专利名称：含偏磁用永磁铁的电感元件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种含有在磁性铁芯上缠绕的绕组的磁元件，主要涉及适用于变频开关电源升、降压用的扼流圈、变压器、电源变压器等施加直流偏压的变压器、电感器等电感元件。
采用现有技术的电感元件时，其特色在于鼓型磁性铁芯的外侧安装圆柱状套管铁芯，然后通过在鼓型磁性铁芯与圆柱状套管铁芯的结合部插入圆筒状绝缘物，形成带有空隙的结构，由绕组(线圈)产生的磁通势形成的磁场HS从一端的法兰盘作用到另一端的法兰盘。
最近，随着电子设备的小型化、轻量化，对于电源部位使用的电感元件和变压器产生了小型化的要求。在缩小整体结构的情况下，也存在着鼓型磁性铁芯容易达到磁饱和，而会减少工作的电流这样的问题。这个问题，在上述电感元件的结构中，可通过扩大电感元件绝缘物产生的空隙来得到解决，但由于由此会引起电感值降低，而需要增加绕组的匝数。该现象就成为实现小型化的障碍。
因此，作为解决这一问题的其它电感元件的实例，具有如下的结构，即由柱状体的两端有圆板形法兰盘形成整体结构的磁性体构成的鼓型磁性铁芯的两端法兰盘间的柱状体上缠绕绕组，将圆筒状永磁铁安装在上述绕组的周围边缘，在上述永磁铁底部附近的规定部位，形成与上述绕组端部的引线连接的接线端子。
即该电感元件，将圆筒状永磁铁安装在鼓型磁性铁芯的外侧，代替套管铁芯，S极侧安装在法兰盘侧，且N极一侧安装在法兰盘侧。如果根据这种结构，则因绕组(线圈)产生的磁通势导致的磁场HS从一侧的法兰盘向另一侧法兰盘作用，永磁铁41产生的磁场HM发生作用，以屏蔽该磁场HS。于是，其特点在于通过施加偏磁，可以产生大的工作电流。
因此，在施加偏磁型电感元件中，鼓型磁性铁芯使用Ni-Zn型铁氧体粉末用挤压法模压成型后烧结或将铁氧体粉末挤压成圆柱状经烧结后通过机加工制造法兰盘部。而且，施加偏磁用的永磁铁是Sr铁氧体、Ba铁氧体等粉末由挤压法模压成型后经烧结制造的。因此，在向缠绕绕组的鼓形磁性铁芯安装时使用黏合剂等使其形成整体。
在现有技术中施加偏磁型电感元件存在着以下列举的难点。
第一，由于采用了不使用套管铁芯构成的开磁路结构，因此存在着漏磁增大易影响周边环境，而不能充分采取消磁措施这类问题；第二，由于采用了不使用套管铁芯构成的开磁路结构，使有效导磁率下降而电感降低。于是，直到获得必要的电感值为止，就需要具有相当大的绕组匝数(缠绕绕阻)，这成为缩小铁芯体积的障碍的这类问题。
第三，使用铁氧体粉末的永磁铁时，存在着在反流锡焊工序中因加热易产生热退磁和过大电流引起的退磁，易损耗永磁铁磁性的这类问题。
第四，采用金属材料的永磁铁时，由于电阻率小而易增大涡流损耗，或因时间推移产生氧化，而出现永久性退磁，所以存在作为磁性能不保持初始值的这类可靠性的致命问题。
本发明的另一个目的是旨在提供一种电感元件，该元件可通过单工序进行永磁铁充磁和将其粘接固定在磁性铁芯上，以图实现缩短工艺的流程所带来的加工成本降低。
本发明的另一个目的是旨在提供一种上述电感元件的制造方法。
如果根据本发明的一种实施例，则可获得一种电感元件，该电感元件具有鼓型磁性铁芯，由在柱状体的两端具有圆板形法兰盘形成整体结构的磁性体构成；绕阻，缠绕在上述鼓型磁性铁芯上的上述柱状体上，且挟住地安装在上述法兰盘之间；永磁铁，安装在缠绕上述绕阻的上述鼓型磁性铁芯附近，其特征在于，还具有安装上述鼓型磁性铁芯的外侧的套管铁芯；上述永磁铁安装在由上述鼓型磁性铁芯及上述套管铁芯形成的闭磁路内至少一处以上的空隙，以便在与上述绕阻产生的磁通势形成的磁场方向相反的方向上施加直流磁场。
如果根据本发明的另一个实施例，则可以得到一种电感元件的制造方法，该电感元件具有鼓型磁性铁芯，由在柱状体的两端具有圆板形法兰盘而形成整体结构的磁性体构成；绕阻，缠绕在上述鼓型磁性铁芯上的上述柱状体上，且挟住地安装在上述法兰盘之间；永磁铁，安装在缠绕上述绕阻的上述鼓型磁性铁芯附近，其特征在于，还具有安装上述鼓型磁性铁芯的外侧的套管铁芯；上述永磁铁安装在由上述鼓型磁性铁芯及上述套管铁芯形成的闭磁路内至少一处以上的空隙，以便在与上述绕阻产生的磁通势形成的磁场方向相反的方向上施加直流磁场。
图1B是图1A电感元件的斜视图。
图2A是现有的电感元件其它例基本结构的剖面侧视图。
图2B是图2A电感元件的斜视图。
图3A是为说明本发明的电感元件产生偏磁效应且表示包含施加偏磁前的磁通密度宽度ΔB的磁通密度B-磁场H特性的图。
图3B是表示包含加偏磁后的磁通密度宽度ΔB的磁通密度B-磁场H特性的图。
图3C是表示以电感与输出电流的关系表示的由偏磁引起的直流叠加电感特性(其变化)的图。
图4A是本发明实施例1的电感元件基本结构的剖面侧视图。
图4B是图4A的电感元件的一个形态的斜视图。
图4C是图4A的电感元件的其它形态的斜视图。
图5是图4B示出的实施例1的一个形态的电感元件与用图1A、图1B、图2A及图2B示出的现有电感元件中由电感值同电流值间关系表示的直流叠加电感特性测定结果的对比图。
图6A是本发明的实施例2的电感元件基本结构的剖面侧视图。
图6B是图6A电感元件的一个形态的斜视图。
图6C是图6A电感元件的其它形态的斜视图。
图7A是本发明的实施例3的电感元件基本结构的剖面侧视图。
图7B是图7A的电感元件的一个形态的斜视图。
图7C是图7A的电感元件的其它形态的斜视图。
图8是图7A示出的实施例3的一个形态的电感元件与用图1A、图1B、图2A及图2B示出的现有电感元件中由电感值同电流值间关系表示的直流叠加电感特性测定结果的对比图。
图9A是本发明的实施例4的电感元件基本结构的剖面侧视图。
图9B是图9A的电感元件的一个形态的斜视图。
图9C是图9A的电感元件的其它形态的斜视图。
图10A是本发明的实施例5的电感元件基本结构的剖面侧视图。
图10B是图10A的电感元件的一个形态的斜视图。
图10C是图10A的电感元件的其他形态的斜视图。
图11A是本发明的实施例10的电感元件的套管状磁铁芯形状的斜视图。
图11B是图11A的磁铁芯的剖面图。
图11C是镶嵌在图11A电感元件的套管状磁铁芯上的鼓型磁铁芯形状的斜视图。
图11D是图11A的本发明实施例10的电感元件的剖面图。
图12A是表示本发明的实施例11的电感元件的盖的磁铁芯形状的斜视图。
图12B是图12A的磁铁芯的剖面图。
图12C是本发明的实施例11的电感元件的绕组部侧面图。
