JP7756975B1 - Power inductor and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】パワーインダクタの放熱性能及び設置性を向上させる。
【解決手段】射出成型により一体成型されるパワーインダクタ１の製造方法であって、コイル２と中脚コア３１とを一体化して一次成形品Ａを形成する一次射出成型ステップと、一次成形品Ａ、第１外脚コア３２、第２外脚コア３３、第１連結コア３４、第２連結コア３５及び一対の絶縁セラミック板４を一体化して直方体形状のパワーインダクタ１を形成する二次射出成型ステップと、を備える。
【選択図】図２
The present invention aims to improve the heat dissipation performance and installation ease of a power inductor.
[Solution] A manufacturing method for a power inductor 1 that is integrally molded by injection molding, comprising a primary injection molding step of integrating a coil 2 and a center leg core 31 to form a primary molded product A, and a secondary injection molding step of integrating the primary molded product A, a first outer leg core 32, a second outer leg core 33, a first connecting core 34, a second connecting core 35 and a pair of insulating ceramic plates 4 to form a rectangular parallelepiped-shaped power inductor 1.
[Selected Figure] Figure 2
Description
本発明は、射出成型により一体成型されるパワーインダクタ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a power inductor that is integrally molded by injection molding and a method for manufacturing the same.
パワーインダクタ（リアクタ）は、自動車の電動化に伴い、バッテリの大電力充電回路、バッテリからモータドライブへの電力変換回路などの用途において重要度が増している。このような車載用途のパワーインダクタは、高周波の大電流で動作するため、コイルとコアやヒートシンクとの絶縁を維持しつつ、ヒートシンクに対する低熱抵抗の放熱構造、車両の振動、衝撃、熱などに対して長期に耐えうる耐久構造などが要求される。近年、このような要求を満たす車載用のパワーインダクタとしては、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂などによる一体成型が主流となっている（例えば、特許文献１参照）。 With the shift to electric vehicles, power inductors (reactors) are becoming increasingly important in applications such as high-power battery charging circuits and power conversion circuits from batteries to motor drives. Because power inductors for such automotive applications operate at high frequencies and large currents, they require a heat dissipation structure with low thermal resistance to the heat sink while maintaining insulation between the coil and core or heat sink, as well as a durable structure that can withstand vehicle vibrations, shocks, heat, and other factors over the long term. In recent years, the mainstream automotive power inductors that meet these requirements have been integrally molded using PPS (polyphenylene sulfide) resin or similar (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、このようなパワーインダクタでは、放熱性能や設置性において改善の余地がある。 However, there is room for improvement in terms of heat dissipation performance and ease of installation for such power inductors.
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、射出成型により一体成型されるパワーインダクタであって、平角線を直角巻きしたエッジワイズコイルにより構成され、互いに平行な一対の平面、及び互いに平行な一対の側面を有し、一対の前記平面のうち、少なくとも一方の前記平面を放熱面として機能させるコイルと、前記コイルの中空部に挿通される中脚コアと、前記中脚コアと並列し、前記コイルの一方の前記側面に沿って配置される第１外脚コアと、前記中脚コアと並列し、前記コイルの他方の前記側面に沿って配置される第２外脚コアと、前記中脚コア、前記第１外脚コア及び前記第２外脚コアの一端部同士を連結する第１連結コアと、前記中脚コア、前記第１外脚コア及び前記第２外脚コアの他端部同士を連結する第２連結コアと、前記放熱面に沿って配置される絶縁セラミック板と、一次射出成型により形成され、前記コイルと前記中脚コアとを一体化して一次成形品を形成する一次成型樹脂部と、二次射出成型により形成され、前記一次成形品、前記第１外脚コア、前記第２外脚コア、前記第１連結コア、前記第２連結コア及び前記絶縁セラミック板を一体化して直方体形状の前記パワーインダクタを形成する二次成型樹脂部と、を備えることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、射出成型により一体成型されるパワーインダクタの製造方法であって、前記パワーインダクタは、平角線を直角巻きしたエッジワイズコイルにより構成され、互いに平行な一対の放熱面、及び互いに平行な一対の側面を有し、一対の前記平面のうち、少なくとも一方の前記平面を放熱面として機能させるコイルと、前記コイルの中空部に挿通される中脚コアと、前記中脚コアと並列し、前記コイルの一方の前記側面に沿って配置される第１外脚コアと、前記中脚コアと並列し、前記コイルの他方の前記側面に沿って配置される第２外脚コアと、前記中脚コア、前記第１外脚コア及び前記第２外脚コアの一端部同士を連結する第１連結コアと、前記中脚コア、前記第１外脚コア及び前記第２外脚コアの他端部同士を連結する第２連結コアと、前記放熱面に沿って配置される絶縁セラミック板と、を備え、前記パワーインダクタの製造方法は、前記コイルと前記中脚コアとを一体化して一次成形品を形成する一次射出成型ステップと、前記一次成形品、前記第１外脚コア、前記第２外脚コア、前記第１連結コア、前記第２連結コア及び前記絶縁セラミック板を一体化して直方体形状の前記パワーインダクタを形成する二次射出成型ステップと、を備えることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項２に記載のパワーインダクタの製造方法であって、前記一次射出成型ステップでは、前記コイルの一対の前記平面間の厚みが所定の厚みとなるように、少なくとも一方の前記平面を押し込みながら射出成型を実行することを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項２に記載のパワーインダクタの製造方法であって、前記二次射出成型ステップでは、前記第１外脚コア、前記第２外脚コア、前記第１連結コア、前記第２連結コア及び前記絶縁セラミック板を前記一次成形品に向けて押し込みながら射出成型を実行することを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項２に記載のパワーインダクタの製造方法であって、前記一次成形品から引き出される一対のコイル引出線のうち、一方の前記コイル引出線を、他方の前記コイル引出線と同方向に引き出されるように折り曲げるコイル引出線折曲ステップをさらに備え、前記二次射出成型ステップでは、折り曲げた一方の前記コイル引出線の一部を押し込みながら射出成型を実行して樹脂に埋設することを特徴とする。
