(57)【要約】  誘導性部品のための中央脚部を有するフレームコアを形成する方法とそれにしたがって生産されるフレームコア。  提示される発明は、誘導性部品のための中央脚部（３）を有するフレームコア（１）を形成する方法およびそれにしたがって形成される、中央脚部（３）および中央脚部（３）内の空気間隙（４）を有するフレームコア（１）を提供する。フレームコア（１）は、中央脚部（３）と一体形成され、空気間隙（４）は、フレームコア（１）の形成中に中央脚部（３）内に成形される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導性部品ための中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）を有するフレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）を形成する方法であって、前記フレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）は、前記中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）と一体形成され、空気間隙（４；１４；２４；３４；４４ａ；５４ａ）は、前記フレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）の形成中に中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）に成形されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）を有する前記フレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）は、セラミック射出成形プロセスにおいて形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）を有するフレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）は、圧縮成形プロセスにおいて形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）は、２つのフレーム領域（２ａ、２ｂ；１２ａ、１２ｂ；２２ａ、２２ｂ；３２ａ、３２ｂ；４２ａ、４２ｂ；５２ａ、５２ｂ）を長手方向（Ｌ）に沿って相互接続し、および前記空気間隙（４；１４；２４；３４；４４ａ；５４ａ）は、前記中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）を通して長手方向（Ｌ）を横断する方向に延びる、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記フレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）は追加的に、フレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）を閉じる２つの横方向の脚部分（２ｃ；１２ｃ；２２ｃ；３２ｃ；４２ｃ；５２ｃ）を備え、前記横方向の脚部分（２ｃ；１２ｃ；２２ｃ；３２ｃ；４２ｃ；５２ｃ）は、前記長手方向（Ｌ）に真っ直ぐ沿ってまたは少なくとも部分的に曲げられた形状で延びる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）は、各横方向の脚部分（２ｃ；１２ｃ；２２ｃ；３２ｃ；４２ｃ；５２ｃ）から、長方形の平行六面体またはシリンダ形状を有する少なくとも１つの巻付け窓（１５；２５；３５；４５；５５）を通して横方向に離れて離間される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記空気間隙（４ｂ）は、前記長手方向（Ｌ）に対して９０°以外の角度に成形されている、請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記空気間隙は、プリズムの形状を有する空気間隙（４ａ；４ｂ）として、または屋根またはピラミッドの形状を有する空気間隙（４ｃ；４ｄ）として、またはくさび形空気間隙（４ｅ）として、または２重のくさび形空気間隙（４ｆ’、４ｆ’’；４ｇ’、４ｇ’’）として成形されている、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記フレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）は、少なくとも１つのフェライト材料で形成される、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記空気間隙（４；１４；２４；３４；４４ａ；５４ａ）は、前記空気間隙に対応するパーティションを用いて成形されている、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記空気間隙（４；１４；２４；３４；４４ａ；５４ａ）は、容易に除去される材料を用いて成形されている、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記フレームコア（４０；５０）は、前記フレームコア（４０；５０）の形成中に内部にさらなる空気間隙（４４ｂ；５４ｂ）が成形される、少なくとも１つのさらなる中央脚部（４３ｂ；５３ｂ）を備える、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
