專利名稱：線圈部件、變壓器、開關(guān)電源裝置以及線圈部件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種線圈部件、變壓器、開關(guān)電源裝置、以及線圈部件的制造方法。
背景技術(shù)：
作為汽車的搭載部件，有將高壓轉(zhuǎn)換成低壓，或者將低壓轉(zhuǎn)換成高壓的DC-DC轉(zhuǎn) 換器等開關(guān)電源裝置。作為開關(guān)電源裝置所使用的線圈部件，有例如專利文獻(xiàn)1所述的部 件。特開2005-217311號(hào)公報(bào)所述的線圈部件具備線圈繞組與筒狀的絕緣性的線圈用筒 管，線圈用筒管插通于線圈繞組的內(nèi)側(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，為了構(gòu)成特開2005-217311號(hào)公報(bào)所述的線圈部件，需要分別準(zhǔn)備線圈繞 組與筒狀的線圈用筒管(bobbin)，而且將線圈用筒管插通于線圈繞組的內(nèi)側(cè)。即，部件數(shù)量 多且需要組裝操作。本發(fā)明正是鑒于上述情況，其目的在于，提供一種能夠削減組裝所需的工序數(shù)的 線圈部件、使用該線圈部件的變壓器、開關(guān)電源裝置、以及線圈部件的制造方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的線圈部件的特征在于，具備線圈繞組(coil winding)以及以覆蓋該線圈繞組的表面的一部分區(qū)域的方式與該線圈繞組一體成形的電 絕緣性的絕緣構(gòu)件，該線圈部件在軸線方向上被磁性體芯構(gòu)件夾持，其中所述軸線方向?yàn)?該線圈繞組被卷繞的方向；所述線圈繞組是通過使有端環(huán)狀且呈板狀的線圈構(gòu)件在上下方 向上留有間隙并且以在規(guī)定的卷繞方向上相連的方式多個(gè)聯(lián)結(jié)而被構(gòu)成的；所述絕緣構(gòu) 件覆蓋與所述磁性體芯構(gòu)件相對的最外面的所述線圈部件的板面、相鄰的所述線圈構(gòu)件之 間、以及所述線圈構(gòu)件的內(nèi)周邊緣，并且沿著軸線方向具有開口部，其中所述軸線方向?yàn)樗?述線圈繞組被卷繞的方向。根據(jù)上述線圈部件，線圈繞組的表面中，與磁性體芯構(gòu)件相對的最外面的所述線 圈構(gòu)件的板面、相鄰的所述線圈構(gòu)件之間、以及所述線圈構(gòu)件的內(nèi)周邊緣被絕緣材料所覆 蓋。由此可以實(shí)現(xiàn)與夾持線圈部件的磁性體芯構(gòu)件的絕緣以及與相鄰的線圈構(gòu)件的絕緣。 由于該絕緣材料與線圈繞組一體成形，因此僅使用該線圈部件就能實(shí)現(xiàn)線圈繞組的絕緣， 這樣，與現(xiàn)有的那種將線圈用筒管插通于線圈繞組的內(nèi)側(cè)的方式相比，能夠削減組裝所需 的工序數(shù)。此處，在本發(fā)明的線圈部件中，優(yōu)選所述線圈構(gòu)件具有以其外周邊緣中的一部分 在徑向上增大的方式向外膨脹的突出部，所述突出部的表面的一部分區(qū)域露出且未被所述 絕緣構(gòu)件覆蓋。這樣，通過具有在線圈構(gòu)件中以外周邊緣中的一部分在徑向上增大的方式向外膨脹的突出部，且該突出部的表面的一部分區(qū)域未被絕緣材料覆蓋而是露出外部的方式，使 得從該露出的部分，通過例如傳熱性的構(gòu)件而與設(shè)在外部的散熱部件連接，可以提高線圈 繞組的散熱效果。
此外，設(shè)置所述突出部的圓周方向上的位置在多個(gè)所述線圈構(gòu)件中也可以互不相 同。這樣，通過使設(shè)置突出部的圓周方向上的位置在多個(gè)線圈構(gòu)件中互不相同，在突 出部上配置傳熱性的構(gòu)件變得容易，并且更容易散熱。此外，在嵌入式壓模成形線圈繞組與 絕緣材料的情況下，為了防止成形時(shí)的壓力(例如，在模具內(nèi)注入作為絕緣材料的樹脂時(shí) 的壓力)導(dǎo)致線圈繞組發(fā)生變形，可以將其相對于模具機(jī)械固定。因此，能夠抑制一體成形 時(shí)線圈繞組發(fā)生變形。此外，絕緣構(gòu)件也可以在與所述磁性體芯構(gòu)件相對的一個(gè)表面上具備用于相對于 所述磁性體芯構(gòu)件定位的凸部。這樣，通過采用在與磁性體芯構(gòu)件相對的一個(gè)表面上設(shè)置用于相對于磁性體芯構(gòu) 件定位的凸部，可以抑制磁性體芯構(gòu)件與線圈部件的錯(cuò)位。