The present invention was created in view of the above-described circumstances and with the aim of solving these problems. The invention of claim 1 is a power inductor that is integrally molded by injection molding, and comprises a coil that is composed of an edgewise coil in which a rectangular wire is wound at a right angle, and has a pair of parallel flat surfaces and a pair of parallel side surfaces, at least one of the pair of flat surfaces functioning as a heat dissipation surface; a center core that is inserted into the hollow portion of the coil; a first outer core that is parallel to the center core and arranged along one of the side surfaces of the coil; and a second outer core that is parallel to the center core and arranged along the other side surface of the coil. The power inductor is characterized by comprising: a first connecting core that connects one ends of the center leg core, the first outer leg core, and the second outer leg core; a second connecting core that connects the other ends of the center leg core, the first outer leg core, and the second outer leg core; an insulating ceramic plate arranged along the heat dissipation surface; a primary molded resin part formed by primary injection molding that integrates the coil and the center leg core to form a primary molded product; and a secondary molded resin part formed by secondary injection molding that integrates the primary molded product, the first outer leg core, the second outer leg core, the first connecting core, the second connecting core, and the insulating ceramic plate to form the rectangular parallelepiped-shaped power inductor.
The invention of claim 2 is a method for manufacturing a power inductor that is integrally molded by injection molding, the power inductor comprising a coil configured by an edgewise coil wound with a rectangular wire at right angles, the coil having a pair of heat dissipation surfaces parallel to each other and a pair of side surfaces parallel to each other, at least one of the pair of flat surfaces functioning as a heat dissipation surface, a center core inserted through a hollow part of the coil, a first outer core leg that is parallel to the center core and arranged along one of the side surfaces of the coil, a second outer core leg that is parallel to the center core and arranged along the other side surface of the coil, and a coil assembly including: a center core; The power inductor comprises a first connecting core that connects one ends of the leg core and the second outer leg core, a second connecting core that connects the other ends of the center leg core, the first outer leg core and the second outer leg core, and an insulating ceramic plate that is arranged along the heat dissipation surface, and the manufacturing method of the power inductor comprises a primary injection molding step of integrating the coil and the center leg core to form a primary molded product, and a secondary injection molding step of integrating the primary molded product, the first outer leg core, the second outer leg core, the first connecting core, the second connecting core and the insulating ceramic plate to form the rectangular parallelepiped-shaped power inductor.
The invention of claim 3 is a method for manufacturing a power inductor as described in claim 2, characterized in that in the primary injection molding step, injection molding is performed while pressing in at least one of the flat surfaces so that the thickness between the pair of flat surfaces of the coil becomes a predetermined thickness.
The invention of claim 4 is a method for manufacturing a power inductor as described in claim 2, characterized in that in the secondary injection molding step, injection molding is performed while pressing the first outer leg core, the second outer leg core, the first connecting core, the second connecting core and the insulating ceramic plate toward the primary molded product.
The invention of claim 5 is a manufacturing method of a power inductor as described in claim 2, further comprising a coil lead-out wire bending step of bending one of a pair of coil lead-out wires drawn out from the primary molded product so that the one of the coil lead-out wires is drawn out in the same direction as the other of the coil lead-out wires, and is characterized in that in the secondary injection molding step, injection molding is performed while pressing in a portion of one of the bent coil lead-out wires to embed it in resin.
請求項１又は２の発明によれば、２回の射出成型により、設置性に優れた直方体形状のパワーインダクタを一体成型することができる。また、本発明のパワーインダクタは、絶縁セラミック板を介して冷却可能なコイル放熱面を有するので、絶縁性を確保しつつ、優れた放熱性能を発揮できる。
また、請求項３の発明によれば、一次射出成型ステップでは、コイルの一対の平面間の厚みが所定の厚みとなるように、少なくとも一方の平面を押し込みながら射出成型を実行するので、コイル平面の平面度や平行度を向上させることができ、その結果、コイル平面（コイル放熱面）とヒートシンクの密着度を高めてパワーインダクタの冷却効率を向上できる。
また、請求項４の発明によれば、二次射出成型ステップでは、第１外脚コア、第２外脚コア、第１連結コア、第２連結コア及び絶縁セラミック板を一次成形品に向けて押し込みながら射出成型を実行するので、コア同士を隙間なく密着固定し、コア間の隙間による磁気性能の低下を防止できる。また、コイルの放熱面と絶縁セラミック板とを密着固定できるので、隙間による放熱性能の低下も防止できる。
また、請求項５の発明によれば、一次成形品から引き出される一対のコイル引出線のうち、一方のコイル引出線を、他方のコイル引出線と同方向に引き出されるように折り曲げるコイル引出線折曲ステップをさらに備えるので、コイル引出線の電気的な接続が容易になり、パワーインダクタの設置性をさらに向上させることができる。また、二次射出成型ステップでは、折り曲げた一方のコイル引出線の一部を押し込みながら射出成型を実行して樹脂に埋設するので、コイル引き出し線の絶縁性も高められる。
According to the invention of claim 1 or 2, a rectangular parallelepiped power inductor with excellent installability can be integrally molded by two injection molding processes. Furthermore, the power inductor of the present invention has a coil heat dissipation surface that can be cooled via an insulating ceramic plate, so it can exhibit excellent heat dissipation performance while ensuring insulation.
