CN100543887C - 磁性元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可以获得所希望的特性，同时生产效率良好且可以谋求降低成本的磁性元件。本发明具备输入信号的第1线圈(50)、传输输入到第1线圈(50)的信号的第2线圈(60)，且具备包含卷绕第1线圈(50)的第1柱脚部(26)及配置于该第1柱脚部(26)的周围的第1周壁部(22、23、24)的第1磁芯(20)、以及包含卷绕第2线圈(60)的第2柱脚部(36)以及在该第2柱脚部(36)的周围配置的第2周壁部(32、33、34)的第2磁芯(30)。另外，将第1磁芯(20)的相对磁导率设置成高于第2磁芯(30)的相对磁导率，同时使第1柱脚部(26)与第2柱脚部(36)对接，并且使第1周壁部(22、23、24)与第2周壁部(32、33、34)对接。
Description
发明领域
本发明涉及用作例如带通滤波器的变压器等磁性元件。
背景技术
作为磁性元件的一种的变压器中，有作为仅使所要的频带(例如13Khz附近)信号通过的所谓带通滤波器起作用的变压器。这种变压器中，必须使阻抗符合所希望的值，同时必须具有使输入到一次侧的信号中规定频率以上的高频信号及规定频率以下的低频信号在二次侧衰减的特性。
阻抗与电感成正比，在高频率时交流难以通过，从而获得使高频信号衰减的效果。因此，在变压器得到上述特性的情况下，现在的情况是，采用使用相对磁导率(μ)达到10000以上的高磁导率材料形成的2个磁芯的结构。以下的说明中，分别将这2个磁芯记为第1磁芯和第2磁芯。
在这里，第1磁芯与第2磁芯相对配置，但在这样的第1磁芯和第2磁芯之间形成的磁路中设置不存在磁性材料的空隙、即间隙(也称气隙)。由于存在这样的间隙，可以使低频侧的信号衰减。
按照惯例，在例如EP磁芯中，该间隙设置在该第1磁芯的柱脚部和第2磁芯柱脚部之间。已经判明该间隙越小(越狭小)越能够得到良好的特性，因此现状是，有间隙尺寸小到22μm的情况。而且，专利文献1(日本特开2003-31422号公报，参照其说明书摘要及图1、图5～图8)中公开了具有这样的间隙的磁性元件结构。
另外，也存在着将以树脂等为材料的带状构件粘贴固定在第1磁芯和第2磁芯的对接部分，在第1磁芯和第2磁芯之间确保带状构件的厚度大小的间隙的构成。在这种结构中，带状构件存在于第1磁芯和第2磁芯的边界部分，借助于该带状构件使第1磁芯和第2磁芯相互接合。
而且，作为获得具备所希望的值的电感的变压器的其他方法，有利用相对磁导率(μ)为5000左右的材料形成第1磁芯和第2磁芯，并且没有间隙介于其间地使第1磁芯和第2磁芯接合的方法。
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在上述变压器中将相对磁导率高的材料加以组合，同时具有狭小间隙的情况下，存在该狭小间隙形成困难的问题。即在形成例如22μm的非常狭小的间隙时，难以正确地控制尺寸精度。另外，即使在第1磁芯和第2磁芯对接时也将产生对接误差等。因此，难以在第1磁芯和第2磁芯之间设置所希望的狭小间隙。还有，在形成上述高精度的狭小间隙时，必需谋求精度方面的提高，因此加工成本增大。由于需要形成狭小间隙，因此也存在生产变压器时需要较多时间从而导致生产效率变差的问题。
另外，在使带状构件介于第1磁芯和第2磁芯之间的构成的情况下，存在其带状构件被加热熔化的问题。也就是在将变压器安装于电路板时，存在伴随软熔钎焊等产生热的工序，具有上述狭小间隙的厚度尺寸的薄膜状的带状构件在这样的加热工序中将很容易熔化。这样，若带状构件熔化，则无法正确地对间隙尺寸进行控制，从而无法获得所希望的特性。
还有，利用相对磁导率为5000左右的材料形成第1磁芯和第2磁芯时，由于不存在间隙，高频信号不衰减，而在2次侧的线圈中取得高频噪音。即在第1磁芯和第2磁芯由相对磁导率为5000左右的材料构成时，存在其作为带通滤波器的特性差，不能够起带通滤波器的作用的问题。
