高電流磁性要素及び製造方法
最小化された縮尺で製造することができる、予備形成クリップ（２３０）を含む磁性要素が説明される。別個のコアピース（２１０，２５０)を予備形成コイルに組み付けることができ、これら別個のコアピースは、さらに効率的な製造技術を用いて、互いからの物理的な間隙を持つことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して電子部品及び前記部品の製造方法に関し、特に、インダクタ、トランス及びこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的インダクタは、シールドコア及びドラムコア、Ｕコア及びＩコア、並びにその他の適合する形状を含めて、環状心（ｔｏｒｏｉｄａｌ ｃｏｒｅ）及び形状化されたコアを含む。これらのインダクタの典型的なコア材料は、フェライトまたは通常の粉末コア材料である。粉末コア材料は、鉄（Ｆｅ）、センダスト（Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ）、ＭＰＰ（Ｍｏ−Ｎｉ−Ｆｅ）及びハイフラックス（ＨｉｇｈＦｌｕｘ（Ｎｉ−Ｆｅ））を含む。インダクタは、典型的には、コアを取り巻く導体巻線を有する。巻線は、平坦なまたは丸みのあるマグネットワイヤコイル、打ち抜き銅箔またはクリップを含むが、これに限定されない。コイルは、ドラムコアまたはその他のボビンコアに直接巻くことができる。巻線の両端は、リードと呼ぶことができ、インダクタを電気回路へ結合するために使用される。巻線は、用途の要件次第で、予備形成、半予備形成または非予備形成とすることができる。別個のコア同士を接着剤で接合できる。
【０００３】
パワーインダクタはより高い電流へ向かう傾向があるため、より柔軟な形状係数、より丈夫な構成、より高い出力及びエネルギー密度、より高い効率及びより厳密なインダクタンス及び直流抵抗（ＤＣＲ）公差を有するインダクタを提供する必要がある。ＤＣ−ＤＣコンバータ及び電圧調整器モジュール（ＶＲＭ）用には、しばしば、より厳密なＤＣＲ公差を有するインダクタが必要とされる。このようなインダクタは、仕上げ品の製造工程のために提供が困難である。典型的なインダクタにおいてより高い飽和電流及びより厳密なＤＣＲ公差を提供する既存の解決法は、非常に困難かつコスト高になっており、このような典型的インダクタから最良の性能を得られない。従って、現在のインダクタはそのために改良が必要である。
【０００４】
一定のインダクタ特性の改良のために、最近、コア材料にアモルファス粉末材を用いて、環状心が製造されている。環状心には、コイルまたは巻線をコアに直接巻きつける必要がある。この巻線の工程において、コアは、非常に割れやすいので、製造工程を困難にし、表面実装技術における環状心の使用をコスト高にする。さらに、環状心における不均等なコイルの巻線及びコイルの張力の変動のせいで、ＤＣＲは全く一定ではない。ＤＣ−ＤＣコンバータ及びＶＲＭにおいて、一般に一定のＤＣＲが求められる。プレス工程の際に高圧力を伴うので、アモルファス粉末材を用いて形状化されたコアを製造するのはこれまで可能ではなかった。
【０００５】
電子パッケージが進歩したため、小型構造を有するパワーインダクタを製造する傾向になっている。従って、コア構造体は、モデム電子デバイスを収容できるようにより小さい外形を持たなければならない。モデム電子デバイスの一部は、スリムすなわち非常に薄い外形を持つ。薄いプロフィルを有するインダクタを製造すると、製造者は多くの困難に遭遇することになり、それによって製造工程はコスト高になる。
【０００６】
例えば、要素がどんどん小さくなるに連れて、手巻きされる要素の性質のために支障が生じた。このような手巻きの要素では、製品自体が統一されない。別の支障は、形状化されたコアが非常に脆弱で、製造工程全体を通じてコアの割れを生じやすいことを含む。別の支障は、ドラムコア及びシールドコア、ＥＲコア及びＩコア、並びにＵコア及びＩコアを含めて（ただし、これに限定されない。）、組立て時における２つの別個のコア同士の間の間隙に偏差があることにより、インダクタンスが一定ではないことである。さらなる支障は、巻き線工程時に巻き及び張力が均等ではないためにＤＣＲが一定ではないことである。これらの支障は、小型構造を有するインダクタを製造しようとするときに遭遇する多くの支障のごく一部の例に過ぎない。
【０００７】
他の要素と同様、インダクタの製造工程は、非常に競争の激しい電子部品製造業においてコストを削減する手段として精査されてきた。製造コストの削減は、製造される要素が低コスト・大量生産の要素である場合、特に望ましい。大量生産する要素において、製造コストの削減はどのようなものでも当然有意義である。製造に使用される１つの材料が別の材料よりも高いコストを持つことが考えられる。しかし、よりコスト高の材料を使用することによって、製造工程における製品の信頼性及び一貫性は、コストの安い材料を用いて製造された同じ製品の信頼性及び一貫性よりも上がるので、全体的な製造コストは少なくなる可能性がある。実際に製造された製品は、廃棄されることなくより多く販売される。さらに、要素の製造に使用される１つの材料が別の材料よりもコスト高であっても、労力の節約は、材料コストの増大を相殺して余りある可能性がある。これらの例は、製造コストを削減する多くの方策のごく一部である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特に回路基板に使用されるときに、要素のサイズを実質的に増大させて不当な量の空間を占めることなく、下記の改良、すなわちより柔軟な形状的要因、より丈夫な構成、より高い出力及びエネルギー密度、より高い効率、より広い作動周波数範囲、より広い作動温度範囲、より高い飽和磁束密度、より高い実効透磁率及びより厳密なインダクタンス及びＤＣＲ公差のうち１つまたはそれ以上を可能にするコア及び巻線の構成体を有する磁性要素を提供することが望ましくなっている。また、低コストの製造を可能にし、より統一した電気及び機械特性を得られるコア及び巻線の構成体を有する磁性要素を提供することが望ましい。さらに、大きな生産ロットサイズに対してＤＣＲを厳密に制御する磁性要素を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
磁性要素及びこの磁性要素を製造する方法について説明する。磁性要素は、インダクタまたはトランスを含むが、これに限定されない。方法は、アモルファス粉末材料から製作された少なくとも１つの形状化されたコアを用意するステップと、少なくとも１つの巻線の少なくとも一部を少なくとも１つの形状化されたコアに結合するステップと、少なくとも１つの巻線の少なくとも一部と一緒に少なくとも１つの形状化されたコアをプレスするステップとを含む。磁性要素は、アモルファス粉末材料から製作された少なくとも１つの形状化されたコアと、少なくとも一部が少なくとも１つの形状化されたコアに結合された少なくとも１つの巻線とを含み、少なくとも１つの形状化されたコアは、少なくとも１つの巻線の少なくとも一部にプレスされる。巻線は、予備形成、半予備形成または非予備形成であり、クリップまたはコイルを含むがこれに限定されない。アモルファス粉末材料は、鉄を主原料とするアモルファス粉末材料またはナノアモルファス粉末材料とすることができる。
【００１０】
いくつかの態様によれば、２つの形状化されたコアが結合され、その間に巻線が配置される。この態様において、一方の形状化されたコアはプレスされ、巻線はプレスされた形状化されたコアに結合される。他方の形状化されたコアは巻線及びプレスされた形状化されたコアに結合され、再びプレスされて、磁性要素を形成する。形状化されたコアは、アモルファス粉末材料またはナノアモルファス粉末材料から製作できる。
【００１１】
他の代表的態様によれば、アモルファス粉末材料は少なくとも１つの巻線の周りで結合される。この態様において、アモルファス粉末材料及び少なくとも１つの巻線は一緒にプレスされて、磁性要素を形成し、磁性要素は、形状化されたコアを有する。この態様によれば、磁性要素は、単一の形状化されたコア及び単一の巻線を持つか、または単一構造体内に複数の形状化されたコアを備えることができ、この場合、形状化されたコアの各々は対応する巻線を有する。または、形状化されたコアは、ナノアモルファス粉末材料から製作できる。
【００１２】
本発明の上記の及び他の態様、目的、特徴及び利点は、図解する代表的実施形態の以下の説明を検討すれば当業者には明らかになるだろう。代表的実施形態は、現時点で考えられる本発明を実施する最良の様式を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】代表的実施形態に従った、製造工程の複数の段階におけるＥＲ−Ｉコアを有するパワーインダクタの斜視図である。
【図２】代表的実施形態に従った、製造工程の複数の段階におけるＵ−Ｉコアを有するパワーインダクタの斜視図である。
【図３Ａ】代表的実施形態に従った対称形Ｕコアの斜視図である。
【図３Ｂ】代表的実施形態に従った非対称形Ｕコアの斜視図である。
【図４】代表的実施形態に従った、ビードコアを有するパワーインダクタの斜視図である。
【図５】代表的実施形態に従った、単一構造体として形成された複数のＵコアを有するパワーインダクタの斜視図である。
【図６】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第一コアピースと巻線の部分組立体を示す図である。
【図７】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、組立済みの図６のコアと巻線を示す図である。
【図８】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第二コアピースと組み立てられる図7の組立体を示す図である。
【図９】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、下から見た完成した要素組立体を示す図である。
【図１０】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第一コアピースと巻線の部分組立体を示す図である。
【図１１】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、組立済みの図１０のコアと巻線を示す図である。
【図１２】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第二コアピースと組み立たてられる図１１の組立体を示す図である。
【図１３】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、上から見た完成磁性要素組立体を示す図である。
【図１４】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第一コアピースと巻線の部分組立体を示す図である。
【図１５】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、組立済みの図１４のコアと巻線を示す図である。
【図１６】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第二コアピースと組み立てられた図１５の組立体を示す図である。
【図１７】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、上から見た完成した要素組立体を示す図である。
【図１８】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第一コアピースと巻線の部分組立体を示す図である。
【図１９】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、組立済みの図１８のコアと巻線を示す図である。
【図２０】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第二コアピースと組み立てられる図１９の組立体を示す図である。
【図２１】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、上から見た完成した要素組立体を示す図である。
【図２２】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図である。
【図２２Ａ】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、要素部分組立体の第一断面図である。
【図２２Ｂ】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、要素部分組立体の第二断面図である。
【図２２Ｃ】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、完成した要素の断面図である。
【図２３】別の磁性要素組立体の分解図である。
【図２４】図２３の要素の組立済みの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の上記の及びその他の特徴及び態様は、添付図面と一緒に本発明の代表的実施形態の以下の説明を参照すればよく理解できる。
【００１５】
図１〜５を参照すると、磁性要素またはデバイスの様々な例示的代表的実施形態のいくつかの図が示される。代表的実施形態において、デバイスはインダクタであるが、下に説明する本発明の利益は他の形式のデバイスにも生じることが分かる。下に説明する材料及び技法は、低プロフィルインダクタの製造に特に有利であると思われるが、インダクタは、本発明の利益を評価できる電気部品の１つの形式に過ぎない。従って、説明は、例示のために過ぎず、本発明の利益は、他のサイズ及び形式のインダクタ並びにトランスを含めて（ただしこれに限定されない）他の電子部品にも生じると想定される。従って、本明細書において示す発明的概念の実施は、本明細書において説明し図面に図解される代表的実施形態に限定されない。さらに、図面は尺度通りではなく、様々な要素の厚み及びその他のサイズは、明白化のために誇張されている。
【００１６】
図１は、代表的実施形態に従った製造工程の複数の段階におけるＥＲ−Ｉ形状をしたコアを有するパワーインダクタの斜視図である。この実施形態において、パワーインダクタ１００は、ＥＲコア１００と、予備形成コイル１３０と、Ｉコア１５０とを備える。
【００１７】
ＥＲコア１１０は、概して正方形または矩形であり、ベース１１２と、２つの側壁１１４、１１５と、２つの端壁１２０、１２１と、レセプタクル１２４と、心立て突起物またはポスト１２６とを有する。２つの側壁１１４、１１５は、ベース１１２の長手長さ全体に延び、外面１１６と、内面１１７とを有し、内面１１７は、心立て突起物１２６に近接する。２つの側壁１１４、１１５の外面１１６は、実質的に平面状であるが、２つの側壁の内面１１７は凹面である。２つの端壁１２０、１２１は、２つの端壁の各々にそれぞれ間隙１２２、１２３が形成されるように、ベース１１２の幅の一部を、ベース１１２の各側壁１１４、１１５の端から延びる。この間隙１２２、１２３は、２つの側壁１１４、１１５が相互の鏡像になるように、実質的に２つの端壁１２０、１２１の各々の中央に形成できる。レセプタクル１２４は、２つの側壁１１４、１１５及び２つの端壁１２０、１２１によって形成される。心立て突起物１２６は、ＥＲコア１１０のレセプタクル１２４の中心に配置でき、ＥＲコア１１０のベース１１２から上向きに延びることができる。心立て突起物１２６は、２つの側壁１１４、１１５及び２つの端壁１２０、１２１の高さと実質的に同じ高さまで延びるか、または高さは、２つの側壁１１４、１１５及び２つの端壁１２０、１２１の高さより低くても良い。心立て突起物は、予備形成コイル１３０の内周１３２の中へ延びて、予備形成コイル１３０を、ＥＲコア１１０に対して固定され設定された中心位置に維持する。この実施形態においてＥＲコアは対称形コア構造を持つものとして説明されるが、ＥＲコアは、代表的実施形態の範囲及び趣旨から逸脱することなく非対称形コア構造を持つことができる。
【００１８】
予備形成コイル１３０は、１つまたはそれ以上の巻きを有するコイルと、２つの端子１３４、１３６またはリードとを有する。リードは、予備形成コイル１３０から相互に１８０度に延びる。２つの端子１３４、１３６は、予備形成コイル１３０から外向きに延び、その後上向きに延び、その後予備形成コイル１３０へ向かって内向きに戻る。これによって、各々Ｕ字形を形成する。予備形成コイル１３０は、予備形成コイル１３０の内周１３２を有する。予備形成コイル１３０の構成は、心立て突起物１２６が予備形成コイル１３０の内周１３２の中へ延びるように心立て突起物１２６を介して予備形成コイル１３０をＥＲコアに結合するように設計される。予備形成コイル１３０は、銅から製作され、ニッケル及び錫でメッキされる。予備形成コイル１３０は銅から作られニッケル及び錫によってメッキされるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、金メッキ及びはんだ付けを含めて（ただし、これに限定されない）他の適切な導体材料を、予備形成コイル及び（または）２つの端子１３４、１３６の製作に利用できる。さらに、この実施形態において使用できる１つの形式の巻線として予備形成コイル１３０を示したが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、他の形式の巻線を利用できる。さらに、この実施形態は、予備形成コイル１３０を利用するが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、半予備形成巻線及び非予備形成巻線も使用できる。また、特定の構成の端子１３４、１３６について説明したが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、端子に他の構成を使用できる。さらに、予備形成コイル１３０の形状は、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、円形、正方形、矩形または他の任意の形状が可能である。２つの側壁１１４、１１５及び２つの端壁１２０、１２１の内面は、予備形成コイル１３０または巻線の形状に合致するように再構成できる。コイル１３０が複数の巻きを持つ場合、巻き同士の間の絶縁が必要な場合がある。絶縁は、コーティングまたは巻き同士の間に配置できる他の形式の絶縁材とすることができる。
【００１９】
Ｉコア１５０は、概して正方形または矩形であり、ＥＲコアのフットプリント（ｆｏｏｔ ｐｒｉｎｔ）に実質的に合致する。Ｉコア１５０は、２つの対向する端部１５２、１５４を有し、各端１５２、１５４は、それぞれ端子１３４、１３６の端部を収容する凹部１５３，１５５を有する。凹部１５３、１５５は、端子１４３、１３６の端部の幅と比べて実質的に同じ幅またはわずかに大きい幅を有する。
【００２０】
代表的実施形態において、ＥＲコア１１０及びＩコア１５０は、両方ともアモルファス粉末コア材料から製作される。いくつかの実施形態において、アモルファス粉末コア材料を、鉄を主原料とするアモルファス粉末コア材料とすることができる。鉄を主原料とするアモルファス粉末コア材料の一例は、約８０％の鉄及び２０％の他の元素を含む。別の実施形態において、アモルファス粉末コア材料を、コバルトを主原料とするアモルファス粉末コア材料とすることができる。コバルトを主原料とするアモルファス粉末コア材料の一例は、約７５％のコバルトと２５％の他の元素を含む。さらに、別のいくつかの実施形態においては、アモルファス粉末コア材料を、ナノアモルファス粉末コア材料とすることができる。
【００２１】
