(57)【要約】  本発明によれば、圧縮された軟磁性粉末材料でできた誘導鉄心が提供される。この誘導鉄心は、第１の表面及び反対側の第２の表面を有する底部鉄心部分と、第１の表面から第１の表面に対して横向きの方向に延びる内部鉄心部分と、外部鉄心部分とを含み、外部鉄心部分が、第１の表面に対して横向きの方向に第１の表面から外部鉄心部分端面まで延び、内部鉄心部分を少なくとも部分的に取り囲み、それによって、巻線を収容するための空間を内部鉄心部分の周囲に形成し、第１の表面が、巻線の接続部分を収容するための凹部を含み、凹部が、内部鉄心部分と外部鉄心部分との間の距離の少なくとも一部分にわたって延び、外部鉄心部分が、端面から凹部に向かって延びるスリットを有し、第２の表面が、凹部の反対側に配置された第１の隆起部を含む。圧縮用装置及び製造方法も提供される。
2014513436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮成形された軟磁性粉末材料でできた誘導鉄心において、
第１の表面及び反対側の第２の表面を有する底部鉄心部分と、
前記第１の表面から前記第１の表面に対して横向きの方向に延びる内部鉄心部分と、
外部鉄心部分と
を含み、
前記外部鉄心部分が、前記第１の表面に対して横向きの方向に前記第１の表面から前記外部鉄心部分の端面まで延び、前記外部鉄心部分が、前記内部鉄心部分を少なくとも部分的に取り囲み、それによって、巻線を収容するための空間が前記内部鉄心部分の周囲に形成され、
前記第１の表面が、前記巻線の接続部分を収容するための凹部を含み、該凹部が、前記内部鉄心部分と前記外部鉄心部分との間の距離の少なくとも一部分にわたって延び、
前記外部鉄心部分に、前記外部鉄心部分の端面から前記凹部に向かって延びるスリットが設けられ、
前記第２の表面が、前記凹部の反対側に配置された第１の隆起部を含む、誘導鉄心。
【請求項２】
前記第１の隆起部が、前記凹部の少なくとも一部分と同一の広がりを有する、請求項１に記載された誘導鉄心。
【請求項３】
前記第１の隆起部が、前記底部鉄心部分の前記第２の表面の外縁まで延びる、請求項１または請求項２に記載された誘導鉄心。
【請求項４】
前記凹部が、前記内部鉄心部分から延びる、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された誘導鉄心。
【請求項５】
前記凹部が、前記底部鉄心部分の前記第１の表面の外縁まで延びる、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された誘導鉄心。
【請求項６】
前記スリットが、前記凹部まで延びて前記凹部と結合し、前記凹部が、前記スリットの底部を形成する、請求項５に記載された誘導鉄心。
【請求項７】
前記スリットを画定する前記外部鉄心部分の壁部分が、前記第１の表面に対する横向きの方向に対して平行に延びる、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載された誘導鉄心。
【請求項８】
前記第２の表面が、前記内部鉄心部分の正反対側に配置された中心隆起部をさらに含む、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載された誘導鉄心。
【請求項９】
前記第１の隆起部が、前記中心隆起部と前記底部鉄心部分の前記第２の表面の外縁との間に延び、前記第１の隆起部が前記中心隆起部と結合する、請求項７または請求項８に記載された誘導鉄心。
【請求項１０】
前記第２の表面に対して横向きの方向の前記第１の隆起部の高さが、前記第２の表面に対して横向きの方向の前記内部鉄心部分の高さと一致する、請求項９に記載された誘導鉄心。
【請求項１１】
前記第２の表面が、前記底部鉄心部分の前記第２の表面の外縁に沿って延びる周縁隆起部をさらに含む、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載された誘導鉄心。
【請求項１２】
前記第１の表面が少なくとも２つの凹部を含み、前記少なくとも２つの凹部が、前記内部鉄心部分と前記外部鉄心部分との間の距離の少なくとも一部分にわたって延び、前記第２の表面が、前記少なくとも２つの凹部のそれぞれについて、対応する凹部の反対側に配置された隆起部を含む、請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載された誘導鉄心。
【請求項１３】
前記底部鉄心部分の凹部を含む部分の密度と前記底部鉄心部分の凹部を含まない部分の密度との差が１０％以下、より好ましくは５％以下、最も好ましくは２．５％である、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載された誘導鉄心。
【請求項１４】
軟磁性粉末材料から誘導鉄心を製造するための圧縮用装置において、
第１の圧縮方向に第１の圧縮力を加えるように配置された内パンチと、
前記第１の圧縮方向に第２の圧縮力を加えるように配置された中パンチであって、前記内パンチの少なくとも一部分を受けるように配置された前記第１の圧縮方向に延びる空間を含み、さらに、前記第１の圧縮方向に突出した第１の部分と、前記第１の圧縮方向に対して横向きの外向き方向に突出し、前記第１の圧縮方向に沿って延びる第２の部分とを有する中パンチと、
前記第１の圧縮方向に第３の圧縮力を加えるように配置された外パンチであって、前記中パンチの少なくとも一部分を受けるように配置された前記第１の圧縮方向に延びる空間を含み、さらに、前記第１の圧縮方向に延び、前記空間に達するスリットを含み、前記スリットが、前記第２の突出部分の少なくとも一部分を受けるように配置された外パンチと、
前記内パンチ、前記中パンチ及び前記外パンチと前記第１の圧縮方向に沿って整列するように配置されたカウンタ・パンチであって、前記第１の圧縮方向とは反対の第２の圧縮方向に第４の圧縮力を加えて、前記第１の圧縮力、前記第２の圧縮力及び前記第３の圧縮力とは反対の力を発生させるように配置されており、さらに凹みを含み、前記凹みが前記中パンチの前記第１の部分と整列するように共通パンチが配置されたカウンタ・パンチと、
前記外パンチ、前記中パンチ、前記内パンチ及び前記カウンタ・パンチの少なくとも一部分を受けるように配置された空間を含むダイと
を備える圧縮用装置。
【請求項１５】
誘導鉄心を製造する方法において、
