JP2018156974A - Three-phase tripod magnetic core and three-phase tripod inductor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インダクタやトランスのコアとなる三相三脚磁心およびそれを用いた三相三脚インダクタに係り、とくにACフィルタとして無停電電源装置(UPS)等の三相PWMインバータ回路に組み込まれるインダクタに関する。 The present invention relates to a three-phase tripod magnetic core as a core of an inductor and a transformer and a three-phase tripod inductor using the same, and more particularly to an inductor incorporated as an AC filter in a three-phase PWM inverter circuit such as an uninterruptible power supply (UPS). .
従来の三相インダクタは、例えば非特許文献1に記載されているように、基本設計において三相トランスの設計思想をそのまま利用していることから、その構造が三相トランスに近似したものとなっている。
For example, as described in Non-Patent
三相トランスの設計では、負荷電流に対して励磁電流をいかに小さくするかが重要なポイントである。三相トランスにおいて、励磁電流が十分に小さい場合は、励磁電流が多少アンバランスであっても実質的に問題ないものとされている。そのため、三相トランスの設計では各相の励磁電流を合わせこむ必要性がなく、三相の励磁インダクタンス間に多少の差分が存在していても実用上問題を生じないものとして無視されている。 In designing a three-phase transformer, it is important to make the excitation current smaller than the load current. In the three-phase transformer, when the exciting current is sufficiently small, even if the exciting current is somewhat unbalanced, it is considered that there is substantially no problem. For this reason, in the design of the three-phase transformer, it is not necessary to match the exciting currents of the respective phases, and even if there is a slight difference between the three-phase exciting inductances, it is ignored as a practical problem.
これに対して三相インダクタの設計では、電流リプルを均等化することが重要なポイントになっている。そのため、三相インダクタの設計に対して、各巻線の端子間インダクタンスをできるだけ均等に揃えることが要求される。 On the other hand, equalization of current ripple is an important point in the design of a three-phase inductor. Therefore, for the design of a three-phase inductor, it is required to make the inductance between terminals of each winding as uniform as possible.
しかしながら、無停電電源装置(UPS)に用いられている従来の三相インダクタは、三相トランスの設計思想に従って三相インダクタの設計を行うため、バイアス電流や磁気回路の計算を用いた低損失化技術の検討が不十分である。このため、三相トランスに一般的に用いられている各脚を均等な磁路断面積とする設計では中央脚の磁束密度が飽和しやすくなり、損失による温度上昇が大きくなる。同じ磁性体材料で構成されることを前提とする従来の三相インダクタでは、3本の脚が横並びに並行に配置されており、各脚を均等な断面積として設計するため、磁気回路の計算を行うと各巻線の端子間インダクタンスは均等にならない。従来の構造では必然的に各脚の磁路長が等しくならないからである。 However, conventional three-phase inductors used in uninterruptible power supplies (UPS) are designed for three-phase inductors in accordance with the design philosophy of three-phase transformers, so low loss is calculated using bias current and magnetic circuit calculations. Insufficient study of technology. For this reason, in a design in which each leg generally used in a three-phase transformer has a uniform magnetic path cross-sectional area, the magnetic flux density of the central leg is likely to be saturated, and the temperature rise due to loss increases. In a conventional three-phase inductor that is assumed to be composed of the same magnetic material, three legs are arranged side by side in parallel, and each leg is designed to have an equal cross-sectional area. If this is done, the inductance between terminals of each winding will not be equal. This is because the magnetic path lengths of the legs are inevitably not equal in the conventional structure.
このように従来の三相インダクタでは、三相の励磁インダクタンスを均等化することができず、各巻線の電流リプルを均等に揃えることができない。 As described above, in the conventional three-phase inductor, the three-phase excitation inductance cannot be equalized, and the current ripples of the windings cannot be equalized.
また、実際の三相電源の回路設計では、例えば非特許文献2に記載されているように入出力フィルタ用リアクトルとして3つの単相インダクタを接続する例が多くみられる。単相インダクタを3個並べて接続したユニットは、他のデバイス部品と比べて相対的に大きい。このように多数の部品を含む回路構成において1つの部品が多くのスペースを占有するのは、電源装置の大型化を招くという問題点がある。
Further, in actual circuit design of a three-phase power supply, for example, as described in Non-Patent
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、放熱性に優れ、低損失で小型の三相三脚磁心および三相三脚インダクタを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a small three-phase tripod magnetic core and a three-phase tripod inductor having excellent heat dissipation and low loss.
本発明に係る三相三脚磁心は、導線が巻きつけられる巻線部を含む脚部材で構成され、前記巻線部に形成されるべきコイル巻線同士が互いに干渉し合うことなく離間して配置される非干渉スペースを形成する3つの脚部と、前記3つの脚部が電磁的に相互に導通するように、脚部を構成する一方の脚部材が他方の脚部材と出合うところで互いに直接に接合されるかまたは他の部材を介して間接に接合された接合部と、を有する。 The three-phase tripod magnetic core according to the present invention is composed of a leg member including a winding portion around which a conducting wire is wound, and the coil windings to be formed in the winding portion are arranged apart from each other without interfering with each other. The three legs that form a non-interfering space and the one leg member that constitutes the leg are directly connected to each other so that the three legs are electromagnetically connected to each other. A joint portion joined or indirectly joined via another member.
本発明によれば、放熱性に優れ、低損失で小型の三相三脚磁心および三相三脚インダクタが提供される。 According to the present invention, a small three-phase tripod magnetic core and a three-phase tripod inductor having excellent heat dissipation and low loss are provided.
本発明の磁心およびインダクタは、三脚の相互間または3つの巻線部の相互間にそれぞれ十分な非干渉スペースを形成して熱が外部に散逸されやすい構造にしているので、中央部に熱が蓄積されることなく三脚の温度バランスが極めて良好になる。また、各相の励磁インダクタンスが均等化されるため、損失が小さくなり高効率となる。さらに、本発明のインダクタは、小型で低損失であるので、無停電電源装置(UPS)の三相PWMインバータ回路等のような電源回路の設計において設計自由度を大幅に高めることができる。 The magnetic core and the inductor of the present invention have a structure in which a sufficient non-interference space is formed between the tripods or between the three winding portions, so that heat is easily dissipated to the outside. The tripod temperature balance is very good without accumulation. Moreover, since the excitation inductance of each phase is equalized, the loss is reduced and the efficiency is increased. Furthermore, since the inductor of the present invention is small and has low loss, the design flexibility can be greatly increased in the design of a power circuit such as a three-phase PWM inverter circuit of an uninterruptible power supply (UPS).
本明細書中において重要な用語を以下に定義する。 Important terms in this specification are defined below.
「磁気異方性」とは、広義には結晶磁気異方性、形状磁気異方性および誘導磁気異方性のいずれか又は2つ以上の組合せをいい、狭義には結晶磁気異方性をいう。 “Magnetic anisotropy” refers to crystal magnetic anisotropy, shape magnetic anisotropy and induced magnetic anisotropy in a broad sense, or a combination of two or more. Say.
「磁気異方性のない材料」とは、磁界中において特定の方位に磁化されないか又は磁化され難い性質をもつ磁性体材料をいう。 The “material without magnetic anisotropy” refers to a magnetic material having a property that it is not magnetized in a specific direction or difficult to be magnetized in a magnetic field.
「接合部に実質的に隙間がない」とは、顕微鏡のミクロ視野下では微小な空孔(ボイド)や空隙(クリアランス)が磁性体脚部の接合部に存在しているにもかかわらず、その接合部において電磁的な損失を生じることなく、電磁的に結合していることをいう。具体的には磁性体脚部の接合部において漏れ磁束を生じることなく、磁性体脚部同士が互いに磁気的に密接に結合していることをいう。 “There is virtually no gap in the joint” means that even though microscopic voids (voids) and voids (clearance) are present at the joint of the magnetic leg, It means that the joint is electromagnetically coupled without causing electromagnetic loss. Specifically, it means that the magnetic leg portions are magnetically closely coupled to each other without causing leakage magnetic flux at the joint portion of the magnetic leg portions.
以下に添付の図面を参照して本発明の種々の好ましい実施の形態を説明する。 Hereinafter, various preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
先ず第1の実施形態の磁心およびインダクタ並びにそれらの製造方法を説明する。 First, the magnetic core and inductor according to the first embodiment and the manufacturing method thereof will be described.
(第1の実施形態)
第1の実施形態では、4つの実施例に係る磁心とインダクタ、および2つの実施例に係る製造方法をそれぞれ説明する。第1の実施形態に係る三相三脚磁心は、図2、図7、図9、図10、図18(b)にそれぞれ示すように、3個の圧粉磁心部材を接合してつくられる。また、第1の実施形態に係る三相三脚インダクタは、図5、図8、図9、図10、図18(b)にそれぞれ示すように、3ピース接合コアの三脚にそれぞれ導線をコイル状に巻きつけてつくられる。
(First embodiment)
In the first embodiment, a magnetic core and an inductor according to four examples and a manufacturing method according to the two examples will be described. The three-phase tripod magnetic core according to the first embodiment is formed by joining three powder magnetic core members as shown in FIGS. 2, 7, 9, 10, and 18 (b). In addition, the three-phase tripod inductor according to the first embodiment has a coiled conductor on each tripod of the three-piece bonded core, as shown in FIGS. 5, 8, 9, 10, and 18 (b). Wrapped around.
図27に本実施形態の三相三脚インダクタを含む三相インバータ回路を示す。 FIG. 27 shows a three-phase inverter circuit including the three-phase tripod inductor of this embodiment.
無停電電源装置(UPS)では交流出力回路にACLとコンデンサを挿入して正弦波に近い波形が得られるようにしている。また、モータ用インバータにおいても高周波リプルによるモータの異常発熱や不要なノイズ発生を防ぐ目的からACLが使用されている。本実施形態の三相三脚インダクタ20(20A〜20Q)は、三相インバータ回路中において電源スイッチング素子回路と各種負荷との間に接続され、ACフィルタとして機能するようになっている。 In an uninterruptible power supply (UPS), an ACL and a capacitor are inserted into the AC output circuit to obtain a waveform close to a sine wave. In addition, ACLs are also used in motor inverters for the purpose of preventing abnormal heat generation and unnecessary noise from high frequency ripple. The three-phase tripod inductor 20 (20A to 20Q) of the present embodiment is connected between the power switching element circuit and various loads in the three-phase inverter circuit, and functions as an AC filter.
図に示す三相インバータ回路は、PWM変調で動作する三相3線方式の構成をとるように設計されている。三相PWMインバータ励磁下における三相三脚インダクタの端子間におけるインダクタンス値は、単相インダクタの場合と異なり、自己インダクタンスと相互インダクタンスの両方を含んだ値となる。 The three-phase inverter circuit shown in the figure is designed to have a three-phase three-wire configuration that operates by PWM modulation. Unlike the single-phase inductor, the inductance value between the terminals of the three-phase tripod inductor under the three-phase PWM inverter excitation is a value including both the self-inductance and the mutual inductance.
本実施例1のインダクタ10は、三脚が120度に分岐した軸対称構造である。軸対称構造であることから、本実施例1のインダクタ10では三脚の磁脚断面積を同一とし(SA=SB=SC)、かつ三脚のコイル巻き数を同一とする(NA=NB=NC)。
The
次に、図28と図29および下記の数式を参照しながら三相三脚インダクタの各相の励磁インダクタンスの発生原理およびそれらを均等化するために必要となる理論的根拠について説明する。 Next, the generation principle of the excitation inductance of each phase of the three-phase tripod inductor and the theoretical basis necessary for equalizing them will be described with reference to FIGS.
まず、三相三脚インダクタに流れる電流リプルが同一となる条件を導き出す。対称三相負荷であるとすると、三相三脚インダクタの各相の電圧は下式(1)〜(3)でそれぞれ与えられ、電流は下式(4)で与えられる。三相三脚インダクタの磁脚断面積を変化させても、各相のインダクタに流れる電流リプルを同一にするには三相インバータ運転時におけるA相,B相,C相のインダクタのインダクタンス値LTotalA,LTotalB,LTotalCを揃える必要がある。
次に各相のインダクタンスの導出手順を説明する。 Next, the procedure for deriving the inductance of each phase will be described.
図27に示す三相三脚インダクタの等価回路を用いると、各磁脚の磁束は式(5)〜(7)で与えられる。
ただし、記号laは中央脚Aの部分(I字形)の実効磁路長、記号lb,lcは三相三脚インダクタコアの両脚/横脚部分(コ字形)の実効磁路長をそれぞれ示す。 Here, the symbol la indicates the effective magnetic path length of the center leg A portion (I-shaped), and the symbols lb and lc indicate the effective magnetic path length of both legs / lateral legs (U-shaped) of the three-phase tripod inductor core.
