(57)【要約】【課題】  各相の励磁インダクタンスを均等化することができ、低損失で、かつ小型の三相三脚磁心および三相三脚インダクタを提供する。【解決手段】  導線が巻きつけられる巻線部(3a)を含む脚部材で構成され、前記巻線部に形成されるべきコイル巻線(8)同士が互いに干渉し合うことなく離間して配置される非干渉スペース(16)を形成する３つの脚部(2,2A〜2Q)と、前記３つの脚部が電磁的に相互に導通するように、脚部を構成する一方の脚部材が他方の脚部材と出合うところで互いに直接に接合されるかまたは他の部材を介して間接に接合された接合部(4-4, 4A-4A〜4Q-4Q)と、を有する。【選択図】  図２
2018156974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導線が巻きつけられる巻線部を含む脚部材で構成され、前記巻線部に形成されるべきコイル巻線同士が互いに干渉し合うことなく離間して配置される非干渉スペースを形成する３つの脚部と、
前記３つの脚部が電磁的に相互に導通するように、脚部を構成する一方の脚部材が他方の脚部材と出合うところで互いに直接に接合されるかまたは他の部材を介して間接に接合された接合部と、
を有することを特徴とする三相三脚磁心。
【請求項２】
前記３つの脚部は中心軸を取り囲むように中心軸まわりに配置され、前記巻線部の各々が前記中心軸から離間するように外方に膨出することを特徴とする請求項１記載の磁心。
【請求項３】
前記巻線部が真っ直ぐの形状であることを特徴とする請求項２記載の磁心。
【請求項４】
前記巻線部が湾曲した形状であることを特徴とする請求項２記載の磁心。
【請求項５】
前記３つの脚部が中心軸まわりに軸対称に配置されていることを特徴とする請求項１記載の磁心。
【請求項６】
前記３つの脚部が中心軸まわりに非対称に配置されていることを特徴とする請求項１記載の磁心。
【請求項７】
前記３つの脚部の横断面積が実質的に同じであることを特徴とする請求項１記載の磁心。
【請求項８】
前記３つの脚部が実質的に同じ形状であることを特徴とする請求項１記載の磁心。
【請求項９】
前記３つの脚部のうちの少なくとも１つが異なる形状であることを特徴とする請求項１記載の磁心。
【請求項１０】
前記接合部は、実質的に隙間なく接合されていることを特徴とする請求項１記載の磁心。
【請求項１１】
前記接合部は、平滑面同士を接着剤で接着してなることを特徴とする請求項１０記載の磁心。
【請求項１２】
各々が１つの前記巻線部を含む３つの単脚部材により構成されたことを特徴とする請求項１記載の磁心。
【請求項１３】
各々が１つの前記巻線部を含み、前記巻線部の両端部にそれぞれ形成された第１の接合面を有する３つの単脚部材と、
多角形角柱状の形状に形成され、前記３つの単脚部材の間にそれぞれ挿入され、前記第１の接合面の各々に接合されるべき３つの第２の接合面をそれぞれ有し、磁気異方性のない磁性材料でつくられた一対のインサート部材と、を具備し、
前記第１の接合面と前記第２の接合面とを接合することにより前記接合部が形成され、前記３つの単脚部材と前記一対のインサート部材とで構成されたことを特徴とする請求項１記載の磁心。
【請求項１４】
前記インサート部材は、前記単脚部材とは異なる磁性材料でつくられていることを特徴とする請求項１３記載の磁心。
【請求項１５】
三分岐部と、前記三分岐部からそれぞれ分岐し、前記脚部の半分の長さの脚長をもつ三脚部と、前記三脚部の端部にそれぞれ形成された第１の接合面とを有する第１の半割脚部材と、
三分岐部と、前記三分岐部からそれぞれ分岐し、前記脚部の半分の長さの脚長をもつ三脚部と、前記第１の接合面に接合されるために前記三脚部の端部にそれぞれ形成された第２の接合面とを有する第２の半割脚部材と、
を具備し、
前記第１の接合面と前記第２の接合面とを接合することにより前記接合部が形成され、前記第１の半割脚部材と前記第２の半割脚部材とで構成されたことを特徴とする請求項１記載の磁心。
【請求項１６】
前記３つの脚部が磁性粉をプレス成形してなる圧粉磁心でできていることを特徴とする請求項１記載の磁心。
【請求項１７】
前記３つの脚部が巻鉄心でできていることを特徴とする請求項１記載の磁心。
【請求項１８】
導線が巻きつけられる巻線部を含む脚部材で構成され、前記巻線部に形成されるべきコイル巻線同士が互いに干渉し合うことなく離間して配置される非干渉スペースを形成する３つの脚部と、
前記３つの脚部が電磁的に相互に導通するように、脚部を構成する一方の脚部材が他方の脚部材と出合うところで互いに直接に接合されるかまたは他の部材を介して間接に接合された接合部と、
前記非干渉スペースに配置され、３つの巻線部にそれぞれ直接または間接に巻きつけられた３つのコイル巻線と、
を有することを特徴とする三相三脚インダクタ。
【請求項１９】
前記コイル巻線は絶縁被覆された前記巻線部に対して導線を直接に巻きつけて形成されることを特徴とする請求項１８記載のインダクタ。
【請求項２０】
前記コイル巻線は絶縁性ボビンに導線を巻きつけて形成され、導線が巻きつけられた前記絶縁性ボビンが前記巻線部に装着されることを特徴とする請求項１８記載のインダクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インダクタやトランスのコアとなる三相三脚磁心およびそれを用いた三相三脚インダクタに係り、とくにACフィルタとして無停電電源装置(UPS)等の三相PWMインバータ回路に組み込まれるインダクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の三相インダクタは、例えば非特許文献１に記載されているように、基本設計において三相トランスの設計思想をそのまま利用していることから、その構造が三相トランスに近似したものとなっている。
【０００３】
三相トランスの設計では、負荷電流に対して励磁電流をいかに小さくするかが重要なポイントである。三相トランスにおいて、励磁電流が十分に小さい場合は、励磁電流が多少アンバランスであっても実質的に問題ないものとされている。そのため、三相トランスの設計では各相の励磁電流を合わせこむ必要性がなく、三相の励磁インダクタンス間に多少の差分が存在していても実用上問題を生じないものとして無視されている。
【０００４】
これに対して三相インダクタの設計では、電流リプルを均等化することが重要なポイントになっている。そのため、三相インダクタの設計に対して、各巻線の端子間インダクタンスをできるだけ均等に揃えることが要求される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS VOL.29, NO.7, 3657-3668, JULY 2014, “Loss Estimation Method for Three-Phase AC Reactors of Two Types of Structures Using Amorphous Wound Cores in 400-kVA UPS”, Kenichi Onda et al.
【非特許文献２】平成27年電気学会産業応用部門大会論文集I-103〜106，入出力正弦波フィルタ適用マトリクスコンバータ開発及びＳｉＣ利用によるフィルタ小型化、古川泰規ほか、株式会社安川電機
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、無停電電源装置(UPS)に用いられている従来の三相インダクタは、三相トランスの設計思想に従って三相インダクタの設計を行うため、バイアス電流や磁気回路の計算を用いた低損失化技術の検討が不十分である。このため、三相トランスに一般的に用いられている各脚を均等な磁路断面積とする設計では中央脚の磁束密度が飽和しやすくなり、損失による温度上昇が大きくなる。同じ磁性体材料で構成されることを前提とする従来の三相インダクタでは、３本の脚が横並びに並行に配置されており、各脚を均等な断面積として設計するため、磁気回路の計算を行うと各巻線の端子間インダクタンスは均等にならない。従来の構造では必然的に各脚の磁路長が等しくならないからである。
【０００７】
このように従来の三相インダクタでは、三相の励磁インダクタンスを均等化することができず、各巻線の電流リプルを均等に揃えることができない。
【０００８】
また、実際の三相電源の回路設計では、例えば非特許文献２に記載されているように入出力フィルタ用リアクトルとして３つの単相インダクタを接続する例が多くみられる。単相インダクタを３個並べて接続したユニットは、他のデバイス部品と比べて相対的に大きい。このように多数の部品を含む回路構成において１つの部品が多くのスペースを占有するのは、電源装置の大型化を招くという問題点がある。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、放熱性に優れ、低損失で小型の三相三脚磁心および三相三脚インダクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る三相三脚磁心は、導線が巻きつけられる巻線部を含む脚部材で構成され、前記巻線部に形成されるべきコイル巻線同士が互いに干渉し合うことなく離間して配置される非干渉スペースを形成する３つの脚部と、前記３つの脚部が電磁的に相互に導通するように、脚部を構成する一方の脚部材が他方の脚部材と出合うところで互いに直接に接合されるかまたは他の部材を介して間接に接合された接合部と、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、放熱性に優れ、低損失で小型の三相三脚磁心および三相三脚インダクタが提供される。
【００１２】
本発明の磁心およびインダクタは、三脚の相互間または３つの巻線部の相互間にそれぞれ十分な非干渉スペースを形成して熱が外部に散逸されやすい構造にしているので、中央部に熱が蓄積されることなく三脚の温度バランスが極めて良好になる。また、各相の励磁インダクタンスが均等化されるため、損失が小さくなり高効率となる。さらに、本発明のインダクタは、小型で低損失であるので、無停電電源装置(UPS)の三相PWMインバータ回路等のような電源回路の設計において設計自由度を大幅に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る実施例１の三相三脚磁心を構成する３本のＵ字形脚部材を示す斜視図。
【図２】実施例１の三相三脚磁心（３ピース接合コア）を示す斜視図。
【図３】三相三脚磁心の作用を説明するための平面模式図。
【図４】実施例１の三相三脚磁心（３ピース接合コア）および三相三脚インダクタの製造方法を示すフローチャート。
【図５】実施例１の三相三脚インダクタを示す斜視図。
【図６】（ａ）は実施例２のＣ字形脚部材を示す分解平面図、（ｂ）は実施例２のＣ字形脚部材を示す分解正面図、（ｃ）は実施例２のＣ字形脚部材を示す分解斜視図。
【図７】（ａ）は実施例２の磁心を示す平面図、（ｂ）は実施例２の磁心の正面図、（ｃ）は実施例２の磁心の斜視図。
【図８】実施例２のインダクタを示す平面模式図。
【図９】（ａ）は実施例３の磁心を示す平面図、（ｂ）は実施例３のインダクタを示す平面模式図。
【図１０】（ａ）は実施例４の磁心を示す平面図、（ｂ）は実施例４のインダクタを示す平面模式図。
【図１１】（ａ）は第２の実施形態に係る実施例５の三相三脚磁心（５ピース接合コア）を構成するＵ字形脚部材とインサート部材を示す平面図、（ｂ）は実施例５の磁心の平面図、（ｃ）は実施例５のインダクタの平面模式図。
