特開 2024-45012 磁性部品及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024045012

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】磁性部品及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/29 20060101AFI20240326BHJP

   H01F 17/04 20060101ALI20240326BHJP

   H01F 41/12 20060101ALI20240326BHJP

   H01F 41/04 20060101ALI20240326BHJP

   H01F 27/28 20060101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

H01F27/29 N

H01F17/04 F

H01F41/12 F

H01F41/04 A

H01F27/28 131

【審査請求】有

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023123580

(22)【出願日】2023-07-28

(31)【優先権主張番号】202211142656.8

(32)【優先日】2022-09-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】596039187

【氏名又は名称】台達電子工業股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＤＥＬＴＡ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】顧彩利

(72)【発明者】

【氏名】顏▲チュン▼靖

(72)【発明者】

【氏名】員曉霞

(72)【発明者】

【氏名】▲ライ▼志和

(72)【発明者】

【氏名】張少東

【テーマコード（参考）】

5E043

5E044

5E062

5E070

【Ｆターム（参考）】

5E043EB01

5E043EB05

5E044BB05

5E062FG15

5E070AB02

5E070BA08

5E070CA12

5E070EB02

(57)【要約】

【課題】磁性部品を提供する。
【解決手段】絶縁材料を含む第１部分と、第１部分に接続され、且つ絶縁材料と異なる熱可塑性材料を含む第２部分と、を含むリールと、リールの第１部分に巻き付けられ、且つリールの第２部分に固定される引出端を含むコイルと、リールに貫通される鉄心と、を含む磁性部品。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁材料を含む第１部分と、前記第１部分に接続され、且つ前記絶縁材料と異なる熱可塑性材料を含む第２部分と、を含むリールと、
前記リールの前記第１部分に巻き付けられ、且つ前記リールの前記第２部分に固定される引出端を含むコイルと、
前記リールに貫通される鉄心と、
を含む磁性部品。

【請求項2】

前記リールの前記第２部分は、前記コイルの前記引出端に取り囲んで接触する請求項１に記載の磁性部品。

【請求項3】

前記リールの前記第１部分の前記絶縁材料は、熱硬化性材料である請求項１に記載の磁性部品。

【請求項4】

前記リールの前記第１部分は第１締付構造を含み、前記第２部分は第２締付構造を含み、前記第２締付構造と前記第１締付構造とが互いに係合する請求項１に記載の磁性部品。

【請求項5】

前記リールの前記第１部分は延長構造を含み、前記リールの前記第２部分は前記延長構造を被覆する請求項１に記載の磁性部品。

【請求項6】

前記リールの前記第１部分は貫通孔を有する延長構造を含み、
前記リールの前記第２部分は柱体を含み、前記柱体は前記貫通孔を貫通するように延伸し、且つ前記延長構造に固定して接続される請求項１に記載の磁性部品。

【請求項7】

第１部分と、前記第１部分に接続され、熱可塑性材料を含む第２部分と、を含むリールを提供する工程と、
少なくとも１つのコイルを前記リールの前記第１部分に巻き付け、前記コイルの引出端を前記リールの前記第２部分に設ける工程と、
前記リールの前記第２部分が部分的に溶融して前記コイルの前記引出端を被覆するように、前記リールの前記第２部分を加熱する工程と、
を備える磁性部品の製造方法。

【請求項8】

前記コイルの前記引出端を前記リールの前記第２部分に設ける工程は、前記コイルの前記引出端を前記第２部分の少なくとも１つの溝に設けることを含み、
前記リールの前記第２部分を加熱する工程は、前記少なくとも１つの溝が封止されて前記コイルの前記引出端を被覆するように、前記リールの前記第２部分を加熱する請求項７に記載の磁性部品の製造方法。

【請求項9】

前記溝の２つの側壁によって前記コイルの前記引出端を挟む工程を更に備える請求項８に記載の磁性部品の製造方法。

【請求項10】

前記少なくとも１つの溝は第１溝及び第２溝を含み、前記リールの前記第２部分を加熱する工程は、突起構造を部分的に溶融して前記第１溝及び前記第２溝を封止するように、加熱装置を前記第１溝と前記第２溝との間の前記突起構造に接触させることを含む請求項８に記載の磁性部品の製造方法。

【請求項11】

前記突起構造は前記突起構造の末端に位置するノッチを有し、前記加熱装置は前記突起構造の前記ノッチから加熱するように配置される請求項１０に記載の磁性部品の製造方法。

【請求項12】

前記コイルの前記引出端を前記少なくとも１つの溝に設ける前に、前記コイルの前記引出端を円柱形に近似するように整形する工程を更に備える請求項８に記載の磁性部品の製造方法。