鎖交磁束数をψA=NAφA,ψB=NBφB,ψC=NCφCとすると式(8)で与えられる。
相互インダクタンスは対称性を有することから上式(8)は下式(9)で書き表すことができる。
また、120度対称構造ではRA=RB=RCであり、LA=LB=LC=LかつMAB=MBC=MCA=Mであるので上式(9)は下式(10)のように書き換えられる。
このとき、各相のインダクタ電圧νLA,νLB,νLCはインダクタ電流iLA(t),iLB(t),iLC(t)を用いて下記の式(11)〜(13)でそれぞれ与えられる。
上式(11)〜(13)は、キルヒホフの法則(iLA(t)+iLB(t)+iLC(t)=0)を用いて下式(14)〜(16)のように書き換えることができる。
これらの式(14)〜(16)より、端子間の合成インダクタンス値は自己インダクタンスと相互インダクタンスとの和(L+M)で与えられる。 From these formulas (14) to (16), the combined inductance value between the terminals is given by the sum (L + M) of the self-inductance and the mutual inductance.
次に、第1の実施形態のインダクタを構成する構成材料についてそれぞれ説明する。 Next, the constituent materials constituting the inductor according to the first embodiment will be described.
[磁粉材料]
三脚コアに含ませる磁粉材料として、表1に示すFe-Si系合金(3〜8%Si含有)、Fe基アモルファス(Fe-Si-Cr-B, Fe-Si-Cr-P)、パーマロイ、ハイフラックス(50%Fe-50%Ni)、Fe-Si-Al系合金、Co基アモルファス(Co-Fe-Si-B)、ケイ素鋼(3〜6.5%Si含有)、Fe基ナノ結晶軟磁性材料(Fe-Si-B-Nb-Cu,Fe-Zr-B-Cu,Fe-Co-Zr-B-Cu)、ケイ素鋼(3〜6.5%Si含有)、Fe基アモルファス磁性材料(Fe-B-Si-C,Fe-B-Si)のいずれかの磁粉を用いることができる。これらの磁粉材料の平均粒径は、材質や成形時の温度/圧力条件に応じて最適範囲が若干異なることがあるが、概ね5〜100μmの範囲内にある。さらにFe基ナノ結晶軟磁性材料を除く上記磁粉材料の平均粒径は、50〜100μmの範囲内とすることができる。
Magnetic powder materials to be included in the tripod core include Fe-Si alloys (containing 3-8% Si), Fe-based amorphous (Fe-Si-Cr-B, Fe-Si-Cr-P), permalloy, as shown in Table 1. High flux (50% Fe-50% Ni), Fe-Si-Al alloy, Co-based amorphous (Co-Fe-Si-B), silicon steel (containing 3 to 6.5% Si), Fe-based nanocrystalline soft magnetism Materials (Fe-Si-B-Nb-Cu, Fe-Zr-B-Cu, Fe-Co-Zr-B-Cu), silicon steel (containing 3 to 6.5% Si), Fe-based amorphous magnetic materials (Fe- Any magnetic powder of B-Si-C or Fe-B-Si) can be used. The average particle diameter of these magnetic powder materials may be slightly different depending on the material and temperature / pressure conditions during molding, but is generally in the range of 5 to 100 μm. Furthermore, the average particle diameter of the magnetic powder material excluding the Fe-based nanocrystalline soft magnetic material can be in the range of 50 to 100 μm.
[成形助剤]
磁心を成形するために使用される成形助剤として、表2に示した無機系の非磁性バインダおよび有機系の樹脂バインダのいずれか一方または両方を組み合わせて用いることができる。無機系の非磁性バインダには、シリコーン樹脂および水ガラスのいずれかを用いることができる。また、有機系の樹脂バインダには、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、メチルセルロース、水溶性アクリル、パラフィン、グリセリン、およびポリエチレングリコールのいずれかを用いることができる(表2)。
As a molding aid used for molding the magnetic core, any one or both of an inorganic nonmagnetic binder and an organic resin binder shown in Table 2 can be used in combination. For the inorganic nonmagnetic binder, either a silicone resin or water glass can be used. As the organic resin binder, any of polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVB), methyl cellulose, water-soluble acrylic, paraffin, glycerin, and polyethylene glycol can be used (Table 2).
[導線]
導線は、インダクタの三脚コアにそれぞれ巻きつけられ、コイル巻線を形成するものである。導線は、絶縁性の被膜で覆われた純Cu線(0.9mm径)であり、JIS規格番号C3202の被膜の厚みが厚いもの(1種:0.025mm)および薄いもの(2種:0.017mm)を用いることができる。
[Conductor]
The conducting wire is wound around the tripod core of the inductor to form a coil winding. The conducting wire is pure Cu wire (0.9 mm diameter) covered with an insulating coating, and the coating of JIS standard number C3202 is thick (1 type: 0.025 mm) and thin (2 types: 0.0. 017 mm) can be used.
[接着剤]
接着剤は、複数個のコア部材を接合するために、コア部材の接合面に塗布されるものである。接着剤には耐熱エポキシ系接着剤または耐熱セラミック系接着剤を用いることができる。耐熱エポキシ系接着剤として例えばスリーエムジャパン株式会社のEW2010, EW2020,EW2030およびEW2034、株式会社オーデックのアレムコボンド631, アレムコボンド526N, アレムコボンド820, アレムコボンド657, アレムコボンド570, アレムコボンド2200, アレムコボンド2300およびアレムコボンド2330、ナガセケムテックス株式会社の一液エポキシ系接着剤XNR3503, XNR3505, XNR3506, XN1244, XN1278、コトロニクス社のDulalco125および DulalcoNM25などを用いることができる。耐熱セラミック系接着剤(耐熱無機接着剤)として例えばスリーエムジャパン株式会社のスリーエムTB3732、コトロニクス社のDurabond 950、東亞合成株式会社のアロンセラミックなどを用いることができる。
[adhesive]
The adhesive is applied to the joint surface of the core member in order to join the plurality of core members. As the adhesive, a heat-resistant epoxy adhesive or a heat-resistant ceramic adhesive can be used. Examples of heat-resistant epoxy adhesives include EW2010, EW2020, EW2030 and EW2034 from 3M Japan, Alemcobond 631, Alemcobond 526N, Alemcobond 657, Alemcobond 657, Alemcobond 570, Alemcobond 2200, Alemcobond 2300 and Alemcobond 2330, Nagasekem Tex Corporation's one-part epoxy adhesives XNR3503, XNR3505, XNR3506, XN1244, XN1278, Dutronic Co125 and DulalcoNM25 from Cotronics, etc. can be used. As the heat-resistant ceramic adhesive (heat-resistant inorganic adhesive), for example, 3M TB3732 manufactured by 3M Japan Co., Ltd., Durabond 950 manufactured by Kotronics, Aron ceramic manufactured by Toagosei Co., Ltd., or the like can be used.
[実施例1]
次に、本実施形態に係る実施例1の磁心およびインダクタについて説明する。
[Example 1]
Next, the magnetic core and inductor of Example 1 according to this embodiment will be described.
実施例1の磁心10は、同一形状の3つの脚部材2を接合して作製される。本実施例1の脚部材2の磁粉材料としてFe-Si-Al系合金(東邦亜鉛株式会社のHK材)を用いた。また、本実施例1では脚部材2の成形助剤としてPVAおよび水ガラスを用いた。
The
図1に示すように、脚部材2は側方から見てU字の形状に形成されている。脚部材2は、中央部分にストレート状の巻線部3aを有し、その両側に端部3bをそれぞれ有している。巻線部3aは、導線が巻きつけられる脚部材2の主要な部位であり、一様な断面積SA(=SB,SC)の矩形断面を有する。
As shown in FIG. 1, the
脚部材の両端部3bにはそれぞれ接合面4が2つずつ形成されている。端部3bにおいて隣り合う2つの接合面4の中心軸30周りの頂角の角度は120度である。各接合面4は、接合面同士を接着剤で実質的に隙間なく接合するために、機械加工により十分に平らで滑らかな面に仕上げられている。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2010を用いた。
Two joining
図2に示すように、実施例1の磁心10では、3つの脚部材2が中心軸30のまわりに軸対称に配置されている。磁心10において接合面4同士が全面的に密着接合され、その結果として実質的に隙間のない6つの接合部4-4が得られる。すべての接合部4-4を実質的に隙間のないものとしているので、3つの脚部材2は電磁的に密接に結合した状態にある。このため、各脚の巻線部3aに導線を巻きつけ、3つのコイル巻線8に通電すると、各相の励磁インダクタンスが均等になり、低損失で高効率の性能が得られる。
As shown in FIG. 2, in the
実施例1の磁心10の各部サイズを列記する。脚部の長さ(コア高さ)は20mm、脚部の幅は6mm、脚部の厚みは2.5mm、巻線部の長さは15mm、端部の長さは8mm、脚部の断面積SA(=SB,SC)は12.5mm2、接合部の総面積AASは25.5mm2である。
The size of each part of the
図5に上記磁心の各巻線部3aに導線を巻きつけた実施例1のインダクタ20を示す。インダクタ20において、脚部を構成する3本の脚部材2が中心軸30まわりに軸対称に配置されている。インダクタ20の中央領域には非干渉スペース16が設けられ、コイル巻線8同士が互いに干渉し合わないようにしている。非干渉スペース16は、3つのコイル巻線8が互いに接触しないように十分なクリアランスを提供するものである。非干渉スペース16の大きさは、導線の巻き数NA,NB,NCおよび脚部材の横断面形状に応じて決定される。本実施例では非干渉スペース16を十分な大きさとするために、脚部材をU字形状とし、脚部材の巻線部3aを中心軸30から遠ざけている。
FIG. 5 shows the
表5に、実施例1のインダクタ20が組み込まれる三相PWMインバータの回路定数の一例を示す。
Table 5 shows an example of circuit constants of the three-phase PWM inverter in which the
次に本発明の磁心およびインダクタを製造する方法について説明する。本発明の製造方法には、図4のように磁心(コア)を絶縁塗装する方法およびコアを絶縁ケース内に装入する方法、または図18のように導線を磁心に直接巻きつける方法、あるいは図20のように導線をボビンに巻きつける方法など多種多様な実施の形態がある。それらのうちから第1の実施形態としてコアを絶縁塗装する方法およびコアを絶縁ケース内に装入する方法について図4を参照して説明する。先ずコアを絶縁塗装する製造方法1から説明する。
Next, a method for manufacturing the magnetic core and the inductor of the present invention will be described. The manufacturing method of the present invention includes a method of insulatingly coating a magnetic core (core) as shown in FIG. 4 and a method of inserting the core into an insulating case, or a method of winding a lead wire directly around the magnetic core as shown in FIG. There are various embodiments such as a method of winding a conducting wire around a bobbin as shown in FIG. Among them, as a first embodiment, a method for insulatingly coating a core and a method for inserting the core into an insulating case will be described with reference to FIG. First, the
[製造方法1]
次に実施例1の三相三脚磁心および三相三脚インダクタの製造方法について説明する。
[Production Method 1]
Next, a method for manufacturing the three-phase tripod magnetic core and the three-phase tripod inductor of Example 1 will be described.
三脚部材を作製するための磁粉を準備する(工程S1)。磁粉として表1に示す各種の材料を用いることができる。磁粉は粒径が実質的に均一に調整された球形状の微粒子である。磁粉は、材料や製造方法に応じて最適な粒径が種々変わるが、プレス成形性などの性状を考慮すると本発明の磁心を製造するための磁粉の平均粒径は例えば50〜100μmの範囲とすることが望ましい。しかし、ナノ結晶軟磁性材料のような磁粉材料では50μm未満の平均粒径であってもよい。 Magnetic powder for preparing a tripod member is prepared (step S1). Various materials shown in Table 1 can be used as the magnetic powder. The magnetic powder is a spherical fine particle having a substantially uniform particle size. The optimum particle diameter of the magnetic powder varies depending on the material and the manufacturing method, but the average particle diameter of the magnetic powder for producing the magnetic core of the present invention is, for example, in the range of 50 to 100 μm in consideration of properties such as press formability. It is desirable to do. However, a magnetic particle material such as a nanocrystalline soft magnetic material may have an average particle size of less than 50 μm.
磁粉に成形助剤を混合する(工程S2)。成形助剤として、表2に示す各種の材料を用いることができる。 A molding aid is mixed with the magnetic powder (step S2). As the molding aid, various materials shown in Table 2 can be used.
