DE102012218714A1

DE102012218714A1 - Magnetischer kern und induktionsvorrichtung

Info

Publication number: DE102012218714A1
Application number: DE102012218714A
Authority: DE
Inventors: Sergey Moiseev; Yasuhiro Koike
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2012-10-15
Publication date: 2013-04-18
Also published as: JP2013089776A; US8723633B2; JP5375922B2; CN103065768B; US20130093560A1; CN103065768A

Abstract

Ein magnetischer Kern hat einen ersten Kern mit einer Aussparung und einen zweiten Kern, der einen ersten Endabschnitt und einen zweiten Endabschnitt hat, die beide in Kontakt mit dem ersten Kern gehalten werden, und der einen geschlossenen magnetischen Weg mit dem ersten Kern bildet. Der zweite Kern ist aus einem Material ausgebildet, das eine niedrigere magnetische Permeabilität und eine höhere magnetische Sättigungsflussdichte als der erste Kern hat. Der zweite Endabschnitt hat eine distale Fläche mit einer größeren Fläche als die Querschnittsfläche des ersten Endabschnitts in einer Richtung senkrecht zu der Richtung, in der der magnetische Fluss in dem geschlossenen magnetischen Weg fließt. Die distale Fläche des zweiten Endabschnitts ist mit dem ersten Kern in Kontakt gehalten und der erste Endabschnitt ist mit der Aussparung in dem ersten Kern in Eingriff.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen magnetischen Kern und eine Induktionsvorrichtung mit dem magnetischen Kern.
Induktionsvorrichtungen wie Drosseln oder Transformatoren, die durch Wickeln einer Spule um einen magnetischen Kern herum gestaltet sind, sind bekannt. Einige von solchen Induktionsvorrichtungen haben einen magnetischen Kern, der einen Ferritkern und einen Magnetpulverkern in Kombination verwendet. Siehe beispielsweise japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2007-95914 .
Ein Kern, der in dem zuvor genannten Dokument beschrieben ist, hat einen E-förmigen Kern mit drei magnetischen Beinen und einen flachen plattenartigen, I-förmigen Kern mit einem Paar Ausschnittabschnitten. Zwei der magnetischen Beine, die an entgegengesetzten Enden des E-förmigen Kerns angeordnet sind, sind mit den Ausschnittabschnitten des I-förmigen Kerns zusammengefügt. Diese Gestaltung erleichtert ein Positionieren des E-förmigen Kerns in Bezug auf den I-förmigen Kern, wenn der E-förmige Kern an dem I-förmigen Kern angebracht wird.
In dem vorstehend beschriebenen Kern, falls der I-förmige Kern unter Verwendung eines Ferritkerns ausgebildet wird und der E-förmige Kern, um den eine Spule herum gewickelt wird, durch einen Magnetpulverkern ausgebildet wird, wird erwartet, dass sich die Querschnittsfläche eines Abschnitts, wo die Spule gewickelt ist, und die Wicklungslänge der Spule verringern. Falls jedoch jedes der magnetischen Beine des Magnetpulverkerns den Ferritkern mit einer kleinen Kontaktfläche berührt, kann eine Sättigung eines magnetischen Flusses in einem Abschnitt des Ferritkerns auftreten, der den Magnetpulverkern berührt. Dies kann es unmöglich machen, eine erwünschte Gleichstromüberlagerungscharakteristik zu erhalten.
Um dieses Problem zu lösen, können in dem Kern, der in dem zuvor genannte Dokument beschrieben ist, die distale Fläche und die entsprechende Seitenfläche von jedem der magnetischen Beine des Magnetpulverkerns mit dem entsprechenden der Ausschnittabschnitte in Kontakt gehalten werden, um die Kontaktfläche zwischen dem magnetischen Bein und dem Ausschnittabschnitt zu erhöhen. Wenn jedoch die zwei magnetischen Beine mit den Ausschnittabschnitten zusammengefügt werden, wie in dem Fall des zuvor genannten Dokuments, muss der Abstand zwischen den magnetischen Beinen größer sein als der Abstand zwischen den Ausschnittabschnitten, um ein Montieren des Magnetpulverkerns zu erleichtern. Dies erschwert es in dem vorstehend beschriebenen Dokument, die distalen Flächen und die Seitenflächen von allen magnetischen Beinen mit dem Ferritkern in Kontakt zu halten. Als eine Folge ist es unmöglich, eine ausreichend große Kontaktfläche zwischen den Kernen zu gewährleisten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen magnetischen Kern vorzusehen, der eine ausreichend große Kontaktfläche zwischen gegenüberliegenden Kernen gewährleistet und der leicht herzustellen ist, und eine Induktionsvorrichtung mit dem magnetischen Kern vorzusehen.
