芯及使用该芯的线圈装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及在电源电路、逆变器等交流设备中的整流电路、防噪声电路、波形整形 电路、谐振电路、各种开关电路等中装备的线圈装置所使用的忍（core)及使用该忍的线圈 装置。
【背景技术】
[0002] 搭载于各种交流设备的电路的线圈装置，在环状的忍卷绕线圈而构成。作为忍，提 出作为磁性材料将金属粉体加压成形的所谓压粉忍或加压氧化磁性材料后烧结而成的铁 氧体忍。而且，隔着绕线管或树脂包覆等绝缘物对忍实施绕线，形成线圈装置。
[0003]例如，在专利文献1中公开了对截面为矩形的忍实施绕线的线圈装置，W通过实 施材料的改良来提高交流导磁率或由直流重叠特性所示的电感值W及降低忍损耗等为目 的。
[0004] 专利文献1 :日本特开2003 - 249410号公报。
【发明内容】
[0005] 发明人进行了研究，W通过实施形状的改良来谋求提高线圈装置的电感值、降低 忍损耗。而且，锐意研究的结果，着眼于W下情况，即，环状的忍特别是导磁率低的忍，磁通 集中在磁路短的内周侧，磁通密度随着朝向外周侧变低，从而完成了本发明。
[0006]本发明的目的是提供能够提高电感值、更具体而言提高单位重量的电感值、降低 忍损耗的形状的忍及使用该忍的线圈装置。
[0007]本发明所设及的忍，是一种具有作为磁性材料将金属粉体进行加压成形或将氧化 磁性材料加压成形烧结而成的忍主体的闭磁路忍，其中，所述忍主体具有异形部，若W内周 和外周的中间线划分从内周朝向外周的宽度方向的剖面，则所述异形部的内周侧的面积大 于外周侧的面积。
[0008]所述异形部的所述剖面最好使比所述中间线靠内周侧的最大高度高于外周侧的 最大高度。
[0009] 最好使所述异形部的所述剖面的重屯、相对于所述中间线位于内周侧。
[0010] 所述异形部的所述剖面最好对外周侧的高度方向两边缘实施倒角。
[0011] 所述异形部的所述剖面最好对内周侧的高度方向两边缘实施倒角量比所述外周 侧的高度方向两边缘的倒角小的倒角。
[0012] 所述忍最好导磁率y为200 (CGS单位制：W下相同）W下。
[0013]所述异形部能作为所述忍主体的整个周围。
[0014] 另外，所述异形部也能设在所述忍主体的一部分。
[0015] 而且，所述异形部能至少设在卷绕线圈的部分。
[0016] 另外，本发明所设及的线圈装置对上述忍进行绝缘包覆并且至少对异形部的一部 分卷绕线圈而成。
[0017] 依据本发明所设及的忍，忍主体的异形部在剖面中使磁通多的内周侧的面积比磁 通少的外周侧大，从而不改变忍截面积及忍内径而能够缩短有效磁路长度，因此能够谋求 提高忍的单位重量的电感值，进而抑制内周侧的磁通密度的上升而谋求截面内的磁通密度 的均匀化，因此也能谋求降低忍损耗。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明的一个实施方式所设及的忍的立体图。
[0019] 图2是图1的忍的平面图。
[0020] 图3是沿着图2的线A - A'切断的截面图。
[0021] 图4是本发明的其他实施方式所设及的忍的平面图。
[002引图5是沿着图4的线A-A'截断的截面图。
[002引图6是本发明的一个实施方式所设及的线圈装置的立体图，图6 (a)是发明例、图6 (b)是比较例的立体图。
[0024] 图7是示出对线圈通电时的磁通的分布的说明图，图7(a)是发明例、图7 (b)是 比较例的说明图。
[0025]图8是本发明的其他实施方式所设及的忍的立体图。
[0026] 图9是本发明的其他实施方式所设及的忍的立体图。
[0027]图10是本发明的其他实施方式所设及的忍的立体图。
[0028] 图11是用于实施例的线圈装置的忍的截面图，图11(a)是发明例、图11 (b)是 比较例的忍。
[0029] 图12是示出发明例与比较例的DC重叠特性的图表。
【具体实施方式】
[0030] W下，参照附图，对本发明的一个实施方式所设及的忍10及使用它的线圈装置20 进行说明。本发明的忍10能够用于例如扼流线圈或电抗器运样的线圈装置20。
[0031] 图1是本发明的一个实施方式所设及的忍10 (忍主体）的外观立体图，图2是平 面图，图3是沿着图2的线A - A'的截面图。
[0032] 本发明所设及的忍10 (忍主体）通过对粉体磁性材料进行加压成形或加压后烧结 而形成。在加压成形而得到的忍下称为"压粉忍"）的情况下，作为磁性材料，能够例示 铁类、铁一娃类、铁一侣一娃类(所谓侣娃铁粉)、铁一儀类(所谓坡莫合金)、儀一铁一钢类、 铁类非晶材料。磁性材料的粉体多数情况是作为粘合剂使用娃类、丙締类、酪醒类等树脂并 与粉体混合，进一步同时为了降低忍损耗的目的而加热粉体表面绝缘或通过化学处理实施 形成氧化覆膜的处理。另外，在加压成形之后烧结的忍下称为"烧结忍"）的情况下，能 够例示Mn-化类铁氧体忍、Ni-化类铁氧体忍材料等。
