JP2004273994A

JP2004273994A - コイル部品

Info

Publication number: JP2004273994A
Application number: JP2003066460A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Rikitake; 隆洋力武; Kazuo Takahashi; 一雄高橋; Masaru Yoshihara; 優吉原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】コイル部品に流す電流の周波数を低い周波数と高い周波数に切替えても、唸り音の大きさが大きくなることを抑制した低騒音形のコイル部品を提供することを目的としている。
【解決手段】磁心３３と、磁心３３の外周に配置した巻線３４とを有したコイル部本体３５と、コイル部本体３５を収納した一面が開口３６の容器３７と、容器３７に充填した絶縁性の充填樹脂３８とを備え、充填樹脂３８は、コイル部本体３５の周りを覆う下層部の充填樹脂３９と容器３７の開口３６を塞ぐ上層部の充填樹脂４０との２層からなり、下層部の充填樹脂３９は弾性を有した合成樹脂にしており、上層部の充填樹脂４０は下層部の充填樹脂３９より硬度が高い合成樹脂とした構成。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器に使用する低騒音型のコイル部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のコイル部品について、図面を参照しながら説明する。
【０００３】
図６は従来のコイル部品の断面図、図７は同コイル部品の図６におけるＡ−Ａ線の断面図である。
【０００４】
図６、図７において従来のコイル部品は、複数のカットコア１をギャップスペーサ２を介して突合せるとともに閉磁路を形成した磁心３と、磁心３の外周に配置した巻枠４と、巻枠４の外周に巻回した巻線５とを有したコイル部本体６と、このコイル部本体６を収納した一面が開口７の容器８とを備え、この容器８に絶縁性の充填樹脂９を充填してコイル部品を構成していた。
【０００５】
この従来のコイル部品の使用例を図８の従来のコイル部品の使用例を示す回路図を参照しながら説明する。
【０００６】
図８において、１０はバッテリー等の直流電源、１１はチョークコイル、１２はスイッチング部、１３は整流ダイオード、１４は平滑コンデンサ、１５はモーター等の負荷、１６はスイッチング部１２のスイッチング周波数を高い周波数と低い周波数に切替えて負荷に供給する電力を制御する制御部、２１はノイズ対策用のコンデンサであり、直流電源の直流電圧を電圧変換して負荷に供給するチョッパー方式のＤＣ／ＤＣコンバータを構成している。
【０００７】
そして、コイル部品はチョッパー方式のＤＣ／ＤＣコンバータのチョークコイル１１として用いられ、コイル部品には制御部がスイッチング周波数を切替えることによって高い周波数と低い周波数の電流が流れる。
【０００８】
通常、コイル部品に電流が流れると、磁心の磁歪振動によって唸り音が発生する。
【０００９】
図９および図１０は従来のコイル部品の唸り音−電流特性の特性曲線図である。
【００１０】
図９、図１０において横軸はコイル部品に流れる電流（Ａ）であり、縦軸は唸り音（ｄＢ）である。
【００１１】
図９の曲線１７と曲線１８は充填樹脂９にシリコンゴム等の弾性を有した合成樹脂を用いたコイル部品の特性を示している。
【００１２】
そして、曲線１７は５．０ｋＨｚの低い周波数の電流を流したときの特性曲線であり、曲線１８は１０．０ｋＨｚの高い周波数の電流を流したときの特性曲線である。
【００１３】
図１０の曲線１９と曲線２０は充填樹脂９にエポキシ樹脂等の硬度の高い合成樹脂を用いたコイル部品の特性を示している。
【００１４】
そして、曲線１９は５．０ｋＨｚの低い周波数の電流を流したときの特性曲線であり、曲線２０は１０．０ｋｈｚの高い周波数の電流を流したときの特性曲線である。
【００１５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【００１６】
【特許文献１】