内部鉄心部分を形成するための第１の体積部分と、スリットを含む外部鉄心部分を形成するための第２の体積部分と、第１の面に凹部を含む底部鉄心部分を形成するための第３の体積部分とを含むキャビティに、軟磁性粉末複合材料を供給する段階と、
前記第１の面の反対側の前記底部鉄心部分の第２の面の前記凹部の正反対側に隆起部を形成するように配置されたパンチを使用して、前記第１の体積部分内の前記粉末、前記第２の体積部分内の前記粉末及び前記第３の体積部分内の前記粉末を同時に共通軸に沿って圧縮して、前記誘導鉄心を形成する段階と
を含む、誘導鉄心を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の概念は、誘導鉄心、圧縮用装置、及び製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インダクタは、信号処理システム、雑音フィルタリングシステム、電力変換システム、送電システムなどの幅広い多くの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を提供するために、インダクタの電気伝導性の巻線を、磁気伝導性の鉄心、すなわち誘導鉄心内に配置することができる。
【０００３】
誘導鉄心は、軟磁性粉末材料、例えば鉄粉末を圧縮することによって製造できる。軟磁性粉末は、キャビティに入れられて圧縮される。例えば最終的な誘導鉄心の磁気飽和を高めるために、軟磁性材料粉末を高密度に圧縮することが望ましい場合がある。この高密度への圧縮は、製造中に、パンチによる加えられる圧力を増大させることによって達成できる。可能な最大圧力は、特に圧縮成形機の加圧能力、誘導鉄心のサイズ及び圧縮する粉末材料の種類によって制限される。
【０００４】
さまざまな設計の誘導鉄心を製造することができる。図１ａ及び図１ｂは先行技術の誘導鉄心１０を示す。先行技術では、この設計をつぼ形鉄心設計と呼ぶことがある。誘導鉄心１０は底部鉄心部分１１を含み、底部鉄心部分１１から軸線方向に、外部鉄心部分１２及び内部鉄心部分１３が延びる。内部鉄心部分１３の周囲に巻線（単純にするために省略されている）を配置することができる。底部鉄心部分１１は凹部１４を含むことができ、外部鉄心部分１２は、軸線方向に延びるスリット１５を含むことができる。凹部１４の目的は、巻線の接続部分、例えば誘導鉄心１０よりも外側の電気構成部品に巻線を接続するための接続部分を収容することである。スリット１５の目的は、外部鉄心部分１２に、巻線の接続部分のための引き込み部（リードスルー）を設けることである。凹部１４があるため、接続部分は、誘導鉄心１０内の貴重な巻線空間を占有せず、高い巻線充填率を達成することができる。
【０００５】
基本的な幾何形状を有する誘導鉄心、すなわち凹部１４及びスリット１５を持たない誘導鉄心は、１回の圧縮操作で、比較的に速く且つ比較的に効率的に製造できる。１回の圧縮操作で誘導鉄心１０を形成できることが望ましいであろうが、凹部１４及びスリット１５の存在により、誘導鉄心１０の幾何形状及び構造が複雑になり、製造工程に影響を与える。より詳細に言うと、底部鉄心部分１１及び凹部１４の圧縮を担うパンチは圧縮中に偏ることに本発明の発明者は気づいた。このパンチは、スリット１５を通して曲がり、ダイの壁に押し付けられる。圧縮力が増大するにつれ、また、誘導鉄心のサイズが増大するにつれ、この問題はますます深刻になることも分かった。
【０００６】
この問題を回避する方法の１つは、前述の基本的な幾何形状を有する誘導鉄心を圧縮した後に、フライス削り工程によって底部鉄心部分１１に凹部１４を形成し、外部鉄心部分１２にスリット１５を形成する方法である。しかしながら、別個のフライス削り工程は全体の製造時間を増大させ、さらに、つぼ形鉄心を完成させるために圧縮工具以外の追加の工具が必要となる。そのうえ、誘導鉄心の幾何形状及び材料の選択によっては、凹部１４及びスリット１５を所望の形状にフライス削りすることが実際上不可能なことがある。
【０００７】
この問題を回避する他の方法は、誘導鉄心１０の全体構造を形成するパンチの第１のセットに加えて、凹部１４及びスリット１５を形成する、パンチの第１のセットとは独立に制御可能な追加のパンチを含む圧縮成形機で、誘導鉄心１０を形成する方法である。しかしながら、この方法では、圧縮成形機及び圧縮工具がはるかに複雑且つ高価になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、先行技術においては、凹部及びスリットを有する誘導鉄心であって、費用効率に優れ、高効率での製造がより容易な誘導鉄心が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上のことから、本発明の目的は、先行技術におけるこの要求を満たすことにある。本発明の第１の観点によれば、この目的及びその他の目的は、圧縮された軟磁性粉末材料でできた誘導鉄心によって達成される。この誘導鉄心は、
第１の表面及び反対側の第２の表面を有する底部鉄心部分と、
第１の表面から第１の表面に対して横向きの方向に延びる内部鉄心部分と、
外部鉄心部分とを含み、外部鉄心部分が、第１の表面に対して横向きの方向に第１の表面から外部鉄心部分の端面まで延び、内部鉄心部分を少なくとも部分的に取り囲み、それによって、巻線を収容するための空間を内部鉄心部分の周囲に形成し、
第１の表面が、巻線の接続部分を収容するための凹部を含み、前記凹部が、内部鉄心部分と外部鉄心部分の間の距離の少なくとも一部分にわたって延び、外部鉄心部分が、前記端面から凹部に向かって延びるスリットを有し、第２の表面が、凹部の反対側に配置された第１の隆起部を含む。
【００１０】
本発明の設計により、体積効率及び重量効率に優れた誘導鉄心を、費用効率に優れた比較的単純な方法で製造することが可能になる。凹部及びスリットによって、巻線の接続部分が、誘導鉄心内の貴重な巻線空間を占有することなくスリットを通って凹部内に延びるように、巻線の接続部分を都合よく配置することができる。
【００１１】
さらに、凹部の反対側に配置された第１の隆起部により、凹部及びスリットを含む誘導鉄心を、１回の圧縮操作で、すなわち（別個のフライス削り工程などの）後続の機械加工を必要とすることなく製造することが可能になる。さらに、比較的に単純な圧縮成形機、例えば独立に制御可能な前述の追加のパンチを必要としない圧縮成形機を使用して達成することが可能になる。
【００１２】