【図１２】実施例５の三相三脚磁心および三相三脚インダクタの製造方法を示すフローチャート。
【図１３】（ａ）は実施例６のＣ字形脚部材とインサート部材とを示す分解正面図、（ｂ）は実施例６のＣ字形脚部材とインサート部材とを示す分解斜視図。
【図１４】（ａ）は実施例６の磁心を示す平面図、（ｂ）は実施例６のインダクタを示す平面模式図。
【図１５】（ａ）は実施例７のインサート部材とＣ字形脚部材とを示す分解平面図、（ｂ）は実施例７のインサート部材とＣ字形脚部材とを示す分解正面図、（ｃ）は実施例７のインサート部材とＣ字形脚部材とを示す分解斜視図。
【図１６】（ａ）は実施例７の磁心を示す平面図、（ｂ）は実施例７のインダクタを示す平面模式図。
【図１７】（ａ）は実施例８の磁心を示す平面図、（ｂ）は実施例８のインダクタを示す平面模式図。
【図１８】（ａ）は実施例９のインダクタ（５ピース接合コア）を示す斜視図、（ｂ）は実施例１０のインダクタ（３ピース接合コア）を示す斜視図、（ｃ）は実施例１１のインダクタ（２ピース接合コア）を示す斜視図。
【図１９】実施例９の磁心およびインダクタの製造方法を示すフローチャート。
【図２０】実施例１２の三相三脚インダクタ（巻鉄心三脚コア）の製造方法を示すフローチャート。
【図２１】実施例１３の三相三脚インダクタ（穴なし三葉板形インサート部材＋コイルボビンの組合せ）の製造方法を示すフローチャート。
【図２２】実施例１４の三相三脚インダクタ（穴あき三葉板形インサート部材＋コイルボビンの組合せ）の製造方法を示すフローチャート。
【図２３】第３の実施形態に係る実施例１５の磁心（２ピース接合コア）およびインダクタ（絶縁塗装直巻き型）の製造方法を示すフローチャート。
【図２４】実施例１６の磁心およびインダクタ（コイルボビン組込み型）の製造方法を示すフローチャート。
【図２５】（ａ）は実施例１７の一対の半割三脚コア部材を示す正面図、（ｂ）は実施例１７の一対の半割三脚コア部材を示す斜視図。
【図２６】（ａ）は実施例１７の磁心を示す正面図、（ｂ）は実施例１７の磁心を示す斜視図、（ｃ）は実施例１７のインダクタを示す平面模式図。
【図２７】三相三脚インダクタが組み込まれた三相インバータの回路図。
【図２８】三相三脚インダクタの作用を説明するために巻線された磁心を簡略化して示す平面模式図。
【図２９】三相三脚インダクタの等価回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書中において重要な用語を以下に定義する。
【００１５】
「磁気異方性」とは、広義には結晶磁気異方性、形状磁気異方性および誘導磁気異方性のいずれか又は２つ以上の組合せをいい、狭義には結晶磁気異方性をいう。
【００１６】
「磁気異方性のない材料」とは、磁界中において特定の方位に磁化されないか又は磁化され難い性質をもつ磁性体材料をいう。
【００１７】
「接合部に実質的に隙間がない」とは、顕微鏡のミクロ視野下では微小な空孔（ボイド）や空隙（クリアランス）が磁性体脚部の接合部に存在しているにもかかわらず、その接合部において電磁的な損失を生じることなく、電磁的に結合していることをいう。具体的には磁性体脚部の接合部において漏れ磁束を生じることなく、磁性体脚部同士が互いに磁気的に密接に結合していることをいう。
【００１８】
以下に添付の図面を参照して本発明の種々の好ましい実施の形態を説明する。
【００１９】
先ず第１の実施形態の磁心およびインダクタ並びにそれらの製造方法を説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
第１の実施形態では、４つの実施例に係る磁心とインダクタ、および２つの実施例に係る製造方法をそれぞれ説明する。第１の実施形態に係る三相三脚磁心は、図２、図７、図９、図１０、図１８（ｂ）にそれぞれ示すように、３個の圧粉磁心部材を接合してつくられる。また、第１の実施形態に係る三相三脚インダクタは、図５、図８、図９、図１０、図１８（ｂ）にそれぞれ示すように、３ピース接合コアの三脚にそれぞれ導線をコイル状に巻きつけてつくられる。
【００２１】
図２７に本実施形態の三相三脚インダクタを含む三相インバータ回路を示す。
【００２２】
無停電電源装置(UPS)では交流出力回路にACLとコンデンサを挿入して正弦波に近い波形が得られるようにしている。また、モータ用インバータにおいても高周波リプルによるモータの異常発熱や不要なノイズ発生を防ぐ目的からACLが使用されている。本実施形態の三相三脚インダクタ２０（２０Ａ〜２０Ｑ）は、三相インバータ回路中において電源スイッチング素子回路と各種負荷との間に接続され、ＡＣフィルタとして機能するようになっている。
【００２３】
図に示す三相インバータ回路は、PWM変調で動作する三相３線方式の構成をとるように設計されている。三相PWMインバータ励磁下における三相三脚インダクタの端子間におけるインダクタンス値は、単相インダクタの場合と異なり、自己インダクタンスと相互インダクタンスの両方を含んだ値となる。
【００２４】
本実施例１のインダクタ１０は、三脚が１２０度に分岐した軸対称構造である。軸対称構造であることから、本実施例１のインダクタ１０では三脚の磁脚断面積を同一とし（SA=SB=SC）、かつ三脚のコイル巻き数を同一とする（NA=NB=NC）。
【００２５】
次に、図２８と図２９および下記の数式を参照しながら三相三脚インダクタの各相の励磁インダクタンスの発生原理およびそれらを均等化するために必要となる理論的根拠について説明する。
【００２６】
まず、三相三脚インダクタに流れる電流リプルが同一となる条件を導き出す。対称三相負荷であるとすると、三相三脚インダクタの各相の電圧は下式（１）〜（３）でそれぞれ与えられ、電流は下式（４）で与えられる。三相三脚インダクタの磁脚断面積を変化させても、各相のインダクタに流れる電流リプルを同一にするには三相インバータ運転時におけるＡ相，Ｂ相，Ｃ相のインダクタのインダクタンス値LTotalA，LTotalB，LTotalCを揃える必要がある。
【数１】
2018156974.tif 000003
【００２７】
次に各相のインダクタンスの導出手順を説明する。
【００２８】
図２７に示す三相三脚インダクタの等価回路を用いると、各磁脚の磁束は式（５）〜（７）で与えられる。
【数２】
2018156974.tif 000004
【００２９】
ただし、記号laは中央脚Ａの部分（Ｉ字形）の実効磁路長、記号lb,lcは三相三脚インダクタコアの両脚／横脚部分（コ字形）の実効磁路長をそれぞれ示す。
【００３０】
鎖交磁束数をψA＝ＮAφA，ψB＝ＮBφB，ψC＝ＮCφCとすると式（８）で与えられる。
【数３】
2018156974.tif 000005
【００３１】
相互インダクタンスは対称性を有することから上式（８）は下式（９）で書き表すことができる。
【数４】
2018156974.tif 000006
【００３２】
また、１２０度対称構造ではRA=RB=RCであり、LA=LB=LC=LかつMAB=MBC=MCA=Mであるので上式（９）は下式（１０）のように書き換えられる。
【数５】
2018156974.tif 000007
【００３３】
このとき、各相のインダクタ電圧νLA，νLB，νLCはインダクタ電流ｉLA(t)，ｉLB(t)，ｉLC(t)を用いて下記の式（１１）〜（１３）でそれぞれ与えられる。
【数６】
2018156974.tif 000008
【００３４】
上式（１１）〜（１３）は、キルヒホフの法則（ｉLA(t)＋ｉLB(t)＋ｉLC(t)＝０）を用いて下式（１４）〜（１６）のように書き換えることができる。
【数７】
2018156974.tif 000009
【００３５】
これらの式（１４）〜（１６）より、端子間の合成インダクタンス値は自己インダクタンスと相互インダクタンスとの和（L＋M）で与えられる。
【００３６】
次に、第１の実施形態のインダクタを構成する構成材料についてそれぞれ説明する。
【００３７】
［磁粉材料］
三脚コアに含ませる磁粉材料として、表１に示すFe-Si系合金(3〜8％Si含有)、Fe基アモルファス(Fe-Si-Cr-B, Fe-Si-Cr-P)、パーマロイ、ハイフラックス(50%Fe-50%Ni)、Fe-Si-Al系合金、Co基アモルファス(Co-Fe-Si-B)、ケイ素鋼(3〜6.5%Si含有)、Fe基ナノ結晶軟磁性材料(Fe-Si-B-Nb-Cu，Fe-Zr-B-Cu，Fe-Co-Zr-B-Cu)、ケイ素鋼(3〜6.5%Si含有)、Fe基アモルファス磁性材料(Fe-B-Si-C，Fe-B-Si)のいずれかの磁粉を用いることができる。これらの磁粉材料の平均粒径は、材質や成形時の温度／圧力条件に応じて最適範囲が若干異なることがあるが、概ね５〜１００μｍの範囲内にある。さらにFe基ナノ結晶軟磁性材料を除く上記磁粉材料の平均粒径は、５０〜１００μｍの範囲内とすることができる。
【表１】
2018156974.tif 000010
【００３８】
［成形助剤］
磁心を成形するために使用される成形助剤として、表２に示した無機系の非磁性バインダおよび有機系の樹脂バインダのいずれか一方または両方を組み合わせて用いることができる。無機系の非磁性バインダには、シリコーン樹脂および水ガラスのいずれかを用いることができる。また、有機系の樹脂バインダには、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラール(PVB)、メチルセルロース、水溶性アクリル、パラフィン、グリセリン、およびポリエチレングリコールのいずれかを用いることができる（表２）。
【表２】
2018156974.tif 000011
【００３９】
［導線］
導線は、インダクタの三脚コアにそれぞれ巻きつけられ、コイル巻線を形成するものである。導線は、絶縁性の被膜で覆われた純Ｃｕ線（0.9mm径）であり、ＪＩＳ規格番号Ｃ３２０２の被膜の厚みが厚いもの（１種：０．０２５ｍｍ）および薄いもの（２種：０．０１７ｍｍ）を用いることができる。
【００４０】
［接着剤］
接着剤は、複数個のコア部材を接合するために、コア部材の接合面に塗布されるものである。接着剤には耐熱エポキシ系接着剤または耐熱セラミック系接着剤を用いることができる。耐熱エポキシ系接着剤として例えばスリーエムジャパン株式会社のEW2010, EW2020,EW2030およびEW2034、株式会社オーデックのアレムコボンド631, アレムコボンド526N, アレムコボンド820, アレムコボンド657, アレムコボンド570, アレムコボンド2200, アレムコボンド2300およびアレムコボンド2330、ナガセケムテックス株式会社の一液エポキシ系接着剤XNR3503, XNR3505, XNR3506, XN1244, XN1278、コトロニクス社のDulalco125および DulalcoNM25などを用いることができる。耐熱セラミック系接着剤（耐熱無機接着剤）として例えばスリーエムジャパン株式会社のスリーエムTB3732、コトロニクス社のDurabond 950、東亞合成株式会社のアロンセラミックなどを用いることができる。
【００４１】
［実施例１］
次に、本実施形態に係る実施例１の磁心およびインダクタについて説明する。
【００４２】
実施例１の磁心１０は、同一形状の３つの脚部材２を接合して作製される。本実施例１の脚部材２の磁粉材料としてＦｅ-Ｓｉ-Ａｌ系合金（東邦亜鉛株式会社のHK材）を用いた。また、本実施例１では脚部材２の成形助剤としてＰＶＡおよび水ガラスを用いた。
