication Critical patent/JP2013254911A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/045Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with core of cylindric geometry and coil wound along its longitudinal axis, i.e. rod or drum core
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00Coils
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/043Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with two, usually identical or nearly identical parts enclosing completely the coil (pot cores)
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F2017/048Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with encapsulating core, e.g. made of resin and magnetic powder
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/4902Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49073Electromagnet, transformer or inductor by assembling coil and core

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

【課題】高温環境下においても、磁性素子内における部材間の剥がれやクラックの発生を抑制すること。
【解決手段】第一コア部材20と、巻線部30と、第二コア部材とを有する磁性素子が、第一コア部材20の芯部24が設けられた側の面22Tに、芯部24が巻線部30の内周側に位置するように巻線部30を配置する巻線部配置工程と、第一コア部材20の芯部24が配置された側および巻線部30を、磁性樹脂により包み込むように射出成形する射出成形工程とを少なくとも経て製造され、巻線部配置工程では、巻線部30の内周面32Sの少なくとも一部が、芯部24の外周面26Sから離間した状態で、第一コア部材20の芯部24が設けられた側の面22Tに巻線部30が配置される磁性素子の製造方法およびこれを用いて作製された磁性素子。
【選択図】図2

Description

本発明は、磁性素子の製造方法および磁性素子に関するものである。
焼結フェライトコアからなる磁芯と、この磁芯に導線を巻回したコイル(巻線部)とを有する磁性素子では、コアの欠損・破損、閉磁路形成する場合の組み立ての複雑さ等の問題がある。このような問題を解決するために、特許文献1では、磁性樹脂モールド内にコイルが埋置された磁性樹脂モールドコイル(磁性素子)の製造方法が提案されている。
この技術では、コイル内またはコイル内に相当する部分に磁性樹脂を射出成形する第一のモールド工程と、第一のモールド工程の前または後に、主としてコイル外囲部またはコイル外囲部に相当する部分に磁性樹脂を射出成形する第二のモールド工程とを経て、磁性樹脂モールドコイルを作製する。このような工程を経て磁性樹脂モールドコイルを作製することで、コイルの変形、コイルのモールド内の中心からのずれの発生およびコイル導線の絶縁被覆の破壊等を回避し、さらに、歩留まり向上、信頼性向上および特定の安定化を図ることができるようになる。
特開平2−249217号公報(特許請求の範囲、発明の概要、従来の技術、発明が解決しようとする課題)
一方、上述したような磁性樹脂中に巻線部が埋設された磁性素子には、市場の要求を満たすために、高耐熱性や高インダクタンス化が求められている。このため、たとえば、耐熱ナイロンなどの耐熱性樹脂に、多量(たとえば、75重量%程度)の磁性粉末を分散させた磁性樹脂を用いて、磁性素子を射出成形する場合、磁性樹脂の粘度が増大して成形性が悪化する。この場合、巻線部の内周側に、コアの芯部を配置した状態で射出成形した場合、芯部の外周面と巻線部の内周面との間に、磁性樹脂が充填されず、隙間が成形される。
このような隙間が形成された磁性素子が高温環境下に曝されると、隙間に閉じ込められた空気が膨張する。その結果、この隙間部分を始発点として、磁性素子内における部材間の剥がれ、クラックなどが生じる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、高温環境下においても、磁性素子内における部材間の剥がれやクラックの発生を抑制できる磁性素子の製造方法およびこれを用いて製造された磁性素子を提供することを課題とする。
上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、
本発明の磁性素子の製造方法は、磁性粉末を分散させた樹脂材料から構成され、略板状の基台部および該基台部の片面の略中央部から突出する芯部を有する第一コア部材と、導線が巻回されることにより筒体を成すように形成され、筒体の内周側に芯部が位置するように基台部上に配置された巻線部と、磁性粉末を分散させた樹脂材料から構成され、第一コア部材の芯部が設けられた側および巻線部を包み込むように設けられた第二コア部材と、を有する磁性素子が、第一コア部材の芯部が設けられた側の面に、芯部が巻線部の内周側に位置するように巻線部を配置する巻線部配置工程と、第一コア部材の芯部が配置された側および巻線部を、磁性粉末を分散させた樹脂材料により包み込むように、射出成形する射出成形工程と、を少なくとも経て製造され、巻線部配置工程では、巻線部の内周面の少なくとも一部が、芯部の外周面から離間した状態で、第一コア部材の芯部が設けられた側の面に巻線部が配置されていることを特徴とする。
本発明の磁性素子の製造方法の一実施態様は、巻線部配置工程では、巻線部の内周面のうち少なくとも基台部側近傍を除く略全面が、芯部の外周面から離間した状態で、第一コア部材の芯部が設けられた側の面に巻線部が配置されていることが好ましい。
本発明の磁性素子の製造方法の他の実施態様は、芯部の外周側輪郭形状と、巻線部の内周側輪郭形状とが相似形を成し、かつ、巻線部配置工程では、芯部の中心軸と、巻線部の中心軸とが略一致するように、第一コア部材の芯部が設けられた側の面に巻線部が配置されていることが好ましい。
本発明の磁性素子の製造方法の他の実施態様は、基台部の芯部が設けられた側の面には、芯部の中心軸が巻線部の中心軸と略一致すると仮定した際に、巻線部の内径および外径から選択される少なくとも一方の径に対応するライン上の少なくとも一部に、段差が設けられていることが好ましい。
本発明の磁性素子の製造方法の他の実施態様は、芯部の形状が、基台部側を底面側とした略錐体状、および、基台部側を底面側とした略錐台状、から選択されるいずれか一方の形状からなり、巻線部配置工程では、芯部の基台部側の外周面の少なくとも一部と、巻線部の内周面の少なくとも一部とが接触することが好ましい。
本発明の磁性素子の製造方法の他の実施態様は、巻線部配置工程では、芯部の中心軸方向に沿って伸びるように、巻線部の内周面の一部と、芯部の外周面の一部とが接触するように、第一コア部材の芯部が設けられた側の面に巻線部が配置されていることが好ましい。
本発明の磁性素子の製造方法の他の実施態様は、芯部の中心軸方向に沿って伸びるように、巻線部の内周面の一部と、芯部の外周面の一部とが接触している接触部が、2つ以上であることが好ましい。
本発明の磁性素子の製造方法の他の実施態様は、2つ以上の接触部が、芯部の中心軸に対して、略点対称を成す位置に配置されていることが好ましい。
本発明の磁性素子の製造方法の他の実施態様は、芯部の外周側輪郭形状と巻線部の内周側輪郭形状との組み合わせが、
(a)略円形と略三角形との組み合わせ、
(b)略円形と略四角形との組み合わせ、
(c)略三角形と略円形との組み合わせ、