この材料は分散間隙構造を生じ、この構造において、結合材料は、製作された鉄を主原料とするアモルファス粉末材料内の間隙として作用する。代表的材料は、韓国ソウルのＡｍｏｓｅｎｓｅ社が製造し、製品番号ＡＰＨｘｘ（先進的粉末コア（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｗｄｅｒ Ｃｏｒｅ））（ここでｘｘは材料の実効透磁率を表す）として販売される。例えば、材料の実効透磁率が６０であれば、部品番号はＡＰＨ６０である。この材料は、高電流パワーインダクタに使用できる。さらに、この材料は、インダクタ１００の異常な加熱を生じることなく、より高い作動周波数、典型的には約１ＭＨｚ〜約２ＭＨｚの範囲に使用できる。この材料はより高い周波数範囲において使用できるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、この材料は、より低い及び高い周波数範囲において使用できる。アモルファス粉末コア材料は、より高い飽和磁束密度、より低いヒステリシス磁心損失、より広い作動周波数範囲、より広い作動温度範囲、より良い熱放散及びより高い実効透磁率を与えることができる。さらに、この材料は、損失分散間隙材料をより小さくできるので、出力及びエネルギー密度を最大にできる。一般に、形状化されたコアの実効透磁率は、プレス密度のせいであまり高くない。しかし、形状化されたコアにこの材料を使用することによって、これまでよりも著しく高い実効透磁率が得られる。また、ナノアモルファス粉末材料を使用すると、鉄を主原料とするアモルファス粉末材料の透磁率に比べて、最高で３倍高い透磁率が得られる。
【００２２】
図１に示すように、ＥＲコア１１０及びＩコア１５０は、アモルファス粉末材料からプレス成形されて、中実の形状化されたコアを形成する。ＥＲコア１１０をプレスしたら、上述のように予備形成コイル１３０をＥＲコア１１０に結合する。予備形成コイル１３０の端子１３４、１３６は、２つの端壁１２０、１２１の間隙１２２、１２３を通過して延びる。その後、Ｉコア１５０は、端子１３４、１３６の端がそれぞれＩコア１５０の凹部１５３、１５５内で結合されるように、ＥＲコア１１０及び予備形成コイル１３０に結合される。ＥＲコア１１０、予備形成コイル１３０およびＩコア１５０は、その後プレス成形されて、ＥＲ−Ｉインダクタ１００を形成する。Ｉコア１５０は２つの対向する端１５２、１５４に形成された凹部１５３、１５５を持つものとして図解するが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、Ｉコア１５０は凹部を省略できる。また、Ｉコア１５０は、対称形として図解するが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、下記のようにミス防止手段付きＩコアを含めて非対称形Ｉコアを使用できる。
【００２３】
図２は、代表的実施形態に従った製造工程の複数の段階におけるＵ−Ｉ形状をしたコアを有するパワーインダクタの斜視図である。この実施形態において、パワーインダクタ２００は、Ｕコア２１０と、予備形成クリップ２３０と、Ｉコア２５０とを備える。本明細書において使用される場合、明細書全体を通じて、Ｕコア２１０は、２つの側面２１２、２１４及び２つの端面２１６、２１８を有し、２つの側面２１２、２１４は巻線またはクリップ２３０の向きに対して平行であり、２つの端面２１６、２１８は、巻線またはクリップ２３０の向きに対して直角を成す。さらに、Ｉコア２５０は、２つの側面２５２、２５４及び２つの端面２５６、２６０を有し、２つの側面２５２、２５４は巻線またはクリップ２３０の向きに対して平行であり、２つの端面２５６、２５８は巻線またはクリップ２３０の向きに対して直角を成す。この実施形態によれば、Ｉコア２５０は、ミス防止手段付きＩコア２５０となるように変形されている。ミス防止手段付きＩコア２５０は、ミス防止手段付きＩコア２５０の底面２５１の片面２５２においてそれぞれ２つの平行の端面２５６、２６０からの取除き部２５７、２６１、及びミス防止手段付きＩコア２５０の反対面２５４においてそれぞれ同じ２つの平行の端面２５６、２６０からの非取除き部２５８、２６２を有する。
【００２４】
予備形成クリップ２３０は、２つの端子２３４、２３６またはリードを有し、リードは、取除き部２５７、２６１に予備形成クリップ２３０を配置して、予備形成クリップ２３０がそれ以上移動できなくなるまで予備形成クリップ２３０を非取除き部２５８、２６２へ向かって摺動することによって、ミス防止手段付きＩコア２５０の周りに結合できる。予備形成クリップ２３０は、非予備形成クリップと比べると、製造工程においてメッキの曲がり及び割れが大幅に減少するので、より良いＤＣＲ制御を可能とする。ミス防止手段付きＩコア２５０は、予備形成クリップ２３０を適切な位置に配置して、Ｕコア２１０を迅速に、容易にかつ正確にミス防止手段付きＩコア２５０に結合できるようにする。図２に示すように、ミス防止手段付きＩコア２５０の底面２５１のみがミス防止手段を与える。この実施形態においては、ミス防止手段付きコア２５０の底面２５１のみがミス防止手段を与えるが、代表的実施形態の範囲及び趣旨から逸脱することなく、別の面が（単独でまたは他の面との組合せで）ミス防止手段を与えることができる。例えば、図２に示すようにＩコア２５０の底面２５１のみに配置する代わりに、ミス防止手段を、Ｉコアの対向する端面２５６、２６０のみにまたは対向する端面２５６、２６０と底面２５１とに配置できる。さらに、Ｉコア２５０は、いくつかの別の実施形態においては、ミス防止手段なしで形成できる。
【００２５】
予備形成クリップ２３０は、銅から製作されて、ニッケル及び錫でメッキされる。予備形成コイル２３０は、銅から作られてニッケル及び錫メッキをするが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、金メッキ及びはんだ付けを含めて（ただし、これに限定されない）他の適切な導体材料を予備形成クリップ２３０及び（または）２つの端子２３４、２３６の製作に利用できる。さらに、この実施形態においては予備形成クリップ２３０が使用されるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、クリップ２３０を部分的に予備形成するかまたは予備形成しなくてもよい。さらに、この実施形態においては、予備形成クリップ２３０が示されるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、任意の形式の巻線を使用できる。
【００２６】
ミス防止手段付きＩコア２５０からの取除き部２５７、２６１は、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、対称形Ｕコアまたは非対称形Ｕコア（それぞれ、図３Ａ及び３Ｂに関連して説明する）を利用できるような寸法に設計できる。Ｕコア２１０は、ミス防止手段付きＩコアの幅と実質的に同じ幅及びミス防止手段付きＩコア２５０の長さと実質的に同じ長さを持つように寸法設定される。Ｕコア２１０の寸法を上に例示したが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、寸法を変えられる。
【００２７】
図３Ａは、代表的実施形態に従った対称形Ｕコアの斜視図である。対称形Ｕコア３００は、１つの表面３１０と対向する面３２０とを有し、１つの表面３１０は実質的に平面状であり、対向面３２０は、第一脚部３２２と、第二脚部３２４と、第一脚部と第二脚部との間に形成されたクリップ用溝３２６とを有する。対称形Ｕコア３００において、第一脚部３２２の幅は第二脚部３２４の幅と実質的に等しい。この対称形Ｕコア３００は、Ｉコア２５０に結合され、予備形成クリップ２３０の一部はクリップ用溝３２６内に配置される。特定の代表的実施形態によれば、予備形成クリップ２３０の端子２３４、２３６は、Ｉコア２５０の底面２５１に結合される。ただし、別の代表的実施形態においては、予備形成クリップ２３０の端子２３４、２３６をＵコア３００の１つの表面３１０に結合できる。
【００２８】
図３Ｂは、代表的実施形態に従った非対称形Ｕコアの斜視図である。非対称形Ｕコア３５０は、１つの表面３６０と対向する面３７０とを有し、１つの表面３６０は実質的に平面状であり、対向面３７０は、第一脚部３７２と、第二脚部３７４と、第一脚部３７２と第二脚部３７４との間に形成されたクリップ用溝３７６とを有する。非対称形Ｕコア３５０において、第一脚部３７２の幅は第二脚部３７４の幅と実質的に等しくない。この非対称形Ｕコア３５０はＩコア２５０に結合され、予備形成クリップ２３０の一部はクリップ用溝３７６内に配置される。特定の代表的実施形態によれば、予備形成クリップ２３０の端子２３４、２３６は、Ｉコア２５０の底面２５１に結合される。ただし、別の代表的実施形態においては、予備形成クリップ２３０の端子２３４、２３６をＵコア３５０の１つの表面３６０に結合できる。非対称形Ｕコア３５０を使用する１つの理由は、磁路全体を通じてより均等な磁束密度分布を与えることである。
【００２９】
代表的実施形態において、Ｕコア２１０及びＩコア２５０は、両方とも、アモルファス粉末コア材料から製作される。コア材料は、ＥＲコア１１０とＩコア１５０に関連して上に説明したのと同じ材料である。いくつからの実施形態によれば、アモルファス粉末コア材料を、鉄を主原料とするアモルファス粉末コア材料とすることができる。さらに、コア材料としてナノアモルファス粉末材料も使用できる。図２に示すように、予備形成クリップ２３０はＩコア２５０に結合され、Ｕコア２１０は、予備形成クリップ２３０がＵコア２１０のクリップ用溝内に配置されるようにＩコア２５０及び予備形成クリップ２３０に結合される。Ｕコア２１０は、Ｕコア３１０として図示するように対称形か、またはＵコア３５０として図示するように非対称形とすることができる。その結果、Ｕコア２１０、予備形成クリップ２３０及びＩコアは一緒にプレス成形され、ＵＩインダクタ２００を形成する。プレス成形は、コア２１０、２５０を予備形成クリップ２３０の周りでフォーム成形することによって、概して予備形成クリップ２３０とコア２１０、２５０との間にある物理的間隙を取り除く。
【００３０】
図４は、代表的実施形態に従ったビードコア（ｂｅａｄ ｃｏｒｅ）を有するパワーインダクタの斜視図である。この実施形態において、パワーインダクタ４００は、ビードコア４１０と、半予備形成クリップ４３０とを備える。本明細書において使用される場合、明細書全体を通じて、ビードコア４１０は、２つの側面４１２、４１４及び２つの端面４１６、４１８を有し、２つの側面４１２、４１４は巻線またはクリップ４３０に対して平行であり、端面４１６、４１８は巻線またはクリップ４３０に対して直角を成す。
【００３１】
代表的実施形態において、ビードコア４１０は、アモルファス粉末コア材料から製作される。コア材料は、ＥＲコア１１０とＩコア１５０に関連して上に説明したのと同じ材料である。いくつからの実施形態によれば、アモルファス粉末コア材料を、鉄を主原料とするアモルファス粉末コア材料とすることができる。さらに、コア材料としてナノアモルファス粉末材料も使用できる。
【００３２】
半予備形成クリップ４３０は、対向する２つの端面４１６、４１８に２つの端子またはリード４３４、４３６を備え、半予備形成クリップ４３０の一部をビードコア４１０内の中央に通過させ、２つの端子４３４、４３６をビードコア４１０の２つの端面４１６、４１８の周りに巻き付けることによって、ビードコア４１０に結合できる。半予備形成クリップ４３０は、製造工程におけるメッキの曲がり及び割れが大幅に減少するので、非予備形成クリップに比べてより良いＤＣＲ制御を可能にする。
【００３３】
半予備形成クリップ４３０は、銅から製作され、ニッケル及び錫でメッキされる。半予備形成コイル４３０は銅から作られニッケル及び錫メッキをするが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、金メッキ及びはんだ付けを含めて他の適切な導体材料を、半予備形成クリップ４３０の製作に利用できる。さらに、この実施形態においては半予備形成クリップ４３０が使用されるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、クリップ４３０を予備形成しなくてもよい。さらに、この実施形態においては、半予備形成クリップ４３０が示されるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、任意の形式の巻線を使用できる。
【００３４】
図４に示すように、半予備形成クリップ４３０は、半予備形成クリップ４３０の一部をビードコア４１０内に通過させて、２つの端子４３４、４３６をビードコア４１０の２つの端面４１６、４１８の周りに巻き付けることによって、ビードコア４１０に結合される。いくつかの実施形態において、ビードコア４１０は、ビードコア４１０の底面４５０の片面４１２からの取除き部４４０と、ビードコア４１０の反対面４１４からの非取除き部４４２とを持つように変形できる。半予備形成クリップ４３０の２つの端子４３４、４３６は、端子４３４、４３６が取除き部４４２内に位置するようにビードコア４１０の底面４５０に配置できる。ビードコアは取除き部及び非取除き部を持つように図解されるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、ビードコアは取除き部を省略するように、ビードコアを形成できる。
【００３５】
代表的実施形態によれば、アモルファス粉末コア材料を、まずシートに成形し、その後、半予備形成クリップ４３０の周りに巻き付けるまたは巻くことができる。半予備形成クリップ４３０の周りにアモルファス粉末コア材料を巻いたら、アモルファス粉末コア材料及び半予備形成クリップ４３０を高圧力でプレスして、パワーインダクタ４００を形成できる。プレス成形は、ビードコア４１０を半予備形成クリップ４３０の周りでフォーム成形することによって、概して半予備形成クリップ４３０とビードコア４１０との間のある物理的間隙を取り除く。
【００３６】
別の代表的実施形態によれば、アモルファス粉末コア材料及び半予備形成クリップ４３０は、アモルファス粉末コア材料が半予備形成クリップ４３０の少なくとも一部を取り囲むように型（図示せず）内に配置できる。その後、アモルファス粉末コア材料及び半予備形成クリップ４３０を高圧力でプレスして、パワーインダクタ４００を形成できる。プレス成形は、ビードコア４１０を半予備形成クリップ４３０の周りでフォーム成形することによって、概して半予備形成クリップ４３０とビードコア４１０との間にある物理的間隙を取り除く。
【００３７】
さらに、他の方法を用いて、上述のインダクタを形成できる。第一の代替方法において、アモルファス粉末コア材料を高圧力でプレスし、その後巻線をビードコアに結合し、さらに巻線がビードコアと追加のアモルファス粉末コア材料の少なくとも一部との間に配置されるように追加のアモルファス粉末コア材料をビードコアに加えることによって、ビードコアを形成できる。その後、ビードコア、巻線及び追加のアモルファス粉末コア材料を、高圧力で一緒にプレスして、この実施形態において説明したパワーインダクタを形成する。第二の代替方法において、アモルファス粉末コア材料を高圧力でプレスし、その後２つの別個の形状化されたコア同士の間に巻線を配置し、さらに追加のアモルファス粉末コア材料を加えることによって、２つの別個の形状化されたコアを形成できる。その後、２つの別個の形状化されたコア、巻線及び追加のアモルファス粉末コア材料を高圧力で一緒にプレスして、この実施形態において説明したパワーインダクタを形成する。第三の代替方法において、射出成形を用いて、アモルファス粉末コア材料及び巻線を一緒に成形できる。この実施形態においてはビードコアについて説明するが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、他の形状化されたコアを利用できる。
【００３８】
図５は、代表的実施形態に従った、単一構造体として形成された複数のＵ字形コアを有するパワーインダクタの斜視図である。この実施形態において、パワーインダクタ５００は、単一構造体５０５として形成された４つのＵ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５と、４つのクリップ５３０、５３２、５３４、５３６とを備え、各クリップ５３０、５３２、５３４、５３６は、Ｕ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５のそれぞれ１つに結合される。各クリップ５３０、５３２、５３４、５３６は、予備形成されていない。本明細書において使用される場合明細書全体を通じて、インダクタ５００は、２つの側面５０２、５０４と、２つの端面５０６、５０８とを有し、２つの側面５０２、５０４は、巻線またはクリップ５３０、５３２、５３４、５３６に対して平行であり、２つの端面５０６、５０８は、巻線またはクリップ５３０、５３２、５３４、５３６に対して直角を成す。単一の構造体５０５を形成する４つのＵコア５１０、５１５、５２０、５２５及び４つのクリップ５３０、５３２、５３４、５３６を図示するが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、これより多いまたは少ないＵコア及びこれに対応する数のクリップを用いて、単一構造体を形成できる。
【００３９】
代表的実施形態において、コア材料は、鉄を主原料とするアモルファス粉末コア材料から製作される。コア材料は、ＥＲコア１１０とＩコア１５０に関連して上で説明したのと同じ材料である。さらに、このコア材料としてナノアモルファス粉末材料も使用できる。
【００４０】
各クリップ５３０、５３２、５３４、５３６は、対向する端に２つの端子またはリード５４０（図示せず）、５４２を有し、クリップ５３０、５３２、５３４、５３６の一部をＵ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５の各々内の中央を通過させ、各クリップ５３０、５３２、５３４、５３６の２つの端子５４０（図示せず）、５４２をインダクタ５００の２つの端面５０６、５０８の周りに巻き付けることによって、Ｕ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５の各々に結合できる。
【００４１】
クリップ５３０、５３２、５３４、５３６は、銅から製作され、ニッケル及び錫でメッキされる。クリップ５３０、５３２、５３４、５３６は銅から作られニッケル及び錫でメッキされるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、金メッキ及びはんだ付けを含めて他の適切な導体材料を、クリップの製作に利用できる。さらに、この実施形態においてクリップ５３０、５３２、５３４、５３６が示されるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、任意の形式の巻線を利用できる。
【００４２】
図５に示すように、クリップ５３０、５３２、５３４、５３６は、クリップ５３０、５３２、５３４、５３６の各々の一部をＵ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５の各々内を通過させ、各予備形成クリップ５３０、５３２、５３４、５３６の２つの端子５４０（図示せず）、５４２をインダクタ５００の２つの端面５０６、５０８に巻き付けることによって、Ｕ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５に結合される。
【００４３】
代表的実施形態によれば、アモルファス粉末コア材料を、まずシートに成形し、その後、クリップ５３０、５３２、５３４、５３６の周りに巻き付けることができる。クリップ５３０、５３２、５３４、５３６の周りにアモルファス粉末コア材料を巻き付けると、アモルファス粉末コア材料及びクリップ５３０、５３２、５３４、５３６を高圧力でプレスして、単一構造体５０５として形成された複数のＵ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５を有するＵ字形インダクタ５００を形成できる。プレス成形は、コア５１０、５１５、５２０、５２５をクリップ５３０、５３２、５３４、５３６の周りでフォーム成形することによって、概してクリップ５３０、５３２、５３４、５３６とコア５１０、５１５、５２０、５２５との間にある物理的間隙を取り除く。
【００４４】
