磁性零件的制作方法

本发明涉及磁性零件。

背景技术：

一般而言，考虑到制造磁性零件时的容易程度，作为电抗器使用的磁性零件是通过组合板状或柱状等的简单的i形状的铁氧体磁心而构成。例如，当关注专利文献1所公开的磁性零件中使用的铁氧体磁心时，该磁性零件具有：互相对置配置的第一铁氧体磁心以及第二铁氧体磁心、隔着间隔件配置于第一铁氧体磁心的一个端部和第二铁氧体磁心的一个端部之间的第三铁氧体磁心、以及隔着间隔件配置于第一铁氧体磁心的另一个端部和第二铁氧体磁心的另一个端部之间的第四铁氧体磁心。而且，这四个铁氧体磁心均具有i形状。另外，在专利文献1所公开的磁性零件中，使用相比金属磁心电阻率高且涡流损耗小的铁氧体磁心，因此能够使线圈上产生的涡流损耗变小，其结果是，能够抑制线圈的发热。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本专利、特许第4331122号

但是，在专利文献1所公开的磁性零件中，存在直流叠加特性差、且容易产生漏磁通的问题。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述情况而完成的，其课题在于提供一种直流叠加特性出色、且能够抑制漏磁通的磁性零件。

上述课题通过以下的本发明而实现。即，

本发明的磁性零件的特征在于具有：第一铁氧体磁心，其一面侧设有两个突出部；第二铁氧体磁心，其一面侧设有两个突出部，并且，该第二铁氧体磁心相对于第一铁氧体磁心配置为该第二铁氧体磁心的两个突出部分别与第一铁氧体磁心的两个突出部相对置；第三铁氧体磁心，其隔着第一间隔件配置于第一铁氧体磁心的一个突出部和与该第一铁氧体磁心的一个突出部对置配置的第二铁氧体磁心的一个突出部之间；第四铁氧体磁心，其隔着第二间隔件配置于第一铁氧体磁心的另一个突出部和与该第一铁氧体磁心的另一个突出部对置配置的第二铁氧体磁心的另一个突出部之间；第一线圈，其被配置为至少第三铁氧体磁心位于该第一线圈的内周侧；第二线圈，其被配置为至少第四铁氧体磁心位于该第二线圈的内周侧，第一间隔件位于第一线圈的内周侧，并且，第二间隔件位于第二线圈的内周侧。

在本发明的磁性零件的一实施方式中，优选：从第一铁氧体磁心的一个突出部的至少顶端部以及第二铁氧体磁心的一个突出部的至少顶端部中选择的至少任意一个部分也位于第一线圈的内侧。

在本发明的磁性零件的另一实施方式中，优选：从第一铁氧体磁心的另一个突出部的至少顶端部以及第二铁氧体磁心的另一个突出部的至少顶端部中选择的至少任意一个部分也位于第二线圈的内侧。

在本发明的磁性零件的另一实施方式中，优选：第三铁氧体磁心由沿其中心轴方向分割的两个以上的柱状铁氧体磁心构成，并且，在该中心轴方向上互相相邻的两个柱状铁氧体磁心之间配置有第三间隔件。

在本发明的磁性零件的另一实施方式中，优选：第三间隔件的厚度大于第一间隔件的厚度。

在本发明的磁性零件的另一实施方式中，优选：第四铁氧体磁心由沿其中心轴方向分割的两个以上的柱状铁氧体磁心构成，并且，在该中心轴方向上互相相邻的两个柱状铁氧体磁心之间配置有第四间隔件。

在本发明的磁性零件的另一实施方式中，优选：第四间隔件的厚度大于第二间隔件的厚度。

在本发明的磁性零件的另一实施方式中，优选：第一铁氧体磁心具有平板状的基座部和设置在该基座部的一面上的两个突出部，并且，基座部形成为：在与两个突出部的中心轴垂直的平面方向上，相比由两个突出部和被该两个突出部所包围的部分构成的区域更加朝向外侧延伸。

本发明的磁性零件的另一实施方式中，优选：第二铁氧体磁心具有平板状的基座部和设置在该基座部的一面上的两个突出部，并且，基座部形成为：在与两个突出部的中心轴垂直的平面方向上，相比由两个突出部和该两个突出部之间的部分构成的区域更加朝向外侧延伸。

(发明效果)