(d)略四角形と略円形との組み合わせ、
(e)略十字形と略円形との組み合わせ、および、
(f)略十字形と略四角形との組み合わせ、から選択されるいずれか1つの組み合わせであることが好ましい。
本発明の磁性素子は、磁性粉末を分散させた樹脂材料から構成され、略板状の基台部および該基台部の片面の略中央部から突出する芯部を有する第一コア部材と、導線が巻回されることにより筒体を成すように形成され、筒体の内周側に芯部が位置するように基台部上に配置された巻線部と、磁性粉末を分散させた樹脂材料から構成され、第一コア部材の芯部が設けられた側および巻線部を包み込むように設けられた第二コア部材と、を有する磁性素子が、芯部が巻線部の内周側に位置するように巻線部を配置する巻線部配置工程と、第一コア部材の芯部が配置された側および巻線部を包み込むように、磁性粉末を分散させた樹脂材料を用いて射出成形する射出成形工程と、を少なくとも経て製造されたものであり、かつ、巻線部配置工程では、巻線部の内周面の少なくとも一部が、芯部の外周面から離間した状態で、第一コア部材の芯部が設けられた側の面に巻線部が配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、高温環境下においても、磁性素子内における部材間の剥がれやクラックの発生を抑制できる磁性素子の製造方法およびこれを用いて製造された磁性素子を提供することができる。
本実施形態の磁性素子の製造方法により作製された磁性素子の一例を示す模式断面図である。ここで、図1(A)は、磁性素子を第一コア部材の芯部の中心軸を含む面で切断した場合の模式断面図であり、図1(B)は、磁性素子を芯部の中心軸と直交する平面(図1(A)中の符号A1−A2間)で切断した場合の模式端面図である。 本実施形態の磁性素子の製造方法の一例を示す模式断面図である。ここで、図2(A)は、巻線部配置工程について示した模式断面図であり、図2(B)は、射出成形工程について示した模式断面図である。 本実施形態の磁性素子の製造方法において、巻線部配置工程の具体例を示す模式図である。ここで、図3(A)は、第一コア部材の芯部の中心軸を含む面で切断した場合の模式断面図であり、図3(B)は、芯部の中心軸と直交する平面(図3(A)中の符号A1−A2間)で切断した場合の模式端面図である。 本実施形態の磁性素子の製造方法において、巻線部配置工程の他の具体例(図3に示す例の変形例)を示す模式図である。ここで、図4(A)は、第一コア部材の芯部の中心軸を含む面で切断した場合の模式断面図であり、図4(B)は、芯部の中心軸と直交する平面(図4(A)中の符号A1−A2間)で切断した場合の模式端面図である。 本実施形態の磁性素子の製造方法において、巻線部配置工程の他の具体例を示す模式断面図である。 本実施形態の磁性素子の製造方法において、巻線部配置工程の他の具体例(図5に示す例の変形例)を示す模式断面図である。 本実施形態の磁性素子の製造方法において、巻線部配置工程の他の具体例(図5に示す例の変形例)を示す模式断面図である。 本実施形態の磁性素子の製造方法において、巻線部配置工程の他の具体例を示す模式図である。ここで、図8(A)は、第一コア部材の芯部の中心軸を含む面で切断した場合の模式断面図であり、図8(B)は、図8(A)において、巻線部を設置した第一コア部材を矢印U方向(第一コア部材の巻線部が設置された側)から見た場合の上面図である。 本実施形態の磁性素子の製造方法において、巻線部配置工程の他の具体例(図8に示す例の変形例)を示す模式図である。ここで、図9(A)は、第一コア部材の芯部の中心軸を含む面で切断した場合の模式断面図であり、図9(B)は、図9(A)において、巻線部を設置した第一コア部材を矢印U方向(第一コア部材の巻線部が設置された側)から見た場合の上面図である。 本実施形態の磁性素子の製造方法において、巻線部配置工程の他の具体例(図8に示す例の変形例)を示す模式図である。ここで、図10(A)は、第一コア部材の芯部の中心軸を含む面で切断した場合の模式断面図であり、図10(B)は、図10(A)において、巻線部を設置した第一コア部材を矢印U方向(第一コア部材の巻線部が設置された側)から見た場合の上面図である。 本実施形態の磁性素子の製造方法において、巻線部配置工程の他の具体例を示す模式図である。ここで、図11(A)は、第一コア部材の芯部の中心軸を含む面で切断した場合の模式断面図であり、図11(B)は、芯部の中心軸と直交する平面(図11(A)中の符号A1−A2間)で切断した場合の模式端面図である。 本実施形態の磁性素子の製造方法において、巻線部配置工程の他の具体例(図11に示す例の変形例)を示す模式図である。ここで、図12(A)は、第一コア部材の芯部の中心軸を含む面で切断した場合の模式断面図であり、図12(B)は、芯部の中心軸と直交する平面(図12(A)中の符号A1−A2間)で切断した場合の模式端面図である。 本実施形態の磁性素子の製造方法において、第一コア部材の芯部の水平断面形状の例を示す模式断面図である。 本実施形態の磁性素子の製造方法において、巻線部の水平断面形状の例を示す模式断面図である。 本実施形態の磁性素子の製造方法において、巻線部配置工程の他の具体例を示す模式断面図(水平断面形状を示す断面図)である。ここで、水平断面形状に関して、図15(a)は、円形状の芯部と同心正三角形の巻線部とを組み合わせた例について示す図であり、図15(b)は、円形状の芯部と同心正方形状の巻線部とを組み合わせた例について示す図であり、図15(c)は、正三角形状の芯部と同心円状の巻線部とを組み合わせた例について示す図であり、図15(d)は、正方形状の芯部と同心円状の巻線部とを組み合わせた例について示す図であり、図15(e)は、略十字形状の芯部と同心円状の巻線部とを組み合わせた例について示す図であり、図15(f)は、十字形状の芯部と同心正方形状の巻線部とを組み合わせた例について示す図である。 本実施形態の磁性素子の製造方法において、巻線部配置工程の他の具体例を示す模式断面図(水平断面形状を示す断面図)である。ここで、水平断面形状に関して、図16(A)は、正方形状の芯部と同心正方形状の巻線部とを組み合わせた一例について示す図であり、図16(B)は、図16(A)に示す例に対して、芯部と巻線部との相対的位置関係が異なる例について示す図である。 従来の磁性素子の製造方法により作製された磁性素子の一例を示す模式断面図である。ここで、図17(A)は、磁性素子を第一コア部材の芯部の中心軸を含む面で切断し場合の模式断面図であり、図17(B)は、磁性素子を芯部の中心軸と直交する平面(図17(A)中の符号A1−A2間)で切断した場合の模式端面図である。
図1は、本実施形態の磁性素子の製造方法により作製された磁性素子の一例を示す模式断面図である。ここで、図1(A)は、磁性素子を第一コア部材の芯部の中心軸を含む面で切断した場合の模式断面図であり、図1(B)は、磁性素子を芯部の中心軸と直交する平面(図1(A)中の符号A1−A2間)で切断した場合の模式端面図である。
図1に示す磁性素子10は、略板状の基台部22および該基台部22の片面(上面22T)の略中央部から突出する芯部24A(24)を有する第一コア部材20と、導線(図中、不図示)が巻回されることにより筒体を成すように形成され、筒体の内周側に芯部24Aが位置するように基台部22上に配置された巻線部30A(30)と、第一コア部材20の芯部24Aが設けられた側および巻線部30Aを包み込むように設けられた第二コア部材40と、を有する。ここで、第一コア部材20および第二コア部材40を構成する部材は、磁性粉末を分散させた樹脂材料(磁性樹脂)から構成される。
なお、図1に示す例では、芯部24Aは円柱状を成し、巻線部30Aは円筒体状を成しており、基台部22は平面が正方形の板状を成しており、第二コア部材40は有底四角筒体状を成している。これに加えて、芯部24の中心軸C1と巻線部30の中心軸C2とは一致している。
しかしながら、芯部24は上面22Tの略中央部から突出して突起部を形成しているのであればその形状は特に限定されず、巻線部30は筒体状であればその形状は特に限定されない。但し、芯部24の形状としては、一般的には、円柱状や多角柱状などの柱状が好ましい。また、基台部22は、片面略中央部に芯部24が設けられ、かつ、芯部24が設けられた側の面(上面22T)に巻線部30が載置可能な形状であれば特に限定されないが、通常は、略板状であれば如何様な形状でもよい。さらに、第二コア部材40は有底筒体状であればその形状は特に限定されない。また、芯部24の中心軸C1と巻線部30の中心軸C2とは互に離間していてもよい。