別の代表的実施形態によれば、アモルファス粉末コア材料及びクリップ５３０、５３２、５３４、５３６は、アモルファス粉末コア材料がクリップ５３０、５３２、５３４、５３６の少なくとも一部を取り囲むように型（図示せず）内に配置できる。その後、アモルファス粉末コア材料及びクリップ５３０、５３２、５３４、５３６を高圧力でプレスして、単一構造体５０５として形成された複数のＵ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５を有するＵ字形インダクタ５００を形成できる。プレス成形は、コア５１０、５１５、５２０、５２５をクリップ５３０、５３２、５３４、５３６の周りでフォーム成形することによって、概してクリップ５３０、５３２、５３４、５３６とコア５１０、５１５、５２０、５２５との間にある物理的間隙を取り除く。
【００４５】
さらに、他の方法を用いて、上述のインダクタを形成できる。第一の代替方法において、アモルファス粉末コア材料を高圧力でプレスし、その後複数の巻線を複数のＵ字形コアの各々に結合し、さらに複数の巻線が複数のＵ字形コアと追加のアモルファス粉末コア材料の少なくとも一部との間に配置されるように追加のアモルファス粉末コア材料を複数のＵ字形コアに加えることによって、複数のＵ字形コアを一緒に形成できる。その後、複数のＵ字形コア、複数の巻線及び追加のアモルファス粉末コア材料を、高圧力で一緒にプレスして、この実施形態において説明したパワーインダクタを形成する。第二の代替方法において、アモルファス粉末コア材料を高圧力でプレスし、その後２つの別個の形状化されたコア同士の間に複数の巻線を配置し、さらに追加のアモルファス粉末コア材料を加えることによって、２つの別個の形状化されたコアを形成できる。別個の形状化されたコアは各々、一緒に結合された複数の形状化されたコアを有する。その後、２つの別個の形状化されたコア、複数の巻線及び追加のアモルファス粉末コア材料を高圧力で一緒にプレスして、この実施形態において説明したパワーインダクタを形成する。第三の代替方法において、射出成形を用いて、アモルファス粉末コア材料及び複数の巻線を一緒に成形できる。この実施形態においては複数のＵ字形コアについて説明するが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、他の形状化されたコアを利用できる。
【００４６】
さらに、複数のクリップ５３０、５３２、５３４、５３６は、基板（図示せず）上の回路接続に基づいて、また用途の要件次第で相互に並列にまたは直列に接続できる。さらに、これらのクリップ５３０、５３２、５３４、５３６を、多位相電流、例えば３相または４相電流に対処するように構成できる。
【００４７】
上にいくつかの実施形態を開示したが、本発明は、他の実施形態の教示に基づいて１つの実施形態に加えられる変更を含む。
【００４８】
特定の用途においては、分散間隙磁性材料から製作された単一部品のコア構成体及び単一部品のコア構成体に配置された１つまたはそれ以上のコイルが有利であるが、他の用途においては、１つまたはそれ以上のコイルと組み立てられた別個のコアピースを使用することで別の利益を得ることができ、また物理的間隙を組み込むことで望ましい性能上の利点を得ることができる。別個のコアピースと物理的間隙との構造及びこれらの組立てを遂行する方法については下でさらに説明する。
【００４９】
図６〜９は、様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す。図６に示すように、組立体は、第一部分組立体を形成する第一磁気コアピース６０２と巻線６０４とを含む。
【００５０】
図示する代表的実施形態において、磁気コアピース６０２は、細長い矩形ブロック又はレンガ形を有するＩコアである。磁気コアピース６０２は、上述の磁性材料および関連技法のいずれからでも製作できる。または技術上既知の他の適切な材料及び技法からも製作できる。
【００５１】
また、図示する代表的実施形態において、巻線６０４は、細長く概して平坦で平面状の主巻線部６０６と、主巻線部６０６の両端から延びる対向する脚部６０８及び６１０とを有する予備形成巻線クリップの形で提供される。脚部６０８及び６１０は、実質的にＣ字形配列で、主巻線部６０４の平面からほぼ直角に延びる。予備形成巻線クリップ６０４は、さらに、それぞれの脚部６０８及び６１０の各々から延びる端子リード部６１２、６１４を含む。端子リード部６１２、６１４は、脚部６０８及び６１０のそれぞれの平面に対してほぼ直角に、かつ主巻線部６０６の平面に対してほぼ平行に延びる。端子リード部６１２、６１４は、回路基板（図示せず）への表面実装のための離間導体パッドを提供する。クリップ６０４及びその部分６０６、６０８、６１０、６１２及び６１４は、集合的に、内部領域またはキャビティ６１６を形成するボディまたはフレームを形成する。図示する代表的実施形態において、キャビティ６１６は、実質的に矩形であり、第一磁気コアピース６０６と形状的に相補的である。
【００５２】
代表的実施形態において、クリップ６０４は、銅またはその他の導体材料または合金のシートから製作でき、打抜き及びプレス加工を含めて（ただし、これに限定されない）既知の技法を用いて図示する形状に形成できる。代表的実施形態において、クリップ６０４は別個に製作され、コアピース６０２に組み立てるように用意され、本明細書においては予備形成コイル６１０と呼ばれる。このような予備形成コイル６０４は、コイルがコアピースの周りに形成される、またはコアピースの周りに曲げられるもしくは成形される従来の磁性要素組立体と特に対照的である。
【００５３】
図７に示すように、クリップ６０４と第一磁気コアピース６０２は組み立てられまたは相互に結合されて、第一部分組立体６２０を形成する。１つの実施形態において、コアピース６０２は、クリップ６０４から独立して製作でき、コアピース６０２はクリップ６０４のキャビティ６１６の中に嵌合されて、例えば摺動係合で部分組立体を完成する。別の実施形態において、例えば、プレスまたは成形工程を用いて、キャビティ６１６の中にコアピース６０２を形成できる。どのように形成されるにしても、図示する代表的実施形態において、コアピース６０２は、クリップ６０４のキャビティ６１６と実質的に同一の広がりを持つサイズ及び形状を持つ。すなわち、コアピース６０２は、キャビティ６１６を実質的に満たすが、クリップ６０４のキャビティ６１６から突出しない。言い換えると、磁気コアピース６０２は、クリップの内部境界の中に内蔵され、図７に示すコアとクリップの組立体の外部寸法は、コアピース６０２と組み立てる前のクリップ６０４の外部寸法に等しい。
【００５４】
図７に示すように、クリップ６０４の各部分６０６、６０８、６１０、６１２、６１４は、磁気コアピース６０２の異なる側面または面と物理的に当接または係合する。コアピース６０２は、その後の磁性要素組立て段階において部分組立体６２０で一体として移動できるように、クリップ内に確実に受け入れられる。
【００５５】
図８は、第二磁気コアピース６３０と組み立てられる図７の部分組立体６２０を示す。第二磁気コアピース６３０は、上述の磁性材料及び関連技法のいずれからでも製作できる。または技術上既知の他の適切な材料及び技法から製作できる。さらに、様々な実施形態において、第二磁気コアピース６３０は、第一磁気コアピース６０２を製作するために使用したものと同じまたは異なる磁性材料から製作できる。すなわち、第一及び第二の磁気コアピース６０２、６３０は、選択された特定の材料次第で、異なるまたは同じ磁性材料を示すことができる。
【００５６】
図示する代表的実施形態において、第二磁気コアピース６３０は、Ｕ字形を有するＵコアであり、実質的に平面状の表面６３２と、平面状表面６３２に対向する表面６３４とを含み、表面６３４は、第一脚部６３６と、第二脚部６３８と、第一脚部６３６と第二脚部６３８との間に形成されたクリップ用溝６４０とを含む。様々な実施形態において、上述のように、対称形及び非対称形Ｕコアを使用できる。図８に示すように、部分組立体６２０がコアピース６３０と相互に嵌合するように、第一コアピース６０２及びクリップ６０４を含む部分組立体６２０は、クリップ用溝６４０と整列されて、これに挿入される。従って、部分組立体６２０は、第二コアピース６３０の両端６４２、６４４の間の軸線方向の距離の実質的に全体において、第二コアピース６３０を通過して軸線方向に延びる。すなわち、クリップの脚部６０８、６１０（図６）は概して、第二コアピース６３０の端面６４２、６４４に隣接し、これと実質的に同平面上にある。このように組み立てられると、第一コアピース６０２と第二コアピース６３０とを接着剤またはその類似品で接合できる。
【００５７】
図９の完成した要素に示すように、端子リード部６１２、６１４は、露出され、第二コアピース６３０の底面と実質的に面一又は同平面上にあるので、回路基板への表面実装電気接続に効果的に位置する。さらに、図９に示すように、コアピース６０２および６３０同士の間に物理的間隙６５０を形成でき、物理的間隙６５０は、パワーインダクタにとって、また潜在的に他の実施形態における他の形式の磁性要素にとって望ましい性能特性を与えることができる。図示する実施形態において、間隙６５０は、第二磁気コアピース６３０のクリップ用溝６４０（図８）内において部分組立体６２０の両側に軸方向に延びる。間隙６５０のサイズを、第二コアピース６３０のクリップ用溝６４０（図８）の寸法及び（または）第一コアピース６０２を含む部分組立体６２０の寸法を調整することによって、変えられる。間隙の寸法を変えることによって、その結果得られる磁性要素の性能特性を特定の目的に合わせて変えられ、従来の磁性要素に比べて比較的容易かつ効率のよい製造ステップで、例えば均等なパッケージサイズで様々な性能特性を有する多様なパワーインダクタを提供できる。
【００５８】
単一コイルの実施形態を図６〜９に関連して説明したが、別の実施形態においては複数コイルの実施形態が可能である。
【００５９】
図１０〜１３は、様々な製造段階における別の磁性要素組立体７００を示す。
【００６０】
図１０に示すように、組立体は、第一部分組立体を形成する第一コアピース７０２と、予備形成巻線クリップ６０４とを含む。図示する実施形態において、第一コアピース７０２は、実質的に平面状の表面７０４と平面状表面７０４に対向する表面７０６とを含むＵ字形のＵコアである。表面７０６は、第一脚部７０８と、第二脚部７１０と、第一脚部７０８と第二脚部７１０との間に形成されたクリップ用溝７１２とを含む。第一磁気コアピース７０２は、上述の磁性材料及び関連技法のいずれからでも製作できる。または、技術上既知の他の適切な材料及び技法から製作できる。様々な実施形態において、上述のように、対称形及び非対称形Ｕコアを利用できる。
【００６１】
図１１に示すように、クリップ６０４がコアピースに結合されると、部分組立体７２０が形成される。クリップ６０４の主巻線部６０６は、クリップ用溝７１２に摺動するように受け入れられ、クリップ６０４の残りの部分６０８、６１０、６１２、６１４は、第一コアピース７００の脚部７１０の外周を取り巻く。すなわち、第一コアピースの脚部７１０は、クリップ６０４の内部キャビティ６１６の中に受け入れられる。クリップ６０４の各部分６０６、６０８、６１０、６１２、６１４は、コアピース６０２の脚部７１０の様々な側面または面に物理的に当接または係合する。脚部７１０は、磁性要素のその後の組立てステップにおいて部分組立体７２０で一体として移動できるように、クリップ６０４内に確実に受け入れられる。
【００６２】
図示する代表的実施形態において、クリップ６０４は、クリップ６０４が部分組立体７２０においてコアピース７０２の表面７０６から突出するように、クリップ用溝７１２に部分的にしか受け入れられない。具体的には、クリップ６０４の巻線部６０６は、クリップ用溝７１２と係合し、クリップ６０４の残り部分６０８、６１０、６１２、６１４は、コアピース７０２の脚部７１０の様々な側面または面に物理的に当接または係合する。端子リード部６１２、６１４は、クリップ用溝７１２に対して実質的に平行に延びて、回路基板への表面実装接続のために、コアの脚部７１０の底面において露出される。
【００６３】
コアピース７０２の脚部７１０は、磁性要素のその後の組立てステップにおいて部分組立体７２０で一体として移動できるように、クリップ６０４内に確実に受け入れられる。
【００６４】
図１２に示すように、部分組立体７２０は、第二磁気コアピース７３０と相互に嵌合する。第二磁気コアピース７３０は、実質的に平面状の表面７３２と平面状表面７３２に対向する表面７３４とを含むＵ字形のＵコアである。表面７３４は、第一脚部７３４と、第二脚部７３６と、第一脚部７３４と第二脚部７３６との間に形成されたクリップ用溝７３８とを含む。第二磁気コアピース７３０は、上述の磁性材料及び関連技法のいずれからでも製作できる。または技術上既知の他の適切な材料及び技法から製作できる。同様に、第二コアピース７３０は、第一磁気コアピース７０２と同じまたは異なる材料から製作できる。様々な実施形態において、上述のように、対称形及び非対称形のＵコアを利用できる。
【００６５】
図示する例において、第二コアピース７３０は、コアピース７０２と実質的に同じサイズ及び形状を持つが、第一コアピース７０２に対して対向する鏡像の向きに配置される。第二コアピース７３０のクリップ用溝７３８は、クリップが第二コアピース７３０の脚部７３６の外周を取り囲むように、クリップ６０４の露出部を受け入れる。従って、クリップ６０４の主巻線部６１０は、部分的に第一コアピース７０２のクリップ用溝７１２の中に受け入れられ、かつ部分的に第二コアピース７３０のクリップ用溝７３８の中に受け入れられる。クリップ６０４の残り部分６０８、６１０、６１２、６１４は、部分的に第一コアピース７０２の脚部７１０の一部を囲繞し、かつ部分的に第二コアピース７３０の脚部７３６の一部を囲繞する。このように組み立てられたら、第一コアピース７０２と第二コアピース７３０とを接着剤及びその類似品で接合できる。
【００６６】
図１３に示すように、完成した要素７００において、コアピース７０２と７３０との間に物理的間隙７５２を形成でき、パワーインダクタにとって、また潜在的に他の実施形態においては他の形式の磁性要素にとって望ましい性能特性を与えることができる。図示する実施形態において、間隙７５２は、クリップ６０４の主巻線部６１０（図１０）に直角を成す平面において対向するコアピース７０２と７３０との間に延びて、クリップ６０４の主巻線部（図１０）を実質的に二分する。間隙７５２のサイズは、第一コアピース７０２及び第二コアピース７３０のクリップ用溝７１２（図１０）及び７３８（図１２）の寸法及び（または）対向するコアピース７０２、７３０の間に延びるクリップ６０４の横寸法を調節することによって変えられる。間隙の寸法を変えることによって、その結果得られる磁性要素の性能特性を特定の目的に合わせて変えることができ、従来の磁性要素に比べて比較的容易で効率のよい製造ステップで、例えば均一なパッケージサイズで様々な性能特性を有する多様なパワーインダクタを提供できる。
【００６７】
図１０〜１３に関連して単一コイルの実施形態について説明したが、別の実施形態においては、複数コイルの実施形態が可能である。
【００６８】
図１４〜１７は、様々な製造段階における別の磁性要素組立体８００を示す。
【００６９】
図１４に示すように、組立体は、第一部分組立体を形成する第一磁気コアピース８０２と予備形成巻線クリップ６０４とを含む。図示する実施形態において、第一コアピース８０２は、細長い第一脚部８０４と第一脚部８０４からほぼ直角（９０°）に延びる短縮第二脚部８０６とを含むＬ字形コアである。第二脚部８０６は、上述のように、クリップ６０４とミス防止式に係合するように隆起した停止面又は停止平面８０８を形成する。第一磁気コアピース８０２は、上述の磁性材料及び関連技法のいずれからでも製作できる。または、技術上既知の他の適切な材料及び技法から製作できる。
【００７０】
図１５に示すように、クリップ６０４がコアピース８０２に結合されると、部分組立体８２０が形成される。第一コアピース８０２の第一脚部８０４は、クリップ６０４の内部キャビティ６１６に受け入れられ、クリップは停止表面８０８と摺動するように係合して、コイル６０４を正確に配置できるようにする。クリップ６０４の各部分６０６、６０８、６１０、６１２、６１４は、コアピース８０２の脚部８０４の様々な側面または面に物理的に当接または係合する。脚部８０４は、磁性要素のその後の組立てステップにおいて部分組立体で一体として移動できるようにクリップ６０４内に確実に受け入れられる。
【００７１】
図１６に示すように、部分組立体８２０は、部分組立体８２０に覆いかぶさる第二磁気コアピース８３０と相互に嵌合する。第二コアピースは、細長い第一脚部８３２と第一脚部８３２からほぼ直角（９０°）に延びる短縮第二脚部８３４とを含むＬ字形コアである。第二磁気コアピース８３０は、上述の磁性材料及び関連技法のいずれからでも製作できる。または、技術上既知の他の適切な材料及び技法から製作できる。同様に、第二磁気コアピース８３０は、第一磁気コアピース８０２と同じまたは異なる材料から製作できる。
【００７２】
図示する例において、第二コアピース８３０は、コアピース８０２と実質的に同じサイズ及び形状を持つが、１８０°ひっくり返されて、第一コアピース７０２に対して反対の向きに配置される。コイル６０４は、それぞれのコアピース８０２及び８３０の対向する短縮脚部８０６、８３４同士の間に効果的に捕捉され、コイル６０４の主巻線部６１０（図１４）は、それぞれのコアピース８０２及び８３０の細長い脚部８０４、８３２同士の間に挟まれる。このように組み立てられると、第一コアピース８０２と第二コアピース８３０とを接着剤及びその類似品で接合できる。
【００７３】
図１７に示すように、完成した要素８００において、クリップ６０４の主巻線部６０６と、第二コアピース８３０及び（または）対向するコアピース８００及び８３０の他の部分との間に物理的間隙８５２を形成できる。間隙８５２は、パワーインダクタにとって、また潜在的に他の実施形態においては他の形式の磁性要素にとって望ましい性能特性を与えることができる。図示する実施形態において、間隙８５２は、第二コアピース８３０の脚部８３４の主巻線部６１０（図１０）に対して実質的に平行な平面において延びる。間隙８５２のサイズは、第二コアピース８３０の脚部８３４の寸法及び（または）クリップ６０４の寸法を調節することによって変えられる。間隙の寸法を変えることによって、その結果得られる磁性要素の性能特性を特定の目的に合わせて変えることができ、従来の磁性要素に比べて比較的容易で効率のよい製造ステップで、例えば均一なパッケージサイズで様々な性能特性を有する多様なパワーインダクタを提供できる。
【００７４】
図１４〜１７に関連して単一コイルの実施形態について説明したが、別の実施形態においては、複数コイルの実施形態が可能である。
【００７５】
図１８〜２１は、様々な製造段階における別の磁性要素組立体９００を示す。
【００７６】
図１８に示すように、組立体は、第一部分組立体を形成する第一磁気コアピース８０２と予備形成巻線クリップ６０４とを含む。図示する実施形態において、第一コアピース８０２は、細長い第一脚部８０４と第一脚部８０４からほぼ直角（９０°）に延びる短縮第二脚部８０６とを含むＬ字形コアである。第二脚部８０６は、上述のように、クリップ６０４とミス防止式に係合するように隆起停止面または停止表面８０８を形成する。第一磁気コアピース８０２は、上述の磁性材料及び関連技法のいずれからでも製作できる。または、技術上既知の他の適切な材料及び技法から製作できる。
【００７７】
図１９に示すように、クリップ６０４がコアピース８０２に結合されると、部分組立体９２０が形成される。第一コアピース８０２の第一脚部８０４は、クリップ６０４の内部キャビティ６１６に完全に受け入れられ、クリップは停止表面８０８と摺動するように係合して、コイル６０４を正確に配置できるようにする。図１５の組立体８２０と異なり、脚部８０４のどの部分も、停止表面８０８に対向する方向にクリップから延びず、すなわち突出しない。クリップ６０４の各部分６０６、６０８、６１０、６１２、６１４は、コアピース８０２の脚部８０４の様々な側面または面に物理的に当接または係合する。脚部８０４は、磁性要素のその後の組立てステップにおいて部分組立体８２０で一体として移動できるようにクリップ６０４内に確実に受け入れられる。
【００７８】
図２０に示すように、部分組立体９２０は、部分組立体９２０に覆いかぶさる第二磁気コアピース９３０と相互に嵌合する。第二コアピース９３０は、細長い第一脚部９３２と第一脚部９３２からほぼ直角（９０°）に延びる短縮第二脚部９３４とを含むＬ字形コアである。第二磁気コアピース９３０は、上述の磁性材料及び関連技法のいずれからでも製作できる。または、技術上既知の他の適切な材料及び技法から製作できる。同様に、第二磁気コアピース９３０は、第一磁気コアピース９０２と同じまたは異なる材料から製作できる。