图12D是本发明的实施例11的电感元件的剖面图。
最佳实施形态在说明本发明的实施例前，为易于理解本发明，首先参照图1A、图1B、图2A及图2B，说明由现有技术制造的电感元件。
参照图1A及图1C，则电感元件15含有鼓型磁性铁芯65、绕组23、圆筒型绝缘物25以及圆柱状套管铁芯27。鼓型磁性铁芯65由在柱状体两端具有圆板状的法兰盘17、19并形成整体结构的磁性体构成。绕组23被缠绕在鼓型磁性铁芯65的柱状体上，并挟住地安装在各法兰盘17、19之间。绝缘物25被安装在被缠绕绕组23的鼓型磁性铁芯65的周围。圆筒状套管铁芯27安装在绝缘物25的周围。在圆柱状套管铁芯27的底部附近的规定部位安装着与绕组23端部的引线连接的接线端子29。
即，其特点在于，该电感元件15，在鼓型磁性铁芯65的外侧安装圆柱状套管铁芯27后，由于将圆筒形绝缘物25插入在鼓型磁性铁芯65与圆柱状套管铁芯27的结合部，构成空隙，由绕组(线圈)23产生的磁通势形成的磁场HS从法兰盘19向法兰盘17的方向作用。
最近，随着电子设备的小型化、轻量化，对电源部位使用的电感元件与变压器产生了小型化的需要。使整体结构小型化的情况下，却存在着鼓型磁性铁芯65易达到磁饱和、工作电流下降之类的问题。上述的电感元件15在结构上，通过扩大由绝缘物25造成的缝隙可解决这一问题，但相反也因电感值下降而需要提高绕组72的匝数。该措施则成为实现小型化情况下的一个障碍。
因此，作为解决这类问题的电感元件的其他实例，开发出具有如图2A、2B所示出那种结构的器件。
如果参照图2A、图2B，则电感元件31含有鼓型磁性铁芯37、绕组39与圆筒状永磁铁41。鼓型磁性铁芯37由在柱状体的两端具有圆板形法兰盘33、35并成整体结构的磁性体构成。绕组39被缠绕在鼓型磁性铁芯37的柱状体上，并被挟住安装在各圆板状法兰盘33、35之间。永磁铁41被安装在缠绕了绕组39的鼓型磁性铁芯37的周围。在永磁铁41的底部上的规定部位安装着与绕组39端部的引线连接的接线端子29。
即，该电感元件31，在鼓型磁性铁芯37的外侧安装圆筒状永磁铁41，代替套管铁芯，S极一侧安装在法兰盘35侧，且N极一侧安装在法兰盘29侧。根据该结构，由绕组39产生的磁通势形成的磁场HS从法兰盘35向法兰盘33侧的方向作用。永磁铁41产生的磁场HM作用，可以屏蔽该磁场HS。于是，具有通过施加偏磁可以增大工作电流的特色。
因此，在施加偏磁型电感元件中，制作鼓型磁性铁芯37，可使用Ni-Zn型铁氧体粉末，由挤压法进行粉末模压成形后烧结，或将铁氧体粉末挤压成圆柱状经烧结后，由机械加工制成法兰盘部。而且，施加偏磁用的永磁铁41由于是可采用挤压法将Sr铁氧体、Ba铁氧体等粉末经模压成形后烧结制造，所以在安装到被缠绕绕组39的鼓型磁性铁芯37时，使用黏合剂使之粘合成一个整体。
那么，参照图详细说明本发明的实施例。
首先，简要说明本发明的电感元件的技术概况。该电感元件的基本结构为，具有鼓型磁性铁芯，由在柱状体的两端有圆板状的法兰盘，并成整体结构的磁性体构成；绕组，被缠绕在鼓型磁性铁芯上的柱状体上，挟住地安装在法兰盘之间；永磁铁，安装在缠绕了绕组的鼓型磁性铁芯的附近，其中，还含有安装在鼓型磁性铁芯的外侧的套管铁芯。永久磁块安装在由鼓型磁性铁芯和套管铁芯形成的闭磁路内至少一处以上的空隙中，在与上述绕组产生的磁通势形成的磁场方向(磁通方向)相反的方向施加直流磁场。
通常，由于可使用的磁通密度宽度ΔB、ΔB′同电感元件中绕组的匝数成反比例，所以可通过磁通密度宽度ΔB′的扩大减少绕组匝数。由此，可降低电感元件的损耗和大大有利于小型化、轻量化。而且，将该电感元件用于变压器和主绕组和次级绕组时的工作功率Po，在设比例常数为k、驱动频率为f时，可通过Po＝k·(ΔB′)2·f关系式表示。因此，工作功率Po则与ΔB′平方值成比例大幅度扩大。而且，如图3C所示，ΔB′的扩大是通过箭头从虚线到实线的推移量表示。因此，呈现出能大幅度增加直流重叠电感特性中的工作电流值(输出电流)。
而且，本发明的电感元件，不是构成现有那样的不采用套管铁芯的开磁路结构，而采用在由鼓型磁性铁芯与套管铁芯形成的闭磁路内的缝隙插入永磁铁的结构。通过该措施，可以大幅度降低在采用开磁路结构时的漏磁通，旨在充分采取防磁措施。
但是，在本发明的电感元件中，永磁铁是在从聚酰胺酰亚胺树脂，聚酰亚胺树脂，环氧树脂，聚苯硫醚树脂，硅酮树脂，聚脂树脂，芳香烃族聚酰亚胺树脂以及液晶聚合体中选择出的至少一种树脂中分散着固有矫顽力为7.9×105(A/m)以上、居里温度TC在500℃以上、平均粉末粒度为2.5～25μm的稀土磁铁粉末而构成。同时规定磁铁粉末的表面由Zn，Al，Bi，Ga，In，Mg，Pb，Sb以及Sn中的至少1种金属或合金被覆而构成。其树脂的含量为以体积比计为30％以上，电阻率为0.1Ωcm以上。但是该永磁铁中使用的稀土永磁铁粉末以SmCo系组成为主，具体组成为Sm(CobalFe0.15-0.25Cu0.05-0.06Zr0.02-0.03)7.0-8.5，最大粒径为50μm以下是最理想的。
于是，又由于永磁铁使用居里温度TC和固有矫顽力Hc高的SmCo类稀土永磁铁粉末，即使置于反流锡焊工序中的加热状态，也不发生热退磁，而且即使施加过流产生的直流磁场，矫顽力也不会消失而退磁，可保持其初始特性。另外，通过使用体积比达30％以上的SmCo系磁性粉末同树脂混匀，能提高电阻率，可以大幅度降低永磁铁的涡流损耗。
另外，在本发明的电感元件中，如果使用软化温度220℃以上、550℃以下的无机玻璃被覆SmCo系磁性粉末或在SmCo系磁性粉末上被覆至少具有300℃以上熔点的非金属无机化合物的被覆金属或合金，则防止由于时间推移而产生的氧化所引起的退磁现象。这些无机玻璃或非金属无机化合物的配入量以体积比计为1％～10％的范围是理想的。
而且，作为实施形态，使永磁铁中使用的SmCo系磁性粉末在磁场中延其厚度方向取向，实施磁各向异性处理，制造中心线的平均粗糙度为10μm以下、充磁磁场为2.5T以上的永磁铁，可在各种领域中有效地用作电感元件。
因此，以下根据几个实施例，具体说明本发明涉及的电感元件的详细结构。[实施例1]首先参照图4A的基本结构，实施例1涉及的电感元件43含有鼓型磁性铁芯45、绕组47、套管铁芯、永磁铁49。
