(57)【要約】【課題】  本発明は磁気部品およびその製造方法を提供することである。【解決手段】  導通性材料は、イッテルビウムファイバーレーザなどの希土類ファイバーレーザに限るものではないが高出力レーザーで切断される。若しくは、導通性材料は、研磨剤ウォータージェットを用いて切断される。この磁気部品は平面型であってもよい。【図】図２
2017513229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的導通性材料をレーザー切断することにより形成されたことを特徴とする磁気部品。
【請求項２】
前記電気的導通性材料が銅又は銅合金からなる請求項１に記載の磁気部品。
【請求項３】
インダクターの巻線又はトランスの巻線を有する請求項１に記載の磁気部品。
【請求項４】
平面型磁気部品として構成されている請求項１に記載の磁気部品。
【請求項５】
隣合う巻廻し線状体間のスペースが250μm(0.010インチ)以上である請求項１に記載の磁気部品。
【請求項６】
電気的導通性材料を研磨剤ウォータージェット切断することにより形成されたことを特徴とする磁気部品。
【請求項７】
前記電気的導通性材料が銅又は銅合金からなる請求項６に記載の磁気部品。
【請求項８】
積重ねられた複数のシートを同時に切断することにより形成された請求項６に記載の磁気部品。
【請求項９】
インダクターの巻線又はトランスの巻線を有する請求項６に記載の磁気部品。
【請求項１０】
平面型磁気部品として構成されている請求項６に記載の磁気部品。
【請求項１１】
隣合う巻廻し線状体間のスペースが250μm(0.010インチ)以上である請求項６に記載の磁気部品。
【請求項１２】
レーザー切断を用いて電気的導通性材料から磁気部品に切断することを含むことを特徴とする磁気部品の作成方法。
【請求項１３】
隣合う巻廻し線状体間のスペースが250μm(0.010インチ)以上であるように切断する請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記電気的導通性材料が銅又は銅合金からなる請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
平面型電気的導通性材料から磁気部品に切断することを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記電気的導通性材料が、ロール又はシート状のものから得られたものである請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
磁気部品が、インダクター又はトランスにおける巻線として含めることからなる請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
研磨剤ウォータージェット切断を用いて電気的導通性材料から磁気部品に切断することを含むことを特徴とする磁気部品の作成方法。
【請求項１９】
隣合う巻廻し線状体間のスペースが250μm(0.010インチ)以上であるように切断する請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
切断される電気的導通性材料が複数のシートからなる請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記電気的導通性材料が銅又は銅合金からなる請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
平面型電気的導通性材料から磁気部品に切断することを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記電気的導通性材料が、ロール又はシート状のものから得られたものである請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
インダクター又はトランス内の巻線として磁気部品を含む請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は2014年4月2日出願の米国非仮出願No.14/242,982に基づく優先権を主張するものであり、その全体がここに組み込まれるものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は電子部品に係り、特に磁気部品およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