U字形キャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する(工程S3)。本実施形態ではプレス成形を冷間で行うが、これ以外の方法として予熱を施す温間または熱間でプレス成形することも可能である。 A mold having a U-shaped cavity is prepared, mixed powder is supplied to the cavity of the mold, and press molding is performed at a predetermined pressure and room temperature (step S3). In the present embodiment, the press molding is performed in a cold manner. However, as another method, it is possible to perform the press molding in a warm or hot state in which preheating is performed.
金型からプレス成形品を取り出し、プレス成形品の両端部を図に示す形状にそれぞれ端面研削する(工程S4)。具体的にはU字形プレス成形品の両端部を頂角120度の二等辺三角形状にそれぞれ研削し、頂角を挟む二辺にそれぞれ続く2つの面を滑らかに仕上げる。これによりプレス成形品の両端部に接合面4が得られる。接合面4の表面粗さはJIS B0601(2001)に規定された算術平均粗さRaで5μm以下とすることが望ましい。
The press-molded product is taken out from the mold, and both end portions of the press-molded product are each end-ground to the shape shown in the figure (step S4). Specifically, both ends of the U-shaped press-formed product are ground into an isosceles triangle shape having an apex angle of 120 degrees, and two surfaces following the two sides sandwiching the apex angle are finished smoothly. Thereby, the
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、100〜500℃×2〜5hrの条件で熱処理する(工程S5)。これにより成形助剤の一部または全部が溶融し、磁粉粒子の相互間隙に溶融物が浸入し、磁粉粒子間の結合力が強化される。なお、本実施例では脚部材の磁粉材料(3〜8% Si含有Fe-Si系合金)を100〜500℃の条件で熱処理したが、鉄粉およびアモルファス粉以外の他の磁性材料(パーマロイ等)は500〜1000℃の条件で熱処理することが望ましい。 The press-molded product is placed in a heat treatment furnace and heat treated under conditions of 100 to 500 ° C. × 2 to 5 hours (step S5). As a result, part or all of the molding aid is melted, the melt enters the gaps between the magnetic powder particles, and the bonding force between the magnetic powder particles is strengthened. In this example, the magnetic powder material of the leg member (3 to 8% Si-containing Fe—Si alloy) was heat-treated at 100 to 500 ° C., but other magnetic materials (permalloy, etc.) other than iron powder and amorphous powder were used. ) Is preferably heat-treated at 500-1000 ° C.
熱処理炉内からU字形状の脚部材2を取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、脚部材2の表面(接合面4を除く)、少なくとも巻線部3aの表面を絶縁塗装する(工程S6-1)。この絶縁塗装には、エポキシ樹脂やウレタン樹脂のような絶縁性樹脂を含む塗料を用いることができる。絶縁性エポキシ樹脂塗料として例えば京セラ株式会社のTVB2166またはTVB2166B(黒)のいずれかを用いることができる。また、絶縁性ウレタン樹脂塗料として例えば日立化成株式会社のKU-7002,KU-7008,KU-5550,KU-5550-9のいずれかを用いることができる。
After taking out the
絶縁塗装された巻線部3aに導線をそれぞれ直接巻きつけ、3つのコイル巻線8を作製する(工程S7-1)。3つのコイル巻線8の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
A conductive wire is directly wound around each of the winding
脚部材の接合面4にそれぞれ接着剤(例えばスリーエムジャパン株式会社のEW2010)を塗布し、3本の脚部材2を互いに接着接合する(工程S8)。これにより3本の脚部材2は、互いに絶縁されることなく、電磁的に結合される。なお、本実施例では接合面に接着剤を塗布する方法により脚部材同士を接着するようにしたが、本発明はこの接合方法のみに限定されるものではなく、接合面に液状の接着剤を含浸させる方法により脚部材を互いに接合するようにしてもよい。このような含浸接着法は、とくに気孔率の大きな多孔質材料に対して有効である。
An adhesive (for example, EW2010 of 3M Japan Co., Ltd.) is applied to each of the
接合組立工程S8において、3本の脚部材2を高精度に位置決めし、一方の脚部材の接合面4と他方の脚部材の接合面4との間に隙間が生じないように密着させる。この接合時の位置決めには図示しない専用の治具を用いることができる。これにより図5に示すように実質的に隙間なく接合された3つの接合部4-4が形成される。
In the joining and assembling step S8, the three
これらの接合部4-4は実質的に隙間が無いため、3つの脚部材2は電磁的に互いに密接に結合されたものとなる。このため、3つのコイル巻線8に通電したときに、各相に生じる励磁インダクタンスが均等になり、低損失で高効率のインダクタ20が得られる。
Since these joint portions 4-4 have substantially no gap, the three
本実施例のインダクタについて各相の自己インダクタンスを実際に測定した。具体的には表5の回路定数をもつ電源回路に本実施例のインダクタを組み込み、通電したときの各相の自己インダクタンスを高精度パワーメータ(NEWTONS4th社のPPA5530)により測定したところ、それぞれLA=65.753μH、LB=65.203μH、LC=67.861μHであった。これらの結果から、本実施例のインダクタは、A相、B相、C相の自己インダクタンスがほぼ揃っており、三相励磁下における各相の端子間インダクタンスが実質的に等しく、三相の励磁インダクタンスがバランスよく均等化されていることが実証された。 The self-inductance of each phase was actually measured for the inductor of this example. When specifically to measure incorporation of the inductor of the present embodiment to a power supply circuit having the circuit constants in Table 5, each phase of the self-inductance of when energized by a high-precision power meter (PPA5530 of NEWTONS4th Inc.), respectively L A = 65.753 μH, L B = 65.203 μH, L C = 67.861 μH. From these results, the inductor of this example has substantially the same self-inductance of the A-phase, B-phase, and C-phase, and the inductance between terminals of each phase under the three-phase excitation is substantially equal, and the three-phase excitation It has been demonstrated that the inductance is evenly balanced.
接合組立工程S8では、各脚部材の巻線部3aが中心軸30から離れたところに位置し、その結果としてインダクタコアの中央部分に非干渉スペース16が形成される。非干渉スペース16はインダクタコアの三脚に内接する内接円のサイズで規定される。この内接円の半径rはコイル巻線8の厚みtの3倍以上(r≧3t)であることが望ましい。非干渉スペース16の存在により、3つのコイル巻線8が互いに衝突することなく、3本の脚部材2を接合して組み立てることができる。これにより図5に示すインダクタ20が得られる。
In the joining and assembling step S8, the winding
なお、本実施例では、脚部材に導線を巻きつけた後にインサート部材に脚部材を接合したが、脚部材とインサート部材を接合した後にコアの脚部に導線を巻きつけることもできる。 In the present embodiment, the leg member is joined to the insert member after the conducting wire is wound around the leg member, but the conducting wire may be wound around the leg portion of the core after joining the leg member and the insert member.
[製造方法2]
次に、各脚部材を絶縁ケースカバーで覆う製造方法2について説明する。
[Production Method 2]
Next, the
製造方法2の工程S1〜工程S5までの製造プロセスは上述した製造方法1と実質的に同じである。熱処理炉内からU字形の脚部材2を取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、脚部材2を絶縁ケースカバー5内に装入する(工程S6-2)。
The manufacturing process from step S1 to step S5 of
絶縁ケースカバー5は、脚部材2を装入可能とするために脚部材2より少し大きい相似形状に形成されたものであり、長手に沿って分割された一対の半割り部品を組み合わせて成るものである。絶縁ケースカバー5の材料にはポリエチレンテレフタレート(PET)および液晶ポリマー(LPC)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアミド(PA)、ポリカーボネートのような絶縁性樹脂を用いることができる。絶縁性ポリエチレンテレフタレート(PET)として例えばデュポン株式会社のライナイト(登録商標)を用いることができる。また、絶縁性ポリカーボネート樹脂として例えば帝人株式会社のパンライト(登録商標)を用いることができる。なお、絶縁塗料を巻線部3aに塗布した脚部材2を絶縁ケースカバー5のなかに装入するようにしてもよい。
The insulating
絶縁ケースカバー5は、接合面4を除いて脚部材2の外表面を被覆している。すなわち、絶縁ケースカバー5を脚部材2に取り付けると、脚部材2の外表面の大部分が絶縁ケースカバー5によって覆い隠され、接合面4のみが露出した状態となる。
The insulating
絶縁ケースカバー5で被覆された巻線部3aに導線をそれぞれ巻きつけ、3つのコイル巻線8を作製する(工程S7-2)。各コイル巻線8の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
A conducting wire is wound around each of the winding
各脚部材の接合面4にそれぞれ接着剤を塗布し、絶縁ケースカバー5で被覆された3本の脚部材2を互いに接合する(工程S8)。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2020を用いた。
An adhesive is applied to each
なお、本実施例では3本の脚部材を接着剤で接着固定するだけとしたが、三相三脚磁心の外周に絶縁性テープを捲回することにより3本の脚部材の固定をさらに強化することもできる。 In this embodiment, the three leg members are simply bonded and fixed with an adhesive. However, the fixing of the three leg members is further strengthened by winding an insulating tape around the outer periphery of the three-phase tripod magnetic core. You can also.
また、上述した絶縁ケースカバーは、本実施例のみに限定されるものではなく、他の実施形態や他の実施例にも用いることができる。 Further, the above-described insulating case cover is not limited to this example, and can be used in other embodiments and other examples.
次に、図6〜図10を参照して第1の実施形態に係る他の実施例2,3,4をそれぞれ説明する。 Next, other examples 2, 3, and 4 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
[実施例2]
実施例2の磁心10Aは、図7の(a),(b),(c)に示すように、同一形状の3つの脚部材2Aを互いに接合して作製される。本実施例2の脚部材2Aには上記実施例1と同じ磁粉材料を用いた。実施例2の脚部材2Aは、図6の(b)と(c)に示すように、側方から見てC字の形状に形成され、湾曲した巻線部3aを有する。巻線部3aの両端部には接合面4Aがそれぞれ2つずつ形成されている。2つの接合面4Aは、頂角120度の二等辺三角形状をなすように機械研削加工されている。接合面4Aの表面粗さと平坦度は、接着後の3つの接合部4A-4Aにおいて実質的に隙間を生じない程度まで仕上げられている。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2020を用いた。
[Example 2]
As shown in FIGS. 7A, 7B, and 7C, the
図7に示す磁心10Aの表面に絶縁性樹脂液を塗布し、磁心10Aを絶縁被覆する。絶縁被覆された磁心の巻線部3aにそれぞれ導線を巻きつける。3つのコイル巻線8の巻き数NA,NB,NCは同じにする。3つのコイル巻線8を形成すると、図8に示す実施例2の三相三脚インダクタ20Aが得られる。
An insulating resin liquid is applied to the surface of the
[実施例3]
実施例3の磁心10Bは、図9の(a)に示すように、両端部の形状が異なる1本の第1の脚部材2B1と2本の第2の脚部材2B2とを互いに接合してなるものである。本実施例3の脚部材2B1,2B2には上記実施例1と同じ磁粉材料を用いた。第1の脚部材2B1は、側方から見てU字の形状に形成され、湾曲しないストレート状の巻線部3aを有する。巻線部3aの両端部には接合面4B1がそれぞれ2つずつ形成されている。2つの接合面4B1は、頂角60度の二等辺三角形状をなすように機械研削加工されている。
[Example 3]
In the
第2の脚部材2B2は、側方から見てU字の形状に形成され、ストレート状の巻線部3aを有する。巻線部3aの両端部には接合面4B1がそれぞれ形成されている。接合面4B1は、平坦な面となるように機械切削加工されている。第1及び第2の接合面4B1,4B2の表面粗さと平坦度は、接着後の4つの接合部4B1-4B2において実質的に隙間を生じない程度までそれぞれ仕上げられている。
The second leg member 2B2 is formed in a U-shape when viewed from the side, and has a straight winding
第1の脚部材の接合面4B1の各々に第2の脚部材の接合面4B2を接合することにより実施例3の磁心10Bが得られる。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2020を用いた。
The
図9の(a)に示す磁心10Bの表面に絶縁性樹脂液を塗布し、磁心10Bを絶縁被覆する。絶縁被覆された磁心の巻線部3aにそれぞれ導線を巻きつける。各コイル巻線8の巻き数NA,NB,NCは同じにする。3つのコイル巻線8を形成すると、図9の(b)に示す実施例3の三相三脚インダクタ20Bが得られる。
An insulating resin liquid is applied to the surface of the
[実施例4]
実施例4の磁心10Cは、図10の(a)に示すように、両端部の形状が異なる第1の脚部材2C1と2本の第2の脚部材2C2とを互いに接合してなるものである。本実施例4の脚部材2C1,2C2には上記実施例1と同じ磁粉材料を用いた。第1の脚部材2C1は、側方から見てU字の形状に形成され、ストレート状の巻線部3aを有する。巻線部3aの両端部には接合面4C1がそれぞれ形成されている。接合面4C1は、平坦な面となるように機械切削加工されている。
[Example 4]
As shown in FIG. 10A, the
第2の脚部材2C2は、側方から見てU字の形状に形成され、湾曲しないストレートな巻線部3aを有する。巻線部3aの両端部には2つの接合面4C2,4C3がそれぞれ形成されている。2つの接合面4C2,4C3は、頂角90度の不等辺三角形状をなすように機械研削加工されている。第1乃至第3の接合面4C1,4C2,4C3の表面粗さと平坦度は、接着後の6つの接合部4C1-4C2,4C3-4C3において実質的に隙間を生じない程度までそれぞれ仕上げられている。
The second leg member 2C2 is formed in a U-shape when viewed from the side, and has a straight winding
先ず2本の第2の脚部材の接合面4C3同士を接合し、次いで第1の脚部材の接合面4C1と第2の脚部材の接合面4C2とを接合することにより実施例4の磁心10Cが得られる。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2020を用いた。
First, the joint surfaces 4C3 of the two second leg members are joined together, and then the joint surface 4C1 of the first leg member and the joint surface 4C2 of the second leg member are joined, thereby the
図10の(a)に示す磁心10Cの表面に絶縁性樹脂液を塗布し、磁心10Cを絶縁被覆する。絶縁被覆された磁心の巻線部3aにそれぞれ導線を巻きつける。各コイル巻線8の巻き数NA,NB,NCは同じにする。3つのコイル巻線8を形成すると、図10の(b)に示す実施例4の三相三脚インダクタ20Cが得られる。
An insulating resin liquid is applied to the surface of the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態の磁心(5ピース接合コア)およびインダクタ並びにそれらの製造方法について説明する。
(Second Embodiment)
Next, the magnetic core (5-piece bonded core) and inductor according to the second embodiment and their manufacturing methods will be described.