Um die vorstehende Aufgabe zu erreichen und gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein magnetischer Kern vorgesehen, der einen ersten Kern mit einer Aussparung und einen zweiten Kern hat, der einen ersten Endabschnitt und einen zweiten Endabschnitt hat, die beide in Kontakt mit dem ersten Kern gehalten werden. Der zweite Kern bildet einen geschlossenen magnetischen Weg mit dem ersten Kern. Der zweite Kern ist aus einem Material ausgebildet, das eine niedrigere magnetische Permeabilität und eine höhere magnetische Sättigungsflussdichte als der erste Kern hat. Der zweite Endabschnitt hat eine distale Fläche mit einer Fläche, die größer als die Querschnittsfläche des ersten Endabschnitts in einer Richtung senkrecht zu einer Richtung ist, in der der magnetische Fluss in dem geschlossenen magnetischen Weg fließt. Die distale Fläche des zweiten Endabschnitts ist mit dem ersten Kern in Kontakt gehalten, und der erste Endabschnitt ist mit der Aussparung in dem ersten Kern in Eingriff.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Induktionsvorrichtung vorgesehen, die den magnetischen Kern des ersten Aspekts und einen Kern hat, der um das zweite Kernbauteil herumgewickelt ist.
Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich von der folgenden Beschreibung zusammengenommen mit den begleitenden Zeichnungen, die beispielhafte Prinzipien der Erfindung darstellen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung, zusammen mit Aufgaben und Vorteilen von dieser, kann am besten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden.
1A ist eine Vorderansicht, die schematisch einen magnetischen Kern und eine Drossel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
1B ist eine Draufsicht, die schematisch den magnetischen Kern und die Drossel zeigt, die in 1A dargestellt sind;
1C ist eine Seitenansicht von links, die schematisch den magnetischen Kern und die Drossel zeigt, die in 1A dargestellt sind; und
1D ist eine Seitenansicht von rechts, die schematisch den magnetischen Kern und die Drossel zeigt, die in 1A dargestellt sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein magnetischer Kern und eine Induktionsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf 1A bis 1D beschrieben.
Wie in 1A bis 1D gezeigt ist, ist in der dargestellten Ausführungsform eine Drossel 10, die als eine Induktionsvorrichtung dient, an einer Wärmeableitungsplatte 11, die beispielsweise aus Aluminium ausgebildet ist, fixiert. Zu veranschaulichenden Zwecken ist in der nachstehenden Beschreibung die Richtung, die durch einen Pfeil Y dargestellt ist und die parallel zu der Wärmeableitungsplatte 11 ist, als die Vorne-Hinten-Richtung definiert. Die Richtung, die durch einen Pfeil Y2 dargestellt ist und die parallel zu der Wärmeableitungsplatte 11 und senkrecht zu der Richtung des Pfeils Y1 ist, ist als die Links-Rechts-Richtung oder die seitliche Richtung definiert. Die Richtung, die durch einen Pfeil Y3 dargestellt ist und die senkrecht zu der Wärmeableitungsplatte 11 ist, ist als die Oben-Unten-Richtung oder die Vertikalrichtung definiert.
Die Drossel 10 hat einen I-förmigen Kern 12 und einen U-förmigen Kern 13, die als ein erster Kern bzw. als ein zweiter Kern dienen, und eine Spule 14, die um den U-förmigen Kern 13 herumgewickelt ist. Der I-förmige Kern 12 ist an der oberen Fläche der Wärmeableitungsplatte 11 unter Verwendung beispielsweise eines Haftmittels fixiert. Der U-förmige Kern 13 ist von oben an dem I-förmigen Kern 12 montiert. Der I-förmige Kern 12 und der U-förmige Kern 13 bilden einen magnetischen Kern C.
Der I-förmige Kern 12 ist ein Ferritkern, der aus Ferrit ausgebildet ist, wie beispielsweise einem MnZn-basierten Material oder einem NiMn-basierten Material. Der I-förmige Kern 12 als ein Ganzes ist wie eine flache rechteckige Platte geformt, die sich aus Sicht von oben in der Links-Rechts-Richtung (seitlichen Richtung) erstreckt. Der I-förmige Kern 12 hat einen Ausschnittabschnitt 15, der als eine Aussparung dient und der in einem rechten Umfangsendabschnitt (einem rechten Endabschnitt) des I-förmigen Kerns 12 ausgebildet ist. Der Ausschnittabschnitt 15 ist durch Schneiden des entsprechenden Abschnitts des I-förmigen Kerns nach unten von der Position entsprechend zu der oberen Fläche des I-förmigen Kerns 12 quer über die volle Breite in der Vorne-Hinten-Richtung ausgebildet. Mit anderen Worten gesagt ist der Aussparungsabschnitt 15 derart ausgebildet, dass eine Bodenfläche 15a und eine Seitenfläche 15b einander in einem rechten Winkel aus Sicht von vorne kreuzen. Der rechte Endabschnitt des I-förmigen Kerns 12 hat aus Sicht von vorne im Wesentlichen eine stufenartige Form (ist geformt wie eine Stufe). Die untere Fläche des I-förmigen Kerns 12 ist eine Kontaktfläche 12a, die mit der Wärmeableitungsplatte 11 in Kontakt gehalten ist.
