CN104112570B - 绕组元件及绕组元件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种具备即便磁性材料的含有量多，也能够充分抑制形状缺陷的产生的铁芯的绕组元件。该绕组元件(1)具备线圈(3)和内置所述线圈(3)的铁芯(2)，所述铁芯(2)含有：通过绝缘覆膜包覆磁性粉末而成的绝缘处理后的磁性粉末；使用多个所述绝缘处理后的磁性粉末而以成为规定的形状的方式成形的小型成形体；以及树脂。

Description

绕组元件及绕组元件的制造方法

技术领域

本发明涉及绕组元件及绕组元件的制造方法。

背景技术

在卷绕了长条的导体构件的绕组元件中，已知有以向电路导入电抗为目的的电抗器(线圈)、通过利用电磁感应而在多个绕组(线圈)之间进行能量的传递的变换器(变量器、变压器)等。该电抗器例如被在改善功率因数电路中的高频电流的防止、电流型逆变器或斩波控制中的电流脉动的平滑化及转换器中的直流电压的升压等各种电气电路或电子电路等中使用。另外，为了进行电压转换、阻抗匹配或电流检测等，变换器被在各种电气电路或电子电路等中使用。

作为在这样的电抗器或变换器等绕组元件中使用的铁芯，通常使用将冲裁加工成规定的形状的电磁钢板层叠而成的铁芯。另外，近些年，研究对软磁性的铁系粉末等软磁性材料粉末进行压粉成形，并根据需要而进行用于除去应变的热处理后的铁芯(压粉铁芯)的利用。另外，还研究将磁性粉末和树脂成分混合后的混合物成形为规定的形状，之后使树脂成分固化而得到的铁芯的利用。具体而言，列举出专利文献1及专利文献2中记载的铁芯。

在专利文献1中记载有由磁性粉末混合树脂构成的铁芯，该磁性粉末混合树脂通过将具有规定的纵横尺寸比的磁性粉末向绝缘树脂中分散混合而得到。

另外，在专利文献2中记载有将软磁性粉末和树脂混合后的材料向模具填充并使树脂固化而得到的铁芯，该软磁性粉末中，表观密度相对于实际密度的比率为规定值。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2012-190963号公报

【专利文献2】日本特开2012-199580号公报

【发明的概要】

【发明要解决的课题】

作为构成铁芯的材料，在使用电磁钢板的情况下，由于电磁钢板在其特性上为薄板，因此为了得到作为铁芯的所期望的特性，需要如上述那样对电磁钢板进行层叠。因此，需要以使磁通的流动成为板面方向的方式设计磁回路，使设计的自由度变低。

另外，通过压粉成形而得到的压粉铁芯由于磁各向同性高，因而能够构成三维磁回路。因此，可期待压粉铁芯得到设计的自由度高、高效率、小型化及低成本全部协调的优异的效果。

另一方面，在要通过压粉铁芯得到所期望的磁特性时，使压粉成形中的成形密度提高而进行高密度化非常重要。然而，当适用高密度化后的压粉成形时，在软磁性材料粉末自身中蓄积过大的应变，从而使得到的压粉铁芯的磁特性劣化。因此，通常对得到的压粉铁芯实施用于除去应变的热处理。该热处理为了发挥除去软磁性材料粉末的应变且使作为构造物的压粉铁芯的残留应变也释放的效果，而在压粉铁芯上产生尺寸变化。例如，在为了调整电抗器中要求的电感-电流的特性而夹入间隙材料等的铁芯的情况下，产生该尺寸变化成为引起电抗器的性能不均的重大的原因的问题。

另外，专利文献1及专利文献2中记载的那样的铁芯不仅形状的自由度高，而且使树脂成分固化，因此能够充分抑制得到的铁芯的尺寸不均的产生，其中，该铁芯通过将使磁性粉末和树脂成分混合后的混合物成形为规定的形状，之后使树脂成分固化而得到。

另一方面，为了得到这样的铁芯，在成形为规定的形状时，要求所述混合物的流动性高。例如，作为树脂成分，即便使用液状的树脂成分，为了确保含有磁性粉末的混合物的流动性，也无法提高磁性粉末的含有量。使用这样的混合物而得到的铁芯密度变低，且导磁率变低。因此，为了得到所期望的电感，需要增大产品尺寸。另外，当使用流动性低的混合物来制作铁芯时，产生无法得到所期望的形状的铁芯这样的问题。

发明内容

本发明鉴于这样的情况而提出，其目的在于提供一种具备即便磁性材料的含有量多，也能够充分抑制形状缺陷的产生的铁芯的绕组元件。另外，本发明的目的在于提供一种能够制造即便磁性材料的含有量多，也具有所期望的形状的铁芯的绕组元件的绕组元件的制造方法。

【解决方案】

本发明的一方式的绕组元件的特征在于，具备：线圈、内置所述线圈的铁芯，所述铁芯含有：通过绝缘覆膜包覆磁性粉末而成的绝缘处理后的磁性粉末、使用多个所述绝缘处理后的磁性粉末而以成为规定的形状的方式成形的小型成形体、树脂。

根据这样的结构，能够提供一种具备即便磁性材料的含有量多，也能够充分抑制形状缺陷的产生的铁芯的绕组元件。认为该情况基于以下的理由。首先，如上所述，小型成形体是使用多个绝缘处理后的磁性粉末而以成为比所述绝缘处理后的磁性粉末大的规定的形状的方式成形的成形体，因此能够作为磁性材料使用。并且，作为磁性材料，不仅使用绝缘处理后的磁性粉末，还使用该小型成形体，因此认为能够充分抑制绝缘处理后的磁性粉末的含有量多引起的形状缺陷的产生。由此，认为可得到具备即便磁性材料的含有量比较多，也能够充分抑制形状缺陷的产生的铁芯的绕组元件。

另外，所述小型成形体是使用多个所述绝缘处理后的磁性粉末而以成为比所述绝缘处理后的磁性粉末大的规定的形状的方式成形的成形体，因此密度高。并且，作为磁性材料，不仅使用绝缘处理后的磁性粉末，还使用该小型成形体，由此即便含有树脂，也能够得到高密度的铁芯。因此，能够使铁芯小型化。

