CN101779257B

CN101779257B - 复合磁性元件

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Publication number: CN101779257B
Application number: CN2008801034972A
Authority: CN
Inventors: 南馆哲志
Original assignee: Sumida Corp
Current assignee: Sumida Corp
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: US7999646B2; JP4786744B2; JPWO2009041301A1; CN101779257A; US20100214051A1; WO2009041301A1; EP2197003A1; KR20100054875A; EP2197003A4

Abstract

本发明提供的复合磁性元件，具有两个磁性元件的特性，也能够降低生产成本，同时，最好能够使各个磁性元件容易地取得相同的特性；其具备：具有被设置成筒状的外筒部(21)和将外筒部(21)的内部空间(P)隔开为两个的间壁部(22)的第一磁芯部件(20)，具有第一凸缘部(31)和第二凸缘部(33)的同时，以至少在间壁部(22)和第二凸缘部(33)之间具有磁隙的状态而被配置，且夹着间壁部(22)分别配置在两个内部空间(P)的第二磁芯部件(30)，被配置在存在于第一凸缘部(31)和第二凸缘部(33)之间的卷线筒部(35)的线圈(40)，以及配置在外筒部(21)的外周面(21a)的同时，与线圈(40)的末端(41a)电连接的端子部件(50)，其中，第二磁芯部件(30)为鼓形磁芯。

Description

复合磁性元件

技术领域

本发明涉及的是用于携带式音乐设备、各种AV设备以及电视机等那样的电子设备等的复合磁性元件。

背景技术

在用于例如电视机、音响设备等那样的各种AV设备的数字式声频放大器中，存在如专利文献1所示那样的具有两个磁性元件的复合磁性元件。在专利文献1所示的复合磁性元件中，将壶形磁芯(第二磁芯)套在鼓形磁芯(第一磁芯)上，进而，将更大直径的壶形磁芯(第三磁芯)套在该壶形磁芯(第二磁芯)的外侧。

专利文献1：日本公开公报、特开2002-170721(参照说明书摘要、图1等)

发明内容

但是，上述的复合磁性元件由于使用第二磁芯和第三磁芯，因此为了制造该第二磁芯和第三磁芯，需要各自的金属模。而且，由于必须在第二磁芯和第三磁芯的各自上分别进行绕线，因此存在生产成本提高的问题。另外，在专利文献1的构成中，两个电感器具有相同的特性为理想状态的情况有很多。但是，在专利文献1的构成中，为了使两个电感器具有相同的特性，需要调整线圈数或调整尺寸等。

本发明是基于上述的情况而制成的，其目的在于提供在具有两个磁性元件的特性的复合磁性元件中，能够降低生产成本，同时，最好能够使各个磁性元件容易地取得相同的特性的复合磁性元件。

为了解决上述课题，本发明具备：第一磁芯部件、第二磁芯部件、线圈以及端子部件，其中，第一磁芯部件具有设置成筒状的外筒部和将外筒部的内部空间隔开为两个的间壁部；第二磁芯部件具有第一凸缘部和第二凸缘部的同时，以至少在间壁部和第二凸缘部之间具有磁隙的状态被配置，且夹着间壁部而分别配置于两个内部空间，并且，第二磁芯部件为鼓形磁芯；线圈被配置在存在于第一凸缘部和第二凸缘部之间的卷线筒部；端子部件被配置于外筒部的外周面的同时，与线圈的末端电连接。

在这样构成的情况下，第一磁芯部件的内部空间通过间壁部被隔开为两个，且被隔开的内部空间的各个上配置有第二磁芯部件。而且，存在于第二磁芯部件的各个上的线圈上产生的各个磁通，以互不影响的状态在第一磁芯部件和第二磁芯部件的内部流通。因此，两个磁性元件以独立的状态而存在。因此，使用一个本发明的复合磁性元件，则等同于在电路板上安装了两个磁性元件，从而能够减少磁性元件的个数。另外，由于在第一磁芯部件的内部空间设置有间壁部，因此能够防止在两个线圈之间发生磁耦合。进而，由于磁隙被设置于第一磁芯部件的内部，因此与磁隙露出于外部的情况相比较，向外部的磁漏难以发生。