Der U-förmige Kern 13 ist ein Magnetpulverkern (ein Pulverkern), der durch Pressformen unter Verwendung eines Pulvers (Magnetpulvermaterial) aus beispielsweise einem Fi-Al-Si-basierten Material ausgebildet ist und der Flächen hat, die mit einem isolierenden Kunststoffmaterial beschichtet sind. Das Magnetpulvermaterial, das den U-förmigen Kern 13 bildet, hat eine niedrigere magnetische Permeabilität und eine höhere magnetische Sättigungsflussdichte als das Ferrit.
Der U-förmige Kern 13 hat ein erstes Kernbauteil 17, das wie eine flache Platte geformt ist und das sich aus Sicht von oben in der Vorne-Hinten-Richtung erstreckt. Das erste Kernbauteil 17 ist an der oberen Fläche eines linken Umfangsendabschnitts (eines linken Endabschnitts) des I-förmigen Kerns 12 unter Verwendung beispielsweise eines Haftmittels fixiert. Die Länge in der Vorne-Hinten-Richtung des ersten Kernbauteils 17 ist gleich zu der Länge in der Vorne-Hinten-Richtung des I-förmigen Kerns 12 über die gesamte Breite des ersten Kernbauteils 17. In der dargestellten Ausführungsform entspricht das erste Kernbauteil 17 einem zweiten Endabschnitt, und eine untere Fläche 17a des ersten Kernbauteils 17 entspricht einer distalen Fläche.
Der U-förmige Kern 13 hat ein zweites Kernbauteil 18, das einen flachen Abschnitt 19 und einen Beinabschnitt 21 hat. Der flache Abschnitt 19 hat eine flache rechteckige plattenartige Form, die sich aus Sicht von oben in der seitlichen Richtung erstreckt, und erstreckt sich parallel zu dem I-förmigen Kern 12. Der Beinabschnitt 21 ist wie eine rechteckige Säule geformt und erstreckt sich nach unten von einem rechten Umfangsendabschnitt (einem rechten Endabschnitt) des flachen Abschnitts 19. Mit anderen Worten gesagt ist in dem zweiten Kernbauteil 18 der Beinabschnitt 21 senkrecht zu der Kontaktfläche 12a (der Wärmeableitungsplatte 11) und erstreckt sich in Richtung zu (nach unten zu) dem I-förmigen Kern 12 (der Kontaktfläche 12a). In der dargestellten Ausführungsform sind das zweite Kernbauteil 18 und das erste Kernbauteil 17 separate Komponenten. In dem zweiten Kernbauteil 18 der Ausführungsform entspricht der Beinabschnitt 21 einem ersten Endabschnitt.
Ein distaler Abschnitt des Beinabschnitts 21 ist in den Ausschnittabschnitt 15, der in dem I-förmigen Kern 12 ausgebildet ist, eingepasst oder, mit anderen Worten gesagt, mit diesem in Eingriff. Eine distale Fläche 21a des Beinabschnitts 21 berührt die Bodenfläche 15a des Ausschnittabschnitts 15. Eine Seitenfläche 21b des Beinabschnitts 21, die an der linken Seite der distalen Fläche 21a angeordnet ist, berührt die Seitenfläche 15b des Ausschnittabschnitts 15.
Die untere Fläche eines linken Umfangsendabschnitts (eines linken Endabschnitts) des flachen Abschnitts 19 ist mit der oberen Fläche des ersten Kernbauteils 17 in Kontakt gehalten. Der Abstand von der oberen Fläche der Wärmeableitungsplatte 11 (der Kontaktfläche 12a) zu der oberen Fläche des ersten Kernbauteils 17 ist gleich zu dem Abstand von der oberen Fläche der Wärmeableitungsplatte 11 zu der unteren Fläche des flachen Abschnitts 19 des zweiten Kernbauteils 18.
Wie beschrieben worden ist, ist der U-förmige Kern 13 durch das erste Kernbauteil 17 und das zweite Kernbauteil 18 gebildet und hat eine U-Form als ein Ganzes aus Sicht von vorne. Der Beinabschnitt 21 des zweiten Kernbauteils 18 ist mit dem Ausschnittabschnitt 15 des I-förmigen Kerns 12 an der distalen Fläche 21a und der Seitenfläche 21b in Kontakt gehalten. Die Kontaktfläche zwischen dem Beinabschnitt 21 und dem I-förmigen Kern 12 ist größer als die Fläche der distalen Fläche 21a des Beinabschnitts 21.