根据本发明，能够提供一种直流叠加特性出色、且能够抑制漏磁通的磁性零件。

附图说明

图1是表示本实施方式的磁性零件的一例的外观立体图。

图2是图1所示的磁性零件的主视图。

图3是作为比较例示出的磁性零件的主视图。

图4是表示构成磁性零件的铁氧体磁心内部的磁通密度分布的模拟结果的一例的模式图。在此，图4中的(a)是表示图3中作为比较例示出的磁性零件的磁通密度分布的模式图，图4中的(b)是表示图2中所示的本实施方式的磁性零件的磁通密度分布的模式图，图4中的(c)是表示图2中所示的本实施方式的磁性零件的变形例的磁通密度分布的模式图。

图5是表示图2中所示的本实施方式的磁性零件以及图3中作为比较例示出的磁性零件的直流叠加特性的测量结果的图表。

图6是表示磁性零件的铁氧体磁心外部的漏磁通的磁通密度分布的模拟结果的一例的模式图。在此，图6中的(a)是表示图3中作为比较例示出的磁性零件的磁通密度分布的模式图，图6中的(b)是表示图2中所示的本实施方式的磁性零件的磁通密度分布的模式图，图6中的(c)是表示图2中所示的本实施方式的磁性零件的变形例的磁通密度分布的模式图。

图7是表示本实施方式的磁性零件的另一例的主视图。

图8是从设置有突出部的一侧观察使用于本实施方式的磁性零件中的第一铁氧体磁心以及第二铁氧体磁心时的模式图。在此，图8中的(a)是表示第一铁氧体磁心以及第二铁氧体磁心的一例的图，图8中的(b)是表示第一铁氧体磁心以及第二铁氧体磁心的另一例的图。

(符号说明)

10、10a、10b、10c磁性零件

20磁性零件

100u、100u1、100u2(第一)铁氧体磁心

100d、100d1、100d2(第二)铁氧体磁心

102基座部

102s一面

104l、104r突出部

110l(第三)铁氧体磁心

100r(第四)铁氧体磁心

112柱状铁氧体磁心

200l(第一)间隔件

200r(第二)间隔件

210l(第三)间隔件

210r(第四)间隔件

300l(第一)线圈

300r(第二)线圈

400u、400d铁氧体磁心

具体实施方式

图1和图2是表示本实施方式的磁性零件的一例的图，其中，图1是外观立体图，图2是在图1所示的本实施方式的磁性零件中将第一线圈和第二线圈透明化后的主视图。在此，图2中以虚线表示的部分为第一线圈和第二线圈。另外，在图1～图2、后述的图3以及图3之后的各图中，图中所示的箭头xyz为相互垂直的方向。

如图1和图2所示，本实施方式的磁性零件10a(10)作为磁心而具有第一铁氧体磁心100u、第二铁氧体磁心100d、第三铁氧体磁心110l以及第四铁氧体磁心110r。第一铁氧体磁心100u和第二铁氧体磁心100d分别在平板状的基座部102的一面102s侧设有两个突出部104l、104r。而且，第一铁氧体磁心100u和第二铁氧体磁心100d被配置为：第一铁氧体磁心100u的两个突出部104l、104r分别与第二铁氧体磁心100d的两个突出部104l、104r相对置。即，互相分离配置的两个突出部104l彼此对置，互相分离配置的两个突出部104r彼此对置。

另外，在第一铁氧体磁心100u的一个突出部104l和与该第一铁氧体磁心100u的一个突出部104l对置配置的第二铁氧体磁心100d的一个突出部104l之间，隔着第一间隔件(spacer)200l而配置有第三铁氧体磁心110l。同样地，第一铁氧体磁心100u的另一个突出部104r和与该第一铁氧体磁心100u的另一个突出部104r对置配置的第二铁氧体磁心100d的另一个突出部104r之间，隔着第二间隔件200r而配置有第四铁氧体磁心110r。

因此，第一间隔件200l分别在第一铁氧体磁心100u和第三铁氧体磁心110l之间、以及第二铁氧体磁心100d和第三铁氧体磁心110l之间形成第一磁隙，第二间隔件200r分别在第一铁氧体磁心100u和第四铁氧体磁心110r之间、以及第二铁氧体磁心100d和第四铁氧体磁心110r之间形成第二磁隙。

