專利名稱：外芯制造方法、外芯、以及電抗器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及外芯制造方法，通過該方法制造作為包括線圈和環(huán)形芯體的電抗器中組成部分的外芯，該外芯暴露于線圈外部并且構成環(huán)形芯體的一部分，本發(fā)明還涉及通過本制造方法制造的外芯以及包括該外芯的電抗器。特別地，本發(fā)明涉及在降低電抗器中損耗方面有效的外芯的制造方法。
現(xiàn)有技術混合動力機動車或其他裝置中，在給電動機供電的系統(tǒng)中包括升壓電路。使用電抗器作為升壓電路的組成部分。專利文獻I中公開了這種電抗器的示例。如圖7所示，專利文獻I中所公開的電抗器包括線圈105、布置在線圈105內部的內芯101c、以及布置成暴露于線圈105外部的外芯101e。更具體地，如圖8所示，通過使并排布置的一對線圈元件105a和105b互相連接而構成線圈105，線圈元件105a和105b通過使導線105w螺旋纏繞而形成。內芯IOlc為各自具有矩形橫截面的柱狀體，并且分別布置在線圈元件105a和105b內部。外芯IOle暴露于線圈105外部，并且是具有上底和下底的大致梯形(梯狀)柱狀體。外芯IOle面對內芯IOlc的端面，以形成環(huán)形芯體。使這些組成部分在圖8的左右方向結合成一體，從而形成圖7中所示的電抗器100。外芯IOle由包覆軟磁粉(其包括用絕緣包覆膜包覆軟磁顆粒而形成的許多軟磁顆粒)作為原料粉制成，并通過壓制原料粉形成。一般而言，通過用包覆軟磁粉填充由柱狀第一凸模和筒狀壓模所限定的壓制空間，并 且利用第一凸模和柱狀第二凸模對壓制空間中的包覆軟磁粉進行壓縮，進行壓制過程，第一凸模和壓?？上鄬Ρ舜艘苿印４藭r，對包覆軟磁粉進行壓縮，因而，第一凸模以及第二凸模形成外芯的上表面和下表面。這是因為，一般而言，通過壓縮原料粉，執(zhí)行粉料壓塊(dust compact)的壓制，使得所得到的壓塊在正交于加壓方向剖開時具有均勻的橫截面。引用列表專利文獻專利文獻1:日本未經審查的專利申請公開No. 2010-27277
發(fā)明內容
技術問題在以上述方式制造的外芯中，由于壓制操作中施加的壓力、或者從壓模中取出壓塊時受到壓模摩擦，會使位于外芯外表面(該外表面被壓模圍住)或者位于與加壓方向平行延伸的表面(其為垂直于磁通的方向)的包覆軟磁顆粒的絕緣包覆膜損壞。如果絕緣包覆膜損壞，會使軟磁顆粒暴露并延展。這可能會導致粉料壓塊中的軟磁顆粒相互之間導電，從而形成大致膜狀的導電部，其導致渦流損耗增加。因此，會劣化外芯的磁特性?？紤]到上述情況提出本發(fā)明，以及，本發(fā)明的目的是提供一種外芯制造方法，通過該方法，能制造在降低電抗器中損耗方面有效的外芯。
本發(fā)明的另一目的是提供一種由根據(jù)本發(fā)明的制造方法所制造的外芯。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種低損耗電抗器。
問題的解決方案
通過在特定施壓方向施加壓力以形成外芯，或者通過對粉料壓塊的特定表面施加壓力，本發(fā)明實現(xiàn)了上述目的。具體而言，在這樣的方向對包覆軟磁粉進行壓縮，以形成在正交于施壓方向的方向剖開時具有不一致橫截面的壓塊。
根據(jù)本發(fā)明的外芯制造方法是通過執(zhí)行壓制來制造待安裝在下述電抗器上的外芯的方法。該電抗器包括線圈、一對內芯以及一對外芯。更具體地，線圈通過使并排布置的一對線圈元件互相連接而形成，線圈元件通過使導線螺旋纏繞而形成。一對內芯分別布置在線圈元件內部。一對外芯暴露于線圈外部，并且與內芯相連接，以與內芯一起形成環(huán)形芯體。外芯各具有對向面，該對向面包括與內芯相連接的連接區(qū)。外芯中的一個外芯的對向面隔著內芯面對另一外芯。在環(huán)形芯體的軸向于平面視圖中觀察時，各外芯具有這樣一種平面形狀，其中，在與對向面平行的寬度方向上，外芯中與面對內芯的外芯對向側相反一側具有小于外芯對向側的尺寸。本制造方法是用于制造外芯的方法，并且包括準備步驟和壓制步驟。在準備步驟中，準備包覆軟磁粉作為外芯的原料粉，包覆軟磁粉包括通過以絕緣包覆膜包覆軟磁顆粒而形成的多個包覆軟磁顆粒。在壓制步驟中，用包覆軟磁粉填充由柱狀第一凸模和筒狀壓模所限定的壓制空間，然后，由第一凸模和布置成面對第一凸模的柱狀第二凸模，對壓制空間中的包覆軟磁粉進行壓制，第一凸模和筒狀壓模可相對彼此移動。在壓制步驟中，由第二凸模壓迫外芯的對向面。
通過根據(jù)本發(fā)明的制造方法，能制造在降低電抗器中損耗方面有效的外芯。通過在壓制步驟中對要成為對向面的表面施加壓力，避免在加壓步驟或取出步驟中該表面受到壓模摩擦。因此，對向面上包覆軟磁粉的絕緣包覆膜不易被損壞，因而，不易在對向面上形成軟磁顆粒相互之間導電的導電部。對向面包括與內芯連接的連接區(qū)，并且，連接區(qū)作為連接表面(linkage surface),當組裝電抗器并且激勵線圈時,磁通大致正交穿過該表面。換而言之，由于在對向面上不易形成導電部，在連接區(qū)上方不易出現(xiàn)渦流，從而，能降低渦流損耗。
根據(jù)本發(fā)明制造方法的一方面的特征在于軟磁顆粒由純鐵制成。
盡管軟磁顆粒由純鐵制成，但通過上述方法，能制造在降低電抗器中損耗方面有效的外芯。由于純鐵質地柔軟，當受到壓制時純鐵易于變形。特別地，當壓迫包覆軟磁粉或者從壓模中取出壓塊時，絕緣包覆膜更容易因受到壓模摩擦而損壞。這使得更容易形成導電部并增大損耗。然而，通過對要成為對向面的表面施加壓力，使得不易在對向面上形成導電部且不易在對向面上方出現(xiàn)渦流。因此，盡管軟磁顆粒由純鐵制成，通過上述方法能制造可降低電抗器中損耗的外芯。
作為根據(jù)本 發(fā)明制造方法的一方面，外芯的平面形狀是下列任意之一
⑷弓形，其中，外芯中面對內芯的對向側作為弦，以及，外芯中與對向側相反一側作為弧；
(B)梯形，其中，外芯中面對內芯的對向側作為長底；以及
(C) U形，其朝外芯中面對內芯的對向側開口。