鼓型磁性铁芯45由在柱状体的两端具有大小不同的法兰盘并形成整体结构的磁性体构成。绕组47被缠绕在鼓型磁性铁芯45的柱状体上并挟住地安装在各法兰盘之间。套管铁芯与缠绕着绕组47的鼓型磁性铁芯45的较大一侧的法兰盘的边缘接触，安装在较小一侧的法兰盘与绕组47的周围。永磁铁49位于由鼓型磁性铁芯45以及套管铁芯形成的闭磁路的缝隙内，安装在较小一侧的法兰盘的周围边缘(即插入安装在鼓型磁性铁芯45的较小一侧的法兰盘与套管铁芯之间的缝隙中)，在与由绕组47产生的磁通势形成的磁场HS方向(磁通方向)相反方向施加直流磁场HM。在较大一侧的法兰盘的底部附近的规定部位，配备与绕组47端部的引线连接的端子29。
如参照图4B说明一种实施形态的电感元件，则是以图4A的基本结构作为整体，形成圆形柱状器件。即鼓型磁性铁芯45的柱状体为圆形柱状体，较大一侧的法兰盘为圆形板下部法兰盘51，较小一侧的法兰盘为圆形板上部法兰盘53。而且永磁铁49为圆筒形，套管铁芯为圆筒形套管铁芯55。
如参照图4C说明其它实施形态的电感元件，则是以图4A的基本结构作为整体，形成方柱壮的器件。即鼓型磁性铁芯45的柱状体为方柱状体。较大一侧的法兰盘为方板状下部法兰盘57，较小一侧的法兰盘为方板状上部法兰盘59，而且永磁铁49为方筒形，套管铁芯为方筒形套管铁芯61。
在任何形态的电感元件中，鼓型磁性铁芯45均将Ni-Zn铁氧体粉末模压成圆柱状体和方柱状体后，在预烧结后经切削加工形成鼓形，通过烧结来制造的。预先通过模压成圆柱状和方柱状体，最好在烧结后进行切削，但这时虽然能提高加工尺寸精度，却存在成本升高这样的缺点。而且，圆筒形套管铁芯55和方筒形套管铁芯61采用Ni-Zn铁氧体粉末，经模压烧结制成圆形柱状体和方形柱状体。
另外，永磁铁49在图4B示出的一种实施形态时，使用了组成为Sm(Co0.742Fe0.0.20Cu0.055ZrO0.029)7.7、平均粒径为5μm、最大粒径为45μm、固有矫顽力HC为15.8×106(A/m)、居里温度TC为770℃的稀土类磁性粉末。在该稀土类磁性粉末的表面被覆Zn，在粘合剂中以40％的体积比混匀聚酰胺亚胺酰树脂、成型，制造出的电阻率达0.5Ωcm以上。
在此，使用的鼓型磁性铁芯45和圆筒形套管铁芯55的结构中，例如磁路长度1.85cm、有效断面积0.07cm2、缝隙150μm。例如绕组47上缠绕15匝，直流电阻20Ωcm、永磁铁的厚度120μm。
另外，作为比较例，以图1A、图1B中示出的结构，试制出磁路长度1.85cm、有效断面积0.07cm2、绝缘物25的厚度为75μm的电感元件和以图2A、图2B中示出的结构，试制出磁路长度1.85cm、有效断面积0.07cm2，作为永磁铁41使用Ba铁氧体，厚度1mm的电感元件。
参照图5，试比较曲线C1所示出的实施例1的一种实施形态的电感元件与曲线C2示出的图1A、图1B中示出的现有的电感元件和曲线3示出的图2A、图2B中所示出的现有的电感元件。在实施例1的一种实施形态的电感元件中，对未采用偏磁的曲线C2直流重叠电感特性提高了50％以上，同时判定如采用偏磁的曲线C3那样，未能发现由于有效磁导率的下降引起的初始电感值下降。
这些结果表明，有关各种电感元件应用在变压器上的场合也具有相同的结果，表示不仅提高了直流叠加电感特性，而且由于磁通密度宽度ΔB′的扩大，可以大幅度扩大工作功率Po。而且，由于磁通密度宽度ΔB′的扩大，不仅能减少绕组的匝数，而且可实现低损耗和小型化。
另外，在实施例1中主要说明了图4B示出的一种实施形态的电感元件，而有关图4C示出的其它电感元件也大致得到同等水平的结果。[实施例2]首先参照图6A的基本结构，涉及实施例2的电感元件63含有鼓型磁性铁芯65、绕组67、套管铁芯。鼓型磁性铁芯65，由在柱状体的两端上具有大小不同的法兰盘并形成整体结构的磁性体构成。绕组67缠绕在鼓型磁性铁芯65的柱状体上，并被挟住地安装在各法兰盘之间。套管铁芯通过环形永磁铁69与缠绕着绕组67的鼓型磁性铁芯65上的较大一侧的法兰盘的周围边缘接触，并安装在较小一侧的法兰盘与绕组67的周围。永磁铁69位于由鼓型磁性铁芯65以及套管铁芯所形成的闭磁路的缝隙内，安装在较大一侧的法兰盘的周围边缘(即插入安装在鼓型磁性铁芯65上较大一侧的法兰盘与套管铁芯之间的缝隙中)，在与由绕组67产生的磁通势形成的磁场HS方向(磁通方向)相反方向施加直流磁场HM。在较大一侧的法兰盘的底部附近的规定部位，配备与绕组67端部的引线连接的接线端子29。
如参照图6B说明一种实施形态的电感元件，则是以图6A的基本结构作为整体，形成圆形柱状器件。即鼓型磁性铁芯65的柱状体为圆形柱状体。较大一侧的法兰盘为圆板状下部法兰盘71，较小一侧的法兰盘为圆板状上部法兰盘73，而且永磁铁69为环形。套管铁芯为圆筒形套管铁芯75。
如参照图6C说明其它实施形态的电感元件，则是以图6A的基本结构作为整体，形成方形柱状的器件。因此，鼓型磁性铁芯65的柱状体为方柱状体。较大一侧的法兰盘为方板状下部法兰盘77，较小一侧的法兰盘为方板状上部法兰盘79，而且永磁铁69为方框形板状。套管铁芯为方筒形套管铁芯81。
在任何形态的电感元件中，鼓型磁性铁芯65均将Ni-Zn铁氧体粉末模压成圆形柱状体和方形柱状体后，在预烧结后经切削加工制成鼓形状，通过烧结来制造的。预先通过模压成圆形柱状体和方形柱状体，然后最好在烧结后进行切削，但这时虽然能提高加工尺寸精度，却存在成本升高这样的缺点。而且，圆筒形套管铁芯75和方筒形套管铁芯81采用Ni-Zn铁氧体粉末，经模压制成圆筒状体和方筒状体后通过烧结进行制造。
另外，永磁铁69在图6B示出的一种实施形态时，使用了组成为Sm(Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)7.7，平均粒径为5μm、最大粒径为45μm、固有矫顽力HC为15.8×105(A/m)以上、居里温度TC为770℃的稀土类磁性粉末。在该稀土类磁性粉末的表面被覆Zn，在粘合剂中以40％的体积比混匀将聚酰胺酰亚胺树脂成型，制造出的电阻率达0.5Ωcm以上。
在此，使用的鼓型磁性铁芯65和圆筒形套管铁芯75的结构中，例如磁路长度1.85cm、有效断面积0.07cm2、缝隙150μm。例如绕组67上缠绕15匝，直流电阻20Ωcm、永磁铁69的厚度120μm。
另外，作为比较例，与实施例1中说明的情况相同，试制了在图1A、图1B中示出的结构与规格的电感元件和图2A、图2B中示出的结构与规格的电感元件。
