專利名稱：電感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于電子設(shè)備的電感裝置，特別是適用于需被制造得較小的電子設(shè)備，例如移動電話，數(shù)碼相機，移動設(shè)備，和筆記本PC。
背景技術(shù)：
已知的這種類型電感裝置是一種使用由鐵氧體制成的鼓狀芯(drum core)的電感裝置，其中由鐵氧體制成的一種環(huán)芯同心地覆蓋位于其上凸緣和下凸緣之間的磁隙的外圍，從而防止磁通量從該間隙泄漏，并提高了導(dǎo)磁率。
這樣構(gòu)成的電感裝置必須具有至少一個位于鼓狀芯的每個凸緣與所述環(huán)芯之間的預(yù)定間隙。這是因為由鐵氧體制成的鼓狀芯和環(huán)芯都具有高導(dǎo)磁率的事實，因此，如果它們之間的間隙太小，將發(fā)生磁飽和，從而可能不能獲得預(yù)定的電感值。
由于所述環(huán)芯帶來了在其制造過程中的尺寸公差，因此當同心地將環(huán)芯附著并固定到鼓狀芯的外圍時，準確地定位所述鼓狀芯和環(huán)狀芯非常困難。結(jié)果是，不同裝置的上述間隙可能發(fā)生變化，從而裝置與裝置之間的電氣特性可能不同。
能夠克服上述電感裝置的問題的一種已知技術(shù)是日本專利NO.2868064(下文稱為“參考文件1”)中公開的一種高頻變壓器。
參考文件1中公開的高頻變壓器是這樣構(gòu)成的，即一鼓狀芯與一接線端子板，該接線端子板與一保持件分別以它們各自的預(yù)定配合形式彼此相對定位，而在該定位狀態(tài)下，一環(huán)芯被插入所述保持件的一個通孔中。因此能夠提高鼓狀芯和環(huán)芯之間的相對定位精度，從而能夠克服上述的各裝置之間的間隙和電氣特性變化的問題。
然而，由于安裝鼓狀芯并遠離接線端子板的鼓狀芯的凸緣(上凸緣)借助一種粘合劑被粘合到環(huán)芯的上端，而且由于使用一種保持件進行的用于保持所述鼓狀芯和環(huán)芯的組裝操作，因此，參考文件1中公開的高頻變壓器的問題在于部件的數(shù)量增加了，而且制造工藝被復(fù)雜化。
因此，如日本實用新型專利公開文件NO.HEI3-46491(下文稱為“參考文件2”)所公開的內(nèi)容，已知使用一種帶狀磁性元件代替所述環(huán)芯，并使其圍繞所述鼓狀芯，且在所述鼓狀芯的上凸緣和下凸緣之間延伸，從而覆蓋了所述鼓狀芯中的磁隙的外周側(cè)面。
另一方面，如日本實用新型專利公開文件NO.SHO64-2420(下文稱為“參考文件3”)所公開的內(nèi)容，已知利用由一種合成樹脂制成的且混合有鐵氧體粉末的硬質(zhì)蓋的彈簧彈性，將所述蓋安裝在一個纏繞有線的磁芯上。
由于參考文件2中公開的技術(shù)要求將一種帶狀磁性元件纏繞在鼓狀芯上，并使其在該鼓狀芯的上凸緣和下凸緣之間延伸，因此，在一種微小的電感裝置中，特別是所述微小電感裝置的上凸緣和下凸緣之間存在大約幾毫米或更小的間隙的情況下，組裝操作較困難。
由于參考文件3中公開的技術(shù)使用一個其中混合有磁性粉末的蓋覆蓋所述磁芯的外表面的大多部分，因此，當用于特別是具有上凸緣和下凸緣的磁芯時，裝置的總尺寸可能變大。
此外，參考文件1到3中公開的技術(shù)易受到機械沖擊例如下落和沖壓的影響。即，通常，不論被用于電感裝置中的鼓狀芯或環(huán)芯，磁芯通常由烘焙鐵氧體制成或由類似材料制成，它們均易受到機械沖擊例如下落和沖壓的影響，并易于損壞，且表現(xiàn)一定程度的硬度。參考文件2中的纏繞磁芯的帶狀磁性元件和參考文件3中的覆蓋磁芯的大多數(shù)部分的具有彈簧彈性的硬質(zhì)蓋都不總是能夠提高抗沖擊性能。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到這種情況，本發(fā)明的一個目的是提供一種電感裝置，其生產(chǎn)率高，抗機械振動性能強，且能夠被制造得較小，并且能夠抑制磁飽和，防止磁通量從繞線周圍泄漏。
本發(fā)明一種電感裝置，包括一磁芯，該磁芯具有一纏繞有線的中心芯，所述磁芯在外表面?zhèn)让嫔闲纬梢淮畔?；其中所述磁隙由一絕緣體封閉，該絕緣體混合有一種磁性物質(zhì)，并具有橡膠彈性。
優(yōu)選的是，所述絕緣體呈環(huán)形。
優(yōu)選的是，所述絕緣體由硅橡膠制成。
優(yōu)選的是，在所述磁芯為一鼓狀芯且該鼓狀芯具有形成在中心芯的兩端上的兩個凸緣的情況下，所述呈環(huán)形的絕緣體被裝入形成在所述鼓狀芯的所述凸緣之間的所述磁隙中。
優(yōu)選的是，所述呈環(huán)形的絕緣體包括一伸出部和一插入部，所述伸出部延伸覆蓋所述鼓狀芯的一個凸緣的外表面的一部分，并與其保持接觸；而所述插入部與所述伸出部形成一體，并被插入到所述磁隙中。


圖1為透視圖，示出了按照本發(fā)明的一個實施例的電感裝置；圖2為垂直截面圖，示出了如圖1所示的電感裝置；圖3為一圖表，示出了在兩個示例和比較例中表示電感值相對于流過纏繞線的電流值(DC)發(fā)生的變化的DC偏轉(zhuǎn)特性曲線。；圖4用于說明抗振性試驗的情況；圖5是一個表格，示出了抗振性試驗的結(jié)果；圖6為垂直截面圖，示出了圖1所示的電感裝置的一個改進示例。
具體實施例方式
下文中，將參照附圖對按照本發(fā)明的一個實施例的電感裝置進行說明。
圖1為透視圖，示出了按照該實施例的電感裝置的外觀，而圖2為其垂直截面圖。
該電感裝置10包括一鼓狀芯1，其中中心芯2和凸緣3，4整體地由鐵氧體(ferrite)形成。
所述鼓狀芯1的中心芯2被線5纏繞，而在上凸緣3和下凸緣4之間形成一磁隙20。一用于外接線的端子7被設(shè)置在下凸緣4的底部的外表面上。所述鼓狀芯1可以被安裝并固定在設(shè)有端子7的基底(未描述)上。
例如，所述電感裝置10的單獨部分具有這樣的尺寸，即上凸緣3和下凸緣4中的每一個的直徑為2.8mm，磁隙20的寬度(凸緣之間的距離)為0.4mm，整體高度為1.2mm。如圖2所示，所述磁隙20由包含磁粉的橡膠環(huán)6封閉。
所述橡膠環(huán)6包括與其形成一體的伸出部6a和插入部6b。所述伸出部6a借助其自身所具有的橡膠彈力對鼓狀芯1的上凸緣3的圓周側(cè)面中的一個區(qū)域施加壓力，從而從該區(qū)域上懸垂。所述插入部6b借助其自身具有的彈力被緊密地插入所述磁隙20中。
當將橡膠環(huán)6安裝到鼓狀芯1上時，橡膠環(huán)6的伸出部6a附著于上凸緣3的圓周側(cè)面中的所述區(qū)域上，橡膠環(huán)6的插入部6b被插入所述磁隙20中。
結(jié)果是，鼓狀芯1的上凸緣3與下凸緣4之間的磁隙20被橡膠環(huán)6可靠地封閉，從而，所述鼓狀芯1的下凸緣4，中心芯2，上凸緣3和橡膠環(huán)6的插入部6b能夠形成一個封閉的磁路結(jié)構(gòu)。這就能夠可靠地防止磁通量從繞線5周圍泄漏。而且，這樣由于所述橡膠環(huán)6能夠容易地被安裝在鼓狀芯1上，因此可用性非常好，且制造成本可以被降低。
橡膠環(huán)6的伸出部6a并不僅限于附著到凸緣3的圓周側(cè)面中的一個區(qū)域上的結(jié)構(gòu)。例如，如圖6所示，還可以附著到從上凸緣3的上表面的外圍部分延伸到其圓周側(cè)面的區(qū)域上(由包含磁粉的橡膠環(huán)6′的伸出部6a′舉例說明)。
橡膠環(huán)6，6′(下文共同由6表示)中的每一個均呈環(huán)形結(jié)構(gòu)，且由混合有磁粉的絕緣材料制成，具有橡膠彈性，因此，所表現(xiàn)的彈性小于橡膠帶的彈性，且具有一些撓性。
所述磁粉通過將一種磁性物質(zhì)例如鐵氧體研磨成粉而制成。所述絕緣材料由硅橡膠制成。將揉合有磁粉例如鐵氧體的硅橡膠的混合物注射模制成環(huán)狀，由此獲得了橡膠環(huán)6。
橡膠環(huán)6中的磁性物質(zhì)的重量為預(yù)定比率，該比率小于硅橡膠的重量比率，優(yōu)選為硅橡膠重量的60％到90％。
當磁性物質(zhì)的重量比率小于硅橡膠的重量比率時，可防止橡膠環(huán)6失去橡膠彈性。為了確保良好的橡膠彈性，所需比率為90％或更小。另一方面，當該比率至少為60％時，能夠保證良好的防磁通量泄漏效果。
由于如上文所述，磁性物質(zhì)的重量為預(yù)定比率，該比率小于硅橡膠的重量比率，因此橡膠環(huán)6可以被構(gòu)造成產(chǎn)生一個磁導(dǎo)率(permeability)，該磁導(dǎo)率小于上述的由鐵氧體形成的環(huán)形芯的磁導(dǎo)率，這樣就可以達到一種狀態(tài)，例如即使在與鼓狀芯的部分例如凸緣3，4相接觸的情況下，也難于達到磁飽和。換言之，由于橡膠環(huán)6包含適當比率的磁性物質(zhì)，因此不需要象在現(xiàn)有技術(shù)中一樣在磁路中設(shè)置一空隙，以防止發(fā)生磁飽和。
圖3為一圖表，示出了在兩個示例和比較例中表示電感值相對于流過纏繞線5的電流值(DC)發(fā)生的變化的DC偏轉(zhuǎn)特性曲線。電流值和電感值的單位分別是A和μH。例1所涉及的電感裝置10中，磁性物質(zhì)的重量為橡膠環(huán)6中硅橡膠的重量的75％。例2所涉及的電感裝置10中的磁性物質(zhì)的重量為橡膠環(huán)6中硅橡膠的重量的65％。比較例所涉及的電感裝置沒有橡膠環(huán)6。
從圖3中可以看出，例1和例2中的初始電感值比比較例中的初始電感值大大提高了，因此抑制了磁飽和。
例1中的初始電感值大于例2中的初始電感值，因此證明了，橡膠環(huán)6中的磁性物質(zhì)的混合重量比率的增加能夠提高初始電感值。
下面將參照圖4和圖5，說明根據(jù)示例對電感裝置10進行的抗振性試驗的結(jié)果。
圖4用于說明抗振性試驗的情況。在該抗振性試驗中，5個樣品被安裝在同一基底22上，每個樣品包括按照示例的電感裝置樣品23a和按照比較例的電感裝置樣品23b，然后所述基底22被安裝到盒子21的底部的內(nèi)壁表面上，所述盒子21由酚醛塑料制成，且在頂部開口。在這種情況下，所述盒子21的總重量為150g。
隨后，所述盒子21從1.5m高處落到橡木板上。所述下落沿圖4中的X，X′，Y，Y′，Z，和Z′方向依次實施一次，這樣就完成了一個周期，重復(fù)這個過程50個周期。
在試驗中每個周期之后，檢查按照示例和比較例的電感裝置23a和23b是否被損壞。沒有損壞的情況被定義為“OK”，而發(fā)生損壞的情況被定義為“NG”，這里，樣本一旦被定義為“NG”，就不進行此后的試驗。
圖5以表格的形式示出了如此獲得的抗振性試驗的結(jié)果。
從圖5中可以看出，按照比較例的電感裝置23b的5個樣品中的3個分別在第13，第16和第36個周期被損壞，而按照示例的電感裝置23a的全部5個樣品即使在第50個周期也沒有被損壞，這就驗證了它們良好的抗振性。
在不受上述實施例限制的情況下，本發(fā)明的電感裝置可以以多種方式改變。例如，混合有一種磁性物質(zhì)且具有橡膠彈性的絕緣體可采取其它形式，即包括一個伸出部和一個插入部，所述伸出部遍布所述鼓狀芯的一個凸緣的一外表面部分，并與其保持接觸；所述插入部與所述伸出部形成一體，并被插入所述磁隙(形成在上凸緣和下凸緣之間)中。當磁芯為鼓狀芯時，所述伸出部可以從下凸緣垂下或者從上凸緣和下凸緣均垂下。
