モールドコイルの製造方法
【課題】高性能なモールドコイルの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明のモールドコイルの製造方法は、プラスチック成形法を用いて、樹脂と磁性体粉末を混練させた磁性体モールド樹脂でコイルを封止したモールドコイルの製造方法において、磁性体粉末を容積比で６５Ｖｏｌ％以上含む該磁性体モールド樹脂を用いる。そして、その一部に磁性体モールド樹脂の一部をキャビティから排出する隙間を有する成形金型を用いる。磁性体モールド樹脂をキャビティ内に充填し、キャビティ内に充填された溶融状態の磁性体モールド樹脂の一部がキャビティから隙間を通じてキャビティの外へと排出する。排出した磁性体モールド樹脂がキャビティ内に充填した磁性体モールド樹脂よりも相対的に磁性体粉末の容積比が低いことを特徴とする。
【解決手段】
本発明のモールドコイルの製造方法は、プラスチック成形法を用いて、樹脂と磁性体粉末を混練させた磁性体モールド樹脂でコイルを封止したモールドコイルの製造方法において、磁性体粉末を容積比で６５Ｖｏｌ％以上含む該磁性体モールド樹脂を用いる。そして、その一部に磁性体モールド樹脂の一部をキャビティから排出する隙間を有する成形金型を用いる。磁性体モールド樹脂をキャビティ内に充填し、キャビティ内に充填された溶融状態の磁性体モールド樹脂の一部がキャビティから隙間を通じてキャビティの外へと排出する。排出した磁性体モールド樹脂がキャビティ内に充填した磁性体モールド樹脂よりも相対的に磁性体粉末の容積比が低いことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック成形法を用いたモールドコイルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、磁性体粉末と樹脂などで巻線を封止したモールドコイルが広く用いられている。モールドコイルの製造方法には、主に圧粉成形法とプラスチック成形法がある。圧粉成形法は、磁性体粉末と樹脂を混合した粉末材料を金型に充填し、加圧して所望の形状に成形する方法である。従来の圧粉成形法を用いたモールドコイルは例えば特許文献１に開示されている。一方、プラスチック成形法は、磁性体粉末と樹脂を混練させた磁性体モールド樹脂を金型に充填し、溶融させて所望の形状に成形する方法である。従来のプラスチック成形法を用いたモールドコイルは例えば特許文献２に開示されている。一般的に、プラスチック成形法は圧粉成形法と比べて成形性が高く、圧粉成形法よりも成形精度の高い成形体を得られる。そのため、小型や複雑な形状のモールドコイルを成形する場合において、プラスチック成形法を用いることは有効な手段である。
【０００３】
しかし、従来のプラスチック成形法では高い成形性を確保するために、圧粉成形法のように磁性体粉末の容積比を容易に高くすることができなかった。そのため、従来のプラスチック成形法を用いたモールドコイルでは磁性体粉末の容積比が５０Ｖｏｌ％程度の磁性体モールド樹脂を用いており、磁気特性が十分に得られずに定格電流や直流抵抗といった特性において満足するものが得られなかった。そこで、出願人は先に出願した特願２００８−１０８７９４において、鉄系磁性体粉末を容積比で６５〜８０Ｖｏｌ％含む磁性体モールド樹脂と平角線の外外巻コイルを用いることによって、小型、低背でありながら高い直流重畳特性と低い直流抵抗値を有するモールドコイルが実現できることを提案した。
【０００４】
ところで、電源用途に用いるモールドコイルの定格電流を規定する指標には、直流重畳許容電流と温度上昇許容電流の２つがある。直流重畳許容電流は、インダクタンス値（以下、Ｌ値）が初期値よりも３０％減少する直流電流値であり、コイル内の磁束密度と磁性体の飽和磁束密度によって決まる。一方、温度上昇許容電流は周囲温度２０℃を基準とし、コイルの温度が４０℃上昇するときの直流電流値であり、コイルの直流抵抗値に反比例する。規格は安全性を考慮して許容電流の小さい方を表示する。
【０００５】
【表１】
【０００６】
一般的に、鉄系磁性体粉末を用いたモールドコイルでは、直流重畳許容電流よりも温度上昇許容電流の方が小さくなるといわれる。ここで、フェライト系磁性体粉末と鉄系磁性体粉末をそれぞれ用いた外形寸法やインダクタンス値が同程度のコイルを比較すると、表１に示すように磁性体粉末の違いがわかる。表１から明らかなように、フェライト系磁性体粉末を用いたときでは温度上昇許容電流よりも直流重畳許容電流の方が小さい。一方、鉄系磁性体粉末では直流重畳許容電流が温度上昇許容電流よりもはるかに大きいことがわかる。
【０００７】
この温度上昇許容電流は、先にも述べたようにコイルの直流抵抗値に反比例する。つまり、直流抵抗値を小さくするほど温度上昇許容電流を大きくすることができる。直流抵抗値を小さくするためには、コイルの巻数を少なくしてコイルの線径を太くする必要がある。そこで、少ない巻数でも所定のＬ値を得るために、磁性体モールド樹脂の比透磁率の向上が望まれている。
【特許文献１】特開２００７−４９０７３号
【特許文献２】特開平４−３３８６１３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、比透磁率について説明すると、磁性体モールド樹脂の比透磁率μは以下の数１に示す実験式で表される。数１中のμ１は磁性体粉末の比透磁率、μ２は混合物（樹脂や空気など）の比透磁率、νは磁性体粉末の容積比をそれぞれ表すものである。
【０００９】
【数１】
【００１０】
混合物が樹脂や空気の場合、μ２＝１として扱うことができる。この値を用いると、数１は以下の数２に直すことができる。
【００１１】
【数２】
【００１２】
数２から明らかなように、磁性体粉末の容積比νは指数的に磁性体モールド樹脂の比透磁率μに関与する。ここで具体的に鉄系材料の磁性体粉末を使用した磁性体モールド樹脂の例を示す。例えば、鉄系材料の磁性体粉末の透磁率μ１を１００とし、磁性体モールド樹脂中の磁性体粉末の容積比を５０Ｖｏｌ％（ν＝０．５０）から５１％（ν＝０．５１）に増加させたとき、比透磁率μは１０から１０．５に増加する。
【００１３】
そして、磁性体モールド樹脂中の磁性体粉末の容積比を７０Ｖｏｌ％（ν＝０．７０）から７１％（ν＝０．７１）に増加させたときでは、比透磁率μは２５．１から２６．３に増加する。つまり、磁性体粉末の容積比が低い場合と高い場合では、容積比νを同じだけ増加させても容積比が高い方が比透磁率μを向上させる効果が大きい。そのため、磁性体粉末の容積比νが高い状態であれば微量な増加であっても比透磁率μを向上させる効果が顕在化する。
【００１４】
しかしながら、磁性体モールド樹脂中の磁性体粉末の容積比が高くなるにつれて、磁性体モールド樹脂の流動性が悪化する。特に、磁性体粉末の容積比が６５Ｖｏｌ％以上になると、１Ｖｏｌ％や２Ｖｏｌ％程度の微量な増加でもその流動性に与える影響が非常に大きい。更なる高透磁率が望まれているが、磁性体モールド樹脂は高い成形性を維持するためにはある程度の流動性を確保しなくてはならない。そのため、磁性体モールド樹脂中の磁性体粉末の容積比を安易に高めることはできない。
