CN1677580A - 平面型铁氧体磁芯 - Google Patents

Abstract

本发明的平面型铁氧体磁芯(2)具有：长方形的平板部(4)；从平板部(4)两端向相对于平板部(4)的平面大致成直角的方向突出的一对外脚部(6)；从位于一对外脚部(6)之间的平板部(4)向与外脚部(6)相同的方向突出的中脚部(8)；在中脚部(8)的两端，分别形成有规定曲率半径的圆弧面(12)，中脚部(8)的长度方向的长度(L1)为平板部(4)宽度的90％以上。根据本发明可缩短线圈的总延长距离，并能降低由流通电流产生的焦耳热，还能在因线圈的小型化而产生的面积部分安装电子零件，实现电源的小型化和高密度化。

Description

平面型铁氧体磁芯

技术领域

本发明涉及安装于形成有线圈图形的电路基板等上的平面型铁氧体磁芯。

背景技术

有时为了在电路基板上安装变压器、电感器等线圈元件，在电路基板的形成有线圈图形的部分上安装所谓E型的平面型铁氧体磁芯(参照专利文献1：特开2003-151838号公报)。

E型的平面型铁氧体磁芯一般具有：长方形的平板部；从平板部的两端向相对于平板部的平面大致成直角的方向突出的一对外脚部；从位于一对外脚部之间的平板部向与外脚部相同方向突出的中脚部。

以往，对于这种E型的平面型铁氧体磁芯，中脚部的长度方向上的两端部大多呈直角面。电路基板上形成的线圈图形形成为包围中脚部周围的图形。因此，如果中脚部的两端部为直角面，则基板上形成的线圈图形成为线圈绕远地卷绕在该直角面的外侧的图形，会形成死空间。

在对包含有电路基板的电子零件的小型化要求不高的时代，即使是那种线圈图形也没有问题，但如今，随着电源小型化的推进，就出现了问题。也就是说，在尽可能提高电源的输出电流密度上开发竞争日趋激烈，因此确保搭载电子零件的空间便成为开发的要素之一。

另外，对于使用平面型铁氧体磁芯的薄型电源，为了改善其功率利用系数，降低焦耳热也同样成为开发的重要要素。

发明内容

鉴于这一现状，本发明的目的在于提供这样一种平面型铁氧体磁芯，其能够缩短线圈的总延长距离，能够降低由流通电流产生的焦耳热，能够在因线圈的小型化而产生的面积部分上安装电子零件，而且能够实现电源的小型化和高密度化。

为达到上述目的，本发明的平面型铁氧体磁芯具有：

长方形的平板部；

从前述平板部两端向相对于前述平板部的平面大致成直角的方向突出的一对外脚部；

从位于一对前述外脚部之间的前述平板部向与前述外脚部相同的方向突出的中脚部；

其特征是，在前述中脚部的两端，分别形成有规定曲率半径的圆弧面，

前述中脚部的长度方向的长度为前述平板部宽度的90％以上。

根据本发明的平面型铁氧体磁芯，在中脚部的两端分别形成有规定曲率半径的圆弧面，所以在与形成于中脚部周围的线圈图形之间没有死空间。因而能谋求线圈图形的小型化，缩短线圈的总延长距离，并能降低由流通电流产生的焦耳热。还能在因线圈的小型化而产生的面积部分上安装电子零件，实现电源的小型化和高密度化。

另外，根据本发明，中脚部的长度方向的长度为平板部宽度的90％以上，所以当中脚部的长度与以往相同时，能够缩短平板部的宽度。其结果，能实现磁芯整体的紧凑化，由磁芯小型化产生的面积部分可安装电子零件，实现电源的小型化及高密度化。

优选地，前述中脚部的长度方向的长度与前述平板部的宽度大致相同。也就是说，中脚部的长度方向的长度优选地为平板部宽度的100％。这种情况下将增大本发明的效果。

优选地，形成于前述中脚部两端的各圆弧面的曲率半径为前述中脚部宽度的大约1/2，小于前述中脚部的长度方向的长度的1/2。当圆弧面的曲率半径为中脚部宽度的大约1/2时，圆弧面为正圆形圆柱的外周面的半个面。该情况下，若圆弧面的曲率半径为中脚部长度方向的长度的1/2，中脚部将形成正圆的圆柱，难以实现磁芯的小型化。因此，圆弧面的曲率半径优选地为中脚部宽度的大约1/2，且小于中脚部长度方向的长度的1/2。