第2の実施形態の磁心は、5つの磁性体ピースを接合してつくられる。第2の実施形態の磁心は、図11、図12、図13、図15、図16、図17、図18(a)、図19、図20、図21、図22にそれぞれ示すように、3つの脚部材2D〜2Mが一対のインサート部材6,6F〜6Mを介して互いに接合される。また、第2の実施形態のインダクタは、図11、図12、図13、図15、図16、図17(a)、図19、図20、図21、図22にそれぞれ示すように、5ピース接合コアの絶縁された三脚にそれぞれ導線を巻きつけてつくられる。
The magnetic core of the second embodiment is formed by joining five magnetic pieces. The magnetic core of the second embodiment is shown in FIGS. 11, 12, 13, 15, 16, 16, 17, 18 (a), 19, 20, 21, and 22, respectively. Three
[実施例5]
次に、図11と図12を参照して本実施形態2に係る実施例5の磁心およびインダクタについて説明する。
[Example 5]
Next, the magnetic core and inductor of Example 5 according to
図11の(a)と(b)に示すように、実施例5の磁心10Dでは、一対のインサート部材6を中央に配置し、3本の脚部材2Dをインサート部材6の周囲に軸対象に配置している。インサート部材6は3つの接合面7を有する正三角柱である。一対のインサート部材6は、中心軸30が正三角柱の中心を通るように互いに離間して配置されている。インサート部材6の磁粉材料としてFe-Si-B-Nb-Cuの組成をもつFe基ナノ結晶軟磁性材料を用いた。Fe基ナノ結晶軟磁性材料は、Fe基アモルファス合金を極微小のナノサイズに結晶化させ、ランダム配向した強磁性相のナノ結晶粒をアモルファス相中に分散させた混合組織を有する磁気異方性のない材料である。また、インサート部材の成形助剤としてシリコーン樹脂およびPVAを用いた。
As shown in FIGS. 11A and 11B, in the
3本の脚部材2Dは、側方から見てU字の形状に形成され、湾曲しないストレートな巻線部3aを有する。脚部材の磁粉材料として純度97%以上の純鉄粉を用いた。また、脚部材の成形助剤としてPVAおよび水ガラスを用いた。巻線部3aの両端部には接合面4Dがそれぞれ形成されている。接合面4Dは、平坦な面となるように機械切削加工されている。
The three
接合面4D,7の表面粗さと平坦度は、接着後の6つの接合部4D-7において実質的に隙間を生じない程度までそれぞれ仕上げられている。2つのインサート部材の接合面7に3本の脚部材の接合面4Dをそれぞれ接合することにより、実施例5の磁心10Dが得られる。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。
The surface roughness and flatness of the
実施例5の磁心10Dの各部サイズを列記する。脚部の長さは45mm、脚部の幅は15mm、脚部の厚みは7.5mm、巻線部の長さは30mm、脚部の断面積SA(=SB,SC)は112.5mm2、接合部の総面積AASは337.5mm2、インサート部材の辺の長さは15mm、インサート部材の厚みは7.5mmである。
The size of each part of the
図11の(b)に示す磁心10Dの表面に絶縁性樹脂液を塗布し、磁心10Dを絶縁被覆する。絶縁被覆された磁心の巻線部3aにそれぞれ導線を巻きつける。各コイル巻線8の巻き数NA,NB,NCは同じにする。3つのコイル巻線8を形成すると、図11の(c)に示す実施例5のインダクタ20Dが得られる。
An insulating resin liquid is applied to the surface of the
表6に、実施例5のインダクタ20Dが組み込まれる三相PWMインバータの回路定数の一例を示す。
Table 6 shows an example of circuit constants of a three-phase PWM inverter in which the
[製造方法3]
実施例5の脚部材2Dを作製するための磁粉を準備する(工程S11-1)。磁粉として表3に示す各種の材料を用いることができる。磁粉に成形助剤を混合する(工程S12-1)。成形助剤として、表2に示す各種の材料を用いることができる。U字形キャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する(工程S13-1)。
[Production Method 3]
Magnetic powder for preparing the
金型からプレス成形品を取り出し、プレス成形品の両端部をそれぞれ端面研削する。これによりプレス成形品の両端部に所望の表面粗さの接合面4Dが得られる。
The press-molded product is taken out from the mold, and both end portions of the press-molded product are each end-face ground. Thereby, joining
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、100〜500℃×2〜5hrの条件で熱処理した(工程S14-1)。これにより成形助剤の一部または全部が溶融し、磁粉粒子の相互間隙に溶融物が浸入し、磁粉粒子間の結合力が強化される。本実施例では、脚部材としてプレス成形した純鉄粉の圧粉を300〜500℃の温度条件で熱処理した。これにより図12に示すような形状の脚部材2Dが得られる。
The press-molded product was placed in a heat treatment furnace and heat-treated under conditions of 100 to 500 ° C. × 2 to 5 hours (Step S14-1). As a result, part or all of the molding aid is melted, the melt enters the gaps between the magnetic powder particles, and the bonding force between the magnetic powder particles is strengthened. In this example, the pressed powder of pure iron powder press-formed as the leg member was heat-treated at a temperature of 300 to 500 ° C. Thereby, a
脚部材2Dは側方から見てU字の形状に形成されている。脚部材2Dは、中央部分にストレート状の巻線部3aを有し、その両側に端部3bをそれぞれ有している。巻線部3aは、導線が巻きつけられる脚部材2Dの主要な部位であり、一様な断面積SA(=SB,SC)の矩形断面を有する。
The
熱処理炉内から脚部材2Dを取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、脚部材2Dの表面(接合面4Dを除く)、少なくとも巻線部3aの表面を絶縁塗装する(工程S15-1)。絶縁塗装された巻線部3aに導線をそれぞれ直接巻きつけ、3つのコイル巻線8を作製する(工程S16)。各コイル巻線8の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
After the
インサート部材を作製するための磁粉を準備する(工程S11-2)。磁粉として表3に示す磁気異方性のない各種の材料を用いることができる。なお、インサート部材は、脚部材と同じ磁粉材料であってもよいし、脚部材とは異なる磁粉材料であってもよい。次いで、磁粉に表2から選択した成形助剤を混合する(工程S12-2)。 Magnetic powder for producing an insert member is prepared (step S11-2). Various materials having no magnetic anisotropy shown in Table 3 can be used as the magnetic powder. The insert member may be the same magnetic powder material as the leg member, or may be a magnetic powder material different from the leg member. Next, the molding aid selected from Table 2 is mixed with the magnetic powder (step S12-2).
正三角柱形状のキャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する(工程S13-2)。 A mold having a regular triangular prism-shaped cavity is prepared, mixed powder is supplied to the cavity of the mold, and press-molded at a predetermined pressure and room temperature (step S13-2).
金型からプレス成形品を取り出し、プレス成形品の3つの辺をそれぞれ端面研削する。これによりプレス成形品の3辺に所望の表面粗さの接合面7がそれぞれ得られる。
The press-molded product is taken out from the mold, and the three sides of the press-molded product are each end-ground. Thereby, the joining
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、100〜1000℃×2〜5hrの条件で熱処理した(工程S14-2)。これにより成形助剤の一部または全部が溶融し、磁粉粒子の相互間隙に溶融物が浸入し、磁粉粒子間の結合力が強化される。本実施例では、インサート部材としてプレス成形したFe基ナノ結晶軟磁性材料の圧粉を500〜800℃の温度条件で熱処理した。熱処理炉内からインサート部材6を取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、インサート部材6の表面(接合面7を除く)を絶縁塗装する(工程S15-2)。
The press-formed product was placed in a heat treatment furnace and heat-treated under conditions of 100 to 1000 ° C. × 2 to 5 hours (Step S14-2). As a result, part or all of the molding aid is melted, the melt enters the gaps between the magnetic powder particles, and the bonding force between the magnetic powder particles is strengthened. In this example, pressed powder of Fe-based nanocrystalline soft magnetic material press-molded as an insert member was heat-treated at a temperature of 500 to 800 ° C. After the
次に3本の脚部材2Dと2個のインサート部材6との接合組立について説明する。脚部材の接合面4Dとインサート部材の接合面7とにそれぞれ接着剤を塗布し、3本の脚部材2Dをインサート部材7にそれぞれ接着接合する(工程S17)。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。
Next, the joining assembly of the three
接合組立工程S17において、一対のインサート部材6の相互間隔を高精度に位置決めし、さらに一対のインサート部材6に対して3本の脚部材2Dを高精度に位置決めし、脚部材の接合面4Dとインサート部材の接合面7との間に隙間が生じないように密着させる。この接合時の位置決めには図示しない専用の治具を用いることができる。これにより図11の(b)に示すように実質的に隙間なく接合された6つの接合部4D-7が形成される。これらの接合部4D-7には実質的に隙間が無いため、3本の脚部材2と2個のインサート部材6とは電磁的に互いに密接に結合されたものとなる。このため、3つのコイル巻線8に通電したときに、各相に生じる励磁インダクタンスが均等になり、低損失で高効率のインダクタ20Dが得られる。
In the joining and assembling step S17, the distance between the pair of
また、接合組立工程S17において、インダクタコアの中央領域に非干渉スペース16が形成される。非干渉スペース16は、3つのコイル巻線8が互いに接触しないように十分なクリアランスを提供するものである。本実施例では非干渉スペース16を十分な大きさとするために、脚部材2DをU字形状とし、脚部材の巻線部3aを中心軸30から遠ざけている。この非干渉スペース16の存在により、3つのコイル巻線8が互いに衝突することなく、3本の脚部材2Dをインサート部材6に接合して組み立てることができる。これにより図11(c)と図12中に示すインダクタ20Dが得られる。
Further, in the joint assembly step S17, the
さらに、インダクタ20Dの外周に絶縁テープ19を巻きつけ、インダクタ構成部材をしっかりとテーピング固定する(工程S18)。
[実施例6]
実施例6の磁心10Eは、図14の(a)に示すように、同一形状の3本の脚部材2Eを一対のインサート部材6に接合して作製される。脚部材2Eとインサート部材6は上記の製造方法3に準じてそれぞれ作製される。実施例6の脚部材2Eは、図13の(a)と(b)に示すように、側方から見てC字の形状に形成され、湾曲した巻線部3aを有する。脚部材2Eの原料として表3に示す各種の磁粉材料を用いることができる。本実施例6の脚部材2Eの磁粉材料として3〜8%Si含有するFe-Si系合金を用いた。
[Example 6]
The
脚部材2Eの巻線部3aの両端部には接合面4Eがそれぞれ形成されている。接合面4Eは、平坦な面になるように機械研削加工されている。
Joining
インサート部材6は、正三角形柱の形状に形成され、接合面7として3つの側面が機会研削加工されている。接合面7の表面粗さと平坦度は、接着後の6つの接合部4E-7において実質的に隙間を生じない程度まで仕上げられている。
The
インサート部材6の原料として表3に示す磁気異方性のない各種の磁粉材料を用いることができる。本実施例6では、インサート部材6の磁粉材料としてJIS C 2531(1999)に規定されたパーマロイC(75% Ni-Cu-Mo-Fe合金)を用いた。
As a raw material for the
3本の脚部材2Eの表面(接合面4Eを除く)および2個のインサート部材6の表面(接合面7を除く)に絶縁性樹脂液をそれぞれ塗布し、各部材2E,6をそれぞれ絶縁被覆する。絶縁被覆された3本の脚部材の巻線部3aにそれぞれ導線を巻きつける。各コイル巻線8の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
An insulating resin solution is applied to the surfaces of the three
脚部材の接合面4Eとインサート部材の接合面7とにそれぞれ接着剤を塗布し、3本の脚部材2Eをインサート部材6にそれぞれ接着接合する。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2034を用いた。
Adhesives are respectively applied to the
このようにして3本の脚部材2Eおよび一対のインサート部材6を互いに接合すると、図14(b)に示す実施例6のインダクタ20Eが得られる。
When the three
[実施例7]
図15と図16を参照して実施例7の磁心およびインダクタについて説明するが、本実施例7が上述した実施例6と重複する部分は説明を省略する。
[Example 7]
The magnetic core and the inductor according to the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16, but the description of the portions where the seventh embodiment overlaps with the above-described sixth embodiment will be omitted.