第１の隆起部によって、底部分、凹部及びスリットを、（例えば底部鉄心部分の第１の表面に凹部を形成するための突出部を有する）単一のパンチ及び（例えば底部鉄心部分の第２の表面に第１の隆起部を形成するための凹みを有する）対応するカウンタ・パンチを使用して、１回の操作で形成することが可能になることを、本発明の発明者は実現した。第１の隆起部は、凹部によって占有される体積、すなわち凹部を形成するために失われる底部鉄心部分の体積の少なくとも一部を第２の表面に付け加え、それによって、第１の隆起部がなければ凹部の存在によって生じるであろうパンチの偏りを低減させることにより、底部鉄心部分の形成が可能になる。その結果として、比較的に単純な圧縮成形機を使用した費用効率及び時間効率に優れた方法で誘導鉄心を製造することができる。
【００１３】
凹部を含むが対応する第１の隆起部を含まない底部鉄心部分を、単一のパンチ及びカウンタ・パンチを使用して形成しようとすると、凹部の粉末は、底部鉄心部分の他の部分を形成する粉末よりも圧縮されることになる。圧縮力をより大きくすると、このことによって底部鉄心部分の密度の変動が大きくなり、それによって局所的な過圧縮及び亀裂が生じるおそれがある。このことを考慮すると、第１の隆起部によってもたらされる追加の効果として、底部鉄心部分の密度の変動を有利に限定することができ、製造中に、亀裂発生の危険性を低く抑えたまま、より大きな圧縮力を加えることができる。
【００１４】
本発明の一具体例によれば、第１の隆起部は、凹部の少なくとも一部分に沿って延びることによって、凹部の少なくとも一部分と同一の広がりを有する。このようにして、第２の表面の対応する第１の隆起部によって第１の表面の凹部を補うことができる誘導鉄心を得ることができる。したがって、底部鉄心部分を形成するパンチの製造中における偏りを最小限に抑えて、より均一な材料密度を有する誘導鉄心の底部鉄心部分を製造することが可能になる。
【００１５】
一具体例によれば、第１の隆起部は、底部鉄心部分の第２の表面の外縁まで延びる。
【００１６】
一具体例によれば、凹部は、内部鉄心部分から延びる。
【００１７】
一具体例によれば、凹部は、内側鉄心部分から遠ざかる方向に沿って次第に深くなる。それによって、利用可能な磁束伝導断面積が一般に最も小さい内側鉄心部分の近くの底部鉄心部分の磁束伝導断面積を維持しつつ、凹部を設けることができる。
【００１８】
一具体例によれば、凹部は、底部鉄心部分の第１の表面の外縁まで延びる。それによって、巻線の接続部分によって占有される巻線空間の体積を有利に低減させることができる。
【００１９】
一具体例によれば、スリットは、凹部まで延びて凹部と結合し、凹部は、スリットの底部を形成する。それによって、巻線の接続部分によって占有される巻線空間の体積を有利に低減させることができる。
【００２０】
一具体例によれば、スリットの幅は、底部鉄心部分の第１の表面の外縁における凹部の幅と等しいか、又は底部鉄心部分の第１の表面の外縁における凹部の幅よりも大きい。
【００２１】
一具体例によれば、第１の隆起部の幅は、凹部の幅と等しいか、又は凹部の幅よりも大きい。
【００２２】
一具体例によれば、スリットを画定する外部鉄心部分の壁部分は、第１の表面に対する横向き方向に対して平行に延びる。これによって、誘導鉄心の製造を単純にすることができ、単純な幾何形状を有するパンチの使用が可能になる。
【００２３】
代替実施例によれば、スリットの幅は、凹部に向かって次第に狭くなる。
【００２４】
一具体例によれば、第２の表面は、内部鉄心部分の正反対側に配置された中心隆起部をさらに含む。この中心隆起部は、第２の表面と装着面との間の接触面積を増大させるため、誘導鉄心の安定した取付けを可能にできる。これによってさらに、誘導鉄心から装着面への熱放散の増大が可能になることがある。
【００２５】
一具体実施例によれば、中心隆起部は、第２の表面の平面において、第１の表面に対して横向きの方向の内側鉄心部分の寸法と等しいか、又は第１の表面に対して横向きの方向の内側鉄心部分の寸法よりも大きい寸法を有する。
【００２６】
一具体例によれば、第１の隆起部は、中心隆起部と底部鉄心部分の第２の表面の外縁との間に延び、それによって前記第１の隆起部は中心隆起部と結合する。
【００２７】
一具体例によれば、前記第２の表面に対して横向きの方向の前記第１の隆起部の高さは、第２の表面に対して横向きの方向の中心隆起部の高さと一致するか、又は第２の表面に対して横向きの方向の中心隆起部の高さよりも大きい。
【００２８】
一具体例によれば、第２の表面は、底部鉄心部分の第２の表面の外縁に沿って延びる周縁隆起部をさらに含む。中心隆起部と同様に、周縁隆起部は、第２の表面と装着面との間の接触面を増大させるため、装着面への誘導鉄心の安定した取付けを可能にできる。これによってさらに、誘導鉄心からの熱放散の増大が可能になることがある。
【００２９】
一具体例によれば、第２の表面に対して横向きの方向の周縁隆起部の高さは、第２の表面に対して横向きの方向の第１の隆起部の高さと等しいか、又は第２の表面に対して横向きの方向の第１の隆起部の高さよりも大きい。
【００３０】
一具体例によれば、第１の表面は少なくとも２つの凹部を含み、前記少なくとも２つの凹部は、内部鉄心部分と外部鉄心部分との間の距離の少なくとも一部分にわたって延び、第２の表面は、前記少なくとも２つの凹部のそれぞれについて、対応する凹部の反対側に配置された隆起部を含む。中心隆起部及び周縁隆起部と同様に、追加の対又は凹部及び隆起部の追加は、第２の表面と装着面との間の接触面を増大させるため、誘導鉄心のより安定した取付けを可能にできる。これによってさらに、誘導鉄心からの熱放散の増大が可能にできる。
【００３１】
一具体例によれば、この少なくとも２つの凹部及び対応する隆起部は、第１の表面及び第２の表面において、対称な角度分布を有する。このことにより、誘導鉄心を装着面に取り付けたときの安定性をさらに向上させることができる。
【００３２】
一具体例によれば、前述の凹部のうちのいずれかを含む底部鉄心部分の第１の部分の密度と、凹部を含まない底部鉄心部分の第２の部分の密度の差は１０％以下、より好ましくは５％以下、最も好ましくは２．５％以下である。前述のとおり、第１の隆起部は、凹部によって占有される底部鉄心部分の材料体積、すなわち凹部を形成するために失われる底部鉄心部分の材料体積の少なくとも一部を第２の表面に付け加える。凹部と第１の隆起部の間の対応が大きいほど、より小さな密度変動を達成することができる。