【００７９】
図示する例において、第二コアピース９３０は、コアピース８０２と同様の形状（すなわち、Ｌ字形）を持つが、寸法及び比率が異なる。コイル６０４の側面は、それぞれのコアピース８０２及び９３０の対向する短縮脚部８０６、９３４の間に効果的に捕捉され、コイル６０４の主巻線部６１０（図１８）は、それぞれのコアピース８０２及び９３０の細長い脚部８０４、９３２同士の間に挟まれる。このように組み立てられたら、第一コアピース８０２と第二コアピース９３０とを接着剤及びその類似品で接合できる。
【００８０】
図２１に示すように、完成した要素９００において、クリップ６０４の主巻線部６０６と第二コアピース９３０及び（または）対向するコアピース８０２及び９３０の他の部分との間に物理的間隙９５２を形成できる。間隙９５２は、パワーインダクタにとって、また潜在的に他の実施形態においては他の形式の磁性要素にとって望ましい性能特性を与えることができる。図示する実施形態において、間隙９５２は、第二コアピース８３０の脚部８３４の主巻線部６１０（図１０）に対して実質的に平行な平面において延びる。間隙９５２のサイズは、コアピース８０２及び９３０の脚部８０６及び９３４の寸法並びに（または）クリップ６０４の寸法を調節することによって変えられる。間隙の寸法を変えることによって、その結果得られる磁性要素の性能特性を特定の目的に合わせて変えることができ、従来の磁性要素に比べて比較的容易で効率のよい製造ステップで、例えば均一なパッケージサイズで様々な性能特性を有する多様なパワーインダクタを提供できる。
【００８１】
図１８〜２１に関連して単一コイルの実施形態について説明したが、別の実施形態においては、複数コイルの実施形態が可能である。
【００８２】
図２２は、様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す。図２１Ａに示すように、第一磁性体１００２が形成される。第一磁性体は、上に説明した実施形態のいずれかに従って単一部品構成でも複数部品構成でもよい。図２１の断面図において、予備形成クリップの主巻線部１００４は、軸線方向に磁性体１００２を通過する。
【００８３】
図２１Ｂに示すように、第二磁性体１００６が形成される。第二磁性体は、上に説明した実施形態のいずれかに従って単一部品構成でも複数部品構成でもよい。ただし、第二磁性体１００６は、第一磁性体１００２とは異なる磁性材料から製作されるので、異なる磁気特性を有する。図２１に示す断面図において、予備形成クリップの主巻線部１００４は、軸線方向に磁性体１００２を通過する。
【００８４】
図２１Ｃに示すように、第一磁性体１００２と第二磁性体１００６は、相互に並べて配置され、相互に結合される。結合された磁性体１００２及び１００６の軸線方向の長さは、磁性体１００２及び１００６のそれぞれの長さの合計である。主巻線部１００４は、主巻線部１００４の一部が第一磁性体１００２の磁性材料と接し、主巻線部１００４の別の部分が第二磁性体１００６の磁性材料と接するように、磁性体１００２及び１００６の軸線方向の長さを横切って延びる。従って、互いに異なる磁性体１００２及び１００６において互いに異なる磁束通路及び性能特性が可能になり、同じコイル部１００４のそれぞれの部分が、利用される様々な磁性材料の各々の利点を享受する。さらに、磁性体１００２及び１００６のいずれかまたは全てに１つまたはそれ以上の物理的間隙が設置されて、さらなる性能の変動及び属性を与えることができる。インダクタのインダクタンス値の変動及び性能属性の広範囲の変動は、物理的間隙の有無に関係なく、ｎ個の磁性体を戦略的に選択し、接合し、これらを１つまたはそれ以上のコイルと組み立てることによって得られる。
【００８５】
図２３及び２４はそれぞれ、別の磁性要素組立体１１００の分解図及び組立図である。
【００８６】
図２３に示すように、磁性要素組立体１１００は、図１１に関連して上に説明したように、第一部分組立体７２０を形成する第一磁気コアピース７０２と予備形成巻線クリップ６０４とを含む。さらに、組立体１００は、同様に予備形成巻線クリップ６０４と嵌合されて第二部分組立体１１０２を形成する第二磁気コアピース７３０を含む。第一部分組立体と第二部分組立体との間には、第三磁気コアピース１１０４が配置されて、２つの部分組立体を分離する。第三磁気コアピース１１０４は、第一クリップ用溝１１０６と、第一クリップ用溝１１０６の反対側に位置する第二クリップ用溝１１０８とを有する。第三磁気コアピース１１０４は、図２３に示すようにＩ形状の梁（Ｉ−ｂｅａｍ）の形状に形成できる。言い換えると、第三磁気コアピース１１０４は、クリップ用溝がそれぞれの脚部同士の間に延びるＵ字形の相互に対向する面を含むことができる。
【００８７】
第一クリップ用溝１１０６は第一部分組立体７２０に面して、そのクリップ６０４の一部を受け入れる。第二クリップ用溝１１０８は第二部分組立体１１０２に面して、そのクリップ６０４の一部を受け入れる。図２４に示すように、組み立てられると、クリップ６０４は第三磁気コアピース１１０４によって相互に離間されて、物理的間隙７５２が、第一コアピース７０２と第二コアピース１１０４との間及び第三コアピース１１０４と第二コアピース７３０との間に延びる。図示する代表的実施形態において、間隙７５２は、対向するコアピース７０２と１１０４との間に及びコアピース１１０４と７３０との間において、各クリップ６０４の主巻線部６１０（図１０）に対して直角を成す平面に延びて、各クリップ６０４の主巻線部６１０（図１０）を実質的に二分する。
【００８８】
様々な実施形態において、第三コアピース１１０４を製作するために使用される磁性材料は、第一及び第二コアピース７０２及び７３０を製作するために使用された磁性材料と同じでも異なってもよいので、第三コアピースは、コアピース７０２または７３０と同じまたは異なる磁気特性を持つことができる。従って、クリップ６０４の主巻線部６１０は、このような実施形態においては異なる磁性材料を横切って延びて、様々な磁性材料と当接することができる。従って、様々な磁性体７０２、１１０４及び７３０において様々な磁束通路及び性能特性が可能になり、クリップ６０４のそれぞれの部分が、利用される様々な磁性材料の各々の利点を享受する。
【００８９】
追加の磁気部品１１０４を設置して、追加のクリップ６０４と一緒に利用して、組立体１１００の軸線方向長さを延長でき、比較的コンパクトな配置でさらなる利点を与えることができる。
【００９０】
磁性要素組立体６００（図９）、８００（図１７）、９００（図２１）には、同様に、追加のクリップと相互に嵌合する第三磁気コアピース（または追加のコアピース）が設けられて、磁性要素組立体の他の変形を提供することができる。このような実施形態は、特に多相のインダクタ要素にとって有利である。
【００９１】
本発明の利点及び利益は、説明した代表的実施形態から明らかだと思われる。また、本開示の利点を有しかつ本明細書と一緒に提出される模範的請求項の範囲及び趣旨から逸脱することのないさらなる別の実施形態を当業者は推測できるだろう。
【００９２】
第一磁気コアピースと、前記第一磁気コアピースと結合された第一予備形成クリップと、前記第一磁気コアピース及び前記結合されたコイルと嵌合する第二磁気コアピースとを備える、磁性要素組立体の１つの代表的実施形態について説明した。
【００９３】
任意に、第一予備形成クリップは、実質的にＣ字形に形成された平坦な導体を含むことができる。Ｃ字形状部は、第一脚部と第二脚部とを含み、予備形成クリップは、さらに、第一リード及び第二リードの各々から延びる端子リードを備える。第一予備形成クリップは、実質的に矩形の内部キャビティを形成でき、内部キャビティは、第一コアピース全体に延びる。第一コアピースは、第一予備形成クリップの内部キャビティと実質的に同じ広がりを持つように寸法設定できる。
【００９４】
第二磁気コアピースは、任意に、第一コアピースを受け入れ収容する寸法に構成されたスロットを形成でき、第一磁気ピース及び第二磁気コアピースは、相互に物理的に間隙を持つ。第二磁気コアピースは実質的にＵ字形である。
【００９５】
別の選択肢として、第一磁気コアピースは、第一脚部と、第二脚部と、第一脚部と第二脚部との間に形成されたクリップ用溝とを含むことができ、第一予備形成クリップの一部は第一磁気コアピースのクリップ用溝に受け入れられる。第二磁気コアピースも、同様に、第一脚部と、第二脚部と、第一脚部と第二脚部の間に形成されたクリップ用溝とを含むことができ、第一予備形成クリップの一部は第二磁気コアピースのクリップ用溝に受け入れられる。予備形成クリップは、実質的にＣ字形に形成された平坦な導体を備えることができる。Ｃ字形状部は、第一脚部と第二脚部とを含み、予備形成クリップは、さらに第一リード及び第二リードの各々から延びる端子リードを含む。端子リードは、第一及び第二磁気コアピースの一方のクリップ用溝に実質的に平行に延びる。予備形成クリップは、さらに、実質的に矩形の内部キャビティを形成でき、内部キャビティは、第一磁気コアピースの上で延びて、第一及び第二脚部の一方を取り巻く。
【００９６】
別の選択肢においては、第一磁気コアピースは、任意に実質的にＬ字形とすることができる。Ｌ字形磁気コアピースは、長脚部と、長脚部から実質的に直角に延びる短脚部とを含むことができる。第一予備形成クリップは、実質的に矩形の内部キャビティを形成でき、内部キャビティは、長脚部の上で延びてこれの周囲において取り巻く。第二磁気コアピースも、実質的にＬ字形とすることができ、第二磁気コアピースは、第一磁気コアピースに対してひっくり返され、第一予備形成コイルに覆いかぶさる。第一及び第二のＬ字形磁気コアピースは、実質的に同じサイズ及び形状を持っても、互いに異なるサイズ及び形状を持ってもよい。
【００９７】
別の選択肢として、第一及び第二磁気コアピースは、相互に並べて配置され、相互に結合されて、第一予備形成コイルは、複数の磁気コアピースの各々を横切ってこれらと密着して延びる。複数の磁気コアピースのうち少なくとも２つは、任意に、互いに異なる磁気特性を有する互いに異なる磁性材料（アモルファス粉末材料を含むが、これに限定されない）から製作できる。
【００９８】
任意に、第三の磁気コアピースが第一磁気コアピースと第二磁気コアピースとの間に配置され、第二の予備形成クリップを設置して、第二磁気コアピース及び第三磁気コアピースと嵌合できる。
【００９９】
磁性要素を形成する代表的方法も開示する。要素は、第一磁気コアピースと、第二磁気コアピースと、予備形成巻線クリップとを含む。方法は、予備形成巻線クリップを第一磁気コアピースに結合するステップと、結合されたコイル及び第一磁気コアピースを第二磁気コアピースに組み立て、それによって第一及び第二磁気ピースが集合的にＣ字形クリップの一部を囲繞するステップとを含む。
【０１００】
任意に、予備形成巻線クリップは、内部キャビティを形成でき、予備形成巻線クリップを第一磁気コアピースに結合するステップは、第一磁気コアピースの一部を内部キャビティに挿入するステップを含むことができる。
【０１０１】
さらに、予備形成巻線クリップを第一磁気コアピースに結合するステップは、任意に、予備形成巻線クリップが、停止表面に当接するまで第一磁気コアピースに沿って予備形成巻線クリップを摺動させるステップを含むことができる。
【０１０２】
予備形成巻線クリップを、任意に、Ｃ字形とすることができ、第一及び第二磁気コアピースの一方を任意にＵ字形とすることができる。
【０１０３】
別の選択肢として、第一及び第二磁気コアピースの両方をＵ字形とし、Ｕ字形コアピースの各々がＣ字形巻線クリップの一部を受け入れる。
【０１０４】
さらに別の選択肢において、予備形成巻線クリップを実質的にＣ字形とし、第一及び第二磁気コアピースの一方をＬ字形とすることができる。さらに、第一及び第二磁気コアピースの両方を任意にＬ字形とし、Ｌ字形コアピースを相互に対してひっくり返すことができる。
【０１０５】
本発明を特定の実施形態に関連して説明したが、この説明は、限定的に解釈されないものとする。本発明の説明を参照すれば、当業者には、開示した実施形態の様々な変形、並びに本発明の代替実施形態が明白になるだろう。開示した概念及び特定の実施形態は、本発明の同じ目的を実施するために他の構造を変形または構成するための基礎として容易に利用できることが、当業者には分かるはずである。また、このような同等の構成が特許請求の範囲において示される本発明の趣旨及び範囲から逸脱しないことが、当業者には分かるはずである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲に属する上記のあらゆる変形または実施形態を包含することが想定される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して電子部品及び前記部品の製造方法に関し、特に、インダクタ、トランス及びこれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的インダクタは、シールドコア及びドラムコア、Ｕコア及びＩコア、並びにその他の適合する形状を含めて、環状心（ｔｏｒｏｉｄａｌ ｃｏｒｅ）及び形状化されたコアを含む。これらのインダクタの典型的なコア材料は、フェライトまたは通常の粉末コア材料である。粉末コア材料は、鉄（Ｆｅ）、センダスト（Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ）、ＭＰＰ（Ｍｏ−Ｎｉ−Ｆｅ）及びハイフラックス（ＨｉｇｈＦｌｕｘ（Ｎｉ−Ｆｅ））を含む。インダクタは、典型的には、コアを取り巻く導体巻線を有する。巻線は、平坦なまたは丸みのあるマグネットワイヤコイル、打ち抜き銅箔またはクリップを含むが、これに限定されない。コイルは、ドラムコアまたはその他のボビンコアに直接巻くことができる。巻線の両端は、リードと呼ぶことができ、インダクタを電気回路へ結合するために使用される。巻線は、用途の要件次第で、予備形成、半予備形成または非予備形成とすることができる。別個のコア同士を接着剤で接合できる。
【０００３】
パワーインダクタはより高い電流へ向かう傾向があるため、より柔軟な形状係数、より丈夫な構成、より高い出力及びエネルギー密度、より高い効率及びより厳密なインダクタンス及び直流抵抗（ＤＣＲ）公差を有するインダクタを提供する必要がある。ＤＣ−ＤＣコンバータ及び電圧調整器モジュール（ＶＲＭ）用には、しばしば、より厳密なＤＣＲ公差を有するインダクタが必要とされる。このようなインダクタは、仕上げ品の製造工程のために提供が困難である。典型的なインダクタにおいてより高い飽和電流及びより厳密なＤＣＲ公差を提供する既存の解決法は、非常に困難かつコスト高になっており、このような典型的インダクタから最良の性能を得られない。従って、現在のインダクタはそのために改良が必要である。
【０００４】
一定のインダクタ特性の改良のために、最近、コア材料にアモルファス粉末材を用いて、環状心が製造されている。環状心には、コイルまたは巻線をコアに直接巻きつける必要がある。この巻線の工程において、コアは、非常に割れやすいので、製造工程を困難にし、表面実装技術における環状心の使用をコスト高にする。さらに、環状心における不均等なコイルの巻線及びコイルの張力の変動のせいで、ＤＣＲは全く一定ではない。ＤＣ−ＤＣコンバータ及びＶＲＭにおいて、一般に一定のＤＣＲが求められる。プレス工程の際に高圧力を伴うので、アモルファス粉末材を用いて形状化されたコアを製造するのはこれまで可能ではなかった。
【０００５】
電子パッケージが進歩したため、小型構造を有するパワーインダクタを製造する傾向になっている。従って、コア構造体は、モデム電子デバイスを収容できるようにより小さい外形を持たなければならない。モデム電子デバイスの一部は、スリムすなわち非常に薄い外形を持つ。薄いプロフィルを有するインダクタを製造すると、製造者は多くの困難に遭遇することになり、それによって製造工程はコスト高になる。
【０００６】
例えば、要素がどんどん小さくなるに連れて、手巻きされる要素の性質のために支障が生じた。このような手巻きの要素では、製品自体が統一されない。別の支障は、形状化されたコアが非常に脆弱で、製造工程全体を通じてコアの割れを生じやすいことを含む。別の支障は、ドラムコア及びシールドコア、ＥＲコア及びＩコア、並びにＵコア及びＩコアを含めて（ただし、これに限定されない。）、組立て時における２つの別個のコア同士の間の間隙に偏差があることにより、インダクタンスが一定ではないことである。さらなる支障は、巻き線工程時に巻き及び張力が均等ではないためにＤＣＲが一定ではないことである。これらの支障は、小型構造を有するインダクタを製造しようとするときに遭遇する多くの支障のごく一部の例に過ぎない。
【０００７】
他の要素と同様、インダクタの製造工程は、非常に競争の激しい電子部品製造業においてコストを削減する手段として精査されてきた。製造コストの削減は、製造される要素が低コスト・大量生産の要素である場合、特に望ましい。大量生産する要素において、製造コストの削減はどのようなものでも当然有意義である。製造に使用される１つの材料が別の材料よりも高いコストを持つことが考えられる。しかし、よりコスト高の材料を使用することによって、製造工程における製品の信頼性及び一貫性は、コストの安い材料を用いて製造された同じ製品の信頼性及び一貫性よりも上がるので、全体的な製造コストは少なくなる可能性がある。実際に製造された製品は、廃棄されることなくより多く販売される。さらに、要素の製造に使用される１つの材料が別の材料よりもコスト高であっても、労力の節約は、材料コストの増大を相殺して余りある可能性がある。これらの例は、製造コストを削減する多くの方策のごく一部である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特に回路基板に使用されるときに、要素のサイズを実質的に増大させて不当な量の空間を占めることなく、下記の改良、すなわちより柔軟な形状的要因、より丈夫な構成、より高い出力及びエネルギー密度、より高い効率、より広い作動周波数範囲、より広い作動温度範囲、より高い飽和磁束密度、より高い実効透磁率及びより厳密なインダクタンス及びＤＣＲ公差のうち１つまたはそれ以上を可能にするコア及び巻線の構成体を有する磁性要素を提供することが望ましくなっている。また、低コストの製造を可能にし、より統一した電気及び機械特性を得られるコア及び巻線の構成体を有する磁性要素を提供することが望ましい。さらに、大きな生産ロットサイズに対してＤＣＲを厳密に制御する磁性要素を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
磁性要素及びこの磁性要素を製造する方法について説明する。磁性要素は、インダクタまたはトランスを含むが、これに限定されない。方法は、アモルファス粉末材料から製作された少なくとも１つの形状化されたコアを用意するステップと、少なくとも１つの巻線の少なくとも一部を少なくとも１つの形状化されたコアに結合するステップと、少なくとも１つの巻線の少なくとも一部と一緒に少なくとも１つの形状化されたコアをプレスするステップとを含む。磁性要素は、アモルファス粉末材料から製作された少なくとも１つの形状化されたコアと、少なくとも一部が少なくとも１つの形状化されたコアに結合された少なくとも１つの巻線とを含み、少なくとも１つの形状化されたコアは、少なくとも１つの巻線の少なくとも一部にプレスされる。巻線は、予備形成、半予備形成または非予備形成であり、クリップまたはコイルを含むがこれに限定されない。アモルファス粉末材料は、鉄を主原料とするアモルファス粉末材料またはナノアモルファス粉末材料とすることができる。
【００１０】
いくつかの態様によれば、２つの形状化されたコアが結合され、その間に巻線が配置される。この態様において、一方の形状化されたコアはプレスされ、巻線はプレスされた形状化されたコアに結合される。他方の形状化されたコアは巻線及びプレスされた形状化されたコアに結合され、再びプレスされて、磁性要素を形成する。形状化されたコアは、アモルファス粉末材料またはナノアモルファス粉末材料から製作できる。
【００１１】
