JP2019537260A - 誘導装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

誘導装置（１００）および誘導装置を製造するための方法が開示される。誘導装置は、空洞部（１６０）を形成する磁性コア（１７０）であって、磁性コアは、外側コア部分（１０２）と内側コア部分（２１８）とを含み、磁性コアは、内側コア部分の第１の部分（１９１）と磁性コア（１７０）の第２の部分（１９２）との間に第１の間隙（１９０）を形成し、内側コア部分の第１の部分（１９１）は、第１の貫通孔（１９４）を画定する内面（１９３）を含む磁性コアと、第１の貫通孔内に少なくとも部分的に収容された封止部材（１８０）であって、封止部材は、第１の貫通孔の少なくとも一部が第１の間隙（１９０）から封止されるように、第１の貫通孔（１９４）を画定する内面（１９３）と共に第１のシールを形成する外面（１８１）を含む封止部材と、磁性コアの空洞部（１６０）内に収容され、第１の軸方向を画定する巻線（１１１）と、第１の間隙（１９０）の少なくとも一部内に提供された硬化材料（１３１）とを含む。

Description

本開示は、誘導装置、封止部材、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。

空洞部を形成する磁性コアであって、磁性コアは、外側コア部分と内側コア部分とを含み、磁性コアは、内側コア部分の第１の部分と磁性コアの第２の部分との間に第１の間隙を形成し、内側コア部分の第１の部分は、第１の貫通孔を画定する内面を含む磁性コアと、第１の貫通孔内に少なくとも部分的に収容される封止部材であって、封止部材は、第１の貫通孔の少なくとも一部が第１の間隙から封止されるように、内面（すなわち、第１の貫通孔を画定する内面）との第１のシールを形成する外面を含む封止部材と、磁性コアの空洞部内に収容され、第１の軸方向を規定する巻線と、第１の間隙の少なくとも一部内に提供された硬化材料とを含む誘導装置の実施形態が、本明細書に開示される。硬化材料は、間隙全体および／または磁性コアの空洞部を満たすことができる。磁性コアの第２の部分は、内側コア部分の一部とすることができる。内側コア部分の第２の部分は、内側コア部分の第１の部分に対向することができる。

上述の誘導装置の提供、特に封止部材の提供は、硬化材料が第１の貫通孔に入るのを防止されるかまたは少なくとも妨げられるような方法で、第１の間隙の少なくとも一部（例えば、第１の間隙全体）および／または磁性コアの空洞部内に硬化材料を提供することを容易にすることができる。

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の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」と表記され得る。

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引き起こされる磁束が延びる。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。

巻線は、巻線から延在するリード線を備えることができる。 リード線は、空洞部開口部から突出することができる。 リード線は、少なくとも部分的に空洞部開口部内に収容することができる。 リード線は、（例えば、電気装置または回路などの外部部品を用いて（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、複数の空洞部開口部（例えば、第１の空洞部開口部および第２の空洞部開口部）を形成することができる。本開示を通して、「第１の空洞部開口部」は、「空洞部開口部」と呼ばれることができる。第２の空洞部開口部は、（例えば、硬化材料を第２の空洞部開口部の少なくとも一部に提供し、第２のリード線を巻線（または第２の巻線）から延在させ、硬化材料内に部分的に埋め込まれ、硬化材料から突出させることによって）空洞部開口部と同様に配置することができる。

硬化材料を空洞部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部開口部内にある必要はないが、空洞部開口部に近接して（例えば、１ｍｍ以内に）あるものとして理解することができる。

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

本開示を通して、「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。

誘導装置の内側コア部分の第１の部分の第１の貫通孔は、誘導装置の外部部分への機械的接続を容易にすることができる。第１の貫通孔は、誘導装置の貫通孔の一部を形成してもよい。

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できる。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。

空洞部開口部は、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（内側コア部分がベースコア部分から軸方向に延在するよりも、外側コア部分はベースコア部分から軸方向に遠くに延在する場合がある）、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部開口部（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、この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、この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、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。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。

空洞部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。

空洞部開口部は、空洞部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。空洞部開口部は、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。

硬化材料は、空洞部開口部の少なくとも一部内に提供することができる。これにより、磁性コアおよび／またはそのような誘導装置の機械的結合を強化することができる。硬化材料は、空洞部開口部を充填することができる。これにより、磁性コアおよび／またはそのような誘導装置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、空洞部開口部の硬化材料に接続することができる。これにより、磁性コアおよび／またはそのような誘導装置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。