另外，其他的发明是在上述发明的基础上进而，通过使第一凸缘部具有不进入内部空间而与外筒部的开口部周围的端面相接程度的直径，并且，使第一凸缘部的直径大于第二凸缘部的直径，使得第一凸缘部的与外筒部的轴向垂直相交的面的轮廓线包含外筒部的开口部周围端面的上述内部空间侧的轮廓线，同时，该第一凸缘部面接触地安装于外筒部的开口部周围的端面。

在这样构成的情况下，第一磁芯部件的内部空间成为被第一凸缘部覆盖的状态。因此，通过该第一凸缘部，能够防止由线圈产生的磁通向外部漏出。另外，间壁部和第二凸缘部以及磁隙的定位变得容易。

进而，其他的发明是在上述各发明的基础上进而，磁隙是使间壁部与第二凸缘部分离的第一间隙S，同时，在第二凸缘部与外筒部的内壁面之间也设置有第二间隙T，且第一间隙S的尺寸设置成大于第二间隙T的尺寸。

在这样构成的情况下，由于第一间隙S的尺寸大于第二间隙T的尺寸，因此间壁部中的磁通的流通相对于外筒部的内壁面与第二凸缘部之间的磁通的流通变小。因此，间壁部变得难以磁饱和。另外，由于第一间隙S和第二间隙T的存在，在本发明的复合磁性元件中，与不存在该第一间隙S和第二间隙T的情况相比较，能够得到高直流重叠特性。

进而，其他的发明是在上述各发明的基础上进而，第一凸缘部的与外筒部的轴向略垂直相交的面的形状，和第二凸缘部的与外筒部的轴向略垂直相交的面的形状相同。

在这样构成的情况下，第一凸缘部、第二凸缘部均在与外筒部的内壁面之间形成第二间隙T。因此，相比不等凸缘的间隙T，能够分别缩小，从而能够使第一凸缘部、第二凸缘部均变大。因此，能够增大线圈的卷径(外周)，从而能够减小DCR(放电电阻(dischargeresistor))。

进而，其他的发明是在上述各发明的基础上进而，在外筒部的两个开口部的周围的端面上，设置有至少两个卡定突起。在这样构成的情况下，能够通过该卡定突起，将配置于外筒部的内部空间的第二磁芯部件的上凸缘部的外周面进行卡定。因此，能够将第二磁芯部件稳定地固定于外筒部的内部空间。

进而，其他的发明是在上述各发明的基础上进而，卡定突起以外筒部的轴向作为基准，设置在与被配置于外筒部的外周面的端子部件相反的位置上。在这样构成的情况下，卡定突起被配置在复合磁性元件的与安装电路板被配置的端子部件侧呈相反侧的位置。因此，从复合磁性元件取出线圈的末端，与其他的部件进行连接变得容易。

进而，其他的发明是在上述各发明的基础上进而，端子部件具有平板状的安装部、从该安装部向垂直方向被弯曲的侧面卡定部以及末端连接部。在这样构成的情况下，只要外筒部的剖面形状为略矩形形状，就能够将端子部件稳定地配置于外筒部的外周的角部。

另外，本发明具备：从柱状部件的两端分别设置有凹部的第一磁芯部件，第二磁芯部件，其具有卷轴部和形成于该卷轴部的两端的凸缘，以及卷绕于卷轴部的线圈；第二磁芯部件分别配置在被设置于第一磁芯部件的两端部的凹部。

在这样构成的情况下，第二磁芯部件被配置在各自独立地设置于第一磁芯部件的凹部。而且，存在于第二磁芯部件的各个上的线圈上产生的各个磁通，以互不影响的状态在第一磁芯部件和第二磁芯部件的内部流通。因此，两个磁性元件以独立的状态而存在。因此，使用一个本发明的复合磁性元件，则等同于在电路板上安装了两个磁性元件，从而能够减少磁性元件的个数。另外，由于在第一磁芯部件上设置有各自独立的凹部，因此能够防止两个线圈之间发生磁耦合。