并且，上述铁芯含有树脂，因此与对磁性粉末进行压粉成形而得到的压粉铁芯相比，能够抑制尺寸变化。因此，例如，即便为具备设有间隙等的铁芯来作为铁芯的绕组元件，铁芯的尺寸变化也少，因此能够发挥稳定的性能。

另外，在所述绕组元件中，优选所述线圈通过将长条的带状的导体构件以所述导体构件的宽度方向沿着所述线圈的轴向的方式卷绕而成。

根据这样的结构，向线圈供电时产生的磁通大致沿着线圈的轴向。因此，上述结构的线圈与以使导体构件的宽度方向沿着线圈的径向的方式卷绕而构成的线圈相比，能够降低所谓的涡流。由此，具备上述结构的线圈的绕组元件能够使内置线圈的铁芯小型化，因此能够使绕组元件小型化。

另外，在所述绕组元件中，优选所述小型成形体被实施了热处理。

根据这样的结构，铁芯中含有的小型成形体将制作小型成形体时在内部产生的应变预先除去。因此，作为磁性材料，不仅使用绝缘处理后的磁性粉末，而且使用上述那样的除去了内部的应变的小型成形体，由此能够得到不仅密度高而且内部的应变也少的铁芯。因此，不仅能够使铁芯小型化，还能够进一步抑制铁芯的尺寸变化。由此，可得到能够更小型化且发挥更稳定的性能的绕组元件。

另外，本发明的另一方式的绕组元件的制造方法是所述绕组元件的制造方法，其特征在于，包括：向成形模内的规定的位置配置所述线圈的工序；向配置了所述线圈后的成形模内填充所述绝缘处理后的磁性粉末和所述小型成形体的第一填充工序；将用于通过固化处理而形成为所述树脂的液状原料在减压下向填充了所述绝缘处理后的磁性粉末和所述小型成形体后的成形模内注入的工序；以及使注入到所述成形模内的液状原料固化的工序。

根据这样的结构，通过在减压下将液状原料向填充了绝缘处理后的磁性粉末和小型成形体后的成形模内注入，由此能够向填充有绝缘处理后的磁性粉末和小型成形体的成形模内适当地注入液状原料。另外，即便预先向成形模内进行填充且绝缘处理后的磁性粉末及小型成形体的填充量过多的情况下，根据上述方法，也能够向成形模内适当地注入液状原料。绝缘处理后的磁性粉末及小型成形体的填充量过多的情况例如在液状原料中含有的情况下，为填充量高到该液状原料的流动性无法形成铁芯的程度的填充量等。即，即便绝缘处理后的磁性粉末及小型成形体的填充量为这样的填充量，根据上述方法，也能够向成形模内适当地注入液状原料。

认为上述的情况基于以下的原因。由于在向填充有绝缘处理后的磁性粉末和小型成形体的成形模内注入液状原料时进行减压，因此认为该减压成为驱动力，使液状原料容易注入。由此，认为能够向填充了绝缘处理后的磁性粉末及小型成形体的成形模内适当地注入液状原料。

并且，在向填充有绝缘处理后的磁性粉末和小型成形体的成形模内适当地注入了液状原料的状态下，使液状原料固化。另外，在成形模内的规定的位置预先配置有线圈。因此，能够制造即便磁性材料的含有量多，也具有所期望的形状的铁芯的绕组元件。

根据以上的情况，并根据上述的结构，可提供一种能够制造即便磁性材料的含有量多，也具有所期望的形状的铁芯的绕组元件的绕组元件的制造方法。

另外，在所述绕组元件的制造方法中，优选所述第一填充工序包括：向配置了所述线圈后的成形模内填充所述小型成形体的工序；以及使填充了所述小型成形体后的成形模振动，并同时向所述成形模内填充所述绝缘处理后的磁性粉末的工序。

根据这样的结构，能够向填充了小型成形体后的成形模内适当地填充绝缘处理后的磁性粉末。认为该情况是由于对成形模施加振动，并同时填充绝缘处理后的磁性粉末，由此绝缘处理后的磁性粉末向成形模内的小型成形体或线圈的间隙进入的缘故。

并且，由于将绝缘处理后的磁性粉末向成形模适当地填充，因此能够得到具备磁性材料的含有量更多的铁芯的绕组元件。

另外，本发明的另一方式的绕组元件的制造方法是所述绕组元件的制造方法，其特征在于，包括：向成形模内的规定的位置配置所述线圈的工序；向配置了所述线圈后的成形模内填充所述小型成形体的第二填充工序；使填充了所述小型成形体后的成形模振动，并同时向所述成形模内填充所述绝缘处理后的磁性粉末和用于通过固化处理而形成为所述树脂的粉状原料的第三填充工序；以及使填充到所述成形模内的粉状原料固化的工序。

根据这样的结构，能够向填充了小型成形体后的成形模内适当地填充绝缘处理后的磁性粉末和粉状原料。认为该情况是由于对成形模施加振动，并同时填充绝缘处理后的磁性粉末及粉状原料，由此绝缘处理后的磁性粉末及粉状原料向成形模内的小型成形体或线圈的间隙进入的缘故。另外，即便小型成形体的填充量增多某程度，只要是对成形模施加振动的同时进行的填充，则就能够适当地填充绝缘处理后的磁性粉末和粉状原料。并且，在填充绝缘处理后的磁性粉末及粉状原料时，通过提高绝缘处理后的磁性粉末相对于粉状原料的比率，从而能够增加绝缘处理后的磁性粉末的填充量。因此，只要是通过粉状原料的固化而能够形成铁芯的程度，则就能够减少粉状原料的填充量且增加绝缘处理后的磁性粉末的填充量。

并且，在将线圈配置在规定的位置且将小型成形体、绝缘处理后的磁性粉末及粉状原料填充到内部的状态下，使粉状原料固化。由此，即便磁性材料的含有量多，也能够形成所期望的形状的铁芯。

根据以上的情况，并根据上述的结构，可提供一种能够制造即便磁性材料的含有量多，也具有所期望的形状的铁芯的绕组元件的绕组元件的制造方法。

另外，在所述绕组元件的制造方法中，优选所述第三填充工序包括：使所述绝缘处理后的磁性粉末和所述粉状原料混合的工序；以及使填充了所述小型成形体后的成形模振动，并同时向所述成形模内填充通过所述混合而得到的混合物的工序。