优选地，前述中脚部的长度方向的长度为形成于前述中脚部两端的各圆弧面的曲率半径的3～9倍。在该范围内，本发明的效果显著。

优选地，前述外脚部是沿前述平板部的宽度方向形成的。外脚部是使通过中脚部的磁力线返回而形成闭磁路的部分，外脚部的长度方向的长度优选地与中脚部的长度相同。

优选地，前述中脚部插入到形成于线圈图形的中央部的中脚插通孔中，所述线圈图形形成于电路基板上，

前述外脚部插入到形成于前述电路基板上的线圈图形的外侧的外脚插通孔中。

在安装本发明的平面型铁氧体磁芯的电路基板的相反侧，可安装相同形状的E型平面型铁氧体磁芯或单纯的平板状的I型平面型铁氧体磁芯，形成闭磁路线圈装置。

附图说明

以下根据附图所示的实施方式对本发明进行说明。

图1为本发明一实施方式的平面型铁氧体磁芯的立体图；

图2为图1的II-II线剖视图；

图3(A)为图1所示磁芯的俯视图；图3(B)为其右侧视图；图3(C)为其左侧视图；图3(D)为其后视图；图3(E)为其主视图；

图4为图1所示磁芯的底面图；

图5为表示图1所示磁芯使用状态的剖视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一实施方式的平面型铁氧体磁芯2具有长方形的平板部4。在该平板部4的长度方向X的两端，一体地形成有从各端向相对于平板部4的平面成大致直角的方向突出的一对外脚部6。

从平板部4的、位于一对外脚部6之间的中间位置上的平面向与外脚部6相同的方向平行地形成有中脚部8。如图3所示，外脚部6的高度H1与中脚部8的高度相同，虽无特别限定，但一般为1～10mm。

外脚部6沿平板部4的各端部而形成，其长度方向的长度与平板部4的宽度W0相同。平板部4的宽度W0无特别限定，一般为5～30mm。又，平板部4的长度方向的长度L0无特别限定，为宽度W0的100～400％。

又，平板部4的厚度T1无特别限定，一般为0.5～5mm。在平板部4的宽度W0方向的两端上表面，形成有倒角部10。

在中脚部8的长度方向的两端，分别形成有规定曲率半径R1的圆弧面(半圆柱侧面)12。该中脚部8的长度方向的长度L1为平板部4的宽度W0的90％以上，本实施方式为100％。也就是说，中脚部8的长度方向的长度L1与平板部4的宽度W0大致相同。

形成于中脚部8的两端的各圆弧面12的曲率半径R1为中脚部8的宽度W1的大约1/2，且小于中脚部8的长度方向的长度L1的1/2。当圆弧面12的曲率半径R1为中脚部8宽度的大约1/2时，圆弧面12形成正圆形圆柱的外周面的半个面。在这种情况下，若圆弧面12的曲率半径R1为中脚部8长度方向的长度L1的1/2，中脚部8将形成正圆形圆柱，难以实现磁芯的小型化。因此，优选地，圆弧面12的曲率半径R1为中脚部8的宽度W1的大约1/2，且小于中脚部8的长度方向的长度L1的1/2。

优选地，中脚部8的长度方向的长度L1为形成于中脚部8两端的各圆弧面12的曲率半径R1的3～9倍。在该范围内，本发明的作用效果显著。曲率半径R1为中脚部8宽度W1的大约一半，虽无特别限定，但优选地为1.4～3.2mm左右。各外脚部6的宽度W2无特别限定，但优选地为中脚部8宽度W1的40～80％左右的宽度。

本发明的铁氧体磁芯2的材质无特别限定，可例示出例如Ni-Zn类铁氧体、或Ni-Zn-Cu类铁氧体、Mn-Zn类铁氧体、Mn-Mg-Zn类铁氧体等。该铁氧体磁芯2例如以下述方法制造。

首先，将根据最终制得的铁氧体的用途而适当选择的各种铁氧体原料粉末(原材料)按规定的配比进行秤量、混合，得到原料混合物。作为混合方法，有诸如使用球磨机的湿法混合和使用搅拌机的干法混合。

