JPH0724242B2

JPH0724242B2 - インダクタデバイス

Info

Publication number: JPH0724242B2
Application number: JP63210668A
Authority: JP
Inventors: 勇悦池田; 忠勇矢作; 基熊谷
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1995-03-15
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPH0260110A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、フェライトコアを磁心とした固定コイルやフ
ィルターなどのインダクタデバイスに関するものであ
る。さらに詳しくいえば、本発明は外部応力に対してイ
ンダクタンス変化が小さく、かつ小型化が可能な開磁路
型インダクタデバイスに関するものである。

従来の技術テレビ、ビデオレコーダー、自動車電話等の電子機器に
は、インダクタデバイスとして酸化物磁性材料であるフ
ェライトコアを磁心とするフィルターや固定コイルが多
く用いられている。この固定コイルやフィルターでは機
械的強度の確保、耐湿性の向上、保形性の維持などを目
的としてドラム型などの磁心に巻線を施した後に樹脂の
塗装や成型の外装が行われる。

しかし、このような樹脂外装材の施された固定コイルや
フィルターでは、磁心として用いられるフェライトコア
が外装材の硬化、収縮などの応力により、インダクタン
スの変化を生起し、外装樹脂量や硬化温度等の製造条件
によって取得インダクタンスにバラツキが生じるのを避
けられず、そのため、インダクタンス公差の小さい高品
質のものが得られないという問題点があった。

この問題点を解決するために、磁心形状を大型化した
り、応力を吸収するためにバッファコート樹脂を塗装し
たりしているが、いずれも電子機器の小型化、薄型化、
低コスト化等の設計要求に応えられなかった。またイン
ダクタンスのバラツキの問題も十分には解決されてはい
ない。

したがって、小型、薄型、かつ高精度で、しかも低コス
トのインダクタデバイスの開発が強く要望されており、
そのためには樹脂外装の応力変動に安定で、インダクタ
ンス変化の小さいフェライトコアの開発が望まれてい
た。

発明が解決しようとする課題本発明は、このような従来の欠点を克服し、樹脂外装の
応力に対してインダクタンス変化の小さいフェライトコ
アを用いた開磁路型インダクタデバイスを提供すること
を目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段本発明者らは、樹脂外装の応力に対してインダクタンス
変化の小さい開磁路型インダクタデバイスを開発するた
めに種々研究を重ねた結果、所定割合のFe₂O₃、ZnO、Cu
O及びNiOと、場合によりCoOを含有する基本成分に、特
定量比のPbOを含有させた組成物の焼結体を磁心として
用いることにより、その目的を達成しうることを見出
し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、Fe₂O₃30〜50モル％、CuO15モル％
以下、ZnO35モル％以下、CoO0〜1.0モル％及びNiO残部
から成る基本成分に、PbO2.5〜15.0重量％を配合した組
成物の焼結体を磁心とし、その周囲に導線を所要回数巻
回し、さらにその上に合成樹脂被覆を施して成る開磁路
型インダクタデバイスを提供するものである。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明においては、磁心に、Fe₂O₃30〜50モル％、CuO15
モル％以下、ZnO35モル％以下、CoO0〜1.0モル％及びNi
O残部から成る基本成分に、PbO2.5〜15.0重量％を配合
した組成物の焼結体を用いることが重要である。

この焼結体としては、固有抵抗が高く（10⁵〜10⁹Ω・c
m）、高周波特性がよく、磁心の形状へ直巻できるもの
が好ましい。

Fe₂O₃が50モル％を越えるとFe²⁺析出によりρが減少す
るし、また30モル％未満では透磁率が減少する。CuOを
含有させると焼結性が向上するが、15モル％を越えると
Ｑが低下する。ZnOを含有させると透磁率が増加する
が、35モル％を越えるとキュリー点が100℃以下に低下
する。CoOを含有させるとＱが増加するが、１モル％を
越えるとコスト高になる。NiOはFe₂O₃、CuO、ZnO、CoO
量が決まると必然的に決まる。また、酸化マンガンや酸
化マグネシウムなどの酸化物を含有させても効果的であ
る。

