本公开涉及用于磁芯、电感器和磁屏蔽等的片状磁性构件。
背景技术:
1、作为充电方式,广泛使用非接触充电方式。非接触充电方式例如在平板型信息终端、音乐播放器、智能手机以及移动电话等电子设备中普及。另外,非接触充电的技术是也能够应用于上述以外的电子设备、电动汽车以及无人机等的技术。此外,是也能够应用于叉车、agv(automated guided vehicle,自动导引车)等搬运车、铁路、有轨电车等的技术。
2、作为用于非接触充电方式的片状磁性构件的制造方法,已知有用于电感器或磁屏蔽等的片状磁性构件的制造方法(例如,参照专利文献1)。专利文献1中所记载的制造方法具备将薄板状磁性体经由粘接层粘接于片基材上而形成片状磁性构件的工序以及一边维持将上述薄板状磁性体粘接于上述片基材的状态而一边通过外力分割为多个的工序。
3、另外,已知非晶合金薄带与纳米晶合金薄带的组合(例如,参照专利文献2)。在专利文献2中,公开了将纳米晶带层叠。具体而言,公开了将纳米晶带逐片排列并层叠的结构。纳米晶带在横向上排列,与宽幅对应,在纵向上也层叠。公开了在将纳米晶带层叠时,使长度方向朝向不同的方向进行层叠。公开了通过这样层叠,具有提高结构性刚性的效果。
4、现有技术文献
5、专利文献
6、专利文献1:日本特开2008-112830号公报
7、专利文献2:日本特表2019-522355号公报
技术实现思路
1、发明所要解决的课题
2、作为用于非接触充电的片状磁性构件,要求更高性能的片状磁性构件。
3、例如,在汽车用的非接触充电电路中,有时会使大电流在初级线圈和次级线圈中流动。在汽车用的非接触充电电路中,为了应对大电流的流动,要求发挥高屏蔽效果的片状磁性构件。另外,在汽车用的非接触充电电路的情况下,期望宽幅的片状磁性构件。
4、作为这样的片状磁性构件,优选为使用纳米晶合金薄带的片状磁性构件。纳米晶合金薄带与用于磁性片的其他材料相比,具备优异的磁特性,能够使厚度变薄。
5、另一方面,纳米晶合金薄带存在难以形成为宽幅的形状这样的问题。为了解决该问题,有时排列纳米晶合金薄带而构成宽幅的片状磁性构件。例如,有时将长条状的纳米晶合金薄带沿宽度方向排列而构成宽幅的片状磁性构件。
6、形成为带状的纳米晶合金薄带有时根据制造方法而长度方向的磁特性和与长度方向正交的方向的宽度方向的磁特性不同。例如,存在长度方向的磁特性比宽度方向的磁特性优异的情况、相反地宽度方向的磁特性比长度方向的磁特性优异的情况。换言之,纳米晶合金薄有时根据制造方法而具备各向异性。
7、在初级线圈和次级线圈中,关于线圈的特性,下述式(1)所表示的q1值越高,则损耗越低,显示出越优异的特性。通过提高q1值,能够提高非接触充电的充电效率。
8、q1=2πfls/rs…(1)
9、其中,f是频率,ls是线圈的电感,rs是线圈的电阻。
10、为了提高线圈的特性而对片状磁性构件要求的特性是q2值高。q2值为复磁导率的实部(μ’)与虚部(μ”)之比(μ’/μ”)。
11、图35中示出复磁导率实部(μ’)与q2值的相关性。图35中,从片状磁性构件冲裁出内径8.6mm、外径19.9mm的环状芯,利用岩崎通信机株式会社制bh分析仪sy-8218在频率f为85khz、电压v为30mv的条件下进行测定。如图35所示,存在复磁导率实部(μ’)越小则显示出越高的q2值的倾向。
12、另外,在片状磁性构件的状态下,无法测定长度方向的q2值和宽度方向的q2值。即,无法测定片状磁性构件的各向异性。另外,也无法基于各向异性来确定片状磁性构件的排列。