通過上述方法，無論外芯具有上述哪種平面形狀，都能制得在降低電抗器中損耗方面有效的外芯。此處，弓形的示例包括具有弦和弧的大致弓形、以及只由弦和弧構成的弓形。具體而言，大致弓形的示例包括弧被部分切除以具有與弦平行的側邊的形狀、以及包括自弦的一部分朝與對向側相反一側凸出的凸部的形狀。類似地，梯形或U形還包括大致梯形的形狀、或大致U形的形狀。具體而言，梯形的示例包括具有長底和短底的大致梯形、以及具有長底和與長底相反的短底的梯形。更具體地，大致梯形的示例是包括自梯形短底凸出的凸部的形狀。U形包括具有開口的大致U形、以及開口朝向對向側的U形。更具體地，大致U形的示例包括與開口側相反一側的部分被局部切除因而形成與連接區(qū)平行的側邊的形狀，以及，包括自與開口側相反一側的切除部分朝與開口側相反一側凸出的凸部的形狀。各凸部可以具有朝與開口側相反一側均勻延伸的形狀、或者凸部寬度自對向面?zhèn)瘸喾疵鎮(zhèn)戎饾u變細的形狀。凸部形狀的示例包括多邊形諸如矩形、弓形、以及半圓形。作為根據(jù)本發(fā)明制造方法的一方面，外芯的平面形狀進一步包括下列至少之一(D)對向面?zhèn)染匦尾?，其中，對向面中與第二凸模的加壓面相平行的區(qū)域作為對向面?zhèn)染匦尾康拈L邊；以及(E)相反側矩形部，其中，與對向面相反并且平行的表面作為相反側矩形部的長邊。通過上述方法，當制造包括對向面?zhèn)染匦尾康耐庑緯r，加壓時，在第二凸模與壓模內周中并不正交于第二凸模加壓面的部分之間，留有與壓制對向面?zhèn)染匦尾亢穸认喈數(shù)木嚯x。因此，防止第二凸模與不正交于加壓面的部分鄰接，從而，防止壓模和第二凸模被損壞。另外，通過上述方法，由于能將最大壓力施加至包覆軟磁粉，相比于制造不包括對向面?zhèn)染匦尾康耐庑镜姆椒ǖ那闆r，能更容易地制造具有高密度的外芯。此外，通過上述方法，避免在外芯對向面的寬度方向兩端處形成容易破碎的銳角部。另一方面，當制造包括相反側矩形部的外芯時，加壓時在第一凸模與壓模的一部分之間留有與壓制相反側矩形部厚度相當?shù)木嚯x。因此，防止第一凸模超過預定位置而相對進入壓模的內側(第二凸模側)。這防止因第一凸模進入壓模的內側(第二凸模側)而在與外芯對向面相反的表 面上于寬度方向兩端處形成容易破碎的銳角部。作為根據(jù)本發(fā)明制造方法的一方面，當外芯至少包括對向面?zhèn)染匦尾繒r，對向面?zhèn)染匦尾康暮穸鹊扔诨虼笥贠. 3mm但不大于2. 0mm。通過上述方法，通過制造具有厚度等于或大于O. 3mm的對向面?zhèn)染匦尾康耐庑荆訅簳r，完全防止第二凸模鄰接壓模內周中不與第二凸模加壓面正交的部分。另一方面，通過制造具有厚度小于或等于2. Omm的對向面?zhèn)染匦尾康耐庑?，在加壓步驟或取出步驟中，能減小對向面?zhèn)壬习曹洿欧凼艿綁耗ＤΣ恋膮^(qū)域，對向面?zhèn)让媸墙M裝電抗器時靠近于線圈的一側。這能防止絕緣包覆膜被損壞，從而，能降低渦流損耗。根據(jù)本發(fā)明制造方法的一方面的特征在于，當外芯至少包括相反側矩形部時，相反側矩形部的厚度等于或大于O. 5_但不大于t/2，其中，t表示從外芯的對向面到外芯中與對向面相反的表面之間的距離。通過上述方法，通過制造具有厚度等于或大于O. 5mm的相反側矩形部的外芯，力口壓時完全防止第一凸模以過大程度相對進入壓模內側(第二凸模側)。另一方面，通過制造具有厚度小于或等于t/2的相反側矩形部的外芯，保持相反側矩形部與整個外芯之比不會過大。
作為根據(jù)本發(fā)明制造方法的一方面，在包括對向面?zhèn)染匦尾亢拖喾磦染匦尾慷叩耐庑镜钠矫嫘螤钪?，對向面?zhèn)染匦尾康暮穸刃∮谙喾磦染匦尾康暮穸取?br> 在上述結構中，通過使對向面?zhèn)染匦尾康暮穸容^小，能減小外芯中受到壓模摩擦的區(qū)域，從而，防止在對向面?zhèn)染匦尾康闹芟虺霈F(xiàn)渦流。因此，能制造在降低電抗器中損耗方面有效的外芯。
根據(jù)本發(fā)明的外芯由根據(jù)本發(fā)明的外芯制造方法制造。
在根據(jù)本發(fā)明的外芯中，在對向面上方不易出現(xiàn)渦流，因此，本外芯適用于電抗器。在根據(jù)本發(fā)明的外芯中，在對向面上方不易出現(xiàn)渦流，這是因為在組裝電抗器時，至少使對向面中不包含導電部的部分與內芯的端面連接。因此，根據(jù)本發(fā)明的外芯在降低電抗器中損耗方面是有效的。
根據(jù)本發(fā)明的電抗器包括線圈、內芯、以及外芯。線圈通過使并排布置的一對線圈元件互相連接而形成，線圈元件通過使導線螺旋纏繞而形成。內芯分別布置在線圈元件內部。外芯暴露于線圈外部。各外芯包括在面對內芯的一側的對向面。外芯與內芯一起形成環(huán)形芯體。各外芯是根據(jù)本發(fā)明的外芯。
根據(jù)本發(fā)明的電抗器包括在面對內芯的對向面上不易出現(xiàn)渦流的外芯，因此，本電抗器損耗低。
發(fā)明的有益效果
通過根據(jù)本發(fā)明的外芯制造方法，能制造在降低電抗器中損耗方面有效的外芯。
根據(jù)本發(fā)明的外芯獲得了低損耗電抗器。
根據(jù)本發(fā)明的電抗器能保持低損耗。


圖1圖示根據(jù)第一實施例的外芯制造方法中的示例步驟的過程；
圖2示意性圖示根據(jù)第一變化例的外芯制造方法中的示例步驟的過程
圖3示意性圖示根據(jù)第二變化例的外芯制造方法中的示例步驟的過程
圖4示意性圖示根據(jù)第三變化例的外芯制造方法中的示例步驟的過程
圖5示意性圖示根據(jù)第四變化例的外芯制造方法中的示例步驟的過程
圖6示意性圖示根據(jù)第五變化例的外芯制造方法中的示例步驟的過程
圖7是示意性圖示根據(jù)第二實施例的電抗器的軸測圖；以及
圖8是示意性圖示根據(jù)第二實施例的電抗器的組成部分的分解軸測圖。
具體實施方式

下面描述本發(fā)明的實施例。首先，描述一種外芯制造方法，通過本方法制造一種在降低電抗器損耗方面有效的外芯，然后，描述包括該外芯的電抗器不例。
《第一實施例》
[外芯制造方法]
根據(jù)本發(fā)明的外芯制造方法是通過進行壓制操作來制造電抗器中所包括外芯的方法。該電抗器包括線圈105、內芯101c、以及外芯101e，如圖7中所示，下文再描述細節(jié)。 具體而言，通過使并排布置的一對線圈元件105a和105b互相連接而形成線圈105，線圈元件105a和105b通過使導線105w螺旋纏繞而形成。內芯IOlc分別布置在線圈元件105a和105b內部。外芯IOle暴露于線圈105外部。外芯IOle與內芯IOlc連接，以與內芯IOlc一起形成環(huán)形芯體101。各外芯IOle具有對向面，對向面包括與內芯IOlc相連接的連接區(qū)，并且該對向面面對另一外芯101e。連接區(qū)是平坦區(qū)，并且定位成彼此平齊。包含連接區(qū)的對向面也是平坦區(qū)。當于環(huán)形芯體101的軸向在平面視圖中觀察各外芯IOle時，外芯IOle的平面形狀是這樣的形狀，其中，在與對向面平行的寬度方向上，與外芯IOle的對向面?zhèn)?其面對內芯IOlc)相反一側具有小于對向面?zhèn)鹊某叽?。制造此外芯IOle的方法具體包括準備步驟和壓制步驟。在下文中，描述用來制造外芯的壓制模組(compacting dieset)，然后，按順序描述各步驟。