本発明においては、このような基本成分にPbO2.5から1
5.0重量％含有させた焼結体を磁心に用いることが重要
である。

このPbOの必要量は、併用されるZnOの量により左右さ
れ、一般にZnOの量が多い場合は、PbOの量は少なくてよ
く、逆にZnOの量が少ない場合は、PbOの量を多くする必
要がある。第１図は基本組成Fe₂O₃48.5モル％、CuO4.0
モル％、ZnO18.0モル％及びNi29.5モル％のものについ
て、PbOの量比を変化させたときの外部応力に対するイ
ンダクタンス変化率を示すグラフである。また、第２図
は各種材質のドラム型磁心を用いた場合の外部応力に対
するインダクタンス変化率を示すグラフである。

この第２図から明らかなように、従来品ではＢ部で示さ
れるように外部応力の変動に対し、インダクタンスの変
化が大きいのに対し、本発明品では外部応力の変動に対
しインダクタンスの変化が小さく、特にＡ部のような平
坦部の多い材質のもの、例えばX1、X2、X3などが好まし
い。

次に、磁心の形状としては巻線後に開磁路を形成しうる
もの、例えば丸棒コアやドラムコアなどが効果的であ
る。

次に、本発明においては、このような磁心の周囲に導線
を所要回数巻回し、さらにその上に合成樹脂を被覆する
ことが必要である。

従来のフェライト磁心は外装樹脂等から加わる外部応力
のバラツキに対して10％以上の変動もまれではなかった
が、本発明の磁心は２％以内のインダクタンス変化率へ
の改善が容易に得られる。また、PbOの含有率の上限は
特に臨界的な意味を持たないが、15重量％を越えると透
磁率が低下する。なお、透磁率の低下による種々の特性
低下は巻線の巻回数を増やすことによって容易に調整す
ることができる。

なお、本発明の効果が得られる理由については十分には
解明されていないが、PbOを含有させた焼結フェライト
を製造する過程において、PbOが結晶粒界に析出し、開
磁路を形成しうる形状と相まって外部応力が容易に吸収
されることにより、磁気特性が応力に対して安定化され
るものと推測される。

本発明において、被覆材料として用いられる合成樹脂
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。こ
のようなものの例としては、ポリオレフィン樹脂、ポリ
エステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、エ
ポキシ樹脂などを挙げることができる。

これらの合成樹脂による被覆は、浸せき、塗布、吹き付
けなどで行うこともできるし、また射出成形、流し込成
形などの型成形によって行うこともできる。

次に、添付図面に従って、本発明のインダクタデバイス
の構造を説明する。

第３図は、合成樹脂として例えばエポキシ系塗料を用
い、その中へ所定の磁心１にポリウレタン銅線２を巻回
した構造体を浸せきすることによって絶縁被覆５を形成
させた例を部分断面図によって示したものである。な
お、３はリード線、４は接触開銅箔である。

第４図は、リード線３を端部に接続した所定の磁心１に
ポリウレタン銅線２を巻回し、その上にエポキシ系塗料
を塗布して絶縁被覆５を形成させた例の部分断面図を示
したものである。

第５図は、所定の磁心１に銅線を巻回してコイル２を形
成し、かつ磁心の端部に金属端子６を付した構造体の上
に射出成形により外装樹脂５を施した例の一部断面斜視
図を示したものである。

発明の効果本発明のインダクタデバイスは、樹脂外装の応力に対し
てインダクタンス変化が小さく、例えば樹脂外装の硬
化、収縮力や樹脂外装を行う時の塗装厚さ等の条件変化
があっても、磁心の磁気特性が安定しているという、従
来のインダクタンスからは予想し得ない特徴を有してい
る。

すなわち、第６図は、本発明のインダクタと市販インダ
クタのそれぞれ巻線後、樹脂外装前にほぼ同じレベルの
温度特性を有するものについて、同じ樹脂外装を行った
後における温度特性を調べた結果を示すグラフである
が、市販のインダクタの場合（破線）は、樹脂外装後に
樹脂外装前のもの（鎖線）に比べそのインダクタンス変
化率が著しく大きくなっているのに対し、本発明のイン
ダクタの場合（実線）は樹脂外装後に逆にインダクタン
ス変化率が著しく小さくなっている。

