(57)【要約】  本発明概念の１つの態様によれば、軸線方向に延在するコア部材と、軸線方向に延在する外部部材であって、外部部材は、コア部材を少なくとも部分的に取り囲み、それによって、コア部材と外部部材との間に巻き線を収容するために、コア部材の周りにスペースが形成される、外部部材と、半径方向の広がりを示し、貫通孔が設けられたプレート部材であって、コア部材が、貫通孔の中へ延在するように配置されている、プレート部材とを含む、インダクター・コアであって、プレート部材は、コア部材及び外部部材とは別個の部材であり、且つ、コア部材及び外部部材とともに組み立てられるように適合されており、コア部材、プレート部材、及び外部部材を通って延在する磁気フラックス経路が形成される、インダクター・コアが提供される。
2014504799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延在するコア部材と、
軸線方向に延在する外部部材であって、前記外部部材は、前記コア部材を少なくとも部分的に取り囲み、それによって、前記コア部材と前記外部部材との間に巻き線を収容するために、前記コア部材の周りにスペースが形成される、外部部材と、
半径方向の広がりを示し、貫通孔が設けられたプレート部材であって、前記コア部材が、前記貫通孔の中へ延在するように配置されている、プレート部材と
を含む、インダクター・コアであって、
前記プレート部材は、前記コア部材及び前記外部部材とは別個の部材であり、且つ、前記コア部材及び前記外部部材とともに組み立てられるように適合されており、前記コア部材、前記プレート部材、及び前記外部部材を通って延在する磁気フラックス経路が形成される、インダクター・コア。
【請求項２】
前記インダクター・コアが、前記磁気フラックス経路の半径方向に延在する部分の中に配置された磁気フラックス・バリアをさらに含み、前記磁気フラックス・バリアが、前記コア部材と前記プレート部材との間に配置されており、それによって、前記磁気フラックス・バリアが、前記コア部材及び前記プレート部材を分離する、請求項１に記載のインダクター・コア。
【請求項３】
前記外部部材が、前記プレート部材を少なくとも部分的に取り囲む、請求項１から２までのいずれか一項に記載のインダクター・コア。
【請求項４】
前記外部部材が、前記プレート部材を少なくとも部分的に取り囲み、前記インダクター・コアが、前記プレート部材と前記外部部材との間に配置された磁気フラックス・バリアをさらに含んでおり、それによって、前記磁気フラックス・バリアが、前記外部部材及び前記プレート部材を互いから分離する、請求項１に記載のインダクター・コア。
【請求項５】
前記インダクター・コアが、前記コア部材と前記プレート部材との間に配置されたさらなる磁気フラックス・バリアをさらに含み、それによって、前記磁気フラックス・バリアが、前記コア及び前記プレート部材を分離する、請求項４に記載のインダクター・コア。
【請求項６】
前記コア部材、前記外部部材、及び前記プレート部材が、別々の部材であり、組み立てられて、前記コア部材、前記プレート部材、及び前記外部部材を通って延在する磁気フラックス経路を一緒に形成するように適合されている、請求項１から５までのいずれか一項に記載のインダクター・コア。
【請求項７】
前記コア部材及び前記外部部材とともにワンピースに形成され、前記コア部材と前記外部部材との間に半径方向に延在する、追加のプレート部材をさらに含む、請求項１から５までのいずれか一項に記載のインダクター・コア。
【請求項８】
軸線方向に延在するコア部分と、前記コア部分とともにワンピースに形成された、半径方向に延在するプレート部材とを含むコア部材と、
軸線方向に延在する外部部材であって、前記外部部材は、前記コア部分を少なくとも部分的に取り囲み、それによって、前記コア部分と前記外部部材との間に巻き線を収容するために、前記コア部分の周りにスペースが形成され、前記外部部材が、さらに、前記プレート部材を少なくとも部分的に取り囲む、外部部材と
を含むインダクター・コアであって、
前記コア部材及び前記外部部材が、別々の部材であり、組み立てられて、前記コア部分、前記プレート部材、及び前記外部部材を通って延在する磁気フラックス経路を一緒に形成するように適合されている、インダクター・コア。
【請求項９】
前記磁気フラックス経路の半径方向に延在する部分の中に配置された磁気フラックス・バリアをさらに含む、請求項１又は８に記載のインダクター・コア。
【請求項１０】
前記磁気フラックス・バリアが、前記プレート部材と前記外部部材との間に配置されており、それによって、前記磁気フラックス・バリアが、前記外部部材及び前記プレート部材を互いから分離する、請求項８を引用する場合の請求項９に記載のインダクター・コア。
【請求項１１】
前記コア部材が、軟磁性粉末材料から作製されている、請求項１から１０までのいずれか一項に記載のインダクター・コア。
【請求項１２】
前記プレート部材が、軟磁性複合体から作製されている、請求項１から１１までのいずれか一項に記載のインダクター・コア。
【請求項１３】
前記プレート部材が、半径方向に延在する複数の積層された伝導性のシートから作製されている、請求項１から６までのいずれか一項を引用する場合の請求項１１に記載のインダクター・コア。
【請求項１４】
前記外部部材が、フェライトから作製されている、請求項１から１３までのいずれか一項に記載のインダクター・コア。
【請求項１５】
前記外部部材のフラックス伝導性の断面積が、前記コア部材のフラックス伝導性の断面積を超えている、請求項１から１４までのいずれか一項に記載のインダクター・コア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明概念は、インダクター・コアに関する。
【背景技術】
【０００２】
インダクターは、信号処理、ノイズ・フィルタリング、発電、送電システムなどのような多様な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ーを提供するために、インダクターの電気伝導性の巻き線が、細長い磁気伝導性のコア、すなわちインダクター・コアの周りに配置されることが可能である。好ましくは、インダクター・コアは、空気よりも高い透過率を示す材料から作製されており、インダクター・コアは、インダクタンスの増加したインダクターを可能にすることができる。
【０００３】
インダクター・コアは、多種多様な設計及び材料で利用可能であり、それぞれが、その特定の利点及び不利益を有している。しかし、異なる用途のインダクターに対してさらに増加する要求に鑑みて、融通の利く効率的な設計を有し、且つ、幅広い範囲の用途で使用可能なインダクター・コアに対する必要性が依然として存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記に鑑みて、本発明概念の目的は、この要求を満たすことである。以下に、本発明概念の第１及び第２の態様によるインダクター・コアが、説明されることとなる。これらの本発明のインダクター・コアは、ある改善をもたらし、その改善では、本発明のインダクター・コアによって複数のより具体的なインダクター・コア設計が可能になり、それぞれの設計は、その固有の利点を有するが、全て、共通の性能及び製造に関連する利点を示す。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の態様によれば、軸線方向に延在するコア部材と、軸線方向に延在する外部部材であって、外部部材は、コア部材を少なくとも部分的に取り囲み、それによって、コア部材と外部部材との間に巻き線を収容するために、コア部材の周りにスペースが形成される、外部部材と、半径方向の広がりを示し、貫通孔が設けられたプレート部材であって、コア部材が、貫通孔の中へ延在するように配置されている、プレート部材とを含む、インダクター・コアであって、プレート部材は、コア部材及び外部部材とは別個の部材であり、且つ、コア部材及び外部部材とともに組み立てられるように適合されており、コア部材、プレート部材、及び外部部材を通って延在する磁気フラックス経路が形成される、インダクター・コアが提供される。