Des Weiteren ist die Kontaktfläche zwischen dem ersten Kernbauteil 17 und dem I-förmigen Kern 12 (die die Fläche der unteren Fläche 17a ist) größer als die Kontaktfläche zwischen dem ersten Kernbauteil 17 und dem zweiten Kernbauteil 18 und die Querschnittsfläche des Beinabschnitts 21 in der Richtung senkrecht zu der Oben-Unten-Richtung (der Vertikalrichtung) (die die Fläche der distalen Fläche 21a ist).
Die Querschnittsfläche des flachen Abschnitts 19 des zweiten Kernbauteils 18 an der Längsmitte (seitlichen Mitte) des flachen Abschnitts 19 ist kleiner als die Querschnittsfläche des I-förmigen Kerns 12 an der Längsmitte (seitlichen Mitte), mit Ausnahme des Abschnitts, der dem Ausschnittabschnitt 15 entspricht. Die Querschnittsfläche des Beinabschnitts 21 des zweiten Kernbauteils 18 in der Richtung senkrecht zu der Vertikalrichtung ist kleiner als die Querschnittsfläche des ersten Kernbauteils 17 in der Richtung senkrecht zu der Vertikalrichtung.
Das zweite Kernbauteil 18 des U-förmigen Kerns 13 erstreckt sich in der seitlichen Richtung an der Mitte des I-förmigen Kerns 12 und des ersten Kernbauteils 17 in der Vorne-Hinten-Richtung. Als eine Folge ist durch Kombinieren des I-förmigen Kerns 12 mit dem U-förmigen Kern 13 (des ersten Kernbauteils 17 und des zweiten Kernbauteils 18) der magnetische Kern C aus Sicht von vorne als ein rechteckiger Rahmen (ein rechteckiger Ring) geformt.
Eine Spule 14 ist um den Beinabschnitt 21 des zweiten Kernbauteils 18 herum gewickelt. Mit anderen Worten gesagt ist das zweite Kernbauteil 18 an den I-förmigen Kern 12 und das erste Kernbauteil 17 mit dem Beinabschnitt 21 angefügt, der durch die Spule 14 hindurchgeführt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist die Spule 14 einmal gewickelt (gewunden). Der Beinabschnitt 21 des zweiten Kernbauteils 18 entspricht einem Wicklungsabschnitt für die Spule 14.
Ein Verfahren zum Ausbilden oder Herstellen der Drossel 10 wird nachstehend beschrieben.
Zuerst wird das erste Kernbauteil 17 an der oberen Fläche des linken Umfangsendabschnitts (des linken Endabschnitts) des I-förmigen Kerns 12 mithilfe eines Fixiermittels wie einem Haftmittel fixiert. Der I-förmige Kern 12, wobei nun das erste Kernbauteil 17 an dem I-förmigen Kern 12 fixiert ist, wird dann an der oberen Fläche der Wärmeableitungsplatte 11 mithilfe eines Fixiermittels wie einem Haftmittel fixiert. Anschließend wird die Spule 14 an der Position, die zu dem Ausschnittabschnitt 15 korrespondiert, in dem der Beinabschnitt 21 des zweiten Kernbauteils 18 angeordnet ist, von oberhalb des I-förmigen Kerns 12 (der Wärmeableitungsplatte 11) montiert.
Als nächstes wird der Beinabschnitt 21 durch die Spule 14 hindurchgeführt und währenddessen wird das zweite Kernbauteil 18 an den I-förmigen Kern 12 von oberhalb des I-förmigen Kerns 12 (der Wärmeableitungsplatte 11) angefügt. Dies verursacht einen Kontakt zwischen der oberen Fläche des ersten Kernbauteils 17 und der unteren Fläche des flachen Abschnitts 19 des zweiten Kernbauteils 18 und einen Kontakt zwischen der distalen Fläche 21a des Beinabschnitts 21 und der Bodenfläche 15a des Ausschnittabschnitts 15 in dem I-förmigen Kern 12. In diesem Zustand wird das zweite Kernbauteil 18 nach links (in Richtung zu dem ersten Kernbauteil 17) bewegt, um einen Kontakt der Seitenfläche 21b des Beinabschnitts 21 des zweiten Kernbauteils 18 mit der Seitenfläche 15b des Ausschnittabschnitts 15 des I-förmigen Kerns 12 zu bewirken. Als eine Folge sind der magnetische Kern C und die Drossel 10 fertiggestellt.
Demzufolge wird, selbst wenn ein Herstellungsfehler beispielsweise bewirkt, dass die Länge in der seitlichen Richtung des Ausschnittabschnitts 15 in dem I-förmigen Kern 12 klein oder groß ist, ein enger Kontakt (ein Kontakt) zwischen der distalen Fläche 21a und der Seitenfläche 21b des Beinabschnitts 21 des zweiten Kernbauteils 18 und des I-förmigen Kerns 12 (dem Ausschnittabschnitt 15) herbeigeführt.
Ein Betrieb der Drossel 10 wird nun beschrieben.