本実施例7では、図15の(a)と(c)に示す正六角柱形状のインサート部材6Fを介して3本の脚部材2Fを接合することにより、図16の(a)に示す磁心10Fを作製している。
In the seventh embodiment, the three
脚部材2Fとインサート部材6Fは上記の製造方法3に準じてそれぞれ作製される。インサート部材6Fの原料として表3に示す磁気異方性のない各種の磁粉材料を用いることができる。本実施例7ではインサート部材6Fの材料としてFe-Si-Al系合金粉(東邦亜鉛株式会社のHK材)を用い、脚部材2Fの材料として3〜8%Si含有するFe-Si系合金粉を用いた。
The
3本の脚部材2Fと一対のインサート部材6Fとを互いに接合すると、図16(a)に示す実施例7の磁心10Fが得られる。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2034を用いた。
When the three
[実施例8]
図17を参照して実施例8の磁心およびインダクタについて説明するが、本実施例8が上述した実施例7と重複する部分は説明を省略する。
[Example 8]
The magnetic core and the inductor according to the eighth embodiment will be described with reference to FIG. 17, but the description of the same portions as the seventh embodiment described above in the eighth embodiment will be omitted.
本実施例8では不等辺六角柱形状のインサート部材6Gを介して3本の脚部材2Gを接合し、図17の(a)に示す磁心10Fおよび図17の(b)に示すインサート部材20Fを作製している。
In the eighth embodiment, the three
本実施例8では、インサート部材6Gの形状を不等辺六角柱としている。すなわち、インサート部材6Gの6つの辺の長さを等しくしないで、脚部材2Gが接合される接合面7Gの三辺の幅W2のほうを非接合面の三辺の幅W3よりも大きくしている。
In the eighth embodiment, the shape of the
本実施例8では、インサート部材6GのサイズをW2>W3の関係とすることにより、脚部材2Gの幅が拡がり、有効断面積が増大するとともに、インサート部材6Gがよりコンパクトになり、インダクタ全体が小型化する。
In the eighth embodiment, by setting the size of the
インサート部材6Gの材料として表3に示す磁気異方性のない各種の磁粉材料を用いることができる。本実施例8では、インサート部材6Gの材料として例えばFe基ナノ結晶軟磁性粉(Fe-Si-B-Nb-Cu)を用い、脚部材2Gの材料として3〜8%Si含有するFe-Si系合金粉を用いた。
As the material of the
次に、3本の脚部材が中心軸30に対して非対称に配置される磁心およびインダクタをそれぞれ説明する。
Next, a magnetic core and an inductor in which three leg members are disposed asymmetrically with respect to the
図18の(a),(b),(c)に外形が類似する3種類のインダクタをそれぞれ示す。図18(a)のインダクタ20Hは5個のピースを接合した実施例9の磁心10Hを含み、図18(b)のインダクタ20Iは3個のピースを接合した実施例10の磁心10Iを含み、図18(c)のインダクタ20Jは2個のピースを接合した実施例11の磁心10Jを含むものである。
Three types of inductors similar in outer shape are shown in FIGS. 18 (a), (b), and (c). The
先ず実施例9の磁心及びインダクタ並びにそれらを製造するための製造方法4について説明する。
First, the magnetic core and inductor of Example 9 and the
[実施例9]
図18の(a)に示すように、実施例9のインダクタ20H(磁心10H)では、一対のインサート部材6Hを中央に配置し、3本の脚部材2Hをインサート部材6Hの周囲に配置している。インサート部材6Hは4つの接合面7Hを有する正四角柱である。これら4つの接合面7Hのうちの3つに脚部材2Hがそれぞれ接合されている。一対のインサート部材6Hは、中心軸30が正四角柱の中心を通るように離間して配置されている。インサート部材6Hの磁粉材料としてJIS C 2531(1999)に規定されたパーマロイA(78.5% Ni-Fe合金)を用いた。また、本実施例ではインサート部材6Hの成形助剤としてメチルセルロースおよび水ガラスを用いた。インサート部材6Hの4つの側面には接合面7Hが形成されている。接合面7Hは、平坦な面となるように機械切削加工されている。
[Example 9]
As shown in FIG. 18 (a), in the
インダクタ20H(磁心10H)の形状は、Z軸(中心軸30)方向から見てT字状をなし、Y軸方向から見て格子状をなし、X軸方向から見て環状をなす。
The shape of the
脚部材2Hは側方から見てU字の形状に形成されている。脚部材2Hは、中央部分にストレート状の巻線部3aを有し、その両側に端部3bをそれぞれ有している。巻線部3aは、導線が巻きつけられる脚部材2Hの主要な部位であり、一様な断面積SA(=SB,SC)の矩形断面を有する。脚部材2Hの磁粉材料として純度97%以上の純鉄粉を用いた。また、本実施例では脚部材2Hの成形助剤としてPVBおよびシリコーン樹脂を用いた。巻線部3aの両端部には接合面4Hがそれぞれ形成されている。接合面4Hは、平坦な面となるように機械切削加工されている。
The
接合面4H,7Hの表面粗さと平坦度は、接着後の6つの接合部4H-7Hにおいて実質的に隙間を生じない程度までそれぞれ仕上げられている。
The surface roughness and flatness of the bonding surfaces 4H and 7H are finished to such an extent that no gaps are substantially generated in the six bonded
脚部材2Hの表面(接合面4Hを除く)に絶縁性樹脂液を塗布し、脚部材2Hを絶縁被覆する。絶縁被覆された磁心の巻線部3aにそれぞれ導線を巻きつける。3つのコイル巻線8の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
An insulating resin liquid is applied to the surface of the
専用の治具で脚部材2Hとインサート部材6Hとをそれぞれ位置決めし、脚部材の接合面4Hとインサート部材の接合面7Hとに接着剤を塗布し、両者を接着接合する。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。このようにして図18の(a)に示す実施例9のインダクタ20Hを得た。
The
[製造方法4]
図19に示すように実施例9の脚部材2Hを作製するための磁粉を準備する(工程S21-1)。磁粉として表3に示す各種の材料を用いることができる。磁粉に成形助剤を混合する(工程S22-1)。成形助剤として表2に示す各種の材料を用いることができる。
[Production Method 4]
As shown in FIG. 19, the magnetic powder for producing the
U字形キャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する(工程S23-1)。金型からU字形状のプレス成形品を取り出し、プレス成形品の両端部をそれぞれ端面研削する。これによりプレス成形品の両端部に所望の表面粗さの接合面4Hが得られる。
A mold having a U-shaped cavity is prepared, mixed powder is supplied to the cavity of the mold, and press molding is performed at a predetermined pressure and room temperature (step S23-1). A U-shaped press-molded product is taken out from the mold, and both end portions of the press-molded product are each end-face ground. Thereby, the joining
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、100〜500℃×2〜5hrの条件で熱処理した(工程S24-1)。これにより成形助剤の一部または全部が溶融し、磁粉粒子の相互間隙に溶融物が浸入し、磁粉粒子間の結合力が強化される。これにより高透磁率の脚部材2Hが得られる。脚部材2Hは、側方から見てU字の形状に形成され、湾曲しないストレートな巻線部3aを有する。
The press-molded product was placed in a heat treatment furnace and heat-treated under the conditions of 100 to 500 ° C. × 2 to 5 hours (Step S24-1). As a result, part or all of the molding aid is melted, the melt enters the gaps between the magnetic powder particles, and the bonding force between the magnetic powder particles is strengthened. Thereby, a
熱処理炉内から脚部材2Hを取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、脚部材2Hの表面(接合面4Hを除く)、少なくとも巻線部3aの表面を絶縁塗装する(工程S25-1)。
After taking out the
絶縁塗装された巻線部3aに導線をそれぞれ直接巻きつけ、3つのコイル巻線8を作製する(工程S26)。3つのコイル巻線8の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
A conductive wire is directly wound around each of the winding
インサート部材を作製するための磁粉を準備する(工程S21-2)。磁粉として表3に示す磁気異方性のない各種の材料を用いることができる。磁粉に成形助剤を混合する(工程S22-2)。成形助剤として、表2に示す各種の材料を用いることができる。 Magnetic powder for preparing the insert member is prepared (step S21-2). Various materials having no magnetic anisotropy shown in Table 3 can be used as the magnetic powder. A molding aid is mixed with the magnetic powder (step S22-2). As the molding aid, various materials shown in Table 2 can be used.
正四角柱形状のキャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する(工程S23-2)。金型から正四角柱形状のプレス成形品を取り出し、プレス成形品の側面をそれぞれ端面研削する。これによりプレス成形品に所望の表面粗さの接合面7Hがそれぞれ得られる。
A mold having a regular quadrangular prism-shaped cavity is prepared, mixed powder is supplied to the cavity of the mold, and press molding is performed under a predetermined pressure and room temperature (step S23-2). A regular quadrangular prism-shaped press-molded product is taken out from the mold, and the side surfaces of the press-molded product are each end-ground. As a result, each of the bonded
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、500〜1000℃×2〜5hrの条件で熱処理する(工程S24-2)。熱処理炉内からインサート部材6Hを取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、インサート部材6Hの表面(接合面7Hを除く)を絶縁塗装する(工程S25-2)。
The press-molded product is placed in a heat treatment furnace and heat treated under conditions of 500 to 1000 ° C. × 2 to 5 hours (step S24-2). After the
次に3本の脚部材2Hと2個のインサート部材6Hとの接合組立について説明する。脚部材2Hは接合面4Hを除いて絶縁被覆され、巻線部3aにはコイル巻線8が巻きつけられている。脚部材の接合面4Hとインサート部材の接合面7Hとにそれぞれ接着剤を塗布し、3本の脚部材2Hをインサート部材7Hにそれぞれ接着接合する(工程S27)。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。これにより3本の脚部材2Hは、互いに絶縁されることなく、電磁的に結合される。
Next, the joining assembly of the three
接合組立工程S27において、一対のインサート部材6Hの相互間隔を高精度に位置決めし、さらに一対のインサート部材6Hに対して3本の脚部材2Hを高精度に位置決めし、脚部材の接合面4Hとインサート部材の接合面7Hとの間に隙間が生じないように密着させる。この接合時の位置決めには図示しない専用の治具を用いることができる。これにより図18の(a)に示すように実質的に隙間なく接合された6つの接合部4H-7Hが形成される。これらの接合部4H-7Hには実質的に隙間が無いため、3本の脚部材2Hと2個のインサート部材6Hとは電磁的に互いに密接に結合されたものとなる。このため、3つのコイル巻線8に通電したときに、各相に生じる励磁インダクタンスが均等になり、低損失で高効率のインダクタ20Hが得られる。
In the joining and assembling step S27, the mutual interval between the pair of
さらに、インダクタ20Hの外周に絶縁テープ19を巻きつけ、インダクタの構成部材をしっかりとテーピング固定する(工程S28)。
Further, the insulating
なお、本実施例では、脚部材に導線を巻きつけた後にインサート部材に脚部材を接合したが、脚部材とインサート部材を接合した後にコアの脚部材に導線を巻きつけることもできる。 In this embodiment, the conductor member is wound around the leg member and then the leg member is joined to the insert member. However, the conductor member may be wound around the leg member of the core after joining the leg member and the insert member.
