专利名称：电感元件和壳体的制作方法
技术领域：
本发明涉及电感元件如扼流圈及容纳电感元件的壳体。
背景技术：
JP08-172019等公开的电感元件中围绕一个具有中空部分的芯部缠绕磁性带如铁基无定形合金带，一导线穿过芯部，缠绕的磁性芯部容纳在一个壳体中。
该电感元件是由一个绕有磁性合金箔带的环形磁芯和穿过磁芯和壳体的导线构成的，在其结构中，导线固定在一个本体上，电路板或类似物的表面安装件连接于该本体。
该电感元件考虑到了防止从所述本体脱落的问题，上述导线的一个前缘部分设置得平行于本体表面。
另外，在该电感元件中，导线的横截面的最大长度适于为磁芯内径的0.8倍至1.2倍。在该电感元件中，在导线插入环形磁芯的状态下，磁芯承受热处理以产生变形，从而将导线固定在环形磁芯上。
另外，在上述出版物中，应注意的是，如果在壳体和磁芯间存在间隙，磁芯会移动，从而必须使用油脂、粘合剂、树脂或类似物固定壳体和磁芯。
但是，在上述传统技术中，并未考虑到流过导线的电流和磁芯之间的相互作用引起的振动、由于这种振动引起的壳体的振动，上述振动引起的噪音等。
因此，在围绕芯部缠绕例如由无定形金属制成的磁性带的缠绕式磁芯中，当使电流流过导线时，磁芯被励磁，这肯定会引起振动。当这样引起的振动在音频范围内时，在整个周围区域中就会发生振动作为噪音传播的情形。另外，当电感元件粘接在被粘接的物体如电路板上时，在电感元件周围的壳体被振动，从而使被粘接的物体的工作特性变劣。
因此，一直考虑的构思是将磁芯容纳在壳体中以获得一种密封结构，从而阻断磁芯中引起的噪音以降低从壳体漏出的噪音，但是，当导线穿过磁芯的电感元件被容纳在壳体中时，需要提供一种制造顺序，其中壳体事先形成以便多个构件组成，这些构件在将磁芯装在壳体中以后被组合起来。
所述构件的粘接一般是通过使用粘合剂、超声粘接等方法进行的。另外，粘接面积越大，上述粘接方法就各构件的粘接强度来说越有利。
当组成壳体的各构件的厚度增加时，粘接区域的面积加宽。但是，问题在于当各构件的厚度增加时，壳体的尺寸相应增加。
本发明是鉴于传统技术的上述问题而做出的。因此，本发明的一个目的是在电感元件中设置一缠绕式磁芯和导线，减小流过导线的电流引起的振动或漏出电感元件的噪音。
本发明的另一个目的是在电感元件中增加组成壳体的各构件的粘接区域的面积而不增加容纳电感元件的壳体的尺寸。
发明内容
为了解决上述问题，本发明中采用下述手段。换言之，按照本发明，提供一种电感元件，它包括一个具有中空部分的缠绕式磁芯，该芯部是通过缠绕磁性带形成的；以及一条导线，该导线具有一个小于所述磁芯的中空部分的内径的横截面尺寸，该导线穿过中空部分，其间带有一个间隙。
通过在缠绕式磁芯和导线之间提供间隙，振动就不致在磁芯和导线之间传播，从而降低噪音。
另外，电感元件最好还包括一个具有密封结构的壳体，该壳体容纳磁芯，导线以密封状态穿过壳体。采用这种具有密封结构的壳体，噪音可得到进一步降低。
另外，壳体最好具有一个适应于缠绕式磁芯外观形状的容纳空间，一个间隙设置在该容纳空间的内表面和磁芯外表面之间。按照这种结构，磁芯的振动不致传至壳体，从而降低噪音。
另外，按照本发明，提供一种电感元件，它包括一个具有中空部分的圆筒形磁芯；一个用于密封所述磁芯的壳体，该壳体具有一个圆筒形部分，该圆筒形部分包括一个容纳磁芯的中空部分和金属制成的侧壁构件，所述侧壁构件在所述圆筒形部分的两端对着磁芯的两端，包括中空部分的覆盖部分，所述壳体密封磁芯；以及一条穿过磁芯的中空部分的导线，磁芯的两端连接于有关侧壁构件，侧壁构件具有在上述圆筒形部分的两端中在圆筒形部分的外侧方向上延伸的缘部，所述缘部包括与被粘接在圆筒形部分的外侧的物体接触的导电接触部分。
铁基无定形合金带最好用作上述磁性带。对于铁基无定形合金带来说，可以给出的实例是铁基无定形金属如Fe-B，FeB-C，Fe-B-Si，Fe-Si-C，Fe-B-Si-Cr，Fe-Co-B-Si或Fe-Ni-Mo-B。