根据这样的结构，在将绝缘处理后的磁性粉末和粉状原料向成形模内填充的第三填充工序中，与分别填充绝缘处理后的磁性粉末和粉状原料相比，预先使绝缘处理后的磁性粉末和粉状原料混合而填充该混合物的情况能够抑制得到的铁芯内的绝缘处理后的磁性粉末与粉状原料的不均的产生。由此，可得到能够发挥更稳定的性能的绕组元件。

【发明效果】

根据本发明，能够提供一种具备即便磁性材料的含有量多，也能够充分抑制形状缺陷的产生的铁芯的绕组元件。另外，根据本发明，可提供一种能够制造即便磁性材料的含有量多，也具有所期望的形状的铁芯的绕组元件的绕组元件的制造方法。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的绕组元件的结构的简要剖视图。

图2是用于说明本发明的实施方式的绕组元件的制造方法的一例的图。

图3是用于说明本发明的实施方式的绕组元件的制造方法的另一例的图。

图4是用于说明本发明的实施方式的绕组元件的制造方法的另一例的图。

图5是用于说明本发明的实施方式的绕组元件的制造方法的另一例的图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明，但本发明没有限定为上述实施方式。

本发明的第一实施方式的绕组元件具备线圈和内置所述线圈的铁芯。具体而言，如图1所示，绕组元件1具备：具有向外部引出的一对端子部5的线圈3；在向线圈3通电(供电)的情况下由线圈3产生的磁通所通过的铁芯2。并且，该铁芯2含有通过绝缘覆膜包覆磁性粉末而得到的绝缘处理后的磁性粉末、使用多个所述绝缘处理后的磁性粉末而以成为规定的形状的方式成形的小型成形体、树脂。这样的绕组元件1在具备一个线圈而构成的情况下，例如作为电抗器而发挥功能，另外，在具备多个线圈而构成的情况下，例如，作为变换器而发挥功能。在此，例示出作为电抗器而发挥功能的绕组元件，但作为变换器而发挥功能的绕组元件也可以同样构成。需要说明的是，图1是表示本发明的实施方式的绕组元件的结构的简要剖视图。

具备上述那样的铁芯的绕组元件具备即便铁芯内的磁性材料的含有量多，也能够充分抑制形状缺陷的产生的铁芯。即，这样的铁芯通过增加铁芯内的磁性材料的含有量，能够发挥对磁性粉末进行压粉成形而得到的压粉铁芯所具有的优良的磁各向同性。并且，该铁芯能够得到被期待的压粉铁芯所具有的设计的自由度高、高效率、小型化及低成本全部协调的优异的效果。而且，该铁芯如后所述，通过含有小型成形体，能够实现高密度化，通过含有树脂，还能够抑制在压粉铁芯中可能产生的尺寸变化。

另外，成为即便铁芯内的磁性材料的含有量多，也能够充分抑制形状缺陷的产生的铁芯的理由认为基于以下的原因。首先，如上所述，小型成形体是使用多个绝缘处理后的磁性粉末而以成为比所述绝缘处理后的磁性粉末大的规定的形状的方式成形的成形体，因此能够作为磁性材料使用。并且，作为磁性材料，由于不仅使用绝缘处理后的磁性粉末，还使用该小型成形体，因此认为即便磁性材料的含有量多，也能够减少绝缘处理后的磁性粉末自身的含有量，能够充分抑制绝缘处理后的磁性粉末的含有量多引起的形状缺陷的产生。由此，认为成为即便磁性材料的含有量比较多，也能够充分抑制形状缺陷的产生的铁芯。

另外，由于所述小型成形体为使用多个所述绝缘处理后的磁性粉末而以成为比所述绝缘处理后的磁性粉末大的规定的形状的方式成形的成形体，因此密度高。并且，作为磁性材料，不仅使用绝缘处理后的磁性粉末，还使用该小型成形体，由此即便含有树脂也能够得到高密度的铁芯。因此，能够使铁芯小型化。

并且，由于上述铁芯含有树脂，因此与对磁性粉末进行压粉成形而得到的压粉铁芯相比，能够抑制尺寸变化。因此，即便为例如具备设有间隙等的铁芯来作为铁芯的绕组元件，由于铁芯的尺寸变化少，因此也能够发挥稳定的性能。

接着，对绕组元件的各结构进行说明。

线圈3是在绝缘状态下将长条的导体构件卷绕规定的次数而得到的线圈，线圈3只要是通过通电而产生磁场的线圈即可，没有特别限定。例如，线圈3通过对截面圆形(○形)或截面矩形(□形)等的绝缘包覆的长条的导体构件进行卷绕而构成。另外，优选线圈3通过将长条的带状的导体构件以所述导体构件的宽度方向沿着所述线圈的轴向的方式卷绕而成。即，线圈3优选为平绕构造的线圈。这样的结构的线圈使向线圈供电时产生的磁通大致沿着线圈的轴向。因此，这样的平绕构造的线圈与以使导体构件的宽度方向沿着线圈的径向的方式卷绕而构成所谓的扁立卷绕型的线圈相比，能够减少所谓的涡流。由此，具备上述那样的平绕构造的线圈的绕组元件能够使内置线圈的铁芯小型化，因此能够使绕组元件小型化。另外，在本实施方式中，线圈3是通过将绝缘的带状的导体构件以所述导体构件的宽度方向沿着线圈3的轴向的方式卷绕而构成的平绕构造。作为线圈3的具体例，列举有将利用绝缘薄膜卷入由纯铜构成的导体构件而进行绝缘后的结构形成为平绕构造的线圈等。

需要说明的是，带状是指导体构件的宽度(轴向的长度)W比厚度(径向的长度)t大的情况。即，带状是指在宽度W与厚度t之间使W＞t(W/t＞1)的关系成立的情况。

并且，通常在线圈3上设有用于与外部的电路等进行电连接的端子部。在本实施方式中，在线圈的导体构件中的长度方向的两端分别设有用于将外部的电路和线圈3电连接的一对端子部5。端子部5例如可以通过焊接或钎焊等将导体线材安装在导体构件的两端部而形成。另外，端子部5可以是通过将线圈3的端部折弯而向与线圈3的轴向正交的平面相交叉的方向引出的部分。