【００４３】
図１に示すように、脚部材２は側方から見てＵ字の形状に形成されている。脚部材２は、中央部分にストレート状の巻線部３ａを有し、その両側に端部３ｂをそれぞれ有している。巻線部３ａは、導線が巻きつけられる脚部材２の主要な部位であり、一様な断面積SA（=SB,SC）の矩形断面を有する。
【００４４】
脚部材の両端部３ｂにはそれぞれ接合面４が２つずつ形成されている。端部３ｂにおいて隣り合う２つの接合面４の中心軸３０周りの頂角の角度は１２０度である。各接合面４は、接合面同士を接着剤で実質的に隙間なく接合するために、機械加工により十分に平らで滑らかな面に仕上げられている。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2010を用いた。
【００４５】
図２に示すように、実施例１の磁心１０では、３つの脚部材２が中心軸３０のまわりに軸対称に配置されている。磁心１０において接合面４同士が全面的に密着接合され、その結果として実質的に隙間のない６つの接合部４-４が得られる。すべての接合部４-４を実質的に隙間のないものとしているので、３つの脚部材２は電磁的に密接に結合した状態にある。このため、各脚の巻線部３ａに導線を巻きつけ、３つのコイル巻線８に通電すると、各相の励磁インダクタンスが均等になり、低損失で高効率の性能が得られる。
【００４６】
実施例１の磁心１０の各部サイズを列記する。脚部の長さ（コア高さ）は２０ｍｍ、脚部の幅は６ｍｍ、脚部の厚みは２．５ｍｍ、巻線部の長さは１５ｍｍ、端部の長さは８ｍｍ、脚部の断面積SA（=SB,SC）は１２．５ｍｍ2、接合部の総面積AASは２５．５ｍｍ2である。
【００４７】
図５に上記磁心の各巻線部３ａに導線を巻きつけた実施例１のインダクタ２０を示す。インダクタ２０において、脚部を構成する３本の脚部材２が中心軸３０まわりに軸対称に配置されている。インダクタ２０の中央領域には非干渉スペース１６が設けられ、コイル巻線８同士が互いに干渉し合わないようにしている。非干渉スペース１６は、３つのコイル巻線８が互いに接触しないように十分なクリアランスを提供するものである。非干渉スペース１６の大きさは、導線の巻き数NA,NB,NCおよび脚部材の横断面形状に応じて決定される。本実施例では非干渉スペース１６を十分な大きさとするために、脚部材をＵ字形状とし、脚部材の巻線部３ａを中心軸３０から遠ざけている。
【００４８】
表５に、実施例１のインダクタ２０が組み込まれる三相PWMインバータの回路定数の一例を示す。
【００４９】
次に本発明の磁心およびインダクタを製造する方法について説明する。本発明の製造方法には、図４のように磁心（コア）を絶縁塗装する方法およびコアを絶縁ケース内に装入する方法、または図１８のように導線を磁心に直接巻きつける方法、あるいは図２０のように導線をボビンに巻きつける方法など多種多様な実施の形態がある。それらのうちから第１の実施形態としてコアを絶縁塗装する方法およびコアを絶縁ケース内に装入する方法について図４を参照して説明する。先ずコアを絶縁塗装する製造方法１から説明する。
【００５０】
［製造方法１］
次に実施例１の三相三脚磁心および三相三脚インダクタの製造方法について説明する。
【００５１】
三脚部材を作製するための磁粉を準備する（工程Ｓ１）。磁粉として表１に示す各種の材料を用いることができる。磁粉は粒径が実質的に均一に調整された球形状の微粒子である。磁粉は、材料や製造方法に応じて最適な粒径が種々変わるが、プレス成形性などの性状を考慮すると本発明の磁心を製造するための磁粉の平均粒径は例えば５０〜１００μｍの範囲とすることが望ましい。しかし、ナノ結晶軟磁性材料のような磁粉材料では５０μｍ未満の平均粒径であってもよい。
【００５２】
磁粉に成形助剤を混合する（工程Ｓ２）。成形助剤として、表２に示す各種の材料を用いることができる。
【００５３】
Ｕ字形キャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する（工程Ｓ３）。本実施形態ではプレス成形を冷間で行うが、これ以外の方法として予熱を施す温間または熱間でプレス成形することも可能である。
【００５４】
金型からプレス成形品を取り出し、プレス成形品の両端部を図に示す形状にそれぞれ端面研削する（工程Ｓ４）。具体的にはＵ字形プレス成形品の両端部を頂角１２０度の二等辺三角形状にそれぞれ研削し、頂角を挟む二辺にそれぞれ続く２つの面を滑らかに仕上げる。これによりプレス成形品の両端部に接合面４が得られる。接合面４の表面粗さはJIS B0601(2001)に規定された算術平均粗さＲａで５μｍ以下とすることが望ましい。
【００５５】
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、100〜500℃×2〜5hrの条件で熱処理する（工程Ｓ５）。これにより成形助剤の一部または全部が溶融し、磁粉粒子の相互間隙に溶融物が浸入し、磁粉粒子間の結合力が強化される。なお、本実施例では脚部材の磁粉材料（3〜8% Si含有Ｆｅ-Ｓｉ系合金）を100〜500℃の条件で熱処理したが、鉄粉およびアモルファス粉以外の他の磁性材料（パーマロイ等）は500〜1000℃の条件で熱処理することが望ましい。
【００５６】
熱処理炉内からＵ字形状の脚部材２を取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、脚部材２の表面（接合面４を除く）、少なくとも巻線部３ａの表面を絶縁塗装する（工程Ｓ６-１）。この絶縁塗装には、エポキシ樹脂やウレタン樹脂のような絶縁性樹脂を含む塗料を用いることができる。絶縁性エポキシ樹脂塗料として例えば京セラ株式会社のTVB2166またはTVB2166B（黒）のいずれかを用いることができる。また、絶縁性ウレタン樹脂塗料として例えば日立化成株式会社のKU-7002,KU-7008,KU-5550,KU-5550-9のいずれかを用いることができる。
【００５７】
絶縁塗装された巻線部３ａに導線をそれぞれ直接巻きつけ、３つのコイル巻線８を作製する（工程Ｓ７-１）。３つのコイル巻線８の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
【００５８】
脚部材の接合面４にそれぞれ接着剤（例えばスリーエムジャパン株式会社のEW2010）を塗布し、３本の脚部材２を互いに接着接合する（工程Ｓ８）。これにより３本の脚部材２は、互いに絶縁されることなく、電磁的に結合される。なお、本実施例では接合面に接着剤を塗布する方法により脚部材同士を接着するようにしたが、本発明はこの接合方法のみに限定されるものではなく、接合面に液状の接着剤を含浸させる方法により脚部材を互いに接合するようにしてもよい。このような含浸接着法は、とくに気孔率の大きな多孔質材料に対して有効である。
【００５９】
接合組立工程Ｓ８において、３本の脚部材２を高精度に位置決めし、一方の脚部材の接合面４と他方の脚部材の接合面４との間に隙間が生じないように密着させる。この接合時の位置決めには図示しない専用の治具を用いることができる。これにより図５に示すように実質的に隙間なく接合された３つの接合部４-４が形成される。
【００６０】
これらの接合部４-４は実質的に隙間が無いため、３つの脚部材２は電磁的に互いに密接に結合されたものとなる。このため、３つのコイル巻線８に通電したときに、各相に生じる励磁インダクタンスが均等になり、低損失で高効率のインダクタ２０が得られる。
【００６１】
本実施例のインダクタについて各相の自己インダクタンスを実際に測定した。具体的には表５の回路定数をもつ電源回路に本実施例のインダクタを組み込み、通電したときの各相の自己インダクタンスを高精度パワーメータ（NEWTONS4th社のPPA5530）により測定したところ、それぞれＬA＝65.753μＨ、ＬB＝65.203μＨ、ＬC＝67.861μＨであった。これらの結果から、本実施例のインダクタは、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の自己インダクタンスがほぼ揃っており、三相励磁下における各相の端子間インダクタンスが実質的に等しく、三相の励磁インダクタンスがバランスよく均等化されていることが実証された。
【００６２】
接合組立工程Ｓ８では、各脚部材の巻線部３ａが中心軸３０から離れたところに位置し、その結果としてインダクタコアの中央部分に非干渉スペース１６が形成される。非干渉スペース１６はインダクタコアの三脚に内接する内接円のサイズで規定される。この内接円の半径ｒはコイル巻線８の厚みｔの３倍以上（ｒ≧３ｔ）であることが望ましい。非干渉スペース１６の存在により、３つのコイル巻線８が互いに衝突することなく、３本の脚部材２を接合して組み立てることができる。これにより図５に示すインダクタ２０が得られる。
【００６３】
なお、本実施例では、脚部材に導線を巻きつけた後にインサート部材に脚部材を接合したが、脚部材とインサート部材を接合した後にコアの脚部に導線を巻きつけることもできる。
【００６４】
［製造方法２］
次に、各脚部材を絶縁ケースカバーで覆う製造方法２について説明する。
【００６５】
製造方法２の工程Ｓ１〜工程Ｓ５までの製造プロセスは上述した製造方法１と実質的に同じである。熱処理炉内からＵ字形の脚部材２を取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、脚部材２を絶縁ケースカバー５内に装入する（工程Ｓ６-２）。
【００６６】
絶縁ケースカバー５は、脚部材２を装入可能とするために脚部材２より少し大きい相似形状に形成されたものであり、長手に沿って分割された一対の半割り部品を組み合わせて成るものである。絶縁ケースカバー５の材料にはポリエチレンテレフタレート(PET)および液晶ポリマー(LPC)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアミド(PA)、ポリカーボネートのような絶縁性樹脂を用いることができる。絶縁性ポリエチレンテレフタレート(PET)として例えばデュポン株式会社のライナイト（登録商標）を用いることができる。また、絶縁性ポリカーボネート樹脂として例えば帝人株式会社のパンライト（登録商標）を用いることができる。なお、絶縁塗料を巻線部３ａに塗布した脚部材２を絶縁ケースカバー５のなかに装入するようにしてもよい。
【００６７】
絶縁ケースカバー５は、接合面４を除いて脚部材２の外表面を被覆している。すなわち、絶縁ケースカバー５を脚部材２に取り付けると、脚部材２の外表面の大部分が絶縁ケースカバー５によって覆い隠され、接合面４のみが露出した状態となる。
【００６８】
絶縁ケースカバー５で被覆された巻線部３ａに導線をそれぞれ巻きつけ、３つのコイル巻線８を作製する（工程Ｓ７-２）。各コイル巻線８の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
【００６９】
各脚部材の接合面４にそれぞれ接着剤を塗布し、絶縁ケースカバー５で被覆された３本の脚部材２を互いに接合する（工程Ｓ８）。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2020を用いた。
【００７０】
なお、本実施例では３本の脚部材を接着剤で接着固定するだけとしたが、三相三脚磁心の外周に絶縁性テープを捲回することにより３本の脚部材の固定をさらに強化することもできる。
【００７１】
