电磁感应器及电磁感应器的制造方法与流程

本发明涉及电磁感应器及电磁感应器的制造方法，特别涉及包括组合多个磁芯片而构成的磁芯的电磁感应器及电磁感应器的制造方法。

背景技术：

以往，作为开关电源用变压器或扼流圈而使用的电磁感应器例如包括线轴、卷绕在线轴的轴周围的线圈、使用了铁氧体磁芯等的磁芯而构成。磁芯例如如ui型、ei型、uu型那样，组装成在接合面使两个类型的磁芯对接，形成一个闭合磁路。除了在接合面特意形成间隙(gap)的情况，由于形成间隙会对磁特性带来影响，所以需要以尽可能地在接合面不产生间隙的方式进行固定。作为固定方法，通常在利用胶带固定磁芯之后进行浸漆处理，或者使用粘接剂。例如在专利文献1中，公开了使用了粘接剂的ei型铁氧体磁芯的固定方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-57942号公报

技术实现要素：

技术问题

然而，这些组装方法需要浸渍后的漆固化时间、涂布粘接剂后的固化时间，因作业方法和/或管理方法的不一致性而对品质产生偏差。作为结果，在接合面产生间隙和/或错位，成为电气故障和/或出声响等不良现象的原因。作为这些问题的原因之一，是由在制造铁氧体磁芯时的烧制条件带来的偏差所导致的铁氧体磁芯的尺寸公差与普通的金属模制品相比极大。其结果，需要使线轴尺寸较为充裕，因而存在在接合面产生间隙和/或错位的问题。另外，例如，当在线圈中流通电流时，则线圈和/或磁芯产生热，存在由于线圈、磁芯、线轴等的热膨胀率的不同而缓缓地在接合面产生间隙和/或错位这样的因随时间的变化导致的在接合面产生间隙和/或错位的问题。

本发明为了解决这样的课题而完成，目的在于提供能够稳定地且适当地使磁芯的接合面匹配的电磁感应器及电磁感应器的制造方法。

技术方案

为了实现上述的目的，本发明提供一种电磁感应器，其特征在于，具备：磁芯保持体，保持磁芯；两个磁芯片，通过上述磁芯保持体保持；以及施力单元，对上述两个磁芯片中的一个施加力，上述两个磁芯片中的至少一个为包括基部和多个磁腿的带腿磁芯，上述两个磁芯片以上述两个磁芯片的接合面对接而形成磁路的方式配置，且在被上述施力单元按压的状态下通过上述磁芯保持体被保持。

根据这样构成的本发明，两个磁芯片在被施力单元按压的状态下通过磁芯保持体保持。由此，两个磁芯片的接合面保持为相互按压的状态，两个磁芯片被固定。这样通过在磁芯的接合面一直作用有一定的按压力而固定两个磁芯片，从而能够将磁芯的接合面保持在稳定的状态，能够抑制因在制作电磁感应器时产生的尺寸误差和/或随时间的变化等所导致的接合面的间隙和/或错位的产生。

另外，为了实现上述的目的，本发明提供一种电磁感应器，其特征在于，具备：线圈；磁芯保持体，其包括设置于供上述线圈卷绕的主体和该主体的两端部的侧板部，在该主体的中央部形成有沿该主体的轴向贯通该主体和该侧板部的贯通孔，并且在该侧板部形成有隔着该贯通孔的宽度而对称地延伸的一对腿部；i型磁芯，其贯通上述贯通孔而配置；u型磁芯，其包括基部和该基部的两端部的一对磁腿，该一对磁腿的内侧面配置在上述侧板部的外表面上，并且以该一对磁腿的前端面与从上述贯通孔突出的上述i型磁芯的两端部的侧面对接而形成磁路的方式进行配置；以及施力单元，其接触到上述i型磁芯，配置在与配置有上述u型磁芯的一侧相反的一侧，在上述磁芯保持体的上述一对腿部的延伸方向的各个前端面，形成有将上述u型磁芯锁定在上述磁芯保持体的内侧的锁定部，上述u型磁芯在通过上述i型磁芯按压了上述施力单元的状态下，通过上述锁定部锁定，上述u型磁芯的一对磁腿的前端面和上述i型磁芯的两端部的侧面保持为相互被按压的状态而上述i型磁芯和上述u型磁芯被固定。

