TW201814743A - 磁芯片及磁芯 - Google Patents

Abstract

本發明之一實施形態提供磁芯及磁芯片，該磁芯具有構成閉磁路之多個磁芯塊，該磁芯塊係多個磁芯片之疊層體，該磁芯片包含：疊層結構，係多個非晶態薄帶片疊層而得；及電磁鋼板，配置於該疊層結構之疊層方向之至少其中一端面；該疊層結構及該電磁鋼板被固定在疊層面。

Description

磁芯片及磁芯

本發明係關於磁芯片及磁芯。

作為變壓器、反應器(reactor)、抗流線圈、馬達、噪音對策零件、雷射電源、加速器用脈衝功率磁性零件、發電機等中使用之磁芯(核心)，使用了矽鋼、軟鐵氧體、高導磁合金(permalloy)、Fe基非晶態合金、Fe基奈米結晶合金等軟磁性材料。其中，已知將板狀或薄帶狀之軟磁性材料捲繞所製造之核心。 如此之核心係將長條狀的板或薄帶捲繞所製造而得，因而被稱為卷磁芯或卷核心等。

卷磁芯，通常係藉由將薄帶捲繞成為期望之內徑及外徑，並進行用以除去因為捲繞而導入之變形的熱處理來進行製造。然而，薄帶經捲繞之狀態，在製造上，不僅有時會限制卷磁芯之大小，也無法充分發揮與矽鋼等特性不相同之非晶態薄帶所具有的優良特性。原因據認為是對於非晶態薄帶進行之為了維持非晶態結構之熱處理的溫度比矽鋼低，無法充分除去因為捲繞而導入之變形的緣故。亦即，卷磁芯之形態有著缺乏設計之自由度，容易損害非晶態薄帶所具有之優良特性的問題。

就磁芯之形態而言，在卷磁芯以外，尚已知有將薄帶之片段積載而得之疊層磁芯。就關於疊層磁芯之技術而言，有揭示將方向性電磁鋼板與非晶態等之箔交替地疊層而得之鐵芯(例如，參照日本特開平5-275255號公報)。此外，有人揭示一種鐵芯之製造方法，包括下列步驟：疊層數片帶狀之非晶質磁性材料，並在疊層而得之非晶質磁性材料之疊層端部含浸或塗布黏著劑之步驟(例如，參照日本特開昭62-108513號公報)。另外，有人揭示堆疊數片非晶質合金薄帶，製作具有與矽鋼板幾乎同程度之厚度的單元疊層板，將該疊層板彼此堆疊來形成變壓器鐵芯之疊層體的方法(例如，參照日本特開昭61-74314號公報)。 此外，有人揭示於寬度寬的非非晶態(non-amorphous)板間配置比起非非晶態板寬度窄的非晶態薄材，從非晶態薄材之端部至存在非非晶態板之區域配置非非晶態材料，並在該區域將疊層結構之全體以螺栓固定而得之疊層非晶態核心(例如，參照美國專利第4506248號說明書)。

[發明所欲解決之課題] 然而，日本特開平5-275255號公報，因為將方向性電磁鋼板與非晶態等之箔交替地配置，非晶態等之體積分率低，難以壓抑能量損失。 此外，日本特開昭62-108513號公報係疊層數片(約3~5片)帶狀之非晶質磁性材料並將疊層體之端部予以黏接之技術，並沒有考慮之後組裝至變壓器時之磁芯與線圈組裝之容易性。 日本特開昭61-74314號公報係關於堆疊多數個非晶質合金薄帶來製造疊層體之技術，目的係保持與矽鋼板同等程度之作業性。因此，認為其作業性與直接操作薄帶之情況相比，更接近使用矽鋼板時之作業性，但實際上，在將極薄之非晶態薄帶堆疊數千片以上所製作磁芯的製造過程的步驟簡化以前並無法實現。而且也沒有考慮到之後組裝至變壓器時，磁芯與線圈組裝之容易性。 另外，美國專利第4506248號說明書揭示非晶態薄材疊層而得之結構。然而，因為非晶態薄材跟非非晶態板相比，寬度較窄，非晶態體積分率低，因此難以壓抑能量損失，此外成為疊層結構後之結構全體係藉由螺栓予之機械方式固定而成為一體化的結構，非晶態薄材以枚葉式(cluster type)處理。因此，磁芯之組裝作業繁雜。

本發明係以上述狀況為鑑者。 本發明欲解決之課題，係提供明顯地改善在製作使用了非晶態薄帶片之疊層磁芯時之非晶態薄帶片的操作性，及使用了非晶態薄帶片之疊層磁芯之組裝作業的磁芯片及磁芯。 [解決課題之手段]

對於明顯地改善將厚度薄之非晶態薄帶的片段堆疊並組裝為疊層磁芯時之作業性而言，設置將磁芯分割為數個結構部分(塊狀結構)並使用經分割之塊狀結構進行組裝之作業步驟，及準備能適合用於經分割之塊狀結構之任意形狀及大小的薄帶片單元係有意義。 就用於解決上述課題之具體的方法，係包含以下態樣。

為本發明之第1態樣的磁芯係， ＜1＞ 具備形成閉磁路之多個磁芯塊， 該磁芯塊，係多個磁芯片之疊層體， 該磁芯片，包含： 疊層結構，係多個非晶態薄帶片疊層而得；及 電磁鋼板，配置於該疊層結構之疊層方向之兩端面之各別至少一部分；且該疊層結構及該電磁鋼板被固定在疊層面。