本發(fā)明的變壓器的特征在于，具備上述線圈部件。在此情況下，能夠獲得使用了線 圈部件的組裝工序數(shù)被削減的線圈部件的變壓器。本發(fā)明的開關(guān)電源裝置的特征在于，具備上述線圈部件。在此情況下，能夠獲得使 用了線圈部件的組裝工序數(shù)被削減的線圈部件的開關(guān)電源裝置。本發(fā)明的線圈部件的制造方法的特征在于，該線圈部件具備線圈繞組和以覆蓋該 線圈繞組的表面的一部分區(qū)域的方式與該線圈繞組一體壓模成形的電絕緣性的絕緣構(gòu)件， 該線圈部件在軸線方向上被磁性體芯構(gòu)件所夾持，其中所述軸線方向?yàn)樗鼍€圈繞組被卷 繞的方向；該方法包括以下工序使有端環(huán)狀且呈板狀的線圈構(gòu)件以在上下方向上留有間 隙并且沿著規(guī)定的卷繞方向相連的方式多個(gè)聯(lián)結(jié)從而制作所述線圈繞組的工序、以及以覆 蓋與所述磁性體芯構(gòu)件相對的最外面的所述線圈構(gòu)件的板面、相鄰的所述線圈構(gòu)件之間、 以及所述線圈構(gòu)件的內(nèi)周邊緣且沿著軸線方向設(shè)置開口部的方式，利用電絕緣性的材料壓 模成形從而使所述絕緣性構(gòu)件與所述線圈繞組一體成形的工序，其中所述軸線方向?yàn)樗?線圈繞組被卷繞的方向。如上所述，通過以在導(dǎo)電性的線圈繞組的表面中與磁性體芯構(gòu)件相對的最外面的 所述線圈構(gòu)件的板面、相鄰的所述線圈構(gòu)件之間、以及所述線圈構(gòu)件的內(nèi)周邊緣被覆蓋的 方式利用電絕緣性的材料壓模成形而制造線圈部件，可以削減組裝工序數(shù)并實(shí)現(xiàn)與夾持線 圈部件的磁性體芯構(gòu)件的絕緣以及與相鄰的線圈構(gòu)件的絕緣。根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種能夠削減組裝工序數(shù)的線圈部件、使用該線圈部件的 變壓器、開關(guān)電源裝置、以及線圈部件的制造方法。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式的線圈部件的立體圖。圖2是圖1的線圈部件的仰視立體圖。圖3(a)是圖1的線圈部件的平面圖，(b)是線圈部件的底面圖。圖4(a)是表示圖3(a)的線圈部件的IVA-IVA線的端面的示意圖，(b)是表示圖3(a)的線圈部件的IVB-IVB線端面的示意圖。圖5是表示構(gòu)成圖1的線圈部件的線圈繞組以及連接構(gòu)件的立體圖。圖6(a)是構(gòu)成線圈部件的線圈繞組的平面圖，(b)是線圈繞組的底面圖。
圖7是線圈繞組的側(cè)面圖。圖8是還具備磁性體芯構(gòu)件的線圈部件的分解立體圖。圖9是本實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置的電路圖。圖10是本實(shí)施方式的開關(guān)電源裝置的立體圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施方式。其中，在附圖的說明中，對相同的 要素標(biāo)注相同的符號(hào)，并且省略重復(fù)性的說明。(線圈部件)首先，參照圖1 圖7，說明本實(shí)施方式的線圈部件的構(gòu)造。圖1是表示本實(shí)施方 式的線圈部件的立體圖。圖2是圖1的線圈部件的仰視立體圖。圖3(a)是圖1的線圈部 件的平面圖，圖3(b)是圖1的線圈部件的底面圖。圖4(a)是表示圖3(a)的線圈部件的 IVA-IVA線的端面的示意圖，圖4(b)是表示圖3 (a)的線圈部件的IVB-IVB線的端面的示意 圖(此外，在圖4(b)中，示意了線圈部件1未安裝連接構(gòu)件3的構(gòu)造)。圖5表示構(gòu)成圖1 的線圈部件的線圈繞組以及連接構(gòu)件的立體圖。圖6(a)是構(gòu)成線圈部件的線圈繞組的平 面圖，圖6(b)是該線圈繞組的底面圖。圖7是線圈繞組的側(cè)面圖。圖1所示的線圈部件1被用于電感元件、轉(zhuǎn)換器(converter)、變換器(inverter) 等的開關(guān)電源裝置、噪聲濾波器等中。線圈部件1包括導(dǎo)體板構(gòu)成的兩個(gè)線圈繞組2、連 接這兩個(gè)線圈繞組2的連接構(gòu)件3、以及覆蓋線圈繞組2的由電絕緣性的絕緣構(gòu)件形成的樹 脂部40。