[実施例10]
図18の(b)に示すように、実施例10のインダクタ20I(磁心10I)は、上述した実施例9と同様に、Z軸方向から見てT字の形状をなし、Y軸方向から見て格子状をなし、X軸方向から見て環状をなす。しかし、本実施例10のインダクタ20I(磁心10I)では、インサート部材が無く、3本の脚部材2Iを互いに直接接合している。すなわち、本実施例の磁心10Iでは、3本のうちの2本の脚部材2Iの端面4I同士を突合せ接合し、残り1本の脚部材2Iの端面4Iを前記2本の脚部材2Iの側面4Sに接合している。2本の脚部材2Iを突合せ接合した結果として接合部4I-4Iが形成されている。また、残り1本の脚部材2Iと2本の脚部材2Iとをサイド接合した結果として接合部4I-4S-4Sが形成されている。これらの接合部4I-4I,4I-4S-4Sのいずれにも実質的に隙間がなく、3本の脚部材2Iは互いに緊密に接合されている。
[Example 10]
As shown in FIG. 18B, the inductor 20I (magnetic core 10I) of Example 10 has a T-shape when viewed from the Z-axis direction and is viewed from the Y-axis direction, as in Example 9 described above. It forms a lattice shape and forms a ring shape when viewed from the X-axis direction. However, in the inductor 20I (magnetic core 10I) of the tenth embodiment, there is no insert member, and the three leg members 2I are directly joined to each other. That is, in the magnetic core 10I of the present embodiment, the end surfaces 4I of the two leg members 2I out of the three are butted and joined, and the end surface 4I of the remaining one leg member 2I is connected to the side surface of the two leg members 2I. Joined to 4S. As a result of butt joining the two leg members 2I, joints 4I-4I are formed. Further, as a result of side-joining the remaining one leg member 2I and the two leg members 2I, joined portions 4I-4S-4S are formed. None of these joint portions 4I-4I and 4I-4S-4S has substantially any gap, and the three leg members 2I are tightly joined to each other.
[実施例11]
図18の(c)に示すように、実施例11のインダクタ20J(磁心10J)は、上述した実施例9,10と同様に、Z軸方向から見てT字の形状をなし、Y軸方向から見て格子状をなし、X軸方向から見て環状をなす。しかし、本実施例11のインダクタ20J(磁心10J)では、インサート部材を介することなく2つの脚部材2J,9を直接接合している。すなわち、本実施例の磁心10Iでは、両脚部材9の側面9Sに脚部材2Jの端面4Jを接合している。
[Example 11]
As shown in FIG. 18 (c), the
脚部材2Jは、側方から見てU字の形状に形成され、1つの脚部を有するものである。脚部材2Jの1つの脚部には導線が巻きつけられ、1つのコイル巻線8が形成される。これに対して、両脚部材9は、環状またはリング状に形成され、2つの脚部を有するものである。両脚部材9の2つの脚部には導線がそれぞれ巻きつけられ、2つのコイル巻線8が形成されるようになっている。
The
脚部材2Jと両脚部材9とを接合した結果として2つの接合部4J-9Sが形成されている。これらの接合部4J-9Sのいずれにも実質的に隙間がなく、脚部材2Jと両脚部材9とは互いに緊密に接合されている。
As a result of joining the
次に図20を参照して実施例12の磁心及びインダクタ並びにそれらを製造するための製造方法5について説明する。なお、本実施例12が上記実施例9と重複する部分は説明を省略する。
Next, with reference to FIG. 20, the magnetic core and inductor of Example 12 and the
[実施例12]
実施例12の磁心10Kおよびインダクタ20Kは、3本の脚部材2Kを巻鉄心とした点を除いて、他の構成は上述の実施例9と実質的に同じである。
[Example 12]
The magnetic core 10K and the
脚部材2Kは側方から見てU字の形状に形成されている。脚部材2Kは、中央部分にストレート状の巻線部3aを有し、その両側に端部3bをそれぞれ有している。巻線部3aは、導線が巻きつけられる脚部材2Kの主要な部位であり、一様な断面積SA(=SB,SC)の矩形断面を有する。脚部材2Kの材料として3%Si含有ケイ素鋼帯でできた巻き鉄心を用いた。巻線部3aの両端部には接合面4Kがそれぞれ形成されている。接合面4Kは、平坦な面となるように機械切削加工されている。
The
インサート部材6Kは、上記実施例9のインサート部材6Hと実質的に同じ構成の圧粉磁心であり、磁粉材料としてJIS C 2531(1999)に規定されたパーマロイA(78.5% Ni-Fe合金)を用いた。インサート部材6Kの4つの側面には接合面7Kが形成されている。接合面7Kは、平坦な面となるように機械切削加工されている。
The
接合面4K,7Kの表面粗さと平坦度は、接着後の6つの接合部4K-7Kにおいて実質的に隙間を生じない程度までそれぞれ仕上げられている。
The surface roughness and flatness of the
脚部材2Kの表面(接合面4Kを除く)に絶縁性樹脂液を塗布し、脚部材2Kを絶縁被覆する。絶縁被覆された磁心の巻線部3aにそれぞれ導線を巻きつける。3つのコイル巻線8の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
An insulating resin liquid is applied to the surface of the
専用の治具で脚部材2Kとインサート部材6Kとをそれぞれ位置決めし、脚部材の接合面4Kとインサート部材の接合面7Kとに接着剤を塗布し、両者を接着接合する。接着剤として株式会社オーデックのアレムコボンド526Nを用いた。このようにして図20に示す実施例12のインダクタ20Kを得た。
The
[製造方法5]
図20を参照して実施例12の磁心およびインダクタを製造する方法について説明するが、本方法5が上述した方法4と重複する部分は説明を省略する。
[Production Method 5]
A method for manufacturing the magnetic core and the inductor according to the twelfth embodiment will be described with reference to FIG.
脚部材2Kとして三相用カットコアの名称で市販されている巻鉄心を準備した。巻鉄心は、方向性ケイ素鋼帯を巻回し、歪取り焼きなまし後に、接合面を接着剤で接着し、所望の形状に切断し、研磨することにより、製造されたものである(工程S21)。本実施例12では、このような巻鉄心を脚部材2Kに用いた。
A wound core commercially available under the name of a three-phase cut core was prepared as the
脚部材2Kは、湾曲しないストレートな巻線部3aと、平らな接合面4Kを有する非巻線部3bとを有し、側方から見てU字の形状をなしている。脚部材2Kの表面(接合面4Kを除く)、少なくとも巻線部3aの表面を絶縁塗装する(工程S25)。絶縁塗装された巻線部3aに導線をそれぞれ直接巻きつけ、3つのコイル巻線8を作製する(工程S26)。3つのコイル巻線8の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
The
次に3本の脚部材2Kと2個のインサート部材6Kとの接合組立について説明する。脚部材2Kは接合面4Kを除いて絶縁被覆され、巻線部3aにはコイル巻線8が巻きつけられている。脚部材の接合面4Kとインサート部材の接合面7Kとにそれぞれ接着剤を塗布し、3本の脚部材2Kをインサート部材7Kにそれぞれ接着接合する(工程S27)。接着剤として株式会社オーデックのアレムコボンド526Nを用いた。
Next, the joining assembly of the three
接合組立工程S27において、脚部材の接合面4Kとインサート部材の接合面7Kとの間に隙間が生じないように密着させる。この接合時の位置決めには図示しない専用の治具を用いることができる。これにより実質的に隙間なく接合された6つの接合部4K-7Kが形成される。これらの接合部4K-7Kには実質的に隙間が無いため、3本の脚部材2Kと2個のインサート部材6Kとは電磁的に互いに密接に結合されたものとなる。このため、3つのコイル巻線8に通電したときに、各相に生じる励磁インダクタンスが均等になり、低損失で高効率のインダクタ20Kが得られる。
In the joining and assembling step S27, the leg members are brought into close contact with each other so that no gap is generated between the
次に図21を参照して実施例13の磁心及びインダクタ並びにそれらを製造するための製造方法6をそれぞれ説明する。
Next, with reference to FIG. 21, the magnetic core and inductor of Example 13 and the
[実施例13]
実施例13のインダクタ20Lは、図21に示すように、3本の脚部材2L、一対のインサート部材6L、および3個のコイルボビン18を有する。脚部材2Lは、真っ直ぐな丸棒形状(円柱形状)の圧粉磁心からなり、一対のインサート部材6Lの間に等間隔かつ平行に取り付けられている。脚部材2Lごとに1個のコイルボビン18が装着されている。
[Example 13]
As shown in FIG. 21, the
コイルボビン18は、ポリエチレンテレフタレート(PET)または液晶ポリマー(LCP)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアミド(PA)のような絶縁性樹脂でつくられたボビン17に導線8を巻きつけたものである。コイルボビン18の中空軸には脚部材2Lが挿通し、脚部材2Lによりコイルボビン18が保持されている。
The
一対のインサート部材6Lは、三つ葉形状の圧粉磁心からなり、その中心が中心軸30を通るように互いに離間して配置されている。インサート部材6Lの三つ葉の各葉に脚部材2Lの端面がそれぞれ接合されている。
The pair of
3本の脚部材2Lおよび一対のインサート部材6Lを互いに接合すると、本実施例の磁心10Lが得られる。さらに、3個のコイルボビン18を磁心10Lの3本の脚部材2Lにそれぞれ装着すると、本実施例のインダクタ20Lが得られる。
When the three
実施例13のインダクタ20Lの各部サイズを列記する。脚部の長さは25mm、脚部の径は10mm、コイルボビンの外径は11mm、コイルボビンの長さは18mm、巻線部の長さは16mm、脚部の断面積SA(=SB,SC)は78.6mm2、接合部の総面積AASは471.3mm2、インサート部材の最大径は30mm、インサート部材の厚みは10mmである。
The size of each part of the
[製造方法6]
図21に示すように実施例13の脚部材2Lを作製するための磁粉を準備する(工程S31-1)。磁粉として表3に示す各種の材料を用いることができる。本実施例では脚部材2Lの磁粉材料として3〜8%Si含有するFe-Si系合金を用いた。磁粉に成形助剤を混合する(工程S32-1)。成形助剤として表2に示す各種の材料を用いることができる。本実施例では脚部材2Lの成形助剤としてPVAおよび水ガラスを用いた。
[Production Method 6]
As shown in FIG. 21, the magnetic powder for producing the
円柱状キャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する(工程S33-1)。金型から真っ直ぐな丸棒形状のプレス成形品を取り出し、プレス成形品の両端部をそれぞれ端面研削する。これによりプレス成形品の両端部に所望の表面粗さの接合面4Lが得られる。
A mold having a cylindrical cavity is prepared, mixed powder is supplied to the cavity of the mold, and press molding is performed at a predetermined pressure and room temperature (step S33-1). A straight round bar-shaped press-molded product is taken out from the mold, and both end portions of the press-molded product are each end-face ground. Thereby, the joining
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、100〜500℃×2〜5hrの条件で熱処理した(工程S34-1)。これにより高透磁率の脚部材2Lが得られる。
The press-formed product was placed in a heat treatment furnace and heat-treated under conditions of 100 to 500 ° C. × 2 to 5 hours (Step S34-1). Thereby, the
インサート部材6Lを作製するための磁粉を準備する(工程S31-2)。磁粉として表3に示す磁気異方性のない各種の材料を用いることができる。本実施例ではインサート部材6Lの磁粉材料としてJIS C 2531(1999)に規定されたパーマロイA(78.5% Ni-Fe合金)を用いた。磁粉に成形助剤を混合する(工程S32-2)。成形助剤として、表2に示す各種の材料を用いることができる。本実施例ではインサート部材6Lの成形助剤としてメチルセルロースおよび水ガラスを用いた。
Magnetic powder for preparing the
三つ葉板状のキャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する(工程S33-2)。 A mold having a three-leaf plate-like cavity is prepared, mixed powder is supplied to the cavity of the mold, and press molding is performed under a predetermined pressure and room temperature (step S33-2).
金型から三つ葉板形状のプレス成形品を取り出し、プレス成形品の主面をそれぞれ機械研削する。これによりプレス成形品に所望の表面粗さの接合面7Lがそれぞれ得られる。プレス成形品を熱処理炉内に装入し、500〜1000℃×2〜5hrの条件で熱処理する(工程S34-2)。熱処理炉内からインサート部材6Lを取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、インサート部材6Lの表面(接合面7Lを除く)を絶縁塗装する(工程S35-2)。
A three-leaf plate-shaped press-molded product is taken out from the mold, and the main surface of each press-molded product is mechanically ground. Thereby, the joining
次に、3本の脚部材2Lと一対のインサート部材6Lと3個のコイルボビン18との接合組立について説明する。
Next, the joining assembly of the three
脚部材2Lおよびインサート部材6Lを専用の治具で相対位置あわせし、脚部材2Lの一方の接合面4Lに接着剤を塗布し、脚部材2Lの一方の接合面4Lをインサート部材6Lの接合面7Lに接着する(工程S35-1)。両部材2L,6Lの位置あわせでは、インサート部材6Lに対して脚部材2Lが直角に取り付けられるようにすることが肝要である。
The
絶縁性樹脂製のボビン17に導線を巻きつけ、全部で3個のコイルボビン18を作製する(工程S36)。3個のコイルボビン18に対する導線の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
A conductive wire is wound around the
次いで、コイルボビン18の中空軸にインサート部材6L上の各脚部材2Lを挿通させ、3個のコイルボビン18を3本の脚部材2Lにそれぞれ装着する(工程S37)。
Next, each
コイルボビン18を脚部材2Lに装着すると、接着しないほうの他方の接合面4Lがコイルボビン18のフランジ端面から僅かに突出した状態となる。この突出した脚部材の他方の接合面4Lに接着剤を塗布し、脚部材の他方の接合面4Lをもう1つのインサート部材の接合面7Lに接着する(工程S38)。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。これにより脚部材2L/インサート部材6L/コイルボビン18の三者が接合組立てられたインダクタアッセンブリ20Lが得られる。
When the
さらに、インダクタ20Lの外周に絶縁テープ19を巻きつけ、インダクタの構成部材をしっかりとテーピング固定する(工程S39)。
Further, the insulating
本実施例の接合組立工程S38では、脚部材の接合面4Lとインサート部材の接合面7Lとの間に隙間が生じないように緊密に密着させる。この接合時の位置決めには図示しない専用の治具を用いることができる。これにより実質的に隙間なく接合された6つの接合部4L-7Lが形成される。これらの接合部4L-7Lには実質的に隙間が無いため、3本の脚部材2Lと一対のインサート部材6Lとは電磁的に互いに密接に結合されたものとなる。このため、3つのコイル巻線8に通電したときに、各相に生じる励磁インダクタンスが均等になる。これにより低損失で高効率のインダクタ20Hが得られる。
In the joining and assembling step S38 of the present embodiment, the leg members are brought into close contact with each other so that no gap is generated between the joining
なお、コイルボビン18を利用するインダクタの製造方法は、本実施例のみに限定されるものではなく、他の実施例にも適用することができる。
The inductor manufacturing method using the
なお、本実施例ではインサート部材の形状を三つ葉板状としたが、これを円板状または円柱状とすることもできる。 In the present embodiment, the shape of the insert member is a three-leaf plate, but it may be a disc or a column.
次に図22を参照して実施例14の磁心及びインダクタ並びにそれらを製造するための製造方法7について説明する。
Next, with reference to FIG. 22, the magnetic core and inductor of Example 14 and the
[実施例14]
本実施例14が上記の実施例13と重複する部分は説明を省略する。本実施例14の磁心10Mおよびインダクタ20Mは、インサート部材に脚部材嵌合用の孔をあけた点を除いて、他の構成は上記実施例13と実質的に同じである。
[Example 14]
The description of the same parts as in the thirteenth embodiment will be omitted. The magnetic core 10M and the
本実施例14では、脚部材2Mおよびコイルボビン18は上記の実施例13と実質的に同じであるが、インサート部材6Mが上記実施例13とは異なる。すなわち、本実施例のインサート部材6Mでは、上記インサート部材に類似する三つ葉板形状としているが、三つ葉の各葉に孔61をそれぞれ形成している。すなわち、インサート部材6Mの孔61に脚部材2Mの端部をそれぞれ嵌め込み、さらに嵌め込み部分に接着剤を塗布して両部材2M,6Mを接合する構造としている。この接合構造では、脚部材の端部外周面4Mとインサート部材の孔61の周壁面とが接合され、実質的に隙間のない接合部4M-61が形成される。
In the fourteenth embodiment, the
3本の脚部材2Mおよび一対のインサート部材6Mを互いに接合すると、本実施例の磁心10Mが得られる。さらに、3個のコイルボビン18を磁心10Mの3本の脚部材2Mにそれぞれ装着すると、本実施例のインダクタ20Mが得られる。
When the three
[製造方法7]
本製造方法7の脚部材の製造工程S41-1〜S45-1は、上記方法6の工程S31-1〜S35-1と実質的に同じである。また、コイルボビンの作製工程S46〜S47は、上記方法6の工程S36〜S37と実質的に同じである。
[Production Method 7]
The leg member manufacturing steps S41-1 to S45-1 of the
インサート部材6Mを作製するための磁粉を準備する(工程S41-2)。磁粉として表3に示す磁気異方性のない各種の材料を用いることができる。本実施例ではインサート部材6Mの磁粉材料としてJIS C 2531(1999)に規定されたパーマロイA(78.5% Ni-Fe合金)を用いた。磁粉に成形助剤を混合する(工程S42-2)。成形助剤として、表2に示す各種の材料を用いることができる。本実施例ではインサート部材6Mの成形助剤としてメチルセルロースおよび水ガラスを用いた。
Magnetic powder for preparing the
穴あき三つ葉板状のキャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する(工程S43-2)。金型から穴あき三つ葉板形状のプレス成形品を取り出し、プレス成形品の3つの穴の周壁をそれぞれ機械研削する。これにより所望の表面粗さの接合面7Mを有する孔61が得られる。
A mold having a perforated three-leaf plate-shaped cavity is prepared, mixed powder is supplied to the mold cavity, and press molding is performed at a predetermined pressure and room temperature (step S43-2). A punched three-leaf plate shaped press-molded product is taken out from the mold, and the peripheral walls of the three holes of the press-molded product are each mechanically ground. Thereby, the
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、500〜1000℃×2〜5hrの条件で熱処理する(工程S44-2)。熱処理炉内からインサート部材6Mを取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、インサート部材6Mの表面(接合面7Mを除く)を絶縁塗装する(工程S45-2)。
The press-molded product is placed in a heat treatment furnace and heat treated under conditions of 500 to 1000 ° C. × 2 to 5 hours (step S44-2). After the
次に、3本の脚部材2M、一対のインサート部材6M、および3個のコイルボビン18の接合組立について説明する。
Next, the joining assembly of the three
一方のインサート部材の孔61の壁面および脚部材の端部外周面4Mに接着剤をそれぞれ塗布し、孔61に脚部材2Mの端部を嵌め込み、図22に示すように3本の脚部材2Mを一方のインサート部材6Mに接合する。
Adhesives are respectively applied to the wall surface of the
次いで、コイルボビン18の中空軸にインサート部材6M上の各脚部材2Mを挿通させて、3個のコイルボビン18を3本の脚部材2Mにそれぞれ装着する(工程S47)。
Next, each
コイルボビン18を脚部材2Mに装着すると、接着しないほうの他方の接合面4Mがコイルボビン18のフランジ端面から突出した状態となる。この突出した脚部材の他方の端部外周面4Mに接着剤を塗布するとともに、他方のインサート部材6Mの孔61の壁面にも接着剤を塗布し、孔61に脚部材2Mの端部を嵌め込み、図22に示すように3本の脚部材2Mを他方のインサート部材6Mに接合する(工程S48)。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。これにより脚部材2M/インサート部材6M/コイルボビン18の三者が接合組立てられたインダクタアッセンブリ20Mが得られる。
When the
さらに、インダクタ20Mの外周に絶縁テープ19を巻きつけ、インダクタの構成部材をしっかりとテーピング固定する(工程S49)。
Further, the insulating
本実施例の接合組立工程S48では、専用の位置決め用治具を用いることなく、脚部材2Mとインサート部材6Mとを正確に位置決めすることができる。
In the joining and assembling step S48 of this embodiment, the
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態の磁心(2ピース接合コア)およびインダクタ並びにそれらの製造方法について説明する。第3の実施形態の磁心およびインダクタは、図23、図24、図25、図18(c)にそれぞれ示すように、2個のピースを接合してそれぞれ作製される。
(Third embodiment)
Next, the magnetic core (two-piece bonded core) and inductor according to the third embodiment and their manufacturing methods will be described. As shown in FIGS. 23, 24, 25, and 18 (c), the magnetic core and the inductor of the third embodiment are produced by joining two pieces, respectively.
[実施例15]
第3の実施形態に係る実施例15の磁心およびインダクタについて図23を参照して説明する。
[Example 15]
A magnetic core and an inductor of Example 15 according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
実施例15の磁心10Nは、図23に示すように、2つの半割三脚部材2Nを接合してなるものである。半割三脚部材2Nは、接合組立後に脚部となる半分の長さの3つの脚をもつ三脚部材である。すなわち、半割三脚部材2Nは、三脚椅子または三脚スタンドのような形状をなし、3つの脚部および3つの脚部の基部が集合して連結される三分岐部をそれぞれ有する。三分岐部はXY面に平行な平らなプレートである。この三分岐部に対して直交するZ軸方向に3つの脚部がそれぞれ延び出している。3つの脚部は、導線が巻きつけられる巻線部3aの半分の長さをもち、同一断面積の矩形の形状に形成され、端部に平らな接合面4Nがそれぞれ形成されている。
The
これら3つの接合面4N同士を突合せて接着し、2つの半割三脚部材2Nが互いに接合されることにより、本実施例の磁心10Nが得られる。
The three
実施例15の磁心10Nの各部サイズを列記する。脚部の長さは40mm、脚部の幅は10mm、脚部の厚みは5mm、巻線部の長さは30mm、非巻線部(三分岐部)の最大径は10mm、脚部の断面積SA(=SB,SC)は50mm2、接合部の総面積AASは150mm2である。
The size of each part of the
[製造方法8]
半割三脚部材2Nを作製するための磁粉を準備する(工程S51)。磁粉として表4に示す各種の材料を用いることができる。本実施例では脚部材2Nの磁粉材料として3〜8%Si含有するFe-Si系合金を用いた。磁粉に成形助剤を混合する(工程S52)。成形助剤として表2に示す各種の材料を用いることができる。本実施例では脚部材2Nの成形助剤としてPVAおよび水ガラスを用いた。
[Production Method 8]
Magnetic powder for preparing the
三脚スタンド状のキャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する(工程S53)。これにより図23に示す半割三脚プレス成形品2Nを得る。半割三脚プレス成形品2Nは、三分岐部および3つの脚部を有する。各脚部の端部には接合面4Nがそれぞれ形成されている。接合面4Nを機械研削し、算術平均粗さRaで5μm以下の表面粗さに仕上げる。
A mold having a tripod stand-shaped cavity is prepared, mixed powder is supplied to the cavity of the mold, and press molding is performed under a predetermined pressure and room temperature (step S53). Thereby, a half tripod press-formed
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、100〜1000℃×2〜5hrの条件で熱処理する(工程S54)。この場合に、鉄粉およびアモルファス粉は100〜500℃の条件で熱処理し、それ以外の磁性材料は500〜1000℃の条件で熱処理することが望ましい。熱処理炉内から磁心2Nを取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、脚部材となる磁心2Nの表面(接合面4Nを除く)を絶縁塗装する(工程S55)。
The press-formed product is placed in a heat treatment furnace and heat treated under conditions of 100 to 1000 ° C. × 2 to 5 hours (step S54). In this case, it is desirable that the iron powder and the amorphous powder be heat-treated at 100 to 500 ° C, and the other magnetic materials should be heat-treated at 500 to 1000 ° C. After taking out the
2つの半割三脚プレス成形品2Nを向き合わせて相対位置合わせし、3つの接合面4Nをそれぞれ対面させ、各接合面4Nに接着剤を塗布し、接合面4N同士を突き合わせ接着して両者を接合する(工程S56)。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。これにより本実施例の磁心10Nを得る。磁心10Nは、接着剤で強固に接着された3つの接合部4N-4Nを有する。これらの接合部4N-4Nには実質的に隙間がないため、2つの半割三脚プレス成形品2Nは互いに緊密に電磁接合されたものとなる。
Two half-tripod press-molded
次いで、磁心10Nの絶縁された巻線部に導線をそれぞれ直接巻きつけ、3つのコイル巻線8を形成する(工程S57)。これにより本実施例のインダクタ20Nが得られる。さらに、インダクタ20Nの外周に絶縁テープ19を巻きつけ、インダクタの構成部材をしっかりとテーピング固定する(工程S58)。
[実施例16]
実施例16のインダクタ20Pは、図24に示すように、2つの半割三脚部材2Pを接合してなるものである。2つの半割三脚部材2Pは、三脚椅子または三脚スタンドのような形状をなし、3つの脚部および3つの脚部の基部が集合して連結される三分岐部をそれぞれ有する。三分岐部はXY面に平行な平らなプレートである。この三分岐部に対して直交するZ軸方向に3つの脚部がそれぞれ延び出している。3つの脚部は、導線が巻きつけられる巻線部3aの半分の長さをもち、同一断面積をもつ円柱形状に形成され、端部に平らな接合面4Pがそれぞれ形成されている。
[Example 16]
The
これら3つの接合面4P同士を突合せて接着し、2つの半割三脚部材2Pが互いに接合されることにより、本実施例の磁心10Pが得られる。
These three
実施例16の磁心10Pの各部サイズを列記する。脚部の長さ(コア高さ)は70mm、脚部の径は10mm、巻線部の長さは25mm、非巻線部(三分岐部)の最大径は10mm、脚部の断面積SA(=SB,SC)は78.6mm2、接合部の総面積AAS;235.8mm2である。
The size of each part of the
[製造方法9]
図24に示すように実施例16の半割三脚部材2Pを作製するための磁粉を準備する(工程S61)。磁粉として表4に示す各種の材料を用いることができる。本実施例では脚部材2Pの磁粉材料として3〜8%Si含有するFe-Si系合金を用いた。磁粉に成形助剤を混合する(工程S62)。成形助剤として表2に示す各種の材料を用いることができる。本実施例では脚部材2Pの成形助剤としてPVAおよび水ガラスを用いた。