また、図1に示す磁性素子10では、巻線部30Aの内周面32Sの少なくとも一部が、芯部24Aの外周面26Sから離間した状態で、第一コア部材20の芯部24が設けられた側の面(上面22T)に巻線部30Aが配置される。なお、図1に例示する磁性素子10では、巻線部30Aの内周面32Sの全面が、芯部24の外周面26Sから離間した状態で、第一コア部材20の芯部24Aが設けられた側の面に巻線部30Aが配置されている。
すなわち、本実施形態の磁性素子により製造された磁性素子では、図1に例示した磁性素子10ように、コア部材50(第一コア部材20および第二コア部材40)と、コア部材50中に配置された巻線部30とを有し、コア部材50が互に隣接する第一のマトリックス(すなわち、第一コア部材20に相当するマトリックス)と第二のマトリックス(すなわち、第二コア部材40に相当するマトリックス)とを含み、第一のマトリックス20と第二のマトリックス40との境界面の少なくとも一部60(図1(A)中では、点線で囲われた範囲内の境界面)が、巻線部30の内周側の領域内に存在する構成を有する。
そして、図1に示す磁性素子10では、芯部24Aの中心軸C1と、巻線部30Aの中心軸C2とは一致すると共に、外周面26Sと内周面32Sとの最短距離(距離L)は、周方向において一定である。
一方、磁性樹脂からなるコア部材中に巻線部が配置された従来の磁性素子は、図19に示す構成を有する。ここで、図19中、図1中に示すものと対応する関係にあるものについては、3桁目の符号番号の有無を除いては同じ符号番号が付してある。図1と図19とを比較すれば明らかなように、従来の磁性素子200は、基本的に図1等に例示する磁性素子10とほぼ同様の構成を有するが、巻線部230の内周面232Sの全面が、芯部224の外周面226Sと実質的に略密着した状態で、第一コア部材220の芯部224が設けられた側の面に巻線部230が配置されている点で異なっている。言い換えれば、従来の磁性素子200では、巻線部230の内周側の領域内には、コア部材250を構成する第一のマトリックス220と第二のマトリックス240との境界面が実質的に存在しない。
そして、図19に例示した従来の磁性素子200は、巻線部230の内周面232Sの全面が、芯部224の外周面226Sと実質的に略密着した状態で、第一コア部材220に巻線部230が配置された状態の部品に対して、第二コア部材240を射出成形するプロセスを経て作製される。このため、この射出成形に際しては、磁性樹脂が巻線部230の内周面232Sと、芯部224の外周面226Sとの間に十分に浸透できず、この部分で微小な隙間を生じることになる。それゆえ、このような隙間に閉じ込められた空気が、高温に加熱された場合には、空気が膨張することで隙間を始発点として、巻線部230と芯部224との剥離が生じ、さらにこの剥離現象が他の部位に伝播した場合には磁性素子200にクラックを生じさせることになる。
これに対して、磁性素子10では、巻線部30Aの内周面32Sの少なくとも一部が、芯部24Aの外周面26Sから離間した状態で、第一コア部材20の上面22Tに巻線部30Aが配置される。従って、第二コア部材40の射出成形時に、磁性樹脂が巻線部30Aの内周面32Sと芯部24Aの外周面26Sとの間に形成された大きな空間に隙間無く充填することが極めて容易である。このため、隙間が発生するのを抑制することができる。それゆえ、磁性素子10では、上述したような隙間に閉じ込められた空気が高温環境下で膨張するおそれもない。これに加えて、第一のマトリックス20と第二のマトリックス40との間の剥離が生じたり、このような剥離をきっかけとして磁性素子10中にクラック等が生じるのをより確実に防ぐことができる。
すなわち、本実施形態の磁性素子の製造方法において、剥離やクラックを防止するためには、巻線部30の内周面32Sの少なくとも一部が、芯部24の外周面26Sから離間した状態で、第一コア部材20の上面22Tに巻線部30が配置されることが必要である。ここで「離間した状態」とは、図19に示す磁性素子200において、その製造上、巻線部230の内周面232Sと芯部224の外周面226Sとの間に設けられる、従来の一般的な0.2mm以下程度の寸法上の余裕(クリアランス)と比べて、十分に大きな距離を保って離れていることを意味する。このような距離は、上述したクリアランスと比べて十分に大きな距離であれば特に限定されない。たとえば、図1に示す例では、外周面26Sと内周面32Sとの最短距離Lは、通常は、少なくとも0.3mm以上であることが好ましく、0.5mm以上であることがより好ましい。一方、距離Lの上限は特に限定されないが、実用上は10mm以下である。
図1に例示した磁性素子10は、巻線部配置工程および射出成形工程を経て作製される。図2は、本実施形態の磁性素子の製造方法の一例を示す模式断面図であり、具体的には図1に示す磁性素子10の製造方法について示したものである。ここで、図2(A)は、巻線部配置工程について示した模式断面図であり、図2(B)は、射出成形工程について示した模式断面図である。
まず、巻線部配置工程では、図2(A)に例示したように、第一コア部材20の芯部24が設けられた側の面(上面22T)に、芯部24が巻線部30の内周側に位置するように巻線部30を配置する。なお、巻線部配置工程では、巻線部30の内周面32Sの少なくとも一部が、芯部24の外周面26Sから離間した状態で、第一コア部材20の芯部24が設けられた側の面(上面22T)に巻線部30が配置されることが必要である。
ここで、図1に示す磁性素子10を作製する場合には、巻線部30Aの内周面32Sの全面が、芯部24Aの外周面26Sから離間した状態で、第一コア部材20の上面22Tに巻線部30Aが配置される。なお、巻線部配置工程で用いられる第一コア部材20については、予め射出成形により形成されたものが用いられる。
射出成形工程では、第一コア部材20の芯部24が配置された側および巻線部30を、磁性粉末を分散させた樹脂材料を用いて包み込むように、射出成形する。
ここで、図1に示す磁性素子10を作製する場合には、射出成形は、たとえば、図2(B)に示すよう実施することができる。まず、射出成形には、一対の金型(第一金型300、第二金型310)を用いる。そして、射出成形時には、まず、第一金型300のキャビティ302の底面側に、第一コア部材20および第一コア部材20の上面22Tに設置された巻線部30Aを配置する。なお、巻線部配置工程は、予めキャビティ302外で実施してもよく、キャビティ302内で実施してもよい。続いて、第二金型310によりキャビティ302の上部側に設けられた開口部を密閉する(型締めする)。そして、第二金型310内に設けられたランナー312から、キャビティ302内へと溶融状態の磁性樹脂を射出する。これにより、第一コア部材20の芯部24Aが配置された側および巻線部30Aを包み込むように、キャビティ302内が磁性樹脂によって充填される。この際、最短距離Lは十分に大きいため、巻線部30Aの内周面32Sと芯部24Aの外周面26Sとの間に形成された大きな空間内には、隙間なく磁性樹脂が充填されることになる。
そして、保圧・冷却を行った後に、第一金型300と第二金型310とを離間させ(型開きし)、最後に、キャビティ302内に形成された磁性素子10を取り出す。
なお、第一金型300および第二金型310から選択される少なくとも一方の金型には、巻線部30を構成する導線の端末(図中、不図示)をキャビティ302内から外部側へと挿通させる挿通孔(図中、不図示)が設けられている。そして、射出成形前には、巻線部30Aから引き出された導線の端末が、挿通孔内に配置される。
巻線部配置工程における巻線部30の配置態様は、巻線部30の内周面32Sの少なくとも一部が、芯部24の外周面26Sから離間した状態であれば特に限定されない。しかしながら、巻線部30の配置態様は、具体的には以下の第一配置態様および第二配置態様から選択されるいずれかの配置態様であることが好ましい。以下に、巻線部配置工程の具体例について、第一配置態様および第二配置態様の順により詳細に説明する。
(1)巻線部30の内周面32Sのうち少なくとも基台部22側近傍を除く略全面が、芯部24の外周面26Sから離間した状態で、巻線部30が配置される配置態様(第一配置態様)。
