JP2019537259A - 誘導装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、誘導装置（１００）および製造方法に関する。誘導装置は、空洞部および空洞開口部（１５０）を形成する磁性コア（１７０）と、磁性コアの空洞部内に収容された巻線と、巻線から延在する少なくとも１本のリード線と、空洞開口部の少なくとも一部に提供される硬化材料（１３１）と、少なくとも１本のリード線を介して巻線に接続された少なくとも１つの剛性端子要素（１４０）であって、少なくとも１つの剛性端子要素は、硬化材料内に部分的に埋め込まれ、硬化材料から突出している少なくとも１つの剛性端子要素とを含む。

Description

本開示は、誘導装置および誘導装置の製造方法に関する。

誘導装置の例には、時にはリアクタまたはチョークとも呼ばれるトランスおよびインダクタが含まれる。

インダクタは、信号処理、ノイズフィルタリング、発電、電気伝送システムなどの幅広い用途で使用されている。よりコンパクトでより効率的なインダクタを提供するために、磁性コアとも呼ばれる細長い磁気伝導コアの周囲にインダクタの導電巻線を配置することができる。

誘導装置は多種多様な設計および材料で入手可能であり、それぞれがそれらの特定の利点および不利点を有する。しかしながら、様々な用途において誘導装置に対する需要が増大し続けていることを考慮すると、柔軟で効率的な設計を有し、広範囲の用途に使用可能な誘導装置に対するニーズが依然としてある。

誘導装置用の磁性コアは、軟磁性粉末材料（例えば、鉄粉）をプレスすることによって製造することができる。粉末をキャビティに入れて、粉末を圧縮することができる。

誘導装置用の磁性コアは、様々な設計で製造することができる。時にはポットコア設計と呼ばれる磁性コアの一設計では、磁性コアはベースコア部分を含み、そこから外側コア部分および内側コア部分が（例えば、軸方向に）延在する。内側コア部分と外側コア部分とは、内側コア部分の周りに巻線が配置されている場合に、それらの間に巻線を収容するための空洞部を画定する。この種の誘導装置は、そうでなければインダクタの近くの他の電気部品に影響を与える可能性がある電磁場に対して高度の遮蔽を提供する。

効率的な製造および組み立てを可能にする改良された誘導装置を提供することが依然として望ましい。

保管および／または取扱いおよび／または輸送および／または他の電気部品との接続を容易にする改良された誘導装置を提供することが望ましい可能性がある。

誘導装置の実施形態では、空洞部および空洞開口部を形成する磁性コアと、磁性コアの空洞部内に収容された巻線と、巻線から延在する少なくとも１本のリード線と、空洞開口部の少なくとも一部に提供される硬化材料と、少なくとも１本のリード線を介して巻線に接続された少なくとも１つの剛性端子要素とを備える。少なくとも１つの剛性端子要素は、硬化材料内に部分的に埋め込まれ、硬化材料から突出している。

上述の誘導装置の提供、特に剛性端子要素の提供は、外部電気回路または装置への接続を容易にすることができ、および／または誘導装置を外部電気回路または装置に接続するプロセスを容易にすることができる。硬化材料から突出する剛性端子要素を有することは、外部電気回路／装置への接続を可能にする、および／または容易にすることができる。剛性端子要素を硬化材料内に部分的に埋め込むことによって、他の点では同様の装置と比較してより小さな空間を占めることができるが、剛性端子要素が硬化材料内に埋め込まれない改善された小型誘導装置が得られる。剛性端子要素を硬化材料内に部分的に埋め込むことにより、磁性コアおよび／または硬化材料に接続されている誘導装置の他の部分に対して、剛性端子要素の固定を改善することができる。したがって、誘導装置の保管および／または取扱いおよび／または輸送が容易になり得る。

誘導装置の実施形態は、費用効率が高くかつ比較的単純な方法で体積効率のよい誘導装置を提供することができる。

誘導装置は、インダクタまたは変圧器または同様の装置であるか、それらを含むことができる。本発明に係る誘導装置は、本開示を通して、単に「インダクタ」または「誘導装置」と表記できる。

巻線は典型的には複数の巻を含む。巻は中央孔を画定し、それを通して動作中に、巻線の巻を通る電流によって磁束が引き起こされる。したがって、軸方向は、巻線の巻の中心を通る磁束の方向として巻線の巻によって定義することができる。他の形状も可能であるが、巻線は実質的に円筒形とすることができる。

巻線および少なくとも１本のリード線（例えば、巻線の両方の導電性端部から延在するリード線）は、（例えば、単一の）導体（例えば、少なくとも部分的に絶縁されたワイヤーなどのワイヤー）によって形成することができる。したがって、導体の一部は、端部（すなわち、巻線から延在するリード線（例えば、２本のリード線））を有する巻線内に形成することができる。延在するリード線を有する巻線内に形成されたそのような導体は、（例えば、エナメルのコーティングまたは類似のまたは別のコーティングによって）絶縁することができる。

本明細書の目的のために、半径方向、軸方向、および円周方向なる用語は、特に明記しない限り、巻線によって規定された軸方向に対して定義された円筒座標系のそれぞれの方向を指すことを意図している。