【請求項13】

前記リールの前記第１部分と前記第２部分とを熱融着又は係合により結合させる工程を更に備える請求項７に記載の磁性部品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、磁性部品及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

科学技術の進歩に伴い、変圧器は、電子製品の要求に合わせて高出力を提供しなければならないため、そのコイルの線径がそれに応じて大きくなる必要がある。コイルの線径が大きくなると、コイルの固定が困難となり、従来の変圧器の設計では、コイルを手動で固定しなければならず、効率が低く且つコストが高い。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

これに鑑みて、本開示は、自動生産が可能な磁性部品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】

【0004】

上記目的を達成するために、本開示の幾つかの実施形態によれば、絶縁材料を含む第１部分と、第１部分に接続され、且つ絶縁材料と異なる熱可塑性材料を含む第２部分と、を含むリールと、リールの第１部分に巻き付けられ、且つリールの第２部分に固定される引出端を含むコイルと、リールに貫通される鉄心と、を含む磁性部品である。

【0005】

本開示の１つ又は複数の実施形態において、リールの第２部分は、コイルの引出端に取り囲んで接触する。

【0006】

本開示の１つ又は複数の実施形態において、リールの第１部分は、コイルの引出端に取り囲んで接触する。

【0007】

本開示の１つ又は複数の実施形態において、リールの第１部分は第１締付構造を含み、第２部分は第２締付構造を含み、第２締付構造と第１締付構造とが互いに係合する。

【0008】

本開示の１つ又は複数の実施形態において、リールの第１部分は延長構造を含み、リールの第２部分は延長構造を被覆する。

【0009】

本開示の１つ又は複数の実施形態において、リールの第１部分は貫通孔を有する延長構造を含み、リールの第２部分は柱体を含み、柱体は貫通孔を貫通するように延伸し、且つ延長構造に固定して接続される。

【0010】

本開示の幾つかの実施形態によれば、第１部分と、第１部分に接続され、熱可塑性材料を含む第２部分と、を含むリールを提供する工程と、少なくとも１つのコイルをリールの第１部分に巻き付け、コイルの引出端をリールの第２部分に設ける工程と、リールの第２部分が部分的に溶融してコイルの引出端を被覆するように、リールの第２部分を加熱する工程と、を備える磁性部品の製造方法である。

【0011】

本開示の１つ又は複数の実施形態において、コイルの引出端をリールの第２部分に設ける工程は、コイルの引出端を第２部分の少なくとも１つの溝に設けることを含み、少なくとも１つの溝が封止されてコイルの引出端を被覆するように、リールの第２部分を加熱する。

【0012】

本開示の１つ又は複数の実施形態において、磁性部品の製造方法は、溝の２つの側壁によってコイルの引出端を挟む工程を更に備える。

【0013】

本開示の１つ又は複数の実施形態において、リールの第２部分は、第１溝及び第２溝を含み、リールの第２部分を加熱する工程は、突起構造を部分的に溶融して第１溝及び第２溝を封止するように、加熱装置を第１溝と第２溝との間の突起構造に接触させることを含む。

【0014】

本開示の１つ又は複数の実施形態において、突起構造は、突起構造の末端に位置するノッチを有し、加熱装置は突起構造のノッチから加熱するように配置される。

【0015】

本開示の１つ又は複数の実施形態において、磁性部品の製造方法は、コイルの引出端を少なくとも１つの溝に設ける前に、コイルの引出端を円柱形に近似するように整形する工程を更に備える。

【0016】

本開示の１つ又は複数の実施形態において、磁性部品の製造方法は、リールの第１部分と第２部分とを熱融着又は係合により結合させる工程を更に備える。

【発明の効果】

【0017】

以上を纏めると、本開示の磁性部品において、リールは、コイルを巻き付けるための第１部分と、コイルの引出端を固定するための第２部分と、を含み、ここで第２部分は熱可塑性材料を含む。磁性部品を製造する際に、コイルの引出端をリールの第２部分に位置決めしてから（例えば、コイルの引出端を第２部分の溝に嵌め込む）、第２部分が部分的に溶融してコイルの引出端を被覆するように、リールの第２部分を加熱し、第２部分が冷却された後で、コイルの引出端を固定してよい。上記配置により、磁性部品の自動生産を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