[003引在上述磁性材料之中，铁一侣一娃类(侣娃铁粉)或铁一Si类、铁类非晶材料，由于 硬度高，所W在成形时难W压碎磁性材料的粉体，具有能够减小制作的忍10的满电流损耗 的优点。另外，运些材料还比铁一儀类(坡莫合金）廉价。
[0034]上述忍10之中，本发明特别适合用于导磁率y低的压粉忍。压粉忍的导磁率y 为40~200左右，烧结忍的导磁率y为2000~7000左右。理由后述。
[0035] 忍10如图I所示W环状形成。图示的实施方式为在中央形成有窗部12的内周及 外周W圆形形成的圆环状闭磁路(所谓环形忍)。此外，忍10不限于圆环状，也可为楠圆环 状、矩形环状、其他的多边形环状、另外、通过环状部来联系大致正交的两个直线部彼此而 成的泪珠状的环状闭磁路。进而，忍10也可为组合多个忍(块)而构成闭磁路的上述形状的 忍。关于运些，作为变形例，利用图8至图10在后面进行说明。
[0036]本发明优选适用于内径与外径之比或者内周侧周长与外周侧周长之比为1: 1.5~1:2.0的忍10。而且，优选适用于外径为20mm~50mm的忍10。关于其理由后续描 述。当然也可W适用于脱离上述范围的外径的忍10。
[0037] 忍10能够根据需要作成形成间隙、回填所形成的间隙的形状。例如，在向忍10插 入预先绕线的空屯、线圈的情况下，在忍10形成用于插入空屯、线圈的空隙，在插入该空屯、线 圈后，能够根据需要W磁性材料、非磁性体构造物等回填空隙。
[0038] 另外，忍10最好一体成形，但是如变形例（图8至图10)所示，也能由多个分割的 块42、42形成。分割方向能够适当选择与宽度方向平行、与高度方向垂直等。
[0039] 为了确保与线圈30的电绝缘性，忍10被进行绝缘包覆。例如，绝缘包覆能够通过 如下方式实施：对忍10卷绕绝缘性的片或带；或者W绝缘性的树脂准备外壳并收纳忍10 ; 或者W相同绝缘性的树脂镶嵌成型忍10 ;或者通过树脂粉体涂敷工法或涂抹工法用绝缘 性树脂包覆忍10。
[0040] 如图1至图3所示，本发明所设及的忍10在其截面形状具有特征。更具体而言， 如图3所示，忍10具有异形部40,其形状为在从形成在内周、即忍10的内侧的窗部12侧 朝向外周的宽度方向进行截面时，若W内周I与外周0的中间线M划分剖面，则内周侧的面 积Sl比外周侧的面积S2还大。图示的异形部40遍及忍10 (忍主体）的整个周围而形成。 此外，宽度方向是指相对于忍10的内周面正交或大致正交的面。目P，在忍10为圆环状的情 况下的宽度方向是指径向，在具有直线部的情况下相对于该直线部的内周面正交的方向为 宽度方向。另外，在忍10具有局部弯曲或曲率半径不同的曲部的情况下，是指相对于其切 线方向正交或大致正交的面。
[0041] 忍10的异形部40优选使其剖面中的内周侧的面积Sl与外周侧的面积S2之比为 1. 1 :1 ~1. 50 :1，更优选为 1. 15 :1 ~1. 37 :1。
[0042] 如上所述，异形部40为了使忍10的内周侧的面积Sl大于外周侧的面积S2,能够 对忍10的外周侧的高度方向两边缘实施倒角。作为倒角，如图3的截面图所示，能够在忍 10的外周侧的角部形成曲率半径大的半径（R) 14,或者如图4及图5所示在外周侧形成直 线或曲线状的锥形16。另外，关于忍10, W使最大高度Hmax位于相对于中间线M更靠内周 侧的方式形成，或者W使内周侧的平均高度高于外周侧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位于内周侧的方式形成也可。此外，图3的忍10中，异形部40 的剖面中的内周侧的面积Sl与外周侧的面积S2之比为1. 15 :1。
[0043] 在图3及图5中，在忍10的内周面也对高度方向两边缘实施倒角。此外，内周侧 的高度方向两边缘的倒角量小于外周侧的高度方向两边缘的倒角量。更详细而言，在图3 中，忍10的内周侧在高度方向的两边缘形成曲率半径比外周侧的半径14小的半径18。运 是因为在手动卷绕或机械卷绕后述的线圈30时，提高线圈30的卷绕容易度，减轻对线圈导 体绝缘覆膜的应力，并且提高线圈30与忍10的密合度，缩短相对于线圈30的应数的绕线 长度，从而抑制线圈30的直流电阻。特别是在手动卷绕的情况下因操作者的熟练程度而直 流电阻值出现很大偏差，但是能够进行一定程度的抑制。
[0044] 对上述构成的忍10形成绝缘包覆，如图6 (a)所示通过在异形部40的全部或至 少一部分卷绕线圈30而制作线圈装置20。线圈30能够例示出手动卷绕或机械卷绕。另 夕F，也能够切断忍10的一部分而形成空隙，利用空隙插入预先卷绕的空屯、线圈。空隙如前 所述能够用磁性材料或非磁性体构造物来回填。
[0045] 本发明中，在手动卷绕或机械卷绕线圈30的情况下，通过预先在忍10的外周面侧 形成如图3或图5那样的半径14或锥形16,能够比角部为直角的情况