【００３３】
一具体例によれば、第１の表面に対して横向きの方向の外部鉄心部分の寸法は、第１の表面に対して横向きの方向の内部鉄心部分の寸法よりも大きい。他の態様によれば、このような２つの誘導鉄心を含む誘導鉄心の組合せであって、第１の誘導鉄心の外部鉄心部分の端面が、第２の誘導鉄心の外部鉄心部分の端面と係合し、内部鉄心部分が、一体として、空隙を有する細長い内部鉄心部分を形成する誘導鉄心の組合せが提供される。適切に配置された空隙はとりわけ、電流変動に対するインダクタンスの感度を低減させることができるため、用途によっては、空隙を含む誘導鉄心を使用した方が望ましいことがある。
【００３４】
一具体例によれば、圧縮された軟磁性粉末材料は、好ましくは鉄を少なくとも８０重量％、より好ましくは鉄を少なくとも９０重量％、最も好ましくは鉄を少なくとも９５重量％含む。鉄の割合を増やすと、粉末の圧縮性を向上させることができる。本発明の誘導鉄心は、上記で論じた比較的に単純な圧縮操作で、圧縮性の高い粉末から首尾よく形成することができる。一方、先行技術の誘導鉄心を圧縮性の高い粉末から形成すると、パンチの偏りが増大することになる。
【００３５】
本発明の他の観点によれば、軟磁性粉末材料から誘導鉄心を製造する圧縮用装置であって、
第１の圧縮方向に第１の圧縮力を加えるように配置された内パンチと、
第１の圧縮方向に第２の圧縮力を加えるように配置された中パンチであり、内パンチの少なくとも一部分を受けるように配置された第１の圧縮方向に延びる空間を含み、さらに、第１の圧縮方向に突出した第１の部分と、第１の圧縮方向に対して横向きの外向き方向に突出し、第１の圧縮方向に沿って延びる第２の部分とを有する中パンチと、
第１の圧縮方向に第３の圧縮力を加えるように配置された外パンチであり、中パンチの少なくとも一部分を受けるように配置された第１の圧縮方向に延びる空間を含み、さらに、第１の圧縮方向に延び、前記空間に達するスリットを含み、このスリットが、第２の突出部分の少なくとも一部分を受けるように配置された外パンチと、
内パンチ、中パンチ及び外パンチと第１の圧縮方向に沿って整列するように配置されたカウンタ・パンチであり、第１の圧縮方向とは反対の第２の圧縮方向に第４の圧縮力を加えて、第１の圧縮力、第２の圧縮力及び第３の圧縮力とは反対の力を発生させるように配置されており、さらに凹みを含み、この凹みが中パンチの第１の部分と整列するように共通パンチが配置されたカウンタ・パンチと、
外パンチ、中パンチ、内パンチ及びカウンタ・パンチの少なくとも一部分を受けるように配置された空間を含むダイとを含む装置が提供される。
【００３６】
内パンチ、中パンチ、外パンチ及びカウンタ・パンチは、独立に制御可能なパンチとすることができる。
【００３７】
本発明の装置を使用して、第１の観点に基づく誘導鉄心を１回の圧縮操作で形成することができる。カウンタ・パンチが、第２のパンチの第１の突出部分と整列するように配置された凹みを含むことによって、凹部を有する底部分を含む誘導鉄心を、中パンチが偏る危険性を低くして形成することができる。さらに、第２の突出部分と外パンチのスリットとの組合せにより、スリットを含む外部鉄心部分を１回の圧縮操作で形成することが可能になる。
【００３８】
本発明の他の観点によれば、誘導鉄心を製造する方法であって、
内部鉄心部分を形成するための第１の部分体積と、スリットを含む外部鉄心部分を形成するための第２の部分体積と、第１の面に凹部を含む底部鉄心部分を形成するための第３の部分体積とを含むキャビティに、軟磁性粉末複合材料を供給する段階と、
第１の面の反対側の底部鉄心部分の第２の面の凹部の正反対側に隆起部を形成するように配置されたパンチを使用して、第１の部分体積内の粉末、第２の部分体積内の粉末及び第３の部分体積内の粉末を共通の軸に沿って同時に圧縮して、誘導鉄心を形成する段階とを含む方法が提供される。
【００３９】
この方法利点は、誘導鉄心及び装置の利点と同じである。上記の議論を参照されたい。
【００４０】
本発明の上記の目的、特徴及び利点並びに追加の目的、構成及び利点は、本発明の好ましい実施例の以下の例示的で非限定的な詳細な説明を、添付図面を参照して読むことによってより完全に理解できる。添付図面では、同じ要素に対して同じ参照符号が使用される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１ａ】先行技術の誘導鉄心を示す斜視図。
【図１ｂ】先行技術の誘導鉄心を示す斜視図。
【図２ａ】本発明に基づく誘導鉄心の一実施例を示す斜視図。
【図２ｂ】本発明に基づく誘導鉄心の一実施例を示す斜視図。
【図３】一実施例に基づく誘導鉄心の断面図である。
【図４】一実施例に基づく組合せ誘導鉄心を概略的に示す図。
【図５ａ】他の実施例に基づく誘導鉄心の上面図。
【図５ｂ】他の実施例に基づく誘導鉄心の下面図。
【図６】他の実施例に基づく誘導鉄心の略図。
【図７】一実施例に基づく圧縮用装置の分解図。
【図８】充填構成にある装置の略図。
【図９】充填構成にある装置の略図。
【図１０】圧縮構成にある装置の略図。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
次に、本発明に基づく誘導鉄心２０の一実施例を図２ａ及び図２ｂを参照して説明する。
【００４３】
誘導鉄心２０は、圧縮成形された軟磁性粉末材料からなるものとできる。この粉末材料は、フェライト粉末、高純度鉄粉末、Ｆｅ−Ｓｉ粉末、他のケイ素合金粉末、鉄−リン合金、又は同様の特性を有する他の粉末材料とすることができる。任意選択で、この材料を、電気絶縁コーティングを有する軟磁性粉末（例えば鉄）を含む軟磁性複合粉末材料とすることもできる。使用できる複合材料の例としては、Ｈｏｇａｎａｓ  ＡＢ（Ｓ−２６３  ８３、Ｈｏｇａｎａｓ、スウェーデン）から入手できるＳｏｍａｌｏｙ  １１０ｉ、Ｓｏｍａｌｏｙ  １３０ｉ、Ｓｏｍａｌｏｙ  ５００、Ｓｏｍａｌｏｙ  ７００及びＳｏｍａｌｏｙ  １０００がある。
【００４４】
誘導鉄心２０は、半径方向に広がる円板形状の底部鉄心部分２１を含む。底部鉄心部分２１は、第１の表面２１ａ及び第１の表面２１ａの反対側の第２の表面２１ｂを含む。さらに、誘導鉄心２０は、第１の表面２１ａから垂直に延び、それによって縦方向、すなわち軸線方向を規定する内部鉄心部分２３を含む。内部鉄心部分２３は円形断面を有する。さらに、誘導鉄心２０は外部鉄心部分２２を含む。外部鉄心部分２２は、第１の表面２１ａから軸線方向に外部鉄心部分２２の端面２６に向かって延びる。
