芯及使用該芯的線圈裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及在電源電路、逆變器等交流設(shè)備中的整流電路、防噪聲電路、波形整形 電路、諧振電路、各種開關(guān)電路等中裝備的線圈裝置所使用的忍（core)及使用該忍的線圈 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 搭載于各種交流設(shè)備的電路的線圈裝置，在環(huán)狀的忍卷繞線圈而構(gòu)成。作為忍，提 出作為磁性材料將金屬粉體加壓成形的所謂壓粉忍或加壓氧化磁性材料后燒結(jié)而成的鐵 氧體忍。而且，隔著繞線管或樹脂包覆等絕緣物對忍實施繞線，形成線圈裝置。
[0003]例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了對截面為矩形的忍實施繞線的線圈裝置，W通過實 施材料的改良來提高交流導(dǎo)磁率或由直流重疊特性所示的電感值W及降低忍損耗等為目 的。
[0004] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2003 - 249410號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明人進(jìn)行了研究，W通過實施形狀的改良來謀求提高線圈裝置的電感值、降低 忍損耗。而且，銳意研究的結(jié)果，著眼于W下情況，即，環(huán)狀的忍特別是導(dǎo)磁率低的忍，磁通 集中在磁路短的內(nèi)周側(cè)，磁通密度隨著朝向外周側(cè)變低，從而完成了本發(fā)明。
[0006]本發(fā)明的目的是提供能夠提高電感值、更具體而言提高單位重量的電感值、降低 忍損耗的形狀的忍及使用該忍的線圈裝置。
[0007]本發(fā)明所設(shè)及的忍，是一種具有作為磁性材料將金屬粉體進(jìn)行加壓成形或?qū)⒀趸?磁性材料加壓成形燒結(jié)而成的忍主體的閉磁路忍，其中，所述忍主體具有異形部，若W內(nèi)周 和外周的中間線劃分從內(nèi)周朝向外周的寬度方向的剖面，則所述異形部的內(nèi)周側(cè)的面積大 于外周側(cè)的面積。
[0008]所述異形部的所述剖面最好使比所述中間線靠內(nèi)周側(cè)的最大高度高于外周側(cè)的 最大高度。
[0009] 最好使所述異形部的所述剖面的重屯、相對于所述中間線位于內(nèi)周側(cè)。
[0010] 所述異形部的所述剖面最好對外周側(cè)的高度方向兩邊緣實施倒角。
[0011] 所述異形部的所述剖面最好對內(nèi)周側(cè)的高度方向兩邊緣實施倒角量比所述外周 側(cè)的高度方向兩邊緣的倒角小的倒角。
[0012] 所述忍最好導(dǎo)磁率y為200 (CGS單位制：W下相同）W下。
[0013]所述異形部能作為所述忍主體的整個周圍。
[0014] 另外，所述異形部也能設(shè)在所述忍主體的一部分。
[0015] 而且，所述異形部能至少設(shè)在卷繞線圈的部分。
[0016] 另外，本發(fā)明所設(shè)及的線圈裝置對上述忍進(jìn)行絕緣包覆并且至少對異形部的一部 分卷繞線圈而成。
[0017] 依據(jù)本發(fā)明所設(shè)及的忍，忍主體的異形部在剖面中使磁通多的內(nèi)周側(cè)的面積比磁 通少的外周側(cè)大，從而不改變?nèi)探孛娣e及忍內(nèi)徑而能夠縮短有效磁路長度，因此能夠謀求 提高忍的單位重量的電感值，進(jìn)而抑制內(nèi)周側(cè)的磁通密度的上升而謀求截面內(nèi)的磁通密度 的均勻化，因此也能謀求降低忍損耗。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的一個實施方式所設(shè)及的忍的立體圖。
[0019] 圖2是圖1的忍的平面圖。
[0020] 圖3是沿著圖2的線A - A'切斷的截面圖。