因此，第一间隔件200l的厚度t1相当于第一磁隙的距离t1，第二间隔件200r的厚度t2相当于第二磁隙的距离t2。

另外，第三铁氧体磁心110l和第四铁氧体磁心110r分别由沿各自的中心轴c3、c4方向(与z方向平行的方向)分割的两个柱状铁氧体磁心112构成。而且，在第三铁氧体磁心110l和第四铁氧体磁心110r中，在各自的中心轴c3、c4方向上互相相邻的两个柱状铁氧体磁心112之间分别设有：形成第三磁隙的第三间隔件210l以及形成第四磁隙的第四间隔件210r。在此，第三间隔件210l的厚度t3相当于第三磁隙的距离t3，第四间隔件210r的厚度t4相当于第四磁隙的距离t4。另外，在图2所示的例子中，被设定为t1＝t2、t3＝t4、t1＞t3以及t2＞t4。

另外，本实施方式的磁性零件10a具有第一线圈300l和第二线圈300r，其中，第一线圈300l在第一铁氧体磁心100u和第二铁氧体磁心100d之间被配置为至少第三铁氧体磁心110l位于该第一线圈300l的内周侧，第二线圈300r在第一铁氧体磁心100u和第二铁氧体磁心100d之间被配置为至少第四铁氧体磁心110r位于该第二线圈300r的内周侧。

进而，在本实施方式的磁性零件10a中，第一间隔件200l、第三间隔件210l以及互相对置配置的两个突出部104l的顶端部位于第一线圈300l的内周侧，第二间隔件200r、第四间隔件210r以及互相对置配置的两个突出部104r的顶端部位于第二线圈300r的内周侧。

另一方面，作为用于高频电抗器的磁心，当使用导磁率高且电阻大的铁氧体磁心时，与使用如下的压粉磁心等时相比具有压倒性的优势，其中，该压粉磁心的电阻小，并且，当被施加khz～mhz级的高频交流磁场时，因涡流引起的发热损耗变得非常大。但是，铁氧体磁心存在容易磁饱和的缺点。

因此，当如图3中所例示的磁性零件20那样，形成磁隙的间隔件200l、200r分别位于线圈300l、300r的外侧时，位于线圈300l、300r外部的磁隙中的磁阻变大，因此，当电流在线圈300l、300r中流通时，四个铁氧体磁心100u、100d、110l、110r整体的磁通分布中容易产生较大偏差。其结果是，也难以获得充分的直流叠加特性。

在此，图3中所例示的比较例(磁性零件20)与图2中所例示的本实施方式的磁性零件10a相比，除了以下的(i)、(ii)的点之外，具有与该磁性零件10a相同的结构，其中，(i)取代铁氧体磁心100u、100d而使用从铁氧体磁心100u、100d中去掉突出部104l、104r的铁氧体磁心400u、400d，(ii)与去掉突出部104l、104r相对应地，将铁氧体磁心110r、110l的z方向上的长度相应地进行延长。

其结果是，在图3所示的磁性零件20中，形成磁隙的间隔件200l、200r分别位于线圈300l、300r的外侧。

但是，在本实施方式的磁性零件10a中，由于形成磁隙的间隔件200l、200r分别位于线圈300l、300r的内周侧，因此，能够使位于线圈300l、300r内的磁隙中的磁阻变得更小。因此，当电流在线圈300l、300r中流通时，四个铁氧体磁心100u、100d、110l、110r整体的、尤其是这些铁氧体磁心中的铁氧体磁心110l、110r中的磁通分布的偏差被改善，其结果是，直流叠加特性也得到较大改善。进而，由于产生漏磁通的磁隙位于线圈300l、300r的内周侧，因此，线圈300l、300r能够屏蔽从磁隙产生的漏磁通，从而能够抑制漏磁通的产生。

另外，为了通过进一步改善磁通分布的偏差从而进一步改善直流叠加特性，优选：如图1和图2中所例示那样，从第一铁氧体磁心100u的一个突出部104l的至少顶端部和第二铁氧体磁心100d的一个突出部104l的至少顶端部中选择的至少任意一个部分也位于第一线圈300l的内侧。这对于另一个突出部104r和第二线圈300r也是相同。另外，更优选突出部104l、104r整体分别位于线圈300l、300r的内周侧。