【００４５】
内部鉄心部分２３は、底部鉄心部分２１の中心部分から延びる。外部鉄心部分２２は、底部鉄心部分２１の半径方向外側の部分から延びる。外部鉄心部分２２は、誘導鉄心２０の周囲ハウジングを形成する。
【００４６】
図２ａ及び図２ｂに示されるように、内部鉄心部分２３は、軸線方向に延びる穴を備えることができる。この穴は貫通穴とすることができる。この穴は、誘導鉄心２０を外部の構造物に取り付けるボルトなどの固定手段を受けるように配置できる。
【００４７】
図２ａ及び図２ｂに示されるように、外部鉄心部分２２は、内部鉄心部分２３を半径方向に少なくとも部分的に取り囲む。それによって、内部鉄心部分２３と外部鉄心部分２２との間に、半径方向及び軸線方向に広がる環状空間が形成される。この環状空間に巻線を配置することができる。例えば、１本又は数本の巻線を内部鉄心部分２３に複数回巻き付けることができる。
【００４８】
外部鉄心部分２２はスリット２５を含む。スリット２５は、端面２６から第１の表面２１ａに向かって延びる。スリット２５は、外部鉄心部分２２の半径方向の厚さ全体にわたって延び、それによって巻線空間に達する。スリット２５を形成する外部鉄心部分２２の壁部分は軸線方向に対して平行に延びる。
【００４９】
第１の表面２１ａは単一の凹部２４を含み、凹部２４は、内部鉄心部分２３からスリット２５に向かって半径方向に延び、それによってスリット２５と結合する。凹部２４は、スリット２５の底部を形成する。凹部２４がスリット２５と結合する半径方向の位置において、凹部２４とスリット２５はほぼ等しい幅、すなわち等しい角度寸法を有する。
【００５０】
凹部２４は、内部鉄心部分２３の周囲に配置された１本又は数本の巻線の１つ又は複数の接続部分を収容するように配置される。凹部２４の中には、とりわけ内側に巻かれた巻線の接続部分を配置できる。スリット２５は、外部鉄心部分２２に、接続部分の引き込み部を提供するように配置される。スリット２５は、接続部分の引き込み部を外部鉄心部分２２に提供するように配置される。したがって、巻線の接続部分は、スリット２５を通り、底部鉄心部分２１の第１の表面２１ａに沿って内部鉄心部分２３まで配置でき、同時に、巻線空間の最小限の体積を占有する。
【００５１】
第２の表面２１ｂは隆起部２７を有する。隆起部２７は軸線方向に隆起する。隆起部２７は、第２の表面２１ｂの中心部分から、第２の表面２１ｂの半径方向外側の縁に向かって半径方向に延びる。隆起部２７は、凹部２４に沿って凹部２４と平行に延びることにより凹部２４と同一の広がりを有する。
【００５２】
図３は、凹部２４及び隆起部２７の半径方向の広がりに対して垂直に切った誘導鉄心２０の断面図である。見て分かるとおり、凹部２４と隆起部２７とは、互いに反対に配置されている。凹部２４は、断面に沿って横方向の輪郭を示す。隆起部２７も、断面に沿って対応する横方向の輪郭を示す。凹部２４の輪郭と隆起部２７の輪郭とにより、底部鉄心部分２１の凹部２４及び隆起部２７が形成された部分の材料厚さが決定される。
【００５３】
凹部の領域における底部鉄心部分２１の相対的な材料厚さは、粉末材料の特定の選択及び完成後の誘導鉄心の密度によって異なることがある。いずれにしても、隆起部２７は、凹部２４を形成するために第１の表面２１ａにおいて失われた材料厚さの少なくとも一部が第２の表面２１ｂに付け加えられたものである。
【００５４】
以下の説明では、ρ１が、凹部２４と隆起部２７との間の底部鉄心部分２１の第１の部分の密度を示し、ρ２が、凹部を含まない底部鉄心部分２１の第２の部分、すなわち凹部以外の部分の密度を示す。底部鉄心部分２１の第１の部分及び第２の部分は、内部鉄心部分２３と外部鉄心部分２２の間に位置する部分である。誘導鉄心２０の幾何形状が円筒形状であることから、底部鉄心部分２１の第１の部分及び第２の部分は、内部鉄心部分２３と外部鉄心部分２２との間に半径方向に沿って位置する底部鉄心部分２１の環状の弓形部分であるうる。
【００５５】
ρ１は、底部鉄心部分２１の第１の部分の平均密度とすることができる。或いは、ρ１を、底部鉄心部分２１の第１の部分の最大密度とすることもできる。同様に、ρ２は、底部鉄心部分２１の第２の部分の平均密度とすることができる。或いは、ρ２を、底部鉄心部分２１の第２の部分の最大密度とすることもできる。
【００５６】
単一の圧縮操作で形成された誘導鉄心では、１つには凹部２４があることによって、ρ１とρ２とが、ある程度異なることがある。言い換えると、Δρ＝（ρ１−ρ２）／ρ２が０よりも大きくなることがある。凹部２４と隆起部２７との組合せによって、密度の差Δρを有利に制限できる。一例によれば、Δρを１０％以下にでき、例えば、密度の差Δρを、実質的に０〜１０％とすることができる。言い換えると、ρ１／ρ２を１〜１．１とすることができる。他の例によれば、密度の差Δρを５％以下、例えば実質的に０〜５％とすることができる。言い換えると、ρ１／ρ２を１〜１．０５とすることができる。他の例によれば、密度の差Δρを２．５％以下、例えば実質的に０〜２．５％とすることができる。言い換えると、ρ１／ρ２を１〜１．０２５とすることができる。他の例によれば、底部鉄心部分２１の第１の部分と第２の部分とが同様の密度を有することができる。言い換えると、内部鉄心部分２３と外部鉄心部分２２との間に延びる底部鉄心部分２１の弓形は実質的に均一な密度を有することができる。
【００５７】
図３に示した実施例に戻ると、凹部２４の縁は面取りされている。したがって、凹部２４は、第１の表面２１ａの高さから凹部２４の底面の高さまで軸線方向に沿って幅が狭くなる。凹部２４の縁を面取りすると、巻線の接続部分の絶縁を傷つける危険性を低下させることができる。図３には示されていないが、さらに、隆起部２７の縁を面取りすることができる。したがって、隆起部２７は、第２の表面２１ｂの高さから隆起部２７の頂面の高さまで軸線方向に沿って幅を狭くすることができる。これらの滑らかな遷移によって、急な縁又は鋭い縁が原因で底部鉄心部分２１に亀裂が生じる危険性が低下することにより、誘導鉄心２０の製造が容易になりうる。
【００５８】