[壓制模組]典型地，根據(jù)本發(fā)明的制造方法中所使用的模組包括具有通孔的筒狀壓模、以及一對柱狀第一凸模和第二凸模，第一凸模和第二凸模可分別從壓模通孔的開口部插入。一對第一凸模和第二凸模布置成在通孔中彼此面對。在此模組中，成端部封閉圓筒形式的壓制空間由凸模之一的一面(面對另一凸模的壓力接觸面)與壓模的內周面限定。用原料粉(下文描述)填充壓制空間，并且由兩個凸模對原料粉進行加壓和壓縮，以制造外芯。外芯的端面由兩個凸模的對向面成型，以及，外芯的外周由壓模的內周成型。如圖1所示，作為具體示例的壓制模組I包括筒狀壓模10A，其具有通孔IOb ;以及一對柱狀上凸模11和下凸模12，其插進通孔IOb并從中移出。在圖1中，壓模IOA和下凸模12的圖示是豎向截面。(壓模)壓模中通孔的內周只需具有與外芯平面形狀對應的豎向截面形狀。例如，通孔只需具有這樣的內周形狀，其 中，在壓模的第一凸模側，壓模寬度方向尺寸小于在壓模第二凸模側的尺寸。另外，內周形狀沒有特別限制，但它必須是這樣一種形狀，其中，第二凸模能對外芯中面對內芯的對向面進行壓迫。具體而言，壓模中的通孔包括插進第二凸模的大矩形孔、插進第一凸模的小矩形孔、以及沒有插入凸模的錐形孔，錐形孔形成在大矩形孔與小矩形孔之間，使得錐形孔在寬度方向的尺寸從大矩形孔到小矩形孔減小。換而言之，大矩形孔的內周是與第二凸模側面平行的平行部，小矩形孔的內周是與第一凸模側面平行的平行部，以及，錐形孔的內周是沒有與任一凸模側面平行的非平行部。更具體地，如圖1中(A)部分所示，內周形狀的示例包括位于壓模IOA的上凸模11側的大矩形孔IOp (對向面?zhèn)绕叫胁?、位于壓模IOA的下凸模12側的小矩形孔IOr (相反側平行部)、以及錐形孔IOc (非平行部)。上凸模11插進大矩形孔10p，以及，下凸模12插進小矩形孔10r。錐形孔IOc形成在大矩形孔與小矩形孔之間，從而，從靠近于壓模IOA頂面IOu—側(上凸模11側)向靠近于壓模IOA底面一側(下凸模12側)，錐形孔IOc在壓模IOA寬度方向(圖1中左右方向)上的尺寸減小。這里，錐形孔IOc的內周形狀是大體弓狀形狀(弓形)，其中，錐形孔IOc的頂面IOu側或大矩形孔IOp的下端作為弦，錐形孔IOc的下凸模12c側或靠近于小矩形孔IOr上端的一側作為弧，并且弧的一部分與弦平行。這里，大矩形孔IOp的下端指大矩形孔IOp與錐形孔IOc之間的邊界，以及，小矩形孔IOr的上端指小矩形孔IOr與錐形孔IOc之間的邊界。壓模IOA中通孔IOb的厚度(圖1的上下方向)在通孔IOb的深度方向(圖1中的紙面垂直方向)是均勻的。換而言之，當在凸模11和凸模12彼此相對的方向剖開時，各矩形孔IOp和IOr具有一致的截面形狀，而錐形孔IOc具有的截面使得錐形孔IOc從大矩形孔IOp側到小矩形孔IOr側逐漸變細。
(上凸模和下凸模)
上凸模11和下凸模12是可插進壓模通孔的柱狀體。上凸模11中面對下凸模12 的底面Ild具有的形狀適合于壓模IOA中所形成的空間。上凸模11的底面Ild的形狀確定面對內芯的外芯對向面的形狀。這里，上凸模11的底面Ild是矩形平坦面，并且上凸模 11的寬度(圖1中左右方向的距離)大于下凸模12的寬度。由上凸模11壓制所得到壓塊的對應上凸模11表面是矩形平坦面。上凸模11和下凸模12各自是四棱柱形狀的單個單J Li ο
上凸模11的壓力接觸面成型外芯的對向面，以及，下凸模12的壓力接觸面成型外芯中與對向面相反的端面。
壓制模組I的材料示例包括迄今用來形成粉料壓塊(主要由金屬粉末制成)的適當高強度材料(高速鋼等)。
(移動機構)
壓模和成對凸模中的至少一個可相對于彼此移動。在圖1所示的壓制模組I中， 下凸模12固定于本體裝置(圖中未示出)且不可移動，以及，壓模IOA和上凸模11通過移動機構(未不出)可豎向移動。其它可米用的結構包括一種結構為，凸模11和凸模12 二者可移動而壓模IOA固定；以及一種結構為，壓模10和凸模11、12都可移動。通過使凸模之一(這里是下凸模12)固定，避免使移動機構復雜化，因此，容易控制移動操作。
通過允許壓模相對于至少一個凸模移動，便于從壓模中取出粉料壓塊。
<其它信息>
在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，可以向壓制模組(特別是壓模的內周)施加潤滑齊U。 潤滑劑的可用示例包括固體潤滑劑和液體潤滑劑，固體潤滑劑的示例包括金屬皂諸如硬脂酸鋰、脂肪酰胺諸如硬脂酰胺、以及高級脂肪酸酰胺諸如亞乙基雙硬脂酰胺，而液體潤滑劑的示例包括通過將固體潤滑劑分散到液體介質如水中所得到的分散液。然而，應當注意到， 隨著潤滑劑用量(所施加潤滑劑的厚度)減少，能得到具有高比例磁性組分含量的粉料壓塊。
此處示例說明了上凸模11和下凸模12各自是單一單元的情況，如圖1中所示。然而，上凸模和下凸模中的至少一個可以由多個組件構成。在這種情況下，這些組件可以構造成可彼此獨立移動。
[準備步驟]
在準備步驟中，準備包覆軟 磁粉，其為外芯的原料粉。包覆軟磁粉包括通過用絕緣包覆層包覆軟磁顆粒的外周面而形成的多個包覆軟磁顆粒。
{軟磁顆粒}
(成分)
含鐵大于或等于50重量％的材料適宜作為軟磁顆粒。例如，可采用選自下述至少一種的鐵合金鐵(Fe)-硅(Si)基合金、鐵(Fe)-鋁(Al)基合金、鐵(Fe)-氮(N)基合金、鐵(Fe)-鎳(Ni)基合金、鐵(Fe)-碳(C)基合金、鐵(Fe)-硼(B)基合金、鐵(Fe)-鈷 (Co)基合金、鐵(Fe)-磷(P)基合金、鐵(Fe)-鎳(Ni)-鈷(Co)基合金、以及鐵(Fe)-鋁(Al)-硅(Si)基合金。使用這種鐵合金便于減小渦流損耗以及減小電抗器中的損耗。特別地，出于磁導率和磁通密度的考慮，優(yōu)選含鐵(Fe)大于或等于99重量％的純鐵。
(粒徑)
軟磁顆粒的平均粒徑只要是這樣的值即可，其使這種軟磁顆粒所制成的粉料壓塊有助于減少損耗。換而言之，平均粒徑可以適當選擇而沒有任何特別限制，但優(yōu)選例如等于或大于Iym但不大于150 μ m。利用平均粒徑等于或大于I μ m的軟磁顆粒,能抑制軟磁粉制成的粉料壓塊的矯頑力和磁滯損耗的增大，而不會劣化軟磁粉的流動性。另一方面，利用平均粒徑小于或等于150 μ m的軟磁顆粒,能有效減少在高于或等于IKHz高頻下出現(xiàn)的潤流損耗。軟磁顆粒的平均粒徑更適宜為等于或大于40 μ m但不大于100 μ m。使用平均粒徑下限等于或大于40 μ m的軟磁顆粒導致渦流損耗的有效降低，并且便于對包覆軟磁粉進行處理，從 而獲得高密度壓塊。軟磁顆粒的平均粒徑是通過下述方式得到的粒徑在粒徑直方圖中從具有較小直徑的顆粒開始按次序排列顆粒直徑，直至被測顆粒的質量和達到總質量的50%，并且確定該點處的粒徑；也就是，平均粒徑是50%質量粒徑。
(形狀)