【００１５】
そこで、本発明はモールドコイル中の磁性体容積比を高め、高性能なモールドコイルの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明のモールドコイルの製造方法は、プラスチック成形法を用いて、樹脂と磁性体粉末を混練させた磁性体モールド樹脂でコイルを封止したモールドコイルの製造方法において、磁性体粉末を容積比で６５Ｖｏｌ％以上含む磁性体モールド樹脂を用いる。そして、その一部に磁性体モールド樹脂の一部をキャビティから排出する隙間を有する成形金型を用いる。磁性体モールド樹脂をキャビティ内に充填し、キャビティ内に充填された溶融状態の磁性体モールド樹脂の一部がキャビティから隙間を通じてキャビティの外へと排出する。排出した磁性体モールド樹脂がキャビティ内に充填した磁性体モールド樹脂よりも相対的に磁性体粉末の容積比が低いことを特徴とする。
を特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のモールドコイルの製造方法は、成形金型中に磁性体モールド樹脂中の磁性体粉末の最大粒径以下の隙間を設けることにより、磁性体モールド樹脂中の磁性体粉末よりも樹脂を優先的にキャビティ外に排出させることができ、キャビティ内の磁性体モールド樹脂の磁性体粉末の容積比を高くすることができる。そして、磁性体粉末が６５Ｖｏｌ％以上の磁性体モールド樹脂を用いてもモールドコイル中の磁性体粉末の容積比を高めることができる。
【００１８】
本発明のモールドコイルの製造方法を用いれば、非常に良好な比透磁率を得ることができる。そのため、所定のＬ値を得る際に従来の方法よりもコイルの巻数を低減することができる。そして、巻数を低減させた体積分だけコイルの線径を太くすることが可能であり、直流抵抗を低減して温度上昇許容電流を大きく向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、図面と表を参照しながら、本発明の磁性体モールド樹脂のモールド成形方法の実施例を説明する。まず、本発明の実施例で用いる磁性体モールド樹脂について説明する。
【００２０】
本発明の実施例では磁性体粉末にアモルファス合金の粉末の材料Ａ〜材料Ｄを用いる。表２は、本発明の実施例で用いる磁性体粉末（材料Ａ〜材料Ｄ）の特徴を示している。表２から明らかなように、材料Ａと材料Ｂはガスアトマイズ法、材料Ｃと材料Ｄは水アトマイズ法を用いて造粒されたものである。また、材料Ａ〜材料Ｄのそれぞれの粒径は、材料Ａから順に平均粒径が３０μｍ、２５μｍ、１０μｍ、５μｍで、最大粒径が１００μｍ、６０μｍ、４５μｍ、２０μｍである。なお、平均粒径はレーザー回折散乱法を用いて測定し、最大粒径は篩分け分級にて得た数値である。
【００２１】
【表２】
【００２２】
表３に本発明の実施例で用いる磁性体モールド樹脂（試料１〜試料８）の条件と特徴を示す。材料Ａ〜材料Ｄに示す磁性体粉末とノボラック型エポキシ樹脂を表３に示す比率で混練し、さらに樹脂に対して０．５ｗｔ％硬化促進剤（トリフェニルホスフィン）を加えて混練した。その混練物を冷却し、粉砕して試料１〜試料８を得た。
【００２３】
なお、一般的に水アトマイズ法よりもガスアトマイズ法を用いたときの方が真球度の高い磁性体粉末になる。真球度が高い磁性体粉末を用いる方が磁性体モールド樹脂の流動性が良好である。そのため、試料２と試料４は試料６よりも磁性体モールド樹脂の流動性が確保しやすく、磁性体容積比が高い。
【００２４】
【表３】
【００２５】
次に、本発明の実施例で用いる空芯コイルについて説明する。図１に本発明の実施例で用いる外外巻コイルを示す。本発明の実施例では、断面が平角形状で幅が０．２５ｍｍ、厚みが０．１０ｍｍの自己融着性絶縁層を有する線材を用いる。この線材を芯径１．３ｍｍの芯材を用いて、外外巻きに２層で１１ターン巻き、さらに融着させて図１に示すような空芯コイル１を得た。
【００２６】
（第１の実施例）
図２〜図７と表４を参照しながら、本発明の第１の実施例を説明する。第１の実施例は、トランスファ成形法にてモールドコイルを成形する。図中の参照記号はそれぞれ、２は型枠、３は上型、４は下型、５はプランジャー、６はキャビティ、７はゲート、８はスプルー、９はチャンバーポットを示す。また、ｓはスペーサを示し、このスペーサｓから生じる隙間をｄとする。
【００２７】
図２〜図４に本発明の第１の実施例で用いるトランスファ成形用の成形金型を示す。なお、図４は図３のＡ−Ａ’断面図である。
【００２８】
第１の実施例では図２から明らかなように、型枠２と上型３と下型４とプランジャー５を有する成形金型を用い、組み合わせることによってキャビティ６とチャンバーポット９が形成される。また、上型３は第１の上型３ａと第２の上型３ｂからなりスプルー８を形成する、同様に下型４も第１の下型４ａと第２の下型４ｂからなりスプルー８を形成する。第１の上型３ａと第１の下型４ａは、それぞれ空芯コイル１を中心に対向する位置にキャビティ６とスプルー８を結合するゲート７を有しており、チャンバーポット９に投入された磁性体モールド樹脂は、プランジャー５に押し出されてスプルー８とゲート７を通過してキャビティ６へと充填される。
【００２９】
また図３に示すように、型枠２は第１の型枠２ａと第２の型枠２ｂからなり、組み合わせることによって断面が３ｍｍ角の柱状の貫通孔が形成される。また、型枠２は、第１の型枠２ａと第２の型枠２ｂの間に空芯コイル１の引き出し線部分を挟みながら固定することができる。
【００３０】
さらに図４に示すように、型枠２と第１の上型３ａとの間にはスペーサｓが挿入されており、型枠２と第１の上型３ａとの間に隙間ｄを形成している。また同様に、型枠２と第１の下型４ａとの間にもスペーサｓが挿入されており、型枠２と第１の下型４ａとの間に隙間ｄを形成している。これらの隙間ｄを通じてキャビティ６内に充填された磁性体モールド樹脂１０の一部はキャビティ６の外へ排出される。なお、スペーサは例えばステンレスや真鍮などの金属板を用いれば良いが、所望の間隔で隙間ｄが形成できるのであればどのようなものを用いても良い。
【００３１】
次に、第１の実施例のモールドコイルの製造方法について説明する。図５、図６に第１の実施例のモールドコイルの製造方法の主要部分を示す。まず、図５に示すように、空芯コイル１と型枠２、上型３、下型４を固定し、チャンバーポット９に磁性体モールド樹脂１０を充填してプランジャー５をセットする。このとき空芯コイル１は、空芯コイル１の引き出し線部分を第１の型枠２ａと第２の型枠２ｂに挟み固定する。
【００３２】
次に図６に示すように、磁性体モールド樹脂１０をチャンバーポット９内で１８０℃に加熱して溶融状態にし、プランジャー５を用いて磁性体モールド樹脂１０をキャビティ６内に注入し、２００ｋｇｆの加圧で８分間保持して磁性体モールド樹脂１０を硬化させた。次に、成形金型から磁性体モールド樹脂１０の硬化したものを離型して成形体を得た。