在上述铁基无定形金属中，更为优选的实例可以是FeXSiYBZMW。这里X的范围为50-85，Y的范围为1至15，Z的范围为5至25(X，Y和Z分别表示原子％)。另外，M代表一种金属如Co，Mn，C，Al，或P，或这些金属中的两种或多种的组合，W＝0至5原子％(atomic％)的金属可以作为一个实例给出。
铁基无定形金属是一种在励磁时引起大的磁弹性，易于产生振动的材料，不过通过采用上述结构，振动不致传播，因而可以降低噪音。
另外，为了上述的另一个问题，在本发明中采用了下述手段，即，按照本发明，提供一种电感元件，它包括一个具有中空部分的圆筒形磁芯；一个具有矩形横截面外形并容纳磁芯的壳体；以及一个穿过磁芯中空部分和壳体的导线，一个上壳体具有多个构件，这些构件在一个包括所述壳体的至少一条脊线的表面中彼此粘接。
另外，按照本发明，提供一种壳体，该壳体具有矩形横截面外形并容纳一个元件，该元件包括一个具有中空部分的圆筒形磁芯和一条穿过圆筒形磁芯的导线，该壳体包括两个构件，这两个构件在一个包括壳体的至少一条脊线的表面内彼此粘接。
如上所述，当两个构件彼此粘接时，粘接区域的粘接距离可以增加而不增加壳体的尺寸。
图1表示按照本发明第一实施例的电感元件的结构。
图2表示在电感元件中噪音产生量特性的测量。
图3是按照本发明的第二实施例的电感结构的分解图；图4表示电感元件的结构。
图5表示在电感元件中噪音产生量特性的测量。
图6的剖视图表示第二实施例的一个变型实例的电感元件的结构。
图7表示在按照本发明第三实施例的电感元件中噪音产生量特性的测量。
图8是按照本发明第四实施例的电感元件的立体图。
图9是电感元件的壳体的分解图。
图10是壳体的剖视图。
图11是对比实例的剖视图。
图12是变型实例的立体图(1)。
图13是变型实例的立体图(2)。
图14是变型实例的立体图(3)。
具体实施例方式
下面对照附图描述按照本发明的实施例的电感元件和壳体。
<第一实施例>
现在对照图1和2描述按照本发明第一实施例的电感元件。
图1表示电感元件的结构，图2表示在电感元件噪音产生量的测量。如图1所示，在电感元件的结构中，一条导线2穿过具有中空部分3的一个圆筒形芯部1。未设置用于固定芯部1和导线2的一个支承构件，因而芯部1可相对于导线2转动和滑动。
芯部1是通过围绕一个直径为1.8mm的滚筒缠绕美国AlliedSignal Inc.公司生产的一面涂有Sb2O5细粉末的铁基无定形磁性合金箔带制成的，这样制成的芯部的尺寸为1.8mm内径(直径，下面相同)、8.2mm外径(直径、下面相同)和15mm长度。
芯部1的缠绕部分通过火花焊硬化。然后，芯部1在等于或大于居里温度且等于或小于结晶温度的温度下，更具体来说，在435℃的温度下承受热处理。
具有1.8mm直径的导线2插入芯部1的中空部分3以形成元件L1。另外，具有1.6mm直径的导线2插入具有与上述芯部1相同形状且用与上述芯部1相同材料制成的一个芯部1以形成一个元件L2。另外，具有1.0mm直径的导线2插入具有与上述芯部1相同形状且用与上述芯部1相同材料制成的一个芯部1以形成一个元件L3。
因此，在元件L1中，在中空部分3的内壁3A和导线2的外表面2A之间没有间隙。另外，在元件L2和L3中，在中空部分3的内壁3A和导线2的外表面2A之间分别产生0.1mm和0.4mm的间隙。
在下面的表格1所述的测量条件下向三种电感元件供送电流，并用传声器测量各元件的声音产生量。
表格1
图2表示测量情况。在图2中横坐标表示供送的电流的测量频率，纵坐标表示噪音产生量。另外，在图2中，插入的φ1.8、φ1.6和φ1.0的导线的折线图表示相关于导线2具有1.8mm直径的元件L1、导线2具有1.6mm直径的元件L2及导线2具有1.0mm直径的元件L3的测量。