因此，有关这些各电感元件，在测定直流叠加电感特性时，呈现出与图6大致相同的结果。因此，在实施例2的一种实施形态的电感元件的情况与成为现有的比较例相比，比不采用偏磁的电感元件，直流叠加电感特性大致提高50％，同时象使用偏磁的电感元件那样，未发现因为有效磁导率的下降而初始电感值下降。
这些结果表明，将各种电感元件应用在变压器上时也具有相同的结果，不仅提高了直流叠加电感特性，而且由于扩大了磁通密度宽度ΔB′，可以大幅度扩大工作功率Po。而且，由于磁通密度宽度ΔB′的扩大，不仅能减少绕组的匝数22，而且能实现低损耗化和小型化。
另外，在实施例2中主要说明了图6B示出的一种实施形态的电感元件，而有关图6C示出的其它电感元件也大致得到同等水平的结果。[实施例3]首先参照图7A的基本结构，涉及实施例3的电感元件83含有，鼓型磁铁芯85、绕组87、套管铁芯、永磁铁91、89。
鼓型磁性铁芯85，由在柱状体的两端上具有大小不同的法兰盘与柱状体并形成整体结构的磁性体构成。绕组87缠绕在鼓型磁性铁芯85上的柱状体上，并挟住地安装在各法兰盘之间。套管铁芯通过环状永久磁铁89后与缠绕着绕组87的鼓型磁性铁芯85的较大一侧法兰盘的周围边缘接触，安装在较小一侧的法兰盘与绕组87的周围。永磁铁91，在位于由鼓型磁性铁芯85以及套管铁芯所形成的闭磁路的缝隙内，安装在较小一侧的法兰盘上(即插安装在鼓型磁性铁芯85上较小一侧的法兰盘与套管铁芯之间的缝隙中)，在与绕组87产生的磁通势形成的磁场HS方向相反方向施加直流磁场HM。永磁铁89，安装在较大一侧的法兰盘的圆周边缘(即插入安装在鼓型磁性铁芯85上较大一侧的法兰盘圆周围边缘与套管铁芯之间的缝隙中)，在与绕组87产生的磁通势形成的磁场HS方向相反方向施加直流磁场HM。在较大一侧的法兰盘上底部附近的规定部位，配置与绕组87端部的引线连接的接线端子29；如参照图7B说明一种实施形态的电感元件，则是以图7A的基本结构作为整体形成圆形柱状器件。即鼓型磁性铁芯85的柱状体为圆柱状体。较大一侧的法兰盘为圆板状下部法兰盘93，较小一侧的法兰盘为圆板状上部法兰盘95，而且永磁铁101为圆筒形。永磁铁89为环状，套管铁芯为圆筒形套管铁芯97。
如参照图7C说明其它实施形态的电感元件，则是以图7A的基本结构作为整体形成方柱状器件。即鼓型磁性铁芯85上的柱状体为方柱状体。较大一侧的法兰盘为方板状下部法兰盘99，较小一侧的法兰盘为方板状上部法兰盘101，而且永磁铁91为方筒形。永磁铁89为环状，套管铁芯为方筒形套管铁芯103。
在任何形态的电感元件中，鼓型磁性铁芯85均将Ni-Zn铁氧体粉末模压成圆形柱状体和方柱状体后，在预烧结后经切削加工形成鼓形，通过烧结来制造的。预先通过模压成圆形柱状和方形柱状体，最好在烧结后进行切削，但这时虽然也能提高加工尺寸精度，却存在成本升高这样的缺点。而且，圆筒形套管铁芯97和方筒形套管铁芯103，采用Ni-Zn铁氧体粉末，经模压成圆形柱状体和方形柱状体后通过烧结而制造。
另外，永磁铁89、91，在图7B示出的一种实施形态时，使用了组成为Sm(Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)7.7，平均粒径为5μm、最大粒径为45μm、固有矫顽力HC为15.8×105(A/m)以上、居里温度TC为770℃的稀土类磁性粉末。在该稀土类磁性粉末的表面被覆了Zn，在粘合剂中以40％的体积比将聚酰胺亚胺树脂混匀成型，制造出的电阻率达0.5Ωcm以上。
在此，在使用了鼓型磁性铁芯85和圆筒形套管铁芯97的结构中，例如磁路长度1.85cm、有效断面积0.07cm2、缝隙80μm。例如绕组87上缠绕15匝，直流电阻20Ωcm、永磁铁89、91的厚度各为70μm。
另外，作为比较例，以图1A、图1B中示出的结构，试制出磁路长度为1.85cm、有效断面积为0.07cm2、绝缘物25的厚度为80μm的电感元件和以图2A、图2B中示出的结构，试制出磁路长度为1.85cm、有效断面积为0.07cm2，作为永磁铁41使用Ba铁氧体，其厚度为1mm的电感元件。
参照图8，试比较曲线C4所示出的实施例3的一种实施形态的电感元件与曲线C5示出的图1A、图1B中示出的现有的电感元件和曲线6示出的图2A、图2B中所示出的现有的电感元件。在实施例3的一种实施形态的电感元件中，对于未采用偏磁器件的曲线C5，直流重叠电感特性提高了50％以上，同时在采用偏磁器件的曲线C6那样，判定未能发现由于有效磁导率的下降引起的初始电感值的下降。
这些结果表明，将各种电感元件应用在变压器上时也具有相同的结果，不仅提高了直流叠加电感特性，而且由于扩大了磁通密度宽度ΔB′，因此可以大幅度扩大工作功率Po。而且，由于磁通密度宽度ΔB′的扩大，不仅能减少绕组87的匝数，而且能实现低损耗化和小型化。
另外，在实施例3中主要说明了图7B示出的一种实施形态的电感元件，而有关图7C示出的其它电感元件也大致得到同等水平的结果。[实施例41首先参照图9A的基本结构，涉及实施例4的电感元件105含有，鼓型磁性铁芯107、绕组109、套管铁芯、永磁铁43。
鼓型磁性铁芯107由在柱状体的两端具有大小不同的法兰盘并形成整体结构的磁性体构成。
绕组109缠绕在鼓型磁性铁芯107上的柱状体上，并挟住地安装在各法兰盘之间。
套管铁芯与缠绕着绕组109的鼓型磁性铁芯101上的较大一侧的法兰盘的侧面上接触，并安装得能覆盖在各法兰盘与绕组109的周围。
永磁铁43位于由鼓型磁性铁芯107以及套管铁芯形成的闭磁路的缝隙内，安装在较小一侧的法兰盘上(即插入安装在鼓型磁性铁芯107上较小一侧的法兰盘与套管铁芯之间的缝隙中)，在与绕组109产生的磁通势形成的磁场HS方向相反方向施加直流磁场HM。
在套管铁芯的底部附近的规定部位，配备着与绕组109的端部的引出线连接的接线端子29。
如参照图9B说明一种实施形态的电感元件，则是以图9A的基本结构作为整体，形成圆形柱状器件。即鼓型磁性铁芯107的柱状体为圆形柱状体。较大一侧的法兰盘为圆板状下部法兰盘113，较小一侧的法兰盘为圆板状上部法兰盘115。而且永磁铁111为圆筒形，套管铁芯为圆筒状套管铁芯114。
如参照图9C说明其它实施形态的电感元件，则是以图7A的基本结构作为整体，形成方形柱状体器件。即鼓型磁性铁芯107的柱状体为方形柱状体，较大一侧的法兰盘为方板状下部法兰盘117，较小一侧的法兰盘为方板状上部法兰盘119。而且永磁铁111为方筒状，套管铁芯为方筒状套管铁芯121。