【００３３】
次に、図７に示すように、厚みが０．０８ｍｍのリン青銅板をＬ字に加工した外部電極１１をエポキシ樹脂で成形体の所定の位置に貼付し、空芯コイル１の引き出し線部分を折り曲げ加工し、さらに空芯コイル１の引き出し線部分と外部電極６を半田接合して、モールドコイルを得る。なお、本実施例では外形寸法がＬ＊Ｗ＝３．０ｍｍ、H=１．２ｍｍのものを作成した。また、得られたモールドコイルは、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製のＬＣＲメータ４２８４Ａを用いて、測定周波数１００ｋＨｚにてＬ値を測定した。
【００３４】
表４に試料１〜試料８を隙間ｄの異なる成形金型で成形して得たモールドコイルのＬ値を列記した。また、表３中のスペーサなしは従来の成形金型を用いて成形されたものである。各種スペーサｓの厚みは、スペーサ１が３０μｍ、スペーサ２が６０μｍ、スペーサ３が１００μｍである。ここでは、このスペーサｓの厚みを隙間ｄの幅として扱う。
【００３５】
【表４】
【００３６】
表４を参照しながら各試料を比較する。まず、材料Ａ〜材料Ｃをそれぞれ１種類用いている試料１〜試料６について比較すると、表４から明らかなように、磁性体容積比が高いほどＬ値が高かった。
【００３７】
次にスペーサｓの有無で試料１〜試料６を比較すると、試料１〜試料６の何れもスペーサ１を用いたときが最もＬ値が高かった。また、各試料で用いている磁性体粉末の最大粒径以下のスペーサｓを使用したときに、従来のスペーサなしのときよりもＬ値が高くなった。
【００３８】
この結果より、キャビティ６に充填された溶融状態の磁性体モールド樹脂１０は、キャビティ６から各スペーサｓによって設けられた隙間ｄに侵入する。このとき、磁性体粉末の最大粒径以下の隙間ｄであれば、磁性体粉末は隙間ｄに侵入し難く、キャビティ６内に留まりやすい。一方、樹脂は磁性体粉末と比較して磁性体モールド樹脂内での自由度が高いため、磁性体粉末よりも容易に隙間ｄに侵入できる。そのため、樹脂が隙間ｄを通じてキャビティ６の外へ磁性体粉末よりも優先的に排出されると考えられる。
【００３９】
これにより、キャビティ６内の磁性体モールド樹脂１０は混練材時よりも磁性体容積比が高くなり、モールドコイルのＬ値も向上すると考えられる。しかし、磁性体粉末の最大粒径よりも大きい隙間ｄを設けてしまうと、磁性体粉末が樹脂とともにそのままキャビティ６の外に排出されてしまうためＬ値が向上しないと考えられる。
【００４０】
次に、材料Ｂと材料Ｄの粒径の異なる２種類の磁性体粉末を用いている試料７、試料８について比較する。試料７、試料８のように粒径の異なる数種類の磁性体粉末を用いる方法は、磁性体容積比を向上させるのに有効な手段である。そのため、電気特性の高いモールドコイルを得るために用いられる。表３から明らかなように、試料７、試料８は試料１〜試料６と同様に、適度に隙間を設けるほうが、スペーサなしのときよりもＬ値が向上した。従って、試料７、試料８のように粒径の異なる２種類の磁性体粉末を用いた場合でも、本発明の方法は有効である。特に、試料８のように磁性体容積比が７０Ｖｏｌ％以上の磁性体モールド樹脂では、従来の５０Ｖｏｌ％程度の試料７と比べてＬ値の上昇が大きく、本発明の方法が非常に有効であることがわかる。
【００４１】
以上より、磁性体モールド樹脂でコイルを封止するモールドコイルにおいて、適当な隙間を設けることによってモールドコイル中の磁性体モールド樹脂の磁性体容積比を向上させることができる。そして、磁性体粉末を６５Ｖｏｌ％以上含む磁性体モールド樹脂であっても、更なる磁性体容積比の向上を図ることができる。
【００４２】
また、本発明の方法は従来の隙間を設けない方法よりも高透磁率を得られることから、同一のＬ値を得るときに従来の方法よりもコイルの巻数を低減することができる。そして、巻数を低減させた体積分だけコイルの線径を太くすることが可能であり、モールドコイルを大型化させずに直流抵抗を低減して温度上昇許容電流を大きく向上させることができる。
【００４３】
（第２の実施例）
図８〜図１１と表５を参照しながら、本発明の第２の実施例を説明する。なお、第１の実施例と同様な材料を用い、同じ外形寸法のモールドコイルを成形した。第１の実施例と共通する部分の説明は割愛する。図８は、第２の実施例で使用される圧縮成形用の成形金型を示すものであり、図８（ａ）は上面図、図８（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。図中の参照記号はそれぞれ、１は空芯コイル、１０は磁性体モールド樹脂、１２はダイ、１３は上パンチ、１４は下パンチ、１５はキャビティを示す。また、図中のｃはダイ１２及び上パンチ１３とのクリアランスとダイ１２と下パンチ１４との片側クリアランス（以下、クリアランス）を示す。クリアランスｃが本発明の隙間に相当する。
【００４４】
図８に示すように、第２の実施例ではダイ１２と上下方向に昇降可能な上パンチ１３と下パンチ１４を有する成形金型を用いる。ダイ１２は第１のダイ１２ａと第２のダイ１２ｂを有し、組み合わせることによって断面が３ｍｍ角の柱状の貫通孔が形成される。この貫通孔は上パンチ１３と下パンチ１４と嵌合することができ、これらを組み合わせることによってキャビティ１５が形成される。また、第１の実施例の型枠と同様に、第１のダイ１２ａと第２のダイ１２ｂの間に空芯コイル１の引き出し線部分を挟みながら固定することができる。
【００４５】
図８（ａ）に示すように、上パンチ１３の直径Ｄｐはキャビティの直径Ｄｃよりも小さく、クリアランスｃが形成される。クリアランスｃの幅は、磁性体モールド樹脂中の磁性体粉末の最大粒径以下になるように設定される。なお、このクリアランスｃの幅は、ｃ＝１／２×（Ｄｃ−Ｄｐ）を用いて算出する。また、本実施例では下パンチ１４も上パンチ１３と同形状のものを使用し、上パンチ１３側と同様にクリアランスｃが形成される。
【００４６】
次に、本発明のモールドコイルの製造方法について説明する。図９〜図１１に本発明の第２の実施例のモールドコイルの製造工程の主要部分を示す。なお、図９〜図１１は、図８（ａ）に示すＢ−Ｂ’位置の各段階での断面を示す。
【００４７】
図９に示すように、空芯コイル１の引き出し線部分をダイ１２である第１のダイ１２ａと第２のダイ１２ｂで挟み、空芯コイル１をキャビティ１５内の所望の位置に固定する。ダイ１２の貫通孔の上下両側からそれぞれ上パンチ１３と下パンチ１４を嵌合させ、ダイ１２と上パンチ１３と下パンチ１４を加熱してキャビティ１５内を１８０℃に予熱した。次に、一度上パンチ１３と下パンチ１４を外し、所定量秤量したバルク（塊）状の磁性体モールド樹脂１０をキャビティ１５の上下両側から投入して再び上パンチ１３と下パンチ１４をダイ１２の貫通孔に嵌合させた。
【００４８】