軟磁顆粒優(yōu)選具有這樣的形狀，使得軟磁顆粒的長徑比在1. 2到1. 8范圍。這里， 長徑比是各顆粒的最大直徑與最小直徑之比。與具有較小長徑比(接近1. O)的軟磁顆粒制成的粉料壓塊相比，當使用長徑比落入上述范圍的軟磁顆粒來制造粉料壓塊時，粉料壓塊能具有更大的退磁因數(shù)和更優(yōu)異的磁特性。此外，可以改善粉料壓塊的強度。
(制造方法)
由霧化法諸如水霧化法和氣霧化法制造的軟磁顆粒是優(yōu)選的。由水霧化方法制造的軟磁顆粒在其表面各具有大量凸起及凹陷。不同軟磁顆粒的凸起和凹陷互相嚙合，因此，更容易得到具有高強度的壓塊。另一方面，由氣霧化法制造的軟磁顆粒各自具有大體球形形狀并且是優(yōu)選的，因為這種軟磁顆粒中可能會破壞絕緣包覆膜的凸起及凹陷的數(shù)量較少。在各軟磁顆粒的表面上可以形成天然氧化物。
{絕緣包覆膜}
各絕緣包覆膜覆蓋相應軟磁顆粒，以使該軟磁顆粒與相鄰軟磁顆粒絕緣。通過用絕緣包覆膜覆蓋軟磁顆粒，防止軟磁顆?；ハ嘟佑|，從而降低壓塊的相對磁導率。另外，絕緣包覆膜的存在防止渦流在軟磁顆粒之間流動，從而，降低了粉料壓塊中的渦流損耗。
(成分)
絕緣包覆膜沒有特別限制，但它們必須在絕緣性方面優(yōu)異，以保證使軟磁顆粒彼此絕緣。絕緣包覆膜的材料示例包括磷酸鹽、鈦酸鹽、硅樹脂、以及由磷酸鹽和硅樹脂制成的雙層。
特別地，磷酸鹽制成的絕緣包覆膜具有優(yōu)異的可變形性。如果在通過對軟磁顆粒施加壓力來制造粉料壓塊的同時軟磁顆粒發(fā)生變形，則絕緣包覆膜能容易地變形以跟隨軟磁顆粒的變形。此外，磷酸鹽制成的絕緣包覆膜具有絕緣包覆膜緊密附著于鐵系材料所制成軟磁顆粒的特性，因此，不易使其自軟磁顆粒的表面分離。適合作為磷酸鹽的示例包括金屬磷酸鹽化合物，諸如磷酸鐵、磷酸錳、磷酸鋅、或磷酸鈣。
如果絕緣包覆膜由硅樹脂制成，則絕緣包覆膜具有高耐熱性。因此，絕緣包覆膜不易在加熱步驟(下文描述)中被分解。因此，軟磁顆粒能有利地保持彼此絕緣直至完成粉料壓塊的成型。
在絕緣包覆膜具有包括磷酸鹽層和硅樹脂層雙層結構的情況下，優(yōu)選的是磷酸鹽放置在面對軟磁顆粒側而硅樹脂直接覆蓋磷酸鹽。由于硅樹脂直接覆蓋磷酸鹽，能得到具有磷酸鹽和硅樹脂二者特性的絕緣包覆膜。
(膜厚度)
絕緣包覆膜的平均厚度只需大到絕緣包覆膜足以使相鄰軟磁顆粒彼此絕緣即可。 例如，平均厚度優(yōu)選為等于或大于IOnm但不大于I μ m。使用厚度等于或大于IOnm的絕緣包覆膜，能防止軟磁顆粒相互接觸，因此能有效地防止由于渦流所致的能量損失。使用厚度小于或等于I μ m的絕緣包覆膜，能防止包覆軟磁顆粒中絕緣包覆膜的相對含量過大，因此能防止包覆軟磁顆粒的磁通密度明顯降低。
絕緣包覆膜的厚度可以按下述方式確定。絕緣包覆膜的厚度是以下述方式得到的平均值考慮通過成分分析(利用透射電鏡-能量分散X射線分光儀(TEM-EDX))得到的膜組成、以及通過電感耦合等離子體-質譜(ICP-MS)得到的元素含量，首先導出與絕緣包覆膜厚度對應的值，然后，通過TEM影像直接觀察絕緣包覆膜，確認并且確定預先導出作為適當值的厚度對應值等級。
(包覆方法)
用絕緣包覆膜包覆軟磁顆粒的方法可以適當?shù)剡x擇。包覆方法的示例包括水解和縮聚反應。使軟磁顆粒和用于形成絕緣包覆膜的材料結合，并且使結合體混合同時進行加熱。借助這種操作，使軟磁顆粒充分地分散進入用作絕緣包覆膜的材料，并且用絕緣包覆膜包覆各軟磁顆粒的外周。
加熱溫度和混合持續(xù)時間可以適當?shù)剡x擇。通過選擇加熱溫度和混合機的旋轉數(shù)，能使軟磁顆粒充分分散，并且便于用絕緣包覆膜覆蓋各顆粒。
[壓制過程]
在壓制過程中，利用壓制模組I對包覆軟磁粉進行壓制。在此過程中，用包覆軟磁粉(其為用于制造外芯的原料粉P)填充由模組I的筒狀壓模IOA與下凸模12限定的壓制空間31。然后，用上凸模11和下凸模12對壓制空間31中的包覆軟磁粉進行壓制。
{壓制過程}
(填充步驟)
首先，如圖1中㈧部分所 示，將上凸模11移動至壓模IOA的通孔IOb上方的預定待機位置。另外，使壓模IOA向上移動，使得由下凸模12的頂面12u和壓模IOA的通孔 IOb限定預定的壓制空間31。此時，使下凸模12位于適當位置，該位置考慮了在后續(xù)加壓步驟中壓迫壓模IOA時壓模IOA的下降距離。這里，定位下凸模12，使得下凸模12的頂面 12u定位在壓模IOA的小矩形孔IOr中從小矩形孔IOr上端朝壓模IOA下開口側離開一定距離，此一定距離等于在加壓步驟中壓模IOA的下降距離。
準備上述包覆軟磁粉作為原料粉。如圖1中(B)部分所示，由送粉裝置(未示出) 將準備的原料粉P送入由壓模IOA和下凸模12所限定的壓制空間31中。
(加壓步驟)
如圖1中(C)部分所示，使上凸模11向下移動并插進壓模IOA的通孔IOb的大矩形孔10p，從而，由兩個凸模11、12壓迫原料粉P并使原料粉P壓到一起。
壓制壓力可以適當選擇，但優(yōu)選且適宜的范圍從490兆帕(MPa)至1，470兆帕，或者更具體地從588兆帕至1，079兆帕，以制造用作例如電抗器鐵芯的粉料壓塊。當壓制壓力為等于或大于490兆帕時，能充分壓縮原料粉P，并且能提高外芯的相對密度。當壓制壓力小于或等于1，470兆帕時，可抑制由于構成原料粉P的包覆軟磁顆粒之間接觸所致的絕緣包覆膜損壞。
在加壓步驟中使壓模10A下降。當完成加壓步驟時，使下凸模12的頂面12u位于壓模10A的小矩形孔10r的上端處。
(取出步驟)
在執(zhí)行預定加壓步驟之后，使壓模10A相對于壓塊41移動，如圖1中⑶部分所示。這里，沒有移動壓塊41，只是使壓模10A向下移動。此時，由于抵抗壓模10A的反作用力，壓塊41的外周中與壓模10A接觸的部分受到壓模10A的通孔10b摩擦。
使壓模10A向下移動，直至壓模10A的頂面10u與下凸模12的頂面12u平齊，或直至下凸模12的頂面12u位于壓模10A的頂面10u上方。當壓塊41完全從壓模10A露出時，使上凸模11向上移動，如圖1中(E)部分所示。這里，在壓塊41夾于上凸模11的底面 Ild和下凸模12的頂面12u之間的同時移動壓模10A，并在后續(xù)步驟中移動上凸模11。然而，可以在移動壓模10A的同時使上凸模11向上移動，或者，可以在移動壓模10A之前使上凸模11移動。
通過移動上凸模11，使壓塊41可取出。然后，可以使用例如機械手，收集壓塊41。
在連續(xù)執(zhí)行壓制過程的情況下，為了形成后續(xù)壓塊，在從壓制模組I取出壓塊41 之后，按上述方式，重復壓制空間的形成步驟、用原料粉填充壓制空間的填充步驟、加壓步驟、以及取出步驟。