インダクター、トランスなどの磁気部品に関して、インダクタンス、ACおよびDC抵抗などの所定値の電気的パラメータに対し、重量、高さ又は容積を減らしおよび品質係数の改善を施したもの、更に低損失のもの、漏れインダクタンスの低いもの、巻線間容量および漏れインダクタンスのバランスのよいものの需要は増大しつつある。このような需要の有る１つの技術分野は電気自動車およびハイブリッド自動車である。
【０００４】
従来磁気部品は、巻線加工、機械加工および金属切削により作られてきた。この使用されてきた金属切削法には、スタンピング（プレス加工）、化学的エッチング、プラズマ切断、フライス加工および放電加工（EDM）が含まれる。これらの切断方法のそれぞれは、上述のような改善された部品の大量生産を考慮した場合には、少なくとも以下のようなデメリットの内の少なくとも1つを有するものである。すなわち、（１）設計変更に続く工具交換コストの増大；（２）切り溝（切断の間に除去される材料の幅）が比較的に大きいこと；（３）比較的厚い金属を切断することができないこと；（４）比較的遅い切断速度；（５）工具の磨耗；（６）コンダクター（ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：導通部材）の熱的および機械的ストレス；および(７)高度に熟練した機械操作員が必要になる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、効率的な製造に改善した電気的特性を有する磁気部品が必要である。そのような磁気部品およびその製造方法をここに記載する。１つの具体的方法は、高出力レーザーを用いて導通性材料を切断することである。この高出力レーザーは例えば、イッテルビウムファイバーレーザ（Ｙｔｔｅｒｂｉｕｍ  ｆｉｂｅｒ  ｌａｓｅｒ）などの希土類ファイバーレーザであるがこれに限るものではない。他の具体的方法は、研磨剤ウォータージェットを使用し、導通性材料（ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を切断することである。この磁気部品は平面的である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１Ａおよび図１Ｂは、ザー切断法又はウォータージェット切断法を用いて作られた磁気部品の２つの画面を示す斜視図。
【図２】レーザー切断方法又はウォータージェット切断方法を用いて作られた磁気部品の１例を示す斜視図であって、幾つかの寸法が付された斜視図。
【図３】研磨剤ウォータージェット切断装置の１例を示す図。
【図４】平面型トランスの１例を示す斜視図。
【図５】磁気部品を切断する方法の１例を示すブロック図。
【０００７】
好ましい態様の詳細な説明：
平面型磁気部品は上述の要求を満たすのに利用することができる。これまで、平面型磁気部品は、類似の従来型巻線を巻き付けた部品よりも製造費が高いものであった。しかし、本発明により、平面型磁気部品の製造コストがレーザー切断や研磨剤ウォータージェット切断などの方法を用いることにより著しく削減できることを見出した。
【０００８】
ウォータージェット切断において、高圧水流が材料を切断するのに使用される。水はノズルを介して高圧で強制的に吐出され、0.25mm(0.01インチ)以下の径の切断水流が形成される。
ウォータージェット切断において、比較的硬質の研磨製物質の粒子が上記水流中に導入される。この水流がこの粒子を加速させ、この粒子が切断されるべき材料の浸食の殆んどを成し遂げる。
【０００９】
図３は研磨剤ウォータージェット切断装置300の一つの実施例を示している。貯水部310内の水が加圧され、ノズル315を介して強制的に吐出され切断流が形成される。研磨性粒子325はサイドチューブ320を介して導入することができる。
【００１０】
レーザー切断および研磨剤ウォータージェット切断はそれぞれ従前の方法よりも速い磁気部品の切断速度を提供するものである。金属などの電気的導通性材料のシートで、厚みが約2mm（0.08インチ）以下のものはレーザー切断を用いることによりウォータージェット切断よりも迅速に切断することができる。より厚い材料に対しては、研磨剤ウォータージェット切断は、より速い切断速度を提供するものとなる。同時に、ウォータージェット切断についての処理能力は、幾つかのシートを積み重ねて１回の通過で切断することにより増やすことができる。