采用本发明，在具有两个磁性元件的特性的复合磁性元件中，能够降低生产成本。另外，能够使两个磁性元件容易地取得相同的特性。

附图说明

图1是表示本发明的一实施形态涉及的复合磁性元件的构成的同时，表示从上方观察的状态的立体图。

图2是表示从下方观察图1的复合磁性元件的状态的立体图。

图3是表示从侧面观察图1的复合磁性元件的状态的侧视图。

图4是表示沿着箭头B方向切断图1的复合磁性元件的状态的剖面图。

图5是表示图1的复合磁性元件中的导出用凹部附近的构成的部分放大图。

图6是表示图1的复合磁性元件中的间隙与电感值的关系的图。

符号说明

10复合磁性元件

20壶形磁芯(对应于第一磁芯部件)

21外筒部

22间壁部

30鼓形磁芯(对应于第二磁芯部件)

31上凸缘部(对应于第一凸缘部)

32柱脚部

33下凸缘部(对应于第二凸缘部)

40线圈

50安装端子(对应于端子部件)

51安装部

52末端连接部

53侧面卡定部

212导出用凹部

S、T间隙

具体实施方式

以下，根据图1至图6对本发明的一实施形态涉及的复合磁性元件10进行说明。

如图1～图5等所示，本实施形态的复合磁性元件10是具有两个磁性元件的功能的磁性元件，其具备一个壶形磁芯(pot core)20、两个鼓形磁芯(drum core)30、两个线圈40以及共计四个的安装端子50。

其中，壶形磁芯20，例如以镍系的铁氧体作为材质而形成。但是，壶形磁芯20的材质不限于上述，可以采用各种磁性材料(例如，各种铁氧体、强磁性铁镍合金、铁硅铝磁合金等)。壶形磁芯20对应于第一磁芯部件，其具有外筒部21和间壁部22。换句话说，壶形磁芯20形成为从柱状部件的两端设有以间壁部22为底面的两个凹部。

如图1所示，外筒部21是其外观呈四棱柱状的筒状部件。该外筒部21上设有卡定突起211和导出用凹部212。其中，卡定突起211是将鼓形磁芯30的上凸缘部31的外周面31a进行卡定的部分。该卡定突起211的外周侧设置成与外周面21a成为同一平面，而其内周侧则设置成仿照上凸缘部31的弯曲面。另外，卡定突起211设有两个。两个卡定突起211以外筒部21的轴向为基准，分别设置在与安装于电路板的一侧(安装端子50被安装的一侧)呈相反侧的外周面21a的角部。

另外，导出用凹部212是后述的安装端子50所处的部分。如图2、图5等所示，导出用凹部212设有两个，该两个导出用凹部212分别设置在安装于电路板的一侧(安装端子50被安装的一侧)的外周面21a的角部。另外，导出用凹部212从外筒部21中的、与上凸缘部31的底面31b接触的端面21b凹陷而被设置。安装端子50的末端连接部52被卡定在该导出用凹部212上。另外，存在于壶形磁芯20的内部的线圈40的末端41a从该导出用凹部212被引出。而且，被引出的末端41a，通过软钎焊等安装固定于末端连接部52。

另外，在图1等中，对仅存在于外筒部21中的一侧端面21b的卡定突起211和导出用凹部212进行了图示，但是在另一侧的端面21b上也存在有同样的卡定突起211和导出用凹部212(参照图3)。存在于另一侧的端面21b的卡定突起211及导出用凹部212，与存在于一侧端面21b的卡定突起211及导出用凹部212在同一外周面21a上存在。因此，成为共计四个的安装端子50存在于复合磁性元件10的安装侧的状态。

另外，如图4所示，在壶形磁芯20的图4中的箭头B方向的略中央部分上存在有间壁部22。间壁部22是以箭头B方向为法线方向的板状的部位，将壶形磁芯20的筒状的内部空间P分成两个部分。因此，在图4中，壶形磁芯20呈略H形的剖面形状。该间壁部22的厚度尺寸设置成与外筒部21相同的程度，但是也可以构成为具有比外筒部21大的厚度尺寸。