中央脚部（３）および前記中央脚部（３）内の空気間隙（４；１４；２４；３４；４４ａ；５４ａ）を有するフレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）であって、前記フレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）は、前記中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）および前記中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）内の前記空気間隙（４；１４；２４；３４；４４ａ；５４ａ）と一体的に１つのピースで形成される、フレームコア。
【請求項１４】
前記フレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）は、２つのフレーム領域（２ａ、２ｂ；１２ａ、１２ｂ；２２ａ、２２ｂ；３２ａ、３２ｂ；４２ａ、４２ｂ；５２ａ、５２ｂ）および閉じたコアを形成するように、前記フレーム領域（２ａ、２ｂ；１２ａ、１２ｂ；２２ａ、２２ｂ；３２ａ、３２ｂ；４２ａ、４２ｂ；５２ａ、５２ｂ）を長手方向（Ｌ）に沿って相互接続する２つの横方向の脚部分（２ｃ；１２ｃ；２２ｃ；３２ｃ；４２ｃ；５２ｃ）を備え、前記中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）は、各横方向の脚部分（２ｃ；１２ｃ；２２ｃ；３２ｃ；４２ｃ；５２ｃ）から、長方形の平行六面体またはシリンダの形状を有する少なくとも１つの巻付け窓（１５；２５；３５；４５；５５）を通して横方向に離れて離間される、請求項１３に記載のフレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）。
【請求項１５】
前記フレームコア（４０；５０）は、空気間隙（４４ｂ；５４ｂ）を含み、前記フレームコア（４０；５０）と一体的に形成される少なくとも１つのさらなる中央脚部（４３ｂ；５３ｂ）を備える、請求項１３または１４に記載のフレームコア（４０；５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の技術分野
提示される発明は、誘導性部品のための中央脚部を有するフレームコアを形成する方法とそれにしたがって生産されるフレームコアに関し、フレームコアは、中央脚部と一体形成され、空気間隙が中央脚部に成形される。
【背景技術】
【０００２】
背景
インダクタンスコイルおよびトランスデューサでは、Ｅコア構成またはＥ−Ｉコア構成または２重のＥコア構成に従う磁気コアがしばしば使用される。これら磁気コアの中央脚部は、通常その上に配置された少なくとも１つの巻線を有する。Ｅ−Ｉコア構成に従う磁気コアが製造されるとき、ＥコアはＩコアと組み合わせられる。２重のＥコア構成に従う磁性コアが製造されるとき、２つの個々のＥコアは、通常接着により接合される。代替的に、フレームコアは、Ｉコアと一緒に使用され、Ｉコアはそして中央脚部としてフレームコア内に挿入され、フレームコアの２つの対向側面に接着によって接合される。
【０００３】
Ｅコアの場合、空気間隙は、飽和影響を避ける目的で、研削プロセスにおいて非常に小さな製造公差を有して調整されることができ、これにより磁気コアのＡＬ値は、精密な研削によって調整されることができる。巻き付けられるべきコイルがコアを有さず、アセンブリプロセス中のみにコアに結合されるので、これら磁気コアの巻付けプロセスは、非常に複雑ではないことは事実だが、２つのＥコアの半分を別の接着プロセスで接合することはとても不利である。不利益は、一方では、接着された接合が仕上がり部品での著しく弱い点につながり、他方では、接着された接合がかなりのコストおよび時間ファクタを製造プロセスに表すことである。加えて、２つのＥコアの半分は、製造プロセスにおいて成形プレスにおいて別に成形され、そして成形プレスから除去される。その後、２つのＥコアの半分は、個々に２つの別の焼結プロセスで焼結される。このすべては、従来型の製造プロセスに対して複雑な扱いという結果をもたらす。さらに、焼結中に起こる不可避の製造公差に起因して、２つの個々に焼結されるコア部に対して２つのコア部を組み合わせることにより形成されるコアが所望の精度を有して製造されること、特に、２つのＥコアの半分の外側脚部が互いに面平行に対向する関係に配置されることをもはや保障することができない。
【０００４】
加えて、焼結されるコアの半分に起こる製造公差は、この方法で生産された２つのＥコアの半分が組み立てられるときに、１つのコア半分から次への遷移での位置ずれという結果をもたらす。仕上げられたコアにおける結果としての配置ずれの位置は、仕上げられた誘導性部品内の磁気的に有効なコア断面の狭窄磁場線に表される。当該狭窄において、コアの早過ぎる飽和が起こり、インダクタンスが減少する。磁力線は、仕上げられた誘導性構成要素の動作中に飽和領域および飽和ギャップでフェライト領域を出て、巻線に追加の損失が生じる。
【０００５】
明らかに、フレームコアは、コアが１つのピースから製造されるという利点を有するので、その後の接着工程を必要とせず、接着コア構成と比較して著しく増加した機械的安定性をもたらす状況は、接着プロセスが存在しないことにより、簡単な製造プロセスにもつながるが、フレームコアに空気空隙を効率的に形成することは、はるかに困難である。この理由のため、フレームコアは、多くの電力用途から除外される。
【０００６】
引用する独国特許発明第１０２００４００８９６１Ｂ１号は、フレームコアに接着される中央脚部を有するフレームコアを説明する。
【０００７】
文献ＤＥ１１９３１１９は、フレーム状コア構成要素の半円筒形凹部に挿入される調整ピンを有するフレーム状コア部品を説明する。
【０００８】