接着，对原料混合物进行煅烧，得到煅烧材料。煅烧旨在引起原料的热分解、成分的均匀化、铁氧体的生成、通过烧结而实现的超微粉的消除和向适当粒子尺寸的粒生长、将原料混合物转换为适合于后面工序的形态。这种煅烧优选地在800～1100℃的温度下进行，一般进行1～3小时。煅烧可在大气(空气)中进行，也可在氧气成分压力比大气中高的气体环境中进行。另外，当铁氧体中包含副成分时，主成分原料与副成分原料的混合可在煅烧前进行，也可在煅烧后进行。

接着，将煅烧材料粉碎，使其达到规定的平均粒径、粒度分布，得到粉碎材料。粉碎旨在破坏煅烧材料的凝集、得到具有适度的烧结性的粉体。煅烧材料的粉碎可采用以往公知的装置，例如使用球磨机、烘干粉碎机、湿式介质搅拌型粉碎机。粉碎方法则无论湿法粉碎干法粉碎皆可。当煅烧材料形成为大块时，优选地在进行粗粉碎之后再使用球磨机、烘干粉碎机等进行湿法粉碎。湿法粉碎优选地掌握在使煅烧材料的平均粒径达到0.5～2μm左右。

接着，进行粉碎材料(铁氧体粉末)的造粒(颗粒)，得到造粒物(铁氧体颗粒)。造粒旨在将粉碎材料变为适度大小的凝集粒子、转换成适合于成形的形态。作为造粒方法，有诸如喷雾干燥造粒法及摇摆挤压造粒法等。具体地说，是将粉碎材料、粘结剂分散于水中，并根据需要而在水中加入各种添加剂后而成的浆液进行调制，再用喷雾干燥装置(喷雾干燥器)等对该调制后的浆液进行喷雾干燥；或是将粉碎材料、粘结剂及根据需要所选择的各种添加剂用搅拌造粒机进行混合造粒后制成造粒粉，再用摇摆挤压造粒机将该造粒粉反复进行挤压造粒和干燥。通过应用上述方法制成铁氧体颗粒。

这些造粒方法可根据铁氧体颗粒的造粒量、最终铁氧体成形体的性质等进行适当选择。另外，所谓摇摆挤压造粒法，是指通过网眼依次变细的数道工序，进行将造粒成例如数mm大小粒径的粒子在网上压碎、并使变细了的粒子落下这一作业，得到规定粒径以下的粒子的方法。

造粒所得的铁氧体颗粒的平均粒径可根据造粒方法及最终成形体的形状等进行适当选择。一般来说，若平均粒径过小的话，铁氧体颗粒的流动性及向模具的填充性将变差，得到的成形体尺寸及成形体质量的离散将变大。还存在微粉易于附着(粘附)到模具上的倾向。相反，若平均粒径过大的话，则有在成形体中残留许多颗粒粒界、而导致成型不良的情况、以及成形体的尺寸和单位质量的离散增大的情况。因此，通过对该成形体烧结而得到的铁氧体磁芯因颗粒粒界造成的缺陷变少，烧结体强度也较高。

进行铁氧体颗粒的造粒时所使用的粘结剂可从一直以来用于铁氧体颗粒造粒的粘结剂中根据使用目的而适当选择。代表性的有诸如：聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯乙缩醛、聚丙烯类树脂、纤维素类树脂、丙烯酰胺类树脂等。这些粘结剂可单独使用或二种以上混合使用。

在造粒成铁氧体颗粒之时，除粉碎材料(铁氧体粉末)及粘结剂之外，根据要求，在无损本发明目的·效果的范围内还可包含以往公知的各种添加物。作为这种添加物，有诸如聚碳酸盐、缩合萘磺酸等分散剂；丙三醇、乙二醇类、三元醇等增塑剂；蜡、硬脂酸(盐)等润滑剂；聚醚类、尿烷改性聚醚类、聚丙烯酸类、改性丙烯酸类高分子等有机类高分子凝集剂；硫酸铝、氯化铝、硝酸铝等无机类凝集剂等。

接着，将造粒物(铁氧体颗粒)通过各种压缩成形法，例如单力挤压法(single-force molding method)、双力挤压法(double-force moldingmethod)、浮沉模具法(floating die method)、提取法(withdrawalmethod)等形成图1所示的形状，得到成形体。作为造粒物的成形，有诸如干法成形、湿法成形、挤压成形等。干法成形法是通过将造粒物填充入模具并进行压缩加压(压力)的成形法。作为压力机，可根据大小、形状及数量来适当选择机械压力、液压压力、伺服压力等。