また、上述した絶縁ケースカバーは、本実施例のみに限定されるものではなく、他の実施形態や他の実施例にも用いることができる。
【００７２】
次に、図６〜図１０を参照して第１の実施形態に係る他の実施例２，３，４をそれぞれ説明する。
【００７３】
［実施例２］
実施例２の磁心１０Ａは、図７の(ａ)，（ｂ），(ｃ)に示すように、同一形状の３つの脚部材２Ａを互いに接合して作製される。本実施例２の脚部材２Ａには上記実施例１と同じ磁粉材料を用いた。実施例２の脚部材２Ａは、図６の(ｂ)と(ｃ)に示すように、側方から見てＣ字の形状に形成され、湾曲した巻線部３ａを有する。巻線部３ａの両端部には接合面４Ａがそれぞれ２つずつ形成されている。２つの接合面４Ａは、頂角１２０度の二等辺三角形状をなすように機械研削加工されている。接合面４Ａの表面粗さと平坦度は、接着後の３つの接合部４Ａ-４Ａにおいて実質的に隙間を生じない程度まで仕上げられている。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2020を用いた。
【００７４】
図７に示す磁心１０Ａの表面に絶縁性樹脂液を塗布し、磁心１０Ａを絶縁被覆する。絶縁被覆された磁心の巻線部３ａにそれぞれ導線を巻きつける。３つのコイル巻線８の巻き数NA,NB,NCは同じにする。３つのコイル巻線８を形成すると、図８に示す実施例２の三相三脚インダクタ２０Ａが得られる。
【００７５】
［実施例３］
実施例３の磁心１０Ｂは、図９の（ａ）に示すように、両端部の形状が異なる１本の第１の脚部材２Ｂ１と２本の第２の脚部材２Ｂ２とを互いに接合してなるものである。本実施例３の脚部材２Ｂ１，２Ｂ２には上記実施例１と同じ磁粉材料を用いた。第１の脚部材２Ｂ１は、側方から見てＵ字の形状に形成され、湾曲しないストレート状の巻線部３ａを有する。巻線部３ａの両端部には接合面４Ｂ１がそれぞれ２つずつ形成されている。２つの接合面４Ｂ１は、頂角６０度の二等辺三角形状をなすように機械研削加工されている。
【００７６】
第２の脚部材２Ｂ２は、側方から見てＵ字の形状に形成され、ストレート状の巻線部３ａを有する。巻線部３ａの両端部には接合面４Ｂ１がそれぞれ形成されている。接合面４Ｂ１は、平坦な面となるように機械切削加工されている。第１及び第２の接合面４Ｂ１，４Ｂ２の表面粗さと平坦度は、接着後の４つの接合部４Ｂ１-４Ｂ２において実質的に隙間を生じない程度までそれぞれ仕上げられている。
【００７７】
第１の脚部材の接合面４Ｂ１の各々に第２の脚部材の接合面４Ｂ２を接合することにより実施例３の磁心１０Ｂが得られる。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2020を用いた。
【００７８】
図９の（ａ）に示す磁心１０Ｂの表面に絶縁性樹脂液を塗布し、磁心１０Ｂを絶縁被覆する。絶縁被覆された磁心の巻線部３ａにそれぞれ導線を巻きつける。各コイル巻線８の巻き数NA,NB,NCは同じにする。３つのコイル巻線８を形成すると、図９の（ｂ）に示す実施例３の三相三脚インダクタ２０Ｂが得られる。
【００７９】
［実施例４］
実施例４の磁心１０Ｃは、図１０の（ａ）に示すように、両端部の形状が異なる第１の脚部材２Ｃ１と２本の第２の脚部材２Ｃ２とを互いに接合してなるものである。本実施例４の脚部材２Ｃ１，２Ｃ２には上記実施例１と同じ磁粉材料を用いた。第１の脚部材２Ｃ１は、側方から見てＵ字の形状に形成され、ストレート状の巻線部３ａを有する。巻線部３ａの両端部には接合面４Ｃ１がそれぞれ形成されている。接合面４Ｃ１は、平坦な面となるように機械切削加工されている。
【００８０】
第２の脚部材２Ｃ２は、側方から見てＵ字の形状に形成され、湾曲しないストレートな巻線部３ａを有する。巻線部３ａの両端部には２つの接合面４Ｃ２，４Ｃ３がそれぞれ形成されている。２つの接合面４Ｃ２，４Ｃ３は、頂角９０度の不等辺三角形状をなすように機械研削加工されている。第１乃至第３の接合面４Ｃ１，４Ｃ２，４Ｃ３の表面粗さと平坦度は、接着後の６つの接合部４Ｃ１-４Ｃ２，４Ｃ３-４Ｃ３において実質的に隙間を生じない程度までそれぞれ仕上げられている。
【００８１】
先ず２本の第２の脚部材の接合面４Ｃ３同士を接合し、次いで第１の脚部材の接合面４Ｃ１と第２の脚部材の接合面４Ｃ２とを接合することにより実施例４の磁心１０Ｃが得られる。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2020を用いた。
【００８２】
図１０の（ａ）に示す磁心１０Ｃの表面に絶縁性樹脂液を塗布し、磁心１０Ｃを絶縁被覆する。絶縁被覆された磁心の巻線部３ａにそれぞれ導線を巻きつける。各コイル巻線８の巻き数NA,NB,NCは同じにする。３つのコイル巻線８を形成すると、図１０の（ｂ）に示す実施例４の三相三脚インダクタ２０Ｃが得られる。
【００８３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態の磁心（５ピース接合コア）およびインダクタ並びにそれらの製造方法について説明する。
【００８４】
第２の実施形態の磁心は、５つの磁性体ピースを接合してつくられる。第２の実施形態の磁心は、図１１、図１２、図１３、図１５、図１６、図１７、図１８（ａ）、図１９、図２０、図２１、図２２にそれぞれ示すように、３つの脚部材２Ｄ〜２Ｍが一対のインサート部材６，６Ｆ〜６Ｍを介して互いに接合される。また、第２の実施形態のインダクタは、図１１、図１２、図１３、図１５、図１６、図１７（ａ）、図１９、図２０、図２１、図２２にそれぞれ示すように、５ピース接合コアの絶縁された三脚にそれぞれ導線を巻きつけてつくられる。
【００８５】
［実施例５］
次に、図１１と図１２を参照して本実施形態２に係る実施例５の磁心およびインダクタについて説明する。
【００８６】
図１１の（ａ）と（ｂ）に示すように、実施例５の磁心１０Ｄでは、一対のインサート部材６を中央に配置し、３本の脚部材２Ｄをインサート部材６の周囲に軸対象に配置している。インサート部材６は３つの接合面７を有する正三角柱である。一対のインサート部材６は、中心軸３０が正三角柱の中心を通るように互いに離間して配置されている。インサート部材６の磁粉材料としてFe-Si-B-Nb-Cuの組成をもつＦｅ基ナノ結晶軟磁性材料を用いた。Ｆｅ基ナノ結晶軟磁性材料は、Ｆｅ基アモルファス合金を極微小のナノサイズに結晶化させ、ランダム配向した強磁性相のナノ結晶粒をアモルファス相中に分散させた混合組織を有する磁気異方性のない材料である。また、インサート部材の成形助剤としてシリコーン樹脂およびＰＶＡを用いた。
【００８７】
３本の脚部材２Ｄは、側方から見てＵ字の形状に形成され、湾曲しないストレートな巻線部３ａを有する。脚部材の磁粉材料として純度９７％以上の純鉄粉を用いた。また、脚部材の成形助剤としてＰＶＡおよび水ガラスを用いた。巻線部３ａの両端部には接合面４Ｄがそれぞれ形成されている。接合面４Ｄは、平坦な面となるように機械切削加工されている。
【００８８】
接合面４Ｄ，７の表面粗さと平坦度は、接着後の６つの接合部４Ｄ-７において実質的に隙間を生じない程度までそれぞれ仕上げられている。２つのインサート部材の接合面７に３本の脚部材の接合面４Ｄをそれぞれ接合することにより、実施例５の磁心１０Ｄが得られる。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。
【００８９】
実施例５の磁心１０Ｄの各部サイズを列記する。脚部の長さは４５ｍｍ、脚部の幅は１５ｍｍ、脚部の厚みは７．５ｍｍ、巻線部の長さは３０ｍｍ、脚部の断面積SA（=SB,SC）は１１２．５ｍｍ2、接合部の総面積AASは３３７．５ｍｍ2、インサート部材の辺の長さは１５ｍｍ、インサート部材の厚みは７．５ｍｍである。
【００９０】
図１１の（ｂ）に示す磁心１０Ｄの表面に絶縁性樹脂液を塗布し、磁心１０Ｄを絶縁被覆する。絶縁被覆された磁心の巻線部３ａにそれぞれ導線を巻きつける。各コイル巻線８の巻き数NA,NB,NCは同じにする。３つのコイル巻線８を形成すると、図１１の（ｃ）に示す実施例５のインダクタ２０Ｄが得られる。
【００９１】
表６に、実施例５のインダクタ２０Ｄが組み込まれる三相PWMインバータの回路定数の一例を示す。
【００９２】
［製造方法３］
実施例５の脚部材２Ｄを作製するための磁粉を準備する（工程Ｓ１１-１）。磁粉として表３に示す各種の材料を用いることができる。磁粉に成形助剤を混合する（工程Ｓ１２-１）。成形助剤として、表２に示す各種の材料を用いることができる。Ｕ字形キャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する（工程Ｓ１３-１）。
【００９３】
金型からプレス成形品を取り出し、プレス成形品の両端部をそれぞれ端面研削する。これによりプレス成形品の両端部に所望の表面粗さの接合面４Ｄが得られる。
【００９４】
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、100〜500℃×2〜5hrの条件で熱処理した（工程Ｓ１４-１）。これにより成形助剤の一部または全部が溶融し、磁粉粒子の相互間隙に溶融物が浸入し、磁粉粒子間の結合力が強化される。本実施例では、脚部材としてプレス成形した純鉄粉の圧粉を300〜500℃の温度条件で熱処理した。これにより図１２に示すような形状の脚部材２Ｄが得られる。
【００９５】
脚部材２Ｄは側方から見てＵ字の形状に形成されている。脚部材２Ｄは、中央部分にストレート状の巻線部３ａを有し、その両側に端部３ｂをそれぞれ有している。巻線部３ａは、導線が巻きつけられる脚部材２Ｄの主要な部位であり、一様な断面積SA（=SB,SC）の矩形断面を有する。
【００９６】
熱処理炉内から脚部材２Ｄを取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、脚部材２Ｄの表面（接合面４Ｄを除く）、少なくとも巻線部３ａの表面を絶縁塗装する（工程Ｓ１５-１）。絶縁塗装された巻線部３ａに導線をそれぞれ直接巻きつけ、３つのコイル巻線８を作製する（工程Ｓ１６）。各コイル巻線８の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
【００９７】
インサート部材を作製するための磁粉を準備する（工程Ｓ１１-２）。磁粉として表３に示す磁気異方性のない各種の材料を用いることができる。なお、インサート部材は、脚部材と同じ磁粉材料であってもよいし、脚部材とは異なる磁粉材料であってもよい。次いで、磁粉に表２から選択した成形助剤を混合する（工程Ｓ１２-２）。
【００９８】
正三角柱形状のキャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する（工程Ｓ１３-２）。
【００９９】
金型からプレス成形品を取り出し、プレス成形品の３つの辺をそれぞれ端面研削する。これによりプレス成形品の３辺に所望の表面粗さの接合面７がそれぞれ得られる。
【０１００】
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、100〜1000℃×2〜5hrの条件で熱処理した（工程Ｓ１４-２）。これにより成形助剤の一部または全部が溶融し、磁粉粒子の相互間隙に溶融物が浸入し、磁粉粒子間の結合力が強化される。本実施例では、インサート部材としてプレス成形したＦｅ基ナノ結晶軟磁性材料の圧粉を500〜800℃の温度条件で熱処理した。熱処理炉内からインサート部材６を取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、インサート部材６の表面（接合面７を除く）を絶縁塗装する（工程Ｓ１５-２）。