引用する欧州特許出願公開第００４２７２Ａ２号は、軟磁性材料と合成樹脂との混合物をバインダーとして成形して軟磁性材料からなる磁性コアを製造する方法であって、鉄粉末を液状の熱硬化性樹脂に混合し、加熱された金型に充填し成形する方法を開示する。
【０００９】
独国特許出願公開第３９０９６２４Ａ１号は、空気間隙を有するＥ−Ｉコアを説明し、空気間隙はコアのＩ部に成形を用いて形成される。
【００１０】
引用する独国特許出願公開第２３０５９５８号は、剪断されたヒステリシスループを有する２成分磁気コアを開示し、上記磁気コアは、固体非磁性体または低透磁率体によって空隙のない状態で剪断され、磁気コアの部分は、部分的に本体を介して剪断されたヒステリシスループを有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
発明の概要
上記の問題点に鑑み、本発明の目的は、簡単な製造工程で機械的に安定な磁気コアを製造することであり、製造された磁気コアは、様々な電力用途に使用されるように適合される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的は、独立請求項１に記載の１つのピースのフレームコアを形成する方法、および独立請求項１３に記載のフレームコアによって達成される。請求項１に記載の方法の有利なさらなる発展は、追加の従属請求項２〜１２に記載されている。請求項１３に記載のフレームコアの有利なさらなる発展は、追加の従属請求項１４および１５に規定されている。
【００１３】
提示される発明の図示の実施形態によれば、方法が提供され、それにしたがって、中央脚部を有する１つのピースのフレームコアが形成され、フレームコアの形成中に空気間隙が中央脚部に成形される。提示される発明に係る方法は、中央脚部および中央脚部内の空気間隙を有するフレームコアを、空気間隙が製造されるためのコア対コア接着および研削プロセスを必要とすることなく提供する。小さな製造公差を有する機械的に安定なコアは、このように生産され、コア位置ずれは、通常避けられ、ＥＭＶ挙動が改善される。加えて、２重のＥコアのために必須の摩擦公差は、提示される発明によれば提供される必要がなく、フェライト材料が節約される。
フェライト材料の削減された量はまた炉容量を節約することを可能とする。
【００１４】
その別のより有利な実施形態によれば、フレームコアは、セラミック射出成形プロセスにおいて形成される。代替的に、中央脚部を有するフレームコアは、圧縮成形プロセスにおいて形成される。両方場合において、簡単で、高速で、コスト効率性のよい製造が得られる。
【００１５】
提示される方法の別のより有利な実施形態によれば、フレームコアが形成され、中央脚部は２つの対向フレーム側面をフレームコアの長手方向に沿って相互接続し、空気間隙は中央脚部を通して長手方向を横断する方向に延びる。
【００１６】
そのさらにより有利な実施形態によれば、フレームコアは追加的に、フレームコアを閉じる２つの横方向の脚部分を備え、横方向の脚部分は、長手方向に沿って真っ直ぐ、または少なくとも部分的に湾曲した形状で延在する。
【００１７】
その別のより有利な実施形態によれば、中央脚部は各横方向の脚部分から離れて長手方向に横断する方向に、長方形の平行六面体またはシリンダの形状を有する少なくとも１つの巻付け窓を通して離間される。
【００１８】
その別のより有利な実施形態によれば、空気間隙は、中央脚部の長手方向に対して９０°以外の角度で成形される。中央脚部に対してより大きな接触領域を有する空気間隙はこのように提供され、これにより長手方向に沿って空気間隙のより小さい長さが選択されることができる。
【００１９】
その有利な実施形態によれば、空気間隙は、プリズムの形状を有する空隙または屋根の形状を有する空隙として成形されている。空気間隙、たとえばプリズム、くさびまたは屋根といった形態の空気間隙は、コアの非線形Ｌ−Ｉ挙動につながる。非線形Ｌ−Ｉ挙動とは、インダクタンスが一定ではなく、電流の増加とともに著しくかつ連続的に減少することを意味する。
【００２０】
有利な実施形態によれば、空気間隙は、容易に除去される材料を用いて成形される。これは、空気間隙の簡単な形成を可能とする。プレースホルダ―として機能する容易に除去可能な材料に起因して、空隙は、製造プロセス中に小さい製造公差となり、コアは、ダメージに対して保護され得る。
【００２１】
有利な実施形態によれば、フレームコアは、フレームコアの形成中にさらなる空気間隙が成形される、少なくとも１つのさらなる中央脚部を備える。このようにして、一体の１つのピースのフレームコアは、１つより多い中央脚部を備え、それらは各々、そこに成形された空気間隙を有し、製造プロセス中にコア部における接着を必要とすることなく提供される。
【００２２】
提示される発明のさらなる図示の実施形態によれば、中央脚部および中央脚部内の空気間隙を有するフレームコアが提供され、フレームコアは、中央脚部および中央脚部内の空気間隙と１つのピースで一体的に形成される。
【００２３】
その有利な実施形態によれば、フレームコアは、閉じたコアを形成するために２つのフレーム領域およびフレーム領域を長手方向に沿って相互接続する２つの横方向の脚部分を備え、中央脚部は、各横方向の脚部分から、長手方向に対して横断する方向に、長方形の平行六面体またはシリンダの形状を有する少なくとも１つの巻付け窓を通して離間される。
【００２４】
さらなる有利な実施形態によれば、フレームコアは、フレームコアと一体形成される少なくとも１つのさらなる中央脚部を備える。
【００２５】
図面の簡単な説明
添付の図面に基づいて実施される例示的な実施形態の説明からさらなる利点が理解される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の例示的な実施形態による、中央脚部および中央脚部に空気間隙を有するフレームコアを概略的に示す。