如上所述，现在的状况是，难以形成具备具有狭小间隙的变压器那样的所希望的特性，且兼有能够谋求生产效率良好、成本低的磁性元件。
本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于，提供可以得到所希望的特性，同时生产效率良好且可以谋求降低成本的磁性元件。
解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明具有第1磁芯、与第1磁芯对接并无间隙地接合的第2磁芯、以及配置于第1磁芯和第2磁芯之间的至少一个线圈；将第1磁芯的相对磁导率设置成高于第2磁芯的相对磁导率，同时，将第1磁芯的相对磁导率设定为第2磁芯的相对磁导率的4倍～100倍的范围内；第1磁芯的相对磁导率在2000～30000的范围内，同时，第2磁芯的相对磁导率在20～2000的范围内。
在这样构成的情况下，通过设置成第1磁芯与第2磁芯相比，其相对磁导率高的方法，即使如以往那样在第1磁芯和第2磁芯之间不设置磁间隙，也可以在磁性元件的整体获得所希望的特性。即可以利用相对磁导率高的第1磁芯使高频信号衰减，同时利用相对磁导率低的第2磁芯，可以调整有效磁导率，帮助低频信号衰减。因此，可以获得与存在狭小间隙的磁性元件同等的特性。
此外，将第1磁芯的相对磁导率设定为第2磁芯的相对磁导率的4～100倍的范围内时，第1磁芯和第2磁芯之间的相对磁导率之差增大，从而可以获得与像已有的带通滤波器那样，Hiμ材料之间存在有狭小间隙的结构相同的特性的带通滤波器。
还有，第1磁芯的相对磁导率在2000～30000的范围内，同时第2磁芯的相对磁导率在20～2000的范围内时，可以使第1磁芯和第2磁芯之间的相对磁导率之差增大，从而可以获得具有与已有那样的Hiμ材之间有狭小间隙的结构相同的特性的带通滤波器。
还有，另一种发明是，在上述发明的基础上，第1磁芯采用Mn族磁性材料，同时第2磁芯采用Ni族磁性材料。如此构成时，形成第1磁芯具备Mn族磁性构件具有的高相对磁导率，同时第2磁芯具备Ni族磁性构件具有的低于第1磁芯的相对磁导率的状态。因此，可以获得具备与已有的在Hiμ材料之间有狭小间隙的结构相同的特性的带通滤波器。
另外，另一种发明是，在上述发明的基础上，还形成第1磁芯和第2磁芯以无间隙地接合的部分为界形成对称形状。如此构成时，第1磁芯和第2磁芯具有相同的面积，因此可以以没有阶跃的状态使相互间的边界部分对接，从而可以减小磁通外泄。另外，在第1磁芯与第2磁芯对接时，容易进行定位。
还有，另一种发明是，在上述发明的基础上，第1磁芯和第2磁芯形成EP磁芯。如此构成时，可以做成空间效率优异的带通滤波器。
此外，另一种发明是，在上述发明的基础上，线圈由输入信号的第1线圈和传输输入第1线圈的信号的第2线圈构成，且作为利用第1磁芯与第2磁芯之间的相对磁导率之差，使从第1线圈传输到第2线圈的信号的频率中的偏离特定频带的频率信号的振幅衰减到阈值以下的带通滤波器起作用。
如此构成时，磁性元件作为带通滤波器发挥功能，因此可以很好地将输入第1线圈的信号中的特定频带的信号传输到第2线圈，但在将输入第1线圈的信号传输到第2线圈时，可大幅度地使偏离特定频带的频率的信号衰减，使其振幅为阈值以下的振幅。
发明的效果
采用本发明，在可以获得所希望的特性的磁性元件中，可以谋求提高生产效率，同时谋求降低成本。
附图的简单说明
图1是示出本发明实施方式1的变压器的结构的立体图。
图2是示出图1的变压器的结构的分解立体图。
图3是示出图1的变压器的结构的侧剖面图。
图4是示出图1的变压器的第1磁芯或者第2磁芯的形状的主视图。
图5示出图1的变压器特性的实验结果，第1磁芯和第2磁芯的相对磁导率均为10000，并且以虚线示出带状构件夹在两者之间的变压器的特性，以实线示出第1磁芯的相对磁导率为10000且第2磁芯的相对磁导率为100的变压器的特性。
图6示出图1的变压器特性的实验结果，第1磁芯和第2磁芯的相对磁导率均为10000，并且以虚线示出带状构件夹在两者之间的变压器的特性，以实线示出第1磁芯的相对磁导率为10000且第2磁芯的相对磁导率为400的变压器的特性。