接着，进行成形体的釉烧，得到烧结体(本实施方式的铁氧体磁芯2)。釉烧旨在以融点以下的温度使含有许多空隙的成形体的粉体粒子之间产生使粉体凝集的烧结，得到致密的烧结体。作为用于烧结的炉，列举有诸如箱式、推式、台车式等。烧结温度优选地为1000～1300℃，更优选地为1000～1200℃。烧结时间优选地为20～24小时左右。烧结可在大气(空气)中进行，也可在氧气成分的压力比大气中高的环境中进行。

这样得到的铁氧体磁芯2如图5所示，安装在电路基板20上。也就是说，在形成于电路基板20上的线圈图形22的中央部形成的中脚插通孔24中插入中脚部8，在形成于电路基板20的线圈图形22外侧的外脚插通孔26中插入各外脚部6。

在安装本实施方式的铁氧体磁芯2的电路基板20的相反侧，可安装同样形状的E型平面型铁氧体磁芯2或单纯平板状的I型平面型铁氧体磁芯30，形成闭磁路的线圈装置。

对于本实施方式的平面型铁氧体磁芯2，因在中脚部8的两端分别形成有规定曲率半径R1的圆弧面12，所以在与形成于中脚部8周围的线圈图形22之间没有死空间。因而能谋求线圈图形22的小型化，缩短线圈的总延长距离，并能降低由流通电流产生的焦耳热。还能在电路基板20上因线圈的小型化而产生的面积部分安装其他电子零件，实现电源的小型化和高密度化。

又，本实施方式中，因中脚部8的长度方向的长度L1为平板部4宽度W0的90％以上，所以当中脚部8的长度L1与以往相同时，能够缩短平板部4的宽度W0。其结果，能实现磁芯2整体的紧凑化，因磁芯2小型化而产生的电路基板20上的面积部分可安装其他电子零件，实现电源的小型化及高密度化。

另外，本发明不仅限于上述实施方式，可在本发明的范围内进行各种改变。

Claims (10)

1.一种平面型铁氧体磁芯，具有：长方形的平板部；

从前述平板部两端向相对于前述平板部的平面大致成直角的方向突出的一对外脚部；

从位于一对前述外脚部之间的前述平板部向与前述外脚部相同的方向突出的中脚部；

其特征是，在前述中脚部的两端，分别形成有规定曲率半径的圆弧面，

前述中脚部的长度方向的长度为前述平板部宽度的90％以上。

2.根据权利要求1所述的平面型铁氧体磁芯，其特征是，前述中脚部的长度方向的长度与前述平板部的宽度大致相同。

3.根据权利要求1所述的平面型铁氧体磁芯，其特征是，形成于前述中脚部两端的各圆弧面的曲率半径为前述中脚部宽度的大约1/2，小于前述中脚部的长度方向的长度的1/2。

4.根据权利要求2所述的平面型铁氧体磁芯，其特征是，形成于前述中脚部两端的各圆弧面的曲率半径为前述中脚部宽度的大约1/2，小于前述中脚部的长度方向的长度的1/2。

5.根据权利要求1所述的平面型铁氧体磁芯，其特征是，前述中脚部的长度方向的长度为形成于前述中脚部两端的备圆弧面的曲率半径的3～9倍。

6.根据权利要求2所述的平面型铁氧体磁芯，其特征是，前述中脚部的长度方向的长度为形成于前述中脚部两端的各圆弧面的曲率半径的3～9倍。

7.根据权利要求1所述的平面型铁氧体磁芯，其特征是，前述外脚部是沿前述平板部的宽度方向形成的。

8.根据权利要求2所述的平面型铁氧体磁芯，其特征是，前述外脚部是沿前述平板部的宽度方向形成的。

9.根据权利要求1所述的平面型铁氧体磁芯，其特征是，

前述中脚部插入到形成于线圈图形的中央部的中脚插通孔中，所述线圈图形形成于电路基板上，

前述外脚部插入到形成于前述电路基板上的线圈图形的外侧的外脚插通孔中。

10.根据权利要求2所述的平面型铁氧体磁芯，其特征是，前述中脚部插入到形成于线圈图形的中央部的中脚插通孔中，所述线圈图形形成于电路基板上，

前述外脚部插入到形成于前述电路基板上的线圈图形的外侧的外脚插通孔中。

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