他の代表的態様によれば、アモルファス粉末材料は少なくとも１つの巻線の周りで結合される。この態様において、アモルファス粉末材料及び少なくとも１つの巻線は一緒にプレスされて、磁性要素を形成し、磁性要素は、形状化されたコアを有する。この態様によれば、磁性要素は、単一の形状化されたコア及び単一の巻線を持つか、または単一構造体内に複数の形状化されたコアを備えることができ、この場合、形状化されたコアの各々は対応する巻線を有する。または、形状化されたコアは、ナノアモルファス粉末材料から製作できる。
【００１２】
本発明の上記の及び他の態様、目的、特徴及び利点は、図解する代表的実施形態の以下の説明を検討すれば当業者には明らかになるだろう。代表的実施形態は、現時点で考えられる本発明を実施する最良の様式を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】代表的実施形態に従った、製造工程の複数の段階におけるＥＲ−Ｉコアを有するパワーインダクタの斜視図である。
【図２】代表的実施形態に従った、製造工程の複数の段階におけるＵ−Ｉコアを有するパワーインダクタの斜視図である。
【図３Ａ】代表的実施形態に従った対称形Ｕコアの斜視図である。
【図３Ｂ】代表的実施形態に従った非対称形Ｕコアの斜視図である。
【図４】代表的実施形態に従った、ビードコアを有するパワーインダクタの斜視図である。
【図５】代表的実施形態に従った、単一構造体として形成された複数のＵコアを有するパワーインダクタの斜視図である。
【図６】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第一コアピースと巻線の部分組立体を示す図である。
【図７】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、組立済みの図６のコアと巻線を示す図である。
【図８】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第二コアピースと組み立てられる図7の組立体を示す図である。
【図９】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、下から見た完成した要素組立体を示す図である。
【図１０】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第一コアピースと巻線の部分組立体を示す図である。
【図１１】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、組立済みの図１０のコアと巻線を示す図である。
【図１２】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第二コアピースと組み立たてられる図１１の組立体を示す図である。
【図１３】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、上から見た完成磁性要素組立体を示す図である。
【図１４】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第一コアピースと巻線の部分組立体を示す図である。
【図１５】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、組立済みの図１４のコアと巻線を示す図である。
【図１６】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第二コアピースと組み立てられた図１５の組立体を示す図である。
【図１７】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、上から見た完成した要素組立体を示す図である。
【図１８】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第一コアピースと巻線の部分組立体を示す図である。
【図１９】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、組立済みの図１８のコアと巻線を示す図である。
【図２０】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、第二コアピースと組み立てられる図１９の組立体を示す図である。
【図２１】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、上から見た完成した要素組立体を示す図である。
【図２２】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図である。
【図２２Ａ】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、要素部分組立体の第一断面図である。
【図２２Ｂ】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、要素部分組立体の第二断面図である。
【図２２Ｃ】様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す図であり、完成した要素の断面図である。
【図２３】別の磁性要素組立体の分解図である。
【図２４】図２３の要素の組立済みの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の上記の及びその他の特徴及び態様は、添付図面と一緒に本発明の代表的実施形態の以下の説明を参照すればよく理解できる。
【００１５】
図１〜５を参照すると、磁性要素またはデバイスの様々な例示的代表的実施形態のいくつかの図が示される。代表的実施形態において、デバイスはインダクタであるが、下に説明する本発明の利益は他の形式のデバイスにも生じることが分かる。下に説明する材料及び技法は、低プロフィルインダクタの製造に特に有利であると思われるが、インダクタは、本発明の利益を評価できる電気部品の１つの形式に過ぎない。従って、説明は、例示のために過ぎず、本発明の利益は、他のサイズ及び形式のインダクタ並びにトランスを含めて（ただしこれに限定されない）他の電子部品にも生じると想定される。従って、本明細書において示す発明的概念の実施は、本明細書において説明し図面に図解される代表的実施形態に限定されない。さらに、図面は尺度通りではなく、様々な要素の厚み及びその他のサイズは、明白化のために誇張されている。
【００１６】
図１は、代表的実施形態に従った製造工程の複数の段階におけるＥＲ−Ｉ形状をしたコアを有するパワーインダクタの斜視図である。この実施形態において、パワーインダクタ１００は、ＥＲコア１００と、予備形成コイル１３０と、Ｉコア１５０とを備える。
【００１７】
ＥＲコア１１０は、概して正方形または矩形であり、ベース１１２と、２つの側壁１１４、１１５と、２つの端壁１２０、１２１と、レセプタクル１２４と、心立て突起物またはポスト１２６とを有する。２つの側壁１１４、１１５は、ベース１１２の長手長さ全体に延び、外面１１６と、内面１１７とを有し、内面１１７は、心立て突起物１２６に近接する。２つの側壁１１４、１１５の外面１１６は、実質的に平面状であるが、２つの側壁の内面１１７は凹面である。２つの端壁１２０、１２１は、２つの端壁の各々にそれぞれ間隙１２２、１２３が形成されるように、ベース１１２の幅の一部を、ベース１１２の各側壁１１４、１１５の端から延びる。この間隙１２２、１２３は、２つの側壁１１４、１１５が相互の鏡像になるように、実質的に２つの端壁１２０、１２１の各々の中央に形成できる。レセプタクル１２４は、２つの側壁１１４、１１５及び２つの端壁１２０、１２１によって形成される。心立て突起物１２６は、ＥＲコア１１０のレセプタクル１２４の中心に配置でき、ＥＲコア１１０のベース１１２から上向きに延びることができる。心立て突起物１２６は、２つの側壁１１４、１１５及び２つの端壁１２０、１２１の高さと実質的に同じ高さまで延びるか、または高さは、２つの側壁１１４、１１５及び２つの端壁１２０、１２１の高さより低くても良い。心立て突起物は、予備形成コイル１３０の内周１３２の中へ延びて、予備形成コイル１３０を、ＥＲコア１１０に対して固定され設定された中心位置に維持する。この実施形態においてＥＲコアは対称形コア構造を持つものとして説明されるが、ＥＲコアは、代表的実施形態の範囲及び趣旨から逸脱することなく非対称形コア構造を持つことができる。
【００１８】
予備形成コイル１３０は、１つまたはそれ以上の巻きを有するコイルと、２つの端子１３４、１３６またはリードとを有する。リードは、予備形成コイル１３０から相互に１８０度に延びる。２つの端子１３４、１３６は、予備形成コイル１３０から外向きに延び、その後上向きに延び、その後予備形成コイル１３０へ向かって内向きに戻る。これによって、各々Ｕ字形を形成する。予備形成コイル１３０は、予備形成コイル１３０の内周１３２を有する。予備形成コイル１３０の構成は、心立て突起物１２６が予備形成コイル１３０の内周１３２の中へ延びるように心立て突起物１２６を介して予備形成コイル１３０をＥＲコアに結合するように設計される。予備形成コイル１３０は、銅から製作され、ニッケル及び錫でメッキされる。予備形成コイル１３０は銅から作られニッケル及び錫によってメッキされるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、金メッキ及びはんだ付けを含めて（ただし、これに限定されない）他の適切な導体材料を、予備形成コイル及び（または）２つの端子１３４、１３６の製作に利用できる。さらに、この実施形態において使用できる１つの形式の巻線として予備形成コイル１３０を示したが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、他の形式の巻線を利用できる。さらに、この実施形態は、予備形成コイル１３０を利用するが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、半予備形成巻線及び非予備形成巻線も使用できる。また、特定の構成の端子１３４、１３６について説明したが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、端子に他の構成を使用できる。さらに、予備形成コイル１３０の形状は、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、円形、正方形、矩形または他の任意の形状が可能である。２つの側壁１１４、１１５及び２つの端壁１２０、１２１の内面は、予備形成コイル１３０または巻線の形状に合致するように再構成できる。コイル１３０が複数の巻きを持つ場合、巻き同士の間の絶縁が必要な場合がある。絶縁は、コーティングまたは巻き同士の間に配置できる他の形式の絶縁材とすることができる。
【００１９】
Ｉコア１５０は、概して正方形または矩形であり、ＥＲコアのフットプリント（ｆｏｏｔ ｐｒｉｎｔ）に実質的に合致する。Ｉコア１５０は、２つの対向する端部１５２、１５４を有し、各端１５２、１５４は、それぞれ端子１３４、１３６の端部を収容する凹部１５３，１５５を有する。凹部１５３、１５５は、端子１４３、１３６の端部の幅と比べて実質的に同じ幅またはわずかに大きい幅を有する。
【００２０】
代表的実施形態において、ＥＲコア１１０及びＩコア１５０は、両方ともアモルファス粉末コア材料から製作される。いくつかの実施形態において、アモルファス粉末コア材料を、鉄を主原料とするアモルファス粉末コア材料とすることができる。鉄を主原料とするアモルファス粉末コア材料の一例は、約８０％の鉄及び２０％の他の元素を含む。別の実施形態において、アモルファス粉末コア材料を、コバルトを主原料とするアモルファス粉末コア材料とすることができる。コバルトを主原料とするアモルファス粉末コア材料の一例は、約７５％のコバルトと２５％の他の元素を含む。さらに、別のいくつかの実施形態においては、アモルファス粉末コア材料を、ナノアモルファス粉末コア材料とすることができる。
【００２１】
この材料は分散間隙構造を生じ、この構造において、結合材料は、製作された鉄を主原料とするアモルファス粉末材料内の間隙として作用する。代表的材料は、韓国ソウルのＡｍｏｓｅｎｓｅ社が製造し、製品番号ＡＰＨｘｘ（先進的粉末コア（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｗｄｅｒ Ｃｏｒｅ））（ここでｘｘは材料の実効透磁率を表す）として販売される。例えば、材料の実効透磁率が６０であれば、部品番号はＡＰＨ６０である。この材料は、高電流パワーインダクタに使用できる。さらに、この材料は、インダクタ１００の異常な加熱を生じることなく、より高い作動周波数、典型的には約１ＭＨｚ〜約２ＭＨｚの範囲に使用できる。この材料はより高い周波数範囲において使用できるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、この材料は、より低い及び高い周波数範囲において使用できる。アモルファス粉末コア材料は、より高い飽和磁束密度、より低いヒステリシス磁心損失、より広い作動周波数範囲、より広い作動温度範囲、より良い熱放散及びより高い実効透磁率を与えることができる。さらに、この材料は、損失分散間隙材料をより小さくできるので、出力及びエネルギー密度を最大にできる。一般に、形状化されたコアの実効透磁率は、プレス密度のせいであまり高くない。しかし、形状化されたコアにこの材料を使用することによって、これまでよりも著しく高い実効透磁率が得られる。また、ナノアモルファス粉末材料を使用すると、鉄を主原料とするアモルファス粉末材料の透磁率に比べて、最高で３倍高い透磁率が得られる。
【００２２】
図１に示すように、ＥＲコア１１０及びＩコア１５０は、アモルファス粉末材料からプレス成形されて、中実の形状化されたコアを形成する。ＥＲコア１１０をプレスしたら、上述のように予備形成コイル１３０をＥＲコア１１０に結合する。予備形成コイル１３０の端子１３４、１３６は、２つの端壁１２０、１２１の間隙１２２、１２３を通過して延びる。その後、Ｉコア１５０は、端子１３４、１３６の端がそれぞれＩコア１５０の凹部１５３、１５５内で結合されるように、ＥＲコア１１０及び予備形成コイル１３０に結合される。ＥＲコア１１０、予備形成コイル１３０およびＩコア１５０は、その後プレス成形されて、ＥＲ−Ｉインダクタ１００を形成する。Ｉコア１５０は２つの対向する端１５２、１５４に形成された凹部１５３、１５５を持つものとして図解するが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、Ｉコア１５０は凹部を省略できる。また、Ｉコア１５０は、対称形として図解するが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、下記のようにミス防止手段付きＩコアを含めて非対称形Ｉコアを使用できる。
【００２３】
図２は、代表的実施形態に従った製造工程の複数の段階におけるＵ−Ｉ形状をしたコアを有するパワーインダクタの斜視図である。この実施形態において、パワーインダクタ２００は、Ｕコア２１０と、予備形成クリップ２３０と、Ｉコア２５０とを備える。本明細書において使用される場合、明細書全体を通じて、Ｕコア２１０は、２つの側面２１２、２１４及び２つの端面２１６、２１８を有し、２つの側面２１２、２１４は巻線またはクリップ２３０の向きに対して平行であり、２つの端面２１６、２１８は、巻線またはクリップ２３０の向きに対して直角を成す。さらに、Ｉコア２５０は、２つの側面２５２、２５４及び２つの端面２５６、２６０を有し、２つの側面２５２、２５４は巻線またはクリップ２３０の向きに対して平行であり、２つの端面２５６、２５８は巻線またはクリップ２３０の向きに対して直角を成す。この実施形態によれば、Ｉコア２５０は、ミス防止手段付きＩコア２５０となるように変形されている。ミス防止手段付きＩコア２５０は、ミス防止手段付きＩコア２５０の底面２５１の片面２５２においてそれぞれ２つの平行の端面２５６、２６０からの取除き部２５７、２６１、及びミス防止手段付きＩコア２５０の反対面２５４においてそれぞれ同じ２つの平行の端面２５６、２６０からの非取除き部２５８、２６２を有する。
【００２４】
予備形成クリップ２３０は、２つの端子２３４、２３６またはリードを有し、リードは、取除き部２５７、２６１に予備形成クリップ２３０を配置して、予備形成クリップ２３０がそれ以上移動できなくなるまで予備形成クリップ２３０を非取除き部２５８、２６２へ向かって摺動することによって、ミス防止手段付きＩコア２５０の周りに結合できる。予備形成クリップ２３０は、非予備形成クリップと比べると、製造工程においてメッキの曲がり及び割れが大幅に減少するので、より良いＤＣＲ制御を可能とする。ミス防止手段付きＩコア２５０は、予備形成クリップ２３０を適切な位置に配置して、Ｕコア２１０を迅速に、容易にかつ正確にミス防止手段付きＩコア２５０に結合できるようにする。図２に示すように、ミス防止手段付きＩコア２５０の底面２５１のみがミス防止手段を与える。この実施形態においては、ミス防止手段付きコア２５０の底面２５１のみがミス防止手段を与えるが、代表的実施形態の範囲及び趣旨から逸脱することなく、別の面が（単独でまたは他の面との組合せで）ミス防止手段を与えることができる。例えば、図２に示すようにＩコア２５０の底面２５１のみに配置する代わりに、ミス防止手段を、Ｉコアの対向する端面２５６、２６０のみにまたは対向する端面２５６、２６０と底面２５１とに配置できる。さらに、Ｉコア２５０は、いくつかの別の実施形態においては、ミス防止手段なしで形成できる。
【００２５】
予備形成クリップ２３０は、銅から製作されて、ニッケル及び錫でメッキされる。予備形成コイル２３０は、銅から作られてニッケル及び錫メッキをするが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、金メッキ及びはんだ付けを含めて（ただし、これに限定されない）他の適切な導体材料を予備形成クリップ２３０及び（または）２つの端子２３４、２３６の製作に利用できる。さらに、この実施形態においては予備形成クリップ２３０が使用されるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、クリップ２３０を部分的に予備形成するかまたは予備形成しなくてもよい。さらに、この実施形態においては、予備形成クリップ２３０が示されるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、任意の形式の巻線を使用できる。
【００２６】
ミス防止手段付きＩコア２５０からの取除き部２５７、２６１は、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、対称形Ｕコアまたは非対称形Ｕコア（それぞれ、図３Ａ及び３Ｂに関連して説明する）を利用できるような寸法に設計できる。Ｕコア２１０は、ミス防止手段付きＩコアの幅と実質的に同じ幅及びミス防止手段付きＩコア２５０の長さと実質的に同じ長さを持つように寸法設定される。Ｕコア２１０の寸法を上に例示したが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、寸法を変えられる。
【００２７】
図３Ａは、代表的実施形態に従った対称形Ｕコアの斜視図である。対称形Ｕコア３００は、１つの表面３１０と対向する面３２０とを有し、１つの表面３１０は実質的に平面状であり、対向面３２０は、第一脚部３２２と、第二脚部３２４と、第一脚部と第二脚部との間に形成されたクリップ用溝３２６とを有する。対称形Ｕコア３００において、第一脚部３２２の幅は第二脚部３２４の幅と実質的に等しい。この対称形Ｕコア３００は、Ｉコア２５０に結合され、予備形成クリップ２３０の一部はクリップ用溝３２６内に配置される。特定の代表的実施形態によれば、予備形成クリップ２３０の端子２３４、２３６は、Ｉコア２５０の底面２５１に結合される。ただし、別の代表的実施形態においては、予備形成クリップ２３０の端子２３４、２３６をＵコア３００の１つの表面３１０に結合できる。
【００２８】