下記の添付図面についての説明は、本開示の上記及び他の目的、特徴、利点及び実施形態をより分かりやすくするためのものである。

【図1】本開示の一実施形態による磁性部品の正面図を示す。

【図2】本開示の一実施形態による磁性部品の背面図を示す。

【図3】図２に示す磁性部品のリールを線２－２'に沿って切った断面図を示す。

【図4】コイルが装着される前の磁性部品の分解図を示す。

【図5】図４に示すリールの分解図を示す。

【図6】本開示の別の実施形態によるリールの上面図を示す。

【図7】図６に示す磁性部品のリールを線６－６'に沿って切った断面図を示す。

【図8】本開示の別の実施形態によるリールの上面図を示す。

【図9】図８に示す磁性部品のリールを線８－８'に沿って切った断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本開示をより詳細且つ完全に説明するために、添付図面及び以下の様々な実施形態を参照してよい。図面における各部品は、縮尺通りに描かれておらず、本開示を説明するためのものに過ぎない。以下、本開示を全体的に理解するために、多くの実際的な細部を説明するが、当業者であれば、１つ又は複数の実際的な細部がない場合に本開示を実施することができることは理解すべきである。よって、これらの細部は、本開示を限定するために用いられるべきではない。

【0020】

本開示の一実施形態による磁性部品１０の正面図を示す図１を参照されたい。磁性部品１０は、少なくとも１つの第１コイル２１、少なくとも１つの第２コイル２２、リール３０、及び鉄心５０を含む。第１コイル２１と第２コイル２２とは、互いに分離して設けられるように、リール３０の第１部分３１に巻き付けられる。リール３０の第１部分３１は、例えば、ベークライトのような絶縁材料を含む。鉄心５０は、リール３０に貫通され、具体的には、リール３０を覆い、且つリール３０の中心の開口を貫通するように延伸する（図４参照）。

【0021】

図１に示すように、本実施形態において、磁性部品１０は、変圧器であり（他の実施例において、磁性部品はインダクタンス部品であってもよい）、第１コイル２１は二次側コイルであり、第２コイル２２は一次側コイルである。第１コイル２１は、大きな電流に耐えるために、マルチストランドであってよい。リール３０は複数の導電ピン３３を更に含み、導電ピン３３は第１部分３１に固定して設けられ、本実施例において、導電ピン３３は、第１部分３１の対向する両側に設けられる。第２コイル２２は、導電ピン３３に接続される（図面において、第２コイル２２が１つの導電ピン３３に接続される様子のみが示されるが、他の導電ピン３３は第２コイル２２に接続されてもよい）。

【0022】

図２及び図３を参照されたい。図２は図１に示す磁性部品１０の背面図を示し、図３は図２に示す磁性部品１０のリール３０の線２－２'に沿って切った断面図を示す。リール３０は、第１部分３１に接続される第２部分３２を更に含み、本実施例において、第２部分３２は、第１部分３１の一側に設けられるが、他の実施例において、第１部分３１の対向する両側に設けられてよい。リール３０の第２部分３２は、第１部分３１に含まれる絶縁材料と異なる熱可塑性材料を含む。第１コイル２１は、リール３０の第２部分３２に固定される引出端２３を含む（即ち、第１コイル２１の末端の導電材料から露出した部分）。幾つかの実施形態において、リール３０の第２部分３２は、第１コイル２１の引出端２３を被覆し、例えば、リール３０の第２部分３２は、引出端２３を取り囲み、且つ引出端２３の外周面に接触してよい。

【0023】

本開示の磁性部品１０において、リール３０は、第１コイル２１の引出端２３を固定するための第２部分３２を含み、且つ第２部分３２は熱可塑性材料を含む。磁性部品１０を製造する際に、第１コイル２１の引出端２３をリール３０の第２部分３２に設けてから、リール３０の第２部分３２を、部分的に溶融して引出端２３を被覆するように加熱し、第２部分３２が冷却された後で、引出端２３を固定してよい。線出口端２３を位置決めする工程及び次のリール３０の第２部分３２を加熱する工程は何れも機械によって実行されてよいので、磁性部品１０は、高度に自動化又は完全自動化された方法で生産されてよく、人件費を節約するだけでなく、生産効率を向上させることもできる。

【0024】

一方、リール３０の第１部分３１は、第１コイル２１及び第２コイル２２により巻き付けられるために用いられ、第１コイル２１及び第２コイル２２を熱融着して固定する必要はないため、熱硬化性材料を使用してよい。実際の要求に応じて、第１コイル２１及び第２コイル２２は、機械によって自動的に巻き付けられてよい。