Furthermore, according to the invention of claim 3, in the primary injection molding step, injection molding is performed while pressing in at least one of the flat surfaces so that the thickness between the pair of flat surfaces of the coil becomes a predetermined thickness, thereby improving the flatness and parallelism of the coil flat surface, and as a result, increasing the degree of adhesion between the coil flat surface (coil heat dissipation surface) and the heat sink, thereby improving the cooling efficiency of the power inductor.
According to the invention of claim 4, in the secondary injection molding step, the first outer leg core, the second outer leg core, the first connecting core, the second connecting core, and the insulating ceramic plate are injection molded while being pressed toward the primary molded product, so that the cores are tightly fixed together without any gaps, preventing a deterioration in magnetic performance due to gaps between the cores. Also, since the heat dissipation surface of the coil and the insulating ceramic plate are tightly fixed together, a deterioration in heat dissipation performance due to gaps is prevented.
According to the invention of claim 5, the method further includes a coil lead-out wire bending step of bending one of a pair of coil lead-out wires drawn out from the primary molded product so that it is drawn in the same direction as the other coil lead-out wire, which facilitates electrical connection of the coil lead-out wires and further improves the installability of the power inductor. Also, in the secondary injection molding step, injection molding is performed while pressing in a portion of one of the bent coil lead-out wires to embed it in the resin, thereby improving the insulation of the coil lead-out wires.
［パワーインダクタ］
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１～図７において、１はＰＰＳ樹脂などの絶縁性樹脂材料による射出成型（インサート成型）で一体成型されるパワーインダクタであって、該パワーインダクタ１は、コイル２と、コア体３と、２枚の絶縁セラミック板４と、一次成型樹脂部５と、二次成型樹脂部６と、を備える。
[Power inductor]
1 to 7, reference numeral 1 denotes a power inductor integrally molded by injection molding (insert molding) using an insulating resin material such as PPS resin, and the power inductor 1 comprises a coil 2, a core body 3, two insulating ceramic plates 4, a primary molded resin portion 5, and a secondary molded resin portion 6.
コイル２は、平角線を直角巻きしたエッジワイズコイルにより構成される。コイル２は、略四角筒形状であり、その外周面は、互いに平行な一対の放熱面２ａと、互いに平行な一対の側面２ｂとを有する。また、コイル２は、コイル中心軸方向の一端部からコイル中心軸方向に沿って引き出される第１コイル引出線２ｃと、コイル中心軸方向の他端部からコイル中心軸方向に沿って引き出される第２コイル引出線２ｄとを備える。第２コイル引出線２ｄは、第１コイル引出線２ｃよりも長く形成されるとともに、第１コイル引出線２ｃと同方向に引き出されるように折り曲げられる。 The coil 2 is composed of an edgewise coil made by winding a rectangular wire at a right angle. The coil 2 has a roughly rectangular cylindrical shape, and its outer surface has a pair of parallel heat dissipation surfaces 2a and a pair of parallel side surfaces 2b. The coil 2 also has a first coil lead wire 2c that is drawn out along the coil central axis from one end of the coil in the coil central axis direction, and a second coil lead wire 2d that is drawn out along the coil central axis from the other end of the coil in the coil central axis direction. The second coil lead wire 2d is formed to be longer than the first coil lead wire 2c and is bent so that it is drawn in the same direction as the first coil lead wire 2c.
コア体３は、中脚コア３１と、第１外脚コア３２と、第２外脚コア３３と、第１連結コア３４と、第２連結コア３５とを組み合わせて構成される。 The core body 3 is composed of a center leg core 31, a first outer leg core 32, a second outer leg core 33, a first connecting core 34, and a second connecting core 35.
中脚コア３１は、コイル２の中空部に挿通される。各コア３１～３５の磁束通過方向の垂直断面形状は、四角形状としているが、長円形状や楕円形状であってもよい。また、中脚コア３１は、一次射出成型における樹脂の流動性を促進するために、表裏両面には、磁束通過方向（コイル挿通方向）に沿う複数の溝３１ａを並列状に設けることが望ましい。 The center core 31 is inserted into the hollow portion of the coil 2. The vertical cross section of each core 31-35 in the magnetic flux passage direction is rectangular, but may also be oval or elliptical. Furthermore, to promote the fluidity of the resin during primary injection molding, the center core 31 preferably has multiple parallel grooves 31a on both the front and back surfaces that run along the magnetic flux passage direction (coil insertion direction).