その実験的結果を下記表１に要約する。
[表１]
2017513229.tif 000003
【００１１】
高出力レーザーは金属などの電気的導通性材料を切断するのに使用することができる。この材料の範疇には、平面型電気的導通性材料が含まれ、それによりコイル（ｃｏｉｌ：巻線）などの平面型磁気部品を形成することができ、これはインダクターおよびトランスなどの磁気装置に使用される。このようなコイルはそれ自身で例えばインダクターとして使用することができる。その他、幾つかのこの種のコイルは互いに結合させることができ、それにより多重巻回、多重層を有する装置が形成される。
コイルの結合は、例えば、積重ね、折畳み、溶接、ロウ付け、半田付けなどにより達成することができる。コイルの切断に使用されたのと同じレーザーを、これらコイルの結合にも使用することができる。これら複数の層およびターン（ｔｕｒｎｓ：巻廻し線状体）は、シート状又は液状の絶縁物を適用すること、或いは例えばモールディングにより互いに絶縁させることができる。
【００１２】
しかし、最近まで、銅などの比較的高い反射性材料で比較的厚い板材に対してはレーザーで切断することができないとされていた。これは、レーザーが、高いレベルの連続的出力とピーク出力での適当な冷却および必要とする高品質の光ビームを支えることができないとすることに少なくとも起因するものであった。
【００１３】
比較的厚く、比較的高い反射性材料を、比較的狭い切り溝（切断幅）で比較的高い切断速度で切断できるレーザーの1例は、イッテルビウムファイバーレーザなどの希土類ファイバーレーザである。このようなレーザーは、Hypertherm, JK Lasers, Laser Star, Rofin, Coherent, IPG Photonic, Trumpfなどの会社で製造されている。このようなレーザーは、平均連続出力がキロワットの近赤外線範囲（波長約１マイクロメーター）で光をパルスとして発光することができる。他の切断方法とは対照的に、このような希土類ファイバーレーザは、比較的高い切断速度（表1参照）で銅又は銅合金のような比較的高い反射性金属から所定形状を切断するのに使用することができる。金属において又、他の材料においても、光および赤外線範囲における高い反射性は、DC直流力少なくともマイクロ波まで範囲の周波数で高い電気的導通性を凡そ伴うことになる。（金属における高い反射性および高い電気的導通性は共に同じ素性に基づいている。すなわち、金属は高濃度の高可動性（自由）電子を含有するという事実である）。この理由のため、上述のもののような高出力赤外線レーザーを使用する切断法は電気部品の切断に使用する際に特に有利となる。
【００１４】
ウォータージェット切断装置の製造メーカーとしては、OMAX社およびFlow社がある。
【００１５】
これらの高い反射性および高い厚みの条件でも、これらの新規なレーザー切断法を使用することにより、250μm(0.010インチ)もの狭い切り溝を銅に形成させることができる。但し、この寸法は現行の技術により制限されるものではなく、より狭い切り溝をも得ることができる。この切り溝は基本的にビームの焦点領域（ビームの胴部）に亘ってビームの径と同じサイズのものであり、この切り溝はビーム集束光学系を変えることにより変えることができる。
【００１６】
このような新規な方法を用いることにより、小型で、コンパクトで、軽量の磁気装置を、従前の方法を用いた場合よりも、より迅速、かつより安価にすることができる。この高速度化および低コスト化の効果は、材料の浪費を少なくして切断速度を増やして設計から製造までの間の時間短縮になる。他の方法においては工具交換コストが避けられないが、例えば新たなスタンピングダイスを作成するためのコストなどを事実上、省くことができる。
【００１７】
研磨剤ウォータージェット切断を用いることにより、0.015インチもの狭い切り溝を得ることができる。但し、この寸法は現行の技術により制限されるものではなく、より狭い切り溝をも得ることができる。この切り溝は水流の径と殆んど等しいものであり、これはノズルの形状により大きく決定される。このような切り溝での切断は１回の通過(パス)で得ることができる。レーザー切断の場合と同様に、研磨剤ウォータージェット切断は工具交換コストを排除することができる。水流の径および結果的に得られる切り溝は異なる形状のノズルを使用することにより変えることができる。
【００１８】