図２ｂに示されているように、第２の表面２１ｂには、円形の隆起部２８が中心に配置されている。中心隆起部２８は、第２の表面２１ｂに対して横向きの方向に隆起する。中心隆起部２８は、内部鉄心部分２３のちょうど反対側に配置される。中心隆起部２８は、内部鉄心部分２３の半径方向の広がりと実質的に等しい広がりを、第２の表面２１ｂの平面に有する。誘導鉄心２０の幾何形状が円筒形状であることから、中心突出部２８の半径は内部鉄心部分２３の半径とほぼ等しい。隆起部２７は中心隆起部２８から延び、中心隆起部２の外縁において中心隆起部２８と結合する。
【００５９】
代替設計によれば、中心隆起部２８は、環形でもよい。大きい方の半径は、内部鉄心部分２３の半径方向の広がりと実質的に等しくし、又は内部鉄心部分２３の半径方向の広がりよりも大きくできる。小さい方の半径は、内部鉄心部分２３の半径方向の広がりと実質的に等しく、又は内部鉄心部分２３の半径方向の広がりよりも小さくできる。環形の中心隆起部は、円形の隆起部よりも少ない材料を使用して安定した装着面を提供できる。
【００６０】
図２ｂに戻ると、第２の表面２１ｂはさらに、底部鉄心部分２１の第２の表面の外縁に沿って延びる周縁隆起部２９を示す。周縁隆起部２９は、第２の表面２１ｂに対して横向きの方向に隆起する。周縁隆起部２９は、外部鉄心部分２２の正反対側に配置される。周縁隆起部２９の半径方向の厚さは、外部鉄心部分２２の半径方向の厚さと実質的に等しい。或いは、周縁隆起部２９の厚さを外部鉄心部分２２の厚さよりも小さくし、又は外部鉄心部分２２の厚さよりも大きくすることもできる。
【００６１】
周縁隆起部２９が、隆起部２９の第１の側面から、隆起部２９の第１の側面の反対側の隆起部２９の第２の側面まで、第２の表面２１ｂの周囲に沿って延びる。周縁隆起部２９は、隆起部２７の外側部分において隆起部２７と結合する。
【００６２】
隆起部２７は、中心隆起部２８から、第２の表面２１ｂの外縁まで延びる。隆起部２７、中心隆起部２８及び周縁隆起部２９は、共に第２の表面２１ｂの隆起した共通の表面を形成する。周縁隆起部２９の軸線方向の高さは隆起部２７の軸線方向の高さとほぼ等しい。中心隆起部２８の軸線方向の高さは隆起部２７の軸線方向の高さとほぼ等しい。
【００６３】
閉じた誘導鉄心を得るため、誘導鉄心２０の頂面２６にふたを配置できる。ふたの形状は、誘導鉄心の幾何形状に応じて変更できる。円筒形状の幾何形状を有するインダクタ２０に対しては円板形のふたが適当であることがある。或いは、図４に示されているように、それぞれが誘導鉄心２０に類似した２つの誘導鉄心２０ａ及び２０ｂを、２つの誘導鉄心のそれぞれの端面２６が互いに係合するように配置することもできる。任意選択で、少なくとも一方の誘導鉄心２０ａ、２０ｂの外部鉄心部分２２の軸線方向の長さを、対応する内部鉄心部分２３ａ、２３ｂの軸線方向の長さよりも長くして、軸線方向に延びる隙間４１を含む細長い内部鉄心部分を備える組合せ誘導鉄心４０が形成されるようにすることもできる。
【００６４】
以上では主に、本発明の概念を、特定の１つの実施例に関して説明した。しかしながら、当業者には容易に理解されるように、以上に開示した実施例以外の実施例も同様に可能である。
【００６５】
例えば、中心隆起部２８及び／又は周縁隆起部２９を任意選択の特徴とみなすことができる。したがって、誘導鉄心２０に似ているが周縁隆起部２８及び／又は中心隆起部２９を含まない誘導鉄心の代替実施例が提供される。
【００６６】
他の実例によれば、凹部２４及び隆起部２７が半径方向にまっすぐに延びる必要はない。その代わりに、内部鉄心部分と外部鉄心部分との間に曲線を描いて延びる凹部及び隆起部を含むインダクタを提供することもできる。
【００６７】
他の実例によれば、凹部２４及び隆起部２７の幅が一定である必要はない。その代わりに、半径方向外側に向かって幅が広くなる凹部及び隆起部を含むインダクタ、又は半径方向外側に向かって幅が狭くなる凹部及び隆起部を含むインダクタを提供することもできる。
【００６８】
図５ａは、他の実施例による誘導鉄心５０の上面図である。図５ｂは、誘導鉄心５０の下面図である。誘導鉄心５０は誘導鉄心２０に似ているが、２つ以上の凹部及び対応する２つ以上の隆起部を含む点が異なる。より具体的には、誘導鉄心５０の底部鉄心部分は、第１の表面５１ａ及び反対側の第２の表面５１ｂを含む。第１の表面５１ａは３つの凹部５４ａ、５４ｂ、５４ｃを含む。これらの凹部は、第１の表面５１ａにおいて、隣接する凹部同士間に約１２０°の角度が形成されるように、角度方向に関して対称に配置されている。しかしながら、他の配置も可能である。第２の表面５１ｂは３つの隆起部５７ａ、５７ｂ及び５７ｃを含む。隆起部５７ａは、凹部５４ａの正反対側に配置されている。隆起部５７ｂは、凹部５４ｂの正反対側に配置されている。隆起部５７ｃは、凹部５４ｃ正反対側に配置されている。凹部５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、第１の表面５１ａを３つの扇形の領域に分割する。それに対応して、隆起部５７ａ、５７ｂ、５７ｃは、第２の表面５１ｂを３つの扇形の領域に分割する。
【００６９】
スリット２５が、外部鉄心部分の端面から凹部５４ａに向かって延びる。凹部５４ａはスリット２５の底部を形成する。
【００７０】
さらに、第２の表面５１ｂは、３つの周縁隆起部５９ａ、５９ｂ、５９ｃを含む。周縁隆起部５９ａ、５９ｂ、５９ｃはそれぞれ外部鉄心部分２２の正反対側に配置されている。周縁隆起部５９ａ、５９ｂ、５９ｃはそれぞれ、外部鉄心部分２２の半径方向の厚さに実質的に等しい半径方向厚さを有する。
【００７１】
周縁隆起部５９ａは、第１の隆起部５７ａと第２の隆起部５７ｂとの間に延びる。周縁隆起部５９ｂは、隆起部５７ｂと隆起部５７ｃとの間に延びる。周縁隆起部５９ｃは、隆起部５７ｃと隆起部５７ａとの間に延びる。周縁隆起部５９ａ、５９ｂ、５９ｃは、隆起部５７ａ、５７ｂ、５７ｃの外側部分において隆起部５７ａ、５７ｂ、５７ｃと結合する。
【００７２】
周縁隆起部５９ａ、５９ｂ、５９ｃの軸線方向の高さは隆起部２７の軸線方向の高さとほぼ等しい。周縁隆起部５９ａ、５９ｂ、５９ｃと隆起部５７ａ、５７ｂ、５７ｃの半径方向外側の部分とは、切れ目なく一周する周縁隆起部を形成する。
【００７３】
図５ａ及び図５ｂでは、凹部５４ａ〜ｃおよび隆起部５７ａ〜ｃが、同様の寸法、より具体的には同様の幅を有するものとして示されている。しかしながら、代替実施例によれば、凹部５４ａ〜ｃ並びに隆起部５７ａ〜ｃが異なる寸法、より具体的には異なる幅を有する。特に、２つの凹部５４ｂ〜ｃは、凹部５４ａよりも小さな幅を有することができる。同様に、２つの隆起部５７ｂ〜ｃは、隆起部５７ａよりも小さな幅を有することができる。