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うちの１つ以上を含み得るか、またはそれからなり得る。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。

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、空洞部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を可能にする。

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部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、空洞部開口部に（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、空洞部開口部を介して入ることによって空洞部開口部に提供されてもよい。

内側コア部分の第１の貫通孔は、軸方向に延在することができる。内側コア部分の第２の貫通孔は、軸方向に延在することができる。

磁性コアの第２の部分（磁性コアの第２の部分は内側コア部分の一部とすることができる）は、第２の孔を画定する内面を含むことができる。封止部材は、第１の貫通孔に部分的に収容され、第２の孔に部分的に収容されることができる。第２の孔は、第２の貫通孔とすることができる。封止部材の外面は、内面（すなわち、第２の貫通孔を画定する内面）と共に第２のシールを形成することができ、これによって第２の貫通孔の少なくとも一部は、第１の間隙から封止される。

封止部材は、孔を画定する内面を含むことができる。封止部材の孔は、第１の貫通孔と第２の貫通孔との間を連通する貫通孔とすることができる。したがって、磁性コアの第１および第２の貫通孔と組み合わせて、誘導装置の貫通孔を封止部材の貫通孔によって形成することができる。

封止部材は、外面に第１の凸部を含むことができる。第１の凸部は、環状凸部を形成することができる。第１の凸部は、第１の間隙に提供されてもよい。凸部は、封止部材の製造中に、封止部材が第１の貫通孔内に所望／設計された以上に進入するのを防ぐことができる。他の利点は、製造が容易になり／より簡単になることである。

封止部材は、少なくとも１つの先細端部を含むことができる。先細端部は、第１の貫通孔および／または第２の孔／貫通孔への封止部材の挿入を容易にすることができる。

封止部材は、円筒形部分を含むことができる。封止部材の円筒形部分は、第１の貫通孔と一致してもよい。

封止部材は、管状部分を含むことができる。

封止部材は、熱可塑性樹脂または磁性コアとの密なシールを作り出すのを促進する特性を有する別の材料を含む、および／またはそれから作製することができる。

封止部材は、第１の貫通孔内に楔状に嵌め込むことができる。これにより、封止部材と第１の貫通孔の内面および／または第２の貫通孔の内面との間の封止を向上させることができる。

封止部材は、第１の軸方向に延在する細長い形状を有することができる。

第１の軸に対して垂直に（および／または封止部材の長手方向の延長線に沿って）取られた封止部材の（例えば、第１の凸部における）最大外周は、第１の軸に対して垂直に取られた磁性コアの第１の貫通孔の最小内周よりも大きくすることができる。したがって、第１の凸部は、最大外周の位置を超えて封止部材が第１の貫通孔に入るのを（例えば、第１の凸部において）防ぐことができる。

封止部材の外周（すなわち、第１のシールの領域）は、第１の貫通孔の内周（すなわち、第１のシールの領域）を緊密に嵌合するように圧縮することによって適合させることができる。適合は、互いに分離されている場合、封止部材のそれぞれの部分の外周が第１の貫通孔のそれぞれの部分の対応する内周よりも少なくともわずかに大きくなるようにすることができる。

封止部材は、軸方向に磁性コアの間隙の長さを超える軸方向（および／または内部に封止部材が位置するまたは位置するように構成される内側コア部分の貫通孔の方向）の広がりを有することができる。

内側コア部分の１つ以上の貫通孔によって少なくとも部分的に画定されるような誘導装置の貫通孔の提供は、（例えば、手段による）誘導装置の取り付けを容易にすることができる。

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、本開示において定義されるような誘導装置において使用するために構成された封止部材が提供される。

本開示に開示されるような封止部材の提供は、軸方向に沿って異なる長さの間隙を有する誘導装置のための同一の封止部材の使用を可能にできる。これにより、異なる寸法の間隙を有する本発明に係る誘導装置が費用効果的に提供される。

さらなる一態様によれば、本開示に係るものなどの誘導装置を製造するための方法が提供される。本方法は、少なくとも部分的に磁性コアの第１の貫通孔内に封止部材を提供するステップであって、これによって封止部材の外面は、磁性コアの内側コア部分の第１の部分の内面と共に第１のシールを形成し、内面は第１の貫通孔を画定し、これによって第１の貫通孔の少なくとも一部は、内側コア部分の第１の部分と磁性コアの第２の部分との間の磁性コアによって画定される第１の間隙からシールされ、磁性コアは、外側コア部分および内側コア部分を含むステップと、磁性コアの空洞部内に巻線を提供する、封止部材を提供するステップと、第１の間隙の少なくとも一部内に硬化性材料を提供するステップとを含む。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、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。