【０１０１】
次に３本の脚部材２Ｄと２個のインサート部材６との接合組立について説明する。脚部材の接合面４Ｄとインサート部材の接合面７とにそれぞれ接着剤を塗布し、３本の脚部材２Ｄをインサート部材７にそれぞれ接着接合する（工程Ｓ１７）。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。
【０１０２】
接合組立工程Ｓ１７において、一対のインサート部材６の相互間隔を高精度に位置決めし、さらに一対のインサート部材６に対して３本の脚部材２Ｄを高精度に位置決めし、脚部材の接合面４Ｄとインサート部材の接合面７との間に隙間が生じないように密着させる。この接合時の位置決めには図示しない専用の治具を用いることができる。これにより図１１の（ｂ）に示すように実質的に隙間なく接合された６つの接合部４Ｄ-７が形成される。これらの接合部４Ｄ-７には実質的に隙間が無いため、３本の脚部材２と２個のインサート部材６とは電磁的に互いに密接に結合されたものとなる。このため、３つのコイル巻線８に通電したときに、各相に生じる励磁インダクタンスが均等になり、低損失で高効率のインダクタ２０Ｄが得られる。
【０１０３】
また、接合組立工程Ｓ１７において、インダクタコアの中央領域に非干渉スペース１６が形成される。非干渉スペース１６は、３つのコイル巻線８が互いに接触しないように十分なクリアランスを提供するものである。本実施例では非干渉スペース１６を十分な大きさとするために、脚部材２ＤをＵ字形状とし、脚部材の巻線部３ａを中心軸３０から遠ざけている。この非干渉スペース１６の存在により、３つのコイル巻線８が互いに衝突することなく、３本の脚部材２Ｄをインサート部材６に接合して組み立てることができる。これにより図１１（ｃ）と図１２中に示すインダクタ２０Ｄが得られる。
【０１０４】
さらに、インダクタ２０Ｄの外周に絶縁テープ１９を巻きつけ、インダクタ構成部材をしっかりとテーピング固定する（工程Ｓ１８）。
【表３】
2018156974.tif 000012
【０１０５】
［実施例６］
実施例６の磁心１０Ｅは、図１４の(ａ)に示すように、同一形状の３本の脚部材２Ｅを一対のインサート部材６に接合して作製される。脚部材２Ｅとインサート部材６は上記の製造方法３に準じてそれぞれ作製される。実施例６の脚部材２Ｅは、図１３の(ａ)と(ｂ)に示すように、側方から見てＣ字の形状に形成され、湾曲した巻線部３ａを有する。脚部材２Ｅの原料として表３に示す各種の磁粉材料を用いることができる。本実施例６の脚部材２Ｅの磁粉材料として３〜８％Ｓｉ含有するＦｅ-Ｓｉ系合金を用いた。
【０１０６】
脚部材２Ｅの巻線部３ａの両端部には接合面４Ｅがそれぞれ形成されている。接合面４Ｅは、平坦な面になるように機械研削加工されている。
【０１０７】
インサート部材６は、正三角形柱の形状に形成され、接合面７として３つの側面が機会研削加工されている。接合面７の表面粗さと平坦度は、接着後の６つの接合部４Ｅ-７において実質的に隙間を生じない程度まで仕上げられている。
【０１０８】
インサート部材６の原料として表３に示す磁気異方性のない各種の磁粉材料を用いることができる。本実施例６では、インサート部材６の磁粉材料としてJIS C 2531(1999)に規定されたパーマロイＣ(75% Ni-Cu-Mo-Fe合金)を用いた。
【０１０９】
３本の脚部材２Ｅの表面（接合面４Ｅを除く）および２個のインサート部材６の表面（接合面７を除く）に絶縁性樹脂液をそれぞれ塗布し、各部材２Ｅ，６をそれぞれ絶縁被覆する。絶縁被覆された３本の脚部材の巻線部３ａにそれぞれ導線を巻きつける。各コイル巻線８の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
【０１１０】
脚部材の接合面４Ｅとインサート部材の接合面７とにそれぞれ接着剤を塗布し、３本の脚部材２Ｅをインサート部材６にそれぞれ接着接合する。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2034を用いた。
【０１１１】
このようにして３本の脚部材２Ｅおよび一対のインサート部材６を互いに接合すると、図１４（ｂ）に示す実施例６のインダクタ２０Ｅが得られる。
【０１１２】
［実施例７］
図１５と図１６を参照して実施例７の磁心およびインダクタについて説明するが、本実施例７が上述した実施例６と重複する部分は説明を省略する。
【０１１３】
本実施例７では、図１５の（ａ）と（ｃ）に示す正六角柱形状のインサート部材６Ｆを介して３本の脚部材２Ｆを接合することにより、図１６の（ａ）に示す磁心１０Ｆを作製している。
【０１１４】
脚部材２Ｆとインサート部材６Ｆは上記の製造方法３に準じてそれぞれ作製される。インサート部材６Ｆの原料として表３に示す磁気異方性のない各種の磁粉材料を用いることができる。本実施例７ではインサート部材６Ｆの材料としてＦｅ-Ｓｉ-Ａｌ系合金粉（東邦亜鉛株式会社のHK材）を用い、脚部材２Ｆの材料として３〜８％Ｓｉ含有するＦｅ-Ｓｉ系合金粉を用いた。
【０１１５】
３本の脚部材２Ｆと一対のインサート部材６Ｆとを互いに接合すると、図１６（ａ）に示す実施例７の磁心１０Ｆが得られる。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2034を用いた。
【０１１６】
［実施例８］
図１７を参照して実施例８の磁心およびインダクタについて説明するが、本実施例８が上述した実施例７と重複する部分は説明を省略する。
【０１１７】
本実施例８では不等辺六角柱形状のインサート部材６Ｇを介して３本の脚部材２Ｇを接合し、図１７の（ａ）に示す磁心１０Ｆおよび図１７の（ｂ）に示すインサート部材２０Ｆを作製している。
【０１１８】
本実施例８では、インサート部材６Ｇの形状を不等辺六角柱としている。すなわち、インサート部材６Ｇの６つの辺の長さを等しくしないで、脚部材２Ｇが接合される接合面７Ｇの三辺の幅Ｗ２のほうを非接合面の三辺の幅Ｗ３よりも大きくしている。
【０１１９】
本実施例８では、インサート部材６ＧのサイズをＷ２＞Ｗ３の関係とすることにより、脚部材２Ｇの幅が拡がり、有効断面積が増大するとともに、インサート部材６Ｇがよりコンパクトになり、インダクタ全体が小型化する。
【０１２０】
インサート部材６Ｇの材料として表３に示す磁気異方性のない各種の磁粉材料を用いることができる。本実施例８では、インサート部材６Ｇの材料として例えばＦｅ基ナノ結晶軟磁性粉（Fe-Si-B-Nb-Cu）を用い、脚部材２Ｇの材料として３〜８％Ｓｉ含有するＦｅ-Ｓｉ系合金粉を用いた。
【０１２１】
次に、３本の脚部材が中心軸３０に対して非対称に配置される磁心およびインダクタをそれぞれ説明する。
【０１２２】
図１８の（ａ），（ｂ），（ｃ）に外形が類似する３種類のインダクタをそれぞれ示す。図１８（ａ）のインダクタ２０Ｈは５個のピースを接合した実施例９の磁心１０Ｈを含み、図１８（ｂ）のインダクタ２０Ｉは３個のピースを接合した実施例１０の磁心１０Ｉを含み、図１８（ｃ）のインダクタ２０Ｊは２個のピースを接合した実施例１１の磁心１０Ｊを含むものである。
【０１２３】
先ず実施例９の磁心及びインダクタ並びにそれらを製造するための製造方法４について説明する。
【０１２４】
［実施例９］
図１８の（ａ）に示すように、実施例９のインダクタ２０Ｈ（磁心１０Ｈ）では、一対のインサート部材６Ｈを中央に配置し、３本の脚部材２Ｈをインサート部材６Ｈの周囲に配置している。インサート部材６Ｈは４つの接合面７Ｈを有する正四角柱である。これら４つの接合面７Ｈのうちの３つに脚部材２Ｈがそれぞれ接合されている。一対のインサート部材６Ｈは、中心軸３０が正四角柱の中心を通るように離間して配置されている。インサート部材６Ｈの磁粉材料としてJIS C 2531(1999)に規定されたパーマロイＡ（78.5% Ni-Fe合金）を用いた。また、本実施例ではインサート部材６Ｈの成形助剤としてメチルセルロースおよび水ガラスを用いた。インサート部材６Ｈの４つの側面には接合面７Ｈが形成されている。接合面７Ｈは、平坦な面となるように機械切削加工されている。
【０１２５】
インダクタ２０Ｈ（磁心１０Ｈ）の形状は、Ｚ軸（中心軸３０）方向から見てＴ字状をなし、Ｙ軸方向から見て格子状をなし、Ｘ軸方向から見て環状をなす。
【０１２６】
脚部材２Ｈは側方から見てＵ字の形状に形成されている。脚部材２Ｈは、中央部分にストレート状の巻線部３ａを有し、その両側に端部３ｂをそれぞれ有している。巻線部３ａは、導線が巻きつけられる脚部材２Ｈの主要な部位であり、一様な断面積SA（=SB,SC）の矩形断面を有する。脚部材２Ｈの磁粉材料として純度９７％以上の純鉄粉を用いた。また、本実施例では脚部材２Ｈの成形助剤としてＰＶＢおよびシリコーン樹脂を用いた。巻線部３ａの両端部には接合面４Ｈがそれぞれ形成されている。接合面４Ｈは、平坦な面となるように機械切削加工されている。
【０１２７】
接合面４Ｈ，７Ｈの表面粗さと平坦度は、接着後の６つの接合部４Ｈ-７Ｈにおいて実質的に隙間を生じない程度までそれぞれ仕上げられている。
【０１２８】
脚部材２Ｈの表面（接合面４Ｈを除く）に絶縁性樹脂液を塗布し、脚部材２Ｈを絶縁被覆する。絶縁被覆された磁心の巻線部３ａにそれぞれ導線を巻きつける。３つのコイル巻線８の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
【０１２９】
専用の治具で脚部材２Ｈとインサート部材６Ｈとをそれぞれ位置決めし、脚部材の接合面４Ｈとインサート部材の接合面７Ｈとに接着剤を塗布し、両者を接着接合する。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。このようにして図１８の（ａ）に示す実施例９のインダクタ２０Ｈを得た。
【０１３０】
［製造方法４］
図１９に示すように実施例９の脚部材２Ｈを作製するための磁粉を準備する（工程Ｓ２１-１）。磁粉として表３に示す各種の材料を用いることができる。磁粉に成形助剤を混合する（工程Ｓ２２-１）。成形助剤として表２に示す各種の材料を用いることができる。
【０１３１】
Ｕ字形キャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する（工程Ｓ２３-１）。金型からＵ字形状のプレス成形品を取り出し、プレス成形品の両端部をそれぞれ端面研削する。これによりプレス成形品の両端部に所望の表面粗さの接合面４Ｈが得られる。
【０１３２】
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、100〜500℃×2〜5hrの条件で熱処理した（工程Ｓ２４-１）。これにより成形助剤の一部または全部が溶融し、磁粉粒子の相互間隙に溶融物が浸入し、磁粉粒子間の結合力が強化される。これにより高透磁率の脚部材２Ｈが得られる。脚部材２Ｈは、側方から見てＵ字の形状に形成され、湾曲しないストレートな巻線部３ａを有する。
【０１３３】
熱処理炉内から脚部材２Ｈを取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、脚部材２Ｈの表面（接合面４Ｈを除く）、少なくとも巻線部３ａの表面を絶縁塗装する（工程Ｓ２５-１）。
【０１３４】