在任何形态的电感元件中，鼓型磁性铁芯107均将Ni-Zn铁氧体粉末模压成圆柱状体和方柱状体后，在预烧结后经切削加工形成鼓形，通过烧结来制造的。预先通过模压成圆柱状体和方柱状体，然后最好在烧结后进行切削，但这时虽然也能提高加工尺寸精度，却存在成本升高这样的缺点。而且，圆筒状套管铁芯114和方筒状套管铁芯121采用Ni-Zn铁氧体粉末，经模压制成圆筒状和方筒状后，通过烧结而制造。
另外，永磁铁111在图9B示出的一种实施形态时，使用了组成为Sm(Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)7.7，平均粒径为5μm、最大粒径为45μm、固有矫顽力HC为15.8×105(A/m)以上、居里温度TC为770℃的稀土类磁性粉末。在该稀土类磁性粉末的表面被覆Zn，在粘合剂中，以40％的体积比混匀聚酰胺亚胺树脂成型，能制造出的电阻率达0.5Ωcm以上。
在此，在使用的鼓型磁性铁芯107和圆筒形套管铁芯114的结构中，例如磁路长度1.85cm、有效断面积0.07cm2、缝隙150μm。例如绕组42上缠绕15匝，直流电阻20Ωcm、永磁铁43的厚度120μm。
另外，作为比较例，以图1A、图1B中示出的结构试制出磁路长度为1.85cm、有效断面积为0.07cm2、绝缘物25的厚度为75μm的电感元件和以图2A、图2B中示出的结构试制出磁路长度为1.85cm、有效断面积为0.07cm2，作为永磁铁41使用Ba铁氧体，厚度为1mm的电感元件。
因此，有关这些各电感元件，在测定直流叠加电感特性时，呈现出与图8大致相同的结果。因此，在实施例4的一种实施形态的电感元件的情况与成为现有的比较例相比，比不采用偏磁的电感元件，直流叠加电感特性也大致提高50％，同时象使用偏磁的电感元件那样，未发现因为有效磁导率的下降引起的初始电感值下降。
这些结果表明，将各种电感元件应用在变压器上时也具有相同的结果，不仅提高了直流叠加电感特性，而且由于扩大了磁通密度宽度ΔB′，因此可以大幅度扩大工作功率Po。而且，由于磁通密度宽度ΔB′的扩大，不仅能减少绕组42的匝数，而且能实现低损耗化和小型化。
另外，在实施例4中主要说明了图9B示出的一种实施形态的电感元件，而有关图9C示出的其它形态的电感元件也大体上得到同等水平的结果。[实施例5]首先参照图10A的基本结构，涉及实施例5的电感元件123含有鼓型磁性铁芯125，由在柱状体的两端上具有大小不同的法兰盘并形成整体结构的磁性体构成；绕组127缠绕在鼓型磁性铁芯125上的柱状体上，挟住地安装在各法兰盘之间；套管铁芯安装在缠绕着绕组127的鼓型磁性铁芯125上的两侧法兰盘的侧面附近，能覆盖各法兰盘和绕组127的周围；永磁铁129、131，位于由鼓型磁性铁芯125以及由套管铁芯形成的闭磁路的缝隙内，安装在两侧的法兰盘的周围(即分别插入安装在鼓型磁性铁芯125两侧的法兰盘与套管铁芯之间的缝隙中)，在与绕组127产生的磁通势形成的磁场HS方向相反方向施加直流磁场HM；端子29安装在套管铁芯底部附近的规定部位，与绕组127端部的引线连接。
如参照图10B说明一种实施形态的电感元件，则是以图10A的基本结构作为整体，形成圆形柱状器件。即鼓型磁性铁芯125的柱状体为圆柱状体。一侧的法兰盘为圆板状下部法兰盘133，另一侧的法兰盘为圆板状上部法兰盘135，而且永磁铁129、131均为圆筒形。套管铁芯为圆筒状套管铁芯137。
如参照图10C说明其它实施形态的电感元件，则是以图10A的基本结构作为整体，形成方形柱状的器件。即鼓型磁性铁芯125的柱状体为方柱状体，一侧的法兰盘为方板状下部法兰盘139，另一侧的法兰盘为方板状上部法兰盘141。而且永磁铁129、131均为方筒状，套管铁芯为方形筒状套管铁芯143。
在任何形态的电感元件中，鼓型磁性铁芯125均将Ni-Zn铁氧体粉末模压成圆柱状体和方柱状体后，在预烧结后经切削加工形成鼓形，通过烧结来制造的。预先通过模压成圆柱状和方柱状体，然后最好在烧结后进行切削，但这时虽然也能提高加工尺寸精度，却存在成本升高这样的缺点。而且，圆筒状套管铁芯139和方筒状套管铁芯143采用Ni-Zn铁氧体粉末，经模压成圆筒和方筒状后通过烧结而制造。
另外，永磁铁129、131，在图10B示出的一种实施形态时，使用了组成为Sm(Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)7.7、平均粒径为5μm、最大粒径为45μm、固有矫顽力HC为15.8×105(A/m)以上、居里温度TC为770℃的稀土类磁性粉末。在该稀土类磁性粉末的表面被覆Zn，在粘合剂中以40％的体积比混匀聚酰胺亚胺树脂、成型，制造出的电阻率达0.5Ωcm以上。
在此可以使用的鼓型磁性铁芯125和圆筒状套管铁芯137的结构可示出了磁路长度1.85cm、有效断面积0.07cm2、缝隙80μm的事例。且示出绕组52上缠绕15匝，直流电阻为20Ωcm，永磁铁129、131分别使用厚度为70μm的情况。
另外，作为比较例，以图1A、图1B中示出的结构，试制出磁路长度为1.85cm、有效断面积为0.07cm2、绝缘物25的厚度为80μm的电感元件和以图2A、图2B中示出的结构试制出磁路长度1.85cm、有效断面积0.07cm2，作为永磁铁41使用Ba铁氧体，厚度1mm的电感元件。
因此，有关这些各电感元件，在测定直流叠加电感特性时，呈现出与图8大致相同的结果。因此，实施例5的一种实施形态的电感元件的情况与成为现有的比较例相比，比不采用偏磁的电感元件，直流叠加电感特性也大致提高50％，同时象使用偏磁的电感元件那样，未发现因为有效磁导率的下降引起的初始电感值下降。
这些结果表明，将各种电感元件应用在变压器上时也具有相同的结果，不仅提高了直流叠加电感特性，而且由于扩大了磁通密度宽度ΔB′，因此可以大幅度扩大工作功率Po。而且，由于磁通密度宽度ΔB′的扩大，不仅能减少绕组127的匝数，而且能实现低损耗化和小型化。
另外，在实施例5中主要说明了图10B示出的一种实施形态的电感元件，而有关图10C示出的其它电感元件也大致得到同等水平的结果。
以下，说明有关上述实施例1涉及的电感元件使用的施加偏磁用的永磁铁49的磁性能的几个实施例。[实施例6]在实施例6中，对于现有技术中提出热退磁问题，即为了保持对回流焊接工序中的热量的耐久性，在永磁铁使用的粉末中，通过采用具有高居里温度TC的Sm-Co系稀土类磁性粉末，实施不使热退磁产生的措施。