【０００６】
部材の構成によって、低いリラクタンスの磁気フラックス経路を得ることが可能である。したがって、コア部材を少なくとも部分的に取り囲む外部部材は、巻き線の中を流れる電流によって発生させられた磁気フラックスを、インダクター・コアに閉じ込める２重の効果を提供し、それによって、フラックス伝導体として作用しながら、周囲の干渉を最小化するか、又は、少なくとも低減させることが可能である。
【０００７】
低いリラクタンスの磁気フラックス経路を提供するために、インダクター・コアは、通常、高い磁気透過率を有する材料から作製されている。しかし、そのような材料は、特に、より高い起磁力（ＭＭＦ）で、容易に飽和されることが可能である。飽和されると、インダクターのインダクタンスは、減少することが可能であり、インダクター・コアが使用可能である電流の範囲は、低減させられる。使用可能範囲を改善するための既知の手段は、例えばエア・ギャップの形式の磁気フラックス・バリアを、周囲に巻き線が配置されているコアの部分に配置するということである。したがって、細長い従来技術のコアに関して、エア・ギャップは、コアの軸線方向に延在する。適切に配置されたエア・ギャップは、低減された最大インダクタンスを結果として生じる。また、それは、電流変化に対するインダクタンス感度を低減させる。インダクターの特性は、異なる長さのエア・ギャップを使用することによって、調整されることが可能である。
【０００８】
磁気フラックスが、エア・ギャップを横切って強制的に与えられると、磁場は、フラックス経路の方向と垂直の方向に広まる傾向がある。このフラックスの広まりは、一般的に、「フリンジング・フラックス（ｆｒｉｎｇｉｎｇ  ｆｌｕｘ）」と称されている。小さく、又は短いエア・ギャップは、大きく、又は長いエア・ギャップよりも、場をフリンジ（ｆｒｉｎｇｅ）しないこととなる。エア・ギャップ・フリンジングは、フラックス・リラクタンスを減少させ、それによって、インダクターのインダクタンスを増加させることとなる。しかし、また、この磁気フリンジング・フラックスが時間変動しており、場がワイヤの幾何形状に重なる場合に、取り囲む巻き線ワイヤの中に発生させられた渦電流が存在することとなる。ワイヤの中の渦電流は、巻き線損失を増加させることとなる。したがって、エア・ギャップの従来技術の配置は、巻き線と相互作用するエア・ギャップにおけるフリンジング・フラックスに起因して、効率損失を引き起こす可能性がある。これらの損失を低減させるために、エア・ギャップの領域の巻き線の配置は、慎重に考慮される必要がある。追加的に、これらの損失を低減させるために、例えば、フラット・フォイル（ｆｌａｔ  ｆｏｉｌ）巻き線、又は、非常に細いワイヤの多数のストランドを使用したリッツ線（Ｌｉｔｚ−ｗｉｒｅ）などの、適切に設計されたワイヤ幾何形状を、使用することが必要である可能性がある。
【０００９】
第１の態様の本発明のインダクター・コア設計は、上述の従来技術のアプローチからの出発を可能にする。より具体的には、それは、磁気フラックス・バリアが、磁気フラックス経路の半径方向に延在する部分に配置されることを可能にする。そのような「半径方向の磁気フラックス・バリア」は、磁気フラックス・バリアにおいて巻き線から生じるフリンジング・フラックスを分離し、それによって、関連の効率損失を緩和することを可能にする。
【００１０】
「磁気フラックス・バリア」は、インダクター・コアの中に配置されたバリアとして、解釈されることが可能であり、バリアが、磁気フラックス経路の全体リラクタンスのための決定的要因になるような、半径方向の長さの広がり及びリラクタンスを示す。したがって、フラックス・バリアは、磁気リラクタンスのバリアと称されることも可能である。
【００１１】
一実施例によれば、磁気フラックス・バリアは、磁気透過率の低減された材料を含み、プレート部材と一体化されており、その半径方向の部分にわたって分布させられている。半径方向の部分の長さは、プレート部材の半径方向の完全な広がりに対応することが可能であり、又は、その一部だけに対応することが可能である。
【００１２】
一実施例によれば、磁気フラックス・バリアが、コア部材とプレート部材との間に配置されており、それによって、磁気フラックス・バリアが、コア部材及びプレート部材を分離する。コア部材の中に貫通孔を提供し、コア部材が貫通孔の中へ延在することによって、「半径方向の磁気フラックス・バリア」が、コアとプレート部材との間に延在するスペース又はギャップによって容易に形成されることが可能である。そのような磁気フラックス・バリアは、「半径方向内側の磁気フラックス・バリア」と称されることが可能である。磁気フラックス経路が軸線方向から半径方向へ移行する位置に磁気フラックス・バリアを提供することによって、コア部材とプレート部材との間のフリンジング・フラックスの主要部は、インダクター・コアの内側に出現することが可能であるので、インダクター・コアの外側にフリンジング・フラックスが非常に小さく存在することを実現することが可能になる。
【００１３】
一実施例によれば、外部部材が、プレート部材を少なくとも部分的に取り囲む。これは、コア部材とプレート部材との間、及び、プレート部材と外部部材との間の両方の境界面における磁気フラックス経路が、半径方向に方向付けされているので、安定的な構成を可能にする。それによって、フラックスに誘導された、インダクター・コアの上の軸線方向の応力は、低く維持されることが可能である。
【００１４】
プレート部材を少なくとも部分的に取り囲むように外部部材を配置することによって、プレート部材と外部部材との間に磁気フラックス・バリアを配置することが可能となり、それによって、磁気フラックス・バリアが、外部部材及びプレート部材を互いから分離する。そのような磁気フラックス・バリアは、「半径方向外側の磁気フラックス・バリア」と称されることが可能である。半径方向外側の磁気フラックス・バリア及び半径方向内側の磁気フラックス・バリアは、同一又は対応する利点を提供する。しかし、半径方向外側の磁気フラックス・バリアは、半径方向外側の磁気フラックス・バリアにおいて巻き線から生じるフリンジング・フラックスのさらなる分離を可能にし、それによって、関連の効率損失を緩和することが可能であるという点において、追加の利点を提供する。
【００１５】
一実施例によれば、インダクター・コアは、半径方向内側の磁気フラックス・バリアと半径方向外側の磁気フラックス・バリアの両方を含む。したがって、第１の磁気フラックス・バリアが、コア部材とプレート部材との間に配置されており、第２の磁気フラックス・バリアが、プレート部材と外部部材との間に配置されている。そのような２重のバリア配置が、場合によっては、設計の融通性の増加を提供することが可能である。そのうえ、それぞれのバリアは、磁気フラックス経路の全体リラクタンスに対して、単一のバリア配置と同じ複合的寄与を維持しながら、より小さい半径方向の厚さで提供されることが可能であるので、２重のバリア配置は、単一のバリア配置と比較して、インダクター・コアの外側に、低減されたフリンジング・フラックスを可能にする。より小さい半径方向の厚さは、それぞれの部材の間のより小さい間隔を可能にし、そして、それが、より少ないフリンジング・フラックスを導く。
【００１６】
上記から理解されることとなるように、第１の態様のインダクター・コアは、モジュール式の設計を示し、プレート部材は、コア部材及び外部部材から分離されて形成されることが可能である。したがって、プレート部材のための製作は、他の部材の製作から切り離して最適化されることが可能である。その後、部材は、都合の良い方式で一緒に組み立てられることが可能である。
【００１７】
一実施例によれば、部材は、軟磁性粉末材料から作製されている。軟磁性粉末材料は、軟磁性複合体（ＳＭＣ）であることが可能である。軟磁性複合体は、電気絶縁コーティングを備えた磁性粉末粒子（例えば鉄粒子）を含むことが可能である。プレート部材の中の貫通孔は、同じ量の押圧力を使用して、より大きいインダクター・コアを製造することを可能にし、又は、逆に、より少ない押圧力を使用して、従来技術のサイズのインダクター・コアを製造することを可能にする。
【００１８】