【0025】

コイルが装着される前の磁性部品の分解図を示す図４を参照されたい。幾つかの実施形態において、引出端２３を被覆する第２部分３２を熱融着することで形成する前に、リール３０Ａの第２部分３２Ａは、第１コイル２１の引出端２３（図２参照）を収容するための１つ又は複数の溝３５を有する。磁性部品１０を製造する際に、第１コイル２１の引出端２３をリール３０Ａの第２部分３２Ａの溝３５内に設けてから、溝３５を封止するようにリール３０Ａの第２部分３２Ａを加熱してよく、これにより、引出端２３は、前の図面に示すように、リール３０の第２部分３２に被覆されて固定されてよい。

【0026】

図４に示すように、幾つかの実施形態において、溝３５の所定の幅が引出端２３（図２参照）の直径より小さく、外力を加えることで引出端２３を溝３５に圧入する必要がある。上記寸法の違いにより、引出端２３が溝３５に圧入されたら、引出端２３の意外な変位を回避するように、溝３５の２つの側壁は第１コイル２１の引出端２３を挟み、これにより、リール３０Ａの第２部分３２Ａを後で加熱することで引出端２３を固定しやすい。

【0027】

図４に示すように、幾つかの実施形態において、隣接する溝３５は突起構造３６によって仕切られ、磁性部品１０を製造する際に、突起構造３６を部分的に溶融して突起構造３６の両側の溝３５を封止するように、加熱装置（図示せず）を突起構造３６に接触させてよい。幾つかの実施形態において、加熱装置によって突起構造３６が部分的に溶融した後、溶融した熱可塑性材料が左右に広がって隣の溝３５を封止するように、更に加熱装置で突起構造３６の溶融した部分を押してよい。

【0028】

図４に示すように、幾つかの実施形態において、突起構造３６は、突起構造３６の末端に位置するノッチ３７を有する。磁性部品１０を製造する際に、ノッチ３７の隣の熱可塑性材料が溶融して隣接する溝３５を封止するように、加熱装置で突起構造３６のノッチ３７から加熱してよい（例えば、加熱装置は、ノッチ３７に伸び込んでノッチ３７の内面に当接する少なくとも１つの突起部を含んでよい）。一方、上記のように、線出口端２３を挟んで固定するために、溝３５の所定の幅を線出口端２３の直径より小さくしてよい。突起構造３６にノッチ３７が設けられる場合、引出端２３を溝３５に圧入するための力を低減してよい。

【0029】

上記のように、磁性部品１０が変圧器である実施形態において、第１コイル２１は、マルチストランドを含む二次側コイルである。マルチストランドは、通常、外径公差が大きく、形状が不規則である。これに鑑みて、幾つかの実施形態において、第１コイル２１の引出端２３を第２部分３２Ａの溝３５内に設ける前に、引出端２３と溝３５との嵌合を容易にするために、引出端２３を円柱形に近似するように整形してよい（引出端２３の横断面が円形に近似する）。

【0030】

図４に示すように、幾つかの実施形態において、鉄心５０は第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２を含み、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２は例えばＥ型磁心であり、それぞれ平面部５３、軸部５６、及び側壁部５７を含み、ここで第１磁性部材５１の平面部５３と第２磁性部材５２の平面部５３はそれぞれリール３０Ａの第１部分３１の頂部及び底部に対向し、軸部５６は第１部分３１の中心の開口３４を貫通するように延伸し、側壁部５７は第１部分３１の側面に対向する。閉磁路を形成するように、第１磁性部材５１の軸部５６及び側壁部５７は、それぞれ第２磁性部材５２の軸部５６及び側壁部５７に当接する。

【0031】

図４に示すリール３０Ａの分解図を示す図５を参照されたい。幾つかの実施形態において、リール３０Ａの第１部分３１と第２部分３２Ａとを係合により結合させてよい。具体的には、リール３０Ａの第１部分３１は第１締付構造Ｍ１を含み、第２部分３２Ａは第２締付構造Ｍ２を含み、第２締付構造Ｍ２と第１締付構造Ｍ１とが互いに係合する。第１締付構造Ｍ１は、１つ又は複数の凸部Ｐを含んでよく、第２締付構造Ｍ２の対応する位置でのノッチＱに挿入するように配置される。第１締付構造Ｍ１は、１つ又は複数のノッチＱを含んでもよく、第２締付構造Ｍ２の対応する位置での凸部Ｐを受けるように配置される。幾つかの実施形態において、リール３０Ａの第１部分３１は延長構造３８を含み、第１締付構造Ｍ１は延長構造３８の端面に設けられる。