第１外脚コア３２は、中脚コア３１と並列するように、コイル２の一方の側面２ｂに沿って配置される。第２外脚コア３３と、中脚コア３１と並列するように、コイル２の他方の側面２ｂに沿って配置される。第１連結コア３４は、中脚コア３１、第１外脚コア３２及び第２外脚コア３３の一端部同士を連結するように配置される。第２連結コア３５は、中脚コア３１、第１外脚コア３２及び第２外脚コア３３の他端部同士を連結するように配置される。なお、第１連結コア３４及び第２連結コア３５には、コイル引出線２ｃ、２ｄを引き出すための溝３４ａ、３５ａが形成されている。 The first outer leg core 32 is arranged along one side surface 2b of the coil 2 so as to be parallel to the center leg core 31. The second outer leg core 33 is arranged along the other side surface 2b of the coil 2 so as to be parallel to the center leg core 31. The first connecting core 34 is arranged to connect one ends of the center leg core 31, first outer leg core 32, and second outer leg core 33. The second connecting core 35 is arranged to connect the other ends of the center leg core 31, first outer leg core 32, and second outer leg core 33. The first connecting core 34 and second connecting core 35 have grooves 34a, 35a formed in them for drawing out the coil lead wires 2c, 2d.
２枚の絶縁セラミック板４は、コイル２の一対の放熱面２ａに沿って配置される。絶縁セラミック板４は、コイル２の放熱面２ａとヒートシンク（図示せず）との間の絶縁を確保しつつ、コイル２の放熱面２ａとヒートシンクとを低熱抵抗で密着させる。 Two insulating ceramic plates 4 are arranged along a pair of heat dissipation surfaces 2a of the coil 2. The insulating ceramic plates 4 ensure insulation between the heat dissipation surface 2a of the coil 2 and the heat sink (not shown), while also closely adhering the heat dissipation surface 2a of the coil 2 to the heat sink with low thermal resistance.
一次成型樹脂部５は、一次射出成型により形成され、コイル２と中脚コア３１とを一体化して一次成形品Ａを形成する。具体的に一次成型樹脂部５は、図４に示すように、一次射出成型において、コイル２の内周面と中脚コア３１の外周面との間に充填され、コイル２と中脚コア３１を絶縁しつつ、コイル２と中脚コア３１を一体化させる。 The primary molded resin portion 5 is formed by primary injection molding and integrates the coil 2 and center leg core 31 to form the primary molded product A. Specifically, as shown in Figure 4, the primary molded resin portion 5 is filled between the inner peripheral surface of the coil 2 and the outer peripheral surface of the center leg core 31 during primary injection molding, insulating the coil 2 from the center leg core 31 while integrating them.
二次成型樹脂部６は、二次射出成型により形成され、一次成形品Ａ、第１外脚コア３２、第２外脚コア３３、第１連結コア３４、第２連結コア３５及び２枚の絶縁セラミック板４を一体化して直方体形状のパワーインダクタ１を形成する。 The secondary molded resin portion 6 is formed by secondary injection molding, and integrates the primary molded product A, the first outer leg core 32, the second outer leg core 33, the first connecting core 34, the second connecting core 35, and the two insulating ceramic plates 4 to form the rectangular parallelepiped-shaped power inductor 1.
［パワーインダクタの製造方法］
つぎに、パワーインダクタ１の製造方法について、図３～図７を参照して説明する。ただし、図面においては一次成型金型７の要部のみを示し、二次成型金型の図示は省略する。
[Manufacturing method of power inductor]
Next, a method for manufacturing the power inductor 1 will be described with reference to Figures 3 to 7. However, in the drawings, only the main part of the primary molding die 7 is shown, and the secondary molding die is not shown.
パワーインダクタ１の製造方法は、コイル２と中脚コア３１とを一体化して一次成形品Ａを形成する一次射出成型ステップと、一次成形品Ａから引き出される一対のコイル引出線２ｃ、２ｄのうち、一方のコイル引出線２ｄを、他方のコイル引出線２ｃと同方向に引き出されるように折り曲げるコイル引出線折曲ステップと、一次成形品Ａ、第１外脚コア３２、第２外脚コア３３、第１連結コア３４、第２連結コア３５及び２枚の絶縁セラミック板４を一体化して直方体形状のパワーインダクタ１を形成する二次射出成型ステップと、を備える。 The manufacturing method of the power inductor 1 includes a primary injection molding step of integrating the coil 2 and the center leg core 31 to form a primary molded product A, a coil lead wire bending step of bending one of a pair of coil lead wires 2c, 2d drawn out from the primary molded product A, the coil lead wire 2d, so that it is drawn out in the same direction as the other coil lead wire 2c, and a secondary injection molding step of integrating the primary molded product A, the first outer leg core 32, the second outer leg core 33, the first connecting core 34, the second connecting core 35 and the two insulating ceramic plates 4 to form the rectangular parallelepiped-shaped power inductor 1.
このようなパワーインダクタ１の製造方法によれば、２回の射出成型により、設置性に優れた直方体形状のパワーインダクタ１を形成できる。また、パワーインダクタ１は、絶縁セラミック板４を介して冷却可能な一対のコイル放熱面２ａを有するので、絶縁性を確保しつつ、優れた放熱性能を発揮できる。以下、パワーインダクタ１の製造方法における各ステップの具体例について説明する。 This manufacturing method for the power inductor 1 allows for the formation of a rectangular parallelepiped power inductor 1 with excellent installation properties through two injection molding steps. Furthermore, since the power inductor 1 has a pair of coil heat dissipation surfaces 2a that can be cooled via the insulating ceramic plate 4, it can exhibit excellent heat dissipation performance while maintaining insulation. Specific examples of each step in the manufacturing method for the power inductor 1 are described below.
図３に示すように、一次射出成型ステップでは、一次成型金型７内に、コイル２及び中脚コア３１を設置した後、一次成型金型７を閉じてコイル２と中脚コア３１との間に樹脂を射出することにより実行される。このとき、本実施形態の一次射出成型ステップでは、コイル２の一対の放熱面２ａ間の厚み（成型後の厚み）が所定の厚みＷとなるように、少なくとも一方の放熱面２ａを押し込みながら射出成型を実行する。これにより、コイル２の放熱面２ａの平面度や平行度が向上し、コイル２の放熱面２ａとヒートシンクの密着度が高められる。 As shown in FIG. 3, the primary injection molding step is performed by placing the coil 2 and center leg core 31 in the primary molding die 7, then closing the primary molding die 7 and injecting resin between the coil 2 and the center leg core 31. In this embodiment, the primary injection molding step involves pressing in at least one of the heat dissipation surfaces 2a so that the thickness between the pair of heat dissipation surfaces 2a of the coil 2 (thickness after molding) is a predetermined thickness W. This improves the flatness and parallelism of the heat dissipation surface 2a of the coil 2 and increases the degree of adhesion between the heat dissipation surface 2a of the coil 2 and the heat sink.
具体的に説明すると、一次成型金型７は、図３に示すように、少なくとも、中脚コア３１の一端面を位置決めする第１面７１ａ、及びコイル２の一方の放熱面２ａを位置決めする第２面７１ｂを有する固定金型７１と、固定金型７１の第２面７１ｂとの間でコイル２を挟み込む第１可動金型７２と、固定金型７１の第１面７１ａとの間で中脚コア３１を挟み込む第２可動金型７３とを含む。 Specifically, as shown in FIG. 3, the primary molding die 7 includes at least a fixed die 71 having a first surface 71a that positions one end face of the center leg core 31 and a second surface 71b that positions one heat dissipation surface 2a of the coil 2, a first movable die 72 that sandwiches the coil 2 between itself and the second surface 71b of the fixed die 71, and a second movable die 73 that sandwiches the center leg core 31 between itself and the first surface 71a of the fixed die 71.
一次射出成型ステップでは、図３に示すように、一次成型金型７内にコイル２及び中脚コア３１を縦置き姿勢で設置した後、第１可動金型７２及び第２可動金型７３を移動させてコイル２及び中脚コア３１を位置決めし、さらに、第１可動金型７２は、コイル２の放熱面２ａを押し込むように圧力をかけ、最終的には図３に示す最終位置まで移動させる。 In the primary injection molding step, as shown in Figure 3, the coil 2 and center leg core 31 are placed in a vertical position within the primary molding mold 7, and then the first movable mold 72 and second movable mold 73 are moved to position the coil 2 and center leg core 31. Furthermore, the first movable mold 72 applies pressure to compress the heat dissipation surface 2a of the coil 2, and finally moves it to the final position shown in Figure 3.
自然状態（一次成型前）のコイル２の厚みＷ１は、一次射出成型後の目標とする厚みＷより若干大きい。したがって、コイル２の形状は、図４に示すように、第１可動金型７２の押し込みにより、一次射出成型前に比べてコイル２の幅方向（側面２ｂ間の方向）へ若干変形して膨らむ。その後、高い温度（例えば、３００℃前後）のＰＰＳ樹脂をコイル２と中脚コア３１との隙間に流し込むと、樹脂温度で、コイル２及びコイル２の被膜が瞬間加熱されて若干柔らかくなるので、樹脂の固化に伴ってコイル２の形状も固まり、高い平面度及び平行度を有する一対の放熱面２ａが作成される。 The thickness W1 of the coil 2 in its natural state (before primary molding) is slightly larger than the target thickness W after primary injection molding. Therefore, as shown in Figure 4, the shape of the coil 2 is slightly deformed and expanded in the width direction of the coil 2 (the direction between the side surfaces 2b) compared to before primary injection molding due to the pressing of the first movable mold 72. When high-temperature PPS resin (e.g., around 300°C) is then poured into the gap between the coil 2 and the center leg core 31, the coil 2 and its coating are instantly heated by the resin temperature and soften slightly. As the resin solidifies, the shape of the coil 2 also solidifies, creating a pair of heat dissipation surfaces 2a with high flatness and parallelism.
一次射出成型ステップ及びその直後において、コイル引出線２ｃ、２ｄは、コイル中心軸方向に沿って直線的に引き出されている。コイル引出線折曲ステップでは、一次成形品Ａから引き出される一対のコイル引出線２ｃ、２ｄのうち、一方のコイル引出線２ｄを、他方のコイル引出線２ｃと同方向に引き出されるように折り曲げる。例えば、一方のコイル引出線２ｄは、図６に示すように、第２射出成型ステップにおいて、第１連結コア３４、第１外脚コア３２及び第２連結コア３５の外周に沿って他方のコイル引出線２ｃの近傍まで回り込むように、複数箇所（例えば、４箇所）で折り曲げられる。 During the primary injection molding step and immediately thereafter, the coil lead wires 2c, 2d are drawn out linearly along the coil central axis. In the coil lead wire bending step, one of the pair of coil lead wires 2c, 2d drawn out from the primary molded product A, the coil lead wire 2d, is bent so that it is drawn out in the same direction as the other coil lead wire 2c. For example, as shown in FIG. 6, in the second injection molding step, one coil lead wire 2d is bent at multiple locations (e.g., four locations) so that it wraps around the outer periphery of the first connecting core 34, the first outer leg core 32, and the second connecting core 35 until it approaches the other coil lead wire 2c.