レーザー切断およびウォータージェット切断で得られる、より小さい切り溝は、多くの利点を有する。減縮された切り溝は、磁気部品のコア内の導通性材料の容積を大きくできる。この導通性容積の増大は、巻線内の抵抗の減少、巻線ロスの減少、巻線およびコア内のワット密度（ｗｏｔｔｄｅｎｃｉｔｙ：単位面積当りの電力）の減少並びに温度上昇の減少をもたらす。より低い抵抗は更に、品質係数Qの増大につながる。より小さな切り溝は1つの層当りのターン（ｔｕｒｎｓ：コイルを構成する回廻し線状体）の増加をもたらし、それがインダクタンスの増大並びにトランス内の可能なターン比(巻回数比)の増加をもたす。より小さな切り溝についての他の利点としては、漏れインダクタンスおよびキャパキタンス(電気静電容量)の最適化が含まれる。
【００１９】
レーザー切断およびウォータージェット切断で得られる、より小さい切り溝によるこれらの利点は、下記の数式から定量的に知ることができる。インダクター(誘導子)については、インダクタンスＬは下記の数式（１）により与えられる：
2017513229.tif 000004
ここで、Ｔはターン数、Ａ１は平方ターン当りのナノヘンリー（nH）の単位を有する所定構造についての定数(コア定数)である。縮小した切り溝で利用可能なターン数の増加は、ターン数（巻廻しの回数）の二乗に比例してインダクタンスを増加させる。導通性材料の抵抗Ｒは下記の数式（２）により与えられる：
2017513229.tif 000005
ここで、ρは導通性材料の抵抗率であり、Ｌはその長さ、Ａはその断面積である。縮小した切り溝で得られる導通性材料の容積の増加は(例えば、断面積Ａの増加をもたらす幅の拡大)、このように抵抗Ｒを減少させることが分かる。
【００２０】
抵抗の減少に伴う品質係数Qの増加は下記の数式（３）から分かるであろう：
2017513229.tif 000006
ここで、ωは動作の角周波数であり、Ｌはインダクタンス、Ｒdcは直流巻き線抵抗、Ｒacはコア損失に起因する抵抗、Ｒcdは巻き線における誘電損失に起因するものである。
【００２１】
抵抗の減少は更に、出力損失の減少、ワット密度の減少（所定の容積におけるエネルギー散逸）をもたらし、その結果、温度上昇の減少をもたらす。これらは以下の数式（４）〜（６）から分かるであろう：
【００２２】
出力損失： 抵抗が小さいため、効率の悪さに起因する出力損失は減少する。
Pcu＝Ip2Rp(一次側)            数式（４）
Pcu＝Is2Rｓ(二次側)            数式（５）
Pcore＝PV*Ve*1000            数式（６）
ここで、
Pcu＝銅での出力損失（Ｗ：ワット）
Pcore＝コアでの出力損失（Ｗ：ワット）
Ip＝一次側電流(Ａ、アンペア)
Is＝二次側電流(Ａ、アンペア)
Rp＝一次側抵抗（Ω）
Rs＝二次側抵抗（Ω）
PV＝コアの出力損失（kＷ/m3）
Ve＝コア容積（m3）
【００２３】
ワット密度: 出力損失が減少すると、以下の数式（７）および（８）で示すようにワット密度も減少する。
2017513229.tif 000007
ここで、
λ＝ワット密度(Ｗ：ワット/cm2)
Pcu＝銅での出力損失(Ｗ、ワット)
Pfe＝コアでの出力損失(Ｗ、ワット)
Ａ＝表面積（cm2）
【００２４】
温度上昇：  コアおよびトランスの双方でワット密度が減少したとき、以下の数式（９）で示すようにそれぞれの温度上昇が減少する。
ΔＴ＝400＊λ0.826            数式（９）
ここで、
ΔＴ＝周囲冷却を想定した温度上昇（℃）
λ＝ワット密度(Ｗ/cm2)
【００２５】
より小さな切り溝サイズ並びに導通部材の追加容積に起因して、ウォータージェット又はレーザーシステムで製造された磁気部品は、任意の所定の設計に基づいて、ターン数、層数並びにターン当りの平均長さにおいて、より柔軟性を有するものとなる。この事実により、以下の数式（１０）〜（１４）で示すように、漏れインダクタンスおよびキャパシタンスについて、より最適化されるように設計することができる。
【００２６】
漏れインダクタンス：
2017513229.tif 000008
ここで、
Ｌｌ＝漏れインダクタンス (μＨ)
Ｎ＝巻線におけるターン数（巻廻し回数）
Ｍ＝セクションインターフェースの数
Lw＝平均ターン長（巻廻しの長さ）（mm）
Ｘ＝セクションインターフェースに対し垂直な全体の巻線寸法（mm）
Ｙ＝セクションインターフェースに対し平行な巻線寸法（mm）
ΣＸ＝セクションインターフェースに対し垂直な全ての断面寸法の合計（mm）
ΣＸΔ＝全ての交差点層（inter-section layer）の厚みの合計（mm）
【００２７】
静電容量：
2017513229.tif 000009
ここで、
ＣＬ＝集中静電容量 (pF)
Ｃp＝一次側静電容量 (pF)
Ｃｓ＝二次側静電容量 (pF)
Ｃｓ＝一次側巻線層とコアとの間の静電容量(pF)
ｎ＝ターン比、二次側ターンの数で割った一次側ターンの数
ＮＬ＝所定の巻線の層の数
ＭＬＴ＝コイル全体についてのターン当りの平均長さ(cm)
a＝巻線の幅(cm)
e＝絶縁体の誘電率
d＝絶縁体の厚み(cm)
【００２８】
一つの実施例において、金属の平面的シートが、少なくとも二次元で正確に制御された距離を以って並進することができるテーブルに固定される。レーザーの出力は所定位置に固定される。コンピュータ生成デザインがコンピュータ内に保存され、それが上記テーブルの位置を駆動させる。所望に設計されたパターンを介して上記テーブルが並進すると、レーザーがパルスを発し、それにより上記金属が所望の形状に切断される。その他、上記テーブルとシートとを静止させ、レーザー光又はレーザー自体を、保存したコンピュータ生成デザインに基づいて移動させてもよい。
【００２９】
同様に、研磨剤ウォータージェット切断を用い、テーブルを固定ノズルへと通過させて並進させるか、あるいはノズルを固定テーブル上にて移動させてもよい。ウォータージェット切断を用い、単一の平面的金属シート又は金属シートの積層体を切断し、所望の形状に形成させることができる。
【００３０】
図５は磁気部品を作成する方法500の一つの具体例を示している。所望の切断パターンをコンピュータ内に記憶させる。このコンピュータはテーブル又は切断工具510を移動させるように構成されている。１枚の平面的金属シート又は金属シートの積層体をテーブル515に固定させる。このコンピュータは記憶されたパターン520に基づいて、テーブル又は切断工具を切断の間において移動させる。このようにして、所望のパターンが上記金属シート又は金属シートの積層体中に切削される。
【００３１】
図１Ａおよび図１Ｂは、上述のようなレーザー切断方法を用いて電気的導通性金属シートから切断されたコイルの表面図および底面図をそれぞれ示している。このコイルは３つのターン（ｔｕｒｎｓ：巻廻し線状体）を有する平面状スパイラルの形状をなしている。このコイルは平面状スパイラルを四角形で形成する。このようなコイルは単独ないし上述のような他のコイルと結合させてもよい。例えば、このようにして作られた２つのコイルを、平面トランスにおいて一次側および二次側コイルとして使用してもよい。図１Ａおよび図１Ｂに示す特定のコイルは、上述のようなレーザー切断法を用いて作ることができるほぼ無制限の種類のコイル形状の単なる1例に過ぎない。従って、全ての図示したコイルの特性はいずれも制限を意図するものでないことを理解されるべきである。全ての図に示した寸法、平面性、形状およびコイルのターン数は制限を意図するものでないことを理解されるべきである。
【００３２】
図４は、平面型トランス400の一実施例を示している。その一次側コイルは端子415および420を有しており、複数の平面層を、銅スラグ410を用いて結合することにより作られている。二次側コイルは、トランス400の背面側（図示されない）に端子を有する。
二次側コイル405は図１Ａおよび図１Ｂに示したものと同様であるが、この二次側コイル405は図１Ａおよび図１Ｂに示した直線的なセクションのみの代わりに、図4に見られるような丸み部分のセクションをその巻線に有している。この平面型トランスの例は限定を意図するものでなく、他の多くの形状も平面型トランスにおいて可能である。
【００３３】
図２は図１Ｂに示したコイルの拡大図である。図２には、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、ＴおよびＫとして示したコイルの種々の寸法が示されており、これらはこのようなコイルを記述し、特徴付けるのに用いることができる。寸法Ａは外側のコイル長、寸法Ｂは外側のコイル幅を示している。このコイルにより占められる総面積は、接続用延長部を除いて、約ＡｘＢとなる。或る用途においては、この面積は、インダクタンスなどの所定の電気的特性に関して、できるだけ減少させることが望ましい。寸法Ｃは内側のコイル長、寸法Ｄは内側のコイル幅を示している。寸法Ｋは隣合うターン（ｔｕｒｎｓ：巻廻しの線状体）相互間の隙間である。上述しているが、寸法Ｋは上述のレーザー切断法を用いて0.010インチもの小さいものとすることができ、研磨剤ウォータージェット切断により0.015インチもの小さいものとすることができる。しかし、これらの寸法は限定を意味するものではない。寸法Ｔはコイルの厚みであり、本実施例では単一の金属シートの厚みであり、これから上記コイルが切断されることになる。