【図２ａ】本発明のいくつかの例示的な実施形態による、中央脚部における空気間隙の断面図を概略的に示す。
【図２ｂ】本発明のさらなる例示的な実施形態による、空気間隙の断面図を概略的に示す。
【図２ｃ】本発明のさらなる例示的な実施形態による、空気間隙の断面図を概略的に示す。
【図２ｄ】本発明のさらなる例示的な実施形態による、空気間隙の断面図を概略的に示す。
【図２ｅ】本発明のさらなる例示的な実施形態による、空気間隙の断面図を概略的に示す。
【図２ｆ】本発明のさらなる例示的な実施形態による、空気間隙の断面図を概略的に示す。
【図２ｇ】本発明のさらなる例示的な実施形態による、空気間隙の断面図を概略的に示す。
【図３ａ】本発明の代替の実施形態による、フレームコアの概略断面図を示す。
【図３ｂ】本発明の代替の実施形態による、フレームコアの概略断面図を示す。
【図３ｃ】本発明の代替の実施形態による、フレームコアの概略断面図を示す。
【図３ｄ】本発明の代替の実施形態による、フレームコアの概略断面図を示す。
【図３ｅ】本発明の代替の実施形態による、フレームコアの概略断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
詳細な説明
提示される発明は、一般に中央ブレブおよび中央ブレブ内に形成される空気間隙を備える１つのピースのフレームコアを提供する。提示される発明によれば、フレームコアは１つのピースに圧縮成型で形成され、空気間隙は、中央ブレブに直接圧縮成型で組み込まれる。一方で、これは接着プロセスが避けられる効果を有し、そのような接着プロセスは、上記の記述によれば、通常既存の閉じたコア構成で使用される２つのＥコア（いわゆる２重のＥコア構成）によってまたはＩコアを有するＥコア（いわゆるＥ−Ｉコア構成）によって規定される。追加の接着プロセスが避けられるという事実に起因して、生産において費やす時間が減り、そのようなフレームコアの製造コストが低く抑えられる。他方で、提示される発明に係るフレームコアは、それらの１つのピースの構造的設計に起因して、接着された接合部が仕上げられたコア構成要素に著しい機械的弱点を示すため、複合コア構成と比較してより高い機械的安定性を有する。加えて、研削プロセスは省略されることができる。コア背面および側面脚部の面研削は、通常、空気間隙を正確に中間ブレブに研削し、正確に場をガイダンスするための前提条件である。このプロセスは高価であり、しばしば、裂け目および亀裂によって予め機械的に損傷されたコアにつながる。研削プロセスがもはや必要ではないという事実は、コストの大幅な低減および構成要素の品質の改善につながる。さらに、提示される発明に従い中心脚部およびそこに成形される空気間隙を有するフレームコアを製造することにより、既知のコアにおいて制御が難しい磁気耐性を示す接着接合は、もはや必要ではないので、磁気特性の公差は小さく抑えられている。提示される発明は、非常に厳しい限界内の所定の磁気特性を観察するフレームコアを提供することを可能にする。
【００２８】
以下、例示的な実施形態を、添付の図面を参照して例示的に説明する。本発明のいくつかの例示的な実施形態は、図１を参照して以下により詳細に説明される。
【００２９】
図１は、フレームコア１の斜視図を概略的に示す。フレームコア１は、フレーム部２および中央脚部３を備え、上記中央脚部３は、そこに空気間隙４を形成される。フレーム部２は、中央脚部３に対して、中央脚部３の長手方向Ｌに沿って延在する２つの横方向の脚部分２ｃを備える。 横方向の脚部分２ｃおよび中央脚部３は、横方向の脚部分２ｃのおよび中央脚部３の対向側の上部クロスバー部２ａおよび下部クロスバー部２ｂによって、長手方向Ｌに垂直に配向された幅方向Ｂに沿って相互接続される。フレームコア１の深さ寸法は、深さ方向Ｔによって図１に概略的に示され、それは、長手方向Ｌおよび幅方向Ｂに垂直に配向される。
【００３０】
提示される発明のいくつかの図示の実施形態によれば、図１に示されたフレームコア１は、少なくとも１つの軟磁性フェライト材料から形成される。図示の例によれば、少なくとも１つの軟磁性フェライト材料はたとえば、ニッケル亜鉛フェライト材料またはマンガン亜鉛フェライト材料の形態で設けられる。
【００３１】
図１に示されたフレームコア１の場合、個々のコア断面は、長手方向Ｌに垂直な方向に長方形の断面を有する。これは、提示される発明を限定しない。代替的に、中央脚部３および／または少なくとも１つの横方向の脚部分２ｃおよび／または上部クロスバー部２ａおよび／または下部クロスバー部２ｂは、長手方向Ｌに垂直な方向に丸まったまたは楕円の断面を有してもよい。中央脚部３のおよび／または少なくとも１つの横方向の脚部分２ｃのおよび／または上部クロスバー部２ａのおよび／または下部クロスバー部２ｂのエッジは、丸められてもよいという事実が参照される。
【００３２】
図２ａ〜２ｅを参照して、図１に概略的に示された空気間隙４の異なる構成が、以下で説明されるだろう。
【００３３】
図２ａは、側面図において、第１の実施形態に係る空気間隙４ａの概略図を示す。図示を簡略化するために、空気間隙４ａの周りの中央脚部３ａの領域のみが示される。空気間隙４ａは、中央脚部３ａの長手方向（図１内の長手方向Ｌを参照。）を横断して中央脚部３ａ内に配置される。特に、第１の実施形態に係る空気間隙４ａは、中央脚部３ａの長手方向に垂直に配向される。中央脚部３ａはここでは、長手方向に垂直な方向に（特に図１の深さおよび幅方向Ｔ、Ｂに沿う平面において）長方形の、丸められた、楕円のまたは丸い断面を呈してもよい。図２ａに示された図示によれば、空気間隙４ａは、長さｄ１を有する。空気間隙４ａが中央脚部３ａを通して延びる方向が長手方向に対して垂直（誤差範囲を有して約９０°）に配置されるように、示された空気間隙４ａは、中央脚部３ａの長手方向に対して横に配向される。