图7示出图1的变压器特性的实验结果，第1磁芯和第2磁芯的相对磁导率均为10000，并且以虚线示出带状构件夹在两者之间的变压器的特性，以实线示出第1磁芯的相对磁导率为10000且第2磁芯的相对磁导率为850的变压器的特性。
图8是示出本发明实施方式2的变压器的结构的分解立体图。
符号说明
10、11 …变压器
20、200 …第1磁芯
21、210 …凹嵌部
22 …上壁(第1周壁部的一部分)
23 …侧底壁(第1周壁部的一部分)
24a、24b …周壁(第1周壁部的一部分)
25、250 …相对面
26、260 …柱脚部(与第1柱脚部对应)
30、300 …第2磁芯
31、310 …凹嵌部
32 …上壁(第2周壁部的一部分)
33 …侧底壁(第2周壁部的一部分)
34a、34b …周壁(第2周壁部的一部分)
35、350 …相对面
36、360 …柱脚部(与第2柱脚部对应)
50 …初级绕组(与第1线圈对应)
60 …次级绕组(与第2线圈对应)
70 …电路板
240、340 …周壁
具体实施方式
实施方式1
以下根据图1～图7对本发明的实施方式1的作为磁性元件的变压器10进行说明。图1是示出变压器10的总体结构的立体图，图2是示出变压器10的结构的分解立体图，还有，图3是示出变压器10的第1磁芯20或者第2磁芯30的形状的主视图，图4是示出变压器10的内部结构的侧剖面图。
本实施方式的变压器10，如图2和图4所示，以第1磁芯20、第2磁芯30、绕线架40、初级绕组50以及次级绕组60为主要构成要素。其中，第1磁芯20和第2磁芯30形成对称形状。还有，由这些构件构成的变压器10是具有所谓EP磁芯的磁性元件。
如图2以及图3所示，第1磁芯20是被安装的电路板平面侧和与第2磁芯30接合的一侧两个面呈开放状态的做成箱型的磁芯构件。将凹嵌部21设置在该第1磁芯20上。凹嵌部21由与电路板平面侧相对的上壁22、与第2磁芯30相对的侧底壁23、以及沿着第1磁芯20的中心轴线的两个周壁24a、24b包围形成。而且，该上壁22、侧底壁23、以及周壁24a、24b与第1周壁部对应。
再者，在以下的说明中，将第1磁芯20中的被安装的电路板平面侧(后文所述的安装端子侧)作为下侧，同时将上壁22一侧作为上侧。另外，将第1磁芯20中的与第2磁芯30接合的面作为相对面25。
如图3以及图4所示，凹嵌部21是具有规定深度的倒U字形状的凹入部分。因此，构成凹嵌部21的周壁24a、24b的内壁面形成由开放的底部朝上方，与周壁24a、24b的外壁面大致平行的形状，但上方一侧的正面形状大致为半圆形状。这样，在大致为半圆形状的部分，设置为随着向上方靠拢逐渐远离周壁24a、24b的形状。
又，将柱脚部26(与第1柱脚部对应)设置在凹嵌部21上，本实施方式中将柱脚部26设计成圆柱状。此外，柱脚部26由侧底壁23朝相对面25一侧，相对上壁22的上端面大致平行地突出。此外，柱脚部26的突出与上述相对面25大致在相同的高度位置上。因此，即使在使第1磁芯20与第2磁芯30接合的情况下，也不会在柱脚部26和后文所述的柱脚部36之间形成间隙。
又，第2磁芯30也形成有与上述第1磁芯20相同的结构。因此，省略构造上的详细说明。再者，以下的说明中，第2磁芯20中的各个部分的符号记为凹嵌部31、上壁32、侧底壁33、周壁34a、34b、相对面35、柱脚部36(与第2柱脚部对应)。另外，上壁32、侧底壁33、以及周壁34a、34b与第2周壁部对应。
在这里，将第1磁芯20的材料设置成其相对磁导率(μ)比第2磁芯30的材料的相对磁导率高。本实施方式中，第1磁芯20以具有大致为10000的相对磁导率的Mn族铁氧体作为材料。这样的相对磁导率大致为10000左右或10000以上的材料一般称为Hiμ(高μ)材料。
再者，第1磁芯20具有的相对磁导率并非局限于10000左右，只要是在2000～30000的范围内就可以。但是，第1磁芯20所具有的相对磁导率大致为5000以上(例如使用非晶态材料的情况)为佳，若第1磁芯20的相对磁导率为大致10000以上则更佳。