另外，鼓形磁芯30对应于第二磁芯部件，例如以和壶形磁芯20相同的镍系的铁氧体作为材质而形成。但是，鼓形磁芯30的材质也不限于镍系的铁氧体，可以采用各种磁性材料(既可以是与壶形磁芯20相同的材质，也可以是不同的材质)。作为选择与壶形磁芯20不同的材质的例子，存在以镍系的铁氧体作为壶形磁芯20的材质的同时，以锰系的铁氧体作为鼓形磁芯30的材质的情况。采用这种材质的组合的话，能够使复合磁性元件10中的各个磁性元件的直流重叠特性变得良好。

该鼓形磁芯30具有上凸缘部31、柱脚部32(卷轴部)以及下凸缘部33。其中，上凸缘部31、柱脚部32以及下凸缘部33的平面形状被设置成圆形。另外，鼓形磁芯30的上凸缘部31被设置成直径大于下凸缘部33。该上凸缘部31对应于第一凸缘部，且该上凸缘部31具有不进入内部空间P而底面31b与端面21b相接程度的直径。另外，上凸缘部31上设有切口部311。切口部311是朝向上凸缘部31的径向的中央侧以呈略半圆的状态凹陷的部分。另外，在本实施形态中，在上凸缘部31上以90度的间隔而设有共计四个的切口部311。

另外，如图4所示，鼓形磁芯30配置在被设置于壶形磁芯20的两端的凹部(图4中，以符号P所示的内部空间)。在此，下凸缘部33对应于第二凸缘部，是配置在内部空间P的最中央侧的部位。该下凸缘部33被设置为在上凸缘部31的底面31b与端面21b接触的状态下，与间壁部22具有一定的间隙S(图4中，尺寸S的空间部分)。即，下凸缘部33以具有间隙S的非接触的状态相对于间壁部22而被设置，该间隙S作为磁隙发挥功能。另外，该间隙S对应于第一间隙。另外，下凸缘部33相对于外筒部21的内周壁面21c也是以非接触的状态而被设置。即，在下凸缘部33的外周面33a与外筒部21的内周壁面21c之间，设置有间隙T(图4中，尺寸T的空间部分)。而且，该间隙T对应于第二间隙，同时，间隙T也作为磁隙发挥功能。

另外，在本实施形态中，上述的间隙S被设置为大于间隙T。因此，图4所示的磁路M成为主要通过间隙T的状态。另外，间隙S被设定在即使其尺寸稍微发生偏差，电感值的变动也小的区域上。该例子表示于图6。在图6所示的例子中，表示了在将间隙S的尺寸设定为0.45mm的情况下，即使其尺寸发生±0.05mm的变动，电感值的变动也被较小地限制为1μH左右的情况。

另外，在柱脚部32的外部且上凸缘部31与下凸缘部33之间的部位上设置有卷线筒部35。如图4所示，线圈40配置于卷线筒部35。线圈40通过卷绕绕线41而形成。另外，绕线41是例如漆包线等那样的、外周部通过绝缘保护膜被覆盖的线材。另外，绕线41是其剖面为略圆形的导线。但是，绕线41的剖面不限于略圆形，也可以采用该剖面为细长形状的带状线(扁平线)。

另外，如图5等所示，在壶形磁芯20中的、存在一对导出用凹部212侧的外周面21a上安装有安装端子50。安装端子50对应于端子部件，是将金属板通过压力加工等冲裁成规定的形状、并被弯曲的部分。该安装端子50具有平板状的安装部51、末端连接部52以及侧面卡定部53。其中，安装部51是与安装电路板电连接的部分。另外，在本实施形态中，安装部51具有略矩形形状的部位，从该矩形形状的部分朝向末端连接部52的部位被设置为其宽度尺寸小于其他部分。另外，在该安装部51上设置有被切成略半圆状的凹陷部511。

另外，末端连接部52相对于安装部51呈略90度那样地被垂直地弯曲。该末端连接部52在本实施形态中被设置为其面积小于安装部51。另外，末端连接部52面接触地安装于上述的导出用凹部212。绕线41的末端41a，通过软钎焊或焊接等的方法被电连接于该末端连接部52。另外，侧面卡定部53也相对于安装部51呈略90度那样地被垂直地弯曲，通过该弯曲，向与末端连接部52相同的方向突出。此时，安装部51、末端连接部52以及侧面卡定部53的法线被设置为相互略垂直相交的状态。该侧面卡定部53，是被卡定于与存在一对导出用凹部212的外周面21a邻接的外周面21a的部分。然后，通过安装部51与一方的外周面21a面接触，侧面卡定部53与和一方的外周面21a邻接的外周面21a面接触，进而末端连接部52与导出用凹部212面接触，安装端子50被定位。