絶縁塗装された巻線部３ａに導線をそれぞれ直接巻きつけ、３つのコイル巻線８を作製する（工程Ｓ２６）。３つのコイル巻線８の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
【０１３５】
インサート部材を作製するための磁粉を準備する（工程Ｓ２１-２）。磁粉として表３に示す磁気異方性のない各種の材料を用いることができる。磁粉に成形助剤を混合する（工程Ｓ２２-２）。成形助剤として、表２に示す各種の材料を用いることができる。
【０１３６】
正四角柱形状のキャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する（工程Ｓ２３-２）。金型から正四角柱形状のプレス成形品を取り出し、プレス成形品の側面をそれぞれ端面研削する。これによりプレス成形品に所望の表面粗さの接合面７Ｈがそれぞれ得られる。
【０１３７】
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、500〜1000℃×2〜5hrの条件で熱処理する（工程Ｓ２４-２）。熱処理炉内からインサート部材６Ｈを取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、インサート部材６Ｈの表面（接合面７Ｈを除く）を絶縁塗装する（工程Ｓ２５-２）。
【０１３８】
次に３本の脚部材２Ｈと２個のインサート部材６Ｈとの接合組立について説明する。脚部材２Ｈは接合面４Ｈを除いて絶縁被覆され、巻線部３ａにはコイル巻線８が巻きつけられている。脚部材の接合面４Ｈとインサート部材の接合面７Ｈとにそれぞれ接着剤を塗布し、３本の脚部材２Ｈをインサート部材７Ｈにそれぞれ接着接合する（工程Ｓ２７）。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。これにより３本の脚部材２Ｈは、互いに絶縁されることなく、電磁的に結合される。
【０１３９】
接合組立工程Ｓ２７において、一対のインサート部材６Ｈの相互間隔を高精度に位置決めし、さらに一対のインサート部材６Ｈに対して３本の脚部材２Ｈを高精度に位置決めし、脚部材の接合面４Ｈとインサート部材の接合面７Ｈとの間に隙間が生じないように密着させる。この接合時の位置決めには図示しない専用の治具を用いることができる。これにより図１８の（ａ）に示すように実質的に隙間なく接合された６つの接合部４Ｈ-７Ｈが形成される。これらの接合部４Ｈ-７Ｈには実質的に隙間が無いため、３本の脚部材２Ｈと２個のインサート部材６Ｈとは電磁的に互いに密接に結合されたものとなる。このため、３つのコイル巻線８に通電したときに、各相に生じる励磁インダクタンスが均等になり、低損失で高効率のインダクタ２０Ｈが得られる。
【０１４０】
さらに、インダクタ２０Ｈの外周に絶縁テープ１９を巻きつけ、インダクタの構成部材をしっかりとテーピング固定する（工程Ｓ２８）。
【０１４１】
なお、本実施例では、脚部材に導線を巻きつけた後にインサート部材に脚部材を接合したが、脚部材とインサート部材を接合した後にコアの脚部材に導線を巻きつけることもできる。
【０１４２】
［実施例１０］
図１８の（ｂ）に示すように、実施例１０のインダクタ２０Ｉ（磁心１０Ｉ）は、上述した実施例９と同様に、Ｚ軸方向から見てＴ字の形状をなし、Ｙ軸方向から見て格子状をなし、Ｘ軸方向から見て環状をなす。しかし、本実施例１０のインダクタ２０Ｉ（磁心１０Ｉ）では、インサート部材が無く、３本の脚部材２Ｉを互いに直接接合している。すなわち、本実施例の磁心１０Ｉでは、３本のうちの２本の脚部材２Ｉの端面４Ｉ同士を突合せ接合し、残り１本の脚部材２Ｉの端面４Ｉを前記２本の脚部材２Ｉの側面４Ｓに接合している。２本の脚部材２Ｉを突合せ接合した結果として接合部４Ｉ-４Ｉが形成されている。また、残り１本の脚部材２Ｉと２本の脚部材２Ｉとをサイド接合した結果として接合部４Ｉ-４Ｓ-４Ｓが形成されている。これらの接合部４Ｉ-４Ｉ，４Ｉ-４Ｓ-４Ｓのいずれにも実質的に隙間がなく、３本の脚部材２Ｉは互いに緊密に接合されている。
【０１４３】
［実施例１１］
図１８の（ｃ）に示すように、実施例１１のインダクタ２０Ｊ（磁心１０Ｊ）は、上述した実施例９，１０と同様に、Ｚ軸方向から見てＴ字の形状をなし、Ｙ軸方向から見て格子状をなし、Ｘ軸方向から見て環状をなす。しかし、本実施例１１のインダクタ２０Ｊ（磁心１０Ｊ）では、インサート部材を介することなく２つの脚部材２Ｊ，９を直接接合している。すなわち、本実施例の磁心１０Ｉでは、両脚部材９の側面９Ｓに脚部材２Ｊの端面４Ｊを接合している。
【０１４４】
脚部材２Ｊは、側方から見てＵ字の形状に形成され、１つの脚部を有するものである。脚部材２Ｊの１つの脚部には導線が巻きつけられ、１つのコイル巻線８が形成される。これに対して、両脚部材９は、環状またはリング状に形成され、２つの脚部を有するものである。両脚部材９の２つの脚部には導線がそれぞれ巻きつけられ、２つのコイル巻線８が形成されるようになっている。
【０１４５】
脚部材２Ｊと両脚部材９とを接合した結果として２つの接合部４Ｊ-９Ｓが形成されている。これらの接合部４Ｊ-９Ｓのいずれにも実質的に隙間がなく、脚部材２Ｊと両脚部材９とは互いに緊密に接合されている。
【０１４６】
次に図２０を参照して実施例１２の磁心及びインダクタ並びにそれらを製造するための製造方法５について説明する。なお、本実施例１２が上記実施例９と重複する部分は説明を省略する。
【０１４７】
［実施例１２］
実施例１２の磁心１０Ｋおよびインダクタ２０Ｋは、３本の脚部材２Ｋを巻鉄心とした点を除いて、他の構成は上述の実施例９と実質的に同じである。
【０１４８】
脚部材２Ｋは側方から見てＵ字の形状に形成されている。脚部材２Ｋは、中央部分にストレート状の巻線部３ａを有し、その両側に端部３ｂをそれぞれ有している。巻線部３ａは、導線が巻きつけられる脚部材２Ｋの主要な部位であり、一様な断面積SA（=SB,SC）の矩形断面を有する。脚部材２Ｋの材料として３％Ｓｉ含有ケイ素鋼帯でできた巻き鉄心を用いた。巻線部３ａの両端部には接合面４Ｋがそれぞれ形成されている。接合面４Ｋは、平坦な面となるように機械切削加工されている。
【０１４９】
インサート部材６Ｋは、上記実施例９のインサート部材６Ｈと実質的に同じ構成の圧粉磁心であり、磁粉材料としてJIS C 2531(1999)に規定されたパーマロイＡ（78.5% Ni-Fe合金）を用いた。インサート部材６Ｋの４つの側面には接合面７Ｋが形成されている。接合面７Ｋは、平坦な面となるように機械切削加工されている。
【０１５０】
接合面４Ｋ，７Ｋの表面粗さと平坦度は、接着後の６つの接合部４Ｋ-７Ｋにおいて実質的に隙間を生じない程度までそれぞれ仕上げられている。
【０１５１】
脚部材２Ｋの表面（接合面４Ｋを除く）に絶縁性樹脂液を塗布し、脚部材２Ｋを絶縁被覆する。絶縁被覆された磁心の巻線部３ａにそれぞれ導線を巻きつける。３つのコイル巻線８の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
【０１５２】
専用の治具で脚部材２Ｋとインサート部材６Ｋとをそれぞれ位置決めし、脚部材の接合面４Ｋとインサート部材の接合面７Ｋとに接着剤を塗布し、両者を接着接合する。接着剤として株式会社オーデックのアレムコボンド526Nを用いた。このようにして図２０に示す実施例１２のインダクタ２０Ｋを得た。
【０１５３】
［製造方法５］
図２０を参照して実施例１２の磁心およびインダクタを製造する方法について説明するが、本方法５が上述した方法４と重複する部分は説明を省略する。
【０１５４】
脚部材２Ｋとして三相用カットコアの名称で市販されている巻鉄心を準備した。巻鉄心は、方向性ケイ素鋼帯を巻回し、歪取り焼きなまし後に、接合面を接着剤で接着し、所望の形状に切断し、研磨することにより、製造されたものである（工程Ｓ２１）。本実施例１２では、このような巻鉄心を脚部材２Ｋに用いた。
【０１５５】
脚部材２Ｋは、湾曲しないストレートな巻線部３ａと、平らな接合面４Ｋを有する非巻線部３ｂとを有し、側方から見てＵ字の形状をなしている。脚部材２Ｋの表面（接合面４Ｋを除く）、少なくとも巻線部３ａの表面を絶縁塗装する（工程Ｓ２５）。絶縁塗装された巻線部３ａに導線をそれぞれ直接巻きつけ、３つのコイル巻線８を作製する（工程Ｓ２６）。３つのコイル巻線８の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
【０１５６】
次に３本の脚部材２Ｋと２個のインサート部材６Ｋとの接合組立について説明する。脚部材２Ｋは接合面４Ｋを除いて絶縁被覆され、巻線部３ａにはコイル巻線８が巻きつけられている。脚部材の接合面４Ｋとインサート部材の接合面７Ｋとにそれぞれ接着剤を塗布し、３本の脚部材２Ｋをインサート部材７Ｋにそれぞれ接着接合する（工程Ｓ２７）。接着剤として株式会社オーデックのアレムコボンド526Nを用いた。
【０１５７】
接合組立工程Ｓ２７において、脚部材の接合面４Ｋとインサート部材の接合面７Ｋとの間に隙間が生じないように密着させる。この接合時の位置決めには図示しない専用の治具を用いることができる。これにより実質的に隙間なく接合された６つの接合部４Ｋ-７Ｋが形成される。これらの接合部４Ｋ-７Ｋには実質的に隙間が無いため、３本の脚部材２Ｋと２個のインサート部材６Ｋとは電磁的に互いに密接に結合されたものとなる。このため、３つのコイル巻線８に通電したときに、各相に生じる励磁インダクタンスが均等になり、低損失で高効率のインダクタ２０Ｋが得られる。
【０１５８】
次に図２１を参照して実施例１３の磁心及びインダクタ並びにそれらを製造するための製造方法６をそれぞれ説明する。
【０１５９】
［実施例１３］
実施例１３のインダクタ２０Ｌは、図２１に示すように、３本の脚部材２Ｌ、一対のインサート部材６Ｌ、および３個のコイルボビン１８を有する。脚部材２Ｌは、真っ直ぐな丸棒形状（円柱形状）の圧粉磁心からなり、一対のインサート部材６Ｌの間に等間隔かつ平行に取り付けられている。脚部材２Ｌごとに１個のコイルボビン１８が装着されている。
【０１６０】
コイルボビン１８は、ポリエチレンテレフタレート(PET)または液晶ポリマー(LCP)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアミド(PA)のような絶縁性樹脂でつくられたボビン１７に導線８を巻きつけたものである。コイルボビン１８の中空軸には脚部材２Ｌが挿通し、脚部材２Ｌによりコイルボビン１８が保持されている。
【０１６１】
一対のインサート部材６Ｌは、三つ葉形状の圧粉磁心からなり、その中心が中心軸３０を通るように互いに離間して配置されている。インサート部材６Ｌの三つ葉の各葉に脚部材２Ｌの端面がそれぞれ接合されている。
【０１６２】
３本の脚部材２Ｌおよび一対のインサート部材６Ｌを互いに接合すると、本実施例の磁心１０Ｌが得られる。さらに、３個のコイルボビン１８を磁心１０Ｌの３本の脚部材２Ｌにそれぞれ装着すると、本実施例のインダクタ２０Ｌが得られる。
【０１６３】
実施例１３のインダクタ２０Ｌの各部サイズを列記する。脚部の長さは２５ｍｍ、脚部の径は１０ｍｍ、コイルボビンの外径は１１ｍｍ、コイルボビンの長さは１８ｍｍ、巻線部の長さは１６ｍｍ、脚部の断面積SA（=SB,SC）は７８．６ｍｍ2、接合部の総面積AASは４７１．３ｍｍ2、インサート部材の最大径は３０ｍｍ、インサート部材の厚みは１０ｍｍである。
【０１６４】
［製造方法６］