与此相反，第2磁芯30的材料设置成其相对磁导率比第1磁芯20的材料的相对磁导率低。在这里，最好是将第1磁芯20的相对磁导率设定在第2磁芯30的相对磁导率的4倍～100倍的范围内。
又，本实施方式中，作为这样的第2磁芯30的材料所具有的相对磁导率，只要是在大致为20～2000的范围内就可以。更佳的相对磁导率范围是设定在大约20～1000。另外，如后文所述，作为第2磁芯30的相对磁导率，在将第1磁芯20的相对磁导率设定为10000的同时，分别将第2磁芯30的相对磁导率设定为100、400、850进行实验，均可以获得与具有狭小间隙的变压器(也包含利用带状构件形成间隙的变压器)相同的特性。若考虑到这点，则在相对磁导率的范围为100～850的情况下，可以获得与已有的变压器相同的特性。
再者，在第1磁芯20的相对磁导率大致为10000，同时第2磁芯30的相对磁导率为850的情况下，变压器10的特性与具有18μm间隙的结构对应。另外，作为相对磁导率低的材料，可以列举出例如Ni族的铁氧体。
又，将绕线架40安装在上述柱脚部26、36上，绕线架40由例如树脂等绝缘材料构成。绕线架40，如图2所示具有卷绕初级绕组50和次级绕组60的绕组部41、与该绕组部41一体设置的凸缘部42、以及同样一体设置的第1端子座43a和第2端子座43b。
将绕组部41设置为大致圆筒状，将凸缘部42设置在该绕组部41的大致圆筒轴线方向的两端部分。即利用凸缘部42的存在，在绕线架40使初级绕组50和次级绕组60的卷绕部位固定。另外，将凸缘部42的外观设置为大致U字形状，与上述的凹嵌部21的外观形状对应。另外，设置贯通孔44以贯通绕组部41，将柱脚部26、36***该贯通孔44。
再者，分别对绕组部41卷绕例如漆包线等导线，这样，在柱脚部26形成作为信号输入侧的初级绕组50(与第1线圈对应)，在柱脚部36形成作为信号输出侧的次级绕组60(与第2线圈对应)。以分别对绕组部41卷绕该初级绕组50以及次级绕组60的状态，将柱脚部26、36***绕线架40的贯通孔44，使该第1磁芯20和第2磁芯30相互对接。进行该对接后，利用例如粘接剂或者未图示的紧固构件使第1磁芯20与第2磁芯30接合。
还有，初级绕组50和次级绕组60也可以采用其截面为圆形的圆线，但也可以使用多边形导线等具有圆形以外的截面形状的导线，形成初级绕组50和次级绕组60。
又，将第1端子座43a以及第2端子座43b设置在绕线架40上，使其与凸缘部42形成一体。将第1端子座43a以及第Z端子座43b安装在凸缘部42形成的U字的上部(在图4中呈倒U字形状，因此在凸缘部42的下部)，而且，向凸缘部42的非相对面一侧(即第1端子座43a与第2端子座43b相互远离的一侧)突出，但不到达绕组部41。另外，分别将第1磁芯20置于第1端子座43a，将第2磁芯30置于第2端子座43b。
还有，在第1端子座43a以及第2端子座43b设置多个端子(缠绕端子45以及安装端子46)。其中，在缠绕端子45上，捆扎卷绕在绕组部41上的初级绕组50或者次级绕组60的一端或者另一端。因此，将缠绕端子45的高度位置设置成高于安装端子46的高度位置。又将安装端子46安装在电路板70上。
再者，本实施方式是将初级绕组50和次级绕组60两个绕组卷绕在绕组部41上。但卷绕在绕组部41的绕组并非局限于2个，也可以是3个或3个以上。
具有上述构成的变压器10的特性的实验结果示于图5～图7。在该图5～图7中，以变压器10的衰减率(db)为纵坐标，频率(Hz)为横坐标。而且，该实验结果中，对初级绕组50提供1kHz～10MHz频率的信号。
图5中，第1磁芯20和第2磁芯30的相对磁导率均为10000，同时用虚线示出带状构件夹在第1磁芯20与第2磁芯30之间的变压器的特性，用实线示出第1磁芯20的相对磁导率为10000且第2磁芯30的相对磁导率为100的变压器10的特性。