13、直流的相对磁导率(μr)与复磁导率的实部(μ’)取得良好的相关性。因此,能够测定直流相对磁导率(μr),将直流相对磁导率(μr)低的方向视为q2值高的方向。使用如此求出的q2值高的方向,就能够确定片状磁性构件的各向异性以及片状磁性构件的排列。
14、在使用这样的具备各向异性的纳米晶合金薄带来制作片状磁性构件的情况下,由于纳米晶合金薄带的各向异性,在将片状磁性构件用于非接触充电电路的情况下,有时片状磁性构件的特性不稳定。
15、图36是说明片状磁性构件250与初级线圈201和次级线圈202的配置关系的示意图。
16、片状磁性构件250与非接触充电电路所包含的初级线圈201和次级线圈202中的至少一者邻接配置。在图36中示出片状磁性构件250与次级线圈202邻接配置的状态。初级线圈201是配置在非接触充电电路的初级侧的线圈,次级线圈202是配置在次级侧的线圈。在不需要确定初级侧、次级侧的情况下,也简记为线圈。线圈是将电流流动的导线卷绕成螺旋状而形成的,具有在中心具有贯通孔的环绕状的板形状。
17、电流在初级线圈201中流动,通过流动的电流而产生磁通m。由初级线圈201产生的磁通m例如在初级线圈201的中心沿着板形状的法线方向朝向次级线圈202流动。朝向次级线圈202流动的磁通从线圈的内周朝向外周流动。向外周流动的磁通m在线圈的外周侧向返回初级线圈201的方向流动。返回到初级线圈201侧的磁通m从外周侧朝向内周侧流动。
18、朝向次级线圈202流动的磁通通过次级线圈202。如果通过次级线圈202的磁通发生变化,则对应于磁通的变化而在次级线圈202感应出电压。由于感应出的电压,电流在次级线圈202中流动。
19、在片状磁性构件如上所述具备在宽度方向上排列具有各向异性的纳米晶合金薄带的结构的情况下,纳米晶合金薄带以各向异性沿一个方向排齐的状态配置。如果磁通在与片状磁性构件邻接的线圈中流动,则在线圈的一部分中,磁通向与各向异性一致的方向,即q2值高的方向流动。另外,在线圈的另一部分中,磁通向与各向异性不一致的方向,即q2值低的方向流动。
20、在磁通向与各向异性一致的方向流动的情况下,片状磁性构件容易发挥磁屏蔽性,使线圈的q1值大幅提高。另外,在磁通向与各向异性不一致的方向流动的情况下,难以发挥磁屏蔽性,线圈的q1值的提高变小。
21、即,在将具有各向异性的纳米晶合金薄带沿宽度方向排列而成的片状磁性构件用于形成为环绕状的线圈的情况下,存在作为磁屏蔽的特性不易稳定、特性容易降低这样的问题。
22、通过本公开的一个方面,优选提供一种相对于环绕状的线圈容易抑制磁屏蔽特性的降低的片状磁性构件。
23、用于解决课题的方法
24、本公开的片状磁性构件具备多个形成为长条状且具有长度方向的磁性特性和与上述长度方向交叉的方向的宽度方向的磁性特性不同的各向异性的磁性片段,多个上述磁性片段呈放射状排列配置。
25、根据本公开的片状磁性构件,容易使由在与该片状磁性构件组合使用的环绕状的线圈中流动的电流所产生的片状磁性构件的磁通的方向与片状磁性构件的各向异性的方向一致。具体而言,容易使磁性片段中的各向异性的方向,换言之,直流相对磁导率μr低的方向,即q2值高的方向等磁性特性良好的方向与由在环绕状的线圈中流动的电流所产生的薄片状磁性构件的磁通的方向一致。
26、发明效果
27、根据本公开的片状磁性构件,通过以各向异性的方向成为放射状的方式配置磁性片段,从而取得容易使在环绕状的线圈中流动的磁通的方向与片状磁性构件的各向异性一致,对于环绕状的线圈容易抑制磁屏蔽特性的降低这样的效果。另外,根据本公开的片状磁性构件,取得提高所组合的线圈的特性的效果。