在实施例1中采用的结构的电感元件中安装有居里温度TC达770℃的永磁铁49的电感元件和在图1A及图1B中示出结构的电感元件中安装现有技术中使用的居里温度TC低达450℃的Ba铁氧体的永磁铁41的电感元件，经270℃回流炉条件的恒温槽保温1小时后、冷却到常温后，测定了电感元件的直流叠加电感特性，其结果示在表1。
表1
如从表1可知，在安装了使用具有实施例1涉及的高居里温度TC的Sm-Co系稀土类磁性粉末的永磁铁49的电感元件时，没有发现直流叠加电感特性在回流焊接前后发生变化。对此，在安装了使用居里温度TC低到450℃的Ba铁氧体磁铁的现有电感元件中，产生了由于热量导致了不可逆的退磁，使直流叠加电感特性变差。因此，为了对回流焊接工艺的加热等具有耐久性，永磁铁49需要采用居里温度TC达500℃以上的稀土类磁性粉末。况且，Sm-Co系磁性粉末中，通过使用组成为Sm(CobalFe0.15-0.25Cu0.05-0.06Zr0.02-0.03)7.0-8.5的、所谓被称作“第3代Sm2Co17型磁铁”组成的稀土类磁性粉末，可进一步控制热退磁。
因此，在实施例1采用的结构的电感元件中，准备安装有组成为Sm(Co0.742Fe0.20Cu0.055Zr0.029)7.7的永磁铁49的电感元件和所谓被称作“第3代Sm2Co17型磁铁”的组成为Sm(CO0.78Fe0.11Cu0.11Zr0.01)7.7的永磁铁49的电感元件。对此，在测定经270℃回流条件的恒温槽保温1小时再冷却到常温后直流叠加电感特性，成为表2所示出的结果。
表2
如从表2可知，安装组成为Sm(CobalFe0.15-0.25Cu0.05-0.06Zr0.02-0.03)7.0-8.5的永磁铁49的电感元件，未发现直流叠加电感特性在回流焊接前后发生变化。对此，在安装有组成为Sm(Co0.78FeO.0.11Cu0.10Zr0.01)7.7的永磁铁49的电感元件中产生直流叠加电感特性恶化。因此，为了对回流焊接工序的加热具有耐久性，永磁铁49需要采用“第3代Sm(CobalFe0.15-0.25Cu0.05-0.06Zr0.02-0.03)7.0-8.5组成的稀土类磁性粉末。[实施例7]在实施例7中采用具有高矫顽力Hc(iHc)的SmCo系稀土类磁性粉末，以便解决现有技术提出问题的过大电流引起的退磁，即随过大电流使直流磁场导致永磁铁矫顽力不消失。
在实施例1中采用的结构的电感元件中准备安装了矫顽力达1.58×105(A/m)的永磁铁49，与图1A及图1B中示出结构的电感元件中准备安装比现有技术中使用的矫顽力1.58×105(A/m)低达10倍的的永磁铁41电感元件。对此，施加300A·50μs的过大电流后，测定直流叠加电感特性，则如表3所示的结果。
表3
如从表3可知，在安装了使用具有实施例1的高矫顽力HC的永磁铁49的电感元件时，没有发现直流叠加特性在施加过大电流前后发生变化。对此，在安装了矫顽力Hc低10倍的永磁铁41的现有电感元件中，在永磁铁41施加的反向磁场产生退磁，降低了直流叠加电感特性的现象。因此，为了对过大电流的直流磁场具有耐久性，永磁铁49需要采用固有矫顽力HC为7.9×105(A/m)以上的稀土类磁性粉末。[实施例8]在实施例8中，通过对现有技术中提出问题的时效性的氧化的进展，即被覆金属和合金，以不使永久磁铁减磁，即不使磁铁粉末发生氧化。
在实施例1中采用的结构的电感元件中，准备安装有被覆了Zn的永磁铁49的电感元件和安装有未被覆Zn的永磁铁的电感元件。对此，在在盐水浸渍后自然放置200小时，然后测定直流叠加电感特性，其结果如表4所示。
表4
如从表4可知，在安装了被覆了实施例1的Zn的永磁铁49的电感元件时，没有发现直流叠加电感特性在PCT前后发生变化。对此，在安装了未被覆Zn的永磁铁49的电感元件中，由于随时间推移氧化加剧而产生退磁，由此直流叠加电感特性出现减少的现象。因此，要抑制由于氧化的进行而产生的退磁，需要用金属和合金被覆永磁铁49的稀土类磁性粉末。而且，用无机玻璃被覆稀土类磁性粉末或最好用非金属无机氧化物被覆金属或合金。况且，如果使稀土类磁性粉末的平均粒径为5～25μm，且最大粒径为50μm以下，制作工艺中的氧化也能得到控制。
因此，在实施例1中采用的结构的电感元件中，准备安装稀土类磁性粉末的平均粒径为5μm、且最大粉末粒径为45μm的永磁铁49和稀土类磁性粉末的平均粒径为2μm的永磁铁。对此，在测定直流叠加电感特性，成为表5所示出的结果。
表5
如从表5可知，在安装使用平均晶粒度5μm、最大粉末粒度为45μm的稀土系磁性粉末的永磁铁49的电感元件时，判定偏磁引起的直流叠加电感特性(电感值)提高了50％。对此，在安装有使用平均粒径为2μm的稀土类磁性粉末的永磁铁49的电感元件中，判定仅仅提高15％。因此，为了抑制制造工艺中的氧化，需要将永磁铁49中使用的稀土类磁铁的粉末的平均粒径规定为2.5μm～25μm，且最大粒径度规定为50μm以下。
在实施例9中，解决了在现有技术中作为问题提出的永磁铁的电阻率低引起铁芯损耗增加，即为了获得高电阻率，将树脂的配入量以体积比计为30体积％。
在实施例1采用的结构的电感元件中，准备安装对稀土类磁性粉末，树脂含有量为40Vol％、电阻率为0.5Ωcm的永磁铁49的电感元件，树脂含有量为20Vol％、电阻率为0.05Ωcm的永磁铁49的电感元件，和树脂含有量为30Vol％、电阻率为0.1Ωcm的永磁铁49的电感元件。对此，测定了铁芯损耗，其结果如表6所示。
表6
如从表6可知，相对于树脂含有量为30Vol％以上的电感元件的铁芯损耗，树脂含有量为20Vol％、电阻率为0.05Ωcm的电感元件由于涡电流的流过产生的损耗，铁芯损耗变差。而且树脂含有量为30Vol％、电阻率为0.1Ωcm的电感元件表示出铁芯损耗与设树脂含有量为40Vol％、电阻率为0.5Ωcm的损耗的同等程度。因此，为抑制铁芯损耗随着永磁铁的电阻率下降而增大，因此要使树脂相对永磁铁49中使用的稀土类磁性粉末的含量为30Vol％以上、电阻率为0.1Ωcm以上。
另外，上述实施例6～9中，说明了实施例1涉及的电感元件中使用的与外加偏磁用的永磁铁磁特性相关的附属事项，但是，这些附属事项对其它各实施例(实施例2～5)涉及的电感元件中使用的加偏磁用的永磁铁(永磁铁68、89、91、111、129、131)也同样适用。