經由上述過程制造的壓塊41具有利用壓模10A的內周形狀、上凸模11的底面Ild 的形狀、以及下凸模12的頂面12u的形狀所形成的形狀。換而言之，如圖1中(F)部分所示，壓塊41是大體弓形(弓狀)柱狀體，其中圖1的上側作為弦，相反側(圖1的下側)作為弧，且弧被部分切除，以具有與弦平行的側邊。將此壓塊41用作待安裝于電抗器上的外芯。在這種壓塊41中，在受到上凸模11壓迫所形成的對向面上，因為對向面在加壓步驟或取出步驟中沒有受到模組的摩擦，不易形成軟磁顆粒相互之間導電的導電部。
〈其他步驟〉
優(yōu)選的是執(zhí)行加熱步驟作為其他步驟，用于在壓制過程之后加熱壓塊，以便去除在壓制過程中施加至軟磁顆粒的扭曲。
加熱步驟中的加熱溫度越高，越能更滿意地去除扭曲。因此，加熱溫度優(yōu)選為等于或高于300°C，特別地，等于或高于400°C。從抑制覆蓋軟磁顆粒的絕緣包覆膜熱分解的觀點考慮，加熱溫度的上限設定為約800°C。在上述加熱溫度下，能去除加壓步驟中施加至軟磁顆粒的扭曲，從而，能有效地降低壓塊的磁滯損耗。
取決于加熱溫度和壓塊的體積，可以適當?shù)剡x擇加熱步驟的持續(xù)時間，使得能充分去除壓制過程中施加至軟磁顆粒的扭曲。例如，當加熱溫度落入上述范圍內時，持續(xù)時間優(yōu)選在從10分鐘至一小時的范圍。
加熱步驟可以在空氣氣氛中進行，但特別適宜的是在惰性氣體氣氛中執(zhí)行加熱步驟。這樣，防止包覆軟磁顆粒被空氣中的氧所氧化。《操作和效果》
上述實施例具有以下效果。
(I)采用上述制造方法，在壓制過程中，上凸模壓迫外芯的對向面，當組裝電抗器時，該對向面面對內芯。因此，對向面在加壓步驟或取出步驟中不受壓模摩擦。因此，在對向面上的包覆軟磁粉的絕緣包覆膜不易被損壞，并且不易在對向面上形成軟磁顆粒相互之間導電的導電部。具體而言，由于不易在對向面上形成導電部，當組裝電抗器使得對向面垂直于磁通方向延伸并且激勵線圈時，不易在對向面上出現(xiàn)渦流，從而減少渦流損耗?？傊?， 采用上述制造方法，能制造在降低電抗器中損耗方面有效的外芯。
(2)由上述制造方法制造的外芯在降低電抗器中損耗方面是有效的，因此，能獲得低損耗電抗器。
《變化例》
下面描述根據(jù)第一實施例的制造方法的變化例。此制造方法中所使用的壓制模組 I可以包括具有適當選擇形狀的上凸模11、下凸模12、以及壓模10A，通過這些形狀，壓制模組I能成型在平面視圖中觀察具有下述形狀的外芯，其中，在與外芯對向面平行的寬度方向上，外芯中與面對內芯的外芯對向側相反一側具有小于對向側的尺寸。在下文描述的變化例中，描述與第一實施例中不同的部分，諸如壓制模組的一部分的形狀。
[第一變化例]
第一變化例與第一實施例的不同在于形成外芯所使用的壓制模組I的上凸模11 形狀，如圖2中(A)部分所示。壓模IOA和下凸模12的形狀與第一實施例中的相同。下面， 描述與第一實施例中不同的部分。
(上凸模)
在第一變化例中，如圖2中(A)部分所示，使用具有凸部的上凸模11作為壓制模組I中的上凸模11，該凸部自上凸模11的底面Ilp的寬度方向(圖2中左右方向)中央部于深度方向(圖2中的豎向)朝下凸模12凸出。
使用具有上述形狀的上凸模，按與第一實施例中所執(zhí)行的相同壓制過程形成壓塊 42。然后，如圖2中(E)部分所示，使上凸模11向上移動以取出壓塊42。
如圖2中(F)部分所示，這樣制造的壓塊42具有大體U形(U狀)柱狀體的形狀， 其開口朝向圖1中的上方，并且使與開口相反的一側局部切除以具有與開口側平坦區(qū)平行的側邊。使用此壓塊42作為待安裝在電抗器上的外芯。當壓塊42安裝在電抗器上時，將壓塊42布置成，使得壓塊42開口側上的平坦區(qū)與內芯相連接。這里，壓塊42(外芯)的連接區(qū)附近可以周向被線圈覆蓋。
[第二變化例]
如圖3中所示，第二變化例與第一實施例的不同在于形成外芯所使用壓制模組I 的壓模IOA的通孔IOh內周形狀。然而，上凸模11和下凸模12的形狀與第一實施例中的相同。下面，描述與第一實施例中不同的部分。
(壓模)
在第二變化例中，使用具有下列內周形狀(錐形孔IOc的內周形狀)的壓模IOA 作為壓制模組I的壓模10A。具體而言，內周形狀是梯形(梯形狀外形)，其在面對壓模IOA 的頂面IOu —側(大矩形孔IOp的下端)具有長底，以及，在面對下凸模12 —側(小矩形孔IOr的上 端)具有短底。
使用具有上述形狀的壓模10A，按與第一實施例中所執(zhí)行的相同壓制過程形成壓塊43。然后，如圖3中(E)部分所示，使上凸模11向上移動以取出壓塊43。
如圖3中(F)部分所示，這樣制造的壓塊43具有與梯形(梯形狀)柱狀體相同的形狀，其在圖3的上側具有長底，以及，在圖3的下側具有短底，并且長底和短底互相平行。 使用此壓塊43作為待安裝在電抗器上的外芯。當壓塊43安裝在電抗器上時，壓塊43布置成，使得壓塊43的長底側面對安裝在電抗器上的內芯。內芯的端面分別面對壓塊43的對向面的左部和右部，圖3中，對向面在長底側。[第三變化例]
在第三變化例中，與第一實施例中外芯(參見圖1)相比較，描述另一種外芯制造方法，該外芯包括對向面?zhèn)染匦尾亢拖喾磦染匦尾恐械闹辽僖粋€，對向面?zhèn)染匦尾恐袑ο蛎孀鳛殚L邊，而相反側矩形部中與對向面相反并且平行的表面作為長邊。如圖4中(A)部分所示，在形成外芯所使用壓制模組I的各方面中，第三變化例與第一實施例的不同在于壓模IOA的形狀、以及下凸模12的頂面12u相對于壓模IOA的位置。然而，上凸模11和下凸模12的形狀、以及所形成壓塊的總厚度與第一實施例中的相同。下面描述與第一實施例中不同的那些部分。這里，為了便于說明，在圖4中夸大了壓模IOA和壓塊44的總厚度、以及矩形體的厚度。
(壓模)如圖4中㈧部分所示，在第三變化例中，使用這樣的壓模作為壓模10A，其中的大矩形孔IOq的厚度大于第一實施例中的厚度(圖4中上下方向)。由于大矩形孔IOq具有更大的厚度，在完成加壓步驟時，上凸模11的底面Ild相對于壓模IOA的位置高于大矩形孔IOq的下端。因此，壓塊44包括對向面?zhèn)染匦尾?4f，其中對向面作為長邊，并且其具有的厚度相當于大矩形孔IOq所增加的厚度，或者，其具有的厚度相當于上凸模11的底面 Ild與大矩形孔IOq的下端之間的距離。換而言之，通過改變大矩形孔IOq的厚度，或者， 更具體地，通過改變上凸模11的底面Ild與大矩形孔IOq的下端之間的距離，可適當?shù)卣{整對向面?zhèn)染匦尾?4f (圖4中的F部分)的厚度。因此，取決于對向面?zhèn)染匦尾?4f的期望厚度，可以適當?shù)剡x擇大矩形孔IOq的厚度(深度)。例如，如果增大壓模IOA的大矩形孔IOq的厚度以增大上凸模11的底面Ild與大矩形孔IOq的下端之間的距離，可以增大對向面?zhèn)染匦尾?4f的厚度。優(yōu)選的是，選擇大矩形孔IOq的厚度，使得對向面?zhèn)染匦尾?4f 具有等于或大于O. 3mm但不大于2. Omm的厚度,或者,特別地,等于或大于O. 5mm但不大于1. 5mm的厚度。當制造壓模以使其具有厚度等于或大于O. 3mm的對向面?zhèn)染匦尾?4f時， 能完全防止上凸模11鄰接壓模IOA內周中的錐形孔10t。此外，當制造具有厚度小于或等于2. Omm的對向側矩形部44f的壓模時，在加壓步驟或取出步驟中能減小對向面?zhèn)壬习曹洿欧凼艿綁耗ＤΣ恋膮^(qū)域，從而，抑制絕緣包覆膜的損壞。(下凸模)