Wie durch Pfeile Y4a und Y4b in 1A gekennzeichnet ist, bildet die Drossel 10 einen geschlossenen magnetischen Weg für einen magnetischen Fluss, um durch den Beinabschnitt 21, den flachen Abschnitt 19, das erste Kernbauteil 17, den I-förmigen Kern 12 und den Beinabschnitt 21 in dieser oder in umgekehrter Reihenfolge zu der Zeit zu fließen, wenn die Spule 14 elektrischen Strom empfängt. Mit anderen Worten gesagt bildet der U-förmige Kern 13 den geschlossenen magnetischen Weg zusammen mit dem I-förmigen Kern 12 und das erste Kernbauteil 17 und der Beinabschnitt 21 des U-förmigen Kerns 13 dienen jeweils als ein magnetisches Bein zum Bilden eines magnetischen Wegs in Bezug auf den I-förmigen Kern 12. Die Querschnittsflächen des flachen Abschnitts 19 und des Beinabschnitts 21 des zweiten Kernbauteils 18 in der Richtung senkrecht zu der Fließrichtung des magnetischen Flusses in dem geschlossenen magnetischen Weg sind kleiner als die Querschnittsflächen des I-förmigen Kerns 12 und des ersten Kernbauteils 17 in der Richtung senkrecht zu der Fließrichtung des magnetischen Flusses in dem geschlossenen magnetischen Weg. Die Fläche der unteren Fläche 17a des ersten Kernbauteils 17 ist größer als die Querschnittsfläche des Beinabschnitts 21 in der Richtung senkrecht zu der Fließrichtung des magnetischen Flusses in dem geschlossenen magnetischen Weg.
Der Beinabschnitt 21 des zweiten Kernbauteils 18 wird durch die distale Fläche 21a und die Seitenfläche 21b mit dem I-förmigen Kern 12 in Kontakt gehalten. Dies gestattet, dass der magnetische Fluss nicht nur durch den Kontaktabschnitt (die Kontaktfläche) zwischen der Seitenfläche 21b des Beinabschnitts 21 und dem I-förmigen Kern 12 fließt, wie durch einen Pfeil Y4a gekennzeichnet ist, sondern auch durch den Kontaktabschnitt (die Kontaktfläche) zwischen der distalen Fläche 21a des Beinabschnitts 21 und dem I-förmigen Kern 12, wie durch einen Pfeil Y4b gekennzeichnet ist. Als eine Folge wird verhindert, dass der I-förmige Kern 12, der aus Ferrit gebildet ist, eine Sättigung des magnetischen Flussses in den Kontaktabschnitten zwischen dem Beinabschnitt 21 des zweiten Kernbauteils 18 und dem I-förmigen Kern 12 verursacht.
Der U-förmige Kern 13 berührt die obere Fläche des I-förmigen Kerns 12 an der gesamten unteren Fläche 17a des ersten Kernbauteils 17. Dies gestattet, dass der magnetische Fluss durch die gesamte untere Fläche 17a des ersten Kernbauteils 17 hindurchgeht, wie durch einen Pfeil Y4c in 1C gekennzeichnet ist. Als eine Folge wird verhindert, dass der I-förmige Kern 12 eine Sättigung des magnetischen Flussses in dem Kontaktabschnitt zwischen dem ersten Kernbauteil 17 und dem I-förmigen Kern 12 verursacht.
Als eine Folge dient das erste Kernbauteil 17 als ein Vergrößerungsabschnitt zum Vergrößern der Kontaktfläche zwischen dem ersten Kernbauteil 17 und dem I-förmigen Kern 12 im Vergleich zu der Querschnittsfläche des Beinabschnitts 21 in der Richtung senkrecht zu der Vertikalrichtung. Im Speziellen ist die Kontaktfläche zwischen dem ersten Kernbauteil 17 und dem zweiten Kernbauteil 18 klein im Vergleich zu der Fläche der unteren Fläche 17a des ersten Kernbauteils 17. Da jedoch das Magnetpulvermaterial eine hohe magnetische Sättigungsflussdichte hat, wird ein Auftreten einer Sättigung des magnetischen Flusses in dem Kontaktabschnitt zwischen dem ersten Kernbauteil 17 und dem zweiten Kernbauteil 18 verhindert.
Die dargestellte Ausführungsform hat die nachstehend beschriebenen Vorteile.