【００３４】
ウォータージェットは、材料、ポンプの馬力およびジェット圧にもよるが、ほぼ24インチ厚の材料を切断することができる。この材料は多重に積重ねた高さとしてもよい。この材料（１枚又は積重ね）の厚みが大きくなればなるほど、切断速度は遅いものとなる。切断速度と積重ね厚とのバランスがとれるように最適化してもよい。
【００３５】
レーザー切断については、レーザーの出力および他のファクターに依存するが、凡その最大厚みは約１インチであるが、これは限定と考えるべきではない。
【００３６】
原材料のシートを重ねることにより製造処理能力を増やすことは、ウォータージェット切断がレーザー切断よりも有利である場合である。なぜならば、レーザーは個々のシートを互いに溶接させることがあるからである。一実施例として、0.25インチ厚の部品を作るための効果的方法は、それぞれが0.050インチ厚の銅シートを5枚重ねたものを、研磨剤ウォータージェットを用いて切断することであることが見出された。
【００３７】
再び図２を参照すると、ＣおよびＤの文字は、コイルの内側開口部の寸法である。少なくともこれらの数値（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｔ、Ｋ）は、コイルの種々の電気的、幾何学的および機械的特性の値に対し有利に影響するよう選択することができる。このような電気的特性としては、インダクタンスＬ、直流抵抗ＤＣＲおよび品質係数Qが含まれる。このような幾何学的および機械特性としては、コイルのサイズおよび重量が含まれる。上述のように、レーザー切断法は、他の切断法との比較において、より厚いターン、ターン相互間のより小さなスペースを同時に有するコイルを作成することを可能にする。厚みを増すことは、他の寸法を基本的に一定に維持したままで、コイルの導通部分により大きい断面積をもたらすものとなる。断面の増大は、翻って、より低いＤＣＲ、より大きいＱおよびより大きい電流容量をもたらすものとなる。
【００３８】
隙間Ｋの減少は、より大きい磁束の結合、従ってより高いインダクタンスをもたらすことになる。他の切断法との関連で、レーザー切断法は全体として、例えば、より高いインダクタンス、より低いＤＣＲ、より大きいＱおよび所定のコイル領域又はコイルボリューム内での浮遊インダクタンスとキャパシタンスとの間のより良いバランスの任意の組合わせを有するコイルの製造を可能にする。このように、電子システムの設計が磁気部品のサイズに制約を要求する場合は、比較的高いインダクタンス、より低いＤＣＲ、より大きいＱおよび浮遊インダクタンスと静電容量との間のより良いバランスの組合わせの制約を損なうことなく、達成することを可能にする。逆に、レーザー切断法は、上述の数式に記述ないし示したようなインダクタンス、ＤＣＲ、Ｑおよび他の電気的特性について所望の値を有する比較的小さく、より軽量の磁気コイルおよび他の磁気部品の製作を可能にするものである。
【００３９】
レーザー切断による部品は、その切断方法を用いて作られたものであることを識別させる特徴を有するものとなるであろう。それらは“焼け”と見える領域および“スラグ”と呼ばれる小球を示す領域を有する。更に目に見えるものは、レーザーからのパルスにより作られた金属中の複数の線である。これらの特徴の少なくとも１つはレーザー切断法で一般に発生するものであり、他の切断方法では観察されることは殆んどない。
【００４０】
ウォータージェット切断による部品は、その切断方法を用いて作られたものであることを識別させる特徴を有するものとなるであろう。ウォータージェット切断の１つの明らかなしるしは、コイルの底部エッジでの小さなバリ並びに実際の切断面上のまさに粒状の構造である。上端には僅かな丸みを有し、これは水のビームおよびガーネット (研磨剤)が切断エッジ部を這い、材料の非常に小さな領域を摩滅させたものである。
【００４１】
このように、高出力レーザー又は研磨剤ウォータージェット切断を使用して磁気部品を切断する方法を記載した。更に、得られる磁気部品についても記載した。ここに示す実施例は限定を意図するものではない。