また、第１の態様によるインダクター・コア設計は、製造の間の公差に関連する利点も提供する。コア部材、プレート部材、及び／又は、外部部材は、軟磁性粉末材料の単軸圧縮によって製造されることが可能である。コア部材、プレート部材、及び／又は、外部部材は、軟磁性粉末材料を成形することによって製造されることが可能である。成形は、それぞれの部材の軸線方向に対応する方向に押圧することによって、粉末材料を圧縮するということを含むことが可能である。半径方向において、部材の寸法は、型のキャビティ壁によって限定される。したがって、部材は、軸線方向よりも半径方向に一層厳しい公差の単軸圧縮を使用して、製造されることが可能である。結果的に、製造された部材は、半径方向に高い精度の寸法を示すことが可能である。これは、互いに関して半径方向に分布させられた部材同士の間に、正確な装着が実現されることを可能にするので、有利である。そのうえ、磁気フラックス・バリアの半径方向の広がりの長さ（例えば、貫通孔の半径、及び、コア部材の半径方向の広がりによって決定されるか、又は、プレート部材の半径方向の広がり、及び、外部部材の半径方向の寸法によって決定される）は、正確に決定されることが可能であり、そして、それは、インダクター最終製品のインダクタンスに関して良好な精度を可能にする。この精度の程度は、軸線方向に延在するエア・ギャップを備えた、圧縮されたインダクター・コアを製造するときに、実現することが非常に困難であった。
【００１９】
一実施例によれば、コア部材、外部部材、及びプレート部材が、別々の部材であり、組み立てられて、コア部材、プレート部材、及び外部部材を通って延在する磁気フラックス経路を一緒に形成するように適合されている。それによって、それぞれの部材は、都合の良い方式で、別々に製造されることが可能である。部材は、軟磁性粉末材料から作製されることが可能であり、インダクター・コアの部材は、単一レベルの工具を使用して、効率的に製作されることが可能である。
【００２０】
インダクター・コアのモジュール式の設計は、さらに、インダクター・コアのハイブリッド設計を可能に、それぞれの部材は、最も適当な材料で形成されることが可能である。
【００２１】
一実施例によれば、外部部材のフラックス伝導性の断面積が、コア部材のフラックス伝導性の断面積を超えている。これは、いくつかの用途において、有利であることが可能である。それは、いくつかのハイブリッド設計にとって、特に有利であることが可能である。例えば、コア部材は、軟磁性複合材料から作製されることが可能であり、外部部材は、ソフトフェライトなどのようなフェライトから作製されることが可能である。
【００２２】
フェライト材料は、軟磁性複合体よりも高い透過率及び低い渦電流損失を示すことが可能であるが、また、より低い飽和のレベルを示すことも可能である。しかし、外部部材のフラックス伝導性の断面積を、コア部材のフラックス伝導性の断面積よりも大きくすることによって、より低い飽和レベルが補償されることが可能である。したがって、外部部材の飽和レベルは、増加させられることが可能であり、インダクター・コアの全体損失は、低減させられることが可能である。
【００２３】
一実施例によれば、コア部材は、軟磁性粉末から作製されており、プレート部材は、半径方向に延在する複数の積層された伝導性のシートから作製されている。コア部材がプレート部材の貫通孔の中へ延在しているので、フラックスが、軸線方向に延在するコア部材と、半径方向に延在する、プレート部材の伝導性のシートとの間で、効率的に伝達されることが可能である。これが、プレート部材を少なくとも部分的に取り囲むように外部部材を配置させることと組み合わせられた場合、フラックスは、また、プレート部材の伝導性のシートと外部部材との間で、効率的に伝達されることも可能である。
【００２４】
一実施例によれば、プレート部材が、外向き半径方向に減少する軸線方向の寸法を示す。プレート部材の円周が、外向き半径方向に沿って増加するので、プレート部材とコア部材との間の境界面におけるものと同じフラックス伝導性の断面積を維持しながら、プレート部材の軸線方向の寸法が、徐々に低減させられることが可能である。したがって、プレート部材に必要とされる材料の量は、効率に悪影響を及ぼすことなく、低減させられることが可能である。
【００２５】
一実施例によれば、プレート部材の貫通孔は、プレート部材の外側軸線方向側部に向かう方向に沿って減少する半径方向の寸法を示す。外側軸線方向側部は、コア部材と外部部材との間の巻き線スペースから離れる方向に面するプレート部材の側部である。
【００２６】
一実施例によれば、コア部材が、貫通孔を完全に通って延在している。これが、コア部材とプレート部材との間のより大きい境界面を可能にする。
【００２７】
一実施例によれば、コア部材が、貫通孔を通って、且つ、貫通孔を超えて延在している。これが、コア部材に冷却手段が設けられることを可能にし、磁気フラックス及び巻き線電流によって発生させられた熱が、インダクター・コアから効率的に放散されることが可能である。
【００２８】
一実施例によれば、プレート部材が、第１のプレート部材であり、インダクター・コアが、追加の、又は、第２のプレート部材をさらに含む。第１のプレート部材及び第２のプレート部材が、外部部材の両側端部に提供されることが可能である。第１のプレート部材及び第２のプレート部材が、コア部材の両側端部に提供されることが可能である。コア部材、外部部材、第１のプレート部材、及び第２のプレート部材は、別々の部材を形成することが可能であり、組み立てられるように適合されることが可能である。
【００２９】
代替的に、第２のプレート部材は、コア部材及び外部部材とともにワンピースに形成され、コア部材と外部部材との間で半径方向に延在するように配置されることが可能である。これが、非常に安定的な構成を可能にする。
【００３０】
組み立てられると、部材は、コア部材、第１のプレート部材、外部部材、及び第２のプレート部材を通って延在する磁気フラックス経路を一緒に形成することが可能である。そのうえ、部材は、巻き線電流によって発生させられた磁気フラックスを周囲から効率的に保護する、閉じたインダクター・コア設計を可能にする。
【００３１】
第２の態様によれば、軸線方向に延在するコア部分と、前記コア部分とともにワンピースに形成された、半径方向に延在するプレート部材とを含むコア部材と、軸線方向に延在する外部部材であって、外部部材は、コア部分を少なくとも部分的に取り囲み、それによって、コア部分と外部部材との間に巻き線を収容するために、コア部分の周りにスペースが形成され、外部部材が、さらに、プレート部材を少なくとも部分的に取り囲む、外部部材とを含むインダクター・コアであって、コア部材及び外部部材が、別々の部材であり、組み立てられて、コア部分、プレート部材、及び外部部材を通って延在する磁気フラックス経路を一緒に形成するように適合されている、インダクター・コアが提供される。
【００３２】
部材の構成によって、比較的低いリラクタンスの磁気フラックス経路を得ることが可能である。コア部材を少なくとも部分的に取り囲む外部部材は、巻き線の中を流れる電流によって発生させられた磁気フラックスを、インダクター・コアに閉じ込め、それによって、フラックス伝導体として作用しながら、周囲の干渉を最小化するか、又は、少なくとも低減させることが可能である。
【００３３】
外部部材が、プレート部材を少なくとも部分的に取り囲む。これは、プレート部材と外部部材との間の境界面における磁気フラックス経路が、半径方向に方向付けされているので、安定的な構成を可能にする。それによって、フラックスに誘導された、インダクター・コアの上の軸線方向の応力は、低く維持されることが可能である。コア部分及びプレート部材が一体化されるということと組み合わせられて、これは、さらに安定性を増大させる。
【００３４】
低いリラクタンスの磁気フラックス経路を提供するために、インダクター・コアは、通常、高い磁気透過率を有する材料から作製されている。しかし、そのような材料は、特に、高い起磁力（ＭＭＦ）で、容易に飽和されることが可能である。飽和されると、インダクターのインダクタンスは、減少することが可能であり、インダクター・コアが使用可能である電流の範囲は、低減させられる。使用可能範囲を改善するための既知の手段は、エア・ギャップを、周囲に巻き線が配置されているコアの部分に配置するということである。したがって、細長い従来技術のコアに関して、エア・ギャップは、コアの軸線方向に延在する。適切に配置されたエア・ギャップは、低減された最大インダクタンスを結果として生じる。しかし、また、それは、電流変化に対するインダクタンス感度を低減させる。インダクターの特性は、異なる長さのエア・ギャップを使用することによって、調整されることが可能である。
【００３５】
磁気フラックスが、エア・ギャップを横切って強制的に与えられると、磁場は、フラックス経路の方向と垂直の方向に広まる傾向がある。このフラックスの広まりは、一般的に、「フリンジング・フラックス」と称されている。小さく、又は短いエア・ギャップは、大きく、又は長いエア・ギャップよりも、場をフリンジしないこととなる。エア・ギャップ・フリンジングは、フラックス・リラクタンスを減少させ、それによって、インダクターのインダクタンスを増加させることとなる。しかし、また、この磁気フリンジング・フラックスが時間変動しており、場がワイヤの幾何形状に重なる場合に、取り囲む巻き線ワイヤの中に発生させられた渦電流が存在することとなる。ワイヤの中の渦電流は、巻き線損失を増加させることとなる。したがって、エア・ギャップの従来技術の配置は、巻き線と相互作用するエア・ギャップにおけるフリンジング・フラックスに起因して、効率損失を引き起こす可能性がある。これらの損失を低減させるために、エア・ギャップの領域の巻き線の配置は、慎重に考慮される必要がある。追加的に、これらの損失を低減させるために、例えば、フラット・フォイル巻き線、又は、非常に細いワイヤの多数のストランドを使用したリッツ線などの、適切に設計されたワイヤ幾何形状を、使用することが必要である可能性がある。
【００３６】
第２の態様の本発明のインダクター・コア設計は、上述の従来技術のアプローチからの出発を可能にする。より具体的には、それは、磁気フラックス・バリアが、磁気フラックス経路の半径方向に延在する部分に配置されることを可能にする。そのような「半径方向の磁気フラックス・バリア」は、磁気フラックス・バリアにおいて巻き線から生じるフリンジング・フラックスを分離し、それによって、関連の効率損失を緩和することを可能にする。
【００３７】
一実施例によれば、磁気フラックス・バリアは、磁気透過率の低減された材料を含み、プレート部材と一体化されており、その半径方向の部分にわたって分布させられている。半径方向の部分の長さは、プレート部材の半径方向の完全な広がりに対応することが可能であり、又は、その一部だけに対応することが可能である。
【００３８】
第２の態様によれば、外部部材が、プレート部材を少なくとも部分的に取り囲む。これが、磁気フラックス・バリアがプレート部材と外部部材との間に配置されることを可能にし、それによって、磁気フラックス・バリアが、プレート部材及び外部部材を互いから分離する。磁気フラックス経路が軸線方向から半径方向へ移行する位置に磁気フラックス・バリアを提供することによって、コア部材と外部部材との間のフリンジング・フラックスの主要部は、インダクター・コアの内側に出現することが可能であるので、インダクター・コアの外側に、非常に小さいフリンジング・フラックスを実現することが可能になる。
【００３９】
第２の態様のインダクター・コアは、モジュール式の設計を示し、コア部材及び外部部材は、互いから分離されて形成されることが可能である。したがって、それぞれの部材のための製作方法は、他の部材の製作方法から切り離して最適化されることが可能である。その後、部材は、都合の良い方式で一緒に組み立てられることが可能である。
【００４０】
一実施例によれば、部材は、軟磁性粉末材料から作製されている。軟磁性粉末材料は、軟磁性複合体（ＳＭＣ）であることが可能である。軟磁性複合体は、電気絶縁コーティングを備えた磁性粉末粒子（例えば鉄粒子）を含むことが可能である。
【００４１】
また、第２の態様は、製造の間の公差に関連する利点も提供する。コア部材、プレート部材、及び／又は、外部部材は、軟磁性粉末材料の単軸圧縮によって製造されることが可能である。コア部材及び／又は外部部材は、軟磁性粉末材料を成形することによって製造されることが可能である。成形は、それぞれの部材の軸線方向に対応する方向に押圧することによって、粉末材料を圧縮するということを含むことが可能である。半径方向において、部材の寸法は、型によって限定される。したがって、部材は、軸線方向よりも半径方向に一層厳しい公差の単軸圧縮を使用して、製造されることが可能である。したがって、このように製造された部材は、半径方向に非常に厳しい公差を示すことが可能である。これは、良好な装着がコア部材と外部部材との間に実現されることを可能にするので、有利である。そのうえ、磁気フラックス・バリアの半径方向の広がりの長さ（例えば、プレート部材及び外部部材の半径方向の寸法によって決定される）は、正確に決定されることが可能であり、そして、それは、インダクター最終製品のインダクタンスに関して良好な精度を可能にする。この精度の程度は、軸線方向に延在するエア・ギャップを備えたインダクター・コアにとって、実現することが非常に困難であった。
【００４２】
インダクター・コアのモジュール式の設計は、さらに、インダクター・コアのハイブリッド設計を可能にし、それぞれの部材は、最も適当な材料で形成されることが可能である。
【００４３】
一実施例によれば、フラックス経路に沿って取られた外部部材のフラックス伝導性の断面積が、コア部分のフラックス伝導性の断面積を超えている。これは、いくつかの用途にとって、有利であることが可能である。例えば、それは、いくつかのハイブリッド設計にとって、有利であることが可能である。より具体的な例として、コア部材は、軟磁性複合材料から作製されることが可能であり、外部部材は、フェライトから作製されることが可能である。
【００４４】
フェライトは、軟磁性複合体よりも高い透過率及び低い渦電流損失を示すことが可能であるが、また、より低い飽和のレベルを示すことも可能である。しかし、外部部材のフラックス伝導性の断面積を、コア部材のコア部分のフラックス伝導性の断面積よりも大きくすることによって、より低い飽和レベルが補償されることが可能である。したがって、外部部材の飽和レベルは、増加させられることが可能であり、インダクター・コアの全体損失は、低減させられることが可能である。
【００４５】
一実施例によれば、コア部材のプレート部材が、外向き半径方向に減少する軸線方向の寸法を示す。プレート部材の円周が、外向き半径方向に沿って増加するので、コア部分とプレート部材との間の移行部におけるものと同じフラックス伝導性の断面積を維持しながら、プレート部材の軸線方向の寸法が、徐々に低減させられることが可能である。したがって、インダクター・コアに必要とされる材料の量は、効率に悪影響を及ぼすことなく、低減させられることが可能である。
【００４６】
一実施例によれば、インダクター・コアが、第２のプレート部材をさらに含む。したがって、インダクター・コアは、第１のプレート部材及び第２のプレート部材を含む。第１のプレート部材及び第２のプレート部材が、外部部材の両側端部に提供されることが可能である。第１のプレート部材及び第２のプレート部材が、コア部分の両側端部に提供されることが可能である。第２のプレート部材が、コア部分の上に、半径方向に延在する突出部として形成されることが可能である。組み立てられると、部材は、コア部分、第１のプレート部材、外部部材、及び第２のプレート部材を通って延在する磁気フラックス経路を一緒に形成することが可能である。そのうえ、部材は、巻き線電流によって発生させられた磁気フラックスを周囲から効率的に保護する、閉じたインダクター・コア設計を可能にする。
【００４７】
一実施例によれば、第２のプレート部材には、貫通孔が設けられることが可能であり、コア部材のコア部分が、貫通孔の中へ延在している。外部部材が、第２のプレート部材を少なくとも部分的に取り囲むことが可能である。第１のプレート部材における磁気フラックス・バリアに加えて、第２の半径方向に延在する磁気フラックス・バリアが、第２のプレート部材に配置されることが可能である。第２の磁気フラックス・バリアが、コア部材とプレート部材との間に配置されることが可能であり、それによって、第２の磁気フラックス・バリアが、コア部材及びプレート部材を分離する。第２の磁気フラックス・バリアが、第２のプレート部材と外部部材との間に配置されることが可能であり、それによって、第２のプレート部材及び外部部材を分離する。
【００４８】
本発明概念の上記の目的、特徴、及び利点、並びに、追加的な目的、特徴、及び利点は、添付の図面を参照して、本発明概念の好適な実施例の以下の例示的な及び非限定的な詳細の説明を通して、よりよく理解されることとなり、図面において、同様の参照数字は、特に指定のない限り、同様のエレメントに対して使用されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】インダクター・コアの実施例の概略分解図である。
【図２】組み立てられた状態のインダクター・コアの図である。
【図３ａ】様々なインダクター・コア設計を図示する図である。
【図３ｂ】様々なインダクター・コア設計を図示する図である。
【図３ｃ】様々なインダクター・コア設計を図示する図である。
【図４】冷却手段が設けられたインダクター・コアを図示する、軸線方向に沿って取られた断面図である。
【図５】代替的な実施例によるインダクターを図示する、軸線方向に沿って取られた断面図である。
【図６】随意的な設計によるプレート部材を図示する、軸線方向に沿って取られた断面図である。
【図７ａ】１つのさらなる実施例による磁気フラックス・バリアを図示する、軸線方向に沿って取られた断面図である。
【図７ｂ】１つのさらなる実施例による磁気フラックス・バリアを図示する、軸線方向に沿って取られた断面図である。
【図８】さらなる実施例による磁気フラックス・バリアを図示する図である。
【図９】さらなる実施例によるインダクター・コアを図示する、軸線方向に沿って取られた断面図である。
【図１０】さらなる実施例によるインダクター・コアを図示する、軸線方向に沿って取られた断面図である。
【図１１】さらなる実施例によるインダクター・コアを図示する、軸線方向に沿って取られた断面図である。
【図１２】さらなる実施例によるインダクター・コアを図示する、軸線方向に沿って取られた断面図である。
【図１３】さらなる実施例によるインダクター・コアを図示する、軸線方向に沿って取られた断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は、組み立てられるように適合された複数の別々の部材を含むインダクター・コア１０の実施例の概略分解図である。インダクター・コア１０は、軸線方向に延在するコア部材１２と、軸線方向に延在する外部部材１４とを含む。コア部材１２は、円形の断面を示している。外部部材１４は、リング形状の断面を示している。インダクター・コア１０が組み立てられると、外部部材１４が、円周方向にコア部材１２を取り囲み、それによって、コア部材１２と外部部材１４との間に、半径方向及び軸線方向に延在するスペースを形成し、そのスペースは、巻き線１５（概略的に示されている）を収容するためのものである。
【００５１】
インダクター・コア１０は、第１のリング形状又はディスク形状のプレート部材１６と、第２のリング形状又はディスク形状のプレート部材１８とをさらに含む。第１及び第２のプレート部材１６、１８のそれぞれには、貫通孔１７、１９が設けられている。貫通孔のそれぞれは、それらのそれぞれのプレート部材１６、１８を通って軸線方向に延在している。貫通孔１７、１９は、コア部材１２のそれぞれの端部部分を受け入れるように配置されている。インダクター・コア１０が組み立てられると、コア部材１２が、貫通孔１７、１９の中へ延在し、第１及び第２のプレート部材１６、１８が、コア部材１２の両側端部に配置される。
【００５２】
第１及び第２のプレート部材１６、１８は、半径方向に広がりを示す。したがって、第１及び第２のプレート部材１６、１８が、それぞれ、軸線方向に垂直な平面に広がりを示す。
【００５３】
インダクター・コア１０は、巻き線導出部（ｗｉｎｄｉｎｇ  ｌｅａｄ−ｔｈｒｏｕｇｈ）（明確にするために図示せず）さらに含むことが可能である。導出部は、例えば、外部部材１４の中、プレート部材１６の中、又は、プレート部材１８の中に配置されることが可能である。
【００５４】
また、インダクター・コア１０が組み立てられると、外部部材１４も、プレート部材１６、１８を円周方向に取り囲む。したがって、外部部材１４と、第１及び第２のプレート部材１６、１８のそれぞれとの間の境界面が、円周方向及び軸線方向に延在している。そのうえ、コア部材１２と、第１及び第２のプレート部材１６、１８のそれぞれとの間の境界面が、円周方向及び軸線方向に延在している。貫通孔１７、１９の半径は、軸線方向に沿って一定であることが可能である。代替的に、貫通孔１７、１９のうちの１つ又は両方が、円錐形に形状付けされることが可能である。したがって、貫通孔１７及び／又は１９の半径は、軸線方向に沿って、コア部材１２の端部部分に向かって減少することが可能である。コア部材１２の対応する端部部分が、対応する形状を示すことが可能である。
【００５５】
図２は、組み立てられた状態のインダクター・コア１０の概略斜視図及び切り欠き図である。コア部材１２、外部部材１４、及びプレート部材１６、１８が、磁気フラックス経路Ｐを一緒に形成している。フラックス経路Ｐは、閉ループを形成し、閉ループは、コア部材１２、プレート部材１６、外部部材１４、プレート部材１８を通って延在し、コア部材１２へ戻る。軸線方向は、コア部材１２の中の、すなわち、巻き線の内側のフラックス経路Ｐの方向と一致し、又は、対応する。フラックス経路の一部分が、プレート部材１６、１８を通って半径方向に延在している。以下により詳細に説明されることとなるように、これが、半径方向に延在する磁気フラックス・バリアを可能にする。
【００５６】
図２に図示されているように、コア部材１２が、完全に、貫通孔１６、１８の軸線方向の広がりを通って延在している。しかし、代替的な配置によれば、コア部材１２は、部分的にだけ、貫通孔１６、１８を通って延在することが可能である。
【００５７】
インダクター・コア１０のモジュール式の構成が、様々な異なる材料、及び、材料の組み合わせから、インダクター・コア１０を形成させることを可能にしている。
【００５８】
第１の設計によれば、コア部材１２、外部部材１４、及びプレート部材１６、１８は、圧縮された磁性粉末材料から作製されることが可能である。材料は、軟磁性粉末であることが可能である。材料は、フェライト粉末であることが可能である。材料は、軟磁性複合材料であることが可能である。複合体は、電気絶縁コーティングを備えた鉄粒子を含むことが可能である。有利には、材料の抵抗率は、渦電流が実質的に抑制されるようになっていることが可能である。より具体的な例として、材料は、Ｈｏｇａｎａｓ  ＡＢ、Ｓ−２６３  ８３  Ｈｏｇａｎａｓ、スウェーデン製のＳｏｍａｌｏｙ製品群（例えば、Ｓｏｍａｌｏｙ（登録商標）１１０ｉ、Ｓｏｍａｌｏｙ（登録商標）１３０ｉ、又はＳｏｍａｌｙ（登録商標）７００ＨＲ）から作製された軟磁性複合体であることが可能である。
【００５９】
軟磁性粉末は、金型の中に詰められ、圧縮されることが可能である。次いで、材料は、例えば、（フェライト粉末などのような粉末材料に関しては）焼結によって、又は、（軟磁性複合体に関しては）粉末粒子の間の絶縁層を破壊しないような比較的低い温度において、熱処理されることが可能である。圧縮プロセスの間、それぞれの部材の軸線方向に対応する方向に圧力が加えられる。半径方向では、部材の寸法は、型のキャビティ壁によって限定される。したがって、部材が、軸線方向よりも半径方向に厳しい公差で、単軸圧縮を使用して、製造されることが可能である。
【００６０】
図２から理解されることが可能であるように、コア部材１２の中のフラックス経路Ｐの軸線方向に延在する部分の長さ、及び、また、外部部材１４の中のフラックス経路Ｐの軸線方向に延在する部分の長さは、コア部材及び外部部材１４に関するプレート部材１６、１８の位置によって決定される。したがって、第１のプレート部材１６と第２のプレート部材１８との間の軸線方向の間隔が、フラックス経路Ｐの軸線方向の長さを決定する。したがって、上記で論じられた圧縮方法に起因したコア部材１２及び／又は外部部材１４の軸線方向の長さの不正確さは、コア部材１２及び外部部材１４に関するプレート部材１６、１８の慎重な配置によって、補償されることが可能である。当業者によって理解されることとなるように、プレート部材１６、１８を正確に配置することは、コア部材１２及び外部部材１４の軸線方向の、許容可能な製造上の許容差を低減させるよりも格段に実行可能である。
【００６１】
そのうえ、上記に述べられているように、半径方向の許容差は、比較的厳しくされることが可能である。したがって、フラックス経路Ｐの半径方向に延在する部分（すなわち、プレート部材１６、１８を通る）の長さも、正確にされることが可能である。最終的なインダクターのインダクタンスは、フラックス経路Ｐの全長に依存することとなるので、インダクター・コア１０による設計が、精密なインダクタンスを示すインダクターの製造を可能にする。
【００６２】
半径方向の厳しい公差は、互いに関して半径方向に分布させられた部材１２、１４、１６、１８の間に、正確な装着が実現されることを可能にするという点で、さらなる利点を示す。例えば、貫通孔１７、１９及びコア部材１２の半径方向寸法についての厳しい公差が、実現されることが可能である。そして、これは、インダクター・コア１０の中に適切に画定された半径方向の広がりを有する磁気フラックス・バリアを、プレート部材１６、１８に導入することを可能にする。様々な磁気フラックス・バリアの構成が、以下に説明されることとなる。
【００６３】
第２の設計によれば、コア部材１２及び外部部材１４は、第１の設計に関連して論じられたタイプのうちのいずれかの軟磁性粉末材料から作製されることが可能である。プレート部材１６、１８は、例えば積層鋼板など、半径方向に延在する複数の伝導性の積層シートから作製されることが可能であり、シートは、軸線方向に対して垂直方向に延在するように配置されている。積層体は、２つの隣接するシートの間に電気抵抗の層を配置させることによって、実現されることが可能である。また、第１の設計に関連して述べられた公差に関する利点は、この設計にも適用可能である。
【００６４】
第３の設計によれば、コア部材１２は、軟磁性複合体から作製されることが可能である。プレート部材１６、１８は、第１及び第２の設計に関連して論じられたタイプのうちのいずれかの軟磁性粉末材料から作製されることが可能である。外部部材１４は、フェライトから作製されることが可能である。有利には、フェライトは、ソフトフェライト粉末であることが可能である。製造する間、外部部材１４は、フェライトの圧縮及び焼結によって形成されることが可能であり、したがって、外部部材１４は、焼結されたフェライト圧縮体を形成する。外部部材１４は、コア部材１２のフラックス伝導性の断面積よりも大きいフラックス伝導性の断面積を示すことが可能である。フェライト材料は、軟磁性複合体よりも高い透過率及び低い渦電流損失を示すことが可能であるが、また、低いレベルの飽和を示すことも可能である。しかし、この場合、より低い飽和レベルは、外部部材１４のフラックス伝導性の断面積が増加させられることによって、補償される。したがって、外部部材１４の飽和レベルが、増加させられることが可能であり、インダクター・コアの全体損失が、低減させられることが可能である。また、第１及び第２の設計に関連して述べられた公差に関する利点は、この設計にも適用可能である。
【００６５】
これらの３つの設計のさらなる変形例が可能であり、例えば、軟磁性粉末材料のコア部材１２、積層シートのプレート部材１６、１８、及び、フェライトの外部部材などである。
【００６６】
図３ａ〜図３ｃを参照して、インダクター・コア１０は、半径方向の磁気フラックス・バリアを含むことが可能である。
【００６７】
図３ａを参照して、貫通孔１７及び１９の半径方向の寸法は、貫通孔１７、１９によって受け入れられたコア部材１２の部分の半径方向の寸法よりも、大きいことが可能である。したがって、半径方向内側の磁気フラックス・バリア２０が、コア部材１２とプレート部材１６との間のギャップの中に配置されることが可能である。それに対応して、半径方向内側の磁気フラックス・バリア２２が、コア部材１２とプレート部材１８との間のギャップの中に配置されることが可能である。バリア２０、２２が、リング形状のギャップを形成している。ギャップは、それぞれのプレート部材１６、１８の貫通孔１７、１９の、軸線方向及び円周方向に延在する内側境界表面と、軸線方向及び円周方向に延在するコア部材１２の境界表面との間に、軸線方向及び半径方向に延在する。
【００６８】
圧縮されたコンポーネントについて取得可能な、上記に論じられた厳しい半径方向の許容差によって、ギャップの半径方向の広がり、ひいては、それぞれの磁気フラックス・バリアのリラクタンスが、非常に精密に決定されることが可能である。
【００６９】
ギャップは、空気で満たされることが可能であり、磁気フラックス・バリア２０及び磁気フラックス・バリア２２は、それぞれ、エア・ギャップを含む。代替的に、ギャップは、磁気フラックス経路を形成する部材と比較してかなり低減された磁気透過率を示す材料で満たされることが可能である。「十分に低減された」は、かなり低減された磁気透過率を有する材料の半径方向の広がりの長さが、磁気フラックス経路の全体リラクタンスのための決定的要因となるというように解釈されることが可能である。例として、材料は、プラスチック材料、ゴム材料、又はセラミック材料であることが可能である。したがって、それぞれの磁気フラックス・バリア２０、２２は、十分に低減された磁気透過率を示す材料から作製されたリング形状の部材を含むことが可能であり、その材料は、コア部材１２と、プレート部材１６及びプレート部材１８のそれぞれとの間に配置されている。したがって、コア部材１２は、リング形状の部材を通って延在することが可能である。リング形状の部材は、例えば接着剤などによって、コア部材と、プレート部材１６及び１８のそれぞれとに取り付けられることが可能である。
【００７０】
代替的に、磁気フラックス・バリアは、両方のプレート部材１６、１８に設けられる必要はなく、インダクター・コア１０は、磁気フラックス・バリア２０だけを含むことが可能である。
【００７１】
図３ｂを参照すると、外部部材１４の内側の半径方向の寸法は、プレート部材１６、１８の半径方向の寸法よりも大きくなっていることが可能である。したがって、半径方向外側の磁気フラックス・バリア２４が、プレート部材１６と外部部材１４との間のギャップの中に配置されることが可能である。それに対応して、半径方向外側の磁気フラックス・バリア２６が、プレート部材１８と外部部材１４との間のギャップの中に配置されることが可能である。ギャップは、空気、又は、かなり低減された磁気透過率を示す何か他の材料で満たされることが可能である。
【００７２】
図３ｃを参照すると、貫通孔１７及び１９の半径方向の寸法が、貫通孔１７、１９によって受け入れられたコア部材１２の部分の半径方向の寸法よりも大きくなっていることが可能である。追加的に、外部部材１４の内側の半径方向の寸法が、プレート部材１６、１８の半径方向の寸法よりも大きくなっていることが可能である。したがって、磁気フラックス・バリア２８ａが、プレート部材１６と外部部材１４との間のギャップの中に配置されることが可能であり、磁気フラックス・バリア２８ｂが、コア部材１２とプレート部材１６との間のギャップの中に配置されることが可能である。それに対応して、磁気フラックス・バリア３０ａが、プレート部材１８と外部部材１４との間のギャップの中に配置されることが可能であり、磁気フラックス・バリア３０ｂが、コア部材１２とプレート部材１８との間のギャップの中に配置されることが可能である。
【００７３】
一実施例によれば、磁気フラックス・バリアは、プレート部材１６、１８と一体化されることが可能である。例えば、半径方向及び円周方向に延在する、それぞれのプレート部材１６、１８の部分が、磁気透過率の低減された材料を含むことが可能であり、したがって、リング形状の磁気フラックス・バリアを形成している。半径方向の部分の長さは、プレート部材１６、１８の半径方向の完全な広がりに対応することが可能であり、又は、その一部だけに対応することが可能である。例として、それぞれのプレート部材１６、１８のリング形状の部分には、空気、又は、低減された磁気透過率を示す他の材料で満たされた複数の穴部又は小体積部が設けられることが可能である。
【００７４】
インダクター・コア１０には、上述の磁気フラックス・バリアの組み合わせが設けられることが可能であるということが留意されるべきである。例えば、インダクター・コア１０は、一方の軸線方向端部において、半径方向内側の磁気フラックス・バリア２０を含み、反対側の軸線方向端部において、半径方向外側の磁気フラックス・バリア２６を含むことが可能である。さらなる例によれば、インダクター・コア１０が、一方の軸線方向端部において、半径方向内側の磁気フラックス・バリア２０を含み、もう一方の端部において、一体化された磁気フラックス・バリアを有するプレート部材１８を含むことが可能である。
【００７５】
代替的な設計によれば、コア部材及びプレート部材が、互いに接触して配置されることが可能である。プレート部材は、コア部材との接触表面の面積が、コア部材のフラックス伝導性の断面積よりも小さくなるように、配置されることが可能である。それによって、コア部材とプレート部材との間の移行部において、増加されたリラクタンスを得ることが可能である。それによって、磁気フラックス・バリアが、コア部材とプレート部材との間の移行部において形成されることが可能である。図７ａ、図７ｂ、及び図８は、そのような磁気フラックス・バリアを含む様々な実施例を図示している。
【００７６】
図７ａに図示されている実施例によれば、プレート部材３４及びコア部材１２が、互いに接触して配置されている。貫通孔の半径方向の寸法が、貫通孔に受け入れられたコア部材１２の部分の半径方向の寸法に適合している。プレート部材３４は、リング形状の溝部３６を含む。したがって、プレート部材３４の半径方向及び円周方向のセクションが、プレート部材３４の他の部分と比較して、低減された軸線方向の厚さを示す。
【００７７】
低減された軸線方向の厚さのセクションが、貫通孔に配置されている。低減された軸線方向の厚さのセクションが、コア部材１２とプレート部材３４との間の移行部に配置されている。溝部３６が、コア部材１２とプレート部材３４との間の接触表面の面積を低減させている。それによって、コア部材１２とプレート部材３４との間の境界面又は移行部におけるリラクタンスが、増加させられることが可能であり、磁気フラックス・バリアが形成されるようになっている。溝部３６は、コア部材１２とプレート部材３４との間の接触表面の面積を、コア部材１２のフラックス伝導性の断面積よりも小さくするように、配置されることが可能である。したがって、磁気フラックス・バリアが、コア部材１２とプレート部材３４との間の移行部に形成されることが可能である。溝部３６は、軸線方向の深さ及び半径方向の長さの広がりを示すことが可能であり、磁気フラックス経路の全体リラクタンスへの所望の寄与を提供する磁気フラックス・バリアを得ることが可能であるようになっている。溝部３６の軸線方向の深さは、境界面においてコア部材１２の領域で磁気飽和が起こるようなものであることが可能である。溝部３６の軸線方向の深さは、境界面においてプレート部材３４の領域で磁気飽和が起こるようなものであることが可能である。それによって、インダクター・コアは、スウィンギング・チョーク・コア（ｓｗｉｎｇｉｎｇ  ｃｈｏｋｅ  ｃｏｒｅ）の構成で使用されることが可能である。
【００７８】
図７ｂに図示されている実施例によれば、プレート部材３８は、コア部材１２に向かう方向に沿って徐々に増加する軸線方向の深さを示す溝部４０を含むことが可能である。
【００７９】
図８に図示されている実施例によれば、プレート部材４２は、コア部材１２とプレート部材４２との間の境界面に配置された３つの凹部４４、４６、４８を含む。プレート部材は、例えば、１つ、２つ、又は、３つよりも多い、任意の数の凹部を含むことが可能であるということが留意されるべきである。凹部は、コア部材１２とプレート部材４２との間の円周方向境界面に沿って均等に分布させられている。それぞれの凹部は、コア部材１２とプレート部材４２との間の接触表面の円周方向の広がりを低減させている。プレート部材４２は、３つの円弧形状のセグメントに沿ってコア部材１２に係合している。凹部４４、４６、４８は、円周方向の広がりを示すことが可能であり、磁気フラックス経路の全体リラクタンスへの所望の寄与を提供する磁気フラックス・バリアを得ることが可能であるようになっている。それぞれの凹部４４、４６、４８の円周方向の広がりは、境界面においてコア部分１２の領域で磁気飽和が起こるようなものであることが可能である。それぞれの凹部４４、４６、４８の円周方向の広がりは、境界面においてプレート部材４２の領域で磁気飽和が起こるようなものであることが可能である。
【００８０】
プレート部材（例えば、１６、１８）の中に貫通孔（例えば、貫通孔１７、１９）を提供することによって、インダクター・コアの一方又は両方の軸線方向側部において、貫通孔を通り、且つ、貫通孔を越えて延在するコア部材１２を有することが可能になっている。貫通孔から突出するコア部材１２の部分は、冷却手段に接続されることが可能であり、効率的な冷却が実現されることが可能である。
【００８１】
図４は、１つのそのような冷却配置を図示しており、コア部材１２の突出する端部部分１２ａ及び１２ｂが、それぞれ、冷却手段３１及び３２に係合している。冷却手段３１及び３２は、例えば、熱伝導性のブロックであることが可能であり、熱Ｈが、コア部材１２によって放散されることが可能である。有利には、冷却手段３１、３２は、コア部材１２、プレート部材１６、１８、及び外部部材１４を形成する材料よりも低い磁気透過率を有する材料で形成されており、磁気フラックス経路Ｐとの干渉が最小化されるようになっている。例として、冷却手段３１、３２は、それぞれ、アルミニウムのブロックであることが可能である。
【００８２】
代替的に、上記の両側冷却構成とは対照的に、片側冷却構成が使用されることが可能である。そのような片側冷却構成では、コア部材１２が、プレート部材のうちの１つだけ（例えば、プレート部材１６）を通って、且つ、それを越えて延在することが可能であり、突出する部分の端部部分１２ａが、冷却手段に係合することが可能である。
【００８３】
随意的な設計によれば、２つのプレート部材のうちの第１のプレート部材１６だけが、貫通孔１７を含み、第２のプレート部材は、インダクター・コア１０に対する蓋として配置されることが可能であり、したがって、軸線方向に面するコア部材１２の端面に当接する。
【００８４】
図６は、代替的な設計のプレート部材１６’を図示している。プレート部材１６’は、外向き半径方向に沿って減少する軸線方向の寸法を示している。プレート部材１６’のフラックス伝導性の断面積は、プレート部材１６’の半径に沿って、半径方向の位置の関数である。ディスク形状のプレート部材１６’に関して、面積は、
Ａ（ｒ）＝Ｔ（ｒ）＊２πｒ
であり、ここで、Ｔ（ｒ）は、半径方向の位置ｒにおけるプレート部材１６’の軸線方向の寸法であり、ｒは、貫通孔の半径方向の寸法よりも大きい。したがって、プレート部材１６’は、Ａ（ｒ）を一定に維持しながら、減少する軸線方向の寸法を示すことが可能である。したがって、プレート部材１６’の重量は、フラックス伝導性の断面積に悪影響を及ぼすことなく、低減させられることが可能である。有利には、Ａ（ｒ）は、コア部材１２及び／又は外部部材１４のフラックス伝導性の断面積に対応する。
【００８５】