図２１に示すように実施例１３の脚部材２Ｌを作製するための磁粉を準備する（工程Ｓ３１-１）。磁粉として表３に示す各種の材料を用いることができる。本実施例では脚部材２Ｌの磁粉材料として３〜８％Ｓｉ含有するＦｅ-Ｓｉ系合金を用いた。磁粉に成形助剤を混合する（工程Ｓ３２-１）。成形助剤として表２に示す各種の材料を用いることができる。本実施例では脚部材２Ｌの成形助剤としてＰＶＡおよび水ガラスを用いた。
【０１６５】
円柱状キャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する（工程Ｓ３３-１）。金型から真っ直ぐな丸棒形状のプレス成形品を取り出し、プレス成形品の両端部をそれぞれ端面研削する。これによりプレス成形品の両端部に所望の表面粗さの接合面４Ｌが得られる。
【０１６６】
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、100〜500℃×2〜5hrの条件で熱処理した（工程Ｓ３４-１）。これにより高透磁率の脚部材２Ｌが得られる。
【０１６７】
インサート部材６Ｌを作製するための磁粉を準備する（工程Ｓ３１-２）。磁粉として表３に示す磁気異方性のない各種の材料を用いることができる。本実施例ではインサート部材６Ｌの磁粉材料としてJIS C 2531(1999)に規定されたパーマロイＡ（78.5% Ni-Fe合金）を用いた。磁粉に成形助剤を混合する（工程Ｓ３２-２）。成形助剤として、表２に示す各種の材料を用いることができる。本実施例ではインサート部材６Ｌの成形助剤としてメチルセルロースおよび水ガラスを用いた。
【０１６８】
三つ葉板状のキャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する（工程Ｓ３３-２）。
【０１６９】
金型から三つ葉板形状のプレス成形品を取り出し、プレス成形品の主面をそれぞれ機械研削する。これによりプレス成形品に所望の表面粗さの接合面７Ｌがそれぞれ得られる。プレス成形品を熱処理炉内に装入し、500〜1000℃×2〜5hrの条件で熱処理する（工程Ｓ３４-２）。熱処理炉内からインサート部材６Ｌを取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、インサート部材６Ｌの表面（接合面７Ｌを除く）を絶縁塗装する（工程Ｓ３５-２）。
【０１７０】
次に、３本の脚部材２Ｌと一対のインサート部材６Ｌと３個のコイルボビン１８との接合組立について説明する。
【０１７１】
脚部材２Ｌおよびインサート部材６Ｌを専用の治具で相対位置あわせし、脚部材２Ｌの一方の接合面４Ｌに接着剤を塗布し、脚部材２Ｌの一方の接合面４Ｌをインサート部材６Ｌの接合面７Ｌに接着する（工程Ｓ３５-１）。両部材２Ｌ，６Ｌの位置あわせでは、インサート部材６Ｌに対して脚部材２Ｌが直角に取り付けられるようにすることが肝要である。
【０１７２】
絶縁性樹脂製のボビン１７に導線を巻きつけ、全部で３個のコイルボビン１８を作製する（工程Ｓ３６）。３個のコイルボビン１８に対する導線の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
【０１７３】
次いで、コイルボビン１８の中空軸にインサート部材６Ｌ上の各脚部材２Ｌを挿通させ、３個のコイルボビン１８を３本の脚部材２Ｌにそれぞれ装着する（工程Ｓ３７）。
【０１７４】
コイルボビン１８を脚部材２Ｌに装着すると、接着しないほうの他方の接合面４Ｌがコイルボビン１８のフランジ端面から僅かに突出した状態となる。この突出した脚部材の他方の接合面４Ｌに接着剤を塗布し、脚部材の他方の接合面４Ｌをもう１つのインサート部材の接合面７Ｌに接着する（工程Ｓ３８）。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。これにより脚部材２Ｌ／インサート部材６Ｌ／コイルボビン１８の三者が接合組立てられたインダクタアッセンブリ２０Ｌが得られる。
【０１７５】
さらに、インダクタ２０Ｌの外周に絶縁テープ１９を巻きつけ、インダクタの構成部材をしっかりとテーピング固定する（工程Ｓ３９）。
【０１７６】
本実施例の接合組立工程Ｓ３８では、脚部材の接合面４Ｌとインサート部材の接合面７Ｌとの間に隙間が生じないように緊密に密着させる。この接合時の位置決めには図示しない専用の治具を用いることができる。これにより実質的に隙間なく接合された６つの接合部４Ｌ-７Ｌが形成される。これらの接合部４Ｌ-７Ｌには実質的に隙間が無いため、３本の脚部材２Ｌと一対のインサート部材６Ｌとは電磁的に互いに密接に結合されたものとなる。このため、３つのコイル巻線８に通電したときに、各相に生じる励磁インダクタンスが均等になる。これにより低損失で高効率のインダクタ２０Ｈが得られる。
【０１７７】
なお、コイルボビン１８を利用するインダクタの製造方法は、本実施例のみに限定されるものではなく、他の実施例にも適用することができる。
【０１７８】
なお、本実施例ではインサート部材の形状を三つ葉板状としたが、これを円板状または円柱状とすることもできる。
【０１７９】
次に図２２を参照して実施例１４の磁心及びインダクタ並びにそれらを製造するための製造方法７について説明する。
【０１８０】
［実施例１４］
本実施例１４が上記の実施例１３と重複する部分は説明を省略する。本実施例１４の磁心１０Ｍおよびインダクタ２０Ｍは、インサート部材に脚部材嵌合用の孔をあけた点を除いて、他の構成は上記実施例１３と実質的に同じである。
【０１８１】
本実施例１４では、脚部材２Ｍおよびコイルボビン１８は上記の実施例１３と実質的に同じであるが、インサート部材６Ｍが上記実施例１３とは異なる。すなわち、本実施例のインサート部材６Ｍでは、上記インサート部材に類似する三つ葉板形状としているが、三つ葉の各葉に孔６１をそれぞれ形成している。すなわち、インサート部材６Ｍの孔６１に脚部材２Ｍの端部をそれぞれ嵌め込み、さらに嵌め込み部分に接着剤を塗布して両部材２Ｍ，６Ｍを接合する構造としている。この接合構造では、脚部材の端部外周面４Ｍとインサート部材の孔６１の周壁面とが接合され、実質的に隙間のない接合部４Ｍ-６１が形成される。
【０１８２】
３本の脚部材２Ｍおよび一対のインサート部材６Ｍを互いに接合すると、本実施例の磁心１０Ｍが得られる。さらに、３個のコイルボビン１８を磁心１０Ｍの３本の脚部材２Ｍにそれぞれ装着すると、本実施例のインダクタ２０Ｍが得られる。
【０１８３】
［製造方法７］
本製造方法７の脚部材の製造工程Ｓ４１-１〜Ｓ４５-１は、上記方法６の工程Ｓ３１-１〜Ｓ３５-１と実質的に同じである。また、コイルボビンの作製工程Ｓ４６〜Ｓ４７は、上記方法６の工程Ｓ３６〜Ｓ３７と実質的に同じである。
【０１８４】
インサート部材６Ｍを作製するための磁粉を準備する（工程Ｓ４１-２）。磁粉として表３に示す磁気異方性のない各種の材料を用いることができる。本実施例ではインサート部材６Ｍの磁粉材料としてJIS C 2531(1999)に規定されたパーマロイＡ（78.5% Ni-Fe合金）を用いた。磁粉に成形助剤を混合する（工程Ｓ４２-２）。成形助剤として、表２に示す各種の材料を用いることができる。本実施例ではインサート部材６Ｍの成形助剤としてメチルセルロースおよび水ガラスを用いた。
【０１８５】
穴あき三つ葉板状のキャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する（工程Ｓ４３-２）。金型から穴あき三つ葉板形状のプレス成形品を取り出し、プレス成形品の３つの穴の周壁をそれぞれ機械研削する。これにより所望の表面粗さの接合面７Ｍを有する孔６１が得られる。
【０１８６】
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、500〜1000℃×2〜5hrの条件で熱処理する（工程Ｓ４４-２）。熱処理炉内からインサート部材６Ｍを取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、インサート部材６Ｍの表面（接合面７Ｍを除く）を絶縁塗装する（工程Ｓ４５-２）。
【０１８７】
次に、３本の脚部材２Ｍ、一対のインサート部材６Ｍ、および３個のコイルボビン１８の接合組立について説明する。
【０１８８】
一方のインサート部材の孔６１の壁面および脚部材の端部外周面４Ｍに接着剤をそれぞれ塗布し、孔６１に脚部材２Ｍの端部を嵌め込み、図２２に示すように３本の脚部材２Ｍを一方のインサート部材６Ｍに接合する。
【０１８９】
次いで、コイルボビン１８の中空軸にインサート部材６Ｍ上の各脚部材２Ｍを挿通させて、３個のコイルボビン１８を３本の脚部材２Ｍにそれぞれ装着する（工程Ｓ４７）。
【０１９０】
コイルボビン１８を脚部材２Ｍに装着すると、接着しないほうの他方の接合面４Ｍがコイルボビン１８のフランジ端面から突出した状態となる。この突出した脚部材の他方の端部外周面４Ｍに接着剤を塗布するとともに、他方のインサート部材６Ｍの孔６１の壁面にも接着剤を塗布し、孔６１に脚部材２Ｍの端部を嵌め込み、図２２に示すように３本の脚部材２Ｍを他方のインサート部材６Ｍに接合する（工程Ｓ４８）。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。これにより脚部材２Ｍ／インサート部材６Ｍ／コイルボビン１８の三者が接合組立てられたインダクタアッセンブリ２０Ｍが得られる。
【０１９１】
さらに、インダクタ２０Ｍの外周に絶縁テープ１９を巻きつけ、インダクタの構成部材をしっかりとテーピング固定する（工程Ｓ４９）。
【０１９２】
本実施例の接合組立工程Ｓ４８では、専用の位置決め用治具を用いることなく、脚部材２Ｍとインサート部材６Ｍとを正確に位置決めすることができる。
【０１９３】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態の磁心（２ピース接合コア）およびインダクタ並びにそれらの製造方法について説明する。第３の実施形態の磁心およびインダクタは、図２３、図２４、図２５、図１８（ｃ）にそれぞれ示すように、２個のピースを接合してそれぞれ作製される。
【０１９４】
［実施例１５］
第３の実施形態に係る実施例１５の磁心およびインダクタについて図２３を参照して説明する。
【０１９５】
実施例１５の磁心１０Ｎは、図２３に示すように、２つの半割三脚部材２Ｎを接合してなるものである。半割三脚部材２Ｎは、接合組立後に脚部となる半分の長さの３つの脚をもつ三脚部材である。すなわち、半割三脚部材２Ｎは、三脚椅子または三脚スタンドのような形状をなし、３つの脚部および３つの脚部の基部が集合して連結される三分岐部をそれぞれ有する。三分岐部はＸＹ面に平行な平らなプレートである。この三分岐部に対して直交するＺ軸方向に３つの脚部がそれぞれ延び出している。３つの脚部は、導線が巻きつけられる巻線部３ａの半分の長さをもち、同一断面積の矩形の形状に形成され、端部に平らな接合面４Ｎがそれぞれ形成されている。
【０１９６】
これら３つの接合面４Ｎ同士を突合せて接着し、２つの半割三脚部材２Ｎが互いに接合されることにより、本実施例の磁心１０Ｎが得られる。
【０１９７】
実施例１５の磁心１０Ｎの各部サイズを列記する。脚部の長さは４０ｍｍ、脚部の幅は１０ｍｍ、脚部の厚みは５ｍｍ、巻線部の長さは３０ｍｍ、非巻線部（三分岐部）の最大径は１０ｍｍ、脚部の断面積SA（=SB,SC）は５０ｍｍ2、接合部の総面積AASは１５０ｍｍ2である。
【０１９８】
［製造方法８］