(1) Das erste Kernbauteil 17 des U-förmigen Kerns 13 hat die untere Fläche 17a, die eine größere Fläche als die Querschnittsfläche des Beinabschnitts 21 des zweiten Kernbauteils 18 in der Richtung senkrecht zu der Flussrichtung des magnetischen Flusses in dem geschlossenen magnetischen Weg hat. Das erste Kernbauteil 17 berührt den I-Förmigen Kern 12 an der unteren Fläche 17a. Der distale Abschnitt des Beinabschnitts 21 des zweiten Kernbauteils 18 ist in den Ausschnittabschnitt 15, der in dem I-förmigen Kern 12 ausgebildet ist, eingepasst oder, mit anderen Worten gesagt, in Eingriff mit diesem. Als eine Folge berührt im Vergleich zu einem Beinabschnitt 21, der mit dem I-fömigen Kern 12 nur durch die distale Fläche 21a in Kontakt gehalten ist, der Beinabschnitt 21 der Ausführungsform den I-fömigen Kern 12 mit einer großen Kontaktfläche. Im Speziellen ist der distale Abschnitt des Beinabschnitts 21 in den Ausschnittabschnitt 15 in dem I-förmigen Kern 12 eingepasst in oder mit diesem in Eingriff. In diesem Zustand berührt die untere Fläche 17a des ersten Kernbauteils 17 den I-förmigen Kern 12. Dies gewährleistet eine ausreichend große Kontaktfläche zwischen den Kernen und erleichtert eine Herstellung des magnetischen Kerns, im Gegensatz zu dem herkömmlichen Aufbau, in dem die entgegengesetzten Enden des U-förmigen Kerns in die entsprechenden Aussparungen (Ausschnittabschnitte) eingepasst sind, die in dem I-förmigen Kern ausgebildet sind.
(2) Das zweite Kernbauteil 18 hat den Beinabschnitt 21, der zu einem Ende des U-förmigen Kerns 13 korrespondiert, und ist unabhängig von dem ersten Kernbauteil 17, das zu dem anderen Ende des U-förmigen Kerns 13 korrespondiert. In diesem Aufbau wird, nachdem das erste Kernbauteil 17 in den I-förmigen Kern 12 eingepasst worden ist oder, in anderen Worten gesagt, an diesem angeklebt worden ist, der distale Abschnitt des Beinabschnitts 21 an dem Ausschnittabschnitt 15 in dem I-förmigen Kern 12 montiert oder mit diesem in Eingriff gebracht. In diesem Zustand wird das zweite Kernbauteil 18 derart montiert, dass der linke Endabschnitt des flachen Abschnitts 19 das erste Kernbauteil 17 berührt. Mit anderen Worten gesagt, wird der magnetische Kern mit erhöhter Einfachheit hergestellt.
(3) Der Ausschnittabschnitt 15, der den distalen Abschnitt (den unteren Endabschnitt) des Beinabschnitts 21 des zweiten Kernbauteils 18 aufnimmt, ist in dem I-förmigen Kern 12 durch Ausschneiden eines Abschnitts des I-förmigen Kerns 12 ausgebildet. Dies gestattet eine seitliche Bewegung des zweiten Kernbauteils 18, wenn das zweite Kernbauteil 18 an den I-förmigen Kern 12 angefügt wird. Als eine Folge wird die Seitenfläche 21b des Beinabschnitts 21 mit verbesserter Zuverlässigkeit in engen Kontakt mit der Seitenfläche 15b des Ausschnittabschnitts 15 gebracht.
(4) Der I-förmige Kern 12 hat den Ausschnittabschnitt 15, der sich entlang der vollen Breite des I-förmigen Kerns 12 in der Vorne-Hinten-Richtung erstreckt.

Dies gestattet eine Einstellung der Lage des zweiten Kernbauteils 18 in Übereinstimmung mit der Montageposition der Spule 14 in der Vorne-Hinten-Richtung.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern kann in den nachstehend beschriebenen Formen ausgeführt werden.
Der Ausschnittabschnitt 15 kann derart ausgebildet sein, dass ein spitzer oder stumpfer Winkel zwischen der Bodenfläche 15a und der Seitenfläche 15b gebildet ist. In diesem Fall muss sich der Beinabschnitt 21 des zweiten Kernbauteils 18 nicht notwendigerweise senkrecht zu der Kontaktfläche 12a (der Wärmeableitungsplatte 11) erstrecken, solange der Beinabschnitt 21 mit dem Winkel entsprechend dem Winkel des Ausschnittabschnitts 15 ausgebildet ist.
Die Länge des ersten Kernbauteils 17 in der Vorne-Hinten-Richtung kann kleiner als die Länge des I-förmigen Kerns 12 in der Vorne-Hinten-Richtung sein.
Die Form des ersten Kernbauteils 17 und die Form des Beinabschnitts 21 kann je nach Notwendigkeit geändert sein. Beispielsweise kann der Beinabschnitt 21 eine Kreisform oder eine ovale Form aus Sicht von oben haben. In diesem Fall muss der Ausschnittabschnitt 15 des I-förmigen Kerns 12 als eine Aussparung ausgebildet sein, die in Übereinstimmung mit der Form des Beinabschnitts 21 geformt ist.