二次射出成型ステップでは、図５及び図６に示すように、図示しない二次成型金型内に、一次成形品Ａ、第１外脚コア３２、第２外脚コア３３、第１連結コア３４、第２連結コア３５及び２枚の絶縁セラミック板４を設置した後、二次成型金型を閉じてＰＰＳ樹脂を射出することにより実行される。そして、この二次射出成型ステップは、第１外脚コア３２、第２外脚コア３３、第１連結コア３４、第２連結コア３５及び２枚の絶縁セラミック板４を一次成形品Ａに向けて押し込みながら実行される。 As shown in Figures 5 and 6, the secondary injection molding step involves placing the primary molded product A, the first outer leg core 32, the second outer leg core 33, the first connecting core 34, the second connecting core 35, and two insulating ceramic plates 4 in a secondary mold (not shown), then closing the secondary mold and injecting PPS resin. This secondary injection molding step is then performed while the first outer leg core 32, the second outer leg core 33, the first connecting core 34, the second connecting core 35, and the two insulating ceramic plates 4 are pressed toward the primary molded product A.
このような二次射出成型ステップによれば、コア３１～３５同士を隙間なく密着固定し、コア３１～３５間の隙間による磁気性能の低下を防止できる。また、コイル２の放熱面２ａと絶縁セラミック板４とを密着固定できるので、隙間による放熱性能の低下も防止できる。なお、２枚の絶縁セラミック板４は、一次成形品Ａ（コイル２）の放熱面２ａに、それぞれ粘着剤などを介してあらかじめ貼り付けられ、ＰＰＳ樹脂による二次射出成型によって放熱面２ａに密着固定される。 This secondary injection molding step allows the cores 31-35 to be tightly fixed together without any gaps, preventing a decrease in magnetic performance due to gaps between the cores 31-35. Furthermore, since the heat dissipation surface 2a of the coil 2 and the insulating ceramic plate 4 can be tightly fixed together, a decrease in heat dissipation performance due to gaps can also be prevented. The two insulating ceramic plates 4 are each attached to the heat dissipation surface 2a of the primary molded product A (coil 2) in advance using an adhesive or the like, and are then tightly fixed to the heat dissipation surface 2a by secondary injection molding using PPS resin.
また、二次射出成型ステップでは、図６に示すように、折り曲げた一方のコイル引出線２ｄの複数箇所をコア３２、３４、３５の外周に押し込みながら射出成型を実行して、一方のコイル引出線２ｄの基部を樹脂に埋設する。これにより、コイル引出線２ｄの絶縁性が高められる。 Furthermore, in the secondary injection molding step, as shown in Figure 6, injection molding is performed while pressing multiple locations of one of the bent coil lead wires 2d onto the outer periphery of the cores 32, 34, and 35, thereby embedding the base of one of the coil lead wires 2d in resin. This improves the insulation properties of the coil lead wire 2d.
図７に示すように、二次射出成型ステップによれば、周囲が二次成形樹脂部６又は絶縁セラミック板４で覆われた直方体形状のパワーインダクタ１が形成される。パワーインダクタ１の側面には、コア３２～３５やコイル引出線２ｄを押し込んだ跡である丸穴６ａ、６ｂが形成される。この丸穴６ａ、６ｂとパワーインダクタ１の放熱面（絶縁セラミック板４の設置面）との間には、必要な絶縁距離（ヒートシンクや金属シャーシとの距離）が確保されるが、丸穴６ａ、６ｂを絶縁材で埋めて絶縁性を高めてもよい。また、コイル引出線２ｄの絶縁性は、コイル巻線の被膜材料（エナメル皮膜、ＰＥＥＫ、フッ素樹脂（例えばテフロン（登録商標））など）の選択により変更可能である。 As shown in Figure 7, the secondary injection molding step forms a rectangular parallelepiped power inductor 1 whose periphery is covered with a secondary molded resin portion 6 or an insulating ceramic plate 4. Circular holes 6a and 6b are formed on the side of the power inductor 1, where the cores 32-35 and coil lead wire 2d were pressed. The necessary insulation distance (distance from a heat sink or metal chassis) is ensured between these circular holes 6a and 6b and the heat dissipation surface of the power inductor 1 (the installation surface of the insulating ceramic plate 4). However, the circular holes 6a and 6b may be filled with an insulating material to improve insulation. The insulation of the coil lead wire 2d can be changed by selecting the coating material for the coil winding (enamel coating, PEEK, fluororesin (e.g., Teflon (registered trademark)), etc.).
［変形例］
つぎに、パワーインダクタ１の変形例について、図８を参照して説明する。ただし、前述した実施形態と共通の構成については、前述した実施形態と同じ符号を用いることで、前述した実施形態の説明を援用する場合がある。
[Modification]
Next, a modified example of the power inductor 1 will be described with reference to Fig. 8. However, for configurations common to the above-described embodiment, the same reference numerals as those in the above-described embodiment are used, and the description of the above-described embodiment may be used.
前述した実施形態の中脚コア３１は、ギャップを備えないものであるが、図８に示すように、パワーインダクタ１の特性を調整するために、ギャップが形成された中脚コア３１Ｂを採用してもよい。このような中脚コア３１は、例えば、磁束通過方向に分割された複数の分割コア３１ｂと、分割コア３１ｂ同士を連結するギャップスペーサ３１ｃとから構成できる。 The center core 31 in the embodiment described above does not have a gap, but as shown in Figure 8, a center core 31B with a gap may be used to adjust the characteristics of the power inductor 1. Such a center core 31 can be composed, for example, of multiple split cores 31b split in the magnetic flux passage direction and gap spacers 31c connecting the split cores 31b together.