[0021] 圖4是本發(fā)明的其他實施方式所設(shè)及的忍的平面圖。
[002引圖5是沿著圖4的線A-A'截斷的截面圖。
[002引圖6是本發(fā)明的一個實施方式所設(shè)及的線圈裝置的立體圖，圖6 (a)是發(fā)明例、圖6 (b)是比較例的立體圖。
[0024] 圖7是示出對線圈通電時的磁通的分布的說明圖，圖7(a)是發(fā)明例、圖7 (b)是 比較例的說明圖。
[0025]圖8是本發(fā)明的其他實施方式所設(shè)及的忍的立體圖。
[0026] 圖9是本發(fā)明的其他實施方式所設(shè)及的忍的立體圖。
[0027]圖10是本發(fā)明的其他實施方式所設(shè)及的忍的立體圖。
[0028] 圖11是用于實施例的線圈裝置的忍的截面圖，圖11(a)是發(fā)明例、圖11 (b)是 比較例的忍。
[0029] 圖12是示出發(fā)明例與比較例的DC重疊特性的圖表。
【具體實施方式】
[0030] W下，參照附圖，對本發(fā)明的一個實施方式所設(shè)及的忍10及使用它的線圈裝置20 進(jìn)行說明。本發(fā)明的忍10能夠用于例如扼流線圈或電抗器運(yùn)樣的線圈裝置20。
[0031] 圖1是本發(fā)明的一個實施方式所設(shè)及的忍10 (忍主體）的外觀立體圖，圖2是平 面圖，圖3是沿著圖2的線A - A'的截面圖。
[0032] 本發(fā)明所設(shè)及的忍10 (忍主體）通過對粉體磁性材料進(jìn)行加壓成形或加壓后燒結(jié) 而形成。在加壓成形而得到的忍下稱為"壓粉忍"）的情況下，作為磁性材料，能夠例示 鐵類、鐵一娃類、鐵一侶一娃類(所謂侶娃鐵粉)、鐵一儀類(所謂坡莫合金)、儀一鐵一鋼類、 鐵類非晶材料。磁性材料的粉體多數(shù)情況是作為粘合劑使用娃類、丙締類、酪醒類等樹脂并 與粉體混合，進(jìn)一步同時為了降低忍損耗的目的而加熱粉體表面絕緣或通過化學(xué)處理實施 形成氧化覆膜的處理。另外，在加壓成形之后燒結(jié)的忍下稱為"燒結(jié)忍"）的情況下，能 夠例示Mn-化類鐵氧體忍、Ni-化類鐵氧體忍材料等。
[003引在上述磁性材料之中，鐵一侶一娃類(侶娃鐵粉)或鐵一Si類、鐵類非晶材料，由于 硬度高，所W在成形時難W壓碎磁性材料的粉體，具有能夠減小制作的忍10的滿電流損耗 的優(yōu)點(diǎn)。另外，運(yùn)些材料還比鐵一儀類(坡莫合金）廉價。
[0034]上述忍10之中，本發(fā)明特別適合用于導(dǎo)磁率y低的壓粉忍。壓粉忍的導(dǎo)磁率y 為40~200左右，燒結(jié)忍的導(dǎo)磁率y為2000~7000左右。理由后述。
[0035] 忍10如圖I所示W(wǎng)環(huán)狀形成。圖示的實施方式為在中央形成有窗部12的內(nèi)周及 外周W圓形形成的圓環(huán)狀閉磁路(所謂環(huán)形忍)。此外，忍10不限于圓環(huán)狀，也可為楠圓環(huán) 狀、矩形環(huán)狀、其他的多邊形環(huán)狀、另外、通過環(huán)狀部來聯(lián)系大致正交的兩個直線部彼此而 成的淚珠狀的環(huán)狀閉磁路。進(jìn)而，忍10也可為組合多個忍(塊)而構(gòu)成閉磁路的上述形狀的 忍。關(guān)于運(yùn)些，作為變形例，利用圖8至圖10在后面進(jìn)行說明。
[0036]本發(fā)明優(yōu)選適用于內(nèi)徑與外徑之比或者內(nèi)周側(cè)周長與外周側(cè)周長之比為1: 1.5~1:2.0的忍10。而且，優(yōu)選適用于外徑為20mm~50mm的忍10。關(guān)于其理由后續(xù)描 述。當(dāng)然也可W適用于脫離上述范圍的外徑的忍10。
[0037] 忍10能夠根據(jù)需要作成形成間隙、回填所形成的間隙的形狀。例如，在向忍10插 入預(yù)先繞線的空屯、線圈的情況下，在忍10形成用于插入空屯、線圈的空隙，在插入該空屯、線 圈后，能夠根據(jù)需要W磁性材料、非磁性體構(gòu)造物等回填空隙。