另外，如图1所示，线圈3也可以在其外周配置绝缘膜7。即，可以在线圈3与铁芯2之间夹设绝缘膜7。具体而言，可以通过绝缘膜7包覆线圈3。作为绝缘膜7，没有特别限定，但从绝缘性及散热性的提高的观点出发，列举有例如由氮化硼陶瓷等构成的层、由绝缘性及优良热传导性的树脂构成的层等。作为用作绝缘膜7的树脂，例如，列举有聚苯硫醚树脂(PPS树脂)等。通过该绝缘膜7的存在，使线圈3与铁芯2之间的绝缘性提高。并且，通过该绝缘膜7的存在，使线圈3的轴向(上下方向)的热传导性提高，并且使在线圈3中产生的焦耳热经由所述绝缘膜7而向铁芯2进行热传导，其结果是，这样的结构的绕组元件1能够效率良好地向外部散热。并且，因此，更具体而言，通过从外部对铁芯进行冷却，从而能够防止绕组元件内部成为高温的情况。

另外，铁芯2要求具有规定的磁特性。即，铁芯2是在向线圈3通电的情况下使线圈3中产生的磁场形成的磁通通过的构件，要求在磁方面(例如，导磁率)具有各向同性。并且，具体而言，如上所述，铁芯2含有所述绝缘处理后的磁性粉末、所述小型成形体及所述树脂而构成。通过形成为这样的铁芯，从而能够使比较高的导磁率等所期望的磁特性的实现容易性及所期望的形状的成形容易性优良。

另外，绝缘处理后的磁性粉末为对磁性粉末实施绝缘处理后的粉末，其只要是能够作为绕组元件的铁芯的材料使用的粉末即可，没有特别限定。另外，作为绝缘处理，例如列举有通过磷酸系化学生成覆膜等绝缘覆膜或玻璃状的绝缘覆膜包覆磁性粉末的表面的处理等。另外，作为磁性粉末，例如在具有通过施加小的磁场能够得到大的磁通密度，且对来自外部的磁场变化能够进行敏感地反应的磁特性这一点上，优选使用软磁性粉末等。另外，作为软磁性粉末，例如列举有Fe-A1合金、Fe-Si合金、铁硅铝磁合金及坡莫合金等铁基合金粉末、纯铁粉及由非晶形金属构成的粉末等。另外，上述的软磁性粉末例如能够通过喷散法等来制造。

另外，绝缘处理后的磁性粉末的粒径根据绝缘处理后的磁性粉末的种类、要求的铁芯的性能等而不同，但优选例如为20～100μm，更优选为30～60μm。若绝缘处理后的磁性粉末过小，则在铁芯的制作时，容易产生绝缘处理后的磁性粉末的凝集等，从而存在难以将绝缘处理后的磁性粉末均匀地分散到铁芯内的倾向。另外，即便使绝缘处理后的磁性粉末过大，也因为大的理由而存在难以将绝缘处理后的磁性粉末均匀地分散到铁芯内的倾向。根据上述的情况，若绝缘处理后的磁性粉末的粒径为上述范围内，则能够将绝缘处理后的磁性粉末均匀地分散到铁芯内，从而得到的铁芯能够适当地发挥作为铁芯的效果。

另外，绝缘处理后的磁性粉末的含有量也根据绝缘处理后的磁性粉末的种类、要求的铁芯的性能等而不同，但例如优选相对于铁芯100质量份而为10～50质量份，更优选为20～40质量份。若绝缘处理后的磁性粉末的含有量过少，则存在得到的铁芯无法充分地发挥作为铁芯的效果的倾向。另外，若绝缘处理后的磁性粉末的含有量过多，则小型成形体或树脂的含有量相对地减少，从而存在含有小型成形体或树脂的效果无法充分地发挥的倾向。即，存在得到的铁芯容易产生形状缺陷的倾向。根据上述的情况，若绝缘处理后的磁性粉末的含有量为上述范围内，则能够更适当地发挥得到的铁芯的作为铁芯的效果，并且，能够进一步抑制铁芯产生形状缺陷。

另外，小型成形体只要使用多个绝缘处理后的磁性粉末而以成为比该绝缘处理后的磁性粉末大的规定的形状的方式成形即可，没有特别限定。作为小型成形体，例如，列举有通过压粉成形等将多个绝缘处理后的磁性粉末以成为规定的形状的方式成形的小型成形体等。小型成形体由于这样使用绝缘处理后的磁性粉末而以成为规定的形状的方式成形来得到，因此密度高。通过使铁芯中含有这样的小型成形体，从而能够得到高密度的铁芯。

另外，小型成形体的形状没有特别限定，但列举有例如球状、旋转椭圆体状、圆柱状及四棱柱状、六棱柱状等多棱柱状等。另外，由于小型成形体由多个绝缘处理后的磁性粉末构成，因此小型成形体的尺寸比绝缘处理后的磁性粉末大，例如，若为球状，则优选直径为1～7mm，更优选为3～5mm。另外，即便为其他的形状，也优选为成为与球状同程度的体积那样的尺寸。另外，在小型成形体为圆柱状的情况下，优选直径为3～5mm，高度为3～5mm。若小型成形体过小，则存在无法充分地发挥通过含有小型成形体而发挥的效果的倾向。另外，若小型成形体过大，则因大的理由而存在难以将小型成形体均匀地配置到铁芯内的倾向。根据上述的情况，若小型成形体的尺寸为上述范围内，则能够进一步发挥通过含有小型成形体而发挥的效果，且即便磁性材料的含有量多，也能够形成所期望的形状的铁芯。

另外，小型成形体的含有量根据要求的铁芯的性能等而不同，但例如优选相对于铁芯100质量份而为50～90质量份，更优选为60～80质量份。若小型成形体的含有量过少，则存在无法充分地发挥通过含有小型成形体而发挥的效果的倾向。另外，若小型成形体的含有量过多，则树脂的含有量相对地减少，从而存在难以维持铁芯的形状的倾向。根据上述的情况，若小型成形体的含有量为上述范围内，则能够更适当地发挥得到的铁芯的作为铁芯的效果，并且，能够进一步抑制铁芯产生形状缺陷。