用在本發(fā)明的電感裝置中的磁芯包含各種形式的磁芯，這種磁芯包括纏繞有線的中心芯，并在外表面?zhèn)让嫔袭a(chǎn)生一個磁隙。本發(fā)明也可適用于磁隙設(shè)置在磁芯的上面?zhèn)群拖旅鎮(zhèn)壬系那闆r下，還可適用于磁隙設(shè)置在磁芯的外側(cè)面部分中的情況。
混合有磁性物質(zhì)并具有橡膠彈性的絕緣體并不限于硅橡膠。例如，其它材料如聚胺酯橡膠可以被用于熱輻射良好的環(huán)境下。
雖然被混入絕緣體中且構(gòu)成磁心的磁性物質(zhì)優(yōu)選是鐵氧體，但還可采用其它磁性物質(zhì)，例如坡莫合金、鋁硅鐵粉和羰基鐵。
本發(fā)明還可被用于各種電感裝置中，例如變壓器和扼流線圈。
在按照本發(fā)明的電感裝置中，如上文所述，形成在磁芯的外表面?zhèn)让嫔系拇畔侗换旌嫌幸环N磁性物質(zhì)的且具有橡膠彈性的絕緣體所封閉，從而圍繞所述纏繞線形成一個封閉的磁路，因此能夠防止磁通量泄漏。
混合有磁性物質(zhì)的絕緣體與所謂的環(huán)芯相比較能夠抑制磁導(dǎo)率，從而被封閉的磁路能夠防止磁飽和的發(fā)生。而在使用環(huán)芯的現(xiàn)有技術(shù)中，為了防止磁飽和的發(fā)生，不需要在磁路中設(shè)置一微小間隙。
由于混合有磁性物質(zhì)的絕緣體具有橡膠彈性，因此，其能夠容易地裝入磁芯的磁隙中，從而獲得非常好的可用性并降低了制造成本。
由于絕緣體具有橡膠彈性，因此其能夠令人滿意地附著在磁芯上，從而磁隙能被可靠地封閉，由此，其防磁通量的有效性能夠被提高。而且，由于無需傳統(tǒng)環(huán)芯中所必須的嚴格尺寸公差限制，因此提高了電感裝置的生產(chǎn)率。
由于具有橡膠彈性的絕緣體覆蓋了磁芯的至少一部分，因此可以獲得較高的抗機械沖擊性能，從而可以減小對由于偶然發(fā)生的例如落下和沖壓而發(fā)生損壞的擔心，因此其實際價值非常高。
權(quán)利要求
1.一種電感裝置，包括一磁芯，該磁芯具有一纏繞有線的中心芯，所述磁芯在外表面?zhèn)让嫔闲纬捎幸淮畔?；其中所述磁隙由一絕緣體封閉，該絕緣體混合有磁性物質(zhì)，并具有橡膠彈性。
2.如權(quán)利要求1所述的電感裝置，其中所述絕緣體呈環(huán)形。
3.如權(quán)利要求2所述的電感裝置，其中所述磁芯為一鼓狀芯，該鼓狀芯具有形成在所述中心芯的兩端處的相應(yīng)凸緣，所述絕緣體裝入在所述鼓狀芯的所述凸緣之間形成的所述磁隙中。
4.如權(quán)利要求3所述的電感裝置，其中所述絕緣體包括一伸出部和一插入部，所述伸出部遍布所述鼓狀芯的一個凸緣的一外表面部分，并與其保持接觸；而所述插入部與所述伸出部形成一體，并被插入到所述磁隙中。
5.如權(quán)利要求1所述的電感裝置，其中所述絕緣體由硅橡膠制成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電感裝置，包括一鼓狀芯，該鼓狀芯具有一中心芯和與該中心芯一體的凸緣。所述中心芯上纏繞有線，而在上凸緣和下凸緣之間形成一磁隙。所述磁隙有一絕緣體所封閉，該絕緣體混合有一種磁性物質(zhì)，且具有橡膠彈性。所述絕緣體包括一伸出部和與該伸出部一體形成的一插入部。所述伸出部對上凸緣的一個區(qū)域施加壓力，從而從該區(qū)域上懸垂下來。所述插入部緊密地配合在所述磁隙中。
文檔編號H01F17/04GK1534696SQ200310117989
公開日2004年10月6日 申請日期2003年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者大木壽一 申請人:勝美達工業(yè)股份有限公司, 勝美達集團株式會社