第1態樣之磁芯，磁芯塊為使用多個磁芯片而構成。因此，不僅變得容易操作極薄之非晶態薄帶片，也明顯地改善任意形狀及大小之疊層磁芯之組裝作業性。亦即，第1態樣中，係把將把多個非晶態薄帶片堆疊，於非晶態薄帶片之疊層部分的疊層方向之兩端面中之至少一部分配置電磁鋼板，並將疊層部分及電磁鋼板在疊層面固定而得之磁芯片，作為非晶態薄帶片的一單元來使用。藉此，能適當使用於對於磁芯所要求之任意的形狀及大小，可安定地確保製造時之堆積精度及對於非晶態薄帶片為必要之強度。 因為並非固定在將非晶態薄帶之疊層方向當作法線的面，而是固定在由疊層之非晶態薄帶及電磁鋼板構成之疊層面，故起因於樹脂或黏著劑等之應力所致之特性劣化小。

此外，「積層面」，並非指將非晶態薄帶之疊層方向當作法線的面，而是指相當於疊層之多個非晶態薄帶及電磁鋼板之各厚度之側面集合而形成的面。

上述＜1＞記載之第1態樣之磁芯宜為下列態樣， ＜2＞ 該閉磁路係四個該磁芯塊接合為四方形環狀而形成， 於彼此相鄰之二個磁芯塊之間，具有接合部，該接合部係在各別之磁芯片之多個疊層結構朝磁芯塊之長邊方向錯開並形成階梯狀的高低差中，相對於該長邊方向以傾斜角θ傾斜之傾斜面相互接合。

上述＜2＞記載之第1態樣之磁芯更宜為下列態樣， ＜3＞ 在該接合部，於疊層結構沿磁芯塊之長邊方向錯開形成為階梯狀的高低差之傾斜面，係相對於磁芯塊之長邊方向以30°~60°之傾斜角(亦即，相對於45°為-15°~+15°之偏轉角)傾斜而形成。

例如，藉由將四個磁芯塊接合為四方形環狀，可製作具有四方形環結構之磁芯(核心)。此時，若各磁芯塊之容易磁化的方向為長邊方向時，在垂直於容易磁化之方向的方向進行接合的接合部中之磁芯塊彼此的接合處(相連部)，會成為其中一個磁芯塊中，磁通沿著垂直於長邊方向(容易磁化之方向)的方向流動之情況，容易增加鐵損及視在功率(apparent power)。關於此點，藉由將兩個磁芯塊之各別之磁芯片中，相對於磁芯塊之長邊方向以傾斜角θ傾斜之傾斜面相互接合，且磁芯片之間之設置為階梯狀之傾斜面彼此相互接合，可防止其中一個磁芯塊之磁通與另一個磁芯塊之磁通相交，能壓抑能量損失。

上述＜1＞記載之第1態樣之磁芯宜為下列態樣， ＜4＞ 在彼此相鄰之二個磁芯塊之間，具有各別之磁芯片在該疊層方向中之端面相互接合之接合部，於該接合部，其中一個磁芯塊中之磁芯片的電磁鋼板與另一個磁芯塊中之磁芯片的電磁鋼板係相面對配置而接觸。

於接合部，兩個磁芯塊處於相互重疊之狀態。因此，若其中一個磁芯塊之電磁鋼板與另一個磁芯塊之電磁鋼板為相互面對之狀態，容易保持滑動性，變得容易抽出在磁芯塊之間的磁芯片。藉此，可容易進行磁芯之組裝或解體。

在上述＜1＞記載之第1態樣之磁芯，宜為下列態樣， ＜5＞ 該磁芯片具有 二個該疊層結構；二個第1電磁鋼板，配置在與該二個疊層結構相互面對側為相反側的各端面；及第2電磁鋼板，配置在該二個疊層結構間； 該二個疊層結構，以其中一個疊層結構之長邊方向的一端與另一個疊層結構之長邊方向的一端從在該長邊方向相互重疊的位置朝該長邊方向錯開，並且該二個疊層結構有一部份重疊之狀態配置，該疊層結構、該第1電磁鋼板及該第2電磁鋼板被固定在包含該二個疊層結構之疊層部分中的疊層端面的平面。

如此之態樣中，具有將指定數量之非晶態薄帶片集結成束並夾於電磁鋼板間之結構，且其中一個疊層結構之長邊方向的一端與另一個疊層結構之長邊方向的一端，在該長邊方向上，從相互重疊之位置朝上述長邊方向錯開預定之距離，以上述兩個疊層結構有一部份重疊之狀態配置。因此，容易操作厚度極薄之非晶態薄帶片，且容易進行磁芯片彼此之接合。此外，因為使用已事先堆疊而得之單元來製造磁芯塊，會成為堆積精度優良，生產性也優良者。 此外，配置於二個疊層結構之間之第2電磁鋼板，能夠以能配置在相當於磁芯片之長邊方向之全長之於疊層結構之全體表面大小的1片電磁鋼板來構成，亦可使用可配置於二個疊層結構之各個端面之整個面之大小的2片電磁鋼板來構成。