另外，小型成形体在被成形为规定的形状后，优选实施热处理。通过实施热处理，能够除去在形成为规定的形状时在小型成形体的内部产生的应变。通过使铁芯含有通过热处理而除去了这样的内部的应变的小型成形体，从而能够得到不仅密度高，而且内部的应变也少的铁芯。根据该情况，可得到不仅能够使铁芯小型化，还能够进一步抑制尺寸变化的产生的铁芯。

另外，树脂只要是通过与绝缘处理后的磁性粉末及小型成形体共存而能够维持铁芯的形状的树脂即可，没有特别限定。作为树脂，例如，列举有热固化性树脂等固化树脂。另外，作为热固化性树脂，例如列举有通过热固化等使环氧化合物等热固化性化合物固化而得到的热固化性树脂等。

另外，树脂的含有量只要能够维持铁芯的形状即可，优选含有量少，但若过少，则存在难以维持铁芯的形状的倾向。作为树脂的含有量，根据树脂的种类等而不同，但例如优选相对于铁芯100质量份而为2～10质量份，更优选为3～7质量份。

上述那样的本实施方式的绕组元件不仅适合作为例如电力铁道车辆、电动机动车、混合动力机动车、无停电电源、太阳光发电等工业用逆变器用来利用，还能够适合作为空调、冰箱、洗衣机等大输出家电用逆变器用来利用。

需要说明的是，本实施方式的绕组元件并未限定为线圈3及铁芯2为圆柱状的情况。线圈3、铁芯2例如也可以为多棱柱状。作为所述多棱柱状，例如列举有四棱柱状、六棱柱状及八棱柱状等。另外，也可以是线圈3及铁芯2中的一方为圆柱状，另一方为多棱柱状。例如列举有线圈3为圆柱状且铁芯2为多棱柱状的情况等。

接着，对绕组元件的制造方法进行说明。

作为制造所述绕组元件的方法来说，作为通过绕组元件的制造时的固化处理而形成为所述树脂的成分，列举有使用液状原料的情况和使用粉状原料的情况。

首先，对使用液状原料的情况进行说明。

具体而言，本发明的第二实施方式的绕组元件的制造方法包括：在成形模内的规定的位置配置所述线圈的工序；向配置了所述线圈后的成形模内填充所述绝缘处理后的磁性粉末和所述小型成形体的第一填充工序；将通过固化处理而形成为所述树脂的液状原料在减压下向填充了所述绝缘处理后的磁性粉末和所述小型成形体后的成形模内注入的工序；以及使注入到所述成形模内的液状原料固化的工序。

若为包括上述各工序的制造方法，则能够制造即便磁性材料的含有量多，也具有所期望的形状的铁芯的绕组元件。即，通过将液状原料在减压下向填充了绝缘处理后的磁性粉末和小型成形体后的成形模内注入，由此能够向填充了绝缘处理后的磁性粉末和小型成形体后的成形模内适当地注入。另外，即便在预先向成形模内进行填充且绝缘处理后的磁性粉末及小型成形体的填充量过多的情况下，根据上述方法，也能够将液状原料向成形模内适当地注入。绝缘处理后的磁性粉末及小型成形体的填充量过多的情况例如在液状原料中含有的情况下，为填充量高到该液状原料的流动性无法形成铁芯的程度的填充量等。即，即便绝缘处理后的磁性粉末及小型成形体的填充量为这样的填充量，根据上述方法，也能够向成形模内适当地注入液状原料。

认为上述的情况基于以下的原因。由于在向填充了绝缘处理后的磁性粉末和小型成形体后的成形模内注入液状原料时进行减压，因此认为该减压成为驱动力，使液状原料容易注入。由此，认为能够向填充了绝缘处理后的磁性粉末及小型成形体后的成形模内适当地注入液状原料。

并且，在向填充有绝缘处理后的磁性粉末和小型成形体的成形模内适当地注入液状原料的状态下，使液状原料固化。另外，在成形模内的规定的位置预先配置线圈。根据上述的情况，能够制造即便磁性材料的含有量多，也具有所期望的形状的铁芯的绕组元件。

根据以上的情况，上述的制造方法能够制造即便磁性材料的含有量多，也具有所期望的形状的铁芯的绕组元件。

另外，如图2所示，配置线圈的方法只要能够在成形模12内的规定的位置配置线圈14即可，没有特别限定。线圈14为上述绕组元件1中的线圈3。需要说明的是，图2是用于说明本发明的实施方式的绕组元件的制造方法的一例的图。

另外，成形模12只要能够规定绕组元件的铁芯的外形即可，没有特别限定。即，只要在该成形模12内形成铁芯，则就能够规定铁芯的形状。通过在这样的成形模12内的规定的位置配置线圈14，从而能够得到在规定的位置配置线圈14的铁芯。另外，在成形模12上具备用于将后述的液状原料向成形模12内注入的注入口12a。

接着，所述第一填充工序只要如图2所示那样能够向配置了线圈14的成形模12内填充所述绝缘处理后的磁性粉末16和所述小型成形体15即可，没有特别限定。具体而言，所述第一填充工序列举有将绝缘处理后的磁性粉末16和小型成形体15预先混合并将该混合物向配置了线圈14后的成形模12内填充的方法、将绝缘处理后的磁性粉末16和小型成形体15分别向配置了线圈14后的成形模12内填充的方法等。其中，优选向配置了线圈14后的成形模12内首先填充小型成形体15，之后，使填充了小型成形体15后的成形模12振动，并同时向成形模12内填充绝缘处理后的磁性粉末16的方法。即，优选所述第一填充工序包括：向配置了线圈14后的成形模12内填充小型成形体15的工序；使填充了小型成形体15后的成形模12振动，并同时向成形模12内填充绝缘处理后的磁性粉末16的工序。由此，能够向填充了小型成形体15后的成形模12内适当地填充绝缘处理后的磁性粉末16。认为该情况是由于对成形模12施加振动，并同时填充绝缘处理后的磁性粉末16，从而绝缘处理后的磁性粉末16进入到成形模12内的小型成形体15或线圈14的间隙的缘故。通过使用这样的填充方法，将绝缘处理后的磁性粉末16向成形模12适当地填充，因此能够适当地制造具备磁性材料的含有量更多的铁芯的绕组元件。