半割三脚部材２Ｎを作製するための磁粉を準備する（工程Ｓ５１）。磁粉として表４に示す各種の材料を用いることができる。本実施例では脚部材２Ｎの磁粉材料として３〜８％Ｓｉ含有するＦｅ-Ｓｉ系合金を用いた。磁粉に成形助剤を混合する（工程Ｓ５２）。成形助剤として表２に示す各種の材料を用いることができる。本実施例では脚部材２Ｎの成形助剤としてＰＶＡおよび水ガラスを用いた。
【０１９９】
三脚スタンド状のキャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する（工程Ｓ５３）。これにより図２３に示す半割三脚プレス成形品２Ｎを得る。半割三脚プレス成形品２Ｎは、三分岐部および３つの脚部を有する。各脚部の端部には接合面４Ｎがそれぞれ形成されている。接合面４Ｎを機械研削し、算術平均粗さＲａで５μｍ以下の表面粗さに仕上げる。
【０２００】
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、100〜1000℃×2〜5hrの条件で熱処理する（工程Ｓ５４）。この場合に、鉄粉およびアモルファス粉は100〜500℃の条件で熱処理し、それ以外の磁性材料は500〜1000℃の条件で熱処理することが望ましい。熱処理炉内から磁心２Ｎを取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、脚部材となる磁心２Ｎの表面（接合面４Ｎを除く）を絶縁塗装する（工程Ｓ５５）。
【０２０１】
２つの半割三脚プレス成形品２Ｎを向き合わせて相対位置合わせし、３つの接合面４Ｎをそれぞれ対面させ、各接合面４Ｎに接着剤を塗布し、接合面４Ｎ同士を突き合わせ接着して両者を接合する（工程Ｓ５６）。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。これにより本実施例の磁心１０Ｎを得る。磁心１０Ｎは、接着剤で強固に接着された３つの接合部４Ｎ-４Ｎを有する。これらの接合部４Ｎ-４Ｎには実質的に隙間がないため、２つの半割三脚プレス成形品２Ｎは互いに緊密に電磁接合されたものとなる。
【０２０２】
次いで、磁心１０Ｎの絶縁された巻線部に導線をそれぞれ直接巻きつけ、３つのコイル巻線８を形成する（工程Ｓ５７）。これにより本実施例のインダクタ２０Ｎが得られる。さらに、インダクタ２０Ｎの外周に絶縁テープ１９を巻きつけ、インダクタの構成部材をしっかりとテーピング固定する（工程Ｓ５８）。
【表４】
2018156974.tif 000013
【０２０３】
［実施例１６］
実施例１６のインダクタ２０Ｐは、図２４に示すように、２つの半割三脚部材２Ｐを接合してなるものである。２つの半割三脚部材２Ｐは、三脚椅子または三脚スタンドのような形状をなし、３つの脚部および３つの脚部の基部が集合して連結される三分岐部をそれぞれ有する。三分岐部はＸＹ面に平行な平らなプレートである。この三分岐部に対して直交するＺ軸方向に３つの脚部がそれぞれ延び出している。３つの脚部は、導線が巻きつけられる巻線部３ａの半分の長さをもち、同一断面積をもつ円柱形状に形成され、端部に平らな接合面４Ｐがそれぞれ形成されている。
【０２０４】
これら３つの接合面４Ｐ同士を突合せて接着し、２つの半割三脚部材２Ｐが互いに接合されることにより、本実施例の磁心１０Ｐが得られる。
【０２０５】
実施例１６の磁心１０Ｐの各部サイズを列記する。脚部の長さ（コア高さ）は７０ｍｍ、脚部の径は１０ｍｍ、巻線部の長さは２５ｍｍ、非巻線部（三分岐部）の最大径は１０ｍｍ、脚部の断面積SA（=SB,SC）は７８．６ｍｍ2、接合部の総面積AAS；２３５．８ｍｍ2である。
【０２０６】
［製造方法９］
図２４に示すように実施例１６の半割三脚部材２Ｐを作製するための磁粉を準備する（工程Ｓ６１）。磁粉として表４に示す各種の材料を用いることができる。本実施例では脚部材２Ｐの磁粉材料として３〜８％Ｓｉ含有するＦｅ-Ｓｉ系合金を用いた。磁粉に成形助剤を混合する（工程Ｓ６２）。成形助剤として表２に示す各種の材料を用いることができる。本実施例では脚部材２Ｐの成形助剤としてＰＶＡおよび水ガラスを用いた。
【０２０７】
三脚スタンド状のキャビティを有する金型を準備し、金型のキャビティに混合粉を供給し、所定の圧力および室温下でプレス成形する（工程Ｓ６３）。本実施例ではプレス成形を冷間で行うが、これ以外の方法として予熱を施す温間または熱間でプレス成形することも可能である。これにより図２４に示す半割三脚プレス成形品２Ｐを得る。半割三脚プレス成形品２Ｐは、三分岐部および３つの脚部を有する。各脚部の端部には接合面４Ｐがそれぞれ形成されている。接合面４Ｐを機械研削し、算術平均粗さＲａで５μｍ以下の表面粗さに仕上げる。
【０２０８】
プレス成形品を熱処理炉内に装入し、100〜500℃×2〜5hrの条件で熱処理した（工程Ｓ６４）。熱処理炉内から半割三脚プレス成形品２Ｐを取り出し、室温近傍まで温度降下させた後に、脚部材となる磁心２Ｐの表面（接合面４Ｐを除く）を絶縁塗装する（工程Ｓ６５）。
【０２０９】
絶縁性ボビン１７に導線を巻きつけ、全部で３個のコイルボビン１８を作製する（工程Ｓ６６）。３個のコイルボビン１８に対する導線の巻き数NA,NB,NCは同じにする。
【０２１０】
次いで、コイルボビン１８の中空軸に一方の半割三脚プレス成形品２Ｐの脚部を挿通させ、これにより３個のコイルボビン１８を３本の脚部材２Ｌにそれぞれ装着する（工程Ｓ６７）。
【０２１１】
２つの半割三脚プレス成形品２Ｐを向き合わせて相対位置合わせし、３つの接合面４Ｐをそれぞれ対面させ、各接合面４Ｐに接着剤を塗布し、接合面４Ｐ同士を突き合わせ接着して両者を接合する（工程Ｓ６８）。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。これにより本実施例のインダクタ２０Ｐを得る。インダクタ２０Ｐの磁心１０Ｐは、接着剤で強固に接着された３つの接合部４Ｐ-４Ｐを有する。これらの接合部４Ｐ-４Ｐには実質的に隙間がないため、２つの半割三脚プレス成形品２Ｐは互いに緊密に電磁接合されたものとなる。さらに、インダクタ２０Ｐの外周に絶縁テープ１９を巻きつけ、インダクタの構成部材をしっかりとテーピング固定する（工程Ｓ６９）。
【０２１２】
［実施例１７］
実施例１７の磁心１０Ｑは、図２６の(ａ)と(ｂ)に示すように、２つの半割三脚部材２Ｑを接合してなるものである。２つの半割三脚部材２Ｑは、湾曲したＣ字の形状をなし、３つの脚部および３つの脚部の基部が集合して連結される三分岐部をそれぞれ有する。三分岐部は湾曲プレート形状である。この三分岐部から３つの脚部がそれぞれ延び出している。３つの脚部は、導線が巻きつけられる巻線部３ａの半分の長さをもち、同一の矩形断面をもつ湾曲プレート形状に形成され、端部に平らな接合面４Ｑがそれぞれ形成されている。
【０２１３】
半割三脚部材２Ｑの表面（接合面４Ｑを除く）を絶縁塗装し、３つの接合面４Ｑ同士を突合せて接着し、２つの半割三脚部材２Ｑを互いに接合する。接着剤としてスリーエムジャパン株式会社のEW2030を用いた。これにより本実施例の磁心１０Ｑが得られる。磁心１０Ｑは、接着剤で強固に接着された３つの接合部４Ｑ-４Ｑを有する。これらの接合部４Ｑ-４Ｑには実質的に隙間がないため、２つの半割三脚プレス成形品２Ｑは互いに緊密に電磁接合されたものとなる。
【０２１４】
磁心１０Ｑの３つの脚部に導線をそれぞれ巻きつけ、図２６の（ｃ）に示す本実施例のインダクタ２０Ｑが得られる。３つの脚部に対する導線の巻き数NA,NB,NCは同じにする。これにより本実施例のインダクタ２０Ｑが得られる。
【表５】
2018156974.tif 000014
【０２１５】
【表６】
2018156974.tif 000015
【産業上の利用可能性】
【０２１６】
本発明の三相三脚磁心は、無停電電源装置(UPS)の三相PWMインバータ回路にACフィルタとして用いられるインダクタコアとして用いることができる。さらに、本発明の三相三脚磁心は、インダクタコアばかりでなくトランスコアとしても利用することができる。また、本発明の三相三脚インダクタは、各種パワーデバイス回路のフィルタ部品として利用可能であり、とくに無停電電源装置(UPS)の三相PWMインバータ回路にACフィルタとして組み込んで用いられる。
【符号の説明】
【０２１７】
2,2A,2B,2C,2D,2E,2F,2G,2H,2I,2J,2K,2L,2M…脚部材（接合組立後に脚部となる単脚部材）、
2M,2N,2P,2Q…半割脚部材（接合組立後に脚部となる半分の長さの三脚部材）、
3a…巻線部(導線が巻きつけられる脚部の主要な部位)、
3b…端部（接合部が形成される脚部の一部）、
4-4, 4A-4A, 4A-4B, 4C-4C, 4A-4C,4D-7,4E-7,4F-7F,4G-7G,4H-7H, 4I-4I, 4I-4S-4S, 4J-9S, 4K-7K,4L-7L,4M-7M,4N-4N,4P-4P,4Q-4Q…接合部、
4,4A,4B,4C,4D,4E,4F,4G,4H,4I,4J,4K,4L,4M,4N,4P,4Q…脚部材の接合面、
5…絶縁ケースカバー、
6,6F,6G,6H,6K,6L,6M…インサート部材、7,7F,7G,7H,7K,7L…インサート部材の接合面、8…コイル巻線、9…両脚部材（２つの巻線部を有する環状コア）、
10,10A,10B,10C,10D,10E,10F,10G,10H,10I,10J,10K,10L,10M,10N,10P,10Q…磁心（コア）、
16…非干渉スペース（３つのコイル巻線が互いに干渉しない空間）、
17…絶縁ボビン、18…コイルボビン、19…固定テープ、
20,20A,20B,20C,20D,20E,20F,20G,20H,20I,20J,20K,20L,20M,20N,20P…インダクタ、30…中心軸。
【図１】
2018156974.tif 000016
【図２】
2018156974.tif 000017
【図３】
2018156974.tif 000018
【図４】
2018156974.tif 000019
【図５】
2018156974.tif 000020
【図６】
2018156974.tif 000021
【図７】
2018156974.tif 000022
【図８】
2018156974.tif 000023
【図９】
2018156974.tif 000024
【図１０】
2018156974.tif 000025
【図１１】
2018156974.tif 000026
【図１２】
2018156974.tif 000027
【図１３】
2018156974.tif 000028
【図１４】
2018156974.tif 000029
【図１５】
2018156974.tif 000030
【図１６】
2018156974.tif 000031
【図１７】
2018156974.tif 000032
【図１８】
2018156974.tif 000033
【図１９】
2018156974.tif 000034
【図２０】
2018156974.tif 000035
【図２１】
2018156974.tif 000036
【図２２】
2018156974.tif 000037
【図２３】
2018156974.tif 000038
【図２４】
2018156974.tif 000039
【図２５】
2018156974.tif 000040
【図２６】
2018156974.tif 000041
【図２７】
2018156974.tif 000042
【図２８】
2018156974.tif 000043
【図２９】
2018156974.tif 000044