在第三變化例中，在填充步驟中，在壓制模組I中限定壓制空間31時，將下凸模12 定位成，使得下凸模12的頂面12u相對于壓模IOA的位置從小矩形孔IOs上端朝壓模IOA 的下開口側離開一定距離，該一定距離是在加壓步驟中壓模IOA的下降距離與待制造壓塊 44的相反側矩形部44ο期望厚度的總和。通過改變下凸模12的頂面12u相對于小矩形孔 IOs的位置，可適當調整所制造壓塊44的相反側矩形部44ο(圖4中F部分)的厚度。因此，取決于相反側矩形部44ο的期望厚度，可以適當?shù)剡x擇下凸模12的頂面12u的位置。例如，當將下凸模12的頂面12u相對于壓模IOA的位置確定在靠近小矩形孔IOs上端的位置處時，能減小相反側矩形部44ο的厚度。另一方面，當將下凸模12的頂面12u相對于壓模 IOA的位置確定在小矩形孔IOs的下端(下開口側)附近位置處時，能增大相反側矩形部 44ο的厚度。優(yōu)選的是，按這種方式適當選擇下凸模12的頂面12u的位置，使得相反側矩形部44ο的厚度等于或大于O. 5mm但不大于t/2,特別地,等于或大于1. Omm但不大于t/2,其中“t”表示所制造壓塊44中從對向面到對向面相反端面之間部分的厚度。當制造壓塊44 以使其具有厚度等于或大于O. 5mm的相反側矩形部時，在加壓步驟中完全防止下凸模12超出小矩形孔IOa進入壓模IOA的內側。通過制造具有厚度小于或等于t/2的相反側矩形部 44ο的壓塊44，能防止相反側矩形部與整個外芯之比過大。
與第三變化例中的情況一樣，在制造的壓塊44包括對向面?zhèn)染匦尾?4f和相反側矩形部44ο 二者的情況下，優(yōu)選的是，通過適當選擇大矩形孔IOq的下端與上凸模11的底面Ild之間的距離、以及小矩形孔IOq的上端與下凸模12的頂面12u之間的距離，使得對向面?zhèn)染匦尾?4f具有的厚度小于相反側矩形部44ο的厚度，執(zhí)行壓制。通過減小對向面?zhèn)染匦尾?4f的厚度，能減小壓塊中位于對向面?zhèn)鹊膮^(qū)域(其在壓塊安裝于電抗器上時布置在線圈附近，并且在加壓步驟或取出步驟中受到壓模IOA的摩擦)，從而，能防止壓塊的絕緣包覆膜被損壞。因此，能降低渦流損耗。
使用壓制模組1，按與第一實施例中所執(zhí)行的相同壓制過程形成壓塊44。在完成加壓步驟時，下凸模12的頂面12u相對于壓模IOA的位置是從小矩形孔IOs上端朝壓模 IOA的下開口側離開一定距離，該一定距離相當于壓塊44的相反側矩形部44ο的厚度。然后，如圖4中(E)部分所示，使上凸模11向上移動以取出壓塊44。
如圖4中(F)部分所示，這樣制造的壓塊44具有柱狀體的形狀，從圖4的上側到相反側(圖4的下側)包括對向面?zhèn)染匦尾?4f、大體弓狀部、以及相反側矩形部44ο。對向面?zhèn)染匦尾?4f為矩形，其長邊于寬度方向延伸。大體弓狀部是這樣的部分，其中矩形的長邊作為弦，與弦相反的側邊作為弧，且該弧被部分切除以具有與弦平行的側邊。相反側矩形部44ο是矩形，其中通過切除弧所形成的側邊作為其側邊。此壓塊44作為待安裝于電抗器上的外芯。將此壓塊44安裝在電抗器上，使得由受上凸模11壓迫所形成的面作為對向面。
[第四變化例]
如圖5中(A)部分所示，在第一變化例中所示壓制模組I的基礎上形成第四變化例，并且，就大矩形孔IOq的厚度以及下凸模12的頂面12u相對于壓模IOA的位置而言，第四變化例類似于第三變化例，而第四變化例與第一變化例的不同在于上凸模11的一部分的形狀。具體而言，大矩形孔IOq的厚度大于第一實施例和第一變化例中的厚度。另外，當在填充步驟中形成壓制空間31時，使下凸模12的頂面12u定位成，使其從小矩形孔IOs上端朝下開口側離開一定距離，該一定距離相當于在加壓步驟中壓模IOA的下降距離與待制造壓塊45的相反側矩形部45ο期望厚度的總和。下文描述與第一變化例的不同點。
(上凸模)
在第四變化例中，與第一變化例中的情況一樣，使用具有朝下凸模12凸出的凸部的上凸模11。如圖5中所示，凸部具有的形狀包括矩形部Ilq和弓形，矩形部自上凸模11 的底面Ilp朝下凸模12均勻地延伸，而弓形自矩形部Ilq朝下凸模12形成。弓形具有在矩形部Ilq側的弦、以及在下凸模12側的弧。凸部中具有一定厚度(于圖5中上下方向)的矩形部Ilq形成制得壓塊45(參見圖5中的(F)部分)的開口中的直區(qū)451。因此，通過改變矩形部Ilq的厚度，能適當選擇直區(qū)451的長度。
通過使用具有上述形狀的上凸模11，按照與第一實施例中所執(zhí)行的相同壓制過程，形成壓塊45。在完成加壓步驟時，下凸模12的頂面12u相對于壓模IOA的位置從小矩形孔IOs上端朝壓模IOA的下開口側離開一定距離，該一定距離相當于壓塊45的相反側矩形部45ο的厚度。然后，如圖5中(E)部分所示，使上凸模11向上移動以取出壓塊45。
如圖5中(F)部分所示，這樣制造的壓塊45具有柱狀體形狀，包括對向面?zhèn)染匦尾?5f、大體U形部、以及相反側矩形部45ο。對向側矩形部45f是矩形，其具有朝向圖5上方的開口以及直區(qū)451。大體U形部是這樣一種部分，其中，與對向面?zhèn)染匦尾?5f側相反的相反側被部分切除，使得相反側成為與開口側的平坦區(qū)相平行。相反側矩形部45ο是矩形，其從通過部分切除相反側得到的側邊朝向與部分切除側相反的一側均勻地凸出。此壓塊45作為待安裝在電抗器上的外芯。將此壓塊45安裝在電抗器上，使得壓塊45開口側上的平坦區(qū)(連接區(qū))與內芯連接。這里，壓塊45(外芯)的對向面?zhèn)染匦尾?5f的連接區(qū)附近可以被線圈周向方式覆蓋，與第一變化例中的情況一樣。
[第五變化例]
如圖6中(A)部分所示，在第二變化例中所示壓制模組I的基礎上形成第五變化例，并且，就大矩形孔IOq的厚度以及下凸模12的頂面12u相對于壓模IOA的位置而言，第五變化例與第三變化例類似。具體而言，大矩形孔IOq具有的厚度大于第二變化例中的厚度。另外，當在填充步驟中形成壓制空間32時，使下凸模12定位成，使得下凸模12的頂面 12u的位置從小矩形孔IOs上端朝下開口側離開一定距離，該一定距離相當于加壓步驟中壓模IOA的下降距離與待制造壓塊46的相反側矩形部46ο期望厚度的總和。