根据这样构成的本发明，u型磁芯在通过i型磁芯按压施力单元的状态下通过锁定部锁定，被按压的施力单元通过其恢复力而将i型磁芯向u型磁芯侧按压，被按压的u型磁芯通过锁定部而承受向i型磁芯侧的力。由此，i型磁芯的两端部的侧面和u型磁芯的一对磁腿的前端面，即i型磁芯和u型磁芯的接合面保持为相互按压的状态，i型磁芯和u型磁芯被固定。通过这样固定i型磁芯和u型磁芯，能够抑制因在制作电磁感应器时产生的尺寸误差和/或随时间的变化等所导致的接合面的间隙和/或错位的产生。

另外，在本发明中，优选地，上述施力单元为安装于上述磁芯保持体的板簧。

根据这样构成的本发明，施力单元可以为板簧。由此，i型磁芯和u型磁芯由于在推压(压缩)板弹簧的状态下安装于磁芯保持体，所以可以使i型磁芯为一直被按向板簧的状态。

另外，在本发明中，优选地，在上述侧板部中，形成有连结分别形成于上述一对腿部的延伸方向的前端部的沿着上述主体的轴向向外侧突出的部分的桥接部，在该桥接部的上述一对腿部的延伸方向的前端面形成有将上述u型磁芯锁定在上述磁芯保持体的内侧的锁定部。

根据这样构成的本发明，能够在桥接部的内侧收纳u型磁芯，并且使用形成于桥接部的锁定部而以更稳定的状态保持u型磁芯。

另外，在本发明中，优选地，在上述磁芯保持体，安装有从上述一对腿部的延伸方向的各个前端面向该延伸方向突出的端子，并且分别形成有能够插通该前端面的各个和上述侧板部的内侧面的插通孔，上述线圈的引出线穿过该插通孔而连接到该端子的各个。

根据这样构成的本发明，能够构成为将卷绕到主体的线圈的引出线连接到安装于磁芯保持体的端子。由此，能够形成将端子插入到基板而使用的电磁感应器。

另外，在本发明中，优选地，上述电磁感应器还具备由在上述u型磁芯的基部卷绕一次的板状的导体构成的初级线圈，上述线圈为由卷绕多次的导线构成的次级线圈。

根据这样构成的本发明，能够形成用作将相对低电压且高电流的电力变换为高电压且低电流的变压器的电磁感应器。

另外，为了实现上述的目的，本发明提供一种电磁感应器的制造方法，其特征在于，是使用磁芯保持体而制造的电磁感应器的制造方法，上述磁芯保持体包括供上述线圈卷绕的主体和形成于该主体的两端部的侧板部，在该主体的中央部形成有沿该主体的轴向贯通该主体和该侧板部的贯通孔，并且在该侧板部形成有隔着该贯通孔的宽度而对称地延伸的一对腿部，上述电磁感应器的制造方法包括如下步骤：在上述主体卷绕线圈的步骤；贯通上述贯通孔而配置i型磁芯，并且使施力单元接触到上述i型磁芯而配置步骤；以及，以包括基部和该基部的两端部的一对磁腿的u型磁芯的一对磁腿的内侧面配置在上述侧板部的外表面上，且该一对腿部的前端面与从上述贯通孔突出的上述i型磁芯的两端部的侧面对接而形成磁路的方式，配置该u型磁芯的步骤，配置上述u型磁芯的步骤具有：在将上述u型磁芯通过上述i型磁芯按向上述施力单元的状态下，通过形成于在上述磁芯保持体的上述一对腿部的延伸方向的各个前端面的锁定部而保持所述u型磁芯的步骤。

根据这样构成的本发明，通过利用锁定部将u型磁芯向i型磁芯侧按压而锁定，被按压的施力单元通过其恢复力将i型磁芯向u型磁芯侧按压，被按压的u型磁芯通过锁定部承受向i型磁芯侧的力。由此，i型磁芯的两端部的侧面和u型磁芯的一对的磁腿的前端面，即i型磁芯和u型磁芯的接合面保持为相互按压的状态，i型磁芯和u型磁芯被固定。通过这样固定i型磁芯和u型磁芯，能够抑制因在制作电磁感应器时产生的尺寸误差和/或随时间的变化等所导致的接合面的间隙和/或错位的产生。进而，由于能够免除或减少以往的胶带处理和浸漆处理处理或者利用粘接剂的处理，所以能够利用更简易的方法，进一步更加低廉地组装电磁感应器。