如上所述，如果根据本发明实施例1至9涉及的电感元件，则除了具有与现有产品不同型号的电感元件中使用的加偏磁用的永磁铁和套管铁芯相符的结构之外，将永磁铁安装在鼓型磁性铁芯及套管铁芯形成的封闭磁路内的至少一处以上缝隙内，以便在与绕组形成的磁通势产生的磁场方向相反的方向上施加直流磁场。因此，使可使用的磁通密度宽度扩大，且将永磁铁作为磁性能优异的稀土类磁性粉末使其含有适量树脂，同时通过选择适当的粒径，用金属或合金被覆来获得规定值以上的电阻率。另外，由于使用无机玻璃被覆稀土类永磁粉末或使用非金属无机化合物被覆金属和合金，因此制造出的电感元件的工作电流大、磁性能难以损耗、因而能容易获得防磁措施、小型化、低量化。其结果可以使采用了电感元件的开关电源用的变压器和扼流圈实现小型化、低损耗化，同时，大大有助于使用电感元件的电源电路本身的小型化、高功率化等，在工业上极有益的。[实施例10]如图11A和图11B所示，在套管状磁铁芯部147的外周缘接合(嵌合)面上涂敷、干燥磁性粉末和黏合剂的混合体(粘合体)。然后固定按该磁性铁芯部147充磁的永磁铁部(M)149(磁性粉末和黏合剂的混合体)，形成磁性铁芯151。
然后如图11C所示，使磁性铁芯151覆盖住预先在由鼓状磁性铁芯构成绕线管153上缠绕着绕组155状态的绕组部157，形成由图11D所示的变压器构成电感元件145。
在此，作为磁性铁芯部147以及绕线管157的材料，虽可以使用Mn-Zn铁氧体，但如果是软磁性材料，则即使是任何一种材料也都可以加以利用。
而且，永磁铁部(M)149由磁性粉末和树脂混合的黏性体构成粘接磁铁组成。该粘接磁铁的电阻率如果是0.1Ωcm，则任何一种磁性粉末、任何一种树脂也都可以使用。
另外，作为该磁性粉末，如果是固有矫顽力为10kOe(790kA/m)以上、居里温度TC为500℃以上、平均粒径为2.5μm～5.0μm的磁性粉末，则任何一种磁性粉末都可以使用。
而且，磁性粉末由以体积比计为0.1％～10％的Zn，Al，Bi，Ga，In，Mg，Pb，Sb，Sn中的一种或合金被覆，或者形成复合体。
另外，磁性粉末在同树脂混合前，配入硅(烷)胶偶合材料或钛偶合材料等分散剂实施表面处理是理想的。
况且，作为粘接磁性粉末的树脂，可以采用聚酰亚胺树脂，聚酰胺酰亚胺树脂，环氧树脂，聚苯硫醚树脂，硅酮树脂，聚脂树脂，芳香烃族尼龙树脂以及液晶聚合体中的任意一种树脂，或使用这些树脂中的混合体。
以下，说明本发明实施例10的有关电感元件制造的具体实例。
作为磁性粉末，准备固有矫顽力为15kOe(1185kA/m)、居里温度(TC)为770℃、平均粒径为10μm的组成为通式Sm(CobalFe0.15-0.25Cu0.05-0.06ZrO0.02-0.03)7.0-8.5的稀土磁性粉末，然后用体积比为1％的Zn被覆。另外，配入硅(烷)胶偶合剂进行表面处理，混合作为树脂使用的芳香族系尼龙。如图11A所示，将这种混合物的黏性体涂敷在圆筒形的磁性铁芯的一端，干燥，在4T(以上)的磁场中充磁。将该磁性铁芯部147的开口侧安装在如图11C所示的线圈部157上，获得了如图11D所示的电感元件145。[实施例11]首先，如图12A所示，在缝隙状铁芯部161与鼓型磁性铁芯163的外周163a的接合(嵌合)面上涂敷、干燥后永磁铁部(M)149，将按该磁性铁芯部161充磁的永磁铁部(M)149(磁性粉末和黏合剂的混合体)固定，获得图12B示出的磁性铁芯165。
然后，如图12C所示，使磁性铁芯169覆盖住预先在由单面鼓型磁性铁芯构成绕线管163上缠绕着绕组167状态的绕组部169。形成由图12D所示的变压器构成电感元件159。
在此，作为本发明实施例11的磁性粉末、树脂、单面鼓型磁性铁芯1163以及缝隙状铁芯部161的材料，可以使用与实施例10的形态的同样的材料。
这样一来，在本发明实施例10及实施例11的电感元件145、159中，同将预先制造的环形薄板构成的永磁铁粘接在磁性铁芯的这种现有的施工方法相比，可以使加工工序简单化，可缩小磁性铁芯与永磁铁间的缝隙(无效偏压缝隙)，可以实现最大限度地提高偏压效果(品质)的电感元件。
而且，本发明实施例10及实施例11的电感元件145、159中，通过磁性粉末密合在磁性铁芯147、153、161、163以及永磁铁粘接表面的凹凸上以及由永磁粉末的数量来调整由于磁性铁芯的缝隙的切削精度所造成的缝隙尺寸误差，可以使铁芯组装后的不必要的缝隙量减少到零或达到微量。
另外，根据本发明实施例10及实施例11，则如上所述，由于采用了由黏性体形成的永磁铁部而不产生间隙(缝隙)，所以可进一步提高偏磁效果。而且，在制造(工序)方法上，也就不需要在磁性铁芯和永磁铁之间进行粘接，因此可以使制造工序简单化。
另外，根据本发明，通过采用上述磁性粉末、树脂、表面被覆以及处理的材料，能够防止回流焊接热量引起的不可逆退磁以及由于永磁铁的磁性粉末的氧化而产生的退磁。
如以上所述，由于在本发明的实施例10及实施例11涉及的电感元件中，磁性粉末密合在磁性铁芯以及永磁铁粘接表面的凹凸上，同时用永磁粉末的数量调整由于磁性铁芯的缝隙的切削精度所造成的缝隙尺寸误差，所以可提供一种在组装铁芯后，将不必要的气隙量减少到零或达到微量，不出现特性误差的电感元件及其制造方法。
而且，根据本发明的实施例10及实施例11，可以提供一种通过上述结合部不产生空隙(缝隙)，可进一步提高了偏磁效果的电感元件及其制造方法。
而且，根据本发明的实施例10及实施例11，可以提供一种电感元件及其制造方法，在制造方法(工序)上，不需要粘接磁性铁芯与永磁铁，因此可以使制造工序简单化。
而且，根据本发明的实施例10及实施例11，可以提供一种电感元件及其制造方法，由于采用了含有永磁铁特定的组成和特性的材料，可以防止回流焊接热量引起的不可逆退磁以及构成永磁铁的磁性粉末因氧化引起的退磁。
权利要求
1.一种电感元件，备有鼓型磁性铁芯，由在柱状体的两端具有法兰盘形成整体的磁性体构成；绕组，缠绕在上述鼓型磁性铁芯的上述柱状体上并挟住地配备在上述法兰盘之间；永磁铁，安装在缠绕着绕组的上述鼓型磁性铁芯附近，其特征是还具有安装在上述鼓型磁性铁芯外侧的套管铁芯；上述永磁铁配置在由上述鼓型磁性铁芯以及上述套管铁芯形成的闭磁路内的至少一处以上空隙内，以便在与上述绕组产生的磁通势而引起的磁场方向相反的方向施加直流磁场。