Der I-förmige Kern 12 kann eine Aussparung einer anderen Form haben. Beispielsweise kann der Ausschnittabschnitt 15 in einem Abschnitt des rechten Umfangsabschnitts (des rechten Abschnitts) des I-förmigen Kerns 12 derart ausgebildet sein, dass die Breite in der Vorne-Hinten-Richtung des Ausschnittabschnitts 15 gleich zu der Breite in der Vorne-Hinten-Richtung des Beinabschnitts 21 des zweiten Kernbauteils 18 ist. Alternativ kann eine rechteckige Aussparung, die aus Sicht von oben identisch mit dem Umriss des Beinabschnitts 21 geformt ist, ausgebildet sein. Des Weiteren kann der Beinabschnitt 21 beispielsweise einen halbkugeligen distalen Abschnitt haben. In diesem Fall muss der I-förmige Kern 12 eine konkave Fläche mit einer Form korrespondierend zu der halbkugeligen Form des distalen Abschnitts des Beinabschnitts 21 haben.
Der I-förmige Kern 12 und der U-förmige Kern 13 (das erste Kernbauteil 17 und das zweite Kernbauteil 18) können jeweils einen Eckabschnitt mit einer geneigten Fläche (einer abgeschrägten Fläche) oder einer gebogenen Fläche (einer gerundeten Fläche) haben, die sich entlang der vollen Breite der Kerne 12, 13 in der Vorne-Hinten-Richtung erstreckt.
Das erste Kernbauteil 17 und das zweite Kernbauteil 18 können einstückig miteinander ausgebildet sein. Das erste Kernbauteil 17 kann an der unteren Fläche des linken Endabschnitts des flachen Abschnitts 19 des zweiten Kernbauteils 18 unter Verwendung beispielsweise eines Haftmittels fixiert sein. Dieser Aufbau gewährleistet auch einen engen Kontakt zwischen der Seitenfläche 21b des Beinabschnitts 21 des zweiten Kernbauteils 18 und der Seitenfläche 15b des Ausschnittabschnitts 15.
Das zweite Kernbauteil 18 kann unter Verwendung eines Halters fixiert sein, der das zweite Kernbauteil 18 in Richtung zu dem I-förmigen Kern 12 und dem ersten Kernbauteil 17 drängt.
Die Spule 14 kann mit zwei oder mehr Wicklungen gewickelt sein. Die Spule 14 kann durch Wickeln einer Kupferleitung, die mit einem Beschichtungsmaterial wie einem isolierenden Kunststoff beschichtet ist, ausgebildet sein.
Das erste Kernbauteil 17 und der Beinabschnitt 21 des zweiten Kernbauteils 18 können in Bezug auf die Kontaktfläche 12a (die Wärmeableitungsplatte 11) geneigt sein. Mit anderen Worten gesagt können sich das erste Kernbauteil 17 und der Beinabschnitt 21 jeweils in einer Richtung erstrecken, die den I-förmigen Kern 12 oder die Kontaktfläche 12a (die Wärmeableitungsplatte 11) kreuzt.
Der flache Abschnitt 19 des zweiten Kernbauteils 18 muss nicht notwendigerweise parallel zu dem I-förmigen Kern 12 ausgebildet sein.
Die vorliegende Erfindung kann als eine Induktionsvorrichtung (eine elektronische Vorrichtung) mit einer Vielzahl von Drosseln 10 ausgebildet sein, die an der Wärmeableitungsplatte 11 montiert sind. Beispielsweise wird, um eine bestimmte Anzahl (eine bestimmte mehrfache Anzahl) von Drosseln 10 an der Wärmeableitungsplatte 11 auszubilden, die bestimmte Anzahl von I-förmigen Kernen 12, die jeweils ein erstes Kernbauteil 17 haben, das an dem I-förmigen Kern 12 fixiert ist, an die Wärmeableitungsplatte 11 geklebt. Dann wird ein einzelnes Kreissubstrat mit wenigstens einer bestimmten Anzahl von Spulen 14 derart montiert, dass die jeweiligen Spulen 14 in Übereinstimmung mit den Ausschnittabschnitten 15 der entsprechenden I-förmigen Kerne 12 angeordnet sind. Anschließend werden die jeweiligen Beinabschnitte 21 durch die entsprechenden Spulen 14 hindurchgeführt und die zweiten Kernbauteile 18 werden nacheinander montiert. Die Drosseln 10 sind somit fertiggestellt. Dieser Aufbau erleichtert ein Montieren der Spulen 14, die an dem einzelnen Kreissubstrat angeordnet sind, und gewährleistet ein effizientes Zusammenbauen der mehreren Drosseln 10 im Vergleich zu einem Aufbau, in dem ein E-förmiger Kern, statt eines I-förmigen Kerns 12, an der Wärmeableitungsplatte 11 fixiert wird. Alternativ können einige oder alle der mehreren Drosseln 10 jeweils als ein Transformator mit einer Vielzahl von Spulen 14 ausgebildet sein.
Der I-förmige Kern 12 kann an einem Gehäuse, das die Drossel 10 aufnimmt, unter Verwendung beispielsweise eines Haftmittels fixiert sein.