磁性コアの空洞部は、磁性コアによって画定され、巻線を収容するのに適した容積（例えば、少なくとも部分的に囲まれた容積）として定義することができる。

誘導装置は、複数の巻線を含むことができる。第２の巻線は、磁性コアの空洞部内に収容することができる。

磁性コアは、複数の空洞開口部（例えば、空洞開口部および第２の空洞開口部）を形成することができる。第２の空洞開口部は、空洞開口部と同様に（すなわち、硬化材料を第２の空洞開口部の少なくとも一部に提供し、硬化材料内に部分的に埋め込まれ、硬化材料から突出している（第２のリード線を介して巻線（または第２の巻線）に接続されている）第２の剛性端子要素を有することによって）配置することができる。

硬化材料を空洞開口部の少なくとも一部に提供することは、硬化材料が必ずしも空洞開口部内にある必要はないが、空洞開口部に近接して（例えば、１ｍｍ以内（例えば、磁性コアの空洞部の内側）に）あるものとして理解することができる。

少なくとも１つの剛性端子要素は、複数の剛性端子要素（例えば、２つの剛性端子要素（例えば、各巻線に対して２つの剛性端子要素））を含むことができる。

少なくとも１本のリード線を介して巻線に接続されている少なくとも１つの剛性端子要素は、巻線と少なくとも１つの剛性端子要素との間に電気的接続が確立されることを引き起こすことができる。

本開示を通して、「空洞開口部」という用語は、「１つ以上の空洞開口部」として理解することができる。空洞開口部は「アパーチャ」と呼ばれることがある。

本開示を通して、「剛性端子要素」という用語は、「少なくとも１つの剛性端子要素のうちの１つ以上の剛性端子要素（例えば、第１の剛性端子要素および／または第２の剛性端子要素）」として理解することができる。

本開示を通して、「リード線」という用語は、「少なくとも１本のリード線のうちの１本以上のリード線（例えば、第１のリード線および／または第２のリード線）」として理解することができる。

１つ以上の実施形態では、磁性コアはポットコア型のものである。そのようなコアは遮蔽効果を提供し、放射を防止または妨害し、そして電磁干渉を減少させることができる。ポットコアは２つの半体によって提供されてもよく、それらは同一であってもよく、巻線の周りで共に嵌合してもよい。

磁性コアは、ベースコア部分を含むことができ、そこから外側コア部分および内側コア部分が巻線を収容するための空洞部を形成するように軸方向に延在する。内側コア部分と外側コア部分の反対側の端部にさらなるベースコア部分を提供してもよい。ベースコア部分は円盤状であってもよい。

空洞開口部は、外側コア部分内に提供されてもよい。

１つ以上の実施形態では、内側コア部分、巻線、および外側コア部分は、軸方向の周りに同軸に配置され、内側コア部分は、半径方向に最も内側に位置し、引き続いて巻線と外側コア部分とによって囲まれる。

磁性コアは、複数のコアコンポーネント（例えば、少なくとも２つのコアコンポーネント（例えば、第１のコアコンポーネントおよび第２のコアコンポーネント））によって形成することができる。第１のコアコンポーネントは、ベースコア部分を含むことができ、外側コア部分の少なくとも一部または内側コア部分の少なくとも一部のいずれかまたはその両方を含むことができる。第２のコアコンポーネントは、端部部分（例えば、さらなるベースコア部分）と、内側コア部分および／または外側コア部分の相補的部分とを含むことができ、それにより、第１および第２のコアコンポーネントは、互いに組み立てられたときに磁性コアを形成する。１つ以上の実施形態では、第１および第２のコアコンポーネントは同一であり、したがって磁性コアの２つの半分を形成することができ、他の実施形態では、第１および第２のコンポーネントは互いに異なり得ることが理解される。例えば、１つ以上の実施形態では、第１のコンポーネントは、巻線を受けるためのレセプタクルを形成するように、ベースコア部分と外側コア部分全体と内側コア部分全体とを含むことができる。そのような実施形態では、第２のコアコンポーネントは、第１のコアコンポーネントの開放端を閉じるための蓋として形成されてもよい。別の実施形態では、第１のコアコンポーネントは、ベースコア部分と外側コア部分全体とを含み、第２のコアコンポーネントは、端部（すなわち、例えば、さらなるベースコア部分）と内側コア部分全体とを含む。さらに別の一実施形態では、第１のコアコンポーネントは、ベースコア部分と内側コア部分全体とを含み、第２のコアコンポーネントは、端部（すなわち、例えば、さらなるベースコア部分）と外側コア部分全体とを含む。さらに他の実施形態では、内側コア部分および外側コア部分は、異なる方法で第１のコアコンポーネントと第２のコアコンポーネントとの間に分配することができる。１つ以上の実施形態では、各磁性コアコンポーネントなどの１つ以上は、巻線の一部（例えば、半分）を収容するためのレセプタクルを形成する。

１つ以上の実施形態では、ベースコア部分は、内面と、反対側の外面とを有し、内側コア部分および外側コア部分は、内面から軸方向に延在する。外側コア部分は、内側コア部分を少なくとも部分的に取り囲むことができ、それによって、巻線を収容するために内側コア部分の周りに空洞部を形成する。