【００４２】
特定の組合せでの具体例において、本発明の特徴および要素を説明したが、それぞれの特徴は、具体例の他の特徴および要素を伴うことなしに単独で利用することができ、あるいは本発明の他の特徴および要素を伴って又は伴うことなく種々の組み合わせで利用することができる。形態の変更および部分の割合の変更並びに均等物による置換は、状況が示唆し、ないし好便となる場合に、特許請求の範囲、趣旨から逸脱しない限り考慮することができる。
【符号の説明】
【００４３】
３００：研磨剤ウォータージェット切断装置
３１０：貯水部
３１５：ノズル
３２０：サイドチューブ
３２５：研磨性粒子
４００：平面型トランス
４０５：二次側コイル
４１０：銅スラグ
４１５，４２０：端子
５１０：切断工具
５１５：テーブル
５２０：パターン
【図１】
2017513229.tif 000010
【図２】
2017513229.tif 000011
【図３】
2017513229.tif 000012
【図４】
2017513229.tif 000013
【図５】
2017513229.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月27日(2016.12.27)
【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】
レーザーで切断した電気的導通性材料で形成したコイルを有する磁気部品において、
この電気的導通性材料が高反射性材料であり、そして、
コイル状の隣合わせになる巻廻し線状体の間に隙間を設けたコイルが、希土類ファイバーレーザーの光ビームを用いて切断された前記電気的導通性材料で形成されており、
前記コイル状の隣合わせになる前記巻廻し線状体の間の前記隙間の幅が、前記希土類ファイバーレーザーの前記光ビームの焦点領域を覆い且つ前記光ビームの直径と実質的に同じ直径の幅であることを特徴とする磁気部品。
【請求項２】
前記電気的導通性材料が銅又は銅合金である請求項１に記載の磁気部品。
【請求項３】
インダクターの巻線又はトランスの巻線を有する請求項１に記載の磁気部品。
【請求項４】
平面型磁気部品として構成されている請求項１に記載の磁気部品。
【請求項５】
隣合う巻廻し線状体間の前記隙間が250μm(0.010インチ)以上である請求項１に記載の磁気部品。
【請求項６】
研磨剤ウォータージェットで切断した電気的導通性材料で形成したコイルを有する磁気部品において、
この電気的導通性材料が高反射性材料であり、そして、
コイル状の隣合わせになる巻廻し線状体の間に隙間を設けたコイルの形が、前記研磨剤ウォータージェット切断装置の水流を用いて切断された前記電気的導通性材料で形成されており、
前記コイル状の隣合わせになる前記巻廻し線状体の間の前記隙間の幅が、前記水流の直径と実質的に同じ直径の幅であることを特徴とする磁気部品。
【請求項７】
前記電気的導通性材料が銅又は銅合金である請求項６に記載の磁気部品。
【請求項８】
積重ねられた複数のシートを同時に切断することにより形成された請求項６に記載の磁気部品。
【請求項９】
インダクターの巻線又はトランスの巻線を有する請求項６に記載の磁気部品。
【請求項１０】
平面型磁気部品として構成されている請求項６に記載の磁気部品。
【請求項１１】
隣合う巻廻し線状体間の前記隙間が250μm(0.010インチ)以上である請求項６に記載の磁気部品。
【請求項１２】
磁気部品の製造方法において、
高反射性材料である電気的導通性材料から磁気部品を切り出す工程と、
コイル状の隣合わせになる巻廻し線状体の間に隙間を設けてコイルを形成するために、希土類ファイバーレーザーの光ビームを用いる工程と、
を有し、
前記コイル状の隣合わせになる前記巻廻し線状体の間の前記隙間の幅が、前記希土類ファイバーレーザーの前記光ビームの焦点領域を覆い且つ前記光ビームの直径と実質的に同じ直径の幅になることを特徴とする製造方法。
【請求項１３】
隣合う巻廻し線状体間の前記隙間が250μm(0.010インチ)以上である請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記電気的導通性材料が銅又は銅合金である請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記電気的導通性材料が概ね平坦である請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記電気的導通性材料がロール又はシート状のものから得られたものである請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