図３Ｂは、代表的実施形態に従った非対称形Ｕコアの斜視図である。非対称形Ｕコア３５０は、１つの表面３６０と対向する面３７０とを有し、１つの表面３６０は実質的に平面状であり、対向面３７０は、第一脚部３７２と、第二脚部３７４と、第一脚部３７２と第二脚部３７４との間に形成されたクリップ用溝３７６とを有する。非対称形Ｕコア３５０において、第一脚部３７２の幅は第二脚部３７４の幅と実質的に等しくない。この非対称形Ｕコア３５０はＩコア２５０に結合され、予備形成クリップ２３０の一部はクリップ用溝３７６内に配置される。特定の代表的実施形態によれば、予備形成クリップ２３０の端子２３４、２３６は、Ｉコア２５０の底面２５１に結合される。ただし、別の代表的実施形態においては、予備形成クリップ２３０の端子２３４、２３６をＵコア３５０の１つの表面３６０に結合できる。非対称形Ｕコア３５０を使用する１つの理由は、磁路全体を通じてより均等な磁束密度分布を与えることである。
【００２９】
代表的実施形態において、Ｕコア２１０及びＩコア２５０は、両方とも、アモルファス粉末コア材料から製作される。コア材料は、ＥＲコア１１０とＩコア１５０に関連して上に説明したのと同じ材料である。いくつからの実施形態によれば、アモルファス粉末コア材料を、鉄を主原料とするアモルファス粉末コア材料とすることができる。さらに、コア材料としてナノアモルファス粉末材料も使用できる。図２に示すように、予備形成クリップ２３０はＩコア２５０に結合され、Ｕコア２１０は、予備形成クリップ２３０がＵコア２１０のクリップ用溝内に配置されるようにＩコア２５０及び予備形成クリップ２３０に結合される。Ｕコア２１０は、Ｕコア３１０として図示するように対称形か、またはＵコア３５０として図示するように非対称形とすることができる。その結果、Ｕコア２１０、予備形成クリップ２３０及びＩコアは一緒にプレス成形され、ＵＩインダクタ２００を形成する。プレス成形は、コア２１０、２５０を予備形成クリップ２３０の周りでフォーム成形することによって、概して予備形成クリップ２３０とコア２１０、２５０との間にある物理的間隙を取り除く。
【００３０】
図４は、代表的実施形態に従ったビードコア（ｂｅａｄ ｃｏｒｅ）を有するパワーインダクタの斜視図である。この実施形態において、パワーインダクタ４００は、ビードコア４１０と、半予備形成クリップ４３０とを備える。本明細書において使用される場合、明細書全体を通じて、ビードコア４１０は、２つの側面４１２、４１４及び２つの端面４１６、４１８を有し、２つの側面４１２、４１４は巻線またはクリップ４３０に対して平行であり、端面４１６、４１８は巻線またはクリップ４３０に対して直角を成す。
【００３１】
代表的実施形態において、ビードコア４１０は、アモルファス粉末コア材料から製作される。コア材料は、ＥＲコア１１０とＩコア１５０に関連して上に説明したのと同じ材料である。いくつからの実施形態によれば、アモルファス粉末コア材料を、鉄を主原料とするアモルファス粉末コア材料とすることができる。さらに、コア材料としてナノアモルファス粉末材料も使用できる。
【００３２】
半予備形成クリップ４３０は、対向する２つの端面４１６、４１８に２つの端子またはリード４３４、４３６を備え、半予備形成クリップ４３０の一部をビードコア４１０内の中央に通過させ、２つの端子４３４、４３６をビードコア４１０の２つの端面４１６、４１８の周りに巻き付けることによって、ビードコア４１０に結合できる。半予備形成クリップ４３０は、製造工程におけるメッキの曲がり及び割れが大幅に減少するので、非予備形成クリップに比べてより良いＤＣＲ制御を可能にする。
【００３３】
半予備形成クリップ４３０は、銅から製作され、ニッケル及び錫でメッキされる。半予備形成コイル４３０は銅から作られニッケル及び錫メッキをするが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、金メッキ及びはんだ付けを含めて他の適切な導体材料を、半予備形成クリップ４３０の製作に利用できる。さらに、この実施形態においては半予備形成クリップ４３０が使用されるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、クリップ４３０を予備形成しなくてもよい。さらに、この実施形態においては、半予備形成クリップ４３０が示されるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、任意の形式の巻線を使用できる。
【００３４】
図４に示すように、半予備形成クリップ４３０は、半予備形成クリップ４３０の一部をビードコア４１０内に通過させて、２つの端子４３４、４３６をビードコア４１０の２つの端面４１６、４１８の周りに巻き付けることによって、ビードコア４１０に結合される。いくつかの実施形態において、ビードコア４１０は、ビードコア４１０の底面４５０の片面４１２からの取除き部４４０と、ビードコア４１０の反対面４１４からの非取除き部４４２とを持つように変形できる。半予備形成クリップ４３０の２つの端子４３４、４３６は、端子４３４、４３６が取除き部４４２内に位置するようにビードコア４１０の底面４５０に配置できる。ビードコアは取除き部及び非取除き部を持つように図解されるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、ビードコアは取除き部を省略するように、ビードコアを形成できる。
【００３５】
代表的実施形態によれば、アモルファス粉末コア材料を、まずシートに成形し、その後、半予備形成クリップ４３０の周りに巻き付けるまたは巻くことができる。半予備形成クリップ４３０の周りにアモルファス粉末コア材料を巻いたら、アモルファス粉末コア材料及び半予備形成クリップ４３０を高圧力でプレスして、パワーインダクタ４００を形成できる。プレス成形は、ビードコア４１０を半予備形成クリップ４３０の周りでフォーム成形することによって、概して半予備形成クリップ４３０とビードコア４１０との間のある物理的間隙を取り除く。
【００３６】
別の代表的実施形態によれば、アモルファス粉末コア材料及び半予備形成クリップ４３０は、アモルファス粉末コア材料が半予備形成クリップ４３０の少なくとも一部を取り囲むように型（図示せず）内に配置できる。その後、アモルファス粉末コア材料及び半予備形成クリップ４３０を高圧力でプレスして、パワーインダクタ４００を形成できる。プレス成形は、ビードコア４１０を半予備形成クリップ４３０の周りでフォーム成形することによって、概して半予備形成クリップ４３０とビードコア４１０との間にある物理的間隙を取り除く。
【００３７】
さらに、他の方法を用いて、上述のインダクタを形成できる。第一の代替方法において、アモルファス粉末コア材料を高圧力でプレスし、その後巻線をビードコアに結合し、さらに巻線がビードコアと追加のアモルファス粉末コア材料の少なくとも一部との間に配置されるように追加のアモルファス粉末コア材料をビードコアに加えることによって、ビードコアを形成できる。その後、ビードコア、巻線及び追加のアモルファス粉末コア材料を、高圧力で一緒にプレスして、この実施形態において説明したパワーインダクタを形成する。第二の代替方法において、アモルファス粉末コア材料を高圧力でプレスし、その後２つの別個の形状化されたコア同士の間に巻線を配置し、さらに追加のアモルファス粉末コア材料を加えることによって、２つの別個の形状化されたコアを形成できる。その後、２つの別個の形状化されたコア、巻線及び追加のアモルファス粉末コア材料を高圧力で一緒にプレスして、この実施形態において説明したパワーインダクタを形成する。第三の代替方法において、射出成形を用いて、アモルファス粉末コア材料及び巻線を一緒に成形できる。この実施形態においてはビードコアについて説明するが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、他の形状化されたコアを利用できる。
【００３８】
図５は、代表的実施形態に従った、単一構造体として形成された複数のＵ字形コアを有するパワーインダクタの斜視図である。この実施形態において、パワーインダクタ５００は、単一構造体５０５として形成された４つのＵ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５と、４つのクリップ５３０、５３２、５３４、５３６とを備え、各クリップ５３０、５３２、５３４、５３６は、Ｕ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５のそれぞれ１つに結合される。各クリップ５３０、５３２、５３４、５３６は、予備形成されていない。本明細書において使用される場合明細書全体を通じて、インダクタ５００は、２つの側面５０２、５０４と、２つの端面５０６、５０８とを有し、２つの側面５０２、５０４は、巻線またはクリップ５３０、５３２、５３４、５３６に対して平行であり、２つの端面５０６、５０８は、巻線またはクリップ５３０、５３２、５３４、５３６に対して直角を成す。単一の構造体５０５を形成する４つのＵコア５１０、５１５、５２０、５２５及び４つのクリップ５３０、５３２、５３４、５３６を図示するが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、これより多いまたは少ないＵコア及びこれに対応する数のクリップを用いて、単一構造体を形成できる。
【００３９】
代表的実施形態において、コア材料は、鉄を主原料とするアモルファス粉末コア材料から製作される。コア材料は、ＥＲコア１１０とＩコア１５０に関連して上で説明したのと同じ材料である。さらに、このコア材料としてナノアモルファス粉末材料も使用できる。
【００４０】
各クリップ５３０、５３２、５３４、５３６は、対向する端に２つの端子またはリード５４０（図示せず）、５４２を有し、クリップ５３０、５３２、５３４、５３６の一部をＵ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５の各々内の中央を通過させ、各クリップ５３０、５３２、５３４、５３６の２つの端子５４０（図示せず）、５４２をインダクタ５００の２つの端面５０６、５０８の周りに巻き付けることによって、Ｕ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５の各々に結合できる。
【００４１】
クリップ５３０、５３２、５３４、５３６は、銅から製作され、ニッケル及び錫でメッキされる。クリップ５３０、５３２、５３４、５３６は銅から作られニッケル及び錫でメッキされるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、金メッキ及びはんだ付けを含めて他の適切な導体材料を、クリップの製作に利用できる。さらに、この実施形態においてクリップ５３０、５３２、５３４、５３６が示されるが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、任意の形式の巻線を利用できる。
【００４２】
図５に示すように、クリップ５３０、５３２、５３４、５３６は、クリップ５３０、５３２、５３４、５３６の各々の一部をＵ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５の各々内を通過させ、各予備形成クリップ５３０、５３２、５３４、５３６の２つの端子５４０（図示せず）、５４２をインダクタ５００の２つの端面５０６、５０８に巻き付けることによって、Ｕ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５に結合される。
【００４３】
代表的実施形態によれば、アモルファス粉末コア材料を、まずシートに成形し、その後、クリップ５３０、５３２、５３４、５３６の周りに巻き付けることができる。クリップ５３０、５３２、５３４、５３６の周りにアモルファス粉末コア材料を巻き付けると、アモルファス粉末コア材料及びクリップ５３０、５３２、５３４、５３６を高圧力でプレスして、単一構造体５０５として形成された複数のＵ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５を有するＵ字形インダクタ５００を形成できる。プレス成形は、コア５１０、５１５、５２０、５２５をクリップ５３０、５３２、５３４、５３６の周りでフォーム成形することによって、概してクリップ５３０、５３２、５３４、５３６とコア５１０、５１５、５２０、５２５との間にある物理的間隙を取り除く。
【００４４】
別の代表的実施形態によれば、アモルファス粉末コア材料及びクリップ５３０、５３２、５３４、５３６は、アモルファス粉末コア材料がクリップ５３０、５３２、５３４、５３６の少なくとも一部を取り囲むように型（図示せず）内に配置できる。その後、アモルファス粉末コア材料及びクリップ５３０、５３２、５３４、５３６を高圧力でプレスして、単一構造体５０５として形成された複数のＵ字形コア５１０、５１５、５２０、５２５を有するＵ字形インダクタ５００を形成できる。プレス成形は、コア５１０、５１５、５２０、５２５をクリップ５３０、５３２、５３４、５３６の周りでフォーム成形することによって、概してクリップ５３０、５３２、５３４、５３６とコア５１０、５１５、５２０、５２５との間にある物理的間隙を取り除く。
【００４５】
さらに、他の方法を用いて、上述のインダクタを形成できる。第一の代替方法において、アモルファス粉末コア材料を高圧力でプレスし、その後複数の巻線を複数のＵ字形コアの各々に結合し、さらに複数の巻線が複数のＵ字形コアと追加のアモルファス粉末コア材料の少なくとも一部との間に配置されるように追加のアモルファス粉末コア材料を複数のＵ字形コアに加えることによって、複数のＵ字形コアを一緒に形成できる。その後、複数のＵ字形コア、複数の巻線及び追加のアモルファス粉末コア材料を、高圧力で一緒にプレスして、この実施形態において説明したパワーインダクタを形成する。第二の代替方法において、アモルファス粉末コア材料を高圧力でプレスし、その後２つの別個の形状化されたコア同士の間に複数の巻線を配置し、さらに追加のアモルファス粉末コア材料を加えることによって、２つの別個の形状化されたコアを形成できる。別個の形状化されたコアは各々、一緒に結合された複数の形状化されたコアを有する。その後、２つの別個の形状化されたコア、複数の巻線及び追加のアモルファス粉末コア材料を高圧力で一緒にプレスして、この実施形態において説明したパワーインダクタを形成する。第三の代替方法において、射出成形を用いて、アモルファス粉末コア材料及び複数の巻線を一緒に成形できる。この実施形態においては複数のＵ字形コアについて説明するが、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、他の形状化されたコアを利用できる。
【００４６】
さらに、複数のクリップ５３０、５３２、５３４、５３６は、基板（図示せず）上の回路接続に基づいて、また用途の要件次第で相互に並列にまたは直列に接続できる。さらに、これらのクリップ５３０、５３２、５３４、５３６を、多位相電流、例えば３相または４相電流に対処するように構成できる。
【００４７】
上にいくつかの実施形態を開示したが、本発明は、他の実施形態の教示に基づいて１つの実施形態に加えられる変更を含む。
【００４８】
特定の用途においては、分散間隙磁性材料から製作された単一部品のコア構成体及び単一部品のコア構成体に配置された１つまたはそれ以上のコイルが有利であるが、他の用途においては、１つまたはそれ以上のコイルと組み立てられた別個のコアピースを使用することで別の利益を得ることができ、また物理的間隙を組み込むことで望ましい性能上の利点を得ることができる。別個のコアピースと物理的間隙との構造及びこれらの組立てを遂行する方法については下でさらに説明する。
【００４９】
図６〜９は、様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す。図６に示すように、組立体は、第一部分組立体を形成する第一磁気コアピース６０２と巻線６０４とを含む。
【００５０】
図示する代表的実施形態において、磁気コアピース６０２は、細長い矩形ブロック又はレンガ形を有するＩコアである。磁気コアピース６０２は、上述の磁性材料および関連技法のいずれからでも製作できる。または技術上既知の他の適切な材料及び技法からも製作できる。
【００５１】
また、図示する代表的実施形態において、巻線６０４は、細長く概して平坦で平面状の主巻線部６０６と、主巻線部６０６の両端から延びる対向する脚部６０８及び６１０とを有する予備形成巻線クリップの形で提供される。脚部６０８及び６１０は、実質的にＣ字形配列で、主巻線部６０４の平面からほぼ直角に延びる。予備形成巻線クリップ６０４は、さらに、それぞれの脚部６０８及び６１０の各々から延びる端子リード部６１２、６１４を含む。端子リード部６１２、６１４は、脚部６０８及び６１０のそれぞれの平面に対してほぼ直角に、かつ主巻線部６０６の平面に対してほぼ平行に延びる。端子リード部６１２、６１４は、回路基板（図示せず）への表面実装のための離間導体パッドを提供する。クリップ６０４及びその部分６０６、６０８、６１０、６１２及び６１４は、集合的に、内部領域またはキャビティ６１６を形成するボディまたはフレームを形成する。図示する代表的実施形態において、キャビティ６１６は、実質的に矩形であり、第一磁気コアピース６０６と形状的に相補的である。
【００５２】
代表的実施形態において、クリップ６０４は、銅またはその他の導体材料または合金のシートから製作でき、打抜き及びプレス加工を含めて（ただし、これに限定されない）既知の技法を用いて図示する形状に形成できる。代表的実施形態において、クリップ６０４は別個に製作され、コアピース６０２に組み立てるように用意され、本明細書においては予備形成コイル６１０と呼ばれる。このような予備形成コイル６０４は、コイルがコアピースの周りに形成される、またはコアピースの周りに曲げられるもしくは成形される従来の磁性要素組立体と特に対照的である。
【００５３】
図７に示すように、クリップ６０４と第一磁気コアピース６０２は組み立てられまたは相互に結合されて、第一部分組立体６２０を形成する。１つの実施形態において、コアピース６０２は、クリップ６０４から独立して製作でき、コアピース６０２はクリップ６０４のキャビティ６１６の中に嵌合されて、例えば摺動係合で部分組立体を完成する。別の実施形態において、例えば、プレスまたは成形工程を用いて、キャビティ６１６の中にコアピース６０２を形成できる。どのように形成されるにしても、図示する代表的実施形態において、コアピース６０２は、クリップ６０４のキャビティ６１６と実質的に同一の広がりを持つサイズ及び形状を持つ。すなわち、コアピース６０２は、キャビティ６１６を実質的に満たすが、クリップ６０４のキャビティ６１６から突出しない。言い換えると、磁気コアピース６０２は、クリップの内部境界の中に内蔵され、図７に示すコアとクリップの組立体の外部寸法は、コアピース６０２と組み立てる前のクリップ６０４の外部寸法に等しい。
【００５４】
図７に示すように、クリップ６０４の各部分６０６、６０８、６１０、６１２、６１４は、磁気コアピース６０２の異なる側面または面と物理的に当接または係合する。コアピース６０２は、その後の磁性要素組立て段階において部分組立体６２０で一体として移動できるように、クリップ内に確実に受け入れられる。
【００５５】
図８は、第二磁気コアピース６３０と組み立てられる図７の部分組立体６２０を示す。第二磁気コアピース６３０は、上述の磁性材料及び関連技法のいずれからでも製作できる。または技術上既知の他の適切な材料及び技法から製作できる。さらに、様々な実施形態において、第二磁気コアピース６３０は、第一磁気コアピース６０２を製作するために使用したものと同じまたは異なる磁性材料から製作できる。すなわち、第一及び第二の磁気コアピース６０２、６３０は、選択された特定の材料次第で、異なるまたは同じ磁性材料を示すことができる。
【００５６】
図示する代表的実施形態において、第二磁気コアピース６３０は、Ｕ字形を有するＵコアであり、実質的に平面状の表面６３２と、平面状表面６３２に対向する表面６３４とを含み、表面６３４は、第一脚部６３６と、第二脚部６３８と、第一脚部６３６と第二脚部６３８との間に形成されたクリップ用溝６４０とを含む。様々な実施形態において、上述のように、対称形及び非対称形Ｕコアを使用できる。図８に示すように、部分組立体６２０がコアピース６３０と相互に嵌合するように、第一コアピース６０２及びクリップ６０４を含む部分組立体６２０は、クリップ用溝６４０と整列されて、これに挿入される。従って、部分組立体６２０は、第二コアピース６３０の両端６４２、６４４の間の軸線方向の距離の実質的に全体において、第二コアピース６３０を通過して軸線方向に延びる。すなわち、クリップの脚部６０８、６１０（図６）は概して、第二コアピース６３０の端面６４２、６４４に隣接し、これと実質的に同平面上にある。このように組み立てられると、第一コアピース６０２と第二コアピース６３０とを接着剤またはその類似品で接合できる。