１つ以上の実施形態では、ベースコア部分の内面は、リード線の少なくとも一部を収容するための凹部を含む。凹部は、内側コア部分と外側コア部分との間の距離の少なくとも一部にわたって延在することができる。外側コア部分は、端部壁から凹部の位置において延在するスリットによって少なくとも部分的に形成することができる空洞開口部（例えば、アパーチャ）を画定することができる。外側コア部分は、ベースコア部分の内面から軸方向に延在し、内面とは反対側を向く端部を有する壁として形成することができる。開口部は、少なくとも部分的に、前記端部から内面まで軸方向に延びるスリットとして形成することができる。アパーチャは、前記端部から内面まで軸方向に延在するスリットとして少なくとも部分的に形成することができる。ベースコア部分の凹部とアパーチャとによって、巻線のリード線は、磁性コア内の貴重な巻線空間を占有することなく、アパーチャを通って、またはアパーチャの近くで凹部内に延在するように都合よく配置することができる。１つ以上の実施形態では、ベースコア部分の外面は、凹部とは反対側の隆起領域を含む。凹部とは反対側の隆起領域は、単一のプレス操作で（すなわち、後加工（例えば、別個のミーリング工程）を必要とせずに）、凹部およびアパーチャを含む磁性コアの製造を可能にすることができる。さらに、これは、例えば、追加の独立制御可能なパンチを必要とせずに、比較的単純なプレスを使用して達成することができる。隆起領域は、第２の表面（すなわち、ベースコア部分の外面）に、凹部によって占められている（すなわち、凹部を形成するためにベースコア部分で失われている）容積の少なくともいくらかを追加し、それによってさもなければ凹部の存在によって引き起こされ得るパンチのいかなる付勢をも減少させることによってベースコア部分の形成を可能にする。その結果、磁性コアは、比較的単純なプレスを使用してコストと時間効率の良い方法で製造することができる。１つ以上の実施形態では、ベースコア部分とは反対側の磁性コアの端部部分も同様に、ベースコア部分に関して説明したように、その内面に１つ以上の凹部と、任意で（オプションとして）その外面に１つ以上の対応する凸部とを含むことができる。

１つ以上の実施形態によれば、凹部はベースコア部分の内面の外縁部まで延在する。

１つ以上の実施形態によれば、アパーチャは、アパーチャが凹部と接合するように凹部まで延在し、凹部はアパーチャの周囲を形成する。

１つ以上の実施形態によれば、ベースコア部分の内面から離れる軸方向の外側コア部分の寸法は、内面から離れる軸方向の内側コア部分の寸法を超える。

１つ以上の実施形態では、磁性コアは２つの磁性コアコンポーネントを含み、各コンポーネントはベースコア部分、内側コア部分、および外側コア部分を含み、第１の磁性コアコンポーネントの外側コア部分のリムは、第２の磁性コアコンポーネントの外側コア部分の対応するリムと係合し、第１および第２の磁性コアコンポーネントのそれぞれの内側コア部分は、時々エアギャップとして知られるギャップを画定する細長い内側コア部分を共に形成する。いくつかの用途では、とりわけ適切に配置されたエアギャップは電流変動に対するインダクタンス感度を低下させる可能性があるので、エアギャップを含む磁性コアを使用することが望ましいかもしれない。

磁性コアは、磁性コアまたはそのコンポーネントを提供するために圧縮することができる軟磁性複合粉末材料から製造されてもよく、および／またはそれを含んでもよい。粉末材料は、フェライト粉末、高純度鉄粉末、Ｆｅ?Ｓｉ粉末、他のケイ素合金粉末、鉄−リン合金、または類似の特性を有するいくつかの他の粉末材料とすることができる。任意で（オプションとして）、材料は、電気絶縁コーティングを備えた軟磁性粉末（例えば、鉄）を含む軟磁性複合粉末材料とすることができる。使用することができる複合材料の例は、Ｓｏｍａｌｏｙ １１０ｉ、Ｓｏｍａｌｏｙ １３０ｉ、Ｓｏｍａｌｏｙ ５００、Ｓｏｍａｌｏｙ ７００、およびＳｏｍａｌｏｙ １０００であり、これらはスウェーデンのＨoｇａｎａｓＡＢ、Ｓ−２６３ ８３、Ｈoｇａｎａｓから入手することができる。１つ以上の実施形態によれば、圧縮軟磁性粉末材料は、少なくとも８０重量％の鉄（例えば、少なくとも９０重量％の鉄（例えば、少なくとも９５重量％の鉄））を含む。鉄の割合が増加すると、粉末の圧縮性を向上させることができる。

磁性コアは、少なくとも１．５ｍｍ（例えば、少なくとも４ｍｍ）および／または２０ｍｍ未満（例えば、１５ｍｍ未満）の軸方向の広がりを有することができる。

磁性コアは、少なくとも３ｍｍ（例えば、少なくとも８ｍｍ）および／または５０ｍｍ未満（例えば、３０ｍｍ未満）の、軸方向に垂直な第２の方向の広がりを有することができる。

空洞開口部を画定するリムなどにおける磁性コアの外側部分の厚さは、少なくとも０．５ｍｍ（例えば、少なくとも１ｍｍ）とすることができる。

誘導装置は、コイル巻型（例えば、ボビン）を含むことができ、その周りに巻線を提供することができる。コイル巻型は、磁性コアの空洞部内に収容することができる。コイル巻型は、巻線を受容し且つ巻線の少なくとも一部を磁性コアの少なくとも一部から分離するための空洞部を共に画定する１つ以上の壁を含むことができる。

剛性端子要素は、空洞開口部から突出してもよい。これにより、誘導装置の保管および／または取扱いおよび／または輸送が容易になり得る。例えば、剛性端子要素が比較的滑らかで丸い表面を有する誘導装置の外面に提供された空洞開口部から突出すると、剛性端子要素は、誘導装置の回転を妨げる可能性がある。誘導装置の回転は、他の外面構造を有する誘導装置の突出した剛性端子要素によって妨げられる可能性がある。剛性端子要素は、空洞開口部を画定するおよび／またはそれに続く平面および／または表面に対して垂直方向に突出することができる。剛性端子要素は、空洞開口部から少なくとも０．５ｍｍ（例えば、少なくとも１ｍｍ、）突出することができる。