(2)芯部24の周方向に対して、巻線部30の内周面32Sの一部と、芯部24の外周面26Sの一部とが接触するように、巻線部30が配置される配置態様(第二配置態様)。
まず、図3〜図10に第一配置態様の具体例について示す。ここで、図3は巻線部配置工程の一例を示す模式図であり、図4は、図3に示す例の変形例である。なお、図3(A)および図4(A)は、第一コア部材の芯部の中心軸を含む面で切断した場合の模式断面図である。また、図3(B)は、芯部の中心軸と直交する平面(図3(A)中の符号A1−A2間)で切断した場合の模式端面図であり、図4(B)は、芯部の中心軸と直交する平面(図4(A)中の符号A1−A2間)で切断した場合の模式端面図である。
図3に示す配置態様は、図2に示す配置態様と同様であり、具体的には、図1に示す磁性素子10を製造する場合の配置態様について示したものである。図3に示す例では、巻線部30Aの内周面32Sのうち少なくとも基台部22側近傍を除く略全面が、芯部24Aの外周面26Sから離間した状態にあると共に、巻線部30Aの内周面の32Sうち基台部22側近傍部分についても全面が芯部24Aの外周面26Sから離間した状態で、巻線部30Aが配置されている。すなわち、図3に示す例では、巻線部30Aの内周面32Sの全面と芯部24の外周面26Sの全面とが完全に離間した状態で、巻線部30Aが配置されている。このため、射出成形に際して、巻線部30Aの内周面32Sの全面と芯部24Aの外周面26Sの全面との間には、磁性樹脂の充填不良による隙間が形成されるおそれが殆ど無い。
これに加えて、芯部24Aの外周側輪郭形状(すなわち円形)と、巻線部30Aの内周側輪郭形状(すなわち円形)とが相似形を成し、かつ、芯部24Aの中心軸C1と、巻線部30Aの中心軸C2とが一致するように、第一コア部材20の芯部24Aが設けられた側の面(上面22T)に巻線部30Aが配置されている。なお、2つの中心軸C1、C2は略一致しているのであれば、完全に一致していなくてもよい。このため、巻線部30Aの内周面32Sと芯部24Aの外周面26Sとの最短距離Lは、周方向に対して常に一定または略一定となる。
一方、周方向に対して距離Lが変動したり、あるいは、ばらついたりする場合において、距離Lが、従来の磁性素子200における巻線部230の内周面232Sと芯部224の内周面126Sとの間に設けられる最低限の寸法的な余裕(クリアランス)に近づくときは、この部分において隙間が発生しやすくなる。しかしながら、上述したように、周方向に対して距離Lが常に一定または略一定であれば、上述した問題の発生を抑制することが極めて容易である。
但し、図3に示す配置態様では、芯部24Aが設けられた部分を除いて完全な平面からなる上面22Tに巻線部30Aが配置されている。このため、巻線配置工程や、射出成形工程において、巻線部30Aが、上面22Tと平行な方向に位置ずれを生じやすい。よって、位置ずれが生じると、周方向に対する距離Lがばらつき、上述したように隙間が発生しやすくなる。これに加えて、本実施形態の磁性素子の製造方法により製造された複数の磁性素子間の電気的特性などの品質のばらつきも大きくなる。
しかしながら、たとえば、比較的大きな品質ばらつきが許容されるローエンドタイプの磁性素子を製造する場合であれば、必ずしも図3に例示したように一致している必要はなく、たとえば、図4に例示するように、芯部24Aの中心軸C1と巻線部30Aの中心軸C2とは一致していない状態でもよい。この場合、最短距離Lが極小値Lminを示す部分では、隙間が発生する可能性はやや増大するものの、図19に例示した磁性素子200(周方向に対して芯部224の外周面226Sの全面と巻線部230の内周面232Sの全面とが実質的に略密着している構成)と比べれば、隙間が発生する可能性はかなり小さくすることができる。なお、図4に示す例は、中心軸C1と中心軸C2とが一致していないこと以外は、図3に示す例と同様の構成を有する。
一方、本実施形態の磁性素子の製造方法では、巻線部30の位置ずれを防止するために、巻線部30を配置した後、特に射出成形中において、巻線部30が位置ズレしないように、巻線部30を固定部材によって固定してもよい。たとえば、射出成形中において、巻線部30を、基台部22の上面22T側に押し付けるように、巻線部30の上面32T側に固定部材を押し当ててもよい。しかしながら、このような方法は、射出成形工程をより複雑化させる。そして、その結果、生産性等を低下させる可能性もある。
このような問題を解消するためには、第一コア部材の上面22T側に、段差を設けることが好ましい。具体的には、基台部22の芯部24が設けられた側の面(上面22T)には、芯部24の中心軸C1が巻線部30の中心軸C2と略一致すると仮定した際に、巻線部30の内径および外径から選択される少なくとも一方の径に対応するライン上の少なくとも一部に、段差を設けることができる。この場合、巻線部30の内周面32Sおよび/または外周面32Uのうち基台部22側近傍の部分が、段差部分と接触する。このため、巻線部30の位置ずれを容易に防止できる。
図5〜図7は、巻線部配置工程の他の具体例を示す模式断面図であり、具体的には図3に示す例において、第一コア部材20の上面22Tに段差が設けられた場合の一例ついて示した図である。ここで、図5に示す例では、巻線部30Aの内径に対応するライン上に、段差22D1が設けられている。よって、巻線部30Aの内周面32Sのうち基台部22近傍側の部分が、段差22D1と接触するため、巻線部30Aの位置ズレを容易に抑制できる。また、図6に示す例では、巻線部30Aの外径に対応するライン上に、段差22D2が設けられている。よって、巻線部30Aの外周面32Uのうち基台部22近傍側の部分が、段差22D2と接触するため、巻線部30Aの位置ズレを容易に抑制できる。さらに、図7に示す例では、巻線部30Aの内径および外径に対応するライン上に、各々、段差22D1および段差22D2が設けられている。よって、巻線部30Aの内周面32Sのうち基台部22近傍側の部分が段差22D1と接触し、かつ、巻線部30Aの外周面32Uのうち基台部22近傍側の部分が段差22D2と接触するため、巻線部30Aの位置ズレをより確実に抑制できる。
なお、段差22D1は、周方向に対して連続的に設けられていてもよく、不連続に設けられていてもよい。但し、段差22D1が周方向に対して不連続に設けられる場合、すなわち、複数個の段差22D1が設けられる場合、中心軸C1,C2に対して略点対称を成す位置に、各々の段差22D1が配置されることが好ましい。これは、段差22D2についても同様である。なお、段差22D1、22D2は、上面22Tに溝を設けたり、および/または、上面22Tに突起を配置したりするなどにより適宜形成することができる。
また、図5〜図7に例示した段差22D1、22D2の段差面は、中心軸C1、C2と平行を成す垂直面であるが、巻線部30Aの位置ズレを防止する機能を損なわない範囲であれば、中心軸C1、C2に対して適度に傾斜した傾斜面であってもよい。
また、本実施形態の磁性素子の製造方法では、巻線部30の位置ズレを防止するためには、基台部22の上面22Tに段差22D1、2D2を利用する代わりに、芯部24Aの基台部22側の外周面26Sを利用してもよい。
図8〜図10は、巻線部配置工程の他の具体例を示す模式図であり、具体的には巻線部30の位置ズレを防止するために芯部24の基台部22側の外周面26Sを利用した例について示す図である。なお、図8(A)、図9(A)および図10(A)は、第一コア部材の芯部の中心軸を含む面で切断した場合の模式断面図である。また、図8(B)は、図8(A)において、巻線部30を設置した第一コア部材20を矢印U方向(第一コア部材20の巻線部30が設置された側)から見た場合の上面図であり、図9(B)は、図9(A)において、巻線部30を設置した第一コア部材20を矢印U方向から見た場合の上面図であり、図10(B)は、図10(A)において、巻線部30を設置した第一コア部材20を矢印U方向から見た場合の上面図である。
ここで、図8に示す芯部24B(24)の形状は、図1〜図7に示す円柱状の芯部24Aとは異なり、円錐台状である。そして、芯部24Bは、外周面26Sの最も基台部22側における直径が、実質的に円筒体状の巻線部30Aの内径と一致している。このため、芯部24Bの最も基台部22側の外周面26Sの全周が、巻線部30Aの最も上面22T側の内周面32Sの全周と線接触する。それゆえ、巻線部30Aの位置ズレを防止することができる。なお、図8中に示す符号26Tは、芯部24Bの頂面を意味する。