接下来，对于针对本实施方式的磁性零件10进行的、铁氧体磁心内部的磁通密度分布的模拟结果、直流叠加特性的测量结果以及铁氧体磁心外部的漏磁通的磁通密度分布的模拟结果进行说明。

图4是表示构成磁性零件的铁氧体磁心内部的磁通密度分布的模拟结果的一例的模式图，在图中仅示出了构成磁性零件的铁氧体磁心以及线圈。另外，图中所示的黑白的色阶(gradation)表示磁通密度的相对高低，颜色越深则意味着磁通密度越高。在此，图4中的(a)是表示图3中所示的磁性零件20的磁通密度分布的模式图，图4中的(b)是表示图2中所示的本实施方式的磁性零件10a的磁通密度分布的模式图，图4中的(c)是表示本实施方式的磁性零件10b(10)的磁通密度分布的模式图。另外，关于这三个磁性零件10a、10b、20的磁通密度分布的模拟条件，除了用于模拟的磁性零件10a、10b、20的形状、结构不同之外，其余方面被设定为完全相同。

另外，磁性零件10b是在图2所示的磁性零件10a中取代t1＞t3以及t2＞t4的设定而设定为t1＜t3以及t2＜t4的磁性零件。另外，t1和t3的总和以及t2和t4的总和在磁性零件10a和磁性零件10b中被设定为相等。

如图4所示，与第一间隔件200l和第二间隔件200r(第一磁隙以及第二磁隙)分别位于线圈300l、300r的外侧的磁性零件20相比，在第一间隔件200l和第二间隔件200r(第一磁隙以及第二磁隙)分别位于线圈300l、300r的内周侧的本实施方式的磁性零件10中，铁氧体磁心100u、100d、110l、110r内、尤其是铁氧体磁心100u、100d内的磁通密度分布得到大幅度改善(均等化)。

图5是表示图2中所示的本实施方式的磁性零件10a以及图3中所示的磁性零件20的直流叠加特性的测量结果的图表，其中，纵轴表示电感值的变化率δl/l(％)，横轴表示线圈300l、300r中流通的电流的电流值idc(a)。另外，图表中，以实线表示的线指图2中所示的本实施方式的磁性零件10a的直流叠加特性，以虚线表示的线指图3中所示的磁性零件20的直流叠加特性。由图5可知：与磁性零件20相比，本实施方式的磁性零件10a能够获得更加出色的直流叠加特性。

图6是表示磁性零件的铁氧体磁心外部的漏磁通的磁通密度分布的模拟结果的一例的模式图，在图中仅示出了构成磁性零件的铁氧体磁心以及线圈。另外，图中所示的黑白的色阶表示漏磁通的磁通密度分布的相对高低，颜色越深则意味着漏磁通的磁通密度越高。在此，图6中的(a)是表示图3中所示的磁性零件20的漏磁通的磁通密度分布的模式图，图6中的(b)是表示图2中所示的本实施方式的磁性零件10a的漏磁通的磁通密度分布的模式图，图6中的(c)是表示本实施方式的磁性零件10b的漏磁通的磁通密度分布的模式图。另外，关于这三个磁性零件10a、10b、20的漏磁通的磁通密度分布的模拟条件，除了用于模拟的磁性零件10a、10b、20的形状、结构不同之外，其余方面被设定为完全相同。

如图6所示，与第一间隔件200l和第二间隔件200r(第一磁隙以及第二磁隙)分别位于线圈300l、300r的外侧的磁性零件20相比，在第一间隔件200l和第二间隔件200r(第一磁隙以及第二磁隙)分别位于线圈300l、300r的内周侧的本实施方式的磁性零件10中，由第一磁隙和第二磁隙引起的漏磁通得到大幅度改善。

接下来，对本实施方式的磁性零件10的变形例进行说明。

如图2中所例示，在本实施方式的磁性零件10中，铁氧体磁心110l、110r分别沿各自的中心轴c3、c4方向被分割为两个铁氧体磁心，但也可以不进行分割。即，也可以省略第三磁隙、第四磁隙、以及配置于这些磁隙中的间隔件210l、210r。但是，通常优选：铁氧体磁心110l、110r分别由沿各自的中心轴c3、c4方向分割的两个以上的柱状铁氧体磁心112构成，并且，在各自的中心轴c3、c4方向上互相相邻的两个柱状铁氧体磁心112之间分别配置有间隔件210l、210r。通过适当地选择铁氧体磁心110l、110r的分割数、换言之适当地选择磁性零件10整体中的磁隙的总数量，能够调整电感值。另外，当磁隙的数量增加时，能够缩短每个磁隙的距离，因此，能够进一步抑制磁性零件10整体中的漏磁通。

