磁性元件制造技术

提供一种抑制由于铁损所致的发热并且生产率优良的磁性元件。具备使由线圈(4)产生的磁通通过的磁性体，该磁性体是使在线圈的轴向上2分割的磁性体相互结合了的结合体，将由于铁损而发热大的部位或者散热性差的部位设为压缩成型磁性体(2)，将该压缩成型磁性体以外的部位设为射出成型磁性体(3)，并上述压缩成型磁性体和上述射出成型磁性体被结合，压缩成型磁性体在磁性体表面露出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在磁性体的周围卷绕了线圈的磁性元件。特别涉及作为电感、变压器、天线(棒状天线)、扼流线圈、滤波器、传感器等而用于电气仪器或者电子仪器的磁性元件。
技术介绍
近年来，在电气、电子仪器的高频率化、大电流化发展的过程中，在磁性元件中也希望同样的对应，但当前作为磁性体，在主流的铁氧体材料中，材料特性本身到达极限，正摸索新的磁性体材料。例如，铁氧体材料被置换成铁硅铝、非晶等的压缩成型磁性材料、非晶箔带等。但是，上述压缩成型磁性材料的成型性差，且烧制后的机械性强度也低。另外，上述非晶箔带由于卷绕、切断、间隙形成而制造成本变高。因此，这些磁性材料的实用化迟缓。本申请人以提供一种使用成型性差的磁性粉末来制造具有存在变化的形状、特性的小型且廉价的磁性芯部件的制造方法为目的，关于如下方法获得了专利,该方法是用绝缘材料包覆在射出成型中使用的树脂组成物所包含的磁性粉末，在上述树脂组成物中插入成型压缩成型磁性体以及压粉磁铁成型体中的任意个，并通过射出成型来制造压缩成型磁性体或者压粉磁铁成型体含有具有比射出成型温度低的熔点的粘结剂的、具有规定的磁特性的芯部件的方法(专利文献1)。另外，以提供能够使用成型性差的磁性粉末作成任意的形状并具有直流重叠电流特性优良的磁特性的复合磁性芯以及在该复合磁性芯的周围卷绕了线圈的磁性元件为目的，本申请人申请了复合磁性芯,该复合磁性芯具有使压缩成型磁性体和射出成型磁性体相互结合了的结合体，该结合体以射出成型磁性体为外壳，在该外壳的内部配置了压缩成型磁性体,上述压缩成型磁性体是对磁性粉末进行压缩成型而得到的,上述射出成型磁性体是对粉末表面被电绝缘的磁性粉末配合粘结树脂进行射出成型而得到的(专利文献2)。现有技术文献专利文献1：日本专利第4763609号公报专利文献2：日本特开2014-27050号公报
技术实现思路
然而，磁性元件与在线圈中流过的电流值成比例地变大，所以大电流用的磁性元件除了此前成为问题的由于铜损所致的发热以外，由于铁损所致的发热也成为无法忽略的问题。在作为构成磁性元件的磁性体而使用了专利文献1或者2记载的磁性体的情况下，产生了以下的问题。(1)射出成型磁性体相比于压缩成型磁性体，从形状、大小的点看自由度高，所以能够应对大型化的磁性体。然而，由于包含树脂，所以从热传导度、比热的点看，不及压缩成型磁性体，例如罐形、ER芯等远离散热面，线圈内径侧的射出成型磁性体易成为高温。(2)压缩成型磁性体相比于射出成型磁性体，在发热以及散热方面是有利的，但在制造中，如射出成型磁性体那样，难以形成复杂的形状，并且与大小成比例，设备变大型，制造成本增加。因此，在大电流下使用的磁性体变得大型，所以压缩成型磁性体无法一体地廉价成型。在分割制作的情况下，模具的种类多而制造成本增加。本专利技术是为了处理这样的问题而完成的，其目的在于提供一种抑制由于铁损所致的发热、并且生产率优良的磁性元件。本专利技术的磁性元件具备线圈、和使由该线圈产生的磁通通过的磁性体，该磁性元件的特征在于，在磁性体中，将由于铁损而发热大的部位或者散热性差的部位设为压缩成型磁性体，将该压缩成型磁性体以外的部位、例如大型或者复杂形状的部位设为射出成型磁性体，并所述压缩成型磁性体和所述射出成型磁性体被结合。另外，其特征在于所述线圈配置于所述磁性体内部，该压缩成型磁性体配置于所述线圈内径侧，所述射出成型磁性体配置于所述线圈外径侧，所述压缩成型磁性体在磁性体表面露出。特别地，其特征在于至少所述射出成型磁性体是使在线圈的轴向上被2分割的磁性体相互结合了的结合体。另外，其特征在于所述压缩成型磁性体在磁性体内部具有空隙部。本专利技术的磁性元件通过将由于铁损而发热大的部位或者散热性差的部位设为压缩成型磁性体，能够抑制磁性元件的发热，能够保护磁性体以及线圈绝缘覆膜。