【００５７】
図９の完成した要素に示すように、端子リード部６１２、６１４は、露出され、第二コアピース６３０の底面と実質的に面一又は同平面上にあるので、回路基板への表面実装電気接続に効果的に位置する。さらに、図９に示すように、コアピース６０２および６３０同士の間に物理的間隙６５０を形成でき、物理的間隙６５０は、パワーインダクタにとって、また潜在的に他の実施形態における他の形式の磁性要素にとって望ましい性能特性を与えることができる。図示する実施形態において、間隙６５０は、第二磁気コアピース６３０のクリップ用溝６４０（図８）内において部分組立体６２０の両側に軸方向に延びる。間隙６５０のサイズを、第二コアピース６３０のクリップ用溝６４０（図８）の寸法及び（または）第一コアピース６０２を含む部分組立体６２０の寸法を調整することによって、変えられる。間隙の寸法を変えることによって、その結果得られる磁性要素の性能特性を特定の目的に合わせて変えられ、従来の磁性要素に比べて比較的容易かつ効率のよい製造ステップで、例えば均等なパッケージサイズで様々な性能特性を有する多様なパワーインダクタを提供できる。
【００５８】
単一コイルの実施形態を図６〜９に関連して説明したが、別の実施形態においては複数コイルの実施形態が可能である。
【００５９】
図１０〜１３は、様々な製造段階における別の磁性要素組立体７００を示す。
【００６０】
図１０に示すように、組立体は、第一部分組立体を形成する第一コアピース７０２と、予備形成巻線クリップ６０４とを含む。図示する実施形態において、第一コアピース７０２は、実質的に平面状の表面７０４と平面状表面７０４に対向する表面７０６とを含むＵ字形のＵコアである。表面７０６は、第一脚部７０８と、第二脚部７１０と、第一脚部７０８と第二脚部７１０との間に形成されたクリップ用溝７１２とを含む。第一磁気コアピース７０２は、上述の磁性材料及び関連技法のいずれからでも製作できる。または、技術上既知の他の適切な材料及び技法から製作できる。様々な実施形態において、上述のように、対称形及び非対称形Ｕコアを利用できる。
【００６１】
図１１に示すように、クリップ６０４がコアピースに結合されると、部分組立体７２０が形成される。クリップ６０４の主巻線部６０６は、クリップ用溝７１２に摺動するように受け入れられ、クリップ６０４の残りの部分６０８、６１０、６１２、６１４は、第一コアピース７００の脚部７１０の外周を取り巻く。すなわち、第一コアピースの脚部７１０は、クリップ６０４の内部キャビティ６１６の中に受け入れられる。クリップ６０４の各部分６０６、６０８、６１０、６１２、６１４は、コアピース６０２の脚部７１０の様々な側面または面に物理的に当接または係合する。脚部７１０は、磁性要素のその後の組立てステップにおいて部分組立体７２０で一体として移動できるように、クリップ６０４内に確実に受け入れられる。
【００６２】
図示する代表的実施形態において、クリップ６０４は、クリップ６０４が部分組立体７２０においてコアピース７０２の表面７０６から突出するように、クリップ用溝７１２に部分的にしか受け入れられない。具体的には、クリップ６０４の巻線部６０６は、クリップ用溝７１２と係合し、クリップ６０４の残り部分６０８、６１０、６１２、６１４は、コアピース７０２の脚部７１０の様々な側面または面に物理的に当接または係合する。端子リード部６１２、６１４は、クリップ用溝７１２に対して実質的に平行に延びて、回路基板への表面実装接続のために、コアの脚部７１０の底面において露出される。
【００６３】
コアピース７０２の脚部７１０は、磁性要素のその後の組立てステップにおいて部分組立体７２０で一体として移動できるように、クリップ６０４内に確実に受け入れられる。
【００６４】
図１２に示すように、部分組立体７２０は、第二磁気コアピース７３０と相互に嵌合する。第二磁気コアピース７３０は、実質的に平面状の表面７３２と平面状表面７３２に対向する表面７３４とを含むＵ字形のＵコアである。表面７３４は、第一脚部７３４と、第二脚部７３６と、第一脚部７３４と第二脚部７３６との間に形成されたクリップ用溝７３８とを含む。第二磁気コアピース７３０は、上述の磁性材料及び関連技法のいずれからでも製作できる。または技術上既知の他の適切な材料及び技法から製作できる。同様に、第二コアピース７３０は、第一磁気コアピース７０２と同じまたは異なる材料から製作できる。様々な実施形態において、上述のように、対称形及び非対称形のＵコアを利用できる。
【００６５】
図示する例において、第二コアピース７３０は、コアピース７０２と実質的に同じサイズ及び形状を持つが、第一コアピース７０２に対して対向する鏡像の向きに配置される。第二コアピース７３０のクリップ用溝７３８は、クリップが第二コアピース７３０の脚部７３６の外周を取り囲むように、クリップ６０４の露出部を受け入れる。従って、クリップ６０４の主巻線部６１０は、部分的に第一コアピース７０２のクリップ用溝７１２の中に受け入れられ、かつ部分的に第二コアピース７３０のクリップ用溝７３８の中に受け入れられる。クリップ６０４の残り部分６０８、６１０、６１２、６１４は、部分的に第一コアピース７０２の脚部７１０の一部を囲繞し、かつ部分的に第二コアピース７３０の脚部７３６の一部を囲繞する。このように組み立てられたら、第一コアピース７０２と第二コアピース７３０とを接着剤及びその類似品で接合できる。
【００６６】
図１３に示すように、完成した要素７００において、コアピース７０２と７３０との間に物理的間隙７５２を形成でき、パワーインダクタにとって、また潜在的に他の実施形態においては他の形式の磁性要素にとって望ましい性能特性を与えることができる。図示する実施形態において、間隙７５２は、クリップ６０４の主巻線部６１０（図１０）に直角を成す平面において対向するコアピース７０２と７３０との間に延びて、クリップ６０４の主巻線部（図１０）を実質的に二分する。間隙７５２のサイズは、第一コアピース７０２及び第二コアピース７３０のクリップ用溝７１２（図１０）及び７３８（図１２）の寸法及び（または）対向するコアピース７０２、７３０の間に延びるクリップ６０４の横寸法を調節することによって変えられる。間隙の寸法を変えることによって、その結果得られる磁性要素の性能特性を特定の目的に合わせて変えることができ、従来の磁性要素に比べて比較的容易で効率のよい製造ステップで、例えば均一なパッケージサイズで様々な性能特性を有する多様なパワーインダクタを提供できる。
【００６７】
図１０〜１３に関連して単一コイルの実施形態について説明したが、別の実施形態においては、複数コイルの実施形態が可能である。
【００６８】
図１４〜１７は、様々な製造段階における別の磁性要素組立体８００を示す。
【００６９】
図１４に示すように、組立体は、第一部分組立体を形成する第一磁気コアピース８０２と予備形成巻線クリップ６０４とを含む。図示する実施形態において、第一コアピース８０２は、細長い第一脚部８０４と第一脚部８０４からほぼ直角（９０°）に延びる短縮第二脚部８０６とを含むＬ字形コアである。第二脚部８０６は、上述のように、クリップ６０４とミス防止式に係合するように隆起した停止面又は停止平面８０８を形成する。第一磁気コアピース８０２は、上述の磁性材料及び関連技法のいずれからでも製作できる。または、技術上既知の他の適切な材料及び技法から製作できる。
【００７０】
図１５に示すように、クリップ６０４がコアピース８０２に結合されると、部分組立体８２０が形成される。第一コアピース８０２の第一脚部８０４は、クリップ６０４の内部キャビティ６１６に受け入れられ、クリップは停止表面８０８と摺動するように係合して、コイル６０４を正確に配置できるようにする。クリップ６０４の各部分６０６、６０８、６１０、６１２、６１４は、コアピース８０２の脚部８０４の様々な側面または面に物理的に当接または係合する。脚部８０４は、磁性要素のその後の組立てステップにおいて部分組立体で一体として移動できるようにクリップ６０４内に確実に受け入れられる。
【００７１】
図１６に示すように、部分組立体８２０は、部分組立体８２０に覆いかぶさる第二磁気コアピース８３０と相互に嵌合する。第二コアピースは、細長い第一脚部８３２と第一脚部８３２からほぼ直角（９０°）に延びる短縮第二脚部８３４とを含むＬ字形コアである。第二磁気コアピース８３０は、上述の磁性材料及び関連技法のいずれからでも製作できる。または、技術上既知の他の適切な材料及び技法から製作できる。同様に、第二磁気コアピース８３０は、第一磁気コアピース８０２と同じまたは異なる材料から製作できる。
【００７２】
図示する例において、第二コアピース８３０は、コアピース８０２と実質的に同じサイズ及び形状を持つが、１８０°ひっくり返されて、第一コアピース７０２に対して反対の向きに配置される。コイル６０４は、それぞれのコアピース８０２及び８３０の対向する短縮脚部８０６、８３４同士の間に効果的に捕捉され、コイル６０４の主巻線部６１０（図１４）は、それぞれのコアピース８０２及び８３０の細長い脚部８０４、８３２同士の間に挟まれる。このように組み立てられると、第一コアピース８０２と第二コアピース８３０とを接着剤及びその類似品で接合できる。
【００７３】
図１７に示すように、完成した要素８００において、クリップ６０４の主巻線部６０６と、第二コアピース８３０及び（または）対向するコアピース８００及び８３０の他の部分との間に物理的間隙８５２を形成できる。間隙８５２は、パワーインダクタにとって、また潜在的に他の実施形態においては他の形式の磁性要素にとって望ましい性能特性を与えることができる。図示する実施形態において、間隙８５２は、第二コアピース８３０の脚部８３４の主巻線部６１０（図１０）に対して実質的に平行な平面において延びる。間隙８５２のサイズは、第二コアピース８３０の脚部８３４の寸法及び（または）クリップ６０４の寸法を調節することによって変えられる。間隙の寸法を変えることによって、その結果得られる磁性要素の性能特性を特定の目的に合わせて変えることができ、従来の磁性要素に比べて比較的容易で効率のよい製造ステップで、例えば均一なパッケージサイズで様々な性能特性を有する多様なパワーインダクタを提供できる。
【００７４】
図１４〜１７に関連して単一コイルの実施形態について説明したが、別の実施形態においては、複数コイルの実施形態が可能である。
【００７５】
図１８〜２１は、様々な製造段階における別の磁性要素組立体９００を示す。
【００７６】
図１８に示すように、組立体は、第一部分組立体を形成する第一磁気コアピース８０２と予備形成巻線クリップ６０４とを含む。図示する実施形態において、第一コアピース８０２は、細長い第一脚部８０４と第一脚部８０４からほぼ直角（９０°）に延びる短縮第二脚部８０６とを含むＬ字形コアである。第二脚部８０６は、上述のように、クリップ６０４とミス防止式に係合するように隆起停止面または停止表面８０８を形成する。第一磁気コアピース８０２は、上述の磁性材料及び関連技法のいずれからでも製作できる。または、技術上既知の他の適切な材料及び技法から製作できる。
【００７７】
図１９に示すように、クリップ６０４がコアピース８０２に結合されると、部分組立体９２０が形成される。第一コアピース８０２の第一脚部８０４は、クリップ６０４の内部キャビティ６１６に完全に受け入れられ、クリップは停止表面８０８と摺動するように係合して、コイル６０４を正確に配置できるようにする。図１５の組立体８２０と異なり、脚部８０４のどの部分も、停止表面８０８に対向する方向にクリップから延びず、すなわち突出しない。クリップ６０４の各部分６０６、６０８、６１０、６１２、６１４は、コアピース８０２の脚部８０４の様々な側面または面に物理的に当接または係合する。脚部８０４は、磁性要素のその後の組立てステップにおいて部分組立体８２０で一体として移動できるようにクリップ６０４内に確実に受け入れられる。
【００７８】
図２０に示すように、部分組立体９２０は、部分組立体９２０に覆いかぶさる第二磁気コアピース９３０と相互に嵌合する。第二コアピース９３０は、細長い第一脚部９３２と第一脚部９３２からほぼ直角（９０°）に延びる短縮第二脚部９３４とを含むＬ字形コアである。第二磁気コアピース９３０は、上述の磁性材料及び関連技法のいずれからでも製作できる。または、技術上既知の他の適切な材料及び技法から製作できる。同様に、第二磁気コアピース９３０は、第一磁気コアピース９０２と同じまたは異なる材料から製作できる。
【００７９】
図示する例において、第二コアピース９３０は、コアピース８０２と同様の形状（すなわち、Ｌ字形）を持つが、寸法及び比率が異なる。コイル６０４の側面は、それぞれのコアピース８０２及び９３０の対向する短縮脚部８０６、９３４の間に効果的に捕捉され、コイル６０４の主巻線部６１０（図１８）は、それぞれのコアピース８０２及び９３０の細長い脚部８０４、９３２同士の間に挟まれる。このように組み立てられたら、第一コアピース８０２と第二コアピース９３０とを接着剤及びその類似品で接合できる。
【００８０】
図２１に示すように、完成した要素９００において、クリップ６０４の主巻線部６０６と第二コアピース９３０及び（または）対向するコアピース８０２及び９３０の他の部分との間に物理的間隙９５２を形成できる。間隙９５２は、パワーインダクタにとって、また潜在的に他の実施形態においては他の形式の磁性要素にとって望ましい性能特性を与えることができる。図示する実施形態において、間隙９５２は、第二コアピース８３０の脚部８３４の主巻線部６１０（図１０）に対して実質的に平行な平面において延びる。間隙９５２のサイズは、コアピース８０２及び９３０の脚部８０６及び９３４の寸法並びに（または）クリップ６０４の寸法を調節することによって変えられる。間隙の寸法を変えることによって、その結果得られる磁性要素の性能特性を特定の目的に合わせて変えることができ、従来の磁性要素に比べて比較的容易で効率のよい製造ステップで、例えば均一なパッケージサイズで様々な性能特性を有する多様なパワーインダクタを提供できる。
【００８１】
図１８〜２１に関連して単一コイルの実施形態について説明したが、別の実施形態においては、複数コイルの実施形態が可能である。
【００８２】
図２２は、様々な製造段階における別の磁性要素組立体を示す。図２１Ａに示すように、第一磁性体１００２が形成される。第一磁性体は、上に説明した実施形態のいずれかに従って単一部品構成でも複数部品構成でもよい。図２１の断面図において、予備形成クリップの主巻線部１００４は、軸線方向に磁性体１００２を通過する。
【００８３】
図２１Ｂに示すように、第二磁性体１００６が形成される。第二磁性体は、上に説明した実施形態のいずれかに従って単一部品構成でも複数部品構成でもよい。ただし、第二磁性体１００６は、第一磁性体１００２とは異なる磁性材料から製作されるので、異なる磁気特性を有する。図２１に示す断面図において、予備形成クリップの主巻線部１００４は、軸線方向に磁性体１００２を通過する。
【００８４】
図２１Ｃに示すように、第一磁性体１００２と第二磁性体１００６は、相互に並べて配置され、相互に結合される。結合された磁性体１００２及び１００６の軸線方向の長さは、磁性体１００２及び１００６のそれぞれの長さの合計である。主巻線部１００４は、主巻線部１００４の一部が第一磁性体１００２の磁性材料と接し、主巻線部１００４の別の部分が第二磁性体１００６の磁性材料と接するように、磁性体１００２及び１００６の軸線方向の長さを横切って延びる。従って、互いに異なる磁性体１００２及び１００６において互いに異なる磁束通路及び性能特性が可能になり、同じコイル部１００４のそれぞれの部分が、利用される様々な磁性材料の各々の利点を享受する。さらに、磁性体１００２及び１００６のいずれかまたは全てに１つまたはそれ以上の物理的間隙が設置されて、さらなる性能の変動及び属性を与えることができる。インダクタのインダクタンス値の変動及び性能属性の広範囲の変動は、物理的間隙の有無に関係なく、ｎ個の磁性体を戦略的に選択し、接合し、これらを１つまたはそれ以上のコイルと組み立てることによって得られる。
【００８５】
図２３及び２４はそれぞれ、別の磁性要素組立体１１００の分解図及び組立図である。
【００８６】
図２３に示すように、磁性要素組立体１１００は、図１１に関連して上に説明したように、第一部分組立体７２０を形成する第一磁気コアピース７０２と予備形成巻線クリップ６０４とを含む。さらに、組立体１００は、同様に予備形成巻線クリップ６０４と嵌合されて第二部分組立体１１０２を形成する第二磁気コアピース７３０を含む。第一部分組立体と第二部分組立体との間には、第三磁気コアピース１１０４が配置されて、２つの部分組立体を分離する。第三磁気コアピース１１０４は、第一クリップ用溝１１０６と、第一クリップ用溝１１０６の反対側に位置する第二クリップ用溝１１０８とを有する。第三磁気コアピース１１０４は、図２３に示すようにＩ形状の梁（Ｉ−ｂｅａｍ）の形状に形成できる。言い換えると、第三磁気コアピース１１０４は、クリップ用溝がそれぞれの脚部同士の間に延びるＵ字形の相互に対向する面を含むことができる。
【００８７】
第一クリップ用溝１１０６は第一部分組立体７２０に面して、そのクリップ６０４の一部を受け入れる。第二クリップ用溝１１０８は第二部分組立体１１０２に面して、そのクリップ６０４の一部を受け入れる。図２４に示すように、組み立てられると、クリップ６０４は第三磁気コアピース１１０４によって相互に離間されて、物理的間隙７５２が、第一コアピース７０２と第二コアピース１１０４との間及び第三コアピース１１０４と第二コアピース７３０との間に延びる。図示する代表的実施形態において、間隙７５２は、対向するコアピース７０２と１１０４との間に及びコアピース１１０４と７３０との間において、各クリップ６０４の主巻線部６１０（図１０）に対して直角を成す平面に延びて、各クリップ６０４の主巻線部６１０（図１０）を実質的に二分する。
【００８８】
様々な実施形態において、第三コアピース１１０４を製作するために使用される磁性材料は、第一及び第二コアピース７０２及び７３０を製作するために使用された磁性材料と同じでも異なってもよいので、第三コアピースは、コアピース７０２または７３０と同じまたは異なる磁気特性を持つことができる。従って、クリップ６０４の主巻線部６１０は、このような実施形態においては異なる磁性材料を横切って延びて、様々な磁性材料と当接することができる。従って、様々な磁性体７０２、１１０４及び７３０において様々な磁束通路及び性能特性が可能になり、クリップ６０４のそれぞれの部分が、利用される様々な磁性材料の各々の利点を享受する。
【００８９】
追加の磁気部品１１０４を設置して、追加のクリップ６０４と一緒に利用して、組立体１１００の軸線方向長さを延長でき、比較的コンパクトな配置でさらなる利点を与えることができる。
【００９０】
磁性要素組立体６００（図９）、８００（図１７）、９００（図２１）には、同様に、追加のクリップと相互に嵌合する第三磁気コアピース（または追加のコアピース）が設けられて、磁性要素組立体の他の変形を提供することができる。このような実施形態は、特に多相のインダクタ要素にとって有利である。
【００９１】
本発明の利点及び利益は、説明した代表的実施形態から明らかだと思われる。また、本開示の利点を有しかつ本明細書と一緒に提出される模範的請求項の範囲及び趣旨から逸脱することのないさらなる別の実施形態を当業者は推測できるだろう。
【００９２】
第一磁気コアピースと、前記第一磁気コアピースと結合された第一予備形成クリップと、前記第一磁気コアピース及び前記結合されたコイルと嵌合する第二磁気コアピースとを備える、磁性要素組立体の１つの代表的実施形態について説明した。
【００９３】
任意に、第一予備形成クリップは、実質的にＣ字形に形成された平坦な導体を含むことができる。Ｃ字形状部は、第一脚部と第二脚部とを含み、予備形成クリップは、さらに、第一リード及び第二リードの各々から延びる端子リードを備える。第一予備形成クリップは、実質的に矩形の内部キャビティを形成でき、内部キャビティは、第一コアピース全体に延びる。第一コアピースは、第一予備形成クリップの内部キャビティと実質的に同じ広がりを持つように寸法設定できる。