次に、図１０に示すように、キャビティ１５内の磁性体モールド樹脂１０をキャビティ１５内の予熱によって溶融させ、上パンチ１３と上パンチ１４を用いて１０ｋｇｆの成形圧力を加え、１８０℃で８分間保持して磁性体モールド樹脂１０を硬化させた。次に、図１１に示すように、第２のダイ１２ｂと上パンチ１３を外して成形体を離型した。その成形体に外部電極を取り付けてモールドコイルを得た。得られたモールドコイルは、第１の実施例と同様の方法でＬ値を測定した。
【００４９】
表５に試料３、試料４、試料７、試料８を直径の異なるパンチを用いて成形して得たモールドコイルのＬ値を示す。表５に示すモールドコイルは、直径Ｄｐが２．９４ｍｍ、２．８８ｍｍ、２．８０ｍｍのパンチを用いて成形されている。また、このときキャビティ１５の直径Ｄｃは、３．００ｍｍであり、ダイと各パンチとのクリアランスｃは、それぞれクリアランス１が３０μｍ、クリアランス２が６０μｍ、クリアランス３が１００μｍ程度になる。
【００５０】
【表５】
【００５１】
表４と表５を参照しながら、第１の実施例と第２の実施例を比較する。表４と表５から明らかなように、第１の実施例の隙間の間隔と第２の実施例のクリアランスｃが同程度のとき、Ｌ値も同程度になっていることが分かる。従って、ダイとパンチとのクリアランスを調整することによってもモールドコイル中の磁性体容積比を高めることができ、本発明の方法は圧縮成形法でも実施可能である。
【００５２】
以上より、本発明のモールドコイルの製造方法は、成形金型中に隙間を設け、磁性体モールド樹脂をキャビティ内に充填させた後に隙間から磁性体モールド樹脂中の樹脂をキャビティ外に排出させる。隙間は、３μｍ以上且つ磁性体粉末の最大粒径以下に設定するのがよい。３μｍよりも小さくすると、技術的に困難な上、さらに成形金型が非常に高価になってしまうため望ましくない。
【００５３】
キャビティ内の磁性体モールド樹脂の磁性体容積比が高まることから比透磁率やＬ値の向上が望める。そして、本発明の方法は磁性体容積比を高めることが困難になる６５Ｖｏｌ％以上の磁性体モールド樹脂を用いた状態から、さらにモールドコイルでの磁性体容積比の向上が望めるため、従来にない高特性なモールドコイルを得ることができる。
【００５４】
本発明のモールドコイルの製造方法を用いれば、非常に良好な比透磁率を得ることが出来るため、所定のＬ値を得る際に従来の方法よりもコイルの巻数を低減することができる。そして、巻数を低減させた体積分だけコイルの線径を太くすることが可能であり、直流抵抗を低減して温度上昇許容電流を大きく向上させることができる。
【００５５】
上記実施例では磁性体粉末に鉄系アモルファス合金の粉末を用いたが、その他の金属系磁性体粉末、あるいはフェライト系磁性体粉末などを用いても有効である。また、上記実施例では、ガスアトマイズ法と水アトマイズ法で造粒した磁性体粉末の例を示したが、高速回転水流アトマイズ法などのアトマイズ法や粉砕、プラズマ回転電極法などその他の造粒法の磁性体粉末を用いても実施可能である。また、磁性体粉末を表面酸化、絶縁膜被覆などの表面改質を行っても実施可能である。上記実施例では樹脂にノボラック型エポキシ樹脂を用いたが、これに限られることはなくその他の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いても実施可能である。
【００５６】
上記実施例では、トランスファ成形法と圧縮成形法を用いた方法を示したが、インジェクション成形法などのその他のプラスチック成形法を用いても実施可能である。また上記実施例に示した成形金型に限られることはなく、磁性体粉末の最大粒径以下の隙間を有し、モールドコイルが適正に成形できればどのような成形金型を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施例で用いる空芯コイルを示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例で用いる成形金型の構造を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例で用いる成形金型の構造を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例で用いる成形金型の構造を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例のモールドコイルの製造方法の主要部分を説明する断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例のモールドコイルの製造方法の主要部分を説明する断面図である。
【図７】本発明の実施例のモールドコイルを示す斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施例で用いる成形金型の構造を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【図９】本発明の第２の実施例のモールドコイルの製造方法の主要部分を説明する断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施例のモールドコイルの製造方法の主要部分を説明する断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施例のモールドコイルの製造方法の主要部分を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１：空芯コイル、２：型枠（２ａ：第１の型枠、２ｂ：第２の型枠）、３：上型（３ａ：第１の上型、３ｂ：第２の上型）、４：下型（４ａ：第１の下型、４ｂ：第２の下型）、５：プランジャー、６：キャビティ、７：ゲート、８：スプルー、９：チャンバーポッド、１０：磁性体モールド樹脂、１１：外部電極、１２、ダイ（１２ａ：第１のダイ、１２ｂ：第２のダイ）、１３：上パンチ、１４：下パンチ、１５：キャビティ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック成形法を用いたモールドコイルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、磁性体粉末と樹脂などで巻線を封止したモールドコイルが広く用いられている。モールドコイルの製造方法には、主に圧粉成形法とプラスチック成形法がある。圧粉成形法は、磁性体粉末と樹脂を混合した粉末材料を金型に充填し、加圧して所望の形状に成形する方法である。従来の圧粉成形法を用いたモールドコイルは例えば特許文献１に開示されている。一方、プラスチック成形法は、磁性体粉末と樹脂を混練させた磁性体モールド樹脂を金型に充填し、溶融させて所望の形状に成形する方法である。従来のプラスチック成形法を用いたモールドコイルは例えば特許文献２に開示されている。一般的に、プラスチック成形法は圧粉成形法と比べて成形性が高く、圧粉成形法よりも成形精度の高い成形体を得られる。そのため、小型や複雑な形状のモールドコイルを成形する場合において、プラスチック成形法を用いることは有効な手段である。