【００３４】
図２ｂは、中央脚部３ｂの空気間隙４ｂのまわりの領域内において長手方向に垂直な側面図において、提示される発明の第２の実施形態に係る空気間隙４ｂを示す。中央脚部３ｂは、その長手方向または方向Ｂ、Ｔに垂直な方向に（図１の長手方向Ｌ参照）に平行に配向された平面において、長方形の、丸められた、楕円のまたは丸い断面をここでは呈してもよい。図２ｂに示された第２の実施形態によれば、空気間隙４ｂは、中央脚部３ｂに傾けられた平面として成形され、上部中央脚部分ＭＳ１および下部中央脚部分ＭＳ２から距離ｄ２だけ離間される。特に、空気間隙４ｂは、中央脚部３ｂの長手方向に対して横に配向される（図１の長手方向Ｌ参照）。空気間隙４ｂが長手方向Ｌ（図１参照）に相対的に配向される角度は、ここでは９０°とは異なる。空気間隙４ａと比較して、空気間隙４ｂは、中央脚部に向かってより大きな接触領域を有する。接触領域という用語は、ここでは、極面を意味し、それは空気間隙４ｂを通して中央脚部内に露出され、そこを通して中央脚部４ｂに存在する磁気フラックス密度（「Ｂフィールド」）は、中央脚部分ＭＳ１またはＭＳ２から空気間隙４ｂへと入り、空気間隙４ｂから出る。より大きな接触領域に起因して、空気間隙４ｂの長さｄ２（図２ｂに示されるように空気間隙４ｂによって離間される中央脚部分ＭＳ１とＭＳ２との間の距離ｄ２として測定される）は、空気間隙４ａの長さｄ１と比較してより小さく選択されることができる（ｄ２＜ｄ１）。いくつかの特別な実施形態によれば、空気間隙４ｂの長さｄ２は、接触領域または空気間隙４ｂ内の極面の大きさに関連付けられ、空気間隙４ｂの長さｄ２はたとえば、接触領域または極面の大きさが増加するにつれて、すなわち接触領域または極面と長手方向との間の角度（９０°の角度は、図２ａに係る間隙４ａの配向に対応する）が減るにつれて、空気間隙４ｂの長さｄ２が減るように、空気間隙４ｂ内の接触領域または極面に間接的に比例してもよい。
【００３５】
提示される発明の第３の実施形態に係る空気間隙４ｃは、空気間隙４ｃのまわりの中央脚部内の部分の側面図において図２ｃに示される。上部中央脚部分３ｃ’は、プリズムまたはピラミッドの錐台または円錐の錐台の形状を有する。下部中央脚部分３ｃ’’は、２つのコア部３ｃ’および３ｃ’’が組み合わせられたときに、空隙のない中央脚部が得られるように構成され、それは、長方形の平行六面体またはシリンダの形状を有する。換言すると、中央脚部分３ｃ’’は、プリズムまたはピラミッドの錐台または円錐の錐台の形状を有する中央脚部分３ｃ’の反転形状であるくぼみを設けられる。
【００３６】
第４の実施形態は、空気間隙４ｄの底部の側面図において概略的に示され、空気間隙４ｂは、上部中央脚部３ｄ’がくさびまたはピラミッドまたは円錐の形状を有するように中央脚部に成形される。下部中央脚部分３ｄ’’は追加的に、上部中央脚部分３ｄ’および下部中央脚部分３ｄ’’が組み合わせられたときに、間隙のない中央脚部が得られるように構成され、それは長方形の平行六面体またはシリンダの形状を有する。換言すると、中央脚部分３ｄ’’は、くさびまたはピラミッドまたは円錐の形状を有する中央脚部分３ｄ’の反転形状であるくぼみをを設けられる。
【００３７】
空気間隙４ｅの第５の実施形態は図２ｅに示される。空気間隙４ｅは、ここでは中央脚部３ｅにくさび形に成形される。
【００３８】
図２ｆに示される概略断面図は、図２ｅに示される第５の実施形態のさらなる発展である。このさらなる発展に係る空気間隙は、中央脚部の対向側面に形成される２つのくさび形空気間隙領域４ｆ’および４ｆ’’によって提供される２重のくさび形空気間隙として構成される。図２ｆの図示によれば、中央脚部は、その間に２重のくさび形空気間隙４ｆ’、４ｆ’’が配置される上部中央脚部分３ｆ’および下部中央脚部分３ｆ’’を有する。下部中央脚部分３ｆ’’は、２重のくさび形空気間隙４ｆ’、４ｆ’’を中央脚部を長手方向（図１の符号Ｌ参照）に横切る方向に通して延びる接触領域によって画定する。示された例では、下部中央脚部分３ｆ’’の接触領域は長手方向に垂直な方向に配向される。代替的に、接触領域は、長手方向に対して９０°以外の角度で配向されてもよく（図１のＬ参照）たとえば、接触領域は、下部中央脚部分のベベルによって提供されてもよい。上部中央脚部分３ｆ’は、２重のくさび形空気間隙４ｆ’、４ｆ’’を規定する屋根またはくさび形の接触領域を有する。代替的に、上部中央脚部分３ｆ’の接触領域はピラミッドまたは円錐の形状を有する。
【００３９】
図２ｇは、２重のくさび形空気間隙４ｇ’、４ｇ’’の代替的な実施形態を概略的に断面図において示す。中央脚部は、２重のくさび形空気間隙４ｇ’、４ｇ’’を取り囲む領域において、その間において中央脚部の空気空隙が形成される上部中央脚部分３ｇ’および下部中央脚部分３ｇ’’を備える。上部中央脚部分３ｇ’および下部中央脚部分３ｇ’’は、各々屋根またはくさび形接触領域を有する。代替的に、上部中央脚部分３ｆ’の接触領域は、ピラミッドまたは円錐の形状を有する。図示の例では、上部および下部中央脚部分３ｇ、３ｇ’’は、それらが互いに対して対称であるように構成されるが、これは提示される発明を限定するものではなく、非対称な中央脚部分もまた想定される。
【００４０】
図２ａ〜２ｅに示される中央脚部に成形される空気間隙の異なる実施形態を通して、特徴的Ｌ−Ｉ挙動が達成される。図２ａに係る空気間隙４ａを用いてインダクタンスＬが電流Ｉ１まで実質的に一定の挙動を示し（Ｌは、Ｉ＜Ｉ１の範囲で１０％未満で、望ましくは５％または１％未満で変動する）、Ｉ１を超えると大幅に減少する、Ｌ−Ｉプロファイルが取得される。図２ｂ〜２ｅに係る示された実施形態の場合は、しかし、Ｉに対して減少するＬ挙動が得られ、実質的な非一定挙動によって、図２ａに係る実施形態とは逸脱する。