本発明のインダクタはこのように磁気特性が安定に保た
れているため、工程管理が容易になる上、インダクタン
スのバラツキの小さい狭公差インダクタデバイスを容易
に製造することができ、かつ小型化が可能になるなどの
産業上顕著な効果を奏する。

実施例次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１モル成分比がFe₂O₃:NiO:CuO:ZnO＝48.5:31.5:5:15であ
るNi−Cu−Zn系フェライトを従来の慣用法で作成した。
このフェライトにPbOを10重量％添加し、混合後、外形4
mm、長さ3mmのドラム型コアを加圧成形し、950〜1200℃
で２時間焼成して酸化物磁性フェライト焼結体から成る
ドラム型磁心を得た。この磁心と市販の上記Ni−Cu−Zn
系フェライト焼結体から成る該磁心と同形状の磁心に、
インダクタンス値30μＨが得られるように資料数100個
を巻線した後、エポキシ樹脂で1.5mmの厚さに塗装し、
乾燥し、焼き付けた。このようにして得られたインダク
タデバイスについて、インダクタンスを測定し、インダ
クタンスの変化率を調べた。市販品を用いた場合のイン
ダクタンス変化率の平均値は−6.5％でバラツキ範囲は
5.4μＨであるのに対して、PbO含有磁心を用いた本発明
品においては、インダクタンス変化率の平均値は＋0.2
％でバラツキ範囲は1.5μＨとなり、著しい改善が認め
られた。

実施例２実施例１におけるドラム型磁心の外形及び長さをともに
2mmに代え、樹脂外装をより外部応力の大きい樹脂成形
法により行うようにした以外は、実施例１と同様にして
インダクタデバイスを作成し、インダクタンスを測定
し、インダクタンスの変化率を調べた。市販品を用いた
場合のインダクタンス変化率の平均値は−8.7％でバラ
ツキ範囲は7.5μＨであるのに対して、PbO含有磁心を用
いた本発明品においては、インダクタンス変化率の平均
値は−1.5％でバラツキ範囲は2.1μＨとなり、著しい改
善が認められた。

このように、本発明品は樹脂の収縮による外部応力に対
して極めて安定であり、十分実用性があることが分る。

実施例３ Fe₂O₃47モル％、CuO8モル％、ZnO29モル％及びNiO16モ
ル％から成る基本組成に対し、０〜15重量％のPbOを配
合した材料を用いて、外径5mm、長さ6mmの丸棒状磁心を
作成し、これに銅線を100回巻き付けたのち、エポキシ
系塗料を1.5mmの厚さに塗布し開磁路型インダクタを製
造した。

別に同じ材料を用いて外径2.0mm、内径1.5mm、高さ0.3m
m、トロイダル状磁心を作成し、銅線を同様に巻き付け
たのち、同じエポキシ塗料を1.5mmの厚さに塗布して閉
磁路型インダクタを製造した。

これらのインダクタについてそれぞれ樹脂外装前後にお
けるインダクタンス変化率を求めた結果を次表に示す。

この表から明らかなように、PbOの添加により開磁路で
はインダクタンス変化が小さくなるが、閉磁路では全く
効果が認められない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の磁心におけるPbO含有量とインダク
タンス変化率の関係を示すグラフ、第２図は外部応力と
インダクタンス変化率の関係を示すグラフ、第３図は本
発明のインダクタの構造の１例を示す部分断面側面図、
第４図は別の例の部分断面側面図、第５図はさらに別の
例の部分的破断した斜面図、第６図は本発明のインダク
タと市販インダクタの温度特性の差を示すグラフであ
る。図中符号１は磁心、２は巻線、３はリード線、５は合成
樹脂絶縁被覆である。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 35/30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Fe₂O₃30〜50モル％、CuO15モル％以下、Zn
O35モル％以下、CoO0〜1.0モル％及びNiO残部から成る
基本成分に、PbO2.5〜15.0重量％を配合した組成物の焼
結体を磁心とし、その周囲に導線を所要回数巻回し、さ
らにその上に合成樹脂被覆を施して成る開磁路型インダ
クタデバイス。
【請求項２】外部応力に対するインダクタンス変化率が
２％以内の請求項１記載の開磁路型インダクタデバイ
ス。