空洞開口部は、空洞開口部の輪郭を描く外側コア部分の縁部内に画定される面積または容積として理解することができる。空洞開口部は、外側コア部分の壁厚と同じ厚さの壁部分などの管状壁部分などの外側コア部分内で欠けている面積または容積として理解することができる。

剛性端子要素は、少なくとも部分的に空洞部開口内に収容することができる。これは、巻線のための空洞部内の空間と剛性端子要素との比が（すなわち、剛性端子要素に必要な空洞部空間を減少させることによって）改善される、容積効率の良い解決法を促進する。追加的または代替的に、これは、硬質端子が誘導装置から所望以上に突出しない（例えば、４ｍｍ未満（例えば、２ｍｍ未満））ことを促進することができる。

硬化材料は、空洞開口部の少なくとも一部の中に提供することができる。これにより、剛性端子要素と磁性コアとの間の機械的結合を強化することができる。硬化材料は、空洞開口部を充填することができる。これにより、剛性端子要素と磁性コアとの間の機械的結合をさらに強化することができる。硬化材料は、空洞部（すなわち、巻線、少なくとも１本のリード線などの別の要素によって占有されていない空洞部の部分）内に提供される、および／またはそれを充填することができ、空洞開口部の硬化材料に接続することができる。これにより、剛性端子要素と磁性コアとの間の機械的結合を強化することができる。さらに、磁性コアに対する巻線の安定性を高めることができる。

剛性端子要素は、硬化材料から突出する剛性端子要素の遠位端と硬化材料内に埋め込まれる剛性端子要素の近位部分とを画定する長手方向に沿って延在することができる。近位部分の外面の構造は、（例えば、リード線を収容する剛性端子要素の部分を締め付けることによって）剛性端子要素をリード線に取り付ける間に画定することができる。

近位部分の外面（例えば、長手方向に対して垂直に取られた断面の外面）は、多角形などの非円形であってもよく、および／または１つ以上の凸部を含んでもよい。これにより、硬化材料および／または誘導装置の残りの部分に対する剛性端子要素の回転安定性が促進され得る。近位部分の少なくとも一部の外面は、剛性端子要素をリード線に取り付ける間に形成することができる。

剛性端子要素は、ねじ付き凸部またはねじ孔（例えば、ねじ穴）などのねじ付き外部接続部などの（例えば、剛性端子要素の遠位端に位置する）外部接続部を含むことができる。外部接続部は、例えば、電気装置または回路などの外部部品と、例えば、それぞれのワイヤーを介して電気的接続を可能にするように構成されてもよい。外部ワイヤーへの接続は、剛性端子要素とリード線との間の接続と同様に容易にすることができる。

剛性端子要素は、リード線と接続するように構成された（例えば、剛性端子要素の遠位端の反対側に配置された）内部接続部を含むことができる。内部接続部は、空洞部（例えば、孔（例えば、ねじ孔（例えば、ねじ穴）））を画定する剛性端子要素の内面を含むことができる。ねじを切ることに代えて、内面は１つ以上の凸部を画定してもよい。

内部接続部のねじ穴および外部接続部のねじ穴は、剛性端子要素の長手方向に沿って延在することができるねじ付き貫通孔を形成することができる。これは誘導装置を単純化することができ、リード線へのおよび／または外部への電気的接続を容易にする。さらに、剛性端子要素の製造を簡単にすることができる。

剛性端子要素は、金属または合金を含む、および／またはそれから作製することができる。合金は、銅、亜鉛、および錫のうちのいずれか１つまたはこれらの組合せを含む。剛性端子要素は、導電性材料を含む、および／またはそれから作製することができる。剛性端子要素は、リード線および／または巻線を形成する導体またはワイヤーよりも剛性が高い（例えば、少なくとも２倍剛性が高い）と定義できる。

硬化材料は、硬化樹脂、硬化エポキシ、および硬化ポリウレタンのうちの１つ以上を含むか、またはそれからなることができる。：｛。硬化材料は、非磁性および／または非導電性とすることができる。この（特に、非導電性であることの）利点は、（特に、硬化材料内に埋め込まれた剛性端子要素の部分の）剛性端子要素の外面を導電性とすることができることであり得る。

１つ以上の実施形態では、インダクタ装置は、硬化性材料を流路内に挿入するための入口ポートを画定する流路を含む。流路は、磁性コアの空洞部内に開口する出口ポートを（例えば、空洞開口部の反対側の場所に）画定することができる。したがって、硬化性材料は、例えば、少なくとも最初に磁性コアの空洞部を埋めることによって、インダクタ装置の少なくとも一部に提供することができる。

誘導装置は、空洞部に流路を提供する流体導管を提供する１つ以上の孔またはチャネルを備えることができ、これによって流路の入口ポート内に挿入された硬化性材料が前記空洞部に入ることができる。

流路は、入口ポートから磁性コアの空洞部に収容された巻線への接続を提供することができる。本方法は、流路の入口ポートを介して硬化性材料を提供することを含むことができる。硬化性材料は、加圧下で（例えば、入口ポートを介して）供給することができる。