【００４１】
提示される発明に係るフレームコアは、１つのピースで圧縮成形によって形成され、中央ブレブ内の空気間隙は、コアに直接圧縮成形内で形成される。提示される発明に係る製造方法は、いくつかの図示の実施形態の場合、圧縮成形方法を備え、それに従いコア材料は、圧縮成形の空洞に粉の形態で充填される。雌ダイ、上部雄ダイおよび下部雄ダイは、ここでは圧縮成形プロセス中にフレームコアを中央脚部および中央脚部に提供される空気間隙と一体的に形成するために適切に構成される。圧縮成形の上部雄ダイおよび下部雄ダイは、互いに独立して移動可能な複数の個々のダイからなることが明確に指摘される。圧縮成形プロセスの間またはその後に、焼結は熱の作用によって影響され得る。代替的に、提示される発明に係るフレームコアは、セラミック射出成形プロセスで生産される。いくつかの特別な図示の実施形態によれば、空気間隙は適切に構成されるパーティションを用いて成形されており、それは、材料が空洞に充填される間か、材料が空洞に充填された後に、中央脚部を形成する２つの材料の領域間の空洞に配置される。
【００４２】
代替的に、空気間隙は、磁気コアの材料に比較して容易に除去可能であり、空洞が充填される間に２つの材料の領域の間に導入される材料で形成される。間隙形成材料は、たとえば、ベークアウト工程またはエッチング工程中といった圧縮成形プロセス後に成形品から取り外されるプラスチック材料の形態で提供されてもよい。この目的のために、空洞は、たとえば、磁気コアの材料で満たされるので、第１の材料領域がキャビティ内に形成される。続いて、間隙形成材料が第１の材料領域上に充填される。これは、間隙形成材料に所望の形状を付与するために、形成されるべき空気間隙の形状に対応する形状を予め成形する工程を含むことができる。続いて、磁気コアの材料を充填することによって間隙形成材料上に第２の材料領域が形成される。その後の圧縮成形プロセスでは、間隙形成材料が第１の材料領域と第２の材料領域との間に配置される成形体が製造される。空隙は、熱の作用および／または適切なエッチャントの作用によって間隙形成材料を除去することによって形成される。
【００４３】
図３ａ〜３ｅに関して、本発明の代替的な実施形態に係るフレームコアの概略断面図が示され、図１に概略的に示されるフレームコア１から逸脱する。
【００４４】
図３ａは、中央脚部１３ａおよび中央脚部１３ａ内の空気間隙１４を備えるフレームコア１０を概略的に示す。フレームコア１０は、追加的にフレーム領域１２ａおよび１２ｂを備え、それらは方向Ｂに沿って延在し、フレーム領域１２ａおよび１２ｂの対向端部に配置され、長手方向Ｌに沿って延在する２つの横方向の脚部分１２ｃによって相互接続される。長手方向Ｌは、方向Ｂを横切って延び、示された例によれば、それはそこに垂直に配向される。フレームコア１０は、フレーム領域１２ａ、１２ｂおよび横方向の脚部分１２ｃを介して閉じられる。フレーム領域１２ａ、１２ｂの外面１６は、方向Ｂに平行に延在する。
【００４５】
中央脚部１３ａは、横方向の脚部分１２ｃからそれぞれの巻付け窓１５によって方向Ｂの両側で離れて離間される。少なくとも巻付け窓１５の１つは、その中に巻線（図示しない）を提供されてもよく、それは中央脚部１３ａ上および／または横方向の脚部分１２ｃの少なくとも１つの上に配置される。図３ａに示される例によれば、巻付け窓は、示された断面図において長方形の形状であり、すなわち巻付け窓１５は、方向ＬおよびＢに垂直な深さを考慮して、長方形の平行六面体形状である。空気間隙１４は巻付け窓１５を相互接続する。
【００４６】
図１に示されたフレームコア１以外に、図３ａに係るフレームコア１０は、丸められた外面１７を有する横方向の脚部分１２ｃを有して示される。このため、磁場は有利に横方向の脚部分においてガイドされることができる。加えて、フレームコア１０内で角は避けられる。
【００４７】
図３ｂは、中央脚部２３ａおよび中央脚部２３ａ内の空気間隙２４を備えるフレームコア２０を概略的に示す。フレームコア２０は追加的にフレーム領域２２ａおよび２２ｂを備え、それらは方向Ｂに沿って延在し、フレーム領域２２ａおよび２２ｂの対向端部に配置された長手方向Ｌに沿って延在する２つの横方向の脚部分２２ｃによって相互接続される。長手方向Ｌは、方向Ｂを横切って延び、示された例にしたがって、それはそこに対して垂直に配向される。フレームコア２０は、フレーム領域２２ａ、２２ｂおよび横方向の脚部分２２ｃを介して閉じられる。フレーム領域２２ａ、２２ｂの外面２６は、方向Ｂに平行に延在する。
【００４８】
中央脚部２３ａは、横方向の脚部分２２ｃから両側で方向Ｂにおいてそれぞれの巻付け窓２５によって離間される。少なくとも巻付け窓２５の１つは、その中に巻付け（図示しない）を提供されてもよく、それは中央脚部２３ａ上および／または横方向の脚部分２２ｃの少なくとも１つの上に配置される。図３ｂに示される例によれば、巻付け窓は、示された断面図において、円状の形状であり、すなわち巻付け窓２５は、方向ＬおよびＢに垂直な深さを考慮して、フレームコア２０内で円筒の形状を有する。巻付け窓２５は、空気間隙４によって相互接続される。
【００４９】
図１に示されたフレームコア１以外に、図３ｂに係るフレームコア２０は、丸められた外面２７を有する横方向の脚部分２２ｃを有して示される。このため、磁場は有利に横方向の脚部分においてガイドされることができる。加えて、フレームコア２０において角は避けられる。
【００５０】