実開昭６１−１２３５２５号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、スイッチング部１２の周波数を高い周波数と低い周波数に切替えてコイル部品に電流を流すと、充填樹脂９に弾性を有した合成樹脂を用いた曲線１７と曲線１８では、高い周波数から低い周波数に切替えて電流を流すと唸り音が大きくなり、充填樹脂９に硬度の高い合成樹脂を用いた曲線１９と曲線２０では、低い周波数から高い周波数に切替えて電流を流すと唸り音が大きくなっていた。
【００１８】
このように、負荷１５に供給する電力を制御する等のためにスイッチング部１２の周波数を低い周波数と高い周波数に切替えてコイル部品に電流を流すと、唸り音の大きさが大きくなるといった問題点を有していた。
【００１９】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、コイル部品に流す電流の周波数を低い周波数と高い周波数に切替えても、唸り音の大きさが大きくなることを抑制した低騒音形のコイル部品を提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有する。
【００２１】
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、充填樹脂は、コイル部本体の周りを覆う下層部の充填樹脂と容器の開口を塞ぐ上層部の充填樹脂との２層からなり、下層部の充填樹脂は弾性を有した合成樹脂にしており、上層部の充填樹脂は下層部の充填樹脂より硬度が高い合成樹脂とした構成である。
【００２２】
上記構成により、下層部の充填樹脂は弾性を有した合成樹脂としているので、コイル部本体の磁心の磁歪振動が容器に伝わることを下層部の充填樹脂が減衰させて唸り音を小さくすることができ、上層部の充填樹脂を下層部の充填樹脂より硬度が高い合成樹脂としているので、下層部の充填樹脂の表面を硬度の高い上層部の樹脂が覆い下層部の充填樹脂の表面が振動することを抑制して唸り音をより小さくすることができる。
【００２３】
このとき、特に、電流の振幅の周期の小さい高い周波数の振動を弾性を有した下層部の充填樹脂が減衰することができ、電流の振幅の周期が大きい低い周波数の振動を硬度の高い上層部の充填樹脂が振動を抑制することができ、これらの相乗効果として、コイル部品に流す電流の周波数を低い周波数と高い周波数に切替えても唸り音の大きさが大きくなることを抑制することができる。
【００２４】
本発明の請求項２に記載の発明は、特に、下層部の充填樹脂はシリコンゴム系またはウレタンゴム系の合成樹脂とした構成である。
【００２５】
上記構成により、シリコンゴム系またはウレタンゴム系の合成樹脂は絶縁性が高いので、絶縁性のよいコイル部品を構成できる。
【００２６】
本発明の請求項３に記載の発明は、特に、上層部の充填樹脂は下層部の充填樹脂より線膨張係数が小さい合成樹脂とした構成である。
【００２７】
上記構成により、上層部の充填樹脂の温度変化に対する膨張収縮を小さくすることができ、上層部の充填樹脂が容器との界面で剥離したり、上層部の充填樹脂にクラックが発生することを抑制できる。
【００２８】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に、上層部の充填樹脂はエポキシ系の合成樹脂とした構成である。
【００２９】
上記構成により、エポキシ系の合成樹脂は接着性が高いので、上層部の充填樹脂と容器との界面が剥離することを抑制することができる。
【００３０】
本発明の請求項５に記載の発明は、特に、容器は金属製の容器とした構成である。
【００３１】
上記構成により、金属製の容器は熱伝導性がよいので、コイル部本体の発熱を放熱しやすくして、コイル部品の温度上昇を抑制できる。
【００３２】
本発明の請求項６に記載の発明は、特に、容器はアルミ製の容器とした構成である。
【００３３】
上記構成により、アルミは熱伝導性がよく、また、軽量なので、コイル部本体の発熱を放熱しやすくでき、また、コイル部品を軽量化することができる。
【００３４】
本発明の請求項７に記載の発明は、特に、充填樹脂に対向する容器の内側側面に凹部を設けた構成である。
【００３５】
上記構成により、充填樹脂が凹部の内部に充填され、充填樹脂と凹部とが係合するので、外部からの振動等による充填樹脂と容器とが剥離することを抑制できる。
【００３６】