【０００３】
しかし、従来のプラスチック成形法では高い成形性を確保するために、圧粉成形法のように磁性体粉末の容積比を容易に高くすることができなかった。そのため、従来のプラスチック成形法を用いたモールドコイルでは磁性体粉末の容積比が５０Ｖｏｌ％程度の磁性体モールド樹脂を用いており、磁気特性が十分に得られずに定格電流や直流抵抗といった特性において満足するものが得られなかった。そこで、出願人は先に出願した特願２００８−１０８７９４において、鉄系磁性体粉末を容積比で６５〜８０Ｖｏｌ％含む磁性体モールド樹脂と平角線の外外巻コイルを用いることによって、小型、低背でありながら高い直流重畳特性と低い直流抵抗値を有するモールドコイルが実現できることを提案した。
【０００４】
ところで、電源用途に用いるモールドコイルの定格電流を規定する指標には、直流重畳許容電流と温度上昇許容電流の２つがある。直流重畳許容電流は、インダクタンス値（以下、Ｌ値）が初期値よりも３０％減少する直流電流値であり、コイル内の磁束密度と磁性体の飽和磁束密度によって決まる。一方、温度上昇許容電流は周囲温度２０℃を基準とし、コイルの温度が４０℃上昇するときの直流電流値であり、コイルの直流抵抗値に反比例する。規格は安全性を考慮して許容電流の小さい方を表示する。
【０００５】
【表１】
【０００６】
一般的に、鉄系磁性体粉末を用いたモールドコイルでは、直流重畳許容電流よりも温度上昇許容電流の方が小さくなるといわれる。ここで、フェライト系磁性体粉末と鉄系磁性体粉末をそれぞれ用いた外形寸法やインダクタンス値が同程度のコイルを比較すると、表１に示すように磁性体粉末の違いがわかる。表１から明らかなように、フェライト系磁性体粉末を用いたときでは温度上昇許容電流よりも直流重畳許容電流の方が小さい。一方、鉄系磁性体粉末では直流重畳許容電流が温度上昇許容電流よりもはるかに大きいことがわかる。
【０００７】
この温度上昇許容電流は、先にも述べたようにコイルの直流抵抗値に反比例する。つまり、直流抵抗値を小さくするほど温度上昇許容電流を大きくすることができる。直流抵抗値を小さくするためには、コイルの巻数を少なくしてコイルの線径を太くする必要がある。そこで、少ない巻数でも所定のＬ値を得るために、磁性体モールド樹脂の比透磁率の向上が望まれている。
【特許文献１】特開２００７−４９０７３号
【特許文献２】特開平４−３３８６１３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、比透磁率について説明すると、磁性体モールド樹脂の比透磁率μは以下の数１に示す実験式で表される。数１中のμ１は磁性体粉末の比透磁率、μ２は混合物（樹脂や空気など）の比透磁率、νは磁性体粉末の容積比をそれぞれ表すものである。
【０００９】
【数１】
【００１０】
混合物が樹脂や空気の場合、μ２＝１として扱うことができる。この値を用いると、数１は以下の数２に直すことができる。
【００１１】
【数２】
【００１２】
数２から明らかなように、磁性体粉末の容積比νは指数的に磁性体モールド樹脂の比透磁率μに関与する。ここで具体的に鉄系材料の磁性体粉末を使用した磁性体モールド樹脂の例を示す。例えば、鉄系材料の磁性体粉末の透磁率μ１を１００とし、磁性体モールド樹脂中の磁性体粉末の容積比を５０Ｖｏｌ％（ν＝０．５０）から５１％（ν＝０．５１）に増加させたとき、比透磁率μは１０から１０．５に増加する。
【００１３】
そして、磁性体モールド樹脂中の磁性体粉末の容積比を７０Ｖｏｌ％（ν＝０．７０）から７１％（ν＝０．７１）に増加させたときでは、比透磁率μは２５．１から２６．３に増加する。つまり、磁性体粉末の容積比が低い場合と高い場合では、容積比νを同じだけ増加させても容積比が高い方が比透磁率μを向上させる効果が大きい。そのため、磁性体粉末の容積比νが高い状態であれば微量な増加であっても比透磁率μを向上させる効果が顕在化する。
【００１４】
しかしながら、磁性体モールド樹脂中の磁性体粉末の容積比が高くなるにつれて、磁性体モールド樹脂の流動性が悪化する。特に、磁性体粉末の容積比が６５Ｖｏｌ％以上になると、１Ｖｏｌ％や２Ｖｏｌ％程度の微量な増加でもその流動性に与える影響が非常に大きい。更なる高透磁率が望まれているが、磁性体モールド樹脂は高い成形性を維持するためにはある程度の流動性を確保しなくてはならない。そのため、磁性体モールド樹脂中の磁性体粉末の容積比を安易に高めることはできない。
【００１５】
そこで、本発明はモールドコイル中の磁性体容積比を高め、高性能なモールドコイルの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明のモールドコイルの製造方法は、プラスチック成形法を用いて、樹脂と磁性体粉末を混練させた磁性体モールド樹脂でコイルを封止したモールドコイルの製造方法において、磁性体粉末を容積比で６５Ｖｏｌ％以上含む磁性体モールド樹脂を用いる。そして、その一部に磁性体モールド樹脂の一部をキャビティから排出する隙間を有する成形金型を用いる。磁性体モールド樹脂をキャビティ内に充填し、キャビティ内に充填された溶融状態の磁性体モールド樹脂の一部がキャビティから隙間を通じてキャビティの外へと排出する。排出した磁性体モールド樹脂がキャビティ内に充填した磁性体モールド樹脂よりも相対的に磁性体粉末の容積比が低いことを特徴とする。
を特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のモールドコイルの製造方法は、成形金型中に磁性体モールド樹脂中の磁性体粉末の最大粒径以下の隙間を設けることにより、磁性体モールド樹脂中の磁性体粉末よりも樹脂を優先的にキャビティ外に排出させることができ、キャビティ内の磁性体モールド樹脂の磁性体粉末の容積比を高くすることができる。そして、磁性体粉末が６５Ｖｏｌ％以上の磁性体モールド樹脂を用いてもモールドコイル中の磁性体粉末の容積比を高めることができる。
【００１８】
本発明のモールドコイルの製造方法を用いれば、非常に良好な比透磁率を得ることができる。そのため、所定のＬ値を得る際に従来の方法よりもコイルの巻数を低減することができる。そして、巻数を低減させた体積分だけコイルの線径を太くすることが可能であり、直流抵抗を低減して温度上昇許容電流を大きく向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、図面と表を参照しながら、本発明の磁性体モールド樹脂のモールド成形方法の実施例を説明する。まず、本発明の実施例で用いる磁性体モールド樹脂について説明する。
【００２０】
本発明の実施例では磁性体粉末にアモルファス合金の粉末の材料Ａ〜材料Ｄを用いる。表２は、本発明の実施例で用いる磁性体粉末（材料Ａ〜材料Ｄ）の特徴を示している。表２から明らかなように、材料Ａと材料Ｂはガスアトマイズ法、材料Ｃと材料Ｄは水アトマイズ法を用いて造粒されたものである。また、材料Ａ〜材料Ｄのそれぞれの粒径は、材料Ａから順に平均粒径が３０μｍ、２５μｍ、１０μｍ、５μｍで、最大粒径が１００μｍ、６０μｍ、４５μｍ、２０μｍである。なお、平均粒径はレーザー回折散乱法を用いて測定し、最大粒径は篩分け分級にて得た数値である。