図３ｃは、中央脚部３３ａおよび中央脚部３３ａ内の空気間隙３４を備えるフレームコア３０を概略的に示す。フレームコア３０は、追加的にフレーム領域３２ａおよび３２ｂを備え、それらは湾曲した形状で方向Ｂに沿って延在し、フレーム領域３２ａおよび３２ｂの対向端部に配置された２つの横方向の脚部分３２ｃによって相互接続され、湾曲した形状で長手方向Ｌに沿って延在する。長手方向Ｌは、方向Ｂを横切って延び、示された例に従い、それはそこに対して垂直に配向される。フレームコア３０は、フレーム領域３２ａ、３２ｂおよび横方向の脚部分３２ｃを介して閉じられる。フレーム領域３２ａ、３２ｂの外面は、湾曲した表面として構成される。
【００５１】
中央脚部３３ａは、横方向の脚部分３２ｃから方向Ｂにおいて両側でそれぞれの巻付け窓３５によって離間される。少なくとも巻付け窓３５の１つは、その中に中央脚部３３ａ上および／または横方向の脚部分３２ｃの少なくとも１つに配置される巻付け（図示しない）を提供されてもよい。図３ｃに示される例によれば、巻付け窓は、示された断面図において円状の形状であり、すなわち巻付け窓３５は、方向ＬおよびＢに垂直な深さを考慮して、フレームコア３０内のシリンダの形状を有する。
【００５２】
図１に示されたフレームコア１以外に、図３ｃに係るフレームコア３０は、丸められた外面を有する横方向の脚部分３２ｃを有して示され、これにより全体的に円筒状の形状のコア構成が設けられる。このため、磁場は、有利に横方向の脚部分内でガイドされることができる。加えて、角はフレームコア３０内で避けられる。
【００５３】
図３ｄは、図３ｂのものと同様のコア構成を示す。ここで概略的に示されるのは、各々がそこに形成される空気間隙４４ａ、４４ｂを有する２つの中央脚部４３ａ、４３ｂを備えるフレームコア４０である。フレームコア４０は、フレーム領域４２ａおよび４２ｂを追加的に備え、それらは方向Ｂに平行に延在し、フレーム領域４２ａおよび４２ｂの対向端部に配置された２つの横方向の脚部分４２ｃによって相互接続され、長手方向Ｌに沿って延在する。長手方向Ｌは、方向Ｂを横切って延び、示された例に従い、それはそこに対して垂直に配向される。フレームコア４０はフレーム領域４２ａ、４２ｂおよび横方向の脚部分４２ｃを介して閉じられる。フレーム領域４２ａ、４２ｂの外面は丸められる。
【００５４】
各中央脚部４３ａ、４３ｂは、横方向の脚部分４２ｃから方向Ｂにおいて両側で１つまたは複数の巻付け窓４５によって離間される。少なくとも巻付け窓４５の１つは、中央脚部４３ａ、４３ｂの少なくとも１つの上および／または横方向の脚部分４２ｃの少なくとも１つの上に配置される巻線（図示しない）をその中に提供されてもよい。図３ｄに示される例によれば、巻付け窓は、示された断面図において、円状の形状であり、すなわち巻付け窓３５は、方向ＬおよびＢに垂直な深さを考慮して、フレームコア４０内の円筒の形状を有する。巻付け窓４５は、空気間隙４４ａ、４４ｂによって相互接続される。
【００５５】
図１に示されたフレームコア１以外に、図３ｄに係るフレームコア４０は、丸められた外面を有する横方向の脚部分４２ｃを有して示される。このため、磁場横方向の脚部分において有利にガイドされることができる。加えて、角はフレームコア４０内で避けられる。さらに、フレームコア４０は、２つ以上の中央脚部、この場合は中央脚部４３ａ、４３ｂが設けられているので、フレームコア１とは異なり、中央脚部の各々にはそれぞれ空気間隙４４ａ、４４ｂが形成されている。
【００５６】
図３ｅは、図３ａのものと同様のコア構成を示す。ここで概略的に示されるのは、各々がそこに形成される空気間隙５４ａ、５４ｂを有する２つの中央脚部５３ａ、５３ｂを備えるフレームコア５０である。フレームコア５０は、フレーム領域５２ａおよび５２ｂを追加的に備え、それらは方向Ｂに平行に延在し、フレーム領域５２ａおよび５２ｂの対向端部に配置され長手方向Ｌに沿って延在する２つの横方向の脚部分５２ｃによって相互接続される。長手方向Ｌは、方向Ｂを横切って延び、示された例に従い、それはそこに対して垂直に配向される。フレームコア５０はフレーム領域５２ａ、５２ｂおよび横方向の脚部分５２ｃを介して閉じられる。フレーム領域５２ａ、５２ｂの外面は丸められる。
【００５７】
各中央脚部５３ａ、５３ｂは、横方向の脚部分５２ｃから方向Ｂにおいて両側で１つまたは複数の巻付け窓５５によって離間される。少なくとも巻付け窓５５の１つは、中央脚部５３ａ、５３ｂの少なくとも１つの上および／または横方向の脚部分５２ｃの少なくとも１つの上に配置される巻線（図示しない）をそこに提供されてもよい。図３ｅに示される例によれば、巻付け窓は、示された断面図において長方形の形状であり、すなわち巻付け窓５５は、方向ＬおよびＢに垂直な深さを考慮して、フレームコア５０内の長方形の平行六面体形状を有する。巻付け窓５５は、空気間隙５４ａ、５４ｂによって相互接続されている。
【００５８】
図１に示されたフレームコア１以外に、図３ｅに係るフレームコア５０は、丸められた外面を有する横方向の脚部分５２ｃを有して示される。このため、磁場は、横方向の脚部分において有利にガイドされることができる。加えて、角はフレームコア５０内で避けられる。さらに、フレームコア５０は、複数の中央脚部、この場合は中央脚部５３、５３ｂが設けられているので、フレームコア１と異なり、中央脚部の各々にはそれぞれ空気間隙５４ａ、５４ｂが形成されている。
【００５９】
提示される発明のさらなる図示の実施形態によれば、図３ａ〜３ｅ内の空気間隙の各々は、図２ａ〜２ｇを参照して説明された空気間隙の１つにしたがって構成されてもよい。
【００６０】
要約すると、提示される発明は、誘導性部品のための中央脚部を有するフレームコアを形成する方法、およびそれにしたがって形成される中央脚部および中央脚部内の空気間隙を有するフレームコアを提供する。フレームコアは中央脚部と一体形成され、空気間隙は中央脚部にフレームコアの形成中に成形される。
【図１】
2017517896.tif 000003
【図２ａ−２ｇ】
2017517896.tif 000004