该图5所示的变压器10的特性近似于带状构件被夹着的变压器的特性。该图5中，变压器10在50kHz附近大致为—3分贝(dB)，具有与已有的变压器相同的特性。另外，已经知道，在频率低于13kHz的一侧产生波动，测量装置无法获得正确的数据，但若取波动的衰减率的平均值，则变压器10与已有的带状构件被夹着的变压器相同，其低频侧的频率信号随着频率降低而衰减。
再者，可以设定各种作为高频用滤波器的衰减率的阈值。例如可以设定为上述—3分贝(dB)，也可以设定为其他任意值。
又，在图6中，第1磁芯20和第2磁芯30的相对磁导率均为10000，同时用虚线示出带状构件夹在第1磁芯20与第2磁芯30之间的变压器的特性，用实线示出第1磁芯20的相对磁导率为10000且第2磁芯30的相对磁导率为400的变压器10的特性。
该图6所示的变压器10的特性也近似于带状构件被夹着的变压器的特性。变压器10在50kHz附近大致为—3分贝(dB)，具有与已有的变压器相同的特性。又可以知道，即使在图6所示的变压器10中，在频率低于13kHz的一侧也产生波动，测量装置无法获得正确的数据，但若取波动的衰减率的平均值，则变压器10其低频侧的频率信号随着频率的降低而衰减，与已有的带状构件被夹着的变压器相同。
还有，在图7中，第1磁芯20和第2磁芯30的相对磁导率均为10000，同时用虚线示出带状构件夹在第1磁芯20与第2磁芯30之间的变压器的特性，用实线示出第1磁芯20的相对磁导率为10000且第2磁芯30的相对磁导率为850的变压器10的特性。
该图7所示的变压器10的特性也近似于带状构件被夹着的变压器的特性。变压器10具有与已有变压器相同的特性，在50kHz附近大致为—3分贝(dB)。又可以知道，即使在图7所示的变压器10中，在频率低于13kHz的一侧也产生波动，测量装置无法获得正确的数据，但若取波动的衰减率的平均值，则变压器10其低频侧的频率信号随着频率的降低而衰减，与已有的带状构件被夹着的变压器相同。
根据以上实验结果，若第1磁芯20采用相对磁导率高的Hiμ(高μ)材料，第2磁芯30采用相对磁导率低的材料，采用使两者对接的结构的情况下，可以使其具有与第1磁芯20以及第2磁芯30均为Hiμ(高μ)材料且在柱脚部26与柱脚部36之间具有狭小间隙的已有变压器10结构同样的特性。即如果以平均值来看，变压器10使其低频区域的信号衰减。
采用这样的结构的变压器10，将第1磁芯20的相对磁导率设置成高于第2磁芯30的相对磁导率，同时柱脚部26与柱脚部36、以及第1周壁部与第2周壁部之间不设间隙而进行对接。
在这种情况下，如果以将第1磁芯20的相对磁导率设置成高于第2磁芯30的相对磁导率的状态分别设定相对磁导率，则即使在第1磁芯20与第2磁芯30之间不设置间隙，也可以使所有的变压器10获得与已有的具有狭小间隙的变压器相同的特性(所希望的特性)。即利用相对磁导率较低的第2磁芯30的存在，可以使低频信号衰减。
又将相对磁导率高的材料用作第1磁芯20，因此可以将变压器10做成高阻抗。而且，第2线圈30与第1线圈20相比其相对磁导率低，因此与原来那样采用2个磁芯且相对磁导率都高的材料的构成相比，也可以降低损失。
而且不必为了得到所希望的特性而在第1磁芯20与第2磁芯30之间设置狭小的间隙(狭小间隙)。这样可以削减加工狭小间隙所要的工序，从而可以提高生产效率。另外，由于无需加工狭小间隙，因此可以抑制该加工所需要的成本。特别是，在现实中形成22μm左右的非常狭小的间隙，因此无需形成间隙，加大了生产效率增大的效果和成本削减的效果。
另外，由于无需如原来那样在第1磁芯20与第2磁导率30之间形成狭小的间隙，使带状构件介于其间，因此可以防止发生在进行软熔等安装时带状构件受热熔化导致无法正确地进行间隙的尺寸控制的问题。即由于带状构件不介入，因此可以毫无问题地进行软熔等安装，同时无需正确地管理狭小间隙的尺寸。
又，本实施方式将所述第1磁芯20的相对磁导率设定为所述第2磁芯30的相对磁导率的4～100倍的范围内。因此，第1磁芯20与第2磁芯30之间相对磁导率的差增大，从而可以获得具有与已有的Hiμ材料之间有狭小间隙的结构相同的特性的带通滤波器。