また、芯部24の形状は、円錐台状に限定されず、たとえば、三角錐台状、四角錐台状、中心軸C1と直交する方向の平面における断面形状が十字形状を成す錐台状や、これらの形状が多少崩れた形状など、公知の略錐体状が選択できる。また、芯部24の形状としては、円錐状、三角錐状、四角錐状、中心軸C1と直交する方向の平面における断面形状が十字形状を成す錐状や、これらの形状が多少崩れた形状など、公知の略錐状も選択できる。
図9は、図8に示す例の変形例を示す図であり、具体的には、図8に示す円錐台状の芯部24Bを、四角錐状の芯部24C(24)に置き換えた場合について示す図である。図9に示す例では、四角錐状の芯部24Cの最も底面側(最も基台部22側)の外周面26Sのうち、当該底面の4つの頂点に相当する頂点部分26ST(すなわち、外周面26Sの一部)と、巻線部30Aの最も上面22T側の内周面32Sとが点接触する。それゆえ、巻線部30Aの位置ズレを防止することができる。なお、図9中に示す符号26Cは、芯部24Cの頂点を意味する。
図10は、図8に示す例の変形例を示す図であり、図8に示す円錐台状の芯部24Bを、円錐台の底面側に当該底面と同形状の端面を有する円柱体を継ぎ足した形状(略円錐台状)の芯部24D(24)に置き換えた場合について示す図である。図10に示す例では、略円錐台状の芯部24Dの外周面26Sのうち、基台部22側の外周面(曲面26SC、芯部24の一部を構成する円柱体部分の外周面)の全面と、巻線部30Aの上面22T側の内周面32Sとが面接触する。それゆえ、巻線部30Aの位置ズレを防止することができる。
次に、図11〜図12に第二配置態様の具体例について示す。ここで、図11は巻線部配置工程の他の具体例を示す模式図であり、図12は、図11に示す例の変形例である。なお、図11(A)および図12(A)は、第一コア部材の芯部の中心軸を含む面で切断した場合の模式断面図である。また、図11(B)は、芯部の中心軸と直交する平面(図11(A)中の符号A1−A2間)で切断した場合の模式端面図であり、図12(B)は、芯部の中心軸と直交する平面(図12(A)中の符号A1−A2間)で切断した場合の模式端面図である。
図11に示す配置態様は、図3および図4に示す例に対して、中心軸C1と中心軸C2とが互いに最も離れた位置に存在する場合について示したものである。図11に示す例では、芯部24Aの中心軸C1方向に沿って伸びるように、巻線部30Aの内周面32Sの一部と、芯部24Aの外周面26Sの一部とが線接触する接触部CTCTを形成している。すなわち、図11および図11以降に例示する第二配置態様では、巻線部30Aの内周面32Sの一部と芯部24の外周面26Sの一部とが接触している接触部CTが、中心軸C1と平行な方向に伸びるように形成される。
なお、図11に示す例では、芯部24Aの周方向に対して接触部CTが1つのみである。このため、射出成形工程において、巻線部30Aが位置ずれを起こしやすく、結果的に作製された磁性素子の電気的特性などの品質のばらつきが大きくなりやすい。
このような問題を防ぐために、本実施形態の磁性素子の製造方法では、芯部24の周方向に対して、接触部CTが2つ以上設けられることが好ましい。これにより巻線部30の位置ずれを抑制することがより容易になる。しかしながら、芯部24の周方向に対して設けられる2つ以上の接触部CTが、周方向に対して偏った位置に集中して配置される場合には、図11に示す例と同様の問題が発生し易くなる場合がある。それゆえ、さらに、これら2つ以上の接触部CTは、芯部24の中心軸C1に対して、互にできる限り離間した位置に配置されることが好ましく、さらに、略点対称を成す位置に配置されていることが特に好ましい。これにより巻線部30の位置ずれをより確実に抑制することができる。
図12は、図11に示す芯部24Aの代わりに、中心軸C1に対して直交する平面における断面形状(以下、「水平断面形状」と略す場合がある)が略長方形状を成す略四角柱状の芯部24E(24)を用いた例を示したものである。ここで、芯部24Eの外周面26Sのうち、円筒状の巻線部30Aの内周面32Sに対向する部分は、内周面32Sに略対応した曲面26SD(外周面26Sの一部)を成している。ここで、一方の曲面26SDが巻線部30Aの内周面32Sと面接触して一の接触部CTを形成し、他方の曲面26SDが巻線部30Aの内周面32Sと面接触して他の接触部CTを形成している。そして、これら2つの接触部CTは、芯部24Eの周方向に対して点対称を成す位置に形成されている。
なお、本実施形態の磁性素子の製造方法において、芯部24の水平断面形状および巻線部30の水平断面形状は特に限定されるものではなく、第一配置態様および第二配置態様のいずれの配置態様においても、任意の水平断面形状が採用できる。しかしながら、(1)磁性素子の設計容易性、(2)磁性素子の生産性、および/または、(3)2つ以上の接触部CTを、芯部24の中心軸C1に対して、略点対称を成す位置に配置するのが容易であるという観点からは、芯部24の水平断面形状は、中心軸C1に対して略点対称、または、中心軸C1を含む径方向に対して略線対称を成す形状であることが好ましく、巻線部30の水平断面形状は、中心軸C2に対して略点対称、または、中心軸C2を含む径方向に対して略線対称を成す形状であることが好ましい。さらに、芯部24の水平断面形状は、図13に例示したように、(略)円形状、(略)正三角形状、(略)正方形状、あるいは、(略)十字形状が特に好ましく、巻線部30の水平断面形状は、図14に例示したように、(略)同心円状、(略)同心正三角形状、あるいは、(略)同心正方形状が特に好ましい。なお、(略)同心正三角形状および(略)同心正方形状については、内周側の辺と、外周側の辺とが(略)平行を成すことが必要である。
ここで、上記(1)〜(3)、ならびに、図13および図14に示す水平断面形状を同時に満たすことを考慮した場合、芯部24の外周側輪郭形状と巻線部30の内周側輪郭形状との組み合わせは、下記(a)〜(f)に示す組み合わせから選択されるいずれか1つの組み合わせであることが好ましい。
(a)略円形と略三角形との組み合わせ
(b)略円形と略四角形との組み合わせ
(c)略三角形と略円形との組み合わせ
(d)略四角形と略円形との組み合わせ
(e)略十字形と略円形との組み合わせ
(f)略十字形と略四角形との組み合わせ
図15は、第二配置態様の他の具体例について示す図であり、具体的には、上記(a)〜(f)に示す芯部24の外周側輪郭形状と巻線部30の内周側輪郭形状との組み合わせに対応させて、芯部24の水平断面形状と巻線部30の水平断面形状との組み合わせ例について示した模式断面図である。ここで、図15中の(a)〜(f)の各図には、水平断面形状に関して、円形状の芯部24F(24)と同心正三角形の巻線部30B(30)との組み合わせ、円形状の芯部24Fと同心正方形状の巻線部30C(30)との組み合わせ、正三角形状の芯部24G(24)と同心円状の巻線部30D(30)との組み合わせ、正方形状の芯部24H(24)と同心円状の巻線部30Dとの組み合わせ、略十字形状の芯部24I(24)と同心円状の巻線部30Dとの組み合わせ、および、十字形状の芯部24J(24)と同心正方形状の巻線部30Cとの組み合わせが示されている。
なお、上記(1)〜(3)、ならびに、図13および図14に示す水平断面形状を同時に満たす上で、芯部24の水平断面形状と巻線部30の水平断面形状との組み合わせは、図15に例示したもの以外にも、たとえば、図16(A)に示したように、水平断面形状に関して、正方形状の芯部24Hと同心正方形状の巻線部30Cとの組み合わせも採用できる。すなわち、芯部24の外周側輪郭形状と巻線部30の内周側輪郭形状との組み合わせが、略四角形と略四角形との組み合わせも採用できる。図16(A)に示す例では、周方向に対して90度毎に、外周面26Sと内周面32Sとが点接触する接触部CTが4つ設けられる。しかし、図16(A)に示す配置態様では、射出成形時に巻線部30Cが周方向に回転する可能性がある。そして、巻線部30Cが周方向に回転した場合、図16(B)に例示するように、中心軸C1と中心軸C2とが互いに離間するように巻線部30Cが移動することで、芯部24と巻線部30Cとの相対的位置関係に変化が生じる。このため、巻線部30の位置ずれに起因する磁性素子の電気的特性などの品質のばらつきが生じる場合がある。