从图2可以看出，在导线2的直径小于芯部1的内径(1.8mm)的元件中噪音产生量较小。例如，与元件L1中的噪音产生量33(dB)相比较，在元件L2和元件L3中噪音量均降至31(dB)。
<第二实施例>
现在对照图3至6描述本发明的第二实施例。图3是电感元件的构件的分解图。图4的剖视图表示电感元件的结构。图5表示在电感元件中的噪音产生量的测量，图6的剖视图表示这个实施例的一个变型实例的电感元件。
在上述第一实施例中，描述了导线2穿过具有中空部分3的芯部1的电感元件的噪音产生量特性。在本实施例中将描述一种电感元件，它设有一个壳体4，该壳体具有密封结构并容纳第一实施例中所述的芯部1。在本实施例中，除壳体4以外的结构与第一实施的结构相同。因此，相同的符号表示相同的构件，并且这里不再赘述。
如图3所示，在电感元件的结构中，一个电感元件具有与第一实施例的电感元件相同的结构，由芯部1和导线2组成，该电感元件被密封在PPS(聚苯硫)树脂制成的壳体4和侧壁构件9(电极)中。壳体4由四个侧壁4A至4D及两个分别具有一个开口部分6的端面构成。
由芯部1和导线2组成的元件插在壳体4的中空部分6中。然后，侧壁构件9在壳体4的两个端部被焊接，以便用粘合剂固定壳体4和侧壁构件9，从而制成按照本发明该实施例的电感元件。
这里，每个侧壁构件9具有一个底壁和四个侧壁9A和9D，底壁覆盖壳体的端面，侧壁相对于底壁弯曲，垂直于底壁设置。四个侧壁9A至9D分别借助粘合剂粘接在壳体4的侧壁4A至4D上，以便密封壳体4。
另外，侧壁9A至9D构成在壳体4的侧壁4A至4D上的导电接触部分。因此，所构制的电感元件能够通过侧壁4A至4D的任意一个表面安装。
应当注意的是，为了方便焊接，在壳体4的底壁中心附近可设置一个开口9E，使导线2穿过该开口。
图4是电感元件的剖视图。如图4所示，PPS树脂制成的壳体4具有中空部分5和开口部分6。导线2穿过的芯部1通过开口部分6装在中空部分5内。
另外，在壳体4中，一对侧壁构件9从两侧覆盖开口部分6。在覆盖时，侧壁构件9和导线2由焊料10焊接起来。
另外，侧壁构件9用粘合剂11粘接在壳体4上。因此，由芯部1和导线2组成的电感元件被壳体4和侧壁构件9密封起来。
应当注意的是，在图4中，壳体4的中空部分5的内径是11.5mm，芯部1的外形是11mm，芯部1的中空部分3的内径是1.8mm，导线2的外形是1.6mm。
图5表示关于图3所示的电感元件的测量。在图5中，指示“采用密封结构”的折线图形表示具有图4所示结构的电感元件中的噪音产生量特性。
另外，在图5中，指示“未采用密封结构”的折线图形表示一个电感元件中的噪音产生量特性，在该电感元件的结构中，未使用图4所示结构中的粘合剂11，因而侧壁构件9和壳体未被粘接。
如图5所示，采用具有密封图4所示电感元件的密封结构的壳体以抑制导线2的振动，能够降低噪音产生量。在这个实例中，在1400(Hz)的频率下，噪音产生量从大约36.5(dB)降低至27.5(dB)。
如上所述，在这个实施例中，元件通过具有中空部分5的壳体4的开口部分6插入以制成具有密封结构的电感元件。但是，本发明的实施例并不局限于这样的结构和方法。
图6表示一个实例，在该实例中，左、右部分4X和4Y组装成壳体4。壳体4是通过用粘合剂粘接左、右部分4X和4Y的粘接区域而制成的。按照这样的结构，壳体4的开口部分6的内径可减小至导线2的外径的数量级，因而能够进一步改善密封效果。
另外，在本发明中，壳体4也可以由在平行于纵向的横截面上分成的几部分组成。另外，壳体4也可以由一个圆筒形部分和一个覆盖部分构成，所述圆筒形部分具有一个开口端部，一个侧壁垂直于壳体4的底部，设置在该开口端部中，所述覆盖部分密封圆筒形部分的开口端部。另外，壳体4X和4Y可以通过超声粘接而不使用粘合剂彼此粘接。另外，壳体4可以由除PPS以外的树脂或除树脂以外的材料制成。