另外，能够适当地选择决定磁隙的距离的间隔件200l、200r、210l、210r的厚度t1、t2、t3、t4。但是，当t1和t3的和以及t2和t4的和为固定的值时，与如磁性零件10a那样t1＞t3以及t2＞t4相比，更优选如磁性零件10b那样t1＜t3以及t2＜t4。该情况下，从图4中的(b)～图4中的(c)以及图6中的(b)～图6中的(c)明确可知：能够进一步改善铁氧体磁心100u、100d、110l、110r内、尤其是铁氧体磁心100u、100d内的磁通密度分布，并且，能够进一步抑制磁通向磁性零件10的外部泄漏。

另外，在图2所示的磁性零件10a中，构成铁氧体磁心100u、100d的突出部104l、104r在x方向上被设置在基座部102的最为两端侧的位置处，但是也可以如图7所示的磁性零件10c(10)那样设置在相比两端侧稍微朝向内侧的位置处。该情况下，能够缩小线圈300l相对于铁氧体磁心100u、100d的一端侧的x方向上的突出量、以及线圈300r相对于铁氧体磁心100u、100d的另一端侧的x方向上的突出量，因此能够使磁性零件10更加小型化。

另外，由同样的观点出发，优选铁氧体磁心100u、100d具有基座部102，该基座部102形成为：在与两个突出部104l、104r各自的中心轴cl、cr垂直的平面(xy平面)方向上，相比由两个突出部104l、104r和被该两个突出部104l、104r所包围的部分构成的区域更加朝向外侧延伸。

图8是表示从设置有突出部104l、104r的一侧的面(一面102s)侧观察铁氧体磁心100u、100d时的模式图，其中，图8中的(a)是一例，图8中的(b)是另一例。

图8中的(a)所示的铁氧体磁心100u1(100u)、100d1(100d)，是在xy平面呈大致正八角形的平板状的基座部102的一面102s上，沿x方向设有两个突出部104l、104r。该两个突出部104l、104r被设置为与基座部102的x方向两端侧的边一致。但是，基座部102形成为：在与两个突出部104l、104r各自的中心轴cl、cr垂直的平面(xy平面)方向上，相比由两个突出部104l、104r和被该两个突出部104l、104r所包围的部分构成的区域a更加朝向外侧延伸。

图8中的(b)所示的铁氧体磁心100u2(100u)、100d2(100d)，是在xy平面呈大致长方形的平板状的基座部102的一面102s上，沿x方向设有两个突出部104l、104r，其中，上述大致长方形的长边位于x方向上。另外，基座部102形成为：在与两个突出部104l、104r各自的中心轴cl、cr垂直的平面(xy平面)方向上，相比由两个突出部104l、104r和被该两个突出部104l、104r所包围的部分构成的区域a更加朝向外侧延伸。

另外，图2等中所例示的本实施方式的磁性零件10具有在图中将磁性零件10以与x方向垂直的平面(yz平面)分为两部分的情况下呈对称的结构，但也可以具有非对称的结构。

本实施方式的磁性零件10还可以进一步具有图中所示以外的部件，例如，当用作电抗器时，也可以具有线圈架或者绝缘片、清漆层、由支架或螺钉等构成的固定部件等。即，为了使线圈300l、300r和位于线圈300l、300r的内周侧的部件(铁氧体磁心110l、110r)等绝缘，可以在两个部件之间配置由筒体状的部件构成的线圈架或纸等的绝缘片。另外，为了形成清漆层，可以通过将磁性零件10放入填满清漆的清漆槽中进行浸渍处理等，从而形成覆盖磁性零件10的外表面整体的清漆层。另外，为了不使组装好的磁性零件10被拆解，也可以使用从铁氧体磁心100u、100d的与铁氧体磁心110l、110r的设置侧呈相反侧的面侧夹持并固定的支架等的固定部件。

另外，在本实施方式的磁性零件10中，也可以取代铁氧体磁心100u、100d、110l、110r而使用由其他的材料形成的磁心。