これに対して、図15(a)〜図15(e)に例示した組み合わせでは、射出成形時に巻線部30B、30C、30Dが周方向に回転する可能性があるが、この場合でも、芯部24と巻線部30との相対的位置関係に変化が生じない。これに加えて、図15(f)に例示した組み合わせでは、周方向に対して90度毎に、外周面26Sと内周面32Sとが面接触する接触部CTが4つ設けられているため、射出成形時に巻線部30がC周方向に回転することも無い。すなわち、図15に示す例では、中心軸C1と中心軸C2とが互いに接近したり、あるいは、離間する余地が無く、芯部24と巻線部30との相対的位置関係にばらつきが生じる余地も全くないため、巻線部30B、30C、30Dの位置ずれに起因する磁性素子の電気的特性などの品質のばらつきを確実に抑制できる。
なお、図11、図12、図15および図16に例示した第二配置態様において、接触部CTおよび接触部CT近傍を除く部分では、外周面26Sと内周面32Sとは大きく離間している。そして、外周面26Sと内周面32Sとの距離は図19に示す磁性素子200において外周面226Sと内周面232Sとの間に設けられる寸法上の余裕(クリアランス)よりも十分に大きい。したがって、接触部CTおよび接触部CT近傍を除く部分では、射出成形時に磁性樹脂が隙間なく充填される。これに対して、接触部CTでは、外周面26Sと内周面32Sとは実質的に接触しており、両者の距離は、クリアランスにほぼ等しい。これに加えて、接触部CT近傍では、外周面26Sと内周面32Sとの距離は、クリアランスに極めて近くなる。したがって、接触部CTおよび接触部CT近傍では、射出成形時に磁性樹脂が十二分に充填できず、隙間が生じやすい。
このような事情を考慮すれば、接触部CTについては、面接触では無く線接触している態様(たとえば、図11、図15(a)、図15(b)、図15(c)、図15(d)、図16(A))あるいは周方向に対する接触幅がより狭くなるように面接触している態様が好ましい。また、接触部CT近傍については、中心軸C1、C2と直交する平面方向(水平面方向)において、外周面26Sの接線と、内周面32Sの接線とが成す角度θがより大きい態様(たとえば、図12、図15(c)、図15(e)、図15(f)、図16(A))が好ましい。
なお、図8〜図10に例示したような芯部24の基台部22側の外周面26Sを利用して巻線部30の位置ずれを防止する配置態様においても、基台部22側近傍における外周面26Sと内周面30Sとの接触態様として、図11(B)、図12(B)、図15、図16に例示したような第二の配置態様と同様の接触態様を採用できる。
以上に説明した本実施形態の磁性素子の製造方法に用いられる磁性樹脂としては、公知の磁性素子の作製に用いられている磁性樹脂であれば制限なく利用できる。しかしながら、本実施形態の磁性素子の製造方法では、従来の磁性素子200の作製に際して射出成形時に比較的粘度が高いために隙間が生じやすい磁性樹脂を用いることが好ましい。このような磁性樹脂としては、磁性粉末の含有割合が75質量%以上、あるいは、33体積%以上の磁性樹脂を用いることが好ましい。なお、含有割合は、質量%基準では、86質量%以上がより好ましく、上限は特に限定されないが、実用上は97質量%以下が好ましい。また、体積%基準では、50体積%以上がより好ましく、上限は特に限定されないが、実用上は80体積%以下が好ましい。
さらに、磁性樹脂を構成する樹脂材料としては、公知の樹脂材料が利用できるが、他の樹脂と比べて繊維質であり、磁性粉末をより多量に分散含有させることが容易なナイロン樹脂を用いることが好ましい。
また、図1に例示した磁性素子10のように、本実施形態の磁性素子の製造方法により製造された磁性素子は、中心軸C1方向、および/または、中心軸C1方向と直交する方向に対して、対称を成す構造を有していてもよく、非対称を成す構造を有していてもよい。しかしながら、インダクタンス特性や飽和特性などの電気的特性の安定性を確保する上では、対称性の高い構造がより好ましい。このような観点では、特に、第一コア部材20の基台部22の厚みと、第二コア部材40の底面部分(中心軸C2方向において、巻線部30および芯部24と接する部分)の厚みとが実質同一であることが特に好ましい。さらに、温度変化に起因する第一コア部材20と、第二コア部材40との境界面の剥離を防止するために、第一コア部材20を構成する磁性樹脂と第二コア部材40を構成する磁性樹脂の熱膨張係数は略同一であることが好ましい。この場合、第一コア部材20を構成する磁性樹脂の組成と、第二コア部材40を構成する磁性樹脂の組成とを、実質同一にすることが特に好適である。
また、本実施形態の磁性素子の製造方法により製造された磁性素子の用途としては特に限定されるものではないが、主に小型電源に用いられるリアクトルや、インダクタとして利用することが好ましい。
10 磁性素子
20 第一コア部材(第一のマトリックス)
22 基台部
22D1、22D2 段差
22T 上面
24、24A、24B、24C、24D、24E、24F、24G、24H、24I、24J 芯部
26S 外周面
26SC、26SD 曲面(外周面26Sの一部)
26ST 頂点部分(外周面26Sの一部)
30、30A、30B、30C、30D 巻線部
32S 内周面
32T 上面
32U 外周面
40 第二コア部材(第二のマトリックス)
50 コア部材
60 第一のマトリックス20と第二のマトリックス40との境界面の少なくとも一部
200 磁性素子
220 第一コア部材(第一のマトリックス)
224 芯部
226S 外周面
230 巻線部
232S 内周面
240 第二コア部材(第二のマトリックス)
250 コア部材
300 第一金型
302 キャビティ
310 第二金型
312 ランナー

Claims (10)

  1. 磁性粉末を分散させた樹脂材料から構成され、略板状の基台部および該基台部の片面の略中央部から突出する芯部を有する第一コア部材と、
    導線が巻回されることにより筒体を成すように形成され、前記筒体の内周側に前記芯部が位置するように前記基台部上に配置された巻線部と、
    磁性粉末を分散させた樹脂材料から構成され、前記第一コア部材の前記芯部が設けられた側および前記巻線部を包み込むように設けられた第二コア部材と、を有する磁性素子が、
    前記第一コア部材の前記芯部が設けられた側の面に、前記芯部が前記巻線部の内周側に位置するように前記巻線部を配置する巻線部配置工程と、
    前記第一コア部材の前記芯部が配置された側および前記巻線部を、磁性粉末を分散させた樹脂材料により包み込むように、射出成形する射出成形工程と、を少なくとも経て製造され、
    前記巻線部配置工程では、前記巻線部の内周面の少なくとも一部が、前記芯部の外周面から離間した状態で、前記第一コア部材の前記芯部が設けられた側の面に前記巻線部が配置されていることを特徴とする磁性素子の製造方法。
  2. 請求項1に記載の磁性素子の製造方法において、
    前記巻線部配置工程では、前記巻線部の内周面のうち少なくとも前記基台部側近傍を除く略全面が、前記芯部の外周面から離間した状態で、前記第一コア部材の前記芯部が設けられた側の面に前記巻線部が配置されていることを特徴とする磁性素子の製造方法。
  3. 請求項2に記載の磁性素子の製造方法において、
    前記芯部の外周側輪郭形状と、前記巻線部の内周側輪郭形状とが相似形を成し、かつ、
    前記巻線部配置工程では、前記芯部の中心軸と、前記巻線部の中心軸とが略一致するように、前記第一コア部材の前記芯部が設けられた側の面に前記巻線部が配置されていることを特徴とする磁性素子の製造方法。
  4. 請求項2または3に記載の磁性素子の製造方法において、
    記基台部の前記芯部が設けられた側の面には、前記芯部の中心軸が前記巻線部の中心軸と略一致すると仮定した際に、前記巻線部の内径および外径から選択される少なくとも一方の径に対応するライン上の少なくとも一部に、段差が設けられていることを特徴とする磁性素子の製造方法。
  5. 請求項2〜4のいずれか1つに記載の磁性素子の製造方法において、