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and variations are possible within the scope of the claims.
例えば、前述した実施形態では、パワーインダクタ１の一体成型に使用する樹脂材としてＰＰＳ樹脂を例示したが、使用する樹脂材はＰＰＳ樹脂に限定されず、ＰＢＴ、ナイロンなどの樹脂であってもよい。 For example, in the above-described embodiment, PPS resin was used as the resin material used for integrally molding the power inductor 1, but the resin material used is not limited to PPS resin and may be PBT, nylon, or other resins.
また、前述した実施形態では、コイル２の２つの平面を放熱面２ａとし、各放熱面２ａに沿って絶縁セラミック板４を配置して絶縁放熱構造を実現しているが、放熱面２ａは、コイル２の２つの平面のうち、いずれか一方であってもよい。 In addition, in the above-described embodiment, the two flat surfaces of the coil 2 are used as heat dissipation surfaces 2a, and an insulating ceramic plate 4 is placed along each heat dissipation surface 2a to achieve an insulating heat dissipation structure, but the heat dissipation surface 2a may be either one of the two flat surfaces of the coil 2.
また、絶縁セラミック板４は、コイル２の絶縁に使用するだけでなく、コア体３の絶縁に使用してもよい。 In addition, the insulating ceramic plate 4 may be used not only to insulate the coil 2, but also to insulate the core body 3.
また、コイル引出線２ｃ、２ｄの引き出し経路や引き出し方向は、前述した実施形態に限定されない。例えば、前述した実施形態では、コイル引出線２ｄをコア体３の外周に沿わせていたが、図９に示すように、コイル引出線２ｄをコア体３の内周に沿わせてもよい。このようにすると、コイル引出線２ｄの長さを短縮できるだけでなく、曲げ工程を減らすことができる。 Furthermore, the lead-out path and lead-out direction of the coil lead wires 2c, 2d are not limited to those in the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, the coil lead wire 2d was arranged along the outer periphery of the core body 3, but as shown in Figure 9, the coil lead wire 2d may be arranged along the inner periphery of the core body 3. In this way, not only can the length of the coil lead wire 2d be shortened, but the number of bending processes can also be reduced.
また、前述した実施形態では、コイル引出線２ｃ、２ｄをコイル中心軸方向に引き出しているが、図１０に示すように、コイル引出線２ｃ、２ｄをコイル中心軸と直交する方向に引き出すようにしてもよい。このようにすると、一次成型後にコイル引出線２ｄを曲げ加工しなくても、コイル引出線２ｃ、２ｄを同じ方向に引き出すことができる。 In addition, in the above-described embodiment, the coil lead wires 2c and 2d are drawn out in the direction of the coil's central axis, but as shown in Figure 10, the coil lead wires 2c and 2d may be drawn out in a direction perpendicular to the coil's central axis. In this way, the coil lead wires 2c and 2d can be drawn out in the same direction without having to bend the coil lead wire 2d after primary molding.
１ パワーインダクタ
２ コイル
２ａ 放熱面（平面）
２ｂ 側面
２ｃ、２ｄ コイル引出線
３ コア体
３１、３１Ｂ 中脚コア
３１ａ 溝
３１ｂ 分割コア
３１ｃ ギャップスペーサ
３２ 第１外脚コア
３３ 第２外脚コア
３４ 第１連結コア
３４ａ 溝
３５ 第２連結コア
３５ａ 溝
４ 絶縁セラミック板
５ 一次成型樹脂部
６ 二次成型樹脂部
６ａ、６ｂ 丸穴
７ 一次成型金型
７１ 固定金型
７１ａ 第１面
７１ｂ 第２面
７２ 第１可動金型
７３ 第２可動金型
1 Power inductor 2 Coil 2a Heat dissipation surface (flat surface)
2b Side surface 2c, 2d Coil lead wire 3 Core body 31, 31B Center leg core 31a Groove 31b Split core 31c Gap spacer 32 First outer leg core 33 Second outer leg core 34 First connecting core 34a Groove 35 Second connecting core 35a Groove 4 Insulating ceramic plate 5 Primary molded resin portion 6 Secondary molded resin portions 6a, 6b Round hole 7 Primary molding mold 71 Fixed mold 71a First surface 71b Second surface 72 First movable mold 73 Second movable mold
Claims (5)
平角線を直角巻きしたエッジワイズコイルにより構成され、互いに平行な一対の平面、及び互いに平行な一対の側面を有し、一対の前記平面のうち、少なくとも一方の前記平面を放熱面として機能させるコイルと、
前記コイルの中空部に挿通される中脚コアと、
前記中脚コアと並列し、前記コイルの一方の前記側面に沿って配置される第１外脚コアと、
前記中脚コアと並列し、前記コイルの他方の前記側面に沿って配置される第２外脚コアと、
前記中脚コア、前記第１外脚コア及び前記第２外脚コアの一端部同士を連結する第１連結コアと、
前記中脚コア、前記第１外脚コア及び前記第２外脚コアの他端部同士を連結する第２連結コアと、
前記放熱面に沿って配置される絶縁セラミック板と、
一次射出成型により形成され、前記コイルと前記中脚コアとを一体化して一次成形品を形成する一次成型樹脂部と、
二次射出成型により形成され、前記一次成形品、前記第１外脚コア、前記第２外脚コア、前記第１連結コア、前記第２連結コア及び前記絶縁セラミック板を一体化して直方体形状の前記パワーインダクタを形成する二次成型樹脂部と、を備えることを特徴とするパワーインダクタ。 A power inductor that is integrally molded by injection molding,
a coil formed by an edgewise coil wound with a rectangular wire at a right angle, the coil having a pair of parallel flat surfaces and a pair of parallel side surfaces, at least one of the pair of flat surfaces functioning as a heat dissipation surface;
a center core inserted into a hollow portion of the coil;
a first outer leg core arranged in parallel with the center leg core and along one of the side surfaces of the coil;
a second outer leg core arranged in parallel with the center leg core and along the other side surface of the coil;
a first connecting core that connects one end of the center core, the first outer core, and the second outer core;
a second connecting core that connects the other ends of the center core, the first outer core, and the second outer core;
an insulating ceramic plate disposed along the heat dissipation surface;
a primary molded resin portion formed by primary injection molding, which integrates the coil and the center leg core to form a primary molded product;
a secondary molded resin portion formed by secondary injection molding, which integrates the primary molded product, the first outer leg core, the second outer leg core, the first connecting core, the second connecting core, and the insulating ceramic plate to form the rectangular parallelepiped-shaped power inductor.