【００２１】
【表２】
【００２２】
表３に本発明の実施例で用いる磁性体モールド樹脂（試料１〜試料８）の条件と特徴を示す。材料Ａ〜材料Ｄに示す磁性体粉末とノボラック型エポキシ樹脂を表３に示す比率で混練し、さらに樹脂に対して０．５ｗｔ％硬化促進剤（トリフェニルホスフィン）を加えて混練した。その混練物を冷却し、粉砕して試料１〜試料８を得た。
【００２３】
なお、一般的に水アトマイズ法よりもガスアトマイズ法を用いたときの方が真球度の高い磁性体粉末になる。真球度が高い磁性体粉末を用いる方が磁性体モールド樹脂の流動性が良好である。そのため、試料２と試料４は試料６よりも磁性体モールド樹脂の流動性が確保しやすく、磁性体容積比が高い。
【００２４】
【表３】
【００２５】
次に、本発明の実施例で用いる空芯コイルについて説明する。図１に本発明の実施例で用いる外外巻コイルを示す。本発明の実施例では、断面が平角形状で幅が０．２５ｍｍ、厚みが０．１０ｍｍの自己融着性絶縁層を有する線材を用いる。この線材を芯径１．３ｍｍの芯材を用いて、外外巻きに２層で１１ターン巻き、さらに融着させて図１に示すような空芯コイル１を得た。
【００２６】
（第１の実施例）
図２〜図７と表４を参照しながら、本発明の第１の実施例を説明する。第１の実施例は、トランスファ成形法にてモールドコイルを成形する。図中の参照記号はそれぞれ、２は型枠、３は上型、４は下型、５はプランジャー、６はキャビティ、７はゲート、８はスプルー、９はチャンバーポットを示す。また、ｓはスペーサを示し、このスペーサｓから生じる隙間をｄとする。
【００２７】
図２〜図４に本発明の第１の実施例で用いるトランスファ成形用の成形金型を示す。なお、図４は図３のＡ−Ａ’断面図である。
【００２８】
第１の実施例では図２から明らかなように、型枠２と上型３と下型４とプランジャー５を有する成形金型を用い、組み合わせることによってキャビティ６とチャンバーポット９が形成される。また、上型３は第１の上型３ａと第２の上型３ｂからなりスプルー８を形成する、同様に下型４も第１の下型４ａと第２の下型４ｂからなりスプルー８を形成する。第１の上型３ａと第１の下型４ａは、それぞれ空芯コイル１を中心に対向する位置にキャビティ６とスプルー８を結合するゲート７を有しており、チャンバーポット９に投入された磁性体モールド樹脂は、プランジャー５に押し出されてスプルー８とゲート７を通過してキャビティ６へと充填される。
【００２９】
また図３に示すように、型枠２は第１の型枠２ａと第２の型枠２ｂからなり、組み合わせることによって断面が３ｍｍ角の柱状の貫通孔が形成される。また、型枠２は、第１の型枠２ａと第２の型枠２ｂの間に空芯コイル１の引き出し線部分を挟みながら固定することができる。
【００３０】
さらに図４に示すように、型枠２と第１の上型３ａとの間にはスペーサｓが挿入されており、型枠２と第１の上型３ａとの間に隙間ｄを形成している。また同様に、型枠２と第１の下型４ａとの間にもスペーサｓが挿入されており、型枠２と第１の下型４ａとの間に隙間ｄを形成している。これらの隙間ｄを通じてキャビティ６内に充填された磁性体モールド樹脂１０の一部はキャビティ６の外へ排出される。なお、スペーサは例えばステンレスや真鍮などの金属板を用いれば良いが、所望の間隔で隙間ｄが形成できるのであればどのようなものを用いても良い。
【００３１】
次に、第１の実施例のモールドコイルの製造方法について説明する。図５、図６に第１の実施例のモールドコイルの製造方法の主要部分を示す。まず、図５に示すように、空芯コイル１と型枠２、上型３、下型４を固定し、チャンバーポット９に磁性体モールド樹脂１０を充填してプランジャー５をセットする。このとき空芯コイル１は、空芯コイル１の引き出し線部分を第１の型枠２ａと第２の型枠２ｂに挟み固定する。
【００３２】
次に図６に示すように、磁性体モールド樹脂１０をチャンバーポット９内で１８０℃に加熱して溶融状態にし、プランジャー５を用いて磁性体モールド樹脂１０をキャビティ６内に注入し、２００ｋｇｆの加圧で８分間保持して磁性体モールド樹脂１０を硬化させた。次に、成形金型から磁性体モールド樹脂１０の硬化したものを離型して成形体を得た。
【００３３】
次に、図７に示すように、厚みが０．０８ｍｍのリン青銅板をＬ字に加工した外部電極１１をエポキシ樹脂で成形体の所定の位置に貼付し、空芯コイル１の引き出し線部分を折り曲げ加工し、さらに空芯コイル１の引き出し線部分と外部電極６を半田接合して、モールドコイルを得る。なお、本実施例では外形寸法がＬ＊Ｗ＝３．０ｍｍ、H=１．２ｍｍのものを作成した。また、得られたモールドコイルは、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製のＬＣＲメータ４２８４Ａを用いて、測定周波数１００ｋＨｚにてＬ値を測定した。
【００３４】
表４に試料１〜試料８を隙間ｄの異なる成形金型で成形して得たモールドコイルのＬ値を列記した。また、表３中のスペーサなしは従来の成形金型を用いて成形されたものである。各種スペーサｓの厚みは、スペーサ１が３０μｍ、スペーサ２が６０μｍ、スペーサ３が１００μｍである。ここでは、このスペーサｓの厚みを隙間ｄの幅として扱う。
【００３５】
【表４】
【００３６】
表４を参照しながら各試料を比較する。まず、材料Ａ〜材料Ｃをそれぞれ１種類用いている試料１〜試料６について比較すると、表４から明らかなように、磁性体容積比が高いほどＬ値が高かった。
【００３７】
次にスペーサｓの有無で試料１〜試料６を比較すると、試料１〜試料６の何れもスペーサ１を用いたときが最もＬ値が高かった。また、各試料で用いている磁性体粉末の最大粒径以下のスペーサｓを使用したときに、従来のスペーサなしのときよりもＬ値が高くなった。
【００３８】
この結果より、キャビティ６に充填された溶融状態の磁性体モールド樹脂１０は、キャビティ６から各スペーサｓによって設けられた隙間ｄに侵入する。このとき、磁性体粉末の最大粒径以下の隙間ｄであれば、磁性体粉末は隙間ｄに侵入し難く、キャビティ６内に留まりやすい。一方、樹脂は磁性体粉末と比較して磁性体モールド樹脂内での自由度が高いため、磁性体粉末よりも容易に隙間ｄに侵入できる。そのため、樹脂が隙間ｄを通じてキャビティ６の外へ磁性体粉末よりも優先的に排出されると考えられる。
【００３９】
これにより、キャビティ６内の磁性体モールド樹脂１０は混練材時よりも磁性体容積比が高くなり、モールドコイルのＬ値も向上すると考えられる。しかし、磁性体粉末の最大粒径よりも大きい隙間ｄを設けてしまうと、磁性体粉末が樹脂とともにそのままキャビティ６の外に排出されてしまうためＬ値が向上しないと考えられる。
【００４０】