另外，使成形模12振动的方法只要能够提高绝缘处理后的磁性粉末16的填充性即可，没有特别限定。作为使成形模12振动的方法，例如列举有如下方法等：在使成形模12振动的同时逐渐填充绝缘处理后的磁性粉末16的情况下，作为该振动，为使先逐渐填充的绝缘处理后的磁性粉末16流动的程度的振动。另外，该振动的强度优选如上述那样为使绝缘处理后的磁性粉末16流动的程度的振动，更优选为在成形模12中能够使绝缘处理后的磁性粉末16移动的强度以上且通过目视能够确认绝缘处理后的磁性粉末16进行略微振动的程度的强度。另外，振动可以使用振动装置等机械来对成形模12施加，也可以通过塑料锤等敲击成形模12来施加，还可以用手举起成形模12而反复进行向基台等上放置的动作来施加。

需要说明的是，所述绝缘处理后的磁性粉末16为上述绕组元件1中的绝缘处理后的磁性粉末，所述小型成形体15为上述绕组元件1中的小型成形体。

接着，向成形模12内注入液状原料17的工序只要是在减压下注入的工序即可，没有特别限定。具体而言，首先，将填充了绝缘处理后的磁性粉末16和小型成形体15后的成形模12载置在减压装置的减压室11内。然后，对减压室11内进行减压。需要说明的是，作为减压室11，例如，列举有真空腔室等。并且，在成形模12的注入口12a上经由具备阀18的流路19而与积存液状原料17的容器连接。通过打开该阀18，由此向成形模12内注入液状原料17。如上所述，该减压室11内的减压成为驱动力，从而以使液状原料17也适当地进入绝缘处理后的磁性粉末16与小型成形体15之间的方式向成形模12内注入液状原料17。

另外，减压室11的减压度只要是向成形模12内适当地注入液状原料17的程度的减压度即可。另外，减压室11的减压度根据液状原料17的种类、绝缘处理后的磁性粉末16及小型成形体15的填充度等而不同，但优选例如为300～2000Pa。

另外，液状原料17只要是通过固化处理而形成为所述树脂的液状原料即可，没有特别限定。这里的树脂为上述绕组元件1中的树脂。即，液状原料17是树脂被固化之前的原料。另外，该液状原料17优选由通过固化处理而成为所述树脂的液状原料构成，但也可以含有绝缘处理后的磁性粉末16。

另外，向成形模12内注入液状原料17的工序也可以是图3及图4所示那样的以下的工序。需要说明的是，图3及图4是用于说明本发明的实施方式的绕组元件的制造方法的另一例的图。

具体而言，首先，与上述的方法同样，将填充了绝缘处理后的磁性粉末16和小型成形体15后的成形模12载置到减压装置的减压室11内，之后对减压室11内进行减压。然后，如图3所示，将与积存液状原料17的容器连接的流路20的喷出口20a配置成位于填充到成形模12中的绝缘处理后的磁性粉末16和小型成形体15的上方。然后，将流路20中具备的阀18打开，从而向成形模12内注入液状原料17。如上所述，该减压室11内的减压成为驱动力，从而以使液状原料17也适当地进入绝缘处理后的磁性粉末16与小型成形体15之间的方式向成形模12内注入液状原料17。需要说明的是，在该情况下，在成形模12上可以不具备所述注入口12a。

另外，作为另一方法，如图4所示，使液状原料17向填充有绝缘处理后的磁性粉末16和小型成形体15的成形模12内流入。然后，将流入该液状原料17后的成形模12与上述的方法同样地载置到减压装置的减压室11内，之后对减压室11内进行减压。通过这样的方法，减压室11内的减压也成为驱动力，从而以使液状原料17也适当地进入绝缘处理后的磁性粉末16与小型成形体15之间的方式向成形模12内注入液状原料17。根据该方法，能够通过更简单的方法得到适当的绕组元件。需要说明的是，在该情况下，在成形模12上可以不具备所述注入口12a。

接着，使注入到成形模12内的液状原料17固化的工序只要是实施使液状原料17固化而形成为所述树脂的处理即可，没有特别限定。作为形成为所述树脂的固化处理，例如，在液状原料17为热固化性化合物的情况下，为固化温度以上的加热处理。通过这样的工序，能够得到含有绝缘处理后的磁性粉末、小型成形体及树脂且内置线圈的铁芯。

需要说明的是，如上所述，线圈14为上述绕组元件1中的线圈3。另外，线圈14也可以与上述绕组元件1中的线圈3同样地在外周配置绝缘膜13。另外，该绝缘膜13为上述绕组元件1中的绝缘膜7。在具备这样的绝缘膜7的情况下，本实施方式的制造方法在配置线圈14之前，还包括在线圈14上形成绝缘膜13的工序。该工序只要在线圈14的外周形成绝缘膜13即可，没有特别限定，例如，列举有镶嵌成形等。

接着，对使用粉状原料的情况进行说明。

具体而言，本发明的第三实施方式的绕组元件的制造方法包括：在成形模内的规定的位置配置所述线圈的工序；向配置了所述线圈的成形模内填充所述小型成形体的第二填充工序；使填充了所述小型成形体后的成形模振动，并同时向所述成形模内填充所述绝缘处理后的磁性粉末和通过固化处理而形成为所述树脂的粉状原料的第三填充工序；以及使填充到所述成形模内的粉状原料固化的工序。

若为具备上述各工序的制造方法，则能够制造即便磁性材料的含有量多，也具有所期望的形状的铁芯的绕组元件。即，能够向填充了小型成形体后的成形模内适当地填充绝缘处理后的磁性粉末和粉状原料。认为该情况是由于对成形模施加振动，并同时填充绝缘处理后的磁性粉末及粉状原料，从而绝缘处理后的磁性粉末及粉状原料进入到成形模内的小型成形体或线圈的间隙的缘故。另外，即便小型成形体的填充量增多某程度，只要是对成形模施加振动的同时进行的填充，则就能够适当地填充绝缘处理后的磁性粉末和粉状原料。并且，在填充绝缘处理后的磁性粉末及粉状原料时，通过提高绝缘处理后的磁性粉末相对于粉状原料的比率，从而能够增加绝缘处理后的磁性粉末的填充量。因此，只要是通过粉状原料的固化而能够形成铁芯的程度，则就能够减少粉状原料的填充量且增加绝缘处理后的磁性粉末的填充量。