在上述＜1＞~＜5＞之任1項記載之第1態樣之磁芯，宜為下列態樣， ＜6＞ 該磁芯片中之該疊層結構及該電磁鋼板係使用環氧系樹脂來固定。

磁芯片中之形成疊層結構之多個非晶態薄帶片及電磁鋼板，若僅堆疊的話會因為產生位置偏差等而難以保持預定之形狀。但藉由使用環氧系樹脂固定至少一部分，能夠長時間安定地維持期望之形狀。

在上述＜1＞~＜6＞之任1項記載之第1態樣之磁芯，宜為下列態樣， ＜7＞ 該疊層結構配置於該電磁鋼板之短邊方向之全體表面。

疊層之多個非晶態薄帶片之和長邊方向成垂直之短邊方向(寬長)的長度，因為係與電磁鋼板之和長邊方向成垂直之短邊方向(寬長)的長度為同等程度以上，故組裝性改善。另外，於磁芯中之非晶態之體積分率變高，可更壓抑能量損失。

為本發明之第2態樣之磁芯片係， ＜8＞ 包含 疊層結構，係多個非晶態薄帶片疊層而得；及 電磁鋼板，配置於該疊層結構之疊層方向之兩端面之各別至少一部分；該疊層結構及該電磁鋼板被固定在疊層面。

第2態樣之磁芯片中成為疊層結構之多個非晶態薄帶片與配置在疊層結構之疊層方向之兩端面的電磁鋼板係被固定。藉此，變得容易操作極薄之非晶態薄帶，能夠以良好效率進行任意形狀及大小之磁芯的製造(組裝作業)。 [發明之效果]

根據本發明揭示的內容，提供明顯地改善在製作使用了非晶態薄帶片之疊層磁芯時之非晶態薄帶片的操作性，及使用了非晶態薄帶片之疊層磁芯之組裝作業的磁芯片及磁芯。

以下針對本發明之一實施形態進行說明。 本發明之一實施形態之磁芯，具有構成閉磁路之多個磁芯塊，該磁芯塊係多個磁芯片之疊層體。該磁芯片，包含： 疊層結構，係多個非晶態薄帶片疊層而得；及 電磁鋼板，配置於該疊層結構之疊層方向之兩端面之各別至少一部分；該疊層結構及該電磁鋼板被固定在疊層面。

關於本發明之實施形態之磁芯，具備用以形成構成閉磁路之多個磁芯塊的磁芯片。因為使用非晶態薄帶片作為磁芯片單元，故容易操作厚度極薄之非晶態薄帶片，此外明顯地改善對於任意形狀及大小之磁芯之組裝的作業性。

本說明書中，「非晶態薄帶」係指具有非晶態相之長條狀的合金薄帶之含意。此外，「非晶態薄帶片」係指從長條狀之非晶態合金薄帶切出之條帶狀的金屬片(片段)之含意。

磁芯(以下也稱為疊層芯。)係指將多個非晶態薄帶片堆疊而例如形成為四方形環狀而得之疊層磁芯，與將長條狀之非晶態薄帶捲繞而得之卷磁芯有別。 磁芯塊，係指當磁芯之形狀例如為四邊形(正方形或長方形等)時，藉由使多個磁芯片(以下也稱為疊片組。)以在其外緣之至少一部分(例如磁芯片之長邊方向的端部)相互重疊之方式來進行疊層，成為四邊形之四個邊的結構部分的含意，包含以夾具等暫時拘束固定之狀態者，及以樹脂等固定之狀態者。 磁芯片(疊片組)係將多片非晶態薄帶片及多片電磁鋼板疊層而得之疊層物，且為使用於磁芯之製造的單元片。

另外，本說明書中，使用「~」所表示之數值範圍係包含將「~」前後所記載之數值作為下限值及上限值之範圍的含意。

以下，參照圖式針對作為本發明之磁芯之具體的實施形態的第1實施形態及第2實施形態進行說明，也詳細說明本發明之磁芯片的實施形態。然而，本發明之磁芯及磁芯片之實施形態，並不僅限定於以下所示之第1實施形態及第2實施形態。

(第1實施形態) 針對本発明之磁芯之第1實施形態，參照圖1~圖13來進行說明。 第1實施形態，係以將磁芯片(以下也稱為疊片組。)作為單元片，並將疊片組堆疊而製得之四方形環結構之疊層芯(磁芯)作為一例來詳細地說明， 該磁芯片具有： 二個疊層結構，係多個非晶態薄帶片疊層而得；及 二個第1電磁鋼板，配置在與二個疊層結構之彼此相面對側為相反側之各端面；及 第2電磁鋼板，配置於二個疊層結構之間。

第1實施形態之疊層芯100，如圖1所示，具備四個磁芯塊10A、10B、10C及10D，四個磁芯塊相互成為90°角配置為四方形環狀，四個磁芯塊於各別長邊方向之端面接合。四個磁芯塊在各別相互鄰接之二個磁芯塊之間，以各磁芯塊之疊片組彼此成為90°之方式接合而形成四方形環結構。藉由將四個磁芯塊接合成為四方形環狀，形成閉磁路。 此外，四個磁芯塊，係各別為將疊層有非晶態薄帶片之磁芯片的疊片組堆疊所獲得之疊層體。

第1實施形態之疊片組係堆疊以下元件來形成： 二個疊層結構(圖3中之符號23)，使多個非晶態薄帶片疊層而得；及 二個第1電磁鋼板(圖3中之符號25A)，配置於與二個疊層結構之相互面對側為相反側之各端面；及 一個第2電磁鋼板(圖3中之符號25B)，配置於二個疊層結構之間。 此外，圖3係展示第1實施形態之疊片組(磁芯)。

此外，圖1概念性地展示第1實施形態之疊層芯100的立體圖。圖1係令配置成為四方形環狀之四個磁芯塊10A、10B、10C及10D的配置面作為xy平面(包含x軸及y軸之平面)，令xy平面之法線方向作為z軸方向。

此外，四個磁芯塊10A、10B、10C及10D，在外觀上具有長度L-w1、寬度w1、及高度T為全部相同的形狀(長方體)，疊層芯100係成為長度L之正方形的方形環。

第1實施形態之疊層芯100，係藉由使用多個相同之疊片組，將多個疊片組配置為正方形的環的形狀並將各疊片組之長邊方向的兩端相互接合來製作。亦即，疊層芯100，係將四個疊片組接合而獲得之正方形的環狀體，將1個環狀體作為1層而沿著z方向堆疊而得者。 第1實施形態之疊層芯100雖然係形成為正方形之例子，但本發明不僅限定為正方形，亦可製成長方形等之其他之四邊形。

如第1實施形態，使用疊片組製作疊層芯時，雖然不需要改變環狀體於奇數編號層(奇數層)及偶數編號層(偶數層)的堆積方式，但根據情況，亦可如圖2A及圖2B所示，改變於奇數層(第1層、第3層)及偶數層(第2層、第4層･･･)之堆積方式。具體而言，成為疊層芯100之環狀體可為將奇數層與偶數層如圖13所示之方式交替重疊來形成。

奇數層係如圖2A所示，具有將疊片組20D之一端重疊於疊片組20A之一端上，將疊片組20C之一端重疊於疊片組20D之另一端上，將疊片組20B之一端重疊於疊片組20C之另一端上，將疊片組20A之另一端重疊於疊片組20B之另一端上而得之四方形環結構。

此外，將偶數層如圖2B所示，以和在奇數層之重疊方向為相反方向來進行重疊而成為四方形環結構。具體而言，係具有將疊片組30B之一端重疊於疊片組30A之一端上，將疊片組30C之一端重疊於疊片組30B之另一端上，將疊片組30D之一端重疊於疊片組30C之另一端上，將疊片組30A之另一端重疊於疊片組30D之另一端上而得之四方形環結構。

疊層芯100，如圖13所示，係以將上述奇數層及偶數層交替疊層(例如以圖13之方式，按第1層(奇數層)C1、第2層(偶數層)C2、第3層(奇數層)C3･･･之順序疊層)為期望之疊層數(疊片組數)的方式所製作而得者。於第1實施形態之疊層芯100，係成為四方形環之4邊各別疊層了為11個疊片組之結構。

形成第1實施形態之疊層芯100的磁芯塊10A、10B、10C及10D，係各別將圖3所示之結構的疊片組20重疊來形成。 疊片組，係形成成為疊層芯之四個磁芯塊之多個非晶態薄帶片疊層而得之疊層單元體。本發明之第1實施形態因為使用多個非晶態薄帶片之疊層單元體，變得容易操作厚度極薄之非晶態薄帶片，可製作堆積精度優良之磁芯塊。

疊片組20，如圖3所示，係具備： 二個薄帶束23，具有多個非晶態薄帶片21所疊層而得之疊層結構； 二個電磁鋼板(第1電磁鋼板)25A，配置於與二個薄帶束23之相互面對側為相反側的各端面； 電磁鋼板(第2電磁鋼板)25B，配置於二個薄帶束23之間； 樹脂層27，固定二個薄帶束23及電磁鋼板25A、25B。 該狀態中，多個非晶態薄帶片疊層而得之薄帶束23，與重疊並配置於薄帶束23之疊層方向的電磁鋼板25A、25B，藉由形成於疊層面之樹脂層27來固定。

薄帶束23，係多個非晶態薄帶片疊層而得者，二個薄帶束中之非晶態薄帶片的疊層數相同。在第1實施形態，1個薄帶束係疊層30片之非晶態薄帶片而得。因此，於第1實施形態之疊片組20之非晶態薄帶片的疊層數為60片。此外，非晶態薄帶片之大小係長度426mm×寬度142mm。

電磁鋼板25A係與非晶態薄帶片之薄帶束23在寬度方向(短邊方向)為相同尺寸。亦即，非晶態薄帶片之薄帶束23係配置於電磁鋼板之短邊方向之全體表面。 電磁鋼板25B配置於2個薄帶束23之間，在與2個薄帶束23之其中一個之表面全體接觸的狀態下，與另一表面的一部分接觸。因此，雖然電磁鋼板25B係配置於二個薄帶束23之間，但在二個薄帶束相互堆疊部分以外之薄帶束上係露出之狀態。

電磁鋼板之主平面之表面粗糙度，依循JIS B0601-2001測得之算數平均粗糙度宜為0.10μm~0.20μm之範圍，更宜為0.1μm~0.15μm之範圍。 若電磁鋼板之表面粗糙度為0.20μm以下，在電磁鋼板彼此接觸之情況等滑動性良好，就提高製造效率之觀點有利。

此處，參照圖4針對疊片組20進一步說明。 圖4(A)係將圖3所示之疊片組20放置於水平之桌面，從上方俯視電磁鋼板25A時的俯視圖。此外，圖4(B)係從側面觀看圖3所示之疊片組20的側視圖。另外，圖4中沒有表示出圖3中之樹脂層27。

第1實施形態之疊片組20，如圖4(A)，藉由以使其中一者對於另一者就長邊方向端部(於長度y1或y2(L-w1)之方向的端部)之端面位置不會對齊的方式，錯開來配置的二個薄帶束23，成為如圖1所示之長度L之四方形環的1邊。 第1實施形態之疊片組20，係如同使疊片組20從側面觀看之圖4(B)所示，具有電磁鋼板25A/薄帶束23/電磁鋼板25B/薄帶束23/電磁鋼板25A之疊層部分。疊層部分係藉由樹脂層27來固定。而且第1實施形態中，如圖5所示，在電磁鋼板25A/薄帶束23/電磁鋼板25B/薄帶束23/電磁鋼板25A之疊層部分，二個薄帶束23共享電磁鋼板25B之一部分。 二個薄帶束23之其中一個，如圖4(B)所示，在和配置有電磁鋼板25A之側為相反側，配置有電磁鋼板25B。二個薄帶束23係沿電磁鋼板25B之面方向相互錯開而配置。藉此而成為其中一個薄帶束23中，電磁鋼板25B表面之一部分露出，而另一個薄帶束23中，與電磁鋼板25A配置側為相反側的表面露出的狀態。 此外，使用如圖3所示之疊片組20時，可如圖5所示，藉由將多個疊片組20組合來使其沒有高低差地連接在一起。

就疊片組之變形例而言，可如圖6~圖8所示，為於二個薄帶束(疊層結構)23之間，夾持著比起薄帶束23更長條之單一電磁鋼板25C而疊層而得者，該單一電磁鋼板25C配置在二個薄片層之相互面對之兩個表面的整個面。 具體而言，也可如圖6，為具有電磁鋼板25A/薄帶束23/電磁鋼板25C/薄帶束23/電磁鋼板25A之疊層部分的疊片組120。疊片組120之疊層部分，係藉由樹脂層27來固定。 此時，如圖7所示，電磁鋼板25C具有以其中一個對於另一個之長邊方向端部之端面位置不對齊之方式錯開來配置之2個薄帶束規定的合計長度(圖7中之距離L)，亦即具有與疊片組120之長邊方向的全長相同的長度及寬度。電磁鋼板25C，在電磁鋼板25A/薄帶束23/電磁鋼板25C/薄帶束23/電磁鋼板25A之疊層部分由二個薄帶束23共享電磁鋼板25C，在疊層部分以外之部分(二個薄帶束23未重疊之部分)，電磁鋼板25C配置為覆蓋其中一個薄帶束及另一個薄帶束之表面的一部分，電磁鋼板25C處於露出之狀態。 使用圖6所示之疊片組120時，可如圖8所示，準備疊層結構不同之疊片組121以獲得多個疊片組連接在一起之形態。

此外，就疊片組之其他變形例而言，也可為如圖9~圖10所示，於二個薄帶束(疊層結構)23之間配置了二片電磁鋼板之結構。 具體而言，可如圖9，為以下元件疊層而得之疊片組220： 二個薄帶束(疊層結構)23，係多個非晶態薄帶片疊層而得；及 二個第1電磁鋼板25A，配置於與二個薄帶束之相互面對側為相反側之一面；及 第2電磁鋼板25B，各別配置在各薄帶束之二個薄帶束相互面對側之面。 此時，各別以二片電磁鋼板夾住之薄帶束23，藉由配置為沿電磁鋼板25B之面方向相互錯開，成為疊片組之薄帶片未重疊部分的電磁鋼板25B之表面一部分露出之狀態。

疊片組220，係如圖9，以電磁鋼板夾持之二個薄帶片23之其中一個相對於另一個就長邊方向端部(於長度y1或y2之方向的端部)之端面位置不對齊的方式錯開來所製作而成。疊片組220，如同從側面觀看疊片組之圖9(B)所示，具有電磁鋼板25A/薄帶束23/電磁鋼板25B/電磁鋼板25B/薄帶束23/電磁鋼板25A之疊層結構。此時，疊層結構中之二片電磁鋼板25B係以二片重疊之狀態共享。 使用圖9所示之疊片組220時，可如圖10所示，組合多個疊片組220使其成為連接在一起之狀態。

此外，就疊片組之其他變形例而言，亦可為如圖11~圖12所示，成為於二個薄帶束23之間不設置電磁鋼板，於與相互面對側為相反側的各端面配置電磁鋼板25A而得之結構。根據本變形例，成為後述第2實施形態中說明之步階搭接形狀，就壓抑鐵損之觀點較為理想。 具體而言，可如圖11，為將下列元件疊層而得之疊片組320： 二個薄帶束(疊層結構)23，係多個非晶態薄帶片疊層而得；及 二個第1電磁鋼板25A，係配置於與二個薄帶束之相互面對側為相反側之其中一面。 此時，於其中一面配置了電磁鋼板而得之二個薄帶束23，藉由於面方向，以其中一個薄帶束對於另一個薄帶束就長邊方向端部(於長邊y1或y2之方向的端部)之端面的位置不對齊之方式相互錯開來配置，而成為疊片組之薄帶束不重疊部分之薄帶束之表面的一部分露出之狀態。 疊片組320，如同從側面看疊片組之圖11所示，具有電磁鋼板25A/薄帶束23/薄帶束23/電磁鋼板25A之疊層結構。 使用圖11所示之疊片組320時，可成為如圖12所示將多個疊片組320組合連接在一起之形態。

此處，針對形成非晶態薄帶之非晶態合金(組成)進行說明。 關於非晶態合金薄帶，可適當參照國際公開第2013/137117號公報、國際公開第2013/137118號公報、國際公開第2016/084741號公報等記載之合金組成。 非晶態合金薄帶中，宜為Fe基非晶態合金。Fe基非晶態合金係指以Fe作為主成分之非晶態合金。此外，「主成分」係指含有比率最高之成分。 就Fe基非晶態合金而言，含有Fe、Si及B，令Fe、Si及B之總含量為100原子%時，Fe之含量為50原子%以上(宜為60原子%以上，更宜為70原子%以上)之Fe基非晶態合金特別理想。

形成非晶態合金薄帶之非晶態合金的特性，尤其為了獲得作為變壓器所需之特性，經熱處理使薄帶長邊方向成為容易磁化之方向的非晶態薄帶係有效。就為了獲得如此之非晶態薄帶的方法而言，在進行熱處理時，適宜使用例如於經拉伸之狀態下進行熱處理(拉伸退火)之方法、或在沿薄帶長邊方向給予磁場之狀態下進行熱處理之方法、在邊拉伸邊沿薄帶長邊方向給予磁場之狀態下進行熱處理之方法等。 此外，熱處理可將多個非晶態薄帶片疊層而得之疊層物夾於金屬板之間暫時固定並放入爐內，以維持疊層物的狀態進行加熱處理。

非晶態薄帶片表面的表面粗糙度，宜為依循JIS B0601-2001測得之算術平均粗糙度在0.20μm~0.50μm之範圍，更宜為0.20μm~0.40μm之範圍。 若表面粗糙度為0.20μm以上，就確保將非晶態薄帶疊層時之層間絕緣的觀點有利。若表面粗糙度為0.40μm以下，就提高疊層磁芯之佔積率的觀點有利。

一般而言，藉由冷軋及後續形成表面被膜來製造之電磁鋼板，比起藉由液體急冷法製作之非晶態薄帶，表面精度更高，亦即表面粗糙度小。 就電磁鋼板之表面粗糙度與非晶態薄帶片之表面粗糙度的差的絕對值而言，宜為0.4μm以下，更宜為0.2μm以下。若二者之表面粗糙度之差的絕對值為0.2μm以下，就可提高疊層鐵芯之佔積率的觀點有利。

樹脂層27，係例如附設在電磁鋼板25A/薄帶束/電磁鋼板25B/薄帶束/電磁鋼板25A等之疊層部分中的疊層面(相當於薄帶片及電磁鋼板之各厚度的側面集合所形成的面)，將疊層部分中的電磁鋼板及薄片側予以固定。

樹脂層27係使用環氧系樹脂形成。 宜為藉由疊層非晶態薄帶片，且在非晶態薄帶之疊層結構的疊層面之至少一部分塗布硬化性樹脂(例如環氧系樹脂)並使其硬化，形成樹脂層。因為係藉由使樹脂硬化來固定多個非晶態薄帶片及電磁鋼板，故非晶態薄帶片之堆積精度提高，容易維持疊片組之形狀良好。 在非晶態薄帶之疊層結構，藉由不在將非晶態薄帶之疊層方向作為法線之主要面上給予硬化性樹脂，而於疊層面塗布硬化性之樹脂等來形成樹脂層，以降低並抑制因為伴隨著硬化之收縮等容易產生的扭曲，並抑制應力所導致之特性劣化。

疊片組例如可如以下方式進行製造。 邊對於長條狀之非晶態合金薄帶施加張力邊連續地進行熱處理後，裁切(切斷、沖壓)為期望之大小並疊層，於獲得之疊層物的疊層面給予環氧系樹脂等而附設樹脂層以進行固定。 或者，就其他方法而言，也可先製作期望之組成的非晶態合金薄帶並裁切為期望之大小，重疊數片經裁切之非晶態薄帶片，以成為疊層物之狀態夾於金屬板之間，暫時固定。之後，放入爐內施以熱處哩，冷卻後於疊層物之疊層面給予環氧系樹脂等來附設樹脂層以進行固定。

樹脂層的形成可使用硬化性樹脂，例如適合使用環氧系樹脂。作為環氧系樹脂的例子，可以使用由含有環氧樹脂之A液及含有硬化劑之B液構成之2液混合型的環氧樹脂組成物。

就形成樹脂層之方法而言，並沒有特別之限制，可使用公知之塗布方法，例如，適宜為在多個非晶態薄帶片與電磁鋼板疊層時之疊層面的一部分，使用刷子或刮刀等塗布構件進行塗布之方法。

樹脂層27之厚度沒有特別之限制，考慮對於已固定之疊層部分所要求之強度、長期之耐久性等適當地選擇即可。

上述實施形態中，係如圖3及圖6，以將疊層多個非晶態薄帶片而成之二個薄帶束配置為其中一個薄帶束之一端從另一個薄帶束之一端朝薄帶束長邊方向之另一端錯開預定距離之形態之磁芯片(疊片組)作為中心來進行說明，但本發明並非僅限定為如此之形態，亦可選擇任意之疊層單元作為一單元(疊層單元體)。 就具體之例子而言，亦可如圖17所示，作為下述形態的磁芯片(疊片組420)：將疊層多個非晶態薄帶片21而得之疊層結構23，及夾住該疊層結構23之二個電磁鋼板25A以樹脂層27固定。

(第2實施形態) 參照圖14~圖16，針對本發明之磁芯之第2實施形態進行說明。 第2實施形態，係將形成上述第1實施形態之疊層芯(磁芯)的磁芯塊中，疊片組彼此接合之接合部形成為階梯形狀，以疊片組彼此相對於長邊方向傾斜45°之傾斜面相互接合的方式所疊層而得之步階搭接結構。

此外，與第1實施形態相同之構成元素由相同之參考符號來表示，省略其詳細之說明。

疊片組(磁芯片)140係如圖14所示，具備5個薄帶束30、及配置為夾住5個薄帶束30之一對電磁鋼板35。該狀態下，五個薄帶束30及二個電磁鋼板35係藉由在圖中未表示的樹脂層來固定，該樹脂層係在薄片層及電磁鋼板重疊所形成之疊層面塗布環氧系樹脂並硬化所形成而得。 此外，圖14(A)係將疊片組放置於水平之桌面，從疊層方向上方觀察疊片組時的俯視圖，圖14(B)係從側部觀察疊片組時的側視圖。圖14中並沒有表示出形成疊片組之各薄帶束的非晶態合金薄帶及樹脂層。

疊片組140，係如圖14所示，藉由將五個薄帶束30每個都各別錯開預定之距離t1並進行疊層來形成，且在薄帶束之疊層方向之兩端面，二個電磁鋼板35係每個都各別以與薄帶束同樣的方式，沿長邊方向錯開距離t1來進行疊層，以如此方式獲得之疊層結構。各個疊層而得之薄帶束30係多個非晶態薄帶片所疊層而得者。

薄帶束30，係如圖14(A)所示，將長邊方向之長度為L之長方形的兩端切斷為相對於長邊方向呈45°之傾斜角(θ1=45°，θ2(=180°-θ1)=135°)而形成為下底及上底之長度各別為L1、L2之梯形形狀。雖然圖中沒有表示，對於電磁鋼板也進行同樣之處理。 傾斜角θ1之角度可為選自超過0°未達90°之銳角的範圍，傾斜角θ2之角度可為選自超過90°未達180°之鈍角的範圍，其中傾斜角θ1宜為30°~60°之銳角(相對於45°係-15°~+15°之偏轉角)的範圍。

然後，說明形成四方形環之疊片組彼此接合的接合部。 第2實施形態之接合部係成為利用步階搭接結構之接合形態。形成磁芯塊之四方形環，如上述，藉由將四個疊片組之各個長邊方向的兩端相互接合來形成。 各個疊片組，藉由將梯形形狀之薄帶束30每個都以距離t1錯開來進行配置，如圖14(A)，在長邊方向之兩端形成有以θ1、θ2之傾斜角傾斜形成之薄帶束所致之階梯狀的高低差。

準備四個如此之疊片組，例如如圖15所示，首先在疊片組140A之成為接合部之二個區域(w2×w2四方形區域)中之其中一個區域的可見面上，重疊疊片組140B之成為接合部之二個區域(w2×w2四方形區域)中之另一個區域的不可見面(背面)。在疊片組140B之其中一個區域之可見面上，重疊疊片組140C之成為接合部之二個區域(w2×w2四方形區域)之中另一個區域之不可見面(背面)。在疊片組140C之其中一個區域之可見面上，重疊疊片組140D之成為接合部之二個區域(w2×w2四方形區域)之中另一個區域之不可見面(背面)。然後，在疊片組140D之其中一個區域上重疊疊片組140A之另一個區域之不可見面。藉此可成為四方形環結構。

第2實施形態，係藉由堆疊多個將四個疊片組A~D接合所形成而得之方形環結構，可製作具有期望形狀之磁芯(疊層芯)。第2實施形態中，成為將方形環結構堆疊所製作之疊層芯的四個邊的結構部分係磁芯塊，具體而言，雖然圖中沒表示，但藉由堆積四方形環結構，例如堆積疊片組140A所形成之疊層部分係磁芯塊。

例如，在疊片組140A之上述二個區域中之其中一個區域的可見面上，重疊疊片組140B之上述二個區域中之另一個區域的不可見面(背面)時，於可見面上形成之階梯狀之高低差部，與於不可見面上形成之階梯狀之高低差部相互面對而形成多個接合面。亦即，如圖16，例如成為在疊片組140A與疊片組140B之間，非晶態薄帶片之接合處R成為錯開階梯狀而存在之結構(步階搭接結構)。

如此之步階搭接結構係因為按順序錯開而存在，在接合處不容易產生磁通集中於局部的現象，能降低並抑制鐵損及視在功率。

2016年9月30日提申之日本國專利申請2016-195059號揭示之全部內容皆納入本說明書作為參照。 此外，於本說明書中所記載之全部文獻、專利申請及技術規格係納入本說明書中作為參照，將各個文獻、專利申請及技術規格納入作為參照之情事係與具體且個別記載各個文獻、專利申請及技術規格時為相等程度。