【００７４】
誘導鉄心は、前述の１つ及び３つとは異なる数の凹部及び隆起部を含むことができることに留意すべきである。例えば、誘導鉄心は、２つの凹部及び対応する２つの隆起部を含むことができる。その場合、それらの２つの凹部（及び２つの隆起部）は互いに１８０°の角度で配置できる。
【００７５】
前述の誘導鉄心２０では、凹部２４が、内部鉄心部分２３からスリット２５まで延びる。代替実施例によれば、凹部２４の半径方向の最も内側の部分が、内部鉄心部分２３からある距離だけ、すなわちゼロでない距離だけ離れている。このことは、例えば巻線の外側の層が凹部２４の半径方向の最も内側の部分と概ね一致し、凹部に収容する巻線の接続部分が凹部２４の半径方向の最も内側の部分のところで巻線を出るような厚さを有する多層巻線を使用するときに役立つことがある。この場合、対応する隆起部２７は、凹部２４と同一の広がりを有することができ、又は対応する隆起部２７を凹部２４よりも短くし、若しくは凹部２４よりも長くすることができる。
【００７６】
図６は、誘導鉄心６０ａ及び誘導鉄心６０ｂの断面を示す。組み合わされた閉じた誘導鉄心を得るため、誘導鉄心６０ａは誘導鉄心６０ｂの上に配置されている。この断面は、誘導鉄心６０ａ及び６０ｂの中心軸線に沿って切ったものである。誘導鉄心６０ａ及び６０ｂは誘導鉄心２０と同様の鉄心である。図６に示されているように、誘導鉄心６０ａ及び６０ｂは、縁が面取りされた中心隆起部６８を含む。したがって、中心隆起部６８の軸線方向の厚さは外側に向かって次第に薄くなる。それにより、凹部２４によって巻線空間を確保し、同時に、利用可能な磁束伝導性断面積が最も小さい内部鉄心部分２３の近くの底部鉄心部分２１の磁束伝導性断面積を維持することができる。誘導鉄心を通る磁束の経路が矢Ｐによって概略的に示されている。図６に示した実施例では、半径方向位置ｒにおける磁束伝導性断面積が、
【数１】
2014513436.tif 000003
によって与えられる。上式で、Ｔ（ｒ、φ）は、半径方向位置ｒ及び角度位置φ（すなわち方位角）における底部鉄心部分の厚さである。
【００７７】
図７〜図１０を参照して、誘導鉄心を製造する圧縮成形機で使用できる一組のパンチと１つのダイとからなる装置７０、及び誘導鉄心を製造する方法を説明する。この装置７０及び方法は特に、前述のつぼ形鉄心２０を製造する目的で使用できる。
【００７８】
図７は、装置７０の略分解図である。この装置７０及び製造方法の理解を助けるため、誘導鉄心２０の構成も参照する。
【００７９】
装置７０は、内パンチ７１、中パンチ７２、外パンチ７３、カウンタ・パンチ７４及びダイ７５を含む。内パンチ７１、中パンチ７２、外パンチ７３及びカウンタ・パンチ７４は、独立に制御されたアクチュエータ（分かりやすくするため示されていない）によって軸線方向Ａに沿って独立して移動可能である。内パンチ７１、中パンチ７２及び外パンチ７３は、使用の際、軸線方向Ａと一致する第１の圧縮方向に圧縮力を加えるように構成されている。カウンタ・パンチ７４は、第１の圧縮方向すなわち軸線方向Ａとは反対向きの第２の方向に圧縮力を加えるように構成されている。
【００８０】
図８は、ダイ７５の一部分が切り取られた装置７０の略図である。図８には、パンチ７１、７２、７３とダイ７５の貫通穴７５ａの壁との間に形成されたキャビティに軟磁性粉末材料を受けることができる構成になっている装置７０が示されている。以下では、装置７０のこの構成を充填構成と呼ぶ。
【００８１】
中パンチ７２は、方向Ａに沿って中パンチを貫いて延びる空間７２ａを含む。したがって、空間７２ａは、中パンチ７２の軸線方向の貫通穴を形成する。貫通穴７２ａの断面寸法すなわち半径は、内パンチ７１の断面寸法すなわち半径よりも大きい。貫通穴７２ａは、内パンチ７１を受けるように配置される。内パンチ７１は、中パンチ７２に対して移動可能である。より具体的には、内パンチ７１は、貫通穴７２ａ内を摺動することができる。
【００８２】
中パンチ７２と内パンチ７１との間の嵌合いは、内パンチ７１と中パンチ７２との間に粉末が実質的に入ることができないような嵌合いである。したがって、貫通穴７２ａの壁及び貫通穴７２ａの中に受け取られた内パンチ７１の部分は、粉末を受け入れる第１の部分体積Ｖ１を規定する。方向Ａの方を向いた内パンチ７１の端面は体積Ｖ１の底を形成する。第１の部分体積Ｖ１は、誘導鉄心２０の内部鉄心部分２３を規定する。
【００８３】
誘導鉄心２０に凹部２４を形成することを可能にするため、中パンチ７２は、方向Ａの方に突出した第１の部分７２ｂを有する。凹部２４の形成に関しては後に詳述する。第１の部分７２ｂは、凹部２４を形成するように配置される。誘導鉄心２０にスリット２５を形成することを可能にするため、中パンチ７２はさらに、方向Ａに対して横向きの半径方向に突出した第２の部分７２ｃを有する。第２の部分７２ｃは、第１の側面及び反対側の第２の側面を有する。これらの第１の側面及び第２の側面は方向Ａに対して平行に延びる。図７に示された実施例では、第１の部分７２ｂと第２の部分７２ｃとが、単一の部片として一緒に形成される。
【００８４】
外パンチ７３は、方向Ａに沿って外パンチを貫いて延びる空間７３ａを含む。したがって、空間７３ａは、外パンチ７３の軸線方向の貫通穴を形成する。貫通穴７３ａの断面寸法すなわち半径は、中パンチ７２の断面寸法すなわち半径よりも大きい。貫通穴７３ａは、中パンチ７２を受けるように配置される。
【００８５】
外パンチ７３は、方向Ａに沿って延びるスリット７３ｂをさらに含む。スリット７３ｂは、外パンチ７３の半径方向の厚さ全体にわたって延びて、貫通穴７３ａに達し、又は貫通穴７３ａ内に開く。スリット７３ｂの幅すなわち角度寸法は、スリット７３ｂが第２の部分７２ｃを受けることができるような大きさである。
【００８６】
外パンチ７３と中パンチ７２との嵌合い、及びスリット７３ｂと第２の突出部分７２ｃとの嵌合いは、外パンチ７３と中パンチ７２との間に粉末が実質的に入ることができないような嵌合いである。スリット７３ｂを画定する壁と第２の突出部分７２ｃの側面との間に粉末は実質的に入ることができない。
【００８７】
ダイ７５は、方向Ａに沿ってダイを貫いて延びる空間７５ａを含む。空間７５ａは、中パンチ７５の軸線方向の貫通穴を形成する。貫通穴７５ａの断面寸法すなわち半径は、外パンチ７３の断面寸法すなわち半径よりも大きい。しかしながら、外パンチ７３とダイ７５との嵌合いは、外パンチ７３の外壁と貫通穴７５ａの壁との間に粉末が実質的に入ることができないような嵌合いである。