充填は、誘導装置によって形成された流路の入口ポートに硬化性材料を（オプションとして加圧下で）挿入することを含むことができる。

１つ以上の実施形態では、本方法は、磁性コアと巻線との組み立てられた組合せが磁性コアの外側コア部分に形成された空洞開口部を上向きにして配置されるときに液体硬化性材料を入口ポートに挿入することを含む。したがって、本方法は、空洞部を埋めるように液体硬化性材料を流路に流すことを含むことができる。したがって、巻線によって占有されないままにされる誘導装置（またはコイル巻型などの他の装置）の内側の空間は、ガスの混入を回避する効率的な方法で硬化性材料によって下方から充填することができる。

液体の硬化性材料は下方から空洞部に入ることができ、巻線によって占有されないままの空洞部の内側の空間を埋めるように、充填プロセス中に磁性コアの内側の硬化性材料のレベルを徐々に上昇させることができる。硬化性材料が所望のレベルに（例えば、空洞開口部に（例えば、アパーチャの縁に））達すると、充填プロセスを停止することができ、硬化性材料を硬化させることができる。

したがって、インダクタをコンパクトに保つことができ、巻線と磁性コアとの間に信頼性の高い絶縁を提供しながら、巻線を囲む空間の効率的な充填プロセスが提供される。

本発明の１つ以上の態様によれば、硬化性材料は、空洞開口部を介して入ることによって空洞開口部に提供されてもよい。

本開示は、上記および下記の誘導装置を含む様々な態様、ならびに対応する方法および／または製品に関する。各態様は、１つ以上の他の態様に関連して説明された１つ以上の利益および利点をもたらすことができ、各態様は、１つ以上の他の態様に関連して説明される、および／または添付の特許請求の範囲に開示される実施形態に対応する構成の全部または一部だけを有する１つ以上の実施形態を有することができる。

さらなる態様によれば、（例えば、本開示に係る）誘導装置を製造するための方法が提供され、本方法は、空洞部および空洞開口部を形成する磁性コアを提供することと、磁性コアの空洞部内に巻線を提供することと、巻線から延在する少なくとも１本のリード線を提供することと、少なくとも１本のリード線を介して巻線に接続された少なくとも１つの剛性端子要素を提供することと、少なくとも１つの剛性端子要素が、硬化性材料内に部分的に埋め込まれ、硬化性材料から突出するように、空洞開口部の少なくとも一部に硬化性材料を提供することとを含む。硬化性材料は、液体硬化性材料、すなわち硬化材料の液化バージョンとすることができる。硬化性材料は、硬化して硬化材料を形成することができる。

誘導装置製造のために上述の部品を提供するステップを実施することは、上述の順序で実施されることに限定されない可能性がある。

一態様によれば、本方法は、巻線が空洞部内に収容されている間に、剛性端子要素を（例えば、そのねじ孔または貫通孔を使用して）リード線に取り付けることを含む。別の一態様によれば、本方法は、巻線が空洞部内に収容される前に剛性端子要素をリード線に取り付けることを含む。巻線は、剛性端子要素がリード線を介して巻線に取り付けられた後に磁性コア内に収容されるコイル巻型内に収容されてもよい。

一態様によれば、巻線の少なくとも一部が空洞部の少なくとも一部を画定する磁性コアの少なくとも一部に収容されている場合、巻線は空洞部に収容されていると見なされる。別の一態様によれば、巻線全体が空洞部全体を画定する磁性コア全体に収容されている場合、巻線は空洞部に収容されていると見なされる。

剛性端子要素をリード線に取り付けることは、リード線を所望の長さに切断することを含むことができ、それは巻線を形成した後に実行することができる。

剛性端子要素をリード線に取り付ける前に、リード線の分離（例えば、エナメル）を少なくとも取り付けるべきリード線の部分から除去することができる。これにより、リード線と剛性端子要素との間の電気的接続を容易にすることができる。

剛性端子要素は、剛性端子要素によって画定される空洞部（例えば、孔（例えば、穴））内にリード線の一部を提供することによって、リード線に取り付けることができる。これに続いて、剛性端子要素の外面に対するキャンピング動作が行われてもよい。したがって、リード線のそれぞれの部分を収容する剛性端子要素の空洞部を少なくとも部分的に画定する１つ以上の内面部分を、リード線のそれぞれの部分に向かって締め付けることができる。剛性端子要素の空洞部が、ねじ切りされるなどの１つ以上の凸部を含む場合、剛性端子要素とリード線との間の接続を容易にすることができる。さらに、剛性端子要素の外面に対する締め付け動作は、例えば、複数の凸部を有する不均一な面を形成することによって、その締め付けられた外面を形成することができる。

空洞開口部は、硬化性材料の提供中に上方を向けることができる。

硬化性材料を提供することは、巻線が硬化性材料内に埋め込まれるように、磁性コアの空洞部に硬化性材料を提供することを含むことができる。

硬化性材料を提供することは、例えば、開口部を充填することによって、磁性コアの開口部内に硬化性材料を提供することを含むことができる。

本発明の概念の上記ならびに他の目的、構成、および利点は、同じ要素に同じ符号が使用される添付の図面を参照しながら、本発明の概念の好ましい実施形態の以下の例示的かつ非限定的な詳細な説明を通してよりよく理解されるであろう。