[0038] 另外，忍10最好一體成形，但是如變形例（圖8至圖10)所示，也能由多個分割的 塊42、42形成。分割方向能夠適當(dāng)選擇與寬度方向平行、與高度方向垂直等。
[0039] 為了確保與線圈30的電絕緣性，忍10被進(jìn)行絕緣包覆。例如，絕緣包覆能夠通過 如下方式實施：對忍10卷繞絕緣性的片或帶；或者W絕緣性的樹脂準(zhǔn)備外殼并收納忍10 ; 或者W相同絕緣性的樹脂鑲嵌成型忍10 ;或者通過樹脂粉體涂敷工法或涂抹工法用絕緣 性樹脂包覆忍10。
[0040] 如圖1至圖3所示，本發(fā)明所設(shè)及的忍10在其截面形狀具有特征。更具體而言， 如圖3所示，忍10具有異形部40,其形狀為在從形成在內(nèi)周、即忍10的內(nèi)側(cè)的窗部12側(cè) 朝向外周的寬度方向進(jìn)行截面時，若W內(nèi)周I與外周0的中間線M劃分剖面，則內(nèi)周側(cè)的面 積Sl比外周側(cè)的面積S2還大。圖示的異形部40遍及忍10 (忍主體）的整個周圍而形成。 此外，寬度方向是指相對于忍10的內(nèi)周面正交或大致正交的面。目P，在忍10為圓環(huán)狀的情 況下的寬度方向是指徑向，在具有直線部的情況下相對于該直線部的內(nèi)周面正交的方向為 寬度方向。另外，在忍10具有局部彎曲或曲率半徑不同的曲部的情況下，是指相對于其切 線方向正交或大致正交的面。
[0041] 忍10的異形部40優(yōu)選使其剖面中的內(nèi)周側(cè)的面積Sl與外周側(cè)的面積S2之比為 1. 1 :1 ~1. 50 :1，更優(yōu)選為 1. 15 :1 ~1. 37 :1。
[0042] 如上所述，異形部40為了使忍10的內(nèi)周側(cè)的面積Sl大于外周側(cè)的面積S2,能夠 對忍10的外周側(cè)的高度方向兩邊緣實施倒角。作為倒角，如圖3的截面圖所示，能夠在忍 10的外周側(cè)的角部形成曲率半徑大的半徑（R) 14,或者如圖4及圖5所示在外周側(cè)形成直 線或曲線狀的錐形16。另外，關(guān)于忍10, W使最大高度Hmax位于相對于中間線M更靠內(nèi)周 側(cè)的方式形成，或者W使內(nèi)周側(cè)的平均高度高于外周側(cè)的平均高度的方式形成也可。而且， W使忍10的截面的重屯、G位于內(nèi)周側(cè)的方式形成也可。此外，圖3的忍10中，異形部40 的剖面中的內(nèi)周側(cè)的面積Sl與外周側(cè)的面積S2之比為1. 15 :1。
[0043] 在圖3及圖5中，在忍10的內(nèi)周面也對高度方向兩邊緣實施倒角。此外，內(nèi)周側(cè) 的高度方向兩邊緣的倒角量小于外周側(cè)的高度方向兩邊緣的倒角量。更詳細(xì)而言，在圖3 中，忍10的內(nèi)周側(cè)在高度方向的兩邊緣形成曲率半徑比外周側(cè)的半徑14小的半徑18。運(yùn) 是因為在手動卷繞或機(jī)械卷繞后述的線圈30時，提高線圈30的卷繞容易度，減輕對線圈導(dǎo) 體絕緣覆膜的應(yīng)力，并且提高線圈30與忍10的密合度，縮短相對于線圈30的應(yīng)數(shù)的繞線 長度，從而抑制線圈30的直流電阻。特別是在手動卷繞的情況下因操作者的熟練程度而直 流電阻值出現(xiàn)很大偏差，但是能夠進(jìn)行一定程度的抑制。
[0044] 對上述構(gòu)成的忍10形成絕緣包覆，如圖6 (a)所示通過在異形部40的全部或至 少一部分卷繞線圈30而制作線圈裝置20。線圈30能夠例示出手動卷繞或機(jī)械卷繞。另 夕F，也能夠切斷忍10的一部分而形成空隙，利用空隙插入預(yù)先卷繞的空屯、線圈。空隙如前 所述能夠用磁性材料或非磁性體構(gòu)造物來回填。
[0045] 本發(fā)明中，在手動卷繞或機(jī)械卷繞線圈30的情況下，通過預(yù)先在忍10的外周面?zhèn)?形成如圖3或圖5那樣的半徑14或錐形16,能夠比角部為直角的情況