Der U-förmige Kern 13 kann durch Druckformen unter Verwendung eines Metallglaspulvers mit Oberflächen, die mit isolierendem Kunststoff beschichtet sind, ausgebildet sein.
Eine magnetische Paste oder ein magnetisches Blatt kann beispielsweise zwischen dem I-förmigen Kern 12 und dem ersten Kernbauteil 17 und dem Beinabschnitt 21 des zweiten Kernbauteils 18 und dem I-förmigen Kern 12 angeordnet sein. Mit anderen Worten gesagt können der I-förmige Kern 12 und das erste Kernbauteil 17 oder der Beinabschnitt 21 und der I-förmige Kern 12 einander entweder direkt oder indirekt über eine andere Komponente berühren.
Die vorliegende Erfindung kann in einem Transformator als eine Induktionsvorrichtung mit einer Vielzahl von Spulen 14 verwendet werden.
Deshalb sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen als beispielhaft und als nicht beschränkend zu betrachten, und die Erfindung ist nicht auf die hierin gegebenen Details beschränkt, sondern kann innerhalb des Umfangs und der Äquivalenz der angehängten Ansprüche modifiziert werden.
Ein magnetischer Kern hat einen ersten Kern mit einer Aussparung und einen zweiten Kern, der einen ersten Endabschnitt und einen zweiten Endabschnitt hat, die beide in Kontakt mit dem ersten Kern gehalten werden, und der einen geschlossenen magnetischen Weg mit dem ersten Kern bildet. Der zweite Kern ist aus einem Material ausgebildet, das eine niedrigere magnetische Permeabilität und eine höhere magnetische Sättigungsflussdichte als der erste Kern hat. Der zweite Endabschnitt hat eine distale Fläche mit einer größeren Fläche als die Querschnittsfläche des ersten Endabschnitts in einer Richtung senkrecht zu der Richtung, in der der magnetische Fluss in dem geschlossenen magnetischen Weg fließt. Die distale Fläche des zweiten Endabschnitts ist mit dem ersten Kern in Kontakt gehalten und der erste Endabschnitt ist mit der Aussparung in dem ersten Kern in Eingriff.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2007-95914 [0002]

Claims

Magnetischer Kern mit: einem ersten Kern (12) mit einer Aussparung (15); und einem zweiten Kern (13), der einen ersten Endabschnitt (21) und einen zweiten Endabschnitt (17) hat, die beide in Kontakt mit dem ersten Kern (12) gehalten werden, wobei der zweite Kern (13) einen geschlossenen magnetischen Weg mit dem ersten Kern (12) bildet, wobei der magnetische Kern dadurch gekennzeichnet ist, dass der zweite Kern (13) aus einem Material ausgebildet ist, das eine niedrigere magnetische Permeabilität und eine höhere magnetische Sättigungsflussdichte als der erste Kern (12) hat, der zweite Endabschnitt (17) eine distale Fläche (17a) mit einer größeren Fläche als die Querschnittsfläche des ersten Endabschnitts (21) in einer Richtung senkrecht zu einer Richtung hat, in der ein magnetischer Fluss in dem geschlossenen magnetischen Weg fließt, und die distale Fläche (17a) des zweiten Endabschnitts (17) mit dem ersten Kern (12) in Kontakt gehalten wird, und der erste Endabschnitt (21) mit der Aussparung (15) in dem ersten Kern (12) in Eingriff ist.
Magnetischer Kern nach Anspruch 1, wobei der zweite Kern (13) Folgendes hat: ein erstes Kernbauteil, das den ersten Endabschnitt (21) und einen dritten Endabschnitt hat, der entgegengesetzt zu dem ersten Endabschnitt (21) gelegen ist; und ein zweites Kernbauteil, das durch eine Komponente ausgebildet ist, die unabhängig von dem ersten Kernbauteil ist, das den zweiten Endabschnitt (17) hat und das mit dem dritten Endabschnitt des ersten Kernbauteils in Kontakt gehalten ist.
Magnetischer Kern nach Anspruch 2, wobei die Kontaktfläche zwischen der distalen Fläche (17a) und dem ersten Kern (12) größer ist als die Kontaktfläche zwischen dem dritten Endabschnitt des ersten Kernbauteils und dem zweiten Kernbauteil.
Magnetischer Kern nach Anspruch 1, wobei die Aussparung (15) durch Ausschneiden eines Endabschnitts des ersten Kerns (12) ausgebildet ist.
Magnetischer Kern nach Anspruch 1, wobei der erste Kern (12) durch einen I-förmigen Kern ausgebildet ist und der zweite Kern (13) durch einen U-förmigen Kern ausgebildet ist.
Induktionsvorrichtung mit: dem magnetischen Kern (C) nach einem der Ansprüche 1 bis 5; und einer Spule (14), die um den zweiten Kern (13) gewickelt ist.