本発明に係るインダクタの一実施形態を模式的に示す斜視図である。 インダクタコアの一例を概略的に示す斜視図である。 インダクタコアの一例を概略的に示す斜視図である。 図１に示すインダクタのインダクタコアを概略的に示す上面図である。 硬化材料無しの図１に示すインダクタの分解図を概略的に示す。 硬化材料無しの図１に示すインダクタの分解図を概略的に示す。 硬化材料無しの図１の装置の一断面の斜視図を概略的に示す。 図１の装置の一断面の斜視図を概略的に示す。 軸方向に対して垂直でありかつ空洞開口部と交差する図１のインダクタの同じ断面側面図を概略的に示すが、異なる例示的手段を伴う。 軸方向に対して垂直でありかつ空洞開口部と交差する図１のインダクタの同じ断面側面図を概略的に示すが、異なる例示的手段を伴う。 製造中の図１の装置の一断面の斜視図を概略的に示す。 リード線を介して巻線に取り付けられる前後の剛性端子要素の異なる斜視図および断面側面図を概略的に示す。 リード線を介して巻線に取り付けられる前後の代替の剛性端子要素の異なる斜視図および断面側面図を概略的に示す。

図１は、本発明にしたがって組み立てられたインダクタ（誘導装置）１００を概略的に示す。図１（ならびに図３〜図１１）を参照すると、誘導装置１００は、空洞部１６０（図４〜図１０参照）および空洞開口部１５０を形成する磁性コア１７０と、磁性コア１７０の空洞部１６０内に収容された巻線１１１（図４〜図６および図８〜図１０参照）と、巻線１１１から延在する（２本のリード線１２９を含む）少なくとも１本のリード線１２９（図４〜図６および図８〜図１０参照）と、空洞開口部１５０の少なくとも一部に提供された硬化材料１３１（図１および図７〜図９参照）と、少なくとも１本のリード線１２９を介して巻線１１１に接続された（２つの要素１４０を含む）少なくとも１つの剛性端子要素１４０であって、少なくとも１つの剛性端子要素は、硬化材料１３１内に部分的に埋め込まれ、硬化材料から突出している少なくとも１つの剛性端子要素とを含む。

磁性コア１７０は、ポットコアタイプであり、２つの同一の磁性コアコンポーネント１０１によって形成されており、その例が、図２Ａ、図２Ｂおよび図３に関連してさらに説明されている。

図２Ａおよび図２Ｂは、インダクタ用の磁性コアコンポーネント２０１の一例（例えば、図１のインダクタ１００の磁性コア１７０を形成する磁性コアコンポーネント１０１の一方または両方）を示す斜視図である。

図３は、図１のインダクタ１００の一方または両方の磁性コアコンポーネント１０１の上面図（すなわち、磁性コアコンポーネントの開放端部への図）である。磁性コアコンポーネント１０１は、図２Ａおよび図２Ｂの磁性コアコンポーネント２０１と同様であるが、それは２つ以上の凹部２２０を含むという点で異なる。

各コンポーネント１０１、２０１は、ベースコア部分１０３と、内側コア部分２１８と、円周方向壁を形成する外側コア部分１０２とを含むポット型コンポーネント（またはその半分もしくは一部）として形成される。したがって、各磁性コアコンポーネント１０１、２０１は、ベース部分１０３によって形成された閉鎖端部と、外側コア部分のリムまたは端面１１４によって画定された反対側の開口端部とを有する。磁性コアコンポーネントは、それらのそれぞれの外側コア部分のリムが互いに向き合うように組み立てられる。端面は互いに当接してもよく、そうでなければ互いに係合してもよく、または互いに接続されてもよい。

磁性コアコンポーネント１０１、２０１は、圧縮された軟磁性粉末材料で作られてもよく、それはディスク形状のベースコア部分１０３を含む。ベースコア部分１０３は、内面２１９と、内面の反対側の外面とを含む。内側コア部分２１８は、内面２１９から軸方向に垂直に延在する。内側コア部分２１８は、環状の断面を有する。外側コア部分１０２は、内面２１９から軸方向に延在し、その反対側の端部が外側コア部分１０２のリム１１４を画定する管状壁の形態で提供される。

内側コア部分２１８は、ベースコア部分１０３の中央部から延在し、外側コア部分１０２は、ベースコア部分１０３の半径方向最外周から延在している。磁性コア１７０が２つの磁性コアコンポーネント１０１、２０１から組み立てられるとき、外側コア部分１０２は一緒になって磁性コア１７０の（空洞部１６０を画定する）円周方向のハウジングを形成する。こうして磁性コア１７０は、軸方向に内側コア部分に沿って、ディスク形状のベースコア部分を通って半径方向内方／外方に磁束経路と、外側コア部分に沿って軸方向に戻り経路とを提供する。

内側コア部分２１８には、軸方向に延在する孔１０５を設けることができる。孔は貫通孔とすることができる。孔は、インダクタコア１７０を外部構造に取り付けるための（例えば、ボルトなどの）締結手段を受けるように構成されてもよい。

外側コア部分１０２は、内側コア部分２１８を少なくとも部分的に取り囲み、内側コア部分２１８と同軸に配置されている。これにより、内側コア部分２１８と外側コア部分１０２との間に半径方向および軸方向に延在する環状空洞部１６０が形成される。この空間には、（図４〜図６および図８〜図１０に示すように）巻線１１１を収容することができる。

外側コア部分１０２は、スリット１０９を含む。スリット１０９は、リム１１４からベースコア部分１０３の内面２１９に向かって延在する。スリット１０９は、外側コア部分１０２の全半径方向の厚さにわたって延在する。スリット１０９を画定する外側コア部分１０２の壁部は、軸方向に沿って延在する。別の磁性コアコンポーネントと組み立てられたとき、スリット１０９は、空洞開口部１５０の少なくとも一部を画定する。