本発明の請求項８に記載の発明は、特に、容器の外側側面には、高さ方向および横方向へ延びた突条を容器と一体に設けた構成である。
【００３７】
上記構成により、容器の側壁面を磁心の磁歪振動によって振動することを抑制することができ、より低騒音化を図ることができる。
【００３８】
本発明の請求項９に記載の発明は、特に、磁心と巻線との間に棒状のスペーサを配置した構成である。
【００３９】
上記構成により、磁心と巻線の間へ下層部の充填樹脂を的確に充填できるので、磁心の磁歪振動が巻線や容器に伝わることを抑制することができ、磁心と巻線とを的確に絶縁することができる。
【００４０】
本発明の請求項１０に記載の発明は、特に、コイル部本体を絶縁性のゴムシートを介して容器に載置した構成である。
【００４１】
上記構成により、コイル部本体を容器に載置しても、コイル部本体と容器の間にゴムシートを介しているので、磁心の磁歪振動が容器に伝わることを抑制することができる。
【００４２】
本発明の請求項１１に記載の発明は、特に、巻線から上層部の充填樹脂の外部に引き出した引き出し線と、引き出し線と接続した端子と、引き出し線の周縁から容器の側方まで突出した絶縁性の端子板とを設け、端子板に端子を沿わせて固定した構成である。
【００４３】
上記構成により、容器を金属製にした場合でも、容器と端子との絶縁を的確に行うことができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態におけるコイル部品について図面を参照しながら説明する。
【００４５】
図１は本発明の一実施の形態におけるコイル部品の斜視図、図２は同コイル部品の図１におけるＢ−Ｂ線の断面図、図３は同コイル部品の図１におけるＣ−Ｃ線の断面図、図４は同コイル部品の分解斜視図である。
【００４６】
図１〜図４において、本発明の一実施の形態におけるコイル部品は、複数のカットコア３１をギャップスペーサ３２を介して突合せるとともに閉磁路を形成した磁心３３と、平角導線をエッジワイズに巻回するとともに磁心３３の外周に配置した巻線３４とを有したコイル部本体３５と、コイル部本体３５を収納した一面が開口３６の容器３７と、容器３７に充填した絶縁性の充填樹脂３８とを備えている。
【００４７】
そして、充填樹脂３８は、コイル部本体３５の周りを覆う下層部の充填樹脂３９と容器３７の開口３６を塞ぐ上層部の充填樹脂４０との２層からなり、下層部の充填樹脂３９は弾性を有した合成樹脂にしており、上層部の充填樹脂４０は下層部の充填樹脂３９より硬度が高い合成樹脂としている。
【００４８】
この弾性を有した下層部の充填樹脂３９にはシリコン系の合成樹脂を用いている。
【００４９】
そして、上層部の充填樹脂４０は、下層部の充填樹脂３９より硬度が高いことに加えて、下層部の充填樹脂３９より線膨張係数が小さい合成樹脂を用いており、この上層部の充填樹脂４０にはエポキシ系の合成樹脂を用いている。
【００５０】
また、容器３７はアルミを用いた金属製の容器３７にしており、容器３７の内側側面には、下層部の充填樹脂３９に対向する位置に凹部４１を設け、容器３７の外側側面には、高さ方向および横方向へ延びた突条４２を容器３７と一体に設けている。
【００５１】
そして、磁心３３と巻線３４との間には、棒状のスペーサ４３を配置している。
【００５２】
さらに、コイル部本体３５は絶縁性のゴムシート４４を介して容器に載置している。
【００５３】
また、巻線３４から上層部の充填樹脂４０の外部に引き出した引き出し線４５と、引き出し線４５と接続した端子４６と、引き出し線４５の周縁から容器３７の側方まで突出させた絶縁性の端子板４７と、容器３７に端子板４７を固定するねじ穴４８と、端子板４７に容器３７のねじ穴４８と相対する位置に貫通孔４９とを設けており、固定ねじ５０を端子板４７の貫通孔４９に挿通させるとともに容器３７のねじ穴４８に螺合して端子板４７を容器３７に固定し、端子板４７に端子４６を沿うように固定してコイル部品を構成している。
【００５４】
尚、端子４６と端子板４７の先端には外部の配線とのねじ止めを行う外部配線用固定孔５１を設けている。
【００５５】
上記のように構成したコイル部品について、以下、その動作を説明する。
【００５６】