次に、材料Ｂと材料Ｄの粒径の異なる２種類の磁性体粉末を用いている試料７、試料８について比較する。試料７、試料８のように粒径の異なる数種類の磁性体粉末を用いる方法は、磁性体容積比を向上させるのに有効な手段である。そのため、電気特性の高いモールドコイルを得るために用いられる。表３から明らかなように、試料７、試料８は試料１〜試料６と同様に、適度に隙間を設けるほうが、スペーサなしのときよりもＬ値が向上した。従って、試料７、試料８のように粒径の異なる２種類の磁性体粉末を用いた場合でも、本発明の方法は有効である。特に、試料８のように磁性体容積比が７０Ｖｏｌ％以上の磁性体モールド樹脂では、従来の５０Ｖｏｌ％程度の試料７と比べてＬ値の上昇が大きく、本発明の方法が非常に有効であることがわかる。
【００４１】
以上より、磁性体モールド樹脂でコイルを封止するモールドコイルにおいて、適当な隙間を設けることによってモールドコイル中の磁性体モールド樹脂の磁性体容積比を向上させることができる。そして、磁性体粉末を６５Ｖｏｌ％以上含む磁性体モールド樹脂であっても、更なる磁性体容積比の向上を図ることができる。
【００４２】
また、本発明の方法は従来の隙間を設けない方法よりも高透磁率を得られることから、同一のＬ値を得るときに従来の方法よりもコイルの巻数を低減することができる。そして、巻数を低減させた体積分だけコイルの線径を太くすることが可能であり、モールドコイルを大型化させずに直流抵抗を低減して温度上昇許容電流を大きく向上させることができる。
【００４３】
（第２の実施例）
図８〜図１１と表５を参照しながら、本発明の第２の実施例を説明する。なお、第１の実施例と同様な材料を用い、同じ外形寸法のモールドコイルを成形した。第１の実施例と共通する部分の説明は割愛する。図８は、第２の実施例で使用される圧縮成形用の成形金型を示すものであり、図８（ａ）は上面図、図８（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。図中の参照記号はそれぞれ、１は空芯コイル、１０は磁性体モールド樹脂、１２はダイ、１３は上パンチ、１４は下パンチ、１５はキャビティを示す。また、図中のｃはダイ１２及び上パンチ１３とのクリアランスとダイ１２と下パンチ１４との片側クリアランス（以下、クリアランス）を示す。クリアランスｃが本発明の隙間に相当する。
【００４４】
図８に示すように、第２の実施例ではダイ１２と上下方向に昇降可能な上パンチ１３と下パンチ１４を有する成形金型を用いる。ダイ１２は第１のダイ１２ａと第２のダイ１２ｂを有し、組み合わせることによって断面が３ｍｍ角の柱状の貫通孔が形成される。この貫通孔は上パンチ１３と下パンチ１４と嵌合することができ、これらを組み合わせることによってキャビティ１５が形成される。また、第１の実施例の型枠と同様に、第１のダイ１２ａと第２のダイ１２ｂの間に空芯コイル１の引き出し線部分を挟みながら固定することができる。
【００４５】
図８（ａ）に示すように、上パンチ１３の直径Ｄｐはキャビティの直径Ｄｃよりも小さく、クリアランスｃが形成される。クリアランスｃの幅は、磁性体モールド樹脂中の磁性体粉末の最大粒径以下になるように設定される。なお、このクリアランスｃの幅は、ｃ＝１／２×（Ｄｃ−Ｄｐ）を用いて算出する。また、本実施例では下パンチ１４も上パンチ１３と同形状のものを使用し、上パンチ１３側と同様にクリアランスｃが形成される。
【００４６】
次に、本発明のモールドコイルの製造方法について説明する。図９〜図１１に本発明の第２の実施例のモールドコイルの製造工程の主要部分を示す。なお、図９〜図１１は、図８（ａ）に示すＢ−Ｂ’位置の各段階での断面を示す。
【００４７】
図９に示すように、空芯コイル１の引き出し線部分をダイ１２である第１のダイ１２ａと第２のダイ１２ｂで挟み、空芯コイル１をキャビティ１５内の所望の位置に固定する。ダイ１２の貫通孔の上下両側からそれぞれ上パンチ１３と下パンチ１４を嵌合させ、ダイ１２と上パンチ１３と下パンチ１４を加熱してキャビティ１５内を１８０℃に予熱した。次に、一度上パンチ１３と下パンチ１４を外し、所定量秤量したバルク（塊）状の磁性体モールド樹脂１０をキャビティ１５の上下両側から投入して再び上パンチ１３と下パンチ１４をダイ１２の貫通孔に嵌合させた。
【００４８】
次に、図１０に示すように、キャビティ１５内の磁性体モールド樹脂１０をキャビティ１５内の予熱によって溶融させ、上パンチ１３と上パンチ１４を用いて１０ｋｇｆの成形圧力を加え、１８０℃で８分間保持して磁性体モールド樹脂１０を硬化させた。次に、図１１に示すように、第２のダイ１２ｂと上パンチ１３を外して成形体を離型した。その成形体に外部電極を取り付けてモールドコイルを得た。得られたモールドコイルは、第１の実施例と同様の方法でＬ値を測定した。
【００４９】
表５に試料３、試料４、試料７、試料８を直径の異なるパンチを用いて成形して得たモールドコイルのＬ値を示す。表５に示すモールドコイルは、直径Ｄｐが２．９４ｍｍ、２．８８ｍｍ、２．８０ｍｍのパンチを用いて成形されている。また、このときキャビティ１５の直径Ｄｃは、３．００ｍｍであり、ダイと各パンチとのクリアランスｃは、それぞれクリアランス１が３０μｍ、クリアランス２が６０μｍ、クリアランス３が１００μｍ程度になる。
【００５０】
【表５】
【００５１】
表４と表５を参照しながら、第１の実施例と第２の実施例を比較する。表４と表５から明らかなように、第１の実施例の隙間の間隔と第２の実施例のクリアランスｃが同程度のとき、Ｌ値も同程度になっていることが分かる。従って、ダイとパンチとのクリアランスを調整することによってもモールドコイル中の磁性体容積比を高めることができ、本発明の方法は圧縮成形法でも実施可能である。
【００５２】
以上より、本発明のモールドコイルの製造方法は、成形金型中に隙間を設け、磁性体モールド樹脂をキャビティ内に充填させた後に隙間から磁性体モールド樹脂中の樹脂をキャビティ外に排出させる。隙間は、３μｍ以上且つ磁性体粉末の最大粒径以下に設定するのがよい。３μｍよりも小さくすると、技術的に困難な上、さらに成形金型が非常に高価になってしまうため望ましくない。
【００５３】
キャビティ内の磁性体モールド樹脂の磁性体容積比が高まることから比透磁率やＬ値の向上が望める。そして、本発明の方法は磁性体容積比を高めることが困難になる６５Ｖｏｌ％以上の磁性体モールド樹脂を用いた状態から、さらにモールドコイルでの磁性体容積比の向上が望めるため、従来にない高特性なモールドコイルを得ることができる。
【００５４】
本発明のモールドコイルの製造方法を用いれば、非常に良好な比透磁率を得ることが出来るため、所定のＬ値を得る際に従来の方法よりもコイルの巻数を低減することができる。そして、巻数を低減させた体積分だけコイルの線径を太くすることが可能であり、直流抵抗を低減して温度上昇許容電流を大きく向上させることができる。
【００５５】