磁気部品がインダクター又はトランスにおける巻線として含める請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
磁気部品の製造方法において、
高反射性材料である電気的導通性材料から磁気部品を切り出す工程と、
コイル状の隣合わせになる巻廻し線状体の間に隙間を設けてコイルを形成するために、研磨剤ウォータージェット切断装置の水流を用いる工程と、
を有し、
前記コイル状の隣合わせになる前記巻廻し線状体の間の前記隙間の幅が、前記水流の直径と実質的に同じ直径の幅になることを特徴とする製造方法。
【請求項１９】
隣合う巻廻し線状体間の前記隙間が250μm(0.010インチ)以上である請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記電気的導通性材料が複数のシートからなり、複数の前記磁気部品を同時に作るために複数のシートを前記水流で切断する請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記電気的導通性材料が銅又は銅合金である請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
平面型電気的導通性材料から磁気部品に切断する請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記電気的導通性材料が、ロール又はシート状のものから得られたものである請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
インダクター又はトランス内の巻線として磁気部品を含む請求項１８に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
比較的厚く、比較的高い反射性材料を、比較的狭い切り溝（切断幅）で比較的高い切断速度で切断できるレーザーの1例は、イッテルビウムファイバーレーザなどの希土類ファイバーレーザである。このようなレーザーは、Hypertherm, JK Lasers, Laser Star, Rofin, Coherent, IPG Photonic, Trumpfなどの会社で製造されている。このようなレーザーは、平均連続出力がキロワットの近赤外線範囲（波長約１マイクロメーター）で光をパルスとして発光することができる。他の切断方法とは対照的に、このような希土類ファイバーレーザは、比較的高い切断速度（表1参照）で銅又は銅合金のような比較的高い反射性金属から所定形状を切断するのに使用することができる。金属において又、他の材料においても、光および赤外線範囲における高い反射性は、DC（直流）から少なくともマイクロ波までの範囲の周波数で高い電気的導通性を凡そ伴うことになる。（金属における高い反射性および高い電気的導通性は共に同じ素性に基づいている。すなわち、金属は高濃度の高可動性（自由）電子を含有するという事実である）。この理由のため、上述のもののような高出力赤外線レーザーを使用する切断法は電気部品の切断に使用する際に特に有利となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
レーザー切断およびウォータージェット切断で得られる、より小さい切り溝によるこれらの利点は、下記の数式から定量的に知ることができる。インダクター(誘導子)については、インダクタンスＬは下記の数式（１）により与えられる：
2017513229.tif 000015
ここで、Ｔはターン数、Ａ１は平方ターン当りのナノヘンリー（nH）の単位を有する所定構造についての定数(コア定数)である。縮小した切り溝で利用可能なターン数の増加は、ターン数（巻廻しの回数）の二乗に比例してインダクタンスを増加させる。導通性材料の抵抗Ｒは下記の数式（２）により与えられる：
2017513229.tif 000016
ここで、ρは導通性材料の抵抗率であり、Ｌはその長さ、Ａはその断面積である。縮小した切り溝で得られる導通性材料の容積の増加は(例えば、断面積Ａの増加をもたらす幅の拡大)、このように抵抗Ｒを減少させることが分かる。
【国際調査報告】
2017513229.tif 000017