然后，在将线圈配置在规定的位置且将小型成形体、绝缘处理后的磁性粉末及粉状原料填充到内部的状态下，使粉状原料固化。由此，即便磁性材料的含有量多，也能够形成所期望的形状的铁芯。

根据以上的情况，通过上述的制造方法，能够制造即便磁性材料的含有量多，也具有所期望的形状的铁芯的绕组元件。

另外，配置线圈的方法只要如图5(a)所示那样能够在成形模12内的规定的位置配置线圈14即可，没有特别限定。即，配置线圈的方法除了不需要在成形模12上具备注入口12a以外，与上述的第二实施方式同样。需要说明的是，图5是用于说明本发明的实施方式的绕组元件的制造方法的另一例的图。并且，图5(a)表示所述第三填充工序之前，图5(b)表示所述第三填充工序之后。

接着，所述第二填充工序只要能够如图5(a)所示那样向配置了线圈14后的成形模12内填充小型成形体15即可，没有特别限定。作为该小型成形体15的填充方法，只要是向成形模12内投入小型成形体15的方法即可。另外，在向成形模12内填充小型成形体15时，可以与所述第一填充工序中的填充绝缘处理后的磁性粉末的工序同样地对成形模12施加振动。由此，能够向成形模12内更均匀地填充小型成形体15。

接着，所述第三填充工序只要能够使填充了小型成形体15的成形模12振动，并同时向成形模12内填充绝缘处理后的磁性粉末和粉状原料即可，没有特别限定。使成形模12振动的方法只要能够提高绝缘处理后的磁性粉末及粉状原料的填充性即可，没有特别限定。作为使成形模12振动的具体的方法，列举有与所述第一填充工序中的使成形模12振动的方法同样的方法。另外，所述第三填充工序也可以将绝缘处理后的磁性粉末和粉状原料同时向成形模12内投入，但优选如图5(b)所示那样使绝缘处理后的磁性粉末和粉状原料预先混合而将该混合物21向成形模12投入。即，优选所述第三填充工序包括：使绝缘处理后的磁性粉末和粉状原料混合的工序；使填充了小型成形体15后的成形模12振动，并同时向成形模12内填充通过所述混合得到的混合物21的工序。由此，与分别填充绝缘处理后的磁性粉末和粉状原料相比，预先使绝缘处理后的磁性粉末和粉状原料混合而填充该混合物21的情况能够抑制得到的铁芯内的绝缘处理后的磁性粉末与粉状原料的不均的产生。由此，可得到能够发挥更稳定的性能的绕组元件。

另外，粉状原料只要是通过固化处理而形成为所述树脂的粉状原料即可，没有特别限定。这里的树脂为上述绕组元件1中的树脂。即，粉状原料为树脂被固化之前的原料。

接着，使注入到成形模12内的粉状原料固化的工序只要实施使粉状原料固化而形成为所述树脂的处理即可，没有特别限定。作为形成为所述树脂的固化处理，例如在粉状原料为热固化性化合物的情况下，为固化温度以上的加热处理。通过这样的工序，能够得到含有绝缘处理后的磁性粉末、小型成形体及树脂且内置线圈的铁芯。另外，粉状原料的固化处理也可以在加压下进行，来提高铁芯的密度。

根据上述各制造方法，能够制造上述绕组元件1。

以下，举出实施例来具体地说明本发明，但本发明并未限定为这些实施例。

【实施例】

(线圈)

实施例及比较例中使用的线圈是导电构件及匝数等分别相同的线圈。具体而言，首先，作为导电构件，使用宽度20mm、厚度0.3mm的纯铜制的导电构件。然后，使用该导电构件，形成为匝数30匝的平绕构造的线圈形状。需要说明的是，关于该导电构件中的卷绕部分，通过利用绝缘薄膜包入来实施卷绕部分的绝缘处理。然后，通过镶嵌成形，并利用聚苯硫醚树脂(PPS树脂)来包覆实施该绝缘处理且形成为线圈状的导电构件的周围。将这样利用PPS树脂包覆的线圈作为实施例及比较例中使用的线圈。

(小型成形体)

作为在实施例中使用的小型成形体，使用如下这样的小型成形体：作为绝缘处理后的磁性粉末，使用实施绝缘覆膜处理后的纯铁粉，且在以形成为直径4mm、高度4mm的圆柱状的方式成形之后，实施用于除去内部的应变的热处理。

[实施例1]

首先，作为成形模，使用图2所示那样的内径90mm、内部的高度60mm且在下部附近具备用于注入液状原料的注入口的成形模。在距该成形模的底部10mm的高度的位置配置所述线圈。之后，在线圈的周围铺满1000g所述小型成形体。然后，用塑料锤敲击铺满小型成形体后的成形模的侧面，并同时向该成形模内投入绝缘处理后的磁性粉末即实施绝缘覆膜处理后的纯铁粉400g，使绝缘处理后的磁性粉末填充到成形模内。之后，将填充了绝缘处理后的磁性粉末及小型成形体后的成形模收纳在真空腔室内。然后，使用真空泵对真空腔室内进行减压。在该减压下，从与成形模的注入口连接的管向成形模内部注入液状原料即液状的环氧化合物50g。之后，在使所述环氧化合物发生固化的条件下对注入所述环氧化合物后的成形模进行加热处理。由此，得到绕组元件(电抗器)。

在通过目视确认该得到的电抗器时，没有确认到形状缺陷。另外，在使用LCR仪表对该电抗器计测电感时，为900μH。另外，电抗器的铁芯的密度为5.2g/m³。

[实施例2]

首先，作为成形模，准备内径90mm、内部的高度60mm的铝制的模具。在距该成形模的底部10mm的高度的位置配置所述线圈。之后，在线圈的周围铺满1000g所述小型成形体。