【００８８】
充填構成では、中パンチ７２の第２の部分７２ｃが、ダイ７５の貫通穴７５ａの内壁に向かって延びる。中パンチ７２とダイ７５との嵌合いは、中パンチ７２の外壁とダイ７５の貫通穴７５ａの壁との間に粉末が入ることができるが、第２の部分７２ｃと貫通穴７５ａの壁との間には粉末が実質的に入ることができないような嵌合いである。
【００８９】
したがって、貫通穴７５ａの壁、中パンチ７２の外壁及び第２の部分７２ｃは、共に粉末を受け入れる第２の部分体積Ｖ２を画定する。第２の部分体積Ｖ２はさらに、中パンチ７２を取り囲む外パンチ７３の部分によっても画定される。したがって、方向Ａの方を向いた外パンチ７３の端面は、体積Ｖ２の底を形成する。第２の部分体積Ｖ２により、誘導鉄心２０の外部鉄心部分２２が形成される。
【００９０】
部分体積Ｖ２は、第２の部分７２ｃの第１の側面から、中パンチ７２の外壁と貫通穴７５ａの壁との間の空間を経て、第２の部分７２ｃの第１の側面とは反対側の第２の部分７２ｃの第２の側面まで、円周方向に延びる。それによって、部分体積Ｖ２は、中パンチ７２を部分的に取り囲む環状空間を形成し、第２の部分７２ｃによって占有された空間に粉末材料が入ることが妨げられる。
【００９１】
貫通穴７５ａの壁、方向Ａの方を向いた中パンチ７２の端面及び突出部分７２ｂは、共に粉末を受け入れる第３の部分体積Ｖ３を画定する。第３の部分体積Ｖ３により、凹部２４を含む誘導鉄心２０の底部鉄心部分２１が形成される。
【００９２】
第１の部分体積Ｖ１は、部分体積Ｖ３を介して第２の部分体積Ｖ２と連通する。部分体積Ｖ１、Ｖ２及びＶ３は、共に圧縮して誘導鉄心にするための粉末を受けるキャビティを形成する。
【００９３】
図９は、わずかに異なる角度から見た充填構成にある装置７０を示す図であり、カウンタ・パンチ７４の端面７４ａが見えている。端面７４ａは、誘導鉄心２０に隆起部２７を形成するための凹み部７４ｂを含む。凹み部７４ｂは、中パンチ７２の第１の部分７２ｂと整列するように配置される。
【００９４】
カウンタ・パンチ７４の端面７４ａは、図２ｂの中心隆起部２８及び周縁隆起部２９と同様の任意選択の中心隆起部及び任意選択の周縁隆起部を含む誘導鉄心を形成するように配置された別の凹み部を含む。端面７４ａは、隆起部２７、中心隆起部２８及び周縁隆起部２９を含む図２ｂに示されているような隆起した共通の表面を含むインダクタを形成するように配置される。その代わりに、端面７４ａを、同じように、第２の表面２１ｂの隆起部を示さない部分を形成するための１つ又は複数の突出部を有する表面７４ａと記述することもできる。
【００９５】
任意選択で、内パンチ７１は、軸線方向に延びる穴及び追加のパンチを含むことができる。この内パンチ７１の穴は、この追加のパンチを受けるように配置される。この追加のパンチを使用して、軸線方向に延びる貫通穴を内部鉄心部分２３に形成できる。
【００９６】
装置７０が充填構成にあるときに、このように形成されたキャビティに、圧縮すべき粉末を充填する。粉末は、ダイ７５の貫通穴７５ａの上部開口によって形成されたキャビティの上部開口を通して受け入れられる。この粉末は、誘導鉄心２０に関して論じた任意の粉末とすることができる。所望の量の粉末をキャビティに充填した後、上向きの軸線方向Ａに圧縮力が加わるように、内パンチ７１、中パンチ７２及び外パンチ７３をそれぞれ移動させる。カウンタ・パンチ７４は、軸線方向下向きに反対の圧縮力が加わるように移動させる。このときに装置がとる構成を圧縮構成と呼ぶことがあり、この構成が図１０に示されている。このように、第１の部分体積内の粉末、第２の部分体積内の粉末及び第３の部分体積内の粉末を軸線Ａに沿って同時に圧縮して、誘導鉄心２０を形成できる。
【００９７】
第１の突出部分７２ｂは、誘導鉄心２０の底部分２１に凹部２４を形成し、カウンタ・パンチ７４の表面７４ａは、対応する隆起部２７を形成する。第２の突出部分７２ｃは、第２の突出部分７２ｃとダイ７５の貫通穴７５ａの壁の間に粉末が入ることを防ぎ、スリット２５を形成する。
【００９８】
このように、後続の機械加工を必要とせずに、１回の圧縮操作で、凹部２４およびスリット２５の両方を誘導鉄心に形成できる。カウンタ・パンチ７４の表面７４ａの設計によって、第１の突出部分７２ｂが存在するにもかかわらず、密度変動が少ないこと、すなわち中パンチ７２による均一な装填を保証できる。
【００９９】
表面７４ａが凹み７４ｂを含まない場合、第１の突出部分７２ｂの存在によって、部分７２ｂ上の粉末層の圧縮の程度は、中パンチ７２の圧縮面の残りの部分上の粉末層の圧縮の程度よりも大きくなるであろう。このような局所的な過圧縮によって中パンチ７２は偏り、それによって、第１の突出部分７２ｂ及び／又は第２の突出部分７２ｃを、スリット７３ｂを通して貫通穴７５ａの壁に押し付け、それによってダイ７５を傷つけることになる。圧縮力が大きくなるにつれてこの危険はよりいっそう大きくなる。したがって、装置７０により、現在市販されている圧縮された誘導鉄心に比べて底部鉄心部分の密度が大きい誘導鉄心を得ることが可能になる。
【０１００】
以上、円形の断面を有する誘導鉄心及び一組のパンチと１つのダイからなる装置を説明したが、本発明の概念はこの特定の形状だけに限定されない。例えば、誘導鉄心は、独立請求項に規定された本発明の範囲を逸脱しない範囲で、楕円形、長方形、多角形などの断面を有することができる。
【図１ａ】
2014513436.tif 000004
【図１ｂ】
2014513436.tif 000005
【図２ａ】
2014513436.tif 000006
【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
2014513436.tif 000011
【図６】
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【図７】
2014513436.tif 000013
【図８】
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【図９】
2014513436.tif 000015
【図１０】
2014513436.tif 000016
【国際調査報告】
2014513436.tif 000017
2014513436.tif 000018
2014513436.tif 000019