另外，安装部51通过例如粘接剂等被安装固定于壶形磁芯20的外周面21a。

采用具有以上那样的构成的复合磁性元件10，使电流在绕线41中导通的话，在线圈40上产生磁通。此时，磁路M如图4所示那样通过鼓形磁芯30和壶形磁芯20。在此，如图4所示，间隙T的尺寸被设置为小于间隙S的尺寸。因此，磁路M(磁通)主要通过间隙T的部位。由此，在间壁部22中流通的磁通不大。因此，即使使电流在各个复合磁性元件10中导通，在间壁部22中也难以发生磁饱和。

另外，由于间壁部22的存在，在两个线圈40上产生的各自的磁通，以互不影响的状态在壶形磁芯20和鼓形磁芯30的内部流通。由此，能够抑制在两个线圈40之间发生磁耦合。因此，复合磁性元件10成为具有独立的两个磁性元件的状态。由此，使用一个本发明的复合磁性元件10，则等同于在电路板上安装了两个磁性元件，从而能够减少磁性元件的个数。

另外，在本实施形态中，磁隙被设置于壶形磁芯20的内部，因此与磁隙露出于外部的情况相比较，向外部的磁漏难以发生。

进而，在本实施形态中，上凸缘部31被设置为具有比下凸缘部33大的直径的圆盘状，同时，上凸缘部31面接触地安装于外筒部21的端面21b。因此，壶形磁芯20的内部空间P成为被上凸缘部31覆盖的状态，从而能够大幅度地减少由线圈40产生的磁通向外部漏出。

另外，在本实施形态中，间隙S的尺寸被设置为大于间隙T的尺寸。因此，磁通的流通主要是经由间隙T，并在外筒部21的内周壁面21c和下凸缘部33之间流通。因此，经由间隙S的磁通的流通变小，间壁部22变得难以磁饱和。另外，由于间隙S与间隙T的存在，在本发明的复合磁性元件10中，与不存在这些间隙S及间隙T的情况相比较，能够得到高直流重叠特性。

另外，在复合磁性元件10中，两个鼓形磁性30形成为相同的形状。因此，不存在如专利文献1那样的、两个壶形的磁芯(第二磁芯和第三磁芯)形成为互不相同的形状时需要各自的金属模的情况，从而能够降低生产成本。进而，在本实施形态中，两个鼓形磁芯30由相同的材质形成，因此使设置于各个卷线筒部35的线圈40的匝数相等的话，则可以具备相同的特性。由此，即使在两个磁性元件具有相同的特性为理想状态的情况下，也不需要调整匝数或调整鼓形磁芯30的尺寸等。

另外，在本实施形态中，复合磁性元件10使用鼓形磁芯30。在此，该鼓形磁性30具有上凸缘部31和下凸缘部33，其结果是，具有由这些和柱脚部32包围的卷线筒部35，因此绕线41的卷绕变得容易，能够在卷线筒部35上容易地形成线圈40。另外，在上述的鼓形磁芯30中，具有各种直径的绕线41的卷绕变得容易，能够扩大电感值的取得范围。

以上，对本发明的一实施形态涉及的复合磁性元件10进行了说明，但是，本发明除此以外能够进行各种变形。以下，对其进行说明。

在上述的实施形态中，在下凸缘部33与间壁部22之间，作为磁隙设置有间隙S，同时，在下凸缘部33与内周壁面21c之间也作为磁隙设置有间隙T。但是，磁隙不限于这些间隙S、间隙T，也可以使例如由铜等构成的金属板、树脂制的薄板部件或粘接剂等那样的其他材质介于下凸缘部33与间壁部22之间、以及下凸缘部33与内周壁面21c之间的至少一方，以此作为磁隙利用。