下層部の充填樹脂３９は弾性を有した合成樹脂としているので、コイル部本体３５の磁心３３の磁歪振動が容器３７に伝わることを下層部の充填樹脂３９が減衰させて唸り音を小さくすることができ、上層部の充填樹脂４０を下層部の充填樹脂３９より硬度が高い合成樹脂としているので、下層部の充填樹脂３９の表面を硬度の高い上層部の充填樹脂４０が覆い下層部の充填樹脂３９の表面が振動することを抑制して唸り音をより小さくすることができる。
【００５７】
このとき特に、電流の振幅の周期の小さい高い周波数の振動を弾性を有した下層部の充填樹脂３９が減衰することができ、電流の振幅の周期が大きい低い周波数の振動を硬度の高い上層部の充填樹脂４０が振動を抑制することができ、これらの相乗効果として、コイル部品に流す電流の周波数を低い周波数と高い周波数に切替えても唸り音の大きさが大きくなることを抑制することができる。
【００５８】
また、下層部の充填樹脂３９をシリコンゴム系の合成樹脂としたので、シリコンゴム系合成樹脂は絶縁性が高く絶縁性のよいコイル部品を構成できる。
【００５９】
尚、この下層部の充填樹脂３９はウレタンゴム系の合成樹脂を用いても良く、シリコンゴム系の樹脂と同様に絶縁性のよいコイル部品を構成できる。
【００６０】
そして、上層部の充填樹脂４０は下層部の充填樹脂３９より線膨張係数が小さい合成樹脂としているので、上層部の充填樹脂４０の温度に対する膨張収縮を小さくすることができ、上層部の充填樹脂４０が容器３７との界面で剥離したり、上層部の充填樹脂４０にクラックが発生することを抑制して、唸り音が大きくなることを抑制することができ、信頼性を向上することができる。
【００６１】
さらに、上層部の充填樹脂４０はエポキシ系樹脂としているので、エポキシ系樹脂は接着性が高く、上層部の充填樹脂４０と容器との界面が剥離することを抑制できる。
【００６２】
また、容器３７は金属製の容器としているので、金属製の容器３７は熱伝導性がよく、コイル部本体３５の発熱を放熱しやすくして、コイル部品の温度上昇を抑制できる。
【００６３】
そして、容器３７はアルミ製の容器としたので、アルミは熱伝導性がよく、また、軽量なので、コイル部本体３５の発熱を放熱しやすくすることができ、また、コイル部品の軽量化を図ることができる。
【００６４】
さらに、下層部の充填樹脂３９と対向する容器の内側側面に凹部４１を設けたので、下層部の充填樹脂３９と凹部４１とを係合させることができ、外部からの振動等による下層部の充填樹脂３９と容器３７とが剥離することを抑制できる。
【００６５】
また、容器３７の外側側面に高さ方向および横方向へ延びた突条４２を容器３７と一体に設けたので、容器３７の側壁面を磁心３３の磁歪振動によって振動することを抑制することができ、より低騒音化を図ることができる。
【００６６】
そして、磁心３３と巻線３４との間の棒状のスペーサ４３を配置したので、磁心３３と巻線３４との間に下層部の充填樹脂３９を的確に充填でき、磁心３３の磁歪振動が巻線３４や容器３７に伝わることを抑制することができ、また、磁心３３と巻線３４とを的確に絶縁することができる。
【００６７】
さらに、コイル部本体３５を絶縁性のゴムシート４４を介して容器３７に載置したので、コイル部本体３５を容器３７に載置しても、ゴムシート４４が磁心３３の磁歪振動を容器３７へ伝わることを抑制することができる。
【００６８】
また、巻線３４から上層部の充填樹脂４０の外部に引き出した引き出し線４５と、引き出し線４５と接続した端子４６と、引き出し線４５の周縁から容器３７の側方まで突出した絶縁性の端子板４７とを設け、端子板４７に端子４６を沿わせて固定したので、容器３７を金属製にした場合でも、容器３７と端子４６との絶縁を的確に行うことができる。
【００６９】
そして、容器３７にブッシング（図示せず）等を設けて引き出し線４５を引き出した場合に比べて、引き出し線４５を上層部の充填樹脂の外部に引き出しているので、引き出し線４５の周りに密着した下層部の充填樹脂３９および上層部の充填樹脂４０が、引き出し線４５に伝わった磁心の磁歪振動を吸収して、より低騒音化を図ることができる。
【００７０】
次に、上記のように構成されたコイル部品を図８に示したチョッパー方式のＤＣ／ＤＣコンバータに用いたときの唸り音−電流特性について、図５の本発明の一実施の形態のコイル部品の唸り音−電流特性曲線図を参照して説明する。
【００７１】
図５において、横軸はコイル部品に流れる電流（Ａ）であり、縦軸は唸り音（ｄＢ）である。