上記実施例では磁性体粉末に鉄系アモルファス合金の粉末を用いたが、その他の金属系磁性体粉末、あるいはフェライト系磁性体粉末などを用いても有効である。また、上記実施例では、ガスアトマイズ法と水アトマイズ法で造粒した磁性体粉末の例を示したが、高速回転水流アトマイズ法などのアトマイズ法や粉砕、プラズマ回転電極法などその他の造粒法の磁性体粉末を用いても実施可能である。また、磁性体粉末を表面酸化、絶縁膜被覆などの表面改質を行っても実施可能である。上記実施例では樹脂にノボラック型エポキシ樹脂を用いたが、これに限られることはなくその他の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いても実施可能である。
【００５６】
上記実施例では、トランスファ成形法と圧縮成形法を用いた方法を示したが、インジェクション成形法などのその他のプラスチック成形法を用いても実施可能である。また上記実施例に示した成形金型に限られることはなく、磁性体粉末の最大粒径以下の隙間を有し、モールドコイルが適正に成形できればどのような成形金型を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施例で用いる空芯コイルを示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例で用いる成形金型の構造を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例で用いる成形金型の構造を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例で用いる成形金型の構造を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例のモールドコイルの製造方法の主要部分を説明する断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例のモールドコイルの製造方法の主要部分を説明する断面図である。
【図７】本発明の実施例のモールドコイルを示す斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施例で用いる成形金型の構造を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’断面図である。
【図９】本発明の第２の実施例のモールドコイルの製造方法の主要部分を説明する断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施例のモールドコイルの製造方法の主要部分を説明する断面図である。
【図１１】本発明の第２の実施例のモールドコイルの製造方法の主要部分を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１：空芯コイル、２：型枠（２ａ：第１の型枠、２ｂ：第２の型枠）、３：上型（３ａ：第１の上型、３ｂ：第２の上型）、４：下型（４ａ：第１の下型、４ｂ：第２の下型）、５：プランジャー、６：キャビティ、７：ゲート、８：スプルー、９：チャンバーポッド、１０：磁性体モールド樹脂、１１：外部電極、１２、ダイ（１２ａ：第１のダイ、１２ｂ：第２のダイ）、１３：上パンチ、１４：下パンチ、１５：キャビティ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック成形法を用いて、樹脂と磁性体粉末を混練させた磁性体モールド樹脂でコイルを封止したモールドコイルの製造方法において、
該磁性体粉末を容積比で６５Ｖｏｌ％以上含む該磁性体モールド樹脂を用い、
その一部に該磁性体モールド樹脂の一部をキャビティから排出する隙間を有する成形金型を用い、
該磁性体モールド樹脂を該キャビティ内に充填し、
該キャビティ内に充填された溶融状態の該磁性体モールド樹脂の一部が該キャビティから該隙間を通じて該キャビティの外へと排出し、
該排出した磁性体モールド樹脂が該キャビティ内に充填した磁性体モールド樹脂よりも相対的に磁性体粉末の容積比が低いことを特徴とするモールドコイルの製造方法。
【請求項２】
前記隙間が前記磁性体粉末の最大粒径以下であることを特徴とする請求項１に記載のモールドコイルの製造方法。
【請求項３】
前記磁性体粉末が鉄系磁性材料の粉末であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモールドコイルの製造方法。
【請求項４】
前記隙間が前記成形金型中にスペーサを介在することによって形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のモールドコイルの製造方法。
【請求項５】
前記コイルが巻線であることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のモールドコイルの製造方法。
【請求項１】
プラスチック成形法を用いて、樹脂と磁性体粉末を混練させた磁性体モールド樹脂でコイルを封止したモールドコイルの製造方法において、
該磁性体粉末を容積比で６５Ｖｏｌ％以上含む該磁性体モールド樹脂を用い、
その一部に該磁性体モールド樹脂の一部をキャビティから排出する隙間を有する成形金型を用い、
該磁性体モールド樹脂を該キャビティ内に充填し、
該キャビティ内に充填された溶融状態の該磁性体モールド樹脂の一部が該キャビティから該隙間を通じて該キャビティの外へと排出し、
該排出した磁性体モールド樹脂が該キャビティ内に充填した磁性体モールド樹脂よりも相対的に磁性体粉末の容積比が低いことを特徴とするモールドコイルの製造方法。
【請求項２】
前記隙間が前記磁性体粉末の最大粒径以下であることを特徴とする請求項１に記載のモールドコイルの製造方法。
【請求項３】
前記磁性体粉末が鉄系磁性材料の粉末であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモールドコイルの製造方法。
【請求項４】
前記隙間が前記成形金型中にスペーサを介在することによって形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のモールドコイルの製造方法。
【請求項５】
前記コイルが巻線であることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のモールドコイルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１０５４４（Ｐ２０１０−１０５４４Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７０１６１（Ｐ２００８−１７０１６１）
【出願日】平成２０年６月３０日（２００８．６．３０）
【出願人】（７０９００２１８５）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月３０日（２００８．６．３０）
【出願人】（７０９００２１８５）
【Ｆターム（参考）】
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