本方法は、硬化性材料を提供する前に、磁性コアの第１の部分に面する磁性コアの第２の部分を提供することを含むことができる。

封止部材は、内側コア部分の第１の部分を含む磁性コアの部分によって画定される空洞部の部分内に巻線を提供する前後に、第１の貫通孔の部分内に提供することができる。

封止部材は、磁性コアの第１の部分と磁性コアの第２の部分とを組み立てている間に、第２の孔／貫通孔の部分内に提供することができる。

空洞部開口部は、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。 硬化材料が無く、封止部材が分解位置から変位して示されている、図１に示すインダクタの分解図を概略的に示す。 図１の装置の製造中の図１の装置の一断面の斜視図を概略的に示す。 軸方向に沿って見た、空洞部開口部と交差する、図１のインダクタの断面側面図を概略的に示す。 封止部材の斜視図を概略的に示す。 封止部材の側面図を概略的に示す。 封止部材の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。

特に図を参照する。図１、図４、および図６を参照すると、空洞部１６０を形成する磁性コア１７０であって、磁性コア１７０は、外側コア部分１０２と内側コア部分２１８とを含み、磁性コアは、内側コア部分２１８の第１の部分１９１と磁性コア１７０の第２の部分１９２との間に第１の間隙１９０を形成し（第２の部分１９２は内側コア部分２１８の一部を形成する）、内側コア部分２１８の第１の部分１９１は、第１の貫通孔１９４を画定する内面１９３を含む磁性コアと、第１の貫通孔１９４内に少なくとも部分的に収容される封止部材１８０であって、（参照される図７〜図９により詳細に示されている）封止部材１８０は、第１の貫通孔１９４の少なくとも一部が第１の間隙１９０から封止されるように、第１の貫通孔１９４を画定する内面１９３と共に第１のシールを形成する外面１８１を含む封止部材と、磁性コア１７０の空洞部１６０内に収容され、第１の軸方向を画定する巻線１１１と、第１の間隙１９０の少なくとも一部の中に提供される硬化材料１３１とを含む誘導装置１００が示される。

図１および図６を用いて参照されるように、硬化材料１３１は、磁性コア１７０の第１の間隙１９０、空洞部１６０、および開口部１５０のほぼ全体を埋める。

図７〜図９と組み合わせて図６を参照すると、封止部材１８０は、外面１８１に第１の凸部１８２を含む。第１の凸部１８２は、環状の凸部を形成する。第１の凸部１８２は、第１の間隙１９０に提供される。封止部材１８０は、２つの先細端部１８３を含む少なくとも１つの先細端部１８３を含む。封止部材は、外面１８１の一部を形成する円筒部分１８４を含む。封止部材は管状部分を含み、概して管状である。封止部材は、熱可塑性樹脂でできている。封止部材は、孔１８６を画定する内面１８５を含む。封止部材の孔１８６は、貫通孔である。封止部材は、第１の軸方向に延在する細長い形状を有する。

磁性コア１７０の第２の部分１９２は、第２の孔１９５を画定する内面１９６を含む。封止部材は、部分的に第１の貫通孔１９４内および部分的に第２の孔１９５内に収容される。第２の孔１９５は、第２の貫通孔１９５である。封止部材の外面１８１は、第２の貫通孔１９５を画定する内面１９６と共に第２のシール１９８を形成する。したがって、第２の貫通孔１９５の少なくとも一部は、第１の間隙１９０から封止される。

封止部材１８０の貫通孔１８６は、第１の貫通孔１９４と第２の貫通孔１９５との間を連通する。

封止部材１８０は、第１の貫通孔１９４内に楔状に嵌め込まれている。封止部材１８０は、第２の貫通孔１９５内に楔状に嵌め込まれている。

磁性コア１７０は、空洞部開口部１５０を形成する。

誘導装置１００は、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を含む。少なくとも１本のリード線１２９は、硬化材料１３１内に部分的に埋め込まれ、硬化材料１３１から突出する。

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、空洞部開口部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〜図６および図８〜図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。

外側コア部分１０２は、内側コア部２１８がベースコア部分１０３から軸方向に延びるよりもベースコア部分１０３から軸方向に遠くに延在する。したがって、２つの同一のコンポーネント１０１、２０１が組み立てられると、第１の間隙１９０が形成される。