另外，在上述的实施形态中，在鼓形磁芯30中，上凸缘部31的与外筒部21的轴向略垂直相交的面的轮廓线，包含下凸缘部33的与外筒部21的轴向略垂直相交的面的轮廓线。另外，这样的关系，是通过将上凸缘部31的直径形成为比下凸缘部33的直径大而实现的。但是，上凸缘部31的与外筒部21的轴向略垂直相交的面的形状，也可以形成为和下凸缘部33的与外筒部21的轴向略垂直相交的面的形状略相同。该情况下，能够将上凸缘部31的直径与下凸缘部33的直径设定为略相同。另外，在这样构成的情况下，需要在上凸缘部31和内周壁面21c之间，使用粘接剂或其他的夹具。

另外，在上述的实施形态中，壶形磁芯20采用整体成形的磁芯。但是，壶形磁芯不限于整体成形的磁芯，例如也可以通过使板状的磁芯(其对应于间壁部)介于两个环形磁芯之间，并使其对接而构成壶形磁芯。

进而，在上述的实施形态中，间壁部22不限于被设置在壶形磁芯20的箭头B方向的情况，只要是将内部空间P隔开的部件，可以设置于任何位置。

另外，上述实施形态中的复合磁性元件10，例如使用于数字式声频放大器等，但是，该复合磁性元件10的用途不限于此，例如作为电源设备中的扼流圈(choke)使用等，可以用于各种用途。

产业上的利用可能性

本发明的复合磁性元件可以利用于电气设备领域。

Claims

1.一种复合磁性元件，其特征在于，

具备：第一磁芯部件、第二磁芯部件、线圈以及端子部件，其中，

第一磁芯部件具有设置成筒状的外筒部和将上述外筒部的内部空间隔开为两个的间壁部；

第二磁芯部件具有第一凸缘部和第二凸缘部，同时，以至少在上述间壁部和上述第二凸缘部之间具有磁隙的状态被配置，且夹着上述间壁部而分别配置于两个上述内部空间，并且，上述第二磁芯部件为鼓形磁芯；

线圈被配置在存在于上述第一凸缘部和上述第二凸缘部之间的卷线筒部；

端子部件被配置于上述外筒部的外周面，同时，与上述线圈的末端电连接。

2.如权利要求1所述的复合磁性元件，其特征在于，通过使所述第一凸缘部具有不进入所述内部空间而与所述外筒部的开口部周围的端面相接程度的直径，并且，使所述第一凸缘部的直径大于所述第二凸缘部的直径，使得所述第一凸缘部的与所述外筒部的轴向垂直相交的面的轮廓线包含所述外筒部的开口部周围端面的所述内部空间侧的轮廓线，同时，该第一凸缘部面接触地安装于所述外筒部的开口部周围的端面。

3.如权利要求1所述的复合磁性元件，其特征在于，所述磁隙是使所述间壁部与所述第二凸缘部分离的第一间隙S，同时，在所述第二凸缘部与所述外筒部的内壁面之间也设置有第二间隙T，且所述第一间隙S的尺寸设置成大于所述第二间隙T的尺寸。

4.如权利要求1或2所述的复合磁性元件，其特征在于，所述第一凸缘部的与所述外筒部的轴向垂直相交的面的形状，和所述第二凸缘部的与所述外筒部的轴向垂直相交的面的形状相同。

5.如权利要求1所述的复合磁性元件，其特征在于，在所述外筒部的两个开口部的周围的端面上，分别设置有至少两个卡定突起。

6.如权利要求5所述的复合磁性元件，其特征在于，所述卡定突起以所述外筒部的轴向作为基准，设置在与被配置于所述外筒部的外周面的所述端子部件相反的位置上。

7.如权利要求1所述的复合磁性元件，其特征在于，所述端子部件具有平板状的安装部，从该安装部向垂直方向被弯曲的侧面卡定部以及末端连接部。

8.一种复合磁性元件，其特征在于，

具备：从柱状部件的两端分别设置有凹部的第一磁芯部件，

第二磁芯部件，其具有卷轴部和形成于该卷轴部两端的凸缘，以及

卷绕于上述卷轴部的线圈；

上述第二磁芯部件分别配置在被设置于上述第一磁芯部件的两端部的凹部。