2.如权利要求1记述的电感元件，其特征是上述永磁铁由使磁性粉末分散在树脂中，或将树脂与磁性粉末混合后的混合体构成。
3.如权利要求2记述的电感元件，其特征是上述混合体是将上述树脂与上述磁性粉末的粘合体涂敷在上述间隙中，经加热硬化构成。
4.如权利要求2记述的电感元件，其特征是将上述混合体经过每个上述套管铁芯充磁构成。
5.如权利要求2记述的电感元件，其特征是上述树脂是将磁性粉末分散在从聚酰胺酰亚胺树脂，聚酰亚胺树脂，环氧树脂，聚苯硫醚树脂，硅酮树脂，聚脂树脂，芳香烃族聚酰胺树脂以及液晶聚合体中选择出的至少一种树脂中而构成。
6.如权利要求2记述的电感元件，其特征是上述磁性粉末是固有矫顽力(Hc)在7.9×105(A/m)以上、居里温度(TC)在500℃以上、平均粉末粒径为2.5～25μm的稀土磁性粉末。
7.如权利要求2记述的电感元件，其特征是上述磁性粉末是表面由Zn，Al，Bi，Ga，In，Mg，Pb，Sb以及Sn中的至少1种金属或合金被覆。
8.如权利要求7记述的电感元件，其特征是由上述金属或合金被覆的上述磁性粉末进一步由至少具有300℃以上熔点的非金属无机化合物被覆。
9.如权利要求8记述的电感元件，其特征是上述非金属无机化合物的配入量以体积比计为0.1％～10％的范围，上述树脂的含有量以体积比计为30％以上，上述树脂和上述磁性粉末的复合体的电阻率为0.1Ωcm以上。
10.如权利要求2记述的电感元件，其特征是上述磁性粉末，其组成为Sm(CobalFe0.15-0.25Cu0.05-0.06Zr0.02-0.03)7.0-8.5。
11.如权利要求2记述的电感元件，其特征是上述磁性粉末由软化温度为220℃以上、550℃以下的无机玻璃被覆。
12.如权利要求11记述的电感元件，其特征是上述无机玻璃的配入量以体积比计为0.1％～10％的范围。
13.如权利要求2记述的电感元件，其特征是上述磁性粉末与上述树脂混合或分散前，使用硅偶合材料或钛偶材料等分散材料实施表面处理。
14.如权利要求2记述的电感元件，其特征是上述永磁铁是使上述磁性粉末在磁场中沿厚度方向取向并进行磁各向异性处理后形成。
15.如权利要求1记述的电感元件，其特征是上述永磁铁，其充磁磁场为2.5T以上。
16.如权利要求1记述的电感元件，其特征是上述永磁铁，其中心线的平均粗糙度Ra在10μm以下。
17.一种电感元件的制造方法，该电感元件备有鼓型磁性铁芯，由在柱状体的两端具有法兰盘形成整体结构的磁性体构成；绕组，缠绕在上述鼓型磁性铁芯的上述柱状体上并挟住地配备在上述法兰盘间；永磁铁，安装在缠绕着上述绕组的上述鼓型磁性铁芯附近，其特征是还具有安装在上述鼓型磁性铁芯外侧的套管铁芯；上述永磁铁配置在由上述鼓型磁性铁芯以及上述套管铁芯形成的闭磁路内的至少一处以上空隙内，以便在与上述绕组产生的磁通势而引起的磁场方向相反的方向施加直流磁场。
18.如权利要求17记述的电感元件的制造方法，其特征是上述永磁铁由使磁性粉末分散在树脂中，或将树脂与磁性粉末混合后的混合体形成。
19.如权利要求18记述的电感元件的制造方法，其特征是上述混合体是将上述树脂与上述磁性粉末的黏性体涂敷在上述空隙中，经加热硬化构成。
20.如权利要求18记述的电感元件的制造方法，其特征是上述混合体在每个上述磁性铁芯内进行充磁。
21.如权利要求18记述的电感元件的制造方法，其特征是上述树脂由从聚酰胺亚树脂，聚酰胺酰亚胺树脂，环氧树脂，聚苯硫醚树脂，硅酮树脂，聚脂树脂，芳香烃族聚酰胺树脂以及液晶聚合体中选择出的至少一种树脂构成。
22.如权利要求18记述的电感元件的制造方法，其特征是上述磁性粉末是固有矫顽力(Hc)在7.9×105(A/m)以上、居里温度(TC)在500℃以上、平均粉末粒径为2.5～25μm的稀土磁性粉末。
23.如权利要求18记述的电感元件的制造方法，其特征是上述磁性粉末是表面由Zn，Al，Bi，Ga，In，Mg，Pb，Sb以及Sn中的至少1种金属或合金被覆。
24.如权利要求23记述的电感元件的制造方法，其特征是由金属或合金被覆的上述磁性粉末进一步由至少具有300℃以上熔点的非金属无机化合物被覆。
25.如权利要求24记述的电感元件的制造方法，其特征是上述非金属无机化合物的配入量以体积比计为0.1％～10％的范围。
26.如权利要求18记述的电感元件的制造方法，其特征是上述树脂的含有量以体积比计为30％以上，上述树脂与上述磁性粉末的混合体的电阻率为0.1Ωcm以上。
27.如权利要求18记述的电感元件的制造方法，其特征是上述磁性粉末，其组成为Sm(CobalFe0.15-0.25Cu0.05-0.06Zr0.02-0.03)7.0-8.5。
28.如权利要求18记述的电感元件的制造方法，其特征是上述磁性粉末由软化温度为220℃以上、550℃以下的无机玻璃被覆。
29.如权利要求27记述的电感元件的制造方法，其特征是上述无机玻璃的配入量以体积比计为0.1％～10％的范围。
30.如权利要求20记述的电感元件的制造方法，其特征是上述磁性粉末与上述树脂混合或分散前，使用硅偶合材料或钛偶合材料等分散材料实施表面处理。
31.如权利要求20记述的电感元件的制造方法，其特征是使上述磁性粉末在磁场中沿厚度方向取向并对上述永磁铁进行磁各向异性处理。
32.如权利要求17记述的电感元件的制造方法，其特征是上述永磁铁在2.5T以上的充磁磁场中充磁。
33.如权利要求17记述的电感元件的制造方法，其特征是上述永磁铁，其中心线的平均粗糙度Ra在10μm以下。
全文摘要
一种电感元件,具有由在柱状体的两端具有圆板形法兰盘形成整体结构的磁性体构成的鼓型磁性铁芯,缠绕在上述磁性铁芯上的上述柱状体的上并挟住配备在上述法兰盘间的绕组,安装在缠绕上述绕组的上述鼓型磁性铁芯的附近的永磁铁。该电感元件还具有安装在上述鼓型磁性铁芯的外侧的套管铁芯。上述永久磁铁配置在由上述鼓型磁性铁芯及上述套管铁芯形成的闭磁路内至少一处以上的空隙,以便在与上述绕组产生的磁通势形成的磁场方向相反方向施加直流磁场。
文档编号H01F17/04GK1379418SQ0211983
公开日2002年11月13日 申请日期2002年3月23日 优先权日2001年3月23日
发明者松本初男, 伊藤透, 近藤将宽, 矶田隆太郎, 佐藤敏也, 佐藤忠邦, 藤原照彦, 石井政义, 保志晴辉 申请人:Nec东金株式会社