发明效果

根据本发明的电磁感应器及电磁感应器的制造方法，能够稳定地适当地整合磁芯的接合面。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的电磁感应器的分解立体图。

图2是本发明的一个实施方式的电磁感应器的立体图。

图3是图2的电磁感应器中的线轴的立体图。

图4是图2的电磁感应器中的线轴的侧视图。

图5是图2的电磁感应器中的线轴的仰视图。

图6是图2的电磁感应器的仰视图

图7是图2的电磁感应器中的与主体的轴向平行的面的剖视图。

符号说明

1：电磁感应器

10：线轴(磁芯保持体)

11：主体

11a：贯通孔

12：侧板部

12a：凸缘部

12b：腿部

12c：端子座

12d：桥接部

12e：窗部

12f：锁定部

13：端子

20：i型磁芯

30：u型磁芯

31：基部

32：磁腿

40：施力单元

50：初级线圈

51：绝缘盖

60：次级线圈

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。应予说明，在各图中，只要没有特别说明，相同的符号表示相同或者对应的部分，另外，为了方便，存在部件或者部分的纵横比例尺与实际不同的情况。虽然对本发明的电磁感应器作为主要应用于基板安装用的电流互感器的电磁感应器进行说明，但本发明的电磁感应器也可以应用于普通的变压器和/或扼流圈。

图1是本发明的一个实施方式的电磁感应器1的分解立体图，图2是该电磁感应器1的立体图。电磁感应器1包括线轴10、i型磁芯20、u型磁芯30、施力单元40、初级线圈50以及次级线圈60。应予说明，包括图1在内的各图中，为了使说明变得简单而示出相互正交的x方向、y方向以及z方向的坐标轴。另外，在本说明书中，只要没有特别说明，上方表示+z轴向，下方表示-z轴向。

图3是图2的电磁感应器1中的线轴10的立体图，图4是该线轴10的(从x轴向观察)侧视图，图5是该线轴10的(从下方向观察)仰视图。线轴10包括供线圈卷绕的主体11和设置于主体11的轴向(y轴向)的两端部的侧板部12。在线轴10形成有在主体11的轴向贯通主体11和侧板部12的贯通孔11a。应予说明，为了确保卷绕线圈的空间，如图4所示，线轴10优选形成为在主体11的下方不设置线轴10的构成元件，例如侧板部12的构成元件。

侧板部12构成为包括凸缘部12a和一对腿部12b，凸缘部12a在主体11的两端部以夹住卷绕到主体11的线圈的方式与主体11的轴向正交地形成，一对腿部12b在凸缘部12a的主体11轴向上的外侧的面上隔着贯通孔11a对称地延伸，且进一步从凸缘部12a(下方)突出并延伸而形成。其中，一对腿部12b隔着贯通孔11a的宽度对称地延伸而形成即可，例如也可以从凸缘部12a外周的下方的一边沿垂直方向隔着贯通孔11a的宽度向下方对称地延伸而形成。

各个腿部12b在延伸的方向的前端部，形成有端子座12c。

各个端子座12c具备端子13，端子13从腿部12b延伸的方向(下方)的前端面向该延伸方向突出。突出的端子13被插入到布线基板(未图示)。

如图3所示，在侧板部12进一步形成有桥接部12d，桥接部12d连结在一对腿部12b的各个端子座12c形成的向主体11的轴向的外侧凸出的部分。通过这样构成的凸缘部12a、腿部12b、桥接部12d，形成有如后所述用于收纳u型磁芯30的窗部12e。

如图5所示，腿部12b和桥接部12d的在腿部12b的延伸方向的前端面，形成有将在靠近主体11的方向(上方)穿过了窗部12e的部件锁定在线轴10的内侧(上方)的锁定部12f。锁定部12f可以包括通常的锁定机构，优选地，形成为向一对腿部12b之间的空间突出。

在另一个例子中，可以使锁定部12f成为爪状的固定部件。在该情况下，可以使该固定部件成为选择性地向一对腿部12b之间的空间突出的状态，或者收纳在安装有该固定部件的腿部12b或桥接部12d的面内的状态。