前記パワーインダクタは、
平角線を直角巻きしたエッジワイズコイルにより構成され、互いに平行な一対の平面、及び互いに平行な一対の側面を有し、一対の前記平面のうち、少なくとも一方の前記平面を放熱面として機能させるコイルと、
前記コイルの中空部に挿通される中脚コアと、
前記中脚コアと並列し、前記コイルの一方の前記側面に沿って配置される第１外脚コアと、
前記中脚コアと並列し、前記コイルの他方の前記側面に沿って配置される第２外脚コアと、
前記中脚コア、前記第１外脚コア及び前記第２外脚コアの一端部同士を連結する第１連結コアと、
前記中脚コア、前記第１外脚コア及び前記第２外脚コアの他端部同士を連結する第２連結コアと、
前記放熱面に沿って配置される絶縁セラミック板と、を備え、
前記パワーインダクタの製造方法は、
前記コイルと前記中脚コアとを一体化して一次成形品を形成する一次射出成型ステップと、
前記一次成形品、前記第１外脚コア、前記第２外脚コア、前記第１連結コア、前記第２連結コア及び前記絶縁セラミック板を一体化して直方体形状の前記パワーインダクタを形成する二次射出成型ステップと、を備えることを特徴とするパワーインダクタの製造方法。 A method for manufacturing a power inductor that is integrally molded by injection molding, comprising:
The power inductor is
a coil formed by an edgewise coil wound with a rectangular wire at a right angle, the coil having a pair of parallel flat surfaces and a pair of parallel side surfaces, at least one of the pair of flat surfaces functioning as a heat dissipation surface;
a center core inserted into a hollow portion of the coil;
a first outer leg core arranged in parallel with the center leg core and along one of the side surfaces of the coil;
a second outer leg core arranged in parallel with the center leg core and along the other side surface of the coil;
a first connecting core that connects one end of the center core, the first outer core, and the second outer core;
a second connecting core that connects the other ends of the center core, the first outer core, and the second outer core;
an insulating ceramic plate disposed along the heat dissipation surface,
The method for manufacturing the power inductor includes:
a primary injection molding step of integrating the coil and the center leg core to form a primary molded product;
a secondary injection molding step of integrating the primary molded product, the first outer leg core, the second outer leg core, the first connecting core, the second connecting core, and the insulating ceramic plate to form the power inductor having a rectangular parallelepiped shape.
前記二次射出成型ステップでは、折り曲げた一方の前記コイル引出線の一部を押し込みながら射出成型を実行して樹脂に埋設することを特徴とする請求項２に記載のパワーインダクタの製造方法。 a coil lead-out wire bending step of bending one of a pair of coil lead-out wires drawn out from the primary molded product so that the one coil lead-out wire is drawn out in the same direction as the other coil lead-out wire,
3. The method for manufacturing a power inductor according to claim 2, wherein in the secondary injection molding step, injection molding is performed while pushing in a portion of one of the bent coil lead wires to embed the bent coil lead wire in resin.
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|---|---|---|---|---|
| JP2015216146A (en) * | 2014-05-07 | 2015-12-03 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Reactor |
| JP2016100540A (en) * | 2014-11-25 | 2016-05-30 | 住友電気工業株式会社 | choke coil |
| JP2016166540A (en) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust purification system |
| JP2018032730A (en) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | 株式会社タムラ製作所 | Core and coil mold structure and manufacturing method thereof |
| JP2021174957A (en) * | 2020-04-30 | 2021-11-01 | トヨタ自動車株式会社 | Reactor manufacturing method and reactor |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015216146A (en) * | 2014-05-07 | 2015-12-03 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Reactor |
| JP2016100540A (en) * | 2014-11-25 | 2016-05-30 | 住友電気工業株式会社 | choke coil |
| JP2016166540A (en) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust purification system |
| JP2018032730A (en) * | 2016-08-24 | 2018-03-01 | 株式会社タムラ製作所 | Core and coil mold structure and manufacturing method thereof |
| JP2021174957A (en) * | 2020-04-30 | 2021-11-01 | トヨタ自動車株式会社 | Reactor manufacturing method and reactor |
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