还有，本实施方式中，第1磁芯20的相对磁导率在2000～30000的范围内，同时第2磁芯30的相对磁导率在20～2000的范围内。在这种情况下，可以使第1磁芯20与第2磁芯30之间相对磁导率之差增大，从而可以获得具有与已有的Hiμ材料之间有狭小间隙的结构相同的特性的带通滤波器。
又，第1磁芯20将具有大致为10000等高相对磁导率的Mn族磁性构件作为材料，同时第2磁芯30将相对磁导率相比Mn族的磁性构件低的Ni族磁性构件作为材料。因此，利用第1磁芯20与第2磁芯30之间的相对磁导率之差，可以使带通滤波器具有与已有的Hiμ材之间有狭小间隙的结构相同的特性。
还有，第1磁芯20和第2磁芯30以相互对接部分为界形成对称形状。具有这样的构成，第1磁芯20和第2磁芯30具有相同的面积，因此能够以没有阶跃部分的状态在边界部分相互对接，从而可以减少磁通外泄。另外，在第1磁芯20与第2磁芯30对接时，容易进行定位。
又，第1磁芯20和第2磁芯30形成EP磁芯。形成这样的构成时，可以使初级绕组50及次级绕组60作为空间效率优异的带通滤波器发挥作用。而且，如上所述第1磁芯20与第2磁芯30的相对磁导率之间存在较大的差异，因此变压器10具有与已有的存在狭小间隙的带通滤波器相同的功能。
还有，变压器10由于具备相对磁导率低的第2磁芯20，因此其温度特性可以接近存在狭小间隙的已有的技术例和存在带状间隙的已有技术例的温度特性。
实施方式2
以下根据图8对本发明实施方式2的作为磁性元件的变压器11进行说明。另外，本实施方式中，对与上述实施方式1相同的构成赋予相同的符号并进行说明。
本实施方式中的变压器11是所谓的EE型变压器，具备形成平面形状为E型的第1磁芯200、同样形成平面形状为E型的第2磁芯300、以及绕线架400。其中，第1磁芯200和第2磁芯300的形状大致相同。另外，第1磁芯200和第2磁芯300的材料也与上述实施方式1中的材料相同，同时，第1磁芯200和第2磁芯300的相对磁导率也与上述实施方式1中的相同。
又，即使在本实施方式中，第1磁芯200也将具有大致为10000的相对磁导率的Mn族铁氧体(高μ)作为材料。另外，第2磁芯300的材料设置成其相对磁导率比第1磁芯200的材料的相对磁导率低。在这里，最好是将第1磁芯200的相对磁导率设定为第2磁芯300的相对磁导率的4～100倍的范围内。这样的第2磁芯300的材料具备的相对磁导率大致在20～2000左右的范围内即可。相对磁导率大致在20～1000的范围内则更加理想。
还有，根据图5～图7等的实验结果，在第1磁芯200的相对磁导率为10000的情况下，第2磁芯300的相对磁导率范围为100～850时，能够得到与已有的变压器相同的特性。又，相对磁导率低的第Z磁芯300的材料可以举出例如Ni系铁氧体。
又，第1磁芯200具备的相对磁导率并不限于大约10000，只要是在2000～30000的范围内即可。但是，第1磁芯200具备的相对磁导率最好是在大约5000以上(例如采用非晶态材料等的情况下)，第1磁芯200的相对磁导率在大约10000以上则更加理想。
在这里，本实施方式中的第1磁芯200和第2磁芯300具有的凹陷部210、310设置为与上述第1实施方式的凹陷部21相比更加开放的状态。也就是说，上述第1实施方式中的倒U字形凹陷的凹陷部21、31是在由周壁24a、24b以及上壁22、32等形成的侧壁中，靠安装的电路板平面一侧设置形成开放状态。而本实施形态中的凹陷部210、310，上述第1实施方式的上壁22、32被设置为更加开放的状态。
因此，在变压器11中，形成在第1磁芯200和第2磁芯300各自的长度方向上(图8中的箭头所示的X方向)的两端上配置一对周壁240、340的结构(在图8中为了将一对周壁240和周壁340分别区别开来，记为周壁240a、240b以及周壁340a、340b)。又，在本实施方式中，也在凹陷部210、310分别设置柱脚部260(对应于第1柱脚部)、柱脚部360(对应于第2柱脚部)。还有，在本实施方式中，柱脚部260、360设置为在第1磁芯200和第2磁芯300的长度方向上比较长的四方柱形。因此，绕线架400的贯通孔440也对应于柱脚部260、360的形状形成大致为四方形状的孔。又，柱脚部260、360以相对于安装的电路板大致平行的状态突出。