线轴10是上述的构成元件一体成型的部件。然而，线轴10也可以是将分开的各构成元件通过粘接、固定而成为一体的部件。线轴10例如由聚对苯二甲酸(pet)和/或苯酚(pf)等绝缘性树脂制成。

i型磁芯20为立方体的形状的磁芯，例如为铁氧体磁芯和/或压粉磁芯。i型磁芯20配置成贯通贯通孔11a，且两端部从贯通孔11a突出的状态。

施力单元40如图1所示与i型磁芯20邻接(接触)而配置在与u型磁芯30所配置的一侧相反的一侧。即，施力单元40配置对线圈通电时形成的磁路的外侧。施力单元40由具有压缩弹簧(按压弹簧)这样的性质的部件构成。举一个例子，施力单元40为安装于线轴10的板簧。板簧是当以压缩的状态安装于线轴10时，利用其恢复力按压其接触的i型磁芯20的部件。在另一个例子中，施力单元40为与线轴10一体成形的板簧。

u型磁芯30为由基部31和基部31的两端部的一对磁腿32构成的u形状的磁芯，优选为与i型磁芯20相同的材料。u型磁芯30配置成，一对磁腿32的内侧面配置在线轴10的一对腿部12b间的凸缘部12a(侧板部12)的外表面上，且一对磁腿32的前端面从下方与从贯通孔11a突出的i型磁芯20的两端部的侧面对接而形成磁路。此时，u型磁芯30配置成，在向上方按压i型磁芯20，再通过i型磁芯20按压施力单元40的状态下，如图6所示，被锁定部12f锁定。在该状态下，被按压的施力单元40通过其恢复力将i型磁芯20向u型磁芯30侧按压，被按压的u型磁芯30通过锁定部12f承受向i型磁芯20侧的力。作为结果，i型磁芯20的两端部的侧面和u型磁芯30的一对磁腿32的前端面保持为相互按压的状态。

这样，通过在磁芯的接合面一直作用一定的按压力而固定i型磁芯20和u型磁芯30，能够抑制因制作电磁感应器时产生的尺寸误差和/或随时间的变化等导致的接合面的间隙和/或错位的产生。

由于如上所述而构成，所以i型磁芯20优选构成为从贯通孔11a的两端突出与u型磁芯30的磁腿32的前端面的宽度(y轴方向的长度)对应的长度。另外，施力单元40优选为能够覆盖i型磁芯20的侧面的大小。

另外，通过上述的构成，能够在桥接部12d的内侧收纳u型磁芯30，并且使用形成于桥接部12d的锁定部12f而以更稳定的状态保持u型磁芯30。但在侧板部12，也可以不形成桥接部12d。

初级线圈50为在u型磁芯30的基部31卷绕一次的线圈，例如是两端部被折弯的板状的导体。板状的导体优选为铜板。次级线圈60是卷绕到线轴10的主体11的导线，导线可以为一个或者多个利兹线，也可以为一个或者多个单线。由于初级线圈50和次级线圈60接近地配置，所以如图1所示，在线轴10的内侧部分的初级线圈50安装有绝缘盖51。

初级线圈50的两端直接插入到布线基板(未图示)。在线轴10的内部，与每个端子13对应地分别形成有能够供凸缘部12a的配置有主体11的一侧的内侧面和腿部12b延伸的方向的前端面插通的插通孔(未图示)，次级线圈60的引出线穿过各自的插通孔而被引出，连接到端子13。在次级线圈60为一个线圈的情况下，次级线圈60的引出线的两端分别连接到从形成于主体11的一个端部的侧板部12的一对腿部12b突出的端子13。在该情况下，在从形成于主体11的另一端部的侧板部12的一对腿部12b突出的端子13，不连接线圈的引出线。

在一个变形例中，对于初级线圈50而言，代替卷绕到u型磁芯30的基部31，与次级线圈60同样地被卷绕到线轴10的主体11。在该情况下，初级线圈50和次级线圈60例如通过卷绕绝缘带而被绝缘。另外，在该情况下，初级线圈50的引出线连接到从形成于不连接次级线圈60的引出线的主体11的另一个端部的侧板部12的一对腿部12b突出的端子13。

图7是图2的电磁感应器1中的与主体11的轴向平行的面的剖视图vii-vii。如图所示，被按压的施力单元40按压i型磁芯20，再通过i型磁芯20按压u型磁芯30的一对磁腿32的前端面，另一方面，被按压的u型磁芯30保持为通过锁定部12f被锁定且承受向i型磁芯20侧的力的状态，两个磁芯片被固定。