如图3所示，在上述实施例中，侧壁构件9完全覆盖壳体的两个端面。但是，本发明的实施例并不局限于这种结构。例如，如果侧壁构件(电极)9具有一个电极构件，该电极构件的尺寸能覆盖壳体4的开口部分6和延伸至任何一个壳体侧面(4A至4D)的任何一个接触部分(9A至9D)，那么，就可以构制成一种表面安装式电感元件。
在上述实施例中，已经描述了一个实例，在该实例中，芯部1和导线2在表面安装式电感元件中由侧壁构件9密封。但是，本发明的实施例并不局限于这种结构。例如，在电感元件的结构中，壳体4的端部被树脂密封，且导线2以密封状态穿过壳体，甚至在这样的电感元件中，噪音产生量也可以被降低。
<第三实施例>
在该实施例中，将制成两种电感元件，它们的芯部1的外径彼此不同，没有提供图3和4所示电感元件中的那种使用粘合剂11的密封结构。然后测量芯部1和壳体4之间接触而引发的噪音的影响程度。
也就是说，在这个实施例中，一个具有外形为8.2mm、长度为15mm的芯部1的电感元件插入具有内径为8.2mm的开口部分6的壳体4中以制成一个元件L4，以及一个元件L5，其芯部外径为7.6mm。
在这种情形中，在元件L4中，芯部1的外表面与壳体4的中空部分5的内表面紧密接触。另一方面，在元件L5中，在芯部1的外表面和壳体4的中空部分5的内表面之间有一个0.3mm的间隙。
关于这两个元件，通过与第一实施例中相同的方法测量两种元件的声音产生量。
图7表示在这两种元件中的声音产生量的测量。在图7中，由符号Δ表示的φ8.2-φ1.8-15的图形表示在芯部1与壳体4紧密接触的元件L4中的测量。另一方面，由符号●表示的φ7.6-φ1.8-15的图形表示芯部1和壳体4间有间隙的元件L5中的测量。
如图7所示，在整个测量频率范围上，在有间隙的元件L5中的噪音产生量与无间隙的元件L4相比较可减少大约15(dB)。
<第四实施例>
下面描述按照本发明的一种壳体，按照本发明的这种壳体，除了上述实施例1至3以外，是按照下述实施方式构制的。
在这个实施例中，图8是按照这种实施例的电感元件的立体图。另外，图9是表示组成图8所示的壳体14的构件14A和构件14B的分解图。电感元件设有一个芯部1和一导线2，芯部1的形状与图1所示圆筒形芯部1相同，导线2穿过芯部1和容纳图8所示芯部1的壳体14。
电感元件是按照下述过程制成的。首先，无定形金属被缠绕成具有中空部分的芯部1。然后，将导线2穿过芯部1以制成电感元件。
壳体14被成形，使其外观呈长方体形状，内部具有容纳芯部1的容纳空间。如图9所示，壳体14由沿脊线12分开的构件14A和构件14B组成。另外，在壳体14的端面上形成开口部分6。构件14A和构件14B在端面上沿对角线划分开口部分6。
例如，合成树脂如PPS(聚苯硫)可以用作壳体14的材料。
在壳体14中，导线2穿过的电感元件容纳在一个构件14A中，另一个构件14B覆盖构件14A。粘合剂事先涂在构件14A和14B的粘接表面上，构件14A和14B被粘合剂彼此粘接起来。
图10是构件14A的剖视图。另外，图11是壳体14的一个对比实例的剖视图。
如图10所示，在构件14A(和构件14B)中，在壳体的垂直于纸面的矩形横截面上包括脊线12的表面内形成粘接区域。另一方面，在图11所示的对比实例中，在不包括壳体的脊线12的表面内形成粘接区域。
因此，在对比实例中，在壳体的一个薄的部分中形成粘接表面，因而粘接距离短。另一方面，在构件14A中可以保证一个长的粘接距离，从而可以增加粘接区域的面积。
在上述第四实施例中，构件14A和14B是在包括两条脊线12的表面内粘接的，所述两条脊线是在呈长方体形状的壳体14的对角线位置上的。但是，本发明的实施例并不局限于这种结构。
例如，壳体采用芯部1装在壳体14内，然后将导线2穿过壳体的制造过程，在这种壳体中就不必为构成14A和14B分隔开口部分6。图12至14是表示这种结构的立体图。