【００９４】
第二磁気コアピースは、任意に、第一コアピースを受け入れ収容する寸法に構成されたスロットを形成でき、第一磁気ピース及び第二磁気コアピースは、相互に物理的に間隙を持つ。第二磁気コアピースは実質的にＵ字形である。
【００９５】
別の選択肢として、第一磁気コアピースは、第一脚部と、第二脚部と、第一脚部と第二脚部との間に形成されたクリップ用溝とを含むことができ、第一予備形成クリップの一部は第一磁気コアピースのクリップ用溝に受け入れられる。第二磁気コアピースも、同様に、第一脚部と、第二脚部と、第一脚部と第二脚部の間に形成されたクリップ用溝とを含むことができ、第一予備形成クリップの一部は第二磁気コアピースのクリップ用溝に受け入れられる。予備形成クリップは、実質的にＣ字形に形成された平坦な導体を備えることができる。Ｃ字形状部は、第一脚部と第二脚部とを含み、予備形成クリップは、さらに第一リード及び第二リードの各々から延びる端子リードを含む。端子リードは、第一及び第二磁気コアピースの一方のクリップ用溝に実質的に平行に延びる。予備形成クリップは、さらに、実質的に矩形の内部キャビティを形成でき、内部キャビティは、第一磁気コアピースの上で延びて、第一及び第二脚部の一方を取り巻く。
【００９６】
別の選択肢においては、第一磁気コアピースは、任意に実質的にＬ字形とすることができる。Ｌ字形磁気コアピースは、長脚部と、長脚部から実質的に直角に延びる短脚部とを含むことができる。第一予備形成クリップは、実質的に矩形の内部キャビティを形成でき、内部キャビティは、長脚部の上で延びてこれの周囲において取り巻く。第二磁気コアピースも、実質的にＬ字形とすることができ、第二磁気コアピースは、第一磁気コアピースに対してひっくり返され、第一予備形成コイルに覆いかぶさる。第一及び第二のＬ字形磁気コアピースは、実質的に同じサイズ及び形状を持っても、互いに異なるサイズ及び形状を持ってもよい。
【００９７】
別の選択肢として、第一及び第二磁気コアピースは、相互に並べて配置され、相互に結合されて、第一予備形成コイルは、複数の磁気コアピースの各々を横切ってこれらと密着して延びる。複数の磁気コアピースのうち少なくとも２つは、任意に、互いに異なる磁気特性を有する互いに異なる磁性材料（アモルファス粉末材料を含むが、これに限定されない）から製作できる。
【００９８】
任意に、第三の磁気コアピースが第一磁気コアピースと第二磁気コアピースとの間に配置され、第二の予備形成クリップを設置して、第二磁気コアピース及び第三磁気コアピースと嵌合できる。
【００９９】
磁性要素を形成する代表的方法も開示する。要素は、第一磁気コアピースと、第二磁気コアピースと、予備形成巻線クリップとを含む。方法は、予備形成巻線クリップを第一磁気コアピースに結合するステップと、結合されたコイル及び第一磁気コアピースを第二磁気コアピースに組み立て、それによって第一及び第二磁気ピースが集合的にＣ字形クリップの一部を囲繞するステップとを含む。
【０１００】
任意に、予備形成巻線クリップは、内部キャビティを形成でき、予備形成巻線クリップを第一磁気コアピースに結合するステップは、第一磁気コアピースの一部を内部キャビティに挿入するステップを含むことができる。
【０１０１】
さらに、予備形成巻線クリップを第一磁気コアピースに結合するステップは、任意に、予備形成巻線クリップが、停止表面に当接するまで第一磁気コアピースに沿って予備形成巻線クリップを摺動させるステップを含むことができる。
【０１０２】
予備形成巻線クリップを、任意に、Ｃ字形とすることができ、第一及び第二磁気コアピースの一方を任意にＵ字形とすることができる。
【０１０３】
別の選択肢として、第一及び第二磁気コアピースの両方をＵ字形とし、Ｕ字形コアピースの各々がＣ字形巻線クリップの一部を受け入れる。
【０１０４】
さらに別の選択肢において、予備形成巻線クリップを実質的にＣ字形とし、第一及び第二磁気コアピースの一方をＬ字形とすることができる。さらに、第一及び第二磁気コアピースの両方を任意にＬ字形とし、Ｌ字形コアピースを相互に対してひっくり返すことができる。
【０１０５】
本発明を特定の実施形態に関連して説明したが、この説明は、限定的に解釈されないものとする。本発明の説明を参照すれば、当業者には、開示した実施形態の様々な変形、並びに本発明の代替実施形態が明白になるだろう。開示した概念及び特定の実施形態は、本発明の同じ目的を実施するために他の構造を変形または構成するための基礎として容易に利用できることが、当業者には分かるはずである。また、このような同等の構成が特許請求の範囲において示される本発明の趣旨及び範囲から逸脱しないことが、当業者には分かるはずである。従って、特許請求の範囲は、本発明の範囲に属する上記のあらゆる変形または実施形態を包含することが想定される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性要素組立体であって、
第一磁気コアピースと、
前記第一磁気コアピースに結合された第一予備形成クリップと、
前記第一磁気コアピース及び前記結合されたコイルと嵌合された第二磁気コアピースと、
を備える磁性要素組立体。
【請求項２】
前記第一予備形成クリップが実質的にＣ字形に形成された平坦な導体を備える、
請求項１に記載の磁性要素組立体。
【請求項３】
前記Ｃ字形状部が、第一脚部と第二脚部とを含み、
さらに前記予備形成クリップが前記第一リード及び第二リードの各々から延びる端子リードを備える、
請求項２に記載の磁性要素組立体。
【請求項４】
前記第一予備形成クリップが実質的に矩形の内部キャビティを形成し、
前記内部キャビティが前記第一コアピース全体に延びる、
請求項１に記載の磁性要素組立体。
【請求項５】
前記第一コアピースが前記第一予備形成クリップの前記内部キャビティと実質的に同じ広がりを持つように寸法設定される、
請求項４に記載の磁性要素組立体。
【請求項６】
前記第二磁気コアピースが、前記第一コアピースを受け入れて収容するように寸法設定されたスロットを形成する、
請求項５に記載の磁性要素組立体。
【請求項７】
前記第一及び第二磁気コアピースが相互に物理的に間隙を持つ、
請求項６に記載の磁性要素組立体。
【請求項８】
前記第二磁気コアピースが実質的にＵ字形である、
請求項６に記載の磁性要素組立体。
【請求項９】
前記第一磁気コアピースが、第一脚部と、第二脚部と、前記第一脚部と前記第二脚部との間に形成されたクリップ用溝とを含み、かつ
前記第一予備形成クリップの一部が、前記第一磁気コアピースの前記クリップ用溝に受け入れられる、
請求項１に記載の磁性要素組立体。
【請求項１０】
前記第二磁気コアピースが、第一脚部と、第二脚部と、前記第一脚部と前記第二脚部との間に形成されたクリップ用溝とを含み、かつ
前記第一予備形成クリップの一部が、前記第二磁気コアピースの前記クリップ用溝に受け入れられる、
請求項９に記載の磁性要素組立体。
【請求項１１】
前記予備形成クリップが実質的にＣ字形に形成された平坦な導体を備える、
請求項９に記載の磁性要素組立体。
【請求項１２】
前記Ｃ字形状部が、第一脚部と第二脚部とを含み、
さらに前記予備形成クリップが、前記第一及び第二リードの各々から延びる端子リードを備え、
前記端子リードが、前記第一及び第二磁気コアピースの一方の前記クリップ用溝に対して実質的に平行に延びる、
請求項１０に記載の磁性要素組立体。
【請求項１３】
前記予備形成クリップが実質的に矩形の内部キャビティを形成し、
前記内部キャビティが、前記第一磁気コアピース全体に延びて、前記第一及び第二脚部の一方を取り巻く、
請求項１０に記載の磁性要素組立体。
【請求項１４】
前記第一磁気コアピースが実質的にＬ字形である、
請求項１に記載の磁性要素組立体。
【請求項１５】
前記Ｌ字形磁気コアピースが、長脚部と、前記長脚部から実質的に直角を成すように延びる短脚部とを備える、
請求項１４に記載の磁性要素組立体。
【請求項１６】
前記第一予備形成クリップが実質的に矩形の内部キャビティを形成し、
前記内部キャビティが、前記長脚部の上で延びて、前記長脚部の一部を取り巻く、
請求項１５に記載の磁性要素組立体。
【請求項１７】
前記第二磁気コアピースが実質的にＬ字形であり、
前記第二磁気コアピースが、前記第一磁気コアピースに対してひっくり返されて、前記第一予備形成コイルに覆いかぶさる、
請求項１６に記載の磁性要素組立体。
【請求項１８】
前記第一と第二Ｌ字形磁気コアが、実質的に同じサイズ及び形状を持つ、
請求項１６に記載の磁性要素組立体。
【請求項１９】
前記第一と第二Ｌ字形磁気コアが互いに異なるサイズ及び形状を持つ、
請求項１６に記載の磁性要素組立体。
【請求項２０】
前記第一及び第二磁気コアピースが相互に並んで配置されかつ相互に結合され、
前記第一予備形成コイルが、複数の前記磁気コアピースの各々を横切って延び、かつ複数の前記磁気コアピースの各々と密着して延びる、
請求項１に記載の磁性要素組立体。
【請求項２１】
前記複数の磁気コアピースのうちの少なくとも２つが、互いに異なる磁気特性を有する互いに異なる磁性材料から製作される、
請求項２０に記載の磁性要素組立体。
【請求項２２】
前記第一磁気コアピースがアモルファス粉末材料から製作される、
請求項２０に記載の磁性要素組立体。
【請求項２３】
磁性要素を形成する方法であって、
前記磁性要素が第一及び第二磁気コアピースと第一予備形成巻線クリップとを含み、
前記方法が、
前記予備形成巻線クリップを前記第一磁気コアピースに結合するステップと、
前記結合されたコイル及び第一磁気ピースを前記第二磁気ピースに組み付けて、それによって、前記第一及び第二磁気ピースが、前記Ｃ字形クリップの一部を集合的に取り囲み囲繞するステップと、
を含む、
方法。
【請求項２４】
前記予備形成巻線クリップが内部キャビティを形成し、
前記予備形成巻線クリップを前記第一磁気コアピースに結合するステップが、前記第一磁気コアピースの一部を前記内部キャビティに挿入するステップを含む、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記予備形成巻線クリップを前記第一磁気コアピースに結合するステップがさらに、前記予備形成巻線クリップが停止表面に当接するまで、前記第一磁気コアピースに沿って前記予備形成巻線クリップを摺動させるステップを含む、
請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記予備形成巻線クリップが実質的にＣ字形であり、
前記第一及び第二磁気コアピースの一方がＵ字形である、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記第一及び第二磁気コアピースの両方がＵ字形であり、
前記Ｕ字形コアピースの各々が前記Ｃ字形巻線クリップの一部を受け入れる、
請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記予備形成巻線クリップが実質的にＣ字形であり、
前記第一及び第二磁気コアピースの一方がＬ字形である、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記第一及び第二磁気コアピースの両方がＬ字形であり、
前記Ｌ字形コアピースが相互に対してひっくり返されている、
請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
さらに、
前記第一磁気コアピースと前記第二磁気コアピースとの間に介装された第三磁気コアピースと、
前記第二磁気コアピース及び前記第三磁気コアピースと嵌合された第二予備形成クリップと、
を備える、
請求項１に記載の磁性要素組立体。
【請求項１】
磁性要素組立体であって、
第一磁気コアピースと、
前記第一磁気コアピースに結合された第一予備形成クリップと、
前記第一磁気コアピース及び前記結合されたコイルと嵌合された第二磁気コアピースと、
を備える磁性要素組立体。
【請求項２】
前記第一予備形成クリップが実質的にＣ字形に形成された平坦な導体を備える、
請求項１に記載の磁性要素組立体。
【請求項３】
前記Ｃ字形状部が、第一脚部と第二脚部とを含み、
さらに前記予備形成クリップが前記第一リード及び第二リードの各々から延びる端子リードを備える、
請求項２に記載の磁性要素組立体。
【請求項４】
前記第一予備形成クリップが実質的に矩形の内部キャビティを形成し、
前記内部キャビティが前記第一コアピース全体に延びる、
請求項１に記載の磁性要素組立体。
【請求項５】
前記第一コアピースが前記第一予備形成クリップの前記内部キャビティと実質的に同じ広がりを持つように寸法設定される、
請求項４に記載の磁性要素組立体。
【請求項６】
前記第二磁気コアピースが、前記第一コアピースを受け入れて収容するように寸法設定されたスロットを形成する、
請求項５に記載の磁性要素組立体。
【請求項７】
前記第一及び第二磁気コアピースが相互に物理的に間隙を持つ、
請求項６に記載の磁性要素組立体。
【請求項８】
前記第二磁気コアピースが実質的にＵ字形である、
請求項６に記載の磁性要素組立体。
【請求項９】
前記第一磁気コアピースが、第一脚部と、第二脚部と、前記第一脚部と前記第二脚部との間に形成されたクリップ用溝とを含み、かつ
前記第一予備形成クリップの一部が、前記第一磁気コアピースの前記クリップ用溝に受け入れられる、
請求項１に記載の磁性要素組立体。
【請求項１０】
前記第二磁気コアピースが、第一脚部と、第二脚部と、前記第一脚部と前記第二脚部との間に形成されたクリップ用溝とを含み、かつ
前記第一予備形成クリップの一部が、前記第二磁気コアピースの前記クリップ用溝に受け入れられる、
請求項９に記載の磁性要素組立体。
【請求項１１】
前記予備形成クリップが実質的にＣ字形に形成された平坦な導体を備える、
請求項９に記載の磁性要素組立体。
【請求項１２】
前記Ｃ字形状部が、第一脚部と第二脚部とを含み、
さらに前記予備形成クリップが、前記第一及び第二リードの各々から延びる端子リードを備え、
前記端子リードが、前記第一及び第二磁気コアピースの一方の前記クリップ用溝に対して実質的に平行に延びる、
請求項１０に記載の磁性要素組立体。
【請求項１３】
前記予備形成クリップが実質的に矩形の内部キャビティを形成し、
前記内部キャビティが、前記第一磁気コアピース全体に延びて、前記第一及び第二脚部の一方を取り巻く、
請求項１０に記載の磁性要素組立体。
【請求項１４】
前記第一磁気コアピースが実質的にＬ字形である、
請求項１に記載の磁性要素組立体。
【請求項１５】
前記Ｌ字形磁気コアピースが、長脚部と、前記長脚部から実質的に直角を成すように延びる短脚部とを備える、
請求項１４に記載の磁性要素組立体。
【請求項１６】
前記第一予備形成クリップが実質的に矩形の内部キャビティを形成し、
前記内部キャビティが、前記長脚部の上で延びて、前記長脚部の一部を取り巻く、
請求項１５に記載の磁性要素組立体。
【請求項１７】
前記第二磁気コアピースが実質的にＬ字形であり、
前記第二磁気コアピースが、前記第一磁気コアピースに対してひっくり返されて、前記第一予備形成コイルに覆いかぶさる、
請求項１６に記載の磁性要素組立体。
【請求項１８】
前記第一と第二Ｌ字形磁気コアが、実質的に同じサイズ及び形状を持つ、
請求項１６に記載の磁性要素組立体。
【請求項１９】
前記第一と第二Ｌ字形磁気コアが互いに異なるサイズ及び形状を持つ、
請求項１６に記載の磁性要素組立体。
【請求項２０】
前記第一及び第二磁気コアピースが相互に並んで配置されかつ相互に結合され、
前記第一予備形成コイルが、複数の前記磁気コアピースの各々を横切って延び、かつ複数の前記磁気コアピースの各々と密着して延びる、
請求項１に記載の磁性要素組立体。
【請求項２１】
前記複数の磁気コアピースのうちの少なくとも２つが、互いに異なる磁気特性を有する互いに異なる磁性材料から製作される、
請求項２０に記載の磁性要素組立体。
【請求項２２】
前記第一磁気コアピースがアモルファス粉末材料から製作される、
請求項２０に記載の磁性要素組立体。
【請求項２３】
磁性要素を形成する方法であって、
前記磁性要素が第一及び第二磁気コアピースと第一予備形成巻線クリップとを含み、
前記方法が、
前記予備形成巻線クリップを前記第一磁気コアピースに結合するステップと、
前記結合されたコイル及び第一磁気ピースを前記第二磁気ピースに組み付けて、それによって、前記第一及び第二磁気ピースが、前記Ｃ字形クリップの一部を集合的に取り囲み囲繞するステップと、
を含む、
方法。
【請求項２４】
前記予備形成巻線クリップが内部キャビティを形成し、
前記予備形成巻線クリップを前記第一磁気コアピースに結合するステップが、前記第一磁気コアピースの一部を前記内部キャビティに挿入するステップを含む、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記予備形成巻線クリップを前記第一磁気コアピースに結合するステップがさらに、前記予備形成巻線クリップが停止表面に当接するまで、前記第一磁気コアピースに沿って前記予備形成巻線クリップを摺動させるステップを含む、
請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記予備形成巻線クリップが実質的にＣ字形であり、
前記第一及び第二磁気コアピースの一方がＵ字形である、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記第一及び第二磁気コアピースの両方がＵ字形であり、
前記Ｕ字形コアピースの各々が前記Ｃ字形巻線クリップの一部を受け入れる、
請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記予備形成巻線クリップが実質的にＣ字形であり、
前記第一及び第二磁気コアピースの一方がＬ字形である、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記第一及び第二磁気コアピースの両方がＬ字形であり、
前記Ｌ字形コアピースが相互に対してひっくり返されている、
請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
さらに、
前記第一磁気コアピースと前記第二磁気コアピースとの間に介装された第三磁気コアピースと、
前記第二磁気コアピース及び前記第三磁気コアピースと嵌合された第二予備形成クリップと、
を備える、
請求項１に記載の磁性要素組立体。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６−９】
【図１０−１３】
【図１４−１７】
【図１８−２１】
【図２２Ａ−２２Ｃ】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６−９】
【図１０−１３】
【図１４−１７】
【図１８−２１】
【図２２Ａ−２２Ｃ】
【図２３】
【図２４】
【公表番号】特表２０１３−５０１３７６（Ｐ２０１３−５０１３７６Ａ）
【公表日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２３６１４（Ｐ２０１２−５２３６１４）
【出願日】平成２２年４月２９日（２０１０．４．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３２９９２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１６８８３
【国際公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（５０６２５７５３７）クーパー テクノロジーズ カンパニー (35)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２９日（２０１０．４．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０３２９９２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１６８８３
【国際公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（５０６２５７５３７）クーパー テクノロジーズ カンパニー (35)
【Ｆターム（参考）】
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