另外，即便是成型性差的压缩成型磁性体，通过与射出成型磁性体组合，也能得到具有任意的形状以及优良的磁特性的复合磁性体，相比于通过插入成型制造的情况，能实现制造设备费的降低、生产率的提高、制造成本的降低以及形状自由度的提高。附图说明图1是罐形磁性元件的例子。图2是抑制发热并提高了散热性的罐形磁性元件的例子。图3是抑制发热并进一步提高了散热性的罐形磁性元件的例子。图4是能够调整磁特性的罐形磁性元件的例子。图5是作为比较例子的磁性元件的例子。图6是示出图1所示的磁性元件的发热状况的图。图7是示出图3所示的磁性元件的发热状况的图。图8是示出图5所示的磁性元件的发热状况的图。(符号说明)1：罐形磁性元件；2：压缩成型磁性体；3：射出成型磁性体；4：线圈；5：中间线；6：空隙部。具体实施方式在电气、电子仪器的高频率化、大电流化中，使用了通过当前主流的压缩成型法得到的铁氧体材料的磁性元件导磁率优良，易于得到电感值，但频率特性、重叠电流特性差。另一方面，使用了含有非晶材料的射出成型磁性材料的磁性元件的频率特性、重叠电流特性优良，但导磁率低。另外，大电流用的磁性元件除了由于铜损所致的发热以外，还无法忽略由于铁损所致的发热。因此，通过将易于发热的部位或者散热困难的部位设为热传导性优良的压缩成型磁性体，用射出成型磁性材料对其他大型或者复杂的形状的磁性体进行成型并结合，从而得到抑制发热且散热性优良的磁性元件。本专利技术的磁性元件适合作为在磁性体内部配置有线圈的罐形的磁性元件。一般，罐形的磁性元件具有(1)由于以覆盖线圈的方式设置磁路而能够减小泄漏磁通、(2)由于线圈外径侧磁性体的壁厚比线圈内径侧磁性体的半径薄而能够减小磁性体的形状等优点。但是，罐形的磁性元件存在线圈内径侧在构造上难以将在磁性体以及线圈发生的热向外部空气散热这样的问题。因此，以将线圈内径侧磁性体用压缩成型磁性体来成型，使该压缩成型磁性体在磁性体表面露出的方式，配置磁性体。进而，通过使该压缩成型磁性体抵接到基板或者外壳等冷却面，能够促进散热困难的线圈内径侧的热传导。可在本专利技术中使用的压缩成型磁性体能够以例如铁粉、氮化铁粉等纯铁系列软磁性材料、Fe-Si-Al合金(铁硅铝)粉末、超级铁硅铝粉末、Ni-Fe合金(坡莫合金)粉末、Co-Fe合金粉末、Fe-Si-B系列合金粉末等铁基合金系列软磁性材料、铁氧体系列磁性材料、非晶系列磁性材料、微细结晶材料等磁性材料为原料。作为铁氧体系列磁性材料，可以举出锰锌铁氧体、镍锌铁氧体、铜锌铁氧体、磁铁矿等具有尖晶石型结晶构造的尖晶石铁氧体、钡铁氧体、锶铁氧体等六方晶系铁氧体、钇铁石榴石等石榴石铁氧体。即使在这些铁氧体系列磁性材料中，也优选导磁率高、且高频率区域中的涡电流损失小的软磁性铁氧体即尖晶石铁氧体。作为非晶系列磁性材料，可以举出铁合金系列、钴合金系列、镍合金系列、它们的混合合金系列非晶等。作为在成为原料的软磁性金属粉末材料的粒子表面形成绝缘包覆的氧化物，可以举出Al2O3、Y2O3、MgO、ZrO2等绝缘性金属或者半金属的氧化物、玻璃、它们的混合物。作为绝缘包覆的形成方法，能够使用机械融合等粉末涂层法、无电解镀、溶胶-凝胶法等湿式薄膜制作法、或者溅射等干式薄膜制作法等。关于压缩成型磁性体，能够对在粒子表面形成有绝缘包覆的上述原料粉末单体、或者在上述原料粉末中配合环氧树脂等热硬化性树脂而得到的粉末进行加压成型而设为压粉体，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性元件，具备线圈、和使由该线圈产生的磁通通过的磁性体，该磁性元件的特征在于，在所述磁性体中，将由于铁损而发热大的部位或者散热性差的部位设为压缩成型磁性体，将该压缩成型磁性体以外的部位设为射出成型磁性体，并且所述压缩成型磁性体和所述射出成型磁性体被结合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.24 JP 2014-0605781.一种磁性元件，具备线圈、和使由该线圈产生的磁通通过的磁性体，该磁性元件的特征在于，在所述磁性体中，将由于铁损而发热大的部位或者散热性差的部位设为压缩成型磁性体，将该压缩成型磁性体以外的部位设为射出成型磁性体，并且所述压缩成型磁性体和所述射出成型磁性体被结合。2.根据权利要求1所述的磁性...

【专利技术属性】
技术研发人员：堺香代，岛津英一郎，宫崎真二，小田贵之，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP