CN1284191C - 电感装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电感装置，包括一鼓状芯，该鼓状芯具有一中心芯和与该中心芯一体的凸缘。所述中心芯上缠绕有线，而在上凸缘和下凸缘之间形成一磁隙。所述磁隙有一绝缘体所封闭，该绝缘体混合有一种磁性物质，且具有橡胶弹性。所述绝缘体包括一伸出部和与该伸出部一体形成的一插入部。所述伸出部对上凸缘的一个区域施加压力，从而从该区域上悬垂下来。所述插入部紧密地配合在所述磁隙中。

Description

电感装置

                    相关申请

本申请要求2003年3月28日提出申请的日本专利申请文件NO.2003-92759的优先权，并且该文件被包含在本文中用作参考。

技术领域

本发明涉及一种适用于电子设备的电感装置，特别是适用于需被制造得较小的电子设备，例如移动电话，数码相机，移动设备，和笔记本PC。

背景技术

已知的这种类型电感装置是一种使用由铁氧体制成的鼓状芯(drum core)的电感装置，其中由铁氧体制成的一种环芯同心地覆盖位于其上凸缘和下凸缘之间的磁隙的外围，从而防止磁通量从该间隙泄漏，并提高了导磁率。

这样构成的电感装置必须具有至少一个位于鼓状芯的每个凸缘与所述环芯之间的预定间隙。这是因为由铁氧体制成的鼓状芯和环芯都具有高导磁率的事实，因此，如果它们之间的间隙太小，将发生磁饱和，从而可能不能获得预定的电感值。

由于所述环芯带来了在其制造过程中的尺寸公差，因此当同心地将环芯附着并固定到鼓状芯的外围时，准确地定位所述鼓状芯和环状芯非常困难。结果是，不同装置的上述间隙可能发生变化，从而装置与装置之间的电气特性可能不同。

能够克服上述电感装置的问题的一种已知技术是日本专利NO.2868064(下文称为“参考文件1”)中公开的一种高频变压器。

参考文件1中公开的高频变压器是这样构成的，即一鼓状芯与一接线端子板，该接线端子板与一保持件分别以它们各自的预定配合形式彼此相对定位，而在该定位状态下，一环芯被插入所述保持件的一个通孔中。因此能够提高鼓状芯和环芯之间的相对定位精度，从而能够克服上述的各装置之间的间隙和电气特性变化的问题。

然而，由于安装鼓状芯并远离接线端子板的鼓状芯的凸缘(上凸缘)借助一种粘合剂被粘合到环芯的上端，而且由于使用一种保持件进行的用于保持所述鼓状芯和环芯的组装操作，因此，参考文件1中公开的高频变压器的问题在于：部件的数量增加了，而且制造工艺被复杂化。

因此，如日本实用新型专利公开文件NO.HEI3-46491(下文称为“参考文件2”)所公开的内容，已知使用一种带状磁性元件代替所述环芯，并使其围绕所述鼓状芯，且在所述鼓状芯的上凸缘和下凸缘之间延伸，从而覆盖了所述鼓状芯中的磁隙的外周侧面。

另一方面，如日本实用新型专利公开文件NO.SHO64-2420(下文称为“参考文件3”)所公开的内容，已知利用由一种合成树脂制成的且混合有铁氧体粉末的硬质盖的弹簧弹性，将所述盖安装在一个缠绕有线的磁芯上。

由于参考文件2中公开的技术要求将一种带状磁性元件缠绕在鼓状芯上，并使其在该鼓状芯的上凸缘和下凸缘之间延伸，因此，在一种微小的电感装置中，特别是所述微小电感装置的上凸缘和下凸缘之间存在大约几毫米或更小的间隙的情况下，组装操作较困难。

由于参考文件3中公开的技术使用一个其中混合有磁性粉末的盖覆盖所述磁芯的外表面的大多部分，因此，当用于特别是具有上凸缘和下凸缘的磁芯时，装置的总尺寸可能变大。

此外，参考文件1到3中公开的技术易受到机械冲击例如下落和冲压的影响。即，通常，不论被用于电感装置中的鼓状芯或环芯，磁芯通常由烘焙铁氧体制成或由类似材料制成，它们均易受到机械冲击例如下落和冲压的影响，并易于损坏，且表现一定程度的硬度。参考文件2中的缠绕磁芯的带状磁性元件和参考文件3中的覆盖磁芯的大多数部分的具有弹簧弹性的硬质盖都不总是能够提高抗冲击性能。

发明内容

考虑到这种情况，本发明的一个目的是提供一种电感装置，其生产率高，抗机械振动性能强，且能够被制造得较小，并且能够抑制磁饱和，防止磁通量从绕线周围泄漏。

本发明提供一种电感装置，包括一磁芯以及一端子，所述磁芯具有一缠绕有线的中心芯、上凸缘和下凸缘，所述端子设置在所述下凸缘处用于外部接线连接，所述磁芯在外表面侧面上形成有一磁隙；其中，一绝缘体用其自身弹力被插入所述磁隙，所述绝缘体中混合有磁性物质；所述绝缘体中所述磁性物质的重量低于所述绝缘体中绝缘物质的重量，所述绝缘体具有橡胶弹性。

优选的是，所述绝缘体呈环形。

优选的是，所述绝缘体中的绝缘物质由硅橡胶制成。

优选的是，在所述磁芯为一鼓状芯且该鼓状芯具有形成在中心芯的两端上的两个凸缘的情况下，所述呈环形的绝缘体被装入形成在所述鼓状芯的所述凸缘之间的所述磁隙中。

优选的是，所述呈环形的绝缘体包括一伸出部和一插入部，所述伸出部延伸覆盖所述鼓状芯的一个凸缘的外表面的一部分，并与其保持接触；而所述插入部与所述伸出部形成一体，并被插入到所述磁隙中。

附图说明

图1为透视图，示出了按照本发明的一个实施例的电感装置；

图2为垂直截面图，示出了如图1所示的电感装置；

图3为一图表，示出了在两个示例和比较例中表示电感值相对于流过缠绕线的电流值(DC)发生的变化的DC偏转特性曲线。；

图4用于说明抗振性试验的情况；

图5是一个表格，示出了抗振性试验的结果；

图6为垂直截面图，示出了图1所示的电感装置的一个改进示例。

具体实施方式

下文中，将参照附图对按照本发明的一个实施例的电感装置进行说明。

图1为透视图，示出了按照该实施例的电感装置的外观，而图2为其垂直截面图。

该电感装置10包括一鼓状芯1，其中中心芯2和凸缘3，4整体地由铁氧体(ferrite)形成。

所述鼓状芯1的中心芯2被线5缠绕，而在上凸缘3和下凸缘4之间形成一磁隙20。一用于外接线的端子7被设置在下凸缘4的底部的外表面上。所述鼓状芯1可以被安装并固定在设有端子7的基底(未描述)上。

例如，所述电感装置10的单独部分具有这样的尺寸，即上凸缘3和下凸缘4中的每一个的直径为2.8mm，磁隙20的宽度(凸缘之间的距离)为0.4mm，整体高度为1.2mm。如图2所示，所述磁隙20由包含磁粉的橡胶环6封闭。

所述橡胶环6包括与其形成一体的伸出部6a和插入部6b。所述伸出部6a借助其自身所具有的橡胶弹力对鼓状芯1的上凸缘3的圆周侧面中的一个区域施加压力，从而从该区域上悬垂。所述插入部6b借助其自身具有的弹力被紧密地插入所述磁隙20中。

当将橡胶环6安装到鼓状芯1上时，橡胶环6的伸出部6a附着于上凸缘3的圆周侧面中的所述区域上，橡胶环6的插入部6b被插入所述磁隙20中。

结果是，鼓状芯1的上凸缘3与下凸缘4之间的磁隙20被橡胶环6可靠地封闭，从而，所述鼓状芯1的下凸缘4，中心芯2，上凸缘3和橡胶环6的插入部6b能够形成一个封闭的磁路结构。这就能够可靠地防止磁通量从绕线5周围泄漏。而且，这样由于所述橡胶环6能够容易地被安装在鼓状芯1上，因此可用性非常好，且制造成本可以被降低。

橡胶环6的伸出部6a并不仅限于附着到凸缘3的圆周侧面中的一个区域上的结构。例如，如图6所示，还可以附着到从上凸缘3的上表面的外围部分延伸到其圆周侧面的区域上(由包含磁粉的橡胶环6′的伸出部6a′举例说明)。

橡胶环6，6′(下文共同由6表示)中的每一个均呈环形结构，且由混合有磁粉的绝缘材料制成，具有橡胶弹性，因此，所表现的弹性小于橡胶带的弹性，且具有一些挠性。

所述磁粉通过将一种磁性物质例如铁氧体研磨成粉而制成。所述绝缘材料由硅橡胶制成。将揉合有磁粉例如铁氧体的硅橡胶的混合物注射模制成环状，由此获得了橡胶环6。

橡胶环6中的磁性物质的重量为预定比率，该比率小于硅橡胶的重量比率，优选为硅橡胶重量的60％到90％。

当磁性物质的重量比率小于硅橡胶的重量比率时，可防止橡胶环6失去橡胶弹性。为了确保良好的橡胶弹性，所需比率为90％或更小。另一方面，当该比率至少为60％时，能够保证良好的防磁通量泄漏效果。

由于如上文所述，磁性物质的重量为预定比率，该比率小于硅橡胶的重量比率，因此橡胶环6可以被构造成产生一个磁导率(permeability)，该磁导率小于上述的由铁氧体形成的环形芯的磁导率，这样就可以达到一种状态，例如即使在与鼓状芯的部分例如凸缘3，4相接触的情况下，也难于达到磁饱和。换言之，由于橡胶环6包含适当比率的磁性物质，因此不需要象在现有技术中一样在磁路中设置一空隙，以防止发生磁饱和。

图3为一图表，示出了在两个示例和比较例中表示电感值相对于流过缠绕线5的电流值(DC)发生的变化的DC偏转特性曲线。电流值和电感值的单位分别是A和μH。例1所涉及的电感装置10中，磁性物质的重量为橡胶环6中硅橡胶的重量的75％。例2所涉及的电感装置10中的磁性物质的重量为橡胶环6中硅橡胶的重量的65％。比较例所涉及的电感装置没有橡胶环6。

从图3中可以看出，例1和例2中的初始电感值比比较例中的初始电感值大大提高了，因此抑制了磁饱和。

例1中的初始电感值大于例2中的初始电感值，因此证明了，橡胶环6中的磁性物质的混合重量比率的增加能够提高初始电感值。

下面将参照图4和图5，说明根据示例对电感装置10进行的抗振性试验的结果。

图4用于说明抗振性试验的情况。在该抗振性试验中，5个样品被安装在同一基底22上，每个样品包括按照示例的电感装置样品23a和按照比较例的电感装置样品23b，然后所述基底22被安装到盒子21的底部的内壁表面上，所述盒子21由酚醛塑料制成，且在顶部开口。在这种情况下，所述盒子21的总重量为150g。

随后，所述盒子21从1.5m高处落到橡木板上。所述下落沿图4中的X，X′，Y，Y′，Z，和Z′方向依次实施一次，这样就完成了一个周期，重复这个过程50个周期。

在试验中每个周期之后，检查按照示例和比较例的电感装置23a和23b是否被损坏。没有损坏的情况被定义为“OK”，而发生损坏的情况被定义为“NG”。这里，样本一旦被定义为“NG”，就不进行此后的试验。

图5以表格的形式示出了如此获得的抗振性试验的结果。

从图5中可以看出，按照比较例的电感装置23b的5个样品中的3个分别在第13，第16和第36个周期被损坏，而按照示例的电感装置23a的全部5个样品即使在第50个周期也没有被损坏，这就验证了它们良好的抗振性。

在不受上述实施例限制的情况下，本发明的电感装置可以以多种方式改变。例如，混合有一种磁性物质且具有橡胶弹性的绝缘体可采取其它形式，即包括一个伸出部和一个插入部，所述伸出部遍布所述鼓状芯的一个凸缘的一外表面部分，并与其保持接触；所述插入部与所述伸出部形成一体，并被插入所述磁隙(形成在上凸缘和下凸缘之间)中。当磁芯为鼓状芯时，所述伸出部可以从下凸缘垂下或者从上凸缘和下凸缘均垂下。

用在本发明的电感装置中的磁芯包含各种形式的磁芯，这种磁芯包括缠绕有线的中心芯，并在外表面侧面上产生一个磁隙。本发明也可适用于磁隙设置在磁芯的上面侧和下面侧上的情况下，还可适用于磁隙设置在磁芯的外侧面部分中的情况。

混合有磁性物质并具有橡胶弹性的绝缘物质并不限于硅橡胶。例如，其它材料如聚胺酯橡胶可以被用于热辐射良好的环境下。

虽然被混入绝缘体中且构成磁心的磁性物质优选是铁氧体，但还可采用其它磁性物质，例如坡莫合金、铝硅铁粉和羰基铁。

本发明还可被用于各种电感装置中，例如变压器和扼流线圈。

在按照本发明的电感装置中，如上文所述，形成在磁芯的外表面侧面上的磁隙被混合有一种磁性物质的且具有橡胶弹性的绝缘体所封闭，从而围绕所述缠绕线形成一个封闭的磁路，因此能够防止磁通量泄漏。

混合有磁性物质的绝缘体与所谓的环芯相比较能够抑制磁导率，从而被封闭的磁路能够防止磁饱和的发生。而在使用环芯的现有技术中，为了防止磁饱和的发生，不需要在磁路中设置一微小间隙。

由于混合有磁性物质的绝缘体具有橡胶弹性，因此，其能够容易地装入磁芯的磁隙中，从而获得非常好的可用性并降低了制造成本。

由于绝缘体具有橡胶弹性，因此其能够令人满意地附着在磁芯上，从而磁隙能被可靠地封闭，由此，其防磁通量的有效性能够被提高。而且，由于无需传统环芯中所必须的严格尺寸公差限制，因此提高了电感装置的生产率。

由于具有橡胶弹性的绝缘体覆盖了磁芯的至少一部分，因此可以获得较高的抗机械冲击性能，从而可以减小对由于偶然发生的例如落下和冲压而发生损坏的担心，因此其实际价值非常高。

Claims (5)

1.一种电感装置，包括一磁芯以及一端子，所述磁芯具有一缠绕有线的中心芯、上凸缘和下凸缘，所述端子设置在所述下凸缘处用于外部接线连接，所述磁芯在外表面侧面上形成有一磁隙；其中，一绝缘体用其自身弹力被插入所述磁隙，所述绝缘体中混合有磁性物质；所述绝缘体中所述磁性物质的重量低于所述绝缘体中绝缘物质的重量，所述绝缘体具有橡胶弹性。

2.如权利要求1所述的电感装置，其中所述绝缘体呈环形。

3.如权利要求2所述的电感装置，其中所述磁芯为一鼓状芯，该鼓状芯具有形成在所述中心芯的两端处的相应凸缘，所述绝缘体装入在所述鼓状芯的所述凸缘之间形成的所述磁隙中。

4.如权利要求3所述的电感装置，其中所述绝缘体包括一伸出部和一一体形成的插入部，所述伸出部在接触时遍布所述鼓状芯的一凸缘的一外表面部分，而所述插入部被插入到所述磁隙中。

5.如权利要求1所述的电感装置，其中所述绝缘体中的绝缘物质是硅橡胶。

Images