还有，在本实施方式中，以对应于第1实施方式的第1磁芯20的侧底壁23的部分为侧底壁230。同样，以对应于第2磁芯30的侧底壁33的部分为侧底壁330。
又，在本实施方式中，也是柱脚部260、360的突出高度与第1磁芯200的相对面250以及第2磁芯300的相对面350在大致相同的高度位置上。因此，在将第1磁芯200与第2磁芯300接合的情况下，也不在柱脚部260与柱脚部360之间形成间隙。
又，本实施方式的绕线架400具有3个凸缘部，不同于上述实施方式1的绕线架40那样具有一对凸缘部42的结构。因此，绕线架400不是像绕线架40那样具有一个绕组部41，而是形成具有2个绕组部的结构。
在下面说明中，图8中的3个凸缘部按照从第1磁芯200到第2磁芯300的顺序，依序为上凸缘部421、中凸缘部422、下凸缘部423。又，两个绕组部也按照从第1磁芯200到第2磁芯300的顺序，依序为第1绕组部411(该部分是被上凸缘部421与中凸缘部422分割的部分)、第2绕组部412(该部分是被中凸缘部422与下凸缘部423分割的部分)。
又，本实施方式的绕线架400也具备第1端子座430和第2端子座431。在这里，多个(在本实施方式中从第1端子座430和第2端子座431出发分别有5个)引脚端子450从第1端子座430和第2端子座431向下方突出。引脚端子450是***设置于电路板的安装部位的孔部的部分。又，在该引脚端子450上，分别缠绕初级绕组50或次级绕组60的终端。因此，本实施方式中的引脚端子450发挥上述实施方式1中的缠绕端子45以及安装端子46的作用。
又，将从下表面向下方突出的多个突起460设置在第1端子座430以及第2端子座431上。突起460具有比引脚端子450短的长度尺寸。因此，安装在电路板上时，以将引脚端子450***孔部的状态使突起460的下表面与电路板对接。这样，使引脚端子450不处于***孔部直至其根部的状态，从而能够防止在引脚端子450上缠绕初级绕组50或者次级绕组60的终端的部位对电路板形成干扰。即确保引脚端子450上缠绕初级绕组50或者次级绕组60的终端用的部位。
再者，也可以采用仅使引脚端子450具有上述实施方式1中的安装端子46的作用，另行设置与缠绕端子45相当的缠绕端子的结构。
组装具有上述各个部分的变压器11时，对第1绕组部411以及第2绕组部412分别卷绕初级绕组50和次级绕组60。另外，将初级绕组50、60的终端分别缠绕在任意一个引脚端子450上。然后，将柱脚部260、360***贯通孔440。若第1磁芯200和第2磁芯300处于对接(接触)状态，则周壁240、340的相对面250、350也相互对接，同时柱脚部260、360的相对面250、350也相互对接。因此形成柱脚部260与柱脚部360之间不产生狭小间隙的状态。这时，第1磁芯200和第2磁芯300以不存在磁间隙(狭小间隙)的状态对接，通过该接合形成闭合磁路。
进行这样的对接后，通过例如粘接剂或未图示的按压紧固构件等使第1磁芯200和第2磁芯300接合。采用上述方法，进行变压器11的组装。
在这样的结构的变压器11中，也可以产生与上述实施方式1的变压器10同样的作用效果。也就是即使不在第1磁芯200和第2磁芯300之间设置间隙，也可以使变压器11整体得到与已有的具有狭小间隙的变压器相同的特性(所希望的特性)。另外，利用相对磁导率低的第2磁芯300的存在，可以调整有效磁导率促使低频信号衰减。
又，变压器11中，卷绕在绕线架400上的初级绕组50和次级绕组60由中凸缘部422明确划分。因此初级绕组50和次级绕组60卷绕容易，能够使变压器11的组装更加方便。
以上对本发明实施方式1和实施方式2进行了说明，但是本发明除此之外还有各种变形的可能。下面对其进行说明。
在上述实施方式1中，作为变压器10，对使用形成EP磁芯的第1磁芯20和第2磁芯30的情况进行了说明。又，在上述实施方式2中，作为变压器11，对使用形成EE磁芯的第1磁芯200和第2磁芯300的情况进行了说明。但是，变压器10、11不限于使用EP磁芯或者EE磁芯的情况，也可以将例如EI磁芯、EF磁芯、ER磁芯、RM磁芯等各种信号***的磁芯作为第1磁芯和第2磁芯，使用于本发明中。
又，在上述实施方式1中，以圆柱状的柱脚部26作为第1柱脚部，同时同样以圆柱状的柱脚部36作为第2柱脚部。又，在上述实施方式2中，以四边形柱脚部260作为第1柱脚部，同时同样以四边形柱脚部360作为第2柱脚部。但是上述第1柱脚部和第2柱脚部也可以不是圆柱状或四边形柱状，可以改变为椭圆柱状、三角柱状等各种形状。
还有，在上述各实施方式中，对涉及卷绕导线的绕组线圈的磁性元件进行了说明，但是磁性元件不限于绕组线圈，也可以将本发明适用于印刷方式的多层线圈、利用蒸镀、溅射的薄膜线圈。
又，作为磁性元件，不限于利用两个绕组50、60构成的变压器，也可以将本发明适用于具有3个或3个以上的绕组的变压器。例如也可以采用具有一个初级绕组同时具有两个次级绕组的结构。
又，在上述实施方式中，对第1磁芯20和第2磁芯30形成对称形状的情况进行了说明，但是第1磁芯20和第2磁芯30也可以形成相互不对称形状。又可以采用具备在第1磁芯20和第2磁芯30形成对称形状的情况下利用目视或触觉容易识别第1磁芯20和第2磁芯30的识别符的结构。
还有，在变压器10中，作为带通滤波器使其通过的信号的频率不限于13kHz。如上所述的第1磁芯20和第2磁芯30之间如果相对磁导率有差值，则只要是在比13kHz高的频率附近，或比13kHz低的频率附近的任何频带能够使其通过即可。
另外，上述各实施方式中已经对具有2个绕组(初级绕组50、次级绕组60)的变压器等磁性元件进行了说明。此外，在上述的变形例中也叙述了使用3个或3个以上绕组的磁性元件。但是，磁性元件并非局限于具备2个以上的绕组的构成，也可以将仅具备1个绕组的元件作为磁性元件。这时，可以使磁性元件作为电感、滤波器等发挥作用。
工业应用性
本发明的磁性元件可以在电气设备领域使用。
Claims (5)
1.一种磁性元件，其特征在于，具有
第1磁芯、
与该第1磁芯对接并无间隙地接合的第2磁芯、以及
配置于上述第1磁芯和上述第2磁芯之间的至少一个线圈；
将上述第1磁芯的相对磁导率设置成高于上述第2磁芯的相对磁导率，同时，将上述第1磁芯的相对磁导率设定为上述第2磁芯的相对磁导率的4倍～100倍的范围内；
上述第1磁芯的相对磁导率在2000～30000的范围内，同时，上述第2磁芯的相对磁导率在20～2000的范围内。
2.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所述第1磁芯采用Mn族磁性材料，同时所述第2磁芯采用Ni族磁性材料。
3.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所述第1磁芯和所述第2磁芯以无间隙地接合的部分为界形成对称形状。
4.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所述第1磁芯和第2磁芯形成EP磁芯。
5.如权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所述线圈由输入信号的第1线圈和传输输入上述第1线圈的信号的第2线圈构成，且作为利用所述第1磁芯与所述第2磁芯之间的相对磁导率之差，使从所述第1线圈传输到所述第2线圈的信号的频率中的偏离特定频带的频率信号的振幅衰减到阈值以下的带通滤波器起作用。
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Granted publication date: 20090923 Termination date: 20200801 |
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