【図３ａ】
2017517896.tif 000005
【図３ｂ】
2017517896.tif 000006
【図３ｃ】
2017517896.tif 000007
【図３ｄ】
2017517896.tif 000008
【図３ｅ】
2017517896.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月14日(2015.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導性部品ための中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）を有するフレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）を形成する方法であって、前記フレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）は、前記中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）と一体形成され、空気間隙（４；１４；２４；３４；４４ａ；５４ａ）は、前記フレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）の形成中に中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）に成形されることを特徴とする、方法。
【請求項２】
中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）を有する前記フレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）は、セラミック射出成形プロセスにおいて形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）を有するフレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）は、圧縮成形プロセスにおいて形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）は、２つのフレーム領域（２ａ、２ｂ；１２ａ、１２ｂ；２２ａ、２２ｂ；３２ａ、３２ｂ；４２ａ、４２ｂ；５２ａ、５２ｂ）を長手方向（Ｌ）に沿って相互接続し、前記空気間隙（４；１４；２４；３４；４４ａ；５４ａ）は、前記中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）を通して長手方向（Ｌ）を横断する方向に延びる、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記フレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）は追加的に、フレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）を閉じる２つの横方向の脚部分（２ｃ；１２ｃ；２２ｃ；３２ｃ；４２ｃ；５２ｃ）を備え、前記横方向の脚部分（２ｃ；１２ｃ；２２ｃ；３２ｃ；４２ｃ；５２ｃ）は、前記長手方向（Ｌ）に真っ直ぐ沿ってまたは少なくとも部分的に曲げられた形状で延びる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記中央脚部（３；１３ａ；２３ａ；３３ａ；４３ａ；５３ａ）は、各横方向の脚部分（２ｃ；１２ｃ；２２ｃ；３２ｃ；４２ｃ；５２ｃ）から、長方形の平行六面体またはシリンダ形状を有する少なくとも１つの巻付け窓（１５；２５；３５；４５；５５）を通して横方向に離れて離間される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記空気間隙（４ｂ）は、前記長手方向（Ｌ）に対して９０°以外の角度に成形されている、請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記空気間隙は、プリズムの形状を有する空気間隙（４ａ；４ｂ）として、または屋根またはピラミッドの形状を有する空気間隙（４ｃ；４ｄ）として、またはくさび形空気間隙（４ｅ）として、または２重のくさび形空気間隙（４ｆ’、４ｆ’’；４ｇ’、４ｇ’’）として成形されている、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記フレームコア（１；１０；２０；３０；４０；５０）は、少なくとも１つのフェライト材料で形成される、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記空気間隙（４；１４；２４；３４；４４ａ；５４ａ）は、前記空気間隙に対応するパーティションによって成形されている、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記空気間隙（４；１４；２４；３４；４４ａ；５４ａ）は、容易に除去される材料によって成形されている、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記フレームコア（４０；５０）は、前記フレームコア（４０；５０）の形成中に内部にさらなる空気間隙（４４ｂ；５４ｂ）が成形される、少なくとも１つのさらなる中央脚部（４３ｂ；５３ｂ）を備える、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
2017517896.tif 000010
2017517896.tif 000011
2017517896.tif 000012
2017517896.tif 000013