另一方面，与上述操作不同而首先准备实施绝缘覆膜处理后的纯铁粉来作为绝缘处理后的磁性粉末。将该实施了绝缘处理后的纯铁粉和粉体原料即环氧粉体涂料以质量比4∶1进行混合。

然后，利用塑料锤敲击铺满小型成形体后的成形模的侧面，并同时向该成形模内投入通过上述混合而得到的混合物500g。需要说明的是，投入绝缘处理后的磁性粉末400g，投入环氧粉体涂料100g。之后，在使所述环氧粉体涂料发生固化的条件下对投入所述混合物后的成形模进行加热处理。由此，得到绕组元件(电抗器)。

在通过目视确认该得到的电抗器时，没有确认到形状缺陷。另外，在使用LCR仪表对该电抗器计测电感时，为800μH。另外，电抗器的铁芯的密度为4.8g/m³。

[比较例1]

首先，作为成形模，准备内径90mm、内部的高度60mm的铝制的模具。在距该成形模的底部10mm的高度的位置配置所述线圈。然后，将作为绝缘处理后的磁性粉末的实施了绝缘覆膜处理的纯铁粉800g和液状的环氧化合物400g预先进行混合。使通过该混合而得到的混合物向配置有线圈的成形模流入。之后，在使所述环氧化合物发生固化的条件下对流入所述混合物后的成形模进行加热处理。由此，得到绕组元件(电抗器)。

在通过目视确认该得到的电抗器时，没有确认到形状缺陷。另外，在使用LCR仪表对该电抗器计测电感时，为400μH。另外，电抗器的铁芯的密度为3.8g/m³。

[比较例2]

除了作为绝缘处理后的磁性粉末和环氧化合物的混合物，使用磁性材料的含有量成为与实施例1或实施例2同程度那样的混合物以外，与比较例1同样地进行。具体而言，除了作为绝缘处理后的磁性粉末与环氧化合物的混合物，使用将绝缘处理后的磁性粉末1400g和环氧化合物100g混合后的混合物以外，与比较例1同样地进行。

但是，混合物的粘度过高而没有能够形成所期望的形状的铁芯。

根据以上的情况，在使用上述小型成形体的情况(实施例1及实施例2)下，即便磁性材料的含有量多，也能够形成适当的形状的铁芯。另外，得到的电抗器由于铁芯内的磁性材料的含有量多，因此可知能够作为电抗器而表现出适当的性能。

与此相对，根据上述比较例1，若减少磁性材料的含有量，则即便不使用上述小型成形体，也能够形成所期望的形状的铁芯。然而，比较例1的电抗器由于铁芯内的磁性材料的含有量少，因此可知作为电抗器的性能比实施例1及实施例2低。另外，在仅增加磁性材料的含有量的情况下，如根据比较例2可知的那样，没有能够形成所期望的形状的铁芯。

【符号说明】

1 绕组元件

2 铁芯

3、14 线圈

5 端子部

7、13 绝缘膜

11 减压室

12 成形模

12a 注入口

15 小型成形体

16 绝缘处理后的磁性粉末

17 液状原料

18 阀

19、20 流路

21 混合物

Claims (4)

1.一种绕组元件的制造方法，其为如下的绕组元件的制造方法，其特征在于，

所述绕组元件具备：

线圈；以及

内置所述线圈的铁芯，

所述铁芯含有：通过绝缘覆膜包覆磁性粉末而成的绝缘处理后的磁性粉末、使用多个所述绝缘处理后的磁性粉末而以成为规定的形状的方式成形的小型成形体、以及树脂，

所述绝缘处理后的磁性粉末的含量相对于铁芯100质量份为10～50质量份，

所述小型成形体的含量相对于铁芯100质量份为50～90质量份，

所述树脂的含量相对于铁芯100质量份为2～10质量份，

所述绝缘处理后的磁性粉末、所述小型成形体和所述树脂的总含量为100质量份，

所述绕组元件的制造方法包括：

向成形模内的规定的位置配置所述线圈的工序；

向配置了所述线圈后的成形模内填充所述绝缘处理后的磁性粉末和所述小型成形体的第一填充工序；

将用于通过固化处理而形成为所述树脂的液状原料在减压下向填充了所述绝缘处理后的磁性粉末和所述小型成形体后的成形模内注入的工序；以及

使注入到所述成形模内的液状原料固化的工序。

2.根据权利要求1所述的绕组元件的制造方法，其特征在于，

所述第一填充工序包括：

向配置了所述线圈后的成形模内填充所述小型成形体的工序；以及

使填充了所述小型成形体后的成形模振动，并同时向所述成形模内填充所述绝缘处理后的磁性粉末的工序。

3.一种绕组元件的制造方法，其为如下的绕组元件的制造方法，其特征在于，

所述绕组元件具备：

线圈；以及

内置所述线圈的铁芯，

所述铁芯含有：通过绝缘覆膜包覆磁性粉末而成的绝缘处理后的磁性粉末、使用多个所述绝缘处理后的磁性粉末而以成为规定的形状的方式成形的小型成形体、以及树脂，

所述绝缘处理后的磁性粉末的含量相对于铁芯100质量份为10～50质量份，

所述小型成形体的含量相对于铁芯100质量份为50～90质量份，

所述树脂的含量相对于铁芯100质量份为2～10质量份，

所述绝缘处理后的磁性粉末、所述小型成形体和所述树脂的总含量为100质量份，

所述绕组元件的制造方法包括：

向成形模内的规定的位置配置所述线圈的工序；

向配置了所述线圈后的成形模内填充所述小型成形体的第二填充工序；

使填充了所述小型成形体后的成形模振动，并同时向所述成形模内填充所述绝缘处理后的磁性粉末和用于通过固化处理而形成为所述树脂的粉状原料的第三填充工序；以及

使填充到所述成形模内的粉状原料固化的工序。

4.根据权利要求3所述的绕组元件的制造方法，其特征在于，

所述第三填充工序包括：

使所述绝缘处理后的磁性粉末和所述粉状原料混合的工序；以及

使填充了所述小型成形体后的成形模振动，并同时向所述成形模内填充通过所述混合而得到的混合物的工序。