【００７２】
曲線２２は５．０ｋＨｚの低い周波数の電流を流したときの特性曲線であり、曲線２３は１０．０ｋＨｚの高い周波数の電流を流したときの特性曲線である。
【００７３】
本発明の曲線２２、２３は従来のコイル部品の特性を示す曲線１７、１８、１９および２０に比べて、唸り音を小さくすることができ、コイル部品に流す電流の周波数を低い周波数と高い周波数に切替えても唸り音が大きくなることはない。
【００７４】
このように、本発明の一実施の形態のコイル部品は、充填樹脂３８は、コイル部本体３５の周りを覆う下層部の充填樹脂３９と容器３７の開口３６を塞ぐ上層部の充填樹脂４０との２層からなり、下層部の充填樹脂３９は弾性を有した合成樹脂にしており、上層部の充填樹脂４０は下層部の充填樹脂３９より硬度が高い合成樹脂とした構成である。
【００７５】
これにより、磁心３３の磁歪振動による唸り音を小さくすることができ、コイル部品に流す電流の周波数を低い周波数と高い周波数に切替えても、唸り音の大きさが大きくなることを抑制した低騒音形のコイル部品を構成することができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、充填樹脂は、コイル部本体の周りを覆う下層部の充填樹脂と容器の開口を塞ぐ上層部の充填樹脂との２層からなり、下層部の充填樹脂は弾性を有した合成樹脂にしており、上層部の充填樹脂は下層部の充填樹脂より接着性が高い合成樹脂とした構成である。
【００７７】
これにより、磁心の磁歪振動による唸り音を小さくすることができ、コイル部品に流す電流の周波数を低い周波数と高い周波数に切替えても、唸り音の大きさが大きくなることを抑制した低騒音形のコイル部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるコイル部品の斜視図
【図２】同コイル部品の図１におけるＢ−Ｂ線の断面図
【図３】同コイル部品の図１におけるＣ−Ｃ線の断面図
【図４】同コイル部品の分解斜視図
【図５】同コイル部品の唸り音−電流特性を示す特性曲線図
【図６】従来のコイル部品の断面図
【図７】同コイル部品の図６におけるＡ−Ａ線の断面図
【図８】同コイル部品を用いた使用例を示す回路図
【図９】同コイル部品の唸り音−電流特性を示す特性曲線図
【図１０】同コイル部品の唸り音−電流特性の他の例を示す特性曲線図
【符号の説明】
２２曲線
２３曲線
３１カットコア
３２ギャップスペーサ
３３磁心
３４巻線
３５コイル部本体
３６開口
３７容器
３８充填樹脂
３９下層部の充填樹脂
４０上層部の充填樹脂
４１凹部
４２突条
４３棒状のスペーサ
４４ゴムシート
４５引き出し線
４６端子
４７端子板
４８ねじ穴
４９貫通孔
５０固定ねじ
５１外部配線用固定孔

Claims

磁心と、磁心の外周に配置した巻線とを有したコイル部本体と、前記コイル部本体を収納した一面が開口の容器と、前記容器に充填した絶縁性の充填樹脂とを備え、前記充填樹脂は、前記コイル部本体の周りを覆う下層部の充填樹脂と前記容器の開口を塞ぐ上層部の充填樹脂との２層からなり、前記下層部の充填樹脂は弾性を有した合成樹脂にしており、上層部の充填樹脂は前記下層部の充填樹脂より硬度が高い合成樹脂としたコイル部品。
下層部の充填樹脂はシリコンゴム系またはウレタンゴム系の合成樹脂とした請求項１に記載のコイル部品。
上層部の充填樹脂は下層部の充填樹脂より線膨張係数が小さい合成樹脂とした請求項１に記載のコイル部品。
上層部の充填樹脂はエポキシ系の合成樹脂とした請求項１に記載のコイル部品。
容器は金属製の容器とした請求項１に記載のコイル部品。
容器はアルミ製の容器とした請求項５に記載のコイル部品。
充填樹脂に対向する容器の内側側面に凹部を設けた請求項１に記載のコイル部品。
容器の外側側面に、高さ方向および横方向へ延びた突条を容器と一体に設けた請求項１に記載のコイル部品。
磁心と巻線との間に棒状のスペーサを配置した請求項１に記載のコイル部品。
コイル部本体を絶縁性のゴムシートを介して容器に載置した請求項１に記載のコイル部品
巻線から上層部の充填樹脂の外部に引き出した引き出し線と、前記引き出し線と接続した端子と、前記引き出し線の周縁から容器の側方まで突出した絶縁性の端子板とを設け、前記端子板に前記端子を沿わせて固定した請求項６に記載のコイル部品。