在图12所示的壳体15中，开口部分6的位置与上述第四实施例的位置相同。应当注意的是，构件14A和构件14B的粘接区域设定在一个位置上，该位置包括长方体的脊线12，并不分开开口部分6。因此，开口部分6是设置在构件14A中的。
另外，在图13所示的壳体16中，粘接区域的位置与上述实施例中的位置相同。但是，开口部分6并不设置在长方体的端面的对角线(端面的中心)上，而是设置在构件14A中。应当注意的是，在如上所述的开口部分不设置在端面中心的情形中，在插入芯部1时导线2必须被弯曲。
另外，图14所示的壳体17由构成长方体形部件的构件14A和14B，以及侧壁构件9组成。在这种情形中，每个侧壁构件9不是沿对角线分开的，并且开口9E不是在粘接区域中分开的。因此，在上述任何结构中，构件14A和14B之间的粘接距离可以被加长。
在上述实施例中，构件14A和14B是用粘合剂彼此粘接的。但是，本发明的实施例并不局限于这种结构。例如，构件14A和构件14B可以借助超声粘接法彼此粘接。
应当注意的是，在上述任何情形中，为了隔绝噪音，最好使用壳体14密封芯部1。
工业实用性如上所述，按照本发明，在设有缠绕式磁芯和导线的电感元件中，可以减轻振动和漏出元件的噪音。
另外，按照本发明，在内装磁芯的壳体中，组成壳体的构件的粘接区域的面积可以增加而并不增加壳体的尺寸，从而可以防止电感元件体积的增加。
权利要求
1.一种电感元件，它包括一个具有中空部分的缠绕式磁芯，该芯部是通过缠绕磁性带形成的；以及一条导线，该导线具有一个小于所述磁芯的中空部分的内径的横截面尺寸，该导线穿过中空部分，其间带有一个间隙。
2.如权利要求1所述的电感元件，其特征在于还包括一个具有密封结构的壳体，该壳体容纳所述磁芯，其中导线以密封状态穿过所述壳体。
3.一种电感元件，它包括一个具有中空部分的缠绕式磁芯，所述芯部是通过缠绕缠绕磁性带形成的，一个用于密封所述缠绕式磁芯的壳体，该壳体具有一个容纳所述缠绕式磁芯的中空部分和金属制成的侧壁构件，所述侧壁构件具有在所述中空部分的两端对着缠绕式磁芯两端的侧表面的覆盖部分，以及从中空部分的两端沿外侧方向延伸的缘部，所述缘部组成对于在中空部分外面设置的待粘接的物体的导电接触部分；以及一条导线，该导线穿过缠绕式磁芯的中空部分，其两端与各自的侧壁构件相连接。
4.如权利要求2或3所述的电感元件，其特征在于所述壳体具有适于磁芯外形的容纳空间，在储存空间的内表面和磁芯的外表面之间设有一个间隙。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电感元件，其特征在于铁基无定形合金带用作所述磁性带。
6.一种电感元件，它包括一个具有中空部分的圆筒形磁芯；一个具有矩形横截面外形的壳体，该壳体容纳磁芯，并且有多个构件，所述构件在包括壳体的至少一条脊线的表面中彼此粘接；以及一条导线，该导线穿过磁芯的中空部分和壳体。
7.一种壳体，它包括两个构件，所述构件在包括壳体的至少一条脊线的表面中彼此粘接，其中所述壳体容纳一个元件，该元件包括一个具有中空部分的圆筒形磁芯和一条穿过磁芯的导线，所述壳体的横截面形状为矩形。
全文摘要
一种电感元件和壳体；所述电感元件包括一缠绕式磁芯，该磁芯具有一个通过在其上缠绕磁性带而形成的中空部分，以及一条导线，该导线具有小于磁芯中空部分内径的横截面尺寸，并且穿过所述中空部分，其中在磁芯和导线间设有一个间隙；所述壳体包括多个彼此组合的构件，其中所述构件在包括一条或多条壳体脊线的一个表面内彼此连接。
文档编号H01F27/02GK1500280SQ0280739
公开日2004年5月26日 申请日期2002年3月29日 优先权日2001年3月30日
发明者大野大吾, 松冈孝 申请人:日本贵弥功株式会社