図１、図４、図６に戻ると、リード線１２９は空洞部開口部１５０から突出している。さらに、リード線１２９は、空洞部開口部１５０内に少なくとも部分的に収容されている。空洞部開口部１５０は、外側コア部分１０２によって画定される。リード線１２９は、空洞部開口部１５０からちょうど突出しているように示されている。しかしながら、リード線１２９は、空洞部開口部１５０から任意の長さで延在することができる。

封止部材の異なる図は、図７〜図９においてよりよく見られる。

硬化材料１３１は、空洞部開口部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、実質的に空洞部開口部１５０の全体の中に提供される。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。

（図１および図６に示す）硬化材料１３１は、図４では説明のために省略されている。

図５は、装置の製造中の図１の装置の一断面の斜視図を概略的に示す。すなわち、巻線１１１は空洞部１６０（すなわち、その一部）に収容され、封止部材１８０は（図５では見えない）第１の貫通孔の一部の内部に収容される。続いて、（図６に関連して図示して説明したように）封止部材の凸部が第２のコア部分の貫通孔に入り込むように、第２のコア部分１０１（例えば、図４参照）を図５に示す第１のコア部分１０１と組み合わせる。続いて、硬化性材料が第１の間隙に、そしておそらくはコアにも提供される。

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. 空洞部を形成している磁性コアであって、該磁性コアは、外側コア部分と内側コア部分とを有し、前記磁性コアは、前記内側コア部分の第１の部分と前記磁性コアの第２の部分との間に第１の間隙を形成し、前記内側コア部分の前記第１の部分は、第１の貫通孔を画定する内面を有する磁性コアと、
   前記第１の貫通孔内に少なくとも部分的に収容された封止部材であって、前記封止部材は、前記第１の貫通孔の少なくとも一部が前記第１の間隙から封止されるように、前記第１の貫通孔を画定する前記内面との第１のシールを形成する外面を有する封止部材と、
   前記磁性コアの前記空洞部内に収容され、第１の軸方向を規定する巻線と、
   前記第１の間隙の少なくとも一部内に提供された硬化材料と
   を備える誘導装置。
2. 前記封止部材は前記外面に第１の凸部を有する、請求項１に記載の誘導装置。
3. 前記第１の凸部は環状凸部を形成している、請求項２に記載の誘導装置。
4. 前記第１の凸部は前記第１の間隙に形成される、請求項２または請求項３に記載の誘導装置。
5. 前記封止部材は少なくとも１つの先細端部を有する、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の誘導装置。
6. 前記封止部材は円筒形部分を有する、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. 前記封止部材は管状部分を有する、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. 前記封止部材は熱可塑性樹脂を含む、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. 前記封止部材は、前記第１の貫通孔内に楔状に嵌め込まれている、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. 前記封止部材は、前記第１の軸方向に延在する細長い形状を有する、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. 前記磁性コアの前記第２の部分は、第２の孔を画定する内面を含み、前記封止部材は、前記第１の貫通孔内に部分的に、および前記第２の孔内に部分的に収容され、前記第２の孔は第２の貫通孔であり、前記封止部材の前記外面は、前記第２の貫通孔の少なくとも一部が前記第１の間隙から封止されるように、前記第２の貫通孔を画定する前記内面との第２のシールを形成する、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の誘導装置。
12. 前記封止部材は、孔を画定する内面を有する、請求項１１に記載の誘導装置。
13. 前記封止部材の前記孔は、前記第１の貫通孔と前記第２の貫通孔との間を連通する貫通孔である、請求項１２に記載の誘導装置。
14. 請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の誘導装置に使用するように構成された封止部材。
15. 誘導装置を製造する方法であって、
    少なくとも部分的に磁性コアの第１の貫通孔内に封止部材を提供するステップであって、これによって前記封止部材の外面は、前記磁性コアの内側コア部分の第１の部分の内面との第１のシールを形成し、前記内面は第１の貫通孔を画定し、これによって前記第１の貫通孔の少なくとも一部は、前記内側コア部分の前記第１の部分と前記磁性コアの第２の部分との間の前記磁性コアによって画定される第１の間隙からシールされ、前記磁性コアは、外側コア部分および内側コア部分を含む、前記封止部材を提供するステップと、
    前記磁性コアの空洞部内に巻線を提供するステップと、
    前記第１の間隙の少なくとも一部内に硬化性材料を提供するステップと
    を含む方法。

Images