    前記芯部の形状が、前記基台部側を底面側とした略錐体状、および、前記基台部側を底面側とした略錐台状、から選択されるいずれか一方の形状からなり、
    前記巻線部配置工程では、前記芯部の前記基台部側の外周面の少なくとも一部と、前記巻線部の内周面の少なくとも一部とが接触することを特徴とする磁性素子の製造方法。
  6. 請求項1に記載の磁性素子の製造方法において、
    前記巻線部配置工程では、前記芯部の中心軸方向に沿って伸びるように、前記巻線部の内周面の一部と、前記芯部の外周面の一部とが接触するように、前記第一コア部材の前記芯部が設けられた側の面に前記巻線部が配置されていることを特徴とする磁性素子の製造方法。
  7. 請求項6に記載の磁性素子の製造方法において、
    前記芯部の中心軸方向に沿って伸びるように、前記巻線部の内周面の一部と、前記芯部の外周面の一部とが接触している接触部が、2つ以上であることを特徴とする磁性素子の製造方法。
  8. 請求項7に記載の磁性素子の製造方法において、
    前記2つ以上の接触部が、前記芯部の中心軸に対して、略点対称を成す位置に配置されていることを特徴とする磁性素子の製造方法。
  9. 請求項8に記載の磁性素子の製造方法において、
    前記芯部の外周側輪郭形状と前記巻線部の内周側輪郭形状との組み合わせが、
    (a)略円形と略三角形との組み合わせ、
    (b)略円形と略四角形との組み合わせ、
    (c)略三角形と略円形との組み合わせ、
    (d)略四角形と略円形との組み合わせ、
    (e)略十字形と略円形との組み合わせ、および、
    (f)略十字形と略四角形との組み合わせ、から選択されるいずれか1つの組み合わせであることを特徴とする磁性素子の製造方法。
  10. 磁性粉末を分散させた樹脂材料から構成され、略板状の基台部および該基台部の片面の略中央部から突出する芯部を有する第一コア部材と、
    導線が巻回されることにより筒体を成すように形成され、前記筒体の内周側に前記芯部が位置するように前記基台部上に配置された巻線部と、
    磁性粉末を分散させた樹脂材料から構成され、前記第一コア部材の前記芯部が設けられた側および前記巻線部を包み込むように設けられた第二コア部材と、を有する磁性素子が、
    前記芯部が前記巻線部の内周側に位置するように前記巻線部を配置する巻線部配置工程と、
    前記第一コア部材の前記芯部が配置された側および前記巻線部を包み込むように、磁性粉末を分散させた樹脂材料を用いて射出成形する射出成形工程と、を少なくとも経て製造されたものであり、かつ、
    前記巻線部配置工程では、前記巻線部の内周面の少なくとも一部が、前記芯部の外周面から離間した状態で、前記第一コア部材の前記芯部が設けられた側の面に前記巻線部が配置されていることを特徴とする磁性素子。
JP2012131184A 2012-06-08 2012-06-08 磁性素子の製造方法および磁性素子 Pending JP2013254911A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012131184A JP2013254911A (ja) 2012-06-08 2012-06-08 磁性素子の製造方法および磁性素子
CN201310187999.0A CN103489622B (zh) 2012-06-08 2013-05-20 磁性元件的制造方法及磁性元件
CN201610003134.8A CN105428006A (zh) 2012-06-08 2013-05-20 磁性元件
KR1020130057099A KR101457464B1 (ko) 2012-06-08 2013-05-21 자성소자의 제조 방법 및 자성소자
US13/905,778 US20130328656A1 (en) 2012-06-08 2013-05-30 Method of manufacturing magnetic element and magnetic element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012131184A JP2013254911A (ja) 2012-06-08 2012-06-08 磁性素子の製造方法および磁性素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013254911A true JP2013254911A (ja) 2013-12-19

Family

ID=49714814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012131184A Pending JP2013254911A (ja) 2012-06-08 2012-06-08 磁性素子の製造方法および磁性素子

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20130328656A1 (ja)
JP (1) JP2013254911A (ja)
KR (1) KR101457464B1 (ja)
CN (2) CN103489622B (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014130879A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Panasonic Corp コイル埋設型磁性素子の製造方法
JP2017514309A (ja) * 2014-04-23 2017-06-01 ビュルト エレクトロニク アイソス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト 誘導コンポーネントの製造方法及び誘導コンポーネント
JP2019161011A (ja) * 2018-03-13 2019-09-19 株式会社村田製作所 巻線型コイル部品、巻線型コイル部品の製造方法
JP2019176137A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 Tdk株式会社 コイル装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018182203A (ja) * 2017-04-19 2018-11-15 株式会社村田製作所 コイル部品
CN109903982B (zh) 2014-09-11 2021-08-17 胜美达集团株式会社 线圈元件的制造方法以及线圈元件
JP2016157751A (ja) 2015-02-23 2016-09-01 スミダコーポレーション株式会社 電子部品
KR102138891B1 (ko) * 2015-04-16 2020-07-29 삼성전기주식회사 칩 부품 및 그 제조방법
CN106469607B (zh) 2015-08-19 2020-10-27 胜美达集团株式会社 一种线圈元器件的制造方法及用于制造此线圈元器件的模具设备
JP2018182209A (ja) * 2017-04-19 2018-11-15 株式会社村田製作所 コイル部品
US10395811B2 (en) 2017-05-18 2019-08-27 Simmonds Precision Products, Inc. Inductive sensor tuning using a permeable paste mixture
CN108973009B (zh) * 2018-07-04 2020-10-02 歌尔股份有限公司 磁芯组件及其制作方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH029407U (ja) * 1988-06-30 1990-01-22
JPH02249217A (ja) * 1989-03-22 1990-10-05 Sony Corp 磁性樹脂モールドコイルの製造方法
JP2001267160A (ja) * 2000-01-12 2001-09-28 Tdk Corp コイル封入圧粉コアの製造方法およびコイル封入圧粉コア
JP2006128473A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Nec Tokin Corp インダクタおよびその製造方法