内面２１９は、内側コア部分２１８からスリット１０９に向かって半径方向に延在する凹部２２０を含み、それによってスリット１０９を接合し、凹部２２０はスリット１０９の底部を形成する。凹部２２０がスリット１０９と接合する半径方向位置では、凹部２２０とスリット１０９はほぼ等しい幅、すなわち等しい円周寸法を有する。

凹部２２０は、内側コア部分２１８の周りに配置された１つ以上の巻線の１つ以上の接続リード線（すなわち、リード線１２９）を収容するように配置される。特に、巻線１１１（図４〜図６および図８〜図１０参照）の内側巻線からのリード線１２９（図４〜６および８〜１０参照）は、凹部２２０内で半径方向外向きに、スリット１０９を通って延在することができる。スリット１０９は、リード線用のリード貫通部を提供するように構成される。したがって、１つ以上の巻線のリード線は、最小容積の巻線空間を占有しながら、スリット１０９を通って、ベースコア部分１０３の凹部２２０に沿って内側コア部分２１８に向かって配置することができる。

ベースコア部分１０３の外面は、凸部１０４を含む。凸部１０４は、軸方向に突出している。凸部１０４は、外面の中央部分から外面の外側半径方向縁部に向かって半径方向に延在する。凸部１０４は、凹部２２０に沿ってかつ凹部２２０に平行に延在することによって、凹部２２０と同一の広がりをもつ。

図３の磁性コアコンポーネント１０１のベースコア部分の内面２１９は、３つの凹部２２０を含む。凹部は、隣接する対の凹部間に約１２０°の角度が形成されるように角度方向に関して内面上に対称的に分布している。しかしながら、他の分布もまた可能である。外側コア部分１０２は、外側コア部分のリムから一方の凹部２２０に向かって延在するスリット１０９を含み、したがって、この凹部２２０は、スリット１０９の底部を形成する。

磁性コアコンポーネントは、上述のように１つまたは３つとは異なる数の凹部を含むことができることに留意すべきである。例えば、磁性コアコンポーネントは、２つの凹部と２つの対応する凸部とを含むことができる。その場合、２つの凹部（および２つの凸部）は互いに対して１８０°の角度で配置されてもよい。

上述の磁性コアコンポーネントにおいて、凹部２２０のうちの１つは、内側コア部分２１８からスリット１０９まで延在する。代替の一実施形態によれば、凹部２２０の半径方向最内側部分は、内側コア部分２１８からある距離（すなわち、ゼロではない距離）だけ分離することができる。これは、例えば、巻線の外層が凹部２２０の半径方向最内側部分とほぼ一致するような厚さを有し、凹部に収容される巻き線の接続部分は、凹部２２０の半径方向最内側部分において巻線を離れる多層巻線を使用する場合に有用であり得る。

図１および図４〜図１１に戻ると、剛性端子要素１４０は、空洞開口部１５０から突出している。さらに、剛性端子要素１４０は、少なくとも部分的に空洞開口部１５０内に収容されている。空洞開口部１５０は、外側コア部分１０２によって画定される。

剛性端子要素１４０は長手方向に沿って延在する。剛性端子要素１４０は、硬化材料１３１から突出する遠位端１４１と、硬化性材料１３１内に埋め込まれた近位部分１４２とを有する（特に、図８および図９参照）。硬質端子単独の異なる図は、図１１においてよりよく見られる。断面が長手方向に対して垂直である近位部分の断面の外面は、非円形である。より具体的には、断面は実質的に多角形であり、複数の凸部を有する。

硬化材料１３１は、空洞開口部１５０の少なくとも一部の内部に提供される。図１および図７〜図９に示すように、硬化材料１３１は、実質的に空洞開口部１５０内の全体に提供される。図７〜図９に示すように、硬化材料１３１は、巻線１１１およびリード線１２９のような他の部分によって占められていない実質的に全空洞部１６０の内に提供される。磁性コア１７０の半分が取り除かれている図７では、空洞部１６０の内部の硬化材料１３１の範囲は、図３に関連して説明したように、磁性コアコンポーネント１０１の内側面によって画定されることが分かる。

剛性端子要素１４０の各々は、剛性端子要素１４０の遠位端１４１に配置された外部接続部１４５を含む。外部接続部１４５は、ねじ穴である。

剛性端子要素の各々は、剛性端子要素の遠位端１４１の反対側に配置された内部接続部１４６を含む。内部接続部は、リード線１２９と接続するように構成されている。内部接続部１４６は、穴の形態のねじ孔を含む。内部接続部１４６のねじ孔と外部接続部１４５のねじ孔とは、剛性端子要素の長手方向に沿って延在するねじ付き貫通孔を形成する。

剛性端子要素１４０は、剛性端子要素１４０によって画定される孔（すなわち、内部接続部１４６）内にリード線の一部を提供することによって、リード線１２９に取り付けられる。これに続いて、剛性端子要素の外面１４７に対する締め付け動作が行われる。したがって、リード線１２９のそれぞれの部分を収容する剛性端子要素の孔を少なくとも部分的に画定する１つ以上の内面部分は、リード線のそれぞれの部分に向かって締め付けられる。剛性端子要素１４０の孔１４６には、ねじが切られているので、剛性端子要素とリード線との間の接続が容易になる。さらに、剛性端子要素の外面１４７に対する締め付け動作は、その締め付けられた外面を形成している（または形成するであろう）。したがって、複数の凸部を有し、略多角形の凹凸面１４７が形成される。