【0032】

図６及び図７を参照されたい。本実施形態は、本実施形態のリール３０Ｂの第１部分３１Ｂと第２部分３２Ｂとが熱融着で結合されることに、前述の実施形態と異なっている。具体的には、本実施形態において、リール３０Ｂの第２部分３２Ｂは、第１部分３１Ｂの延長構造３８Ｂに外嵌されて、第２部分３２Ｂが部分的に溶融して延長構造３８Ｂを被覆するように、熱可塑性材料を含む第２部分３２Ｂの縁部で加熱し、第２部分３２Ｂが冷却された後で、延長構造３８Ｂを固定して接続してよい。幾つかの実施形態において、延長構造３８Ｂは１つ又は複数のスロット（図示せず）を有してよく、第２部分３２Ｂが加熱されたら一部が溶融してスロットに流入し、第２部分３２Ｂが冷却されたらスロットと係合して固定してよい。

【0033】

リール３０Ｂの第２部分３２Ｂは、図面に示すように、延長構造３８Ｂの周面Ｓを完全に覆ってよいが、これに限定されない。他の実施形態において、リール３０Ｂの第２部分３２Ｂは、延長構造３８Ｂの周面Ｓが部分的に露出するように、延長構造３８Ｂの周面Ｓを部分的に覆ってもよく、これにより、同様に第２部分３２Ｂを固定することができる。

【0034】

図８及び図９を参照されたい。本実施形態において、リール３０Ｃの第１部分３１Ｃ及び第２部分３２Ｃも熱融着で結合されるが、その形式は前の実施形態と異なる。具体的には、本実施形態において、リール３０Ｃの第１部分３１Ｃの延長構造３８Ｃは、第１表面６１と、第１表面６１に対向する第２表面６２と、第１表面６１から第２表面６２まで延びる少なくとも１つの貫通孔６５と、を有する。リール３０Ｃの第２部分３２Ｃは、延長構造３８Ｃの第１表面６１に当接し、且つ少なくとも１つの柱体７０を含み、柱体７０が貫通孔６５を貫通するように延伸し、且つ柱体７０の末端にヘッド部７５を有し、ヘッド部７５の幅は貫通孔６５の幅より大きく、第２部分３２Ｃを延長構造３８Ｃに固定することができる。

【0035】

ヘッド部７５は、熱可塑性材料を含む第２部分３２Ｃを加熱することで形成される。加熱によってヘッド部７５を形成する前に、柱体全体の幅は貫通孔６５の幅より小さく、柱体が貫通孔６５を貫通できるようにする。柱体が貫通孔６５を貫通した後、柱体７０の貫通孔６５外に延びた部分を加熱することで、それを溶融させて幅が貫通孔６５より大きいヘッド部７５を形成することができる。

【0036】

以上を纏めると、本開示の磁性部品において、リールは、コイルを巻き付けるための第１部分と、コイルの引出端を固定するための第２部分と、を含み、ここで第２部分は熱可塑性材料を含む。磁性部品を製造する際に、コイルの引出端をリールの第２部分に位置決めしてから（例えば、コイルの引出端を第２部分の溝に嵌め込む）、第２部分が部分的に溶融してコイルの引出端を被覆するように、リールの第２部分を加熱し、第２部分が冷却された後で、コイルの引出端を固定してよい。上記配置により、磁性部品の自動生産を達成することができる。

【0037】

本開示は実施形態で以上のように開示されたが、それは本開示を限定するものではなく、当業者であれば、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更及び修正を行うことができる。よって、本開示の保護範囲は、添付の特許請求の範囲に定義されたものを基準とする。

【符号の説明】

【0038】

１０ 磁性部品
２１ 第１コイル
２２ 第２コイル
２３ 引出端
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ リール
３１、３１Ｂ、３１Ｃ 第１部分
３２、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ 第２部分
３３ 導電ピン
３４ 開口
３５ 溝
３６ 突起構造
３７ ノッチ
３８、３８Ｂ、３８Ｃ 延長構造
５０ 鉄心
５１ 第１磁性部材
５２ 第２磁性部材
５３ 平面部
５６ 軸部
５７ 側壁部
６１ 第１表面
６２ 第２表面
６５ 貫通孔
７０ 柱体
７５ ヘッド部
Ｍ１ 第１締付構造
Ｍ２ 第２締付構造
Ｐ 凸部
Ｑ ノッチ
Ｓ 周面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】