JP2010153705A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Daikin Ind Ltd 巻線装置用コア、巻線装置およびインバータ装置
US20110094090A1 (en) * 2009-10-22 2011-04-28 Shang S R hot-forming magnetic component

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5239744A (en) * 1992-01-09 1993-08-31 At&T Bell Laboratories Method for making multilayer magnetic components
US6392525B1 (en) * 1998-12-28 2002-05-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetic element and method of manufacturing the same
JP3780850B2 (ja) * 2001-01-19 2006-05-31 松下電工株式会社 電磁装置
US20050007232A1 (en) * 2003-06-12 2005-01-13 Nec Tokin Corporation Magnetic core and coil component using the same
KR101204873B1 (ko) * 2004-08-23 2012-11-26 니뽄 가가쿠 야킨 가부시키가이샤 자성 코어부품의 제조방법
JPWO2009028247A1 (ja) * 2007-08-31 2010-11-25 スミダコーポレーション株式会社 コイル部品及びそのコイル部品の製造方法
JP2010171188A (ja) * 2009-01-22 2010-08-05 Ngk Insulators Ltd 小型インダクタ及び同小型インダクタの製造方法
JP5649075B2 (ja) * 2009-09-03 2015-01-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 コイル部品
JP5617461B2 (ja) * 2010-09-13 2014-11-05 住友電気工業株式会社 リアクトル、およびリアクトルの製造方法
US8723629B1 (en) * 2013-01-10 2014-05-13 Cyntec Co., Ltd. Magnetic device with high saturation current and low core loss

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH029407U (ja) * 1988-06-30 1990-01-22
JPH02249217A (ja) * 1989-03-22 1990-10-05 Sony Corp 磁性樹脂モールドコイルの製造方法
JP2001267160A (ja) * 2000-01-12 2001-09-28 Tdk Corp コイル封入圧粉コアの製造方法およびコイル封入圧粉コア
JP2006128473A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Nec Tokin Corp インダクタおよびその製造方法
JP2010153705A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Daikin Ind Ltd 巻線装置用コア、巻線装置およびインバータ装置
US20110094090A1 (en) * 2009-10-22 2011-04-28 Shang S R hot-forming magnetic component

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014130879A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Panasonic Corp コイル埋設型磁性素子の製造方法
JP2017514309A (ja) * 2014-04-23 2017-06-01 ビュルト エレクトロニク アイソス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト 誘導コンポーネントの製造方法及び誘導コンポーネント
JP2019161011A (ja) * 2018-03-13 2019-09-19 株式会社村田製作所 巻線型コイル部品、巻線型コイル部品の製造方法
US11915854B2 (en) 2018-03-13 2024-02-27 Murata Manufacturing Co., Ltd. Wire coil component and method for producing wire coil component
JP2019176137A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 Tdk株式会社 コイル装置
JP7238446B2 (ja) 2018-03-29 2023-03-14 Tdk株式会社 コイル装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130138108A (ko) 2013-12-18
US20130328656A1 (en) 2013-12-12
CN103489622A (zh) 2014-01-01
CN103489622B (zh) 2016-02-03
CN105428006A (zh) 2016-03-23
KR101457464B1 (ko) 2014-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2013254911A (ja) 磁性素子の製造方法および磁性素子
US8933772B2 (en) Coil component
JP6060116B2 (ja) 表面実装インダクタ及びその製造方法
JP6478065B2 (ja) リアクトル、およびリアクトルの製造方法
WO2013018755A1 (ja) コイル部品及びその製造方法
EP2835805B1 (en) Bobbin for a gapped toroidal inductor
JP2019009152A (ja) エッジワイズコイル、リアクトル及びリアクトル製造方法
JP4964309B2 (ja) コイルモジュール
JP5899926B2 (ja) リアクトルとその製造方法
JP2016174470A (ja) 電機子、電機子の製造方法および回転電機
JP6621056B2 (ja) リアクトル、およびリアクトルの製造方法
JP2006296162A (ja) 電機子用コア、電機子、電機子用コアの製造方法及び電機子の製造方法
JP2020178342A (ja) アンテナ
WO2015087128A2 (en) Insulator and stator
JP7188683B2 (ja) コイル部品
CN104079099A (zh) 电动机
JP6414557B2 (ja) 表面実装インダクタ及びその製造方法
WO2015159673A1 (ja) 電子機器
JP5316450B2 (ja) リアクトルの製造方法
JP2013236450A (ja) 電機子のインシュレータおよびその製造方法
JP2011113995A (ja) コア絶縁ケース及びコイル部品
WO2024069928A1 (ja) コイル部品
JP2018007519A (ja) モールドモータの製造装置
JP2008154340A (ja) スロットレスモータの絶縁ボビン構造
JP7033475B2 (ja) モータ用ステータ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150415

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160209

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160830