図５は、さらなる実施例によるインダクター・コア１０’を図示している。インダクター・コア１０’は、上記に説明されているインダクター・コア１０と同様であるが、それが、コア部材１２と一体的に形成されたディスク形状の第２のプレート部材１８’を含むという点で異なっている。したがって、この代替的な実施例によれば、コア部材１２は、軸線方向に延在するコア部分１２’を含み、コア部分１２’は、一端部において、半径方向及び円周方向に延在する突出部として形成された第２のプレート部材１８’を含む。コア部分１２’の反対側端部は、プレート部材１６の貫通孔１７の中へ延在している。外部部材１４は、プレート部材１６、コア部分１２’、及びプレート部材１８’を円周方向に取り囲んでいる。プレート部材１８’と外部部材１４との間の境界面が、円周方向及び軸線方向に延在している。この境界面が、図３ｂに示されているものに対応する仕方で、外部部材１４とプレート部材１８’との間に、半径方向に延在する磁気フラックス・バリアを配置することを可能にしている。代替的に、又は、追加的に、磁気フラックス・バリアは、インダクター・コア１０に関して論じられたように、プレート部材１８’と一体化されることが可能である。
【００８６】
随意的に、コア部分１２’は、プレート部材１６の貫通孔１７を通って、且つ、貫通孔１７を越えて延在することが可能であり、貫通孔１７’から突出するコア部分１２’の部分が、図４に関して上記で論じられたように、冷却手段に係合することが可能である。別々のコンポーネントとして、コア部材１２、プレート部材１６、及び外部部材１４を提供することによって、モジュール式のインダクター・コア１０’が提供される。モジュール式の構成は、インダクター・コア１０と同様に、様々な異なる材料、及び、材料の組み合わせからインダクター・コア１０’を形成させることを可能にする。
【００８７】
インダクター・コア１０と同様に、インダクター・コア１０’のプレート部材１６とプレート部材１８’との間の軸線方向の間隔は、フラックス経路Ｐの軸線方向の長さを決定する。そのうえ、半径方向の公差は、圧縮によって製造されるときも、プレート部材１６及び１８’について、比較的厳しくされることが可能である。したがって、インダクター・コア１０と同様に、インダクター・コア１０’も、精密なインダクタンスを示すインダクターの製造を可能にする。
【００８８】
上記において、インダクター・コア１０’は、インダクター・コア１０に対する代替的な実施例として開示されてきたが、コア部分１２’及びプレート部材１８’を含むコア部材１２を含むインダクター・コア１０’が、独立した発明概念として考えられることが可能である。
【００８９】
上記において、発明概念は、主に、少しの実施例を参照して説明されてきた。しかし、当業者によって容易に認識されるように、上記に開示されているもの以外の他の実施例も、添付の特許請求の範囲によって画定されるような発明概念の範囲内において同等に可能である。
【００９０】
例えば、上記において、円筒状の幾何的形状を示すインダクター・コア１０、１０’が開示されてきた。しかし、発明概念は、この幾何的形状に限定されない。例えば、コア部材１２、外部部材１４、及びプレート部材１６、１８、１８’は、楕円形、三角形、四角形、又は多角形の断面を示すことが可能である。
【００９１】
上記において、単一ピースで形成された部材（例えば、部材１２、１４、１６、１８）を含むインダクター・コアが、説明されてきた。代替的な実施例によれば、コア部材、外部部材、第１のプレート部材、及び第２のプレート部材のうちの少なくとも１つが、組み立てられて一緒にその部材を形成するように適合された少なくとも２つのパーツから形成されることが可能である。これが、より大きい部材を構成させることを可能にし、結果的に、より大きいインダクターを形成させることも可能にする。これは、軟磁性粉末材料から作製された少なくとも１つの部材を含むインダクターにとって、とりわけ有利であることが可能であり、そうでなければ、部材の寸法は、押圧ツールが加えることができる最大押圧力によって限定されることとなる。
【００９２】
例えば、部材（例えば、コア部材、外部部材、第１のプレート部材、又は第２のプレート部材）が、第１及び第２のパーツを含むことが可能である。第１のパーツが、部材の第１の角度のあるセクションに対応することが可能であり、第２のパーツが、部材の第２の角度のあるセクションに対応することが可能である。代替的に、第１のパーツが、部材の第１の軸線方向のセクションに対応することが可能であり、第２のパーツが、部材の第２の軸線方向のセクションに対応することが可能である。いずれの場合でも、第１及び第２のパーツは、組み立てられ一緒に部材を形成するように配置されることが可能である。第１のパーツが、突出する部分を含むことが可能であり、第２のパーツが、対応する受け入れ部分を含むことが可能であり、それらのパーツが、連結するように配置されている。代替的に、パーツは、パーツを一緒に接着することによって組み立てられることが可能である。部材は、例えば、３つのパーツ、４つのパーツなど、２つよりも多いパーツを含むことが可能であるということが留意されるべきである。
【００９３】
図９は、さらなる実施例によるインダクター・コアを図示しており、コア部分１２’、外部部材１４、第１のプレート部材１６’、及び第２のプレート部材１８’を含むコア部材１２を含む。コア部分１２’の周りに配置されている巻き線１５は、概略的に示されている。第１のプレート部材１６’は、コア部分１２’とともにワンピースに形成されている。第２のプレート部材１８’は、コア部分１２’とともにワンピースに形成されている。第１のプレート部材１６’が、コア部分１２’の一方の軸線方向端部に配置されている。第２のプレート部材１８’が、コア部分１２’の反対側の軸線方向端部に配置されている。したがって、第１のプレート部材１６’及び第２のプレート部材１８’が、コア部分１２’の上に、半径方向及び円周方向に延在する突出部として形成されている。外部部材１４が、コア部分１２’、第１のプレート部材１６’、及び第２のプレート部材１８’を円周方向に取り囲んでいる。プレート部材１６’と外部部材１４との間の境界面が、円周方向及び軸線方向に延在している。プレート部材１８’と外部部材１４との間の境界面が、円周方向及び軸線方向に延在している。これらの境界面が、外部部材１４と、プレート部材１６’及び１８’のうちの一方又は両方との間に、磁気フラックス・バリアを配置することを可能にする。
【００９４】
図１０は、さらなる実施例によるインダクター・コアを図示しており、それは、図５に示されている実施例と同様であるが、第２のプレート部材１８’が、外部部材１４の内側の半径方向の寸法を超える半径方向の広がりを示しているという点で異なっている。外部部材１４の軸線方向端部の表面が、第２のプレート部材１８’に面している。
【００９５】
図１１は、さらなる実施例によるインダクター・コアを図示しており、プレート部材１６が、外部部材１４の内側の半径方向の寸法を超える半径方向の広がりを示している。したがって、外部部材１４の一方の軸線方向端部の表面が、第１のプレート部材１６に面しており、外部部材１４のもう一方の軸線方向端部の表面が、第２のプレート部材１８’に面している。
【００９６】
図１２は、さらなる実施例によるインダクター・コアを図示しており、それは、図１に示されている実施例と同様であるが、第１のプレート部材１６が、外部部材１４の内側の半径方向の寸法を超える半径方向の広がりを示しているという点で異なっている。外部部材１４の軸線方向端部の表面が、第１のプレート部材１６に面している。また、第２のプレート部材１８も、外部部材１４の内側の半径方向の寸法を超える半径方向の広がりを示すことが可能である。そして、外部部材１４のもう一方の軸線方向端部の表面が、第２のプレート部材１８に面することが可能である。図１２に示されている実施例では、上記で論じられているように、磁気フラックス・バリアが、コア部材１２と、プレート部材１６及び１８のうちの一方又は両方との間に配置されることが可能である。
【００９７】
図１３は、さらなる実施例によるインダクター・コアを図示しており、コア部材１２、外部部材１４、第１のプレート部材１６、及び第２のプレート部材１８を含む。第２のプレート部材１８が、コア部材１２及び外部部材１４とともにワンピースで形成されている。第２のプレート部材１８が、コア部材１２と外部部材１４との間で半径方向に延在している。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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