按照與第一實施例中所執(zhí)行的相同壓制過程形成壓塊46。在完成加壓步驟時，下凸模12的頂面12u相對于壓模IOA的位置從小矩形孔IOs上端朝壓模IOA的下開口側離開一定距離，該一定距離相當于壓塊46的相反側矩形部46ο的厚度。然后，如圖6中(E) 部分所示，使上凸模11向上移動以取出壓塊46。
如圖6中(F)部分所示，這樣制造的壓塊46具有柱狀外形，從圖6的上側到相反側(圖6下側)包括對向面?zhèn)染匦尾?6f、梯形、以及相反側矩形部46ο。在對向面?zhèn)染匦尾?6f中，對向面?zhèn)茸鳛殚L邊。對向面?zhèn)染匦尾?6f的側邊之一作為梯形的長底。梯形的短底作為相反側矩形部46ο的側邊(長邊)。此壓塊46用于安裝到電抗器上的外芯。當將壓塊46安裝在電抗器上時，將壓塊46布置成，使得壓塊46的長邊面對安裝在電抗器上的內芯，與第二變化例中的情況一樣。具體而言，圖6中，內芯的端面分別面對壓塊46長邊上對向面的左部和右部。
《操作和效果》
利用具有根據(jù)第一變化例至第五變化例的上述形狀的凸模和壓模制造的壓塊，其在降低電抗器中損耗方面是有效的，因此，能優(yōu)選用作電抗器的外芯。通過制造壓塊使得壓塊包括對向面?zhèn)染匦尾?，避免上凸模在加壓步驟中鄰接壓模內周的錐形孔。因此，不易損 壞壓制模組，并且不易縮短壓制模組的壽命。此外，在加壓步驟中，能容易將壓力施加至壓塊， 因此，能制造具有高密度的壓塊。在制造壓塊使得壓塊不包括相反側矩形部的情況下，在加壓步驟中完成加壓之后，下凸模的頂面必須嚴格定位于小矩形孔的上端，以防止下凸模的頂面超出小矩形孔而進入壓模的內側(上凸模側)。另一方面，在制造壓塊使得壓塊包括相反側矩形部的情況下，在加壓完成之后使下凸模的頂面定位于小矩形孔的中間。因此，能完全防止下凸模超出小矩形孔而相對于壓模進入壓模內側(上凸模側)。因此，在制造壓塊使得壓塊包括相反側矩形部的情況下，能避免在與外芯對向面的相反側上于兩個寬向端部處形成易于碎裂的銳角部，而不用如制造壓塊使得壓塊不包括相反側矩形部的情況下那樣需要嚴格地恒定定位下凸模的頂面。換而言之，在連續(xù)壓制過程中能提高執(zhí)行壓制過程的速度，因此，提高了生產率。
《第二實施例》
在第二實施例中，對包括由上述制造方法制造的外芯的電抗器示例進行描述。換而言之，根據(jù)本發(fā)明的電抗器的特征在于，使用由上述制造方法制造的外芯作為電抗器中所包括的外芯。其他結構與參照圖7和圖8示出的已有電抗器相同。這里，也對與已有的電抗器相同的那些部分進行描述。作為示例，對包括由第一實施例中所描述制造方法制造的外芯作為外芯的電抗器加以描述。
[電抗器]
如圖7所示，電抗器100包括線圈105、布置在線圈105內部的內芯101c、以及暴露于線圈105外部的外芯IOle作為主要組成部分。這里的表述“外芯IOle暴露于外部”包括各外芯IOle整體暴露于外部的情況、以及各外芯的少部分被線圈匝圍住的情況(如在各外芯具有U形的情況下)。
[線圈]
線圈105包括通過使單一連續(xù)導線105w螺旋纏繞而形成的一對線圈元件105a和 105b。將線圈元件105a和105b并排布置使其軸向互相平行。各線圈元件105a和105b由單個導線形成，使得導線的端部定位于線圈105軸向的第一端側，并且通過折彎導線使返回部105r(參見圖8)定位于線圈105的第二端側。使用以絕緣瓷漆涂覆銅扁平導線形成的涂覆扁平導線作為導線。通過使涂覆扁平導線沿邊纏繞，形成線圈元件105a和105b。其他導線諸如具有圓形截面和多邊形截面的那些導線也和扁平導線一樣可以使用。一對線圈元件105a和105b可以分開形成，以及，可以通過焊接或其他方法使線圈元件105a和105b 的導線端部連接。
[芯部]
芯部101是包括內芯IOlc和外芯IOle的環(huán)形部件。
各內芯IOlc布置在這樣的位置，使得線圈圍繞內芯IOlc的外周布置。各內芯IOlc 包括芯片101m，其為磁體；以及插入部g，其置于各芯片IOlm之間，用于調整電感。由非磁性材料諸如鋁制成的板狀部件可以用作插入部g的插入材料。通過使芯片IOlm和插入部 g—個交替疊置在另一個上面、并且用粘結劑或者用其他方式使其粘合在一起，形成各內芯 101c。在第二實施例中，將一對內芯IOlc并排布置?？梢允褂猛ㄟ^對含鐵的包覆軟磁粉進行壓制而形成的粉料壓塊、或者通過使多個電磁鋼板一個層疊在另一個上面而形成的層疊體，作為各芯片101m。
外芯IOle是這樣一種壓塊，其由上述制造方法通過壓制包覆軟磁粉形成。在平面視圖中觀察，外芯IOle具有包括弦和弧的大致弓形(弓狀)。大致弓形(弓 狀)外芯IOle 的弦側布置成面對內芯101c。當電抗器各組成部件中面對冷卻基底的表面定義為基面(圖7和圖8中的底面)時，外芯IOle的基面向下(朝向冷卻基底)凸出，超出內芯IOlc的基面，以與線圈元件105a和105b的基面大致相平。
通過連接一對內芯IOlc和一對外芯101e，將芯體101制成環(huán)形。使用粘接劑等實現(xiàn)連接。內芯IOlc和外芯IOle可以彼此直接連接，或者，可以經由類似于插入部g的插入件彼此間接連接。在第二實施例中，使用四個芯片IOlm和三個插入部g來形成各內芯 101c。然而,構成芯體101的部件數(shù)量或者插入部g的數(shù)量可以適當選擇。
[絕緣體]
絕緣體107是保證芯體101與線圈105之間絕緣的部件,并且在需要時使用。絕緣體107包括筒狀部107b，其分別覆蓋芯體101的內芯IOlc外周；以及一對凸緣部107f， 其與線圈端面接觸。通過使矩形管的兩半互相結合，各筒狀部107b能容易地覆蓋對應內芯 IOlc的外周。凸緣部107f是一對矩形框，使其并排布置并互相連接。凸緣部107f是布置在筒狀部107b端部的部件。絕緣樹脂，諸如聚苯硫醚(PPS)樹脂、液晶聚合物(LCP)、聚四氟乙烯(PTFE)樹脂，可用于絕緣體107。
《操作和效果》
根據(jù)上述第二實施例的電抗器包括外芯，在該外芯中面對內芯的對向面上不易出現(xiàn)渦流。因此，如果用高頻交變電流激勵線圈，電抗器能降低鐵芯損耗。
《試驗例》
形成下述樣本I至樣本4作為試驗例，并進行試驗，以考察各樣本的磁特性。下面對試驗進行描述。
[樣本 I]
準備純度等于或高于99. 8%并且通過水霧化法制造的鐵粉作為軟磁顆粒。軟磁顆粒的平均粒徑為50 μ m而軟磁顆粒的長徑比為1. 2。通過在粒徑直方圖中從具有較小直徑的顆粒開始按次序排列顆粒直徑，直至被測顆粒的質量和達到總質量的50%，并且確定該點處的粒徑，得到平均粒徑；也就是，平均粒徑是50%質量粒徑。金屬顆粒經過磷酸鹽化處理，以在其表面形成磷酸鐵構成的絕緣包覆膜，從而制得包覆軟磁顆粒。各絕緣包覆膜覆蓋大致對應軟磁顆粒的整個表面，并且各絕緣包覆膜的厚度平均為20nm。一組包覆軟磁顆粒是用作壓塊構成材料的包覆軟磁粉。