[Production Method 9]
As shown in FIG. 24, magnetic powder for preparing the
三脚スタンド状のキャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する(工程S63)。本実施例ではプレス成形を冷間で行うが、これ以外の方法として予熱を施す温間または熱間でプレス成形することも可能である。これにより図24に示す半割三脚プレス成形品2Pを得る。半割三脚プレス成形品2Pは、三分岐部および3つの脚部を有する。各脚部の端部には接合面4Pがそれぞれ形成されている。接合面4Pを機械研削し、算術平均粗さRaで5μm以下の表面粗さに仕上げる。
A mold having a tripod stand-shaped cavity is prepared, mixed powder is supplied to the cavity of the mold, and press molding is performed at a predetermined pressure and room temperature (step S63). In this embodiment, the press molding is performed in a cold manner. However, as another method, it is possible to perform the press molding in a warm or hot state in which preheating is performed. Thereby, a half tripod press-formed
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、100〜500℃×2〜5hrの条件で熱処理した(工程S64)。熱処理炉内から半割三脚プレス成形品2Pを取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、脚部材となる磁心2Pの表面(接合面4Pを除く)を絶縁塗装する(工程S65)。
The press-formed product was placed in a heat treatment furnace and heat-treated under conditions of 100 to 500 ° C. × 2 to 5 hours (Step S64). After taking out the half tripod press-formed
絶縁性ボビン17に導線を巻きつけ、全部で3個のコイルボビン18を作製する(工程S66)。3個のコイルボビン18に対する導線の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
A conductive wire is wound around the insulating
次いで、コイルボビン18の中空軸に一方の半割三脚プレス成形品2Pの脚部を挿通させ、これにより3個のコイルボビン18を3本の脚部材2Lにそれぞれ装着する(工程S67)。
Next, the leg portion of one half-tripod press-formed
2つの半割三脚プレス成形品2Pを向き合わせて相対位置合わせし、3つの接合面4Pをそれぞれ対面させ、各接合面4Pに接着剤を塗布し、接合面4P同士を突き合わせ接着して両者を接合する(工程S68)。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。これにより本実施例のインダクタ20Pを得る。インダクタ20Pの磁心10Pは、接着剤で強固に接着された3つの接合部4P-4Pを有する。これらの接合部4P-4Pには実質的に隙間がないため、2つの半割三脚プレス成形品2Pは互いに緊密に電磁接合されたものとなる。さらに、インダクタ20Pの外周に絶縁テープ19を巻きつけ、インダクタの構成部材をしっかりとテーピング固定する(工程S69)。
The two half-tripod press-formed
[実施例17]
実施例17の磁心10Qは、図26の(a)と(b)に示すように、2つの半割三脚部材2Qを接合してなるものである。2つの半割三脚部材2Qは、湾曲したC字の形状をなし、3つの脚部および3つの脚部の基部が集合して連結される三分岐部をそれぞれ有する。三分岐部は湾曲プレート形状である。この三分岐部から3つの脚部がそれぞれ延び出している。3つの脚部は、導線が巻きつけられる巻線部3aの半分の長さをもち、同一の矩形断面をもつ湾曲プレート形状に形成され、端部に平らな接合面4Qがそれぞれ形成されている。
[Example 17]
The
半割三脚部材2Qの表面(接合面4Qを除く)を絶縁塗装し、3つの接合面4Q同士を突合せて接着し、2つの半割三脚部材2Qを互いに接合する。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。これにより本実施例の磁心10Qが得られる。磁心10Qは、接着剤で強固に接着された3つの接合部4Q-4Qを有する。これらの接合部4Q-4Qには実質的に隙間がないため、2つの半割三脚プレス成形品2Qは互いに緊密に電磁接合されたものとなる。
The surface of the
磁心10Qの3つの脚部に導線をそれぞれ巻きつけ、図26の(c)に示す本実施例のインダクタ20Qが得られる。3つの脚部に対する導線の巻き数NA,NB,NCは同じにする。これにより本実施例のインダクタ20Qが得られる。
本発明の三相三脚磁心は、無停電電源装置(UPS)の三相PWMインバータ回路にACフィルタとして用いられるインダクタコアとして用いることができる。さらに、本発明の三相三脚磁心は、インダクタコアばかりでなくトランスコアとしても利用することができる。また、本発明の三相三脚インダクタは、各種パワーデバイス回路のフィルタ部品として利用可能であり、とくに無停電電源装置(UPS)の三相PWMインバータ回路にACフィルタとして組み込んで用いられる。 The three-phase tripod magnetic core of the present invention can be used as an inductor core used as an AC filter in a three-phase PWM inverter circuit of an uninterruptible power supply (UPS). Furthermore, the three-phase tripod magnetic core of the present invention can be used not only as an inductor core but also as a transformer core. In addition, the three-phase tripod inductor of the present invention can be used as a filter component for various power device circuits, and is particularly used as an AC filter incorporated in a three-phase PWM inverter circuit of an uninterruptible power supply (UPS).
2,2A,2B,2C,2D,2E,2F,2G,2H,2I,2J,2K,2L,2M…脚部材(接合組立後に脚部となる単脚部材)、
2M,2N,2P,2Q…半割脚部材(接合組立後に脚部となる半分の長さの三脚部材)、
3a…巻線部(導線が巻きつけられる脚部の主要な部位)、
3b…端部(接合部が形成される脚部の一部)、
4-4, 4A-4A, 4A-4B, 4C-4C, 4A-4C,4D-7,4E-7,4F-7F,4G-7G,4H-7H, 4I-4I, 4I-4S-4S, 4J-9S, 4K-7K,4L-7L,4M-7M,4N-4N,4P-4P,4Q-4Q…接合部、
4,4A,4B,4C,4D,4E,4F,4G,4H,4I,4J,4K,4L,4M,4N,4P,4Q…脚部材の接合面、
5…絶縁ケースカバー、
6,6F,6G,6H,6K,6L,6M…インサート部材、7,7F,7G,7H,7K,7L…インサート部材の接合面、8…コイル巻線、9…両脚部材(2つの巻線部を有する環状コア)、
10,10A,10B,10C,10D,10E,10F,10G,10H,10I,10J,10K,10L,10M,10N,10P,10Q…磁心(コア)、
16…非干渉スペース(3つのコイル巻線が互いに干渉しない空間)、
17…絶縁ボビン、18…コイルボビン、19…固定テープ、
20,20A,20B,20C,20D,20E,20F,20G,20H,20I,20J,20K,20L,20M,20N,20P…インダクタ、30…中心軸。
2,2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H, 2I, 2J, 2K, 2L, 2M ... Leg member (single leg member that becomes the leg after joining assembly),
2M, 2N, 2P, 2Q… Half leg member (tripod member with half length that becomes the leg after joining assembly),
3a ... Winding part (main part of the leg part around which the conducting wire is wound),
3b ... end (a part of the leg where the joint is formed),
4-4, 4A-4A, 4A-4B, 4C-4C, 4A-4C, 4D-7, 4E-7, 4F-7F, 4G-7G, 4H-7H, 4I-4I, 4I-4S-4S, 4J-9S, 4K-7K, 4L-7L, 4M-7M, 4N-4N, 4P-4P, 4Q-4Q ... Junction,
4,4A, 4B, 4C, 4D, 4E, 4F, 4G, 4H, 4I, 4J, 4K, 4L, 4M, 4N, 4P, 4Q ... Joint surface of leg members,
5… Insulation case cover,
6,6F, 6G, 6H, 6K, 6L, 6M ... insert member, 7,7F, 7G, 7H, 7K, 7L ... joint surface of insert member, 8 ... coil winding, 9 ... both legs (two windings) An annular core having a portion),
10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, 10H, 10I, 10J, 10K, 10L, 10M, 10N, 10P, 10Q ... Core (core),
16: Non-interference space (space where three coil windings do not interfere with each other),
17 ... insulating bobbin, 18 ... coil bobbin, 19 ... fixing tape,
20, 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F, 20G, 20H, 20I, 20J, 20K, 20L, 20M, 20N, 20P ... inductor, 30 ... central axis.
Claims (20)
前記3つの脚部が電磁的に相互に導通するように、脚部を構成する一方の脚部材が他方の脚部材と出合うところで互いに直接に接合されるかまたは他の部材を介して間接に接合された接合部と、
を有することを特徴とする三相三脚磁心。 Three legs forming a non-interference space that is composed of a leg member including a winding portion around which a conducting wire is wound, and in which the coil windings to be formed in the winding portion are spaced apart without interfering with each other Legs,
One leg member constituting the leg portion is directly joined to each other where it meets the other leg member, or indirectly joined via another member so that the three leg portions are electromagnetically connected to each other. Joined joints,
A three-phase tripod magnetic core characterized by comprising:
多角形角柱状の形状に形成され、前記3つの単脚部材の間にそれぞれ挿入され、前記第1の接合面の各々に接合されるべき3つの第2の接合面をそれぞれ有し、磁気異方性のない磁性材料でつくられた一対のインサート部材と、を具備し、
前記第1の接合面と前記第2の接合面とを接合することにより前記接合部が形成され、前記3つの単脚部材と前記一対のインサート部材とで構成されたことを特徴とする請求項1記載の磁心。 Three single leg members each including a single winding portion and having a first joint surface formed at each end of the winding portion;
Each of which is formed in a polygonal prismatic shape, is inserted between the three single leg members, and has three second joint surfaces to be joined to each of the first joint surfaces. A pair of insert members made of a magnetic material having no directivity,
The said joint part is formed by joining the said 1st joining surface and the said 2nd joining surface, It comprised by the said 3 single leg member and the said pair of insert member, It is characterized by the above-mentioned. The magnetic core according to 1.
三分岐部と、前記三分岐部からそれぞれ分岐し、前記脚部の半分の長さの脚長をもつ三脚部と、前記第1の接合面に接合されるために前記三脚部の端部にそれぞれ形成された第2の接合面とを有する第2の半割脚部材と、
を具備し、
前記第1の接合面と前記第2の接合面とを接合することにより前記接合部が形成され、前記第1の半割脚部材と前記第2の半割脚部材とで構成されたことを特徴とする請求項1記載の磁心。 A first branching surface having a three-branch portion, a tripod portion branched from the three-branch portion and having a leg length that is half the length of the leg portion, and a first joint surface formed at each end of the tripod portion; 1 half leg member;
A branch part, a tripod part branched from the three branch part and having a leg length half the length of the leg part, and an end part of the tripod part to be joined to the first joining surface, respectively A second half leg member having a formed second joining surface;
Comprising
The joining portion is formed by joining the first joining surface and the second joining surface, and is configured by the first half leg member and the second half leg member. The magnetic core according to claim 1.
前記3つの脚部が電磁的に相互に導通するように、脚部を構成する一方の脚部材が他方の脚部材と出合うところで互いに直接に接合されるかまたは他の部材を介して間接に接合された接合部と、
前記非干渉スペースに配置され、3つの巻線部にそれぞれ直接または間接に巻きつけられた3つのコイル巻線と、
を有することを特徴とする三相三脚インダクタ。 Three legs forming a non-interference space that is composed of a leg member including a winding portion around which a conducting wire is wound, and in which the coil windings to be formed in the winding portion are spaced apart without interfering with each other Legs,
One leg member constituting the leg portion is directly joined to each other where it meets the other leg member, or indirectly joined via another member so that the three leg portions are electromagnetically connected to each other. Joined joints,
Three coil windings disposed in the non-interference space and wound directly or indirectly around the three winding portions,
A three-phase tripod inductor characterized by comprising:
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