図４および図５では、硬化材料は説明のために省略されている。

図１０は、図６に示したものと同様であるがクランプ動作前の誘導装置１００の一部を示している。図１０において、リード線はその内部接続部に収容されている。

図１１は、剛性端子要素１４０の４つの異なる図を概略的に示す。図１１Ａは、締め付け前の剛性端子要素１４０を示す。図１１Ｂは、締め付け後の剛性端子要素１４０の斜視図を示す。図１１Ｃは、締め付け後の剛性端子要素１４０の他の斜視図を示す。図１１Ｄは、締め付け後であるがリード線無しの剛性端子要素１４０の断面側面図を示す。

図１２に示す剛性端子要素２４０は、図１１に示す要素１４０と類似している。唯一の違いは、図１２の外部接続部２４５が、図１１に示されるようなねじ穴１４５の代わりにねじ突起として提供されていることである。

図１２は、剛性端子要素２４０の４つの異なる図を概略的に示す。図１２Ａは、締め付け前の剛性端子要素２４０を示す。図１２Ｂは、締め付け後の剛性端子要素２４０の斜視図を示す。図１２Ｃは、締め付け後の剛性端子要素２４０の他の斜視図を示す。図１２Ｄは、締め付け後であるがリード線無しの剛性端子要素２４０の断面側面図を示す。

１つ以上の実施形態を詳細に説明および図示してきたが、本発明はそれらに限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲で定義される主題の範囲内で他の方法でも実施できる。特に、本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、構造上および機能上の修正を加えることができることを理解すべきである。例えば、円形の断面を有する誘導装置が上記で説明されたが、本発明の概念はこの特定の形状に限定されない。例えば、磁性コアは、独立請求項で定義されているように、本発明の概念の範囲から逸脱することなく、円形断面、楕円形断面、長方形断面、多角形断面などの断面を示してもよい。

いくつかの構成を列挙している装置の請求項において、これらの構成のうちのいくつかは、同一のハードウェアのアイテムによって具現化することができる。特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているかまたは異なる実施形態に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。

本開示で使用されるときの用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｅｓ／ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、述べられた構成、整数、ステップ、またはコンポーネントの存在を特定するために用いられるが、１つ以上の他の構成、整数、ステップ、コンポーネント、またはそれらの群の存在または追加を排除しないことが強調されるべきである。

Claims (15)

1. 空洞部および空洞開口部を形成する磁性コアと、
   前記磁性コアの前記空洞部内に収容された巻線と、
   前記巻線から延在する少なくとも１本のリード線と、
   前記空洞開口部の少なくとも一部に提供される硬化材料と、
   前記少なくとも１本のリード線を介して前記巻線に接続された少なくとも１つの剛性端子要素であって、該少なくとも１つの剛性端子要素は、前記硬化材料内に部分的に埋め込まれて前記硬化材料から突出している、少なくとも１つの剛性端子要素と
   を備える、誘導装置。
2. 前記剛性端子要素は、前記空洞開口部から突出している、請求項１に記載の誘導装置。
3. 前記剛性端子要素は、前記空洞開口部内に少なくとも部分的に収容されている、請求項１または請求項２に記載の誘導装置。
4. 前記剛性端子要素は、前記硬化材料から突出する遠位端と、前記硬化材料内に埋め込まれた近位部分とを有して、長手方向に沿って延在して、前記近位部分の前記長手方向に対して垂直である断面の外面は、非円形である、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の誘導装置。
5. 前記外面は、１つ以上の凸部を有する、請求項４に記載の誘導装置。
6. 前記剛性端子要素は、合金を含む、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の誘導装置。
7. 前記剛性端子要素は、電気的接続を可能にするように構成された外部接続部を備える、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の誘導装置。
8. 前記硬化材料は硬化エポキシを含む、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の誘導装置。
9. 前記硬化材料は、前記空洞開口部の少なくとも一部内に提供される、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の誘導装置。
10. 前記硬化材料は、前記磁性コアの前記空洞部内に提供される、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の誘導装置。
11. 誘導装置を製造するための方法であって、
    空洞部および空洞開口部を形成する磁性コアを提供するステップと、
    前記磁性コアの前記空洞部内に巻線を提供するステップと、
    前記巻線から延在する少なくとも１本のリード線を提供するステップと、
    前記少なくとも１本のリード線を介して前記巻線に接続された少なくとも１つの剛性端子要素を提供するステップと、
    前記少なくとも１つの剛性端子要素が、硬化性材料内に部分的に埋め込まれ、硬化性材料から突出するように、前記空洞開口部の少なくとも一部に硬化性材料を提供するステップと
    を含む方法。
12. 前記巻線が前記空洞部内に収容されている間に、前記剛性端子要素を前記リード線に取り付けるステップを含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記剛性端子要素を前記リード線に取り付けるステップは、前記リード線を所望の長さに切断するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記空洞開口部は、前記硬化性材料の提供中に上方を向いている、請求項１１から請求項１３までのいずれか１項に記載の方法。
15. 前記硬化性材料を提供するステップは、前記巻線が前記硬化性材料内に埋め込まれるように、前記磁性コアの前記空洞部に前記硬化性材料を提供するステップを含む、請求項１１から請求項１４までのいずれか１項に記載の方法。

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