上述的线轴10为磁芯保持体的一个例示。另外，i型磁芯20和u型磁芯30为保持于磁芯保持体的两个磁芯片中的一个的例示。例如，u型磁芯30还可以为e型磁芯，在该情况下，通过构成为在线轴10增设主体11和/或侧板部12等，将e型磁芯的中央部的磁腿向i型磁芯20的中央部的侧面按压，能够形成以在两个磁芯片的磁芯的接合面不产生间隙和/或错位的方式能够固定的电磁感应器。

接下来，对电磁感应器1的制造方法进行说明。首先，准备图3所示的线轴10，将次级线圈60卷绕到主体11，使次级线圈60的两端的引出线插入到各自的插通孔，连接到各自的端子13而预固定。在预固定后，通过对在焊槽利用浸渍(dip)等进行了预固定的位置进行焊接而连接次级线圈60和端子13。

接着，使i型磁芯20和接触到i型磁芯20的板簧(施力单元)40贯通于贯通孔11a而配置。此时，如图1所示，板簧40接触到i型磁芯20的上侧侧面地配置。

另外，对于两端部被折弯的初级铜板(初级线圈用铜板)50而言，以使被折弯的两端部的前端成为下方，如图1所示，以主体11的轴向(y轴方向)和初级铜板50的中央部分的轴向垂直的方式，向主体11的下侧配置。在配置之前，在初级铜板50的中央部分安装绝缘片。应予说明，初级铜板50的两端部可以在将初级铜板50在安装于线轴10之后折弯。

为了保持该状态，u型磁芯30的一对磁腿32的内侧面配置在线轴10的一对腿部12b间的凸缘部12a的外表面上，且以一对磁腿32的前端面与从贯通孔11a突出的i型磁芯20的两端部的侧面对接而形成磁路的方式，从初级铜板50的下侧向上方配置u型磁芯30。此时，使一对磁腿32从下侧向上方穿过窗部12e内而配置u型磁芯30。

为了在如上所述配置的状态下固定u型磁芯30的位置，将u型磁芯30向i型磁芯20按压，再通过i型磁芯20按压板簧40。在这样按压的状态下，通过利用在线轴10的一对腿部12b的延伸方向的各个前端面形成的锁定部12f对u型磁芯30的基部31的外侧面进行锁定，从而保持u型磁芯30。这样，能够制造两个磁芯片(20、30)被固定的电磁感应器1。

通过这样的构成，在本实施方式中，能够免除或减少以往的胶带处理和浸漆处理或者利用粘接剂的处理。由此，能够以更简易的方法且更低廉地组装电磁感应器1。

接下来，对本发明的实施方式的电磁感应器1的作用效果进行说明。在本实施方式中，u型磁芯30通过i型磁芯20在按压施力单元40的状态下被锁定部锁定，被按压的施力单元40通过其恢复力将i型磁芯20向u型磁芯30侧按压，被按压的u型磁芯30通过锁定部12f在i型磁芯20侧承受力。由此，i型磁芯20的两端部的侧面和u型磁芯30的一对磁腿32的前端面，即i型磁芯20和u型磁芯30的接合面保持为相互按压的状态，i型磁芯20和u型磁芯30被固定。通过这样固定i型磁芯20和u型磁芯30，能够抑制由于制作电磁感应器时产生的尺寸误差和/或随时间的变化等所导致的接合面的间隙和/或错位的产生。

在本实施方式中，施力单元40可以为板簧。由此，由于i型磁芯20和u型磁芯30在推压(压缩)板簧的状态下被安装于线轴10，所以i型磁芯20能够一直处于被板簧按压的状态。

在本实施方式中，可以在桥接部12d的内侧收纳u型磁芯30，并且使用形成于桥接部12d的锁定部12f而以更稳定的状态保持u型磁芯30。

在本实施方式中，可以构成为将卷绕到主体11的线圈的引出线连接到安装于磁芯保持体的端子。由此，能够形成将端子13插入到基板而使用的电磁感应器1。

以上说明的各实施例为用于说明本发明的例示，本发明并不限于这些实施例。各实施例只要不产生矛盾，可以适当地组合而应用于本发明的任意的实施方式。即，本发明只要不脱离其主旨，可以以各种的形态实施。