將硬脂酸鋅制成的潤滑劑添加至包覆軟磁粉，使得硬脂酸鋅的含量為O. 6重量％，因而形成混合物。將此混合物放入具有第一實施例 中所示預定形狀的壓模(圖1)，并且施加588兆帕的壓力以壓制該混合物。這樣，形成具有圖1所示形狀的壓塊41。
[樣本2]
樣本2與樣本I的不同在于平面視圖中觀察時壓塊的形狀。具體而言，使用不同于樣本I的成型壓制模組來成型樣本2。這里，使用具有第三變化例中所示預定形狀的模組 (圖4)，形成具有與圖4中(F)部分所示壓塊44相同形狀的壓塊。通過測量這樣形成的壓塊的厚度，發(fā)現(xiàn)壓塊44的總厚度是24mm,對向面?zhèn)染匦尾?4f的厚度是1. 5mm,以及,相反側矩形部44ο的厚度是10mm。
[樣本3]
使用形狀與樣本2的成型模組類似的模組，來成型樣本3，但與樣本2的不同在于， 壓塊44的對向面?zhèn)染匦尾?4f和相反側矩形部44ο的厚度。具體而言，使用壓制模組I成型樣本3，該壓制模組I與樣本2的成型壓制模組不同在于，大矩形孔IOq的厚度、以及下凸模12的頂面12u相對于壓模IOA的位置。通過測量這樣形成的壓塊44的厚度，發(fā)現(xiàn)壓塊44的總厚度是24mm,對向面?zhèn)染匦尾?4f的厚度是5mm,以及相反側矩形部44ο的厚度是 Imnin
[樣本 4]
樣本4不用于樣本I之處在于受凸模壓迫的表面。具體而言，樣本2是在壓制過程中在使加壓面大體垂直于磁通的情況下由上下凸模(在圖8的空心箭頭方向)形成的壓塊。
[評估]
由上述過程形成樣本I至樣本4，以及，由相同材料并且在與樣本相同條件下制成多個長方體粉料壓塊，將上述樣本及壓塊在氮氣氣氛中于400°C下熱處理30分鐘，以得到熱處理后的樣本和粉料壓塊。將這樣得到的熱處理后的樣本和粉料壓塊環(huán)形方式組裝以形成測試磁芯，并測量測試磁芯的磁特性(下文描述)。此時，各樣本I至樣本3與對應長方體環(huán)狀組裝，使得各壓塊的受壓面面對長方體。
[磁特性測試]
將導線制成的線圈(用于所有樣本并且具有相同規(guī)格)布置在測試磁芯上，以形成測量組件，對測量組件的磁特性進行測量。在lkG( = O.1T)激勵磁通密度Bm以及5kHz 測量頻率下，使用交流(AC)-BH波形記錄器，測量分別含有不同樣本的測量組件的渦流損耗We (W)。測量結果示于表I中。
[表I]
權利要求
1.一種外芯制造方法，通過壓制成型制造電抗器用的外芯，所述電抗器包括線圈、一對內芯、以及一對外芯，所述線圈通過使并排布置的一對線圈元件互相連接而形成，所述線圈元件由導線螺旋纏繞形成，所述一對內芯分別布置在所述線圈元件內部，所述一對外芯暴露于所述線圈外部，所述一對外芯與所述內芯連接以與所述內芯一起形成環(huán)形芯體，所述外芯各具有對向面，所述對向面包括與所述內芯相連接的連接區(qū)，所述外芯中的一個外芯的對向面隔著所述內芯面對另一外芯，在所述環(huán)形芯體的軸向于平面視圖中觀察時，各所述外芯具有這樣一種平面形狀，其中，在與所述對向面平行的寬度方向上，所述外芯中與面對所述內芯的外芯對向側相反的一側具有小于所述外芯對向側的尺寸，所述方法包括準備步驟，準備包覆軟磁粉作為所述外芯的原料粉，所述包覆軟磁粉包括通過用絕緣包覆膜包覆軟磁顆粒而形成的多個包覆軟磁顆粒；以及壓制步驟，用所述包覆軟磁粉填充由柱狀第一凸模和筒狀壓模所限定的壓制空間，然后，使用所述第一凸模和布置成面對所述第一凸模的柱狀第二凸模，對所述壓制空間中的所述包覆軟磁粉進行壓制，所述第一凸模和所述壓模能相對彼此移動，其中，在所述壓制步驟中，由所述第二凸模壓迫所述外芯的所述對向面。
2.根據(jù)權利要求1所述的外芯制造方法，其中，所述軟磁顆粒由純鐵制成。
3.根據(jù)權利要求1或權利要求2所述的外芯制造方法，其中，各外芯的平面形狀是下列任意之一(A)弓形，其中，所述外芯的對向側面對所述內芯，該外芯的對向側作為弦，以及，所述外芯中與所述對向側相反的一側作為?。?B)梯形，其中，所述外芯的對向側面對所述內芯，該外芯的對向側作為長底；以及(C)U形，其朝向所述外芯的對向側開口，所述外芯的對向側面對所述內芯。
4.根據(jù)權利要求3所述的外芯制造方法，其中，所述外芯的平面形狀進一步包括下列至少之一(D)對向面?zhèn)染匦尾?，其中，所述對向面中與所述第二凸模的加壓面相平行的區(qū)域作為所述對向面?zhèn)染匦尾康拈L邊；以及(E)相反側矩形部，其中，與所述對向面相反并且平行的表面作為所述相反側矩形部的長邊。
5.根據(jù)權利要求4所述的外芯制造方法，其中，所述對向面?zhèn)染匦尾康暮穸鹊扔诨虼笥贠. 3mm但不大于2. 0mm。
6.根據(jù)權利要求4或權利要求5所述的外芯制造方法，其中，所述相反側矩形部的厚度等于或大于O. 5_但不大于t/2，其中，t表示從所述外芯的所述對向面到所述外芯中與所述對向面相反的表面之間的距離。
7.根據(jù)權利要求4至權利要求6中任一項權利要求所述的外芯制造方法，其中，所述對向面?zhèn)染匦尾康暮穸刃∮谒鱿喾磦染匦尾康暮穸取?br> 8.一種由根據(jù)權利要求1至權利要求7中任一項權利要求所述的外芯制造方法制造的外芯。
9.一種電抗器,包括線圈，其通過使并排布置的一對線圈元件互相連接形成，所述線圈元件由導線螺旋纏繞形成；內芯，其分別布置在所述線圈元件的內部；以及 外芯，其暴露于所述線圈的外部，所述外芯在面對所述內芯的一側各自包括對向面，以及，所述外芯與所述內芯一起形成環(huán)形芯體，其中，各所述外芯是根據(jù)權利要求8所述的外芯。
全文摘要
用于安裝在電抗器上的外芯是這樣一種壓塊，平面視圖中觀察外芯時，其具有這樣一種平面形狀，其中，在與對向面平行的寬度方向上，外芯中與面對內芯的外芯對向側相反的一側具有小于外芯對向側的尺寸。制造這種外芯的方法包括準備步驟和壓制步驟。在準備步驟中，準備包覆軟磁粉作為外芯的原料粉，該包覆軟磁粉包括用絕緣包覆膜包覆軟磁顆粒所形成的多個包覆軟磁顆粒。在壓制步驟中，用包覆軟磁粉填充由柱狀下凸模(12)和筒狀壓模(10A)限定的壓制空間(31)；然后，由下凸模(12)和柱狀上凸模(11)對壓制空間(31)中的包覆軟磁粉進行壓制，下凸模(12)和筒狀壓模(10A)可相對于彼此移動。在壓制步驟中，由上凸模(11)壓迫外芯的對向面。
文檔編號H01F27/24GK103038843SQ20128000219
公開日2013年4月10日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權日2011年3月30日
發(fā)明者魚住真人, 佐藤淳, 草別和嗣 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社, 住友電工燒結合金株式會社