L、y1、y2、L1、L2‧‧‧長度

W、w1、w2‧‧‧寬度

T‧‧‧高度

R‧‧‧接合處

10A、10B、10C、10D‧‧‧磁芯塊

20、20A、20B、20C、20D、30A、30B、30C、30D、120、140、140A、140B、140C、140D、210、220、320、420‧‧‧疊片組(磁芯片)

21‧‧‧非晶態薄帶片

23、30‧‧‧薄帶束

25A、25B、25C、35‧‧‧電磁鋼板

27‧‧‧樹脂層(環氧樹脂層)

100‧‧‧疊層芯(磁芯)

[圖1] 圖1係概念性地展示一實施形態之疊層芯的立體圖。 [圖2A] 圖2A係展示形成疊層芯之奇數層之四方形環結構的俯視圖。 [圖2B] 圖2B係展示形成疊層芯之偶數層之四方形環結構之俯視圖。 [圖3] 圖3係展示為多個非晶態薄帶片之疊層單元體的疊片組(Laminated packet)之一例的立體圖。 [圖4] 圖4，(A)為圖3之概略俯視圖，(B)為圖3之概略側視圖。 [圖5] 圖5係展示將多個圖3之疊片組連接起來之形態的概略側視圖。 [圖6] 圖6係展示為多個非晶態薄帶片之疊層單元體之疊片組之其它例子的立體圖。 [圖7] 圖7，(A)為圖6之概略俯視圖，(B)為圖6之概略側視圖。 [圖8] 圖8係展示將多個圖6之疊片組連接起來之形態的概略側視圖。 [圖9] 圖9，(A)為疊片組之概略俯視圖，(B)為疊片組之概略側視圖。 [圖10] 圖10係展示將多個圖9之疊片組連接起來之形態的概略側視圖。 [圖11] 圖11，(A)為疊片組之概略俯視圖，(B)為疊片組之概略側視圖。 [圖12] 圖12係展示將多個圖11之疊片組連接起來之形態的概略側視圖。 [圖13] 圖13係用以說明將四個疊片組接合而得之2種四方形環交替重疊來作為磁芯之概略説明圖。 [圖14] 為展示接合部成為步階搭接(Step-Lap)結構時，合適之疊片組的一例的圖，(A)係將疊片組放置於水平之桌面，從疊層方向上方觀察疊片組時的俯視圖，(B)係從側面觀察(A)時的側視圖。 [圖15] 圖15係展示將四個疊片組之接合部以步階搭接結構進行接合而得之疊層芯的俯視圖。 [圖16] 圖16係用以說明接合部之步階搭接結構的概略剖面圖。 [圖17] 圖17係展示為多個非晶態薄帶片之疊層單元體之疊片組之其他例子的立體圖。

Claims (8)

1. 一種磁芯，具備形成閉磁路之多個磁芯塊， 該磁芯塊，係多個磁芯片之疊層體， 該磁芯片，包含： 疊層結構，係多個非晶態薄帶片疊層而得；及電磁鋼板，配置於該疊層結構之疊層方向中之兩端面之各別至少一部分；且該疊層結構及該電磁鋼板在疊層面被固定。
2. 如申請專利範圍第1項之磁芯，其中， 該閉磁路係四個該磁芯塊接合成四方形環狀而形成， 於彼此相鄰之二個磁芯塊之間，具有接合部，該接合部係在各別之磁芯片之多個疊層結構沿磁芯塊之長邊方向錯開並形成階梯狀的高低差中，相對於該長邊方向以傾斜角θ傾斜之傾斜面相互接合。
3. 如申請專利範圍第2項之磁芯，其中，該接合部中之該傾斜面，係相對於磁芯塊之長邊方向以30°~60°之傾斜角傾斜而形成。
4. 如申請專利範圍第1項之磁芯，其中，在彼此相鄰之二個磁芯塊之間，具有各別之磁芯片在該疊層方向中之端面相互接合之接合部，於該接合部，其中一個磁芯塊中之磁芯片的電磁鋼板與另一個磁芯塊中之磁芯片的電磁鋼板係相面對配置而接觸。
5. 如申請專利範圍第1項之磁芯，其中， 該磁芯片具有 二個該疊層結構；二個第1電磁鋼板，配置在與該二個疊層結構相互面對之側為相反側的各端面、及第2電磁鋼板，配置在該二個疊層結構之間； 該二個疊層結構，以其中一個疊層結構之長邊方向的一端與另一個疊層結構之長邊方向的一端從在該長邊方向相互重疊的位置朝該長邊方向錯開，並且該二個疊層結構有一部份重疊之狀態配置，該疊層結構、該第1電磁鋼板及該第2電磁鋼板被固定在包含和該疊層結構之該長邊方向成垂直之短邊方向中的疊層面的平面。
6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之磁芯，其中，該磁芯片中之該疊層結構及該電磁鋼板係使用環氧系樹脂來固定。
7. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之磁芯，其中，該疊層結構配置在該電磁鋼板之短邊方向之全體表面。
8. 一種磁芯片，包含 疊層結構，係多個非晶態薄帶片疊層而得；及 電磁鋼板，配置在該疊層結構之疊層方向中之兩端面之各別至少一部分， 該疊層結構及該電磁鋼板被固定在疊層面。