以下，首先說明構(gòu)成線圈部件1的線圈繞組2，然后說明使用連接構(gòu)件3連接兩個(gè) 線圈繞組2的構(gòu)造4，最后說明被絕緣構(gòu)件覆蓋的線圈部件1。(線圈繞組)如圖5 圖7所示，線圈繞組2為使相互離開且并列設(shè)置的、為有端環(huán)狀且為板狀 的第1以及第2線圈構(gòu)件10、12在規(guī)定的卷繞方向上連接而成的構(gòu)件。有端環(huán)狀的第1以及第2線圈構(gòu)件10、12呈所謂的C字形，在中央具有圓形的開 口部14、16。此外，第1以及第2線圈構(gòu)件10、12的一端與另一端之間形成有從內(nèi)周延伸至 外周的縫隙20、22。第1線圈構(gòu)件10與第2線圈構(gòu)件12以開口部14，16連通的方式在相 同的軸上相互重疊。此外，第1線圈構(gòu)件10與第2線圈構(gòu)件12在縫隙20與縫隙22的位 置偏離的狀態(tài)下(即，它們并不連通)相互重疊。因此，第1線圈構(gòu)件10的另一端部與第 2線圈構(gòu)件12的一個(gè)端部重疊。此外，第1以及第2線圈構(gòu)件10、12的形狀并非局限于上 述C字形的有端環(huán)狀，也可以是例如橢圓形、四邊形等其它形狀。在第1線圈構(gòu)件10的一個(gè)端部上，一體設(shè)置有相對于開口 14的中心軸線而向外 突出的第1端子部24，第1線圈構(gòu)件10的另一端通過U字形的聯(lián)結(jié)部18與第2線圈構(gòu)件 12的一個(gè)端部聯(lián)結(jié)。在第2線圈構(gòu)件12的另一個(gè)端部，一體設(shè)置有相對于開口 16的中心 軸線而向外突出的第2端子部26。在這種構(gòu)造的線圈繞組2中，第1端子部24是線圈繞組2的起始端，第2端子部26是線圈繞組2的終端。被輸入第1端子部24中的電力依次流經(jīng)第1線圈構(gòu)件10、聯(lián)結(jié) 部18、第2線圈構(gòu)件12，從第2端子部26輸出。在第1線圈構(gòu)件10的內(nèi)周邊緣上，形成有向外切入的切入部30。而且，在第1線圈構(gòu)件10的外周邊緣中，在開口 14的中心軸線與切入部30的連線的延長線的區(qū)域中，以 第1線圈構(gòu)件10的外周邊緣在徑向上增大的方式，設(shè)置有向外膨脹的突出部34。在第2線圈構(gòu)件12的內(nèi)周邊緣上形成有向外切入的切入部32。此外，在第2線 圈構(gòu)件12的外周邊緣中，在開口 16的中心軸與切入部32的連線的延長線的區(qū)域中，以第 2線圈構(gòu)件12的外周邊緣在徑向上增大的方式，設(shè)置有向外膨脹的突出部36。切入部30、32在第1以及第2線圈構(gòu)件10、12的厚度方向上貫通。從開口部14， 16的中心軸線方向觀察，切入部30、32沿著開口部14，16的周邊具有規(guī)定的寬度，并且在開 口部14，16的徑向上具有規(guī)定的深度。此外，當(dāng)從開口部14，16的中心軸線方向觀察時(shí)，設(shè) 置于第1線圈構(gòu)件10上的切入部30與設(shè)置于第2線圈構(gòu)件12上的切入部32被設(shè)置在互 不相同的位置。此外，設(shè)置于第1線圈構(gòu)件10上的突出部34以及設(shè)置于第2線圈構(gòu)件12 上的突出部36分別沿著第1以及第2線圈構(gòu)件10、12的外周邊緣具有規(guī)定的寬度，并且被 設(shè)置為外周邊緣向外突出規(guī)定的寬度。突出部34、36被分別被設(shè)置于連接開口部14，16的中心軸線與切入部30、32的直 線的延長線的外周邊緣上。這樣就確保了切入部30、32的形成區(qū)域中的第1以及第2線圈 構(gòu)件10、12的寬度(導(dǎo)體板的寬度)，防止了在切入部30、32的周圍第1以及第2線圈構(gòu)件 10、12變小從而導(dǎo)致成為發(fā)熱等的原因的電阻的增加。這樣，在本實(shí)施方式中，通過設(shè)置突 出部34、36，確保了切入部30、32的形成區(qū)域中的第1以及第2線圈構(gòu)件10、12的寬度，從 而抑制了由導(dǎo)體板的寬度與厚度所決定的各個(gè)線圈構(gòu)件10、12的截面面積減少所導(dǎo)致的 電阻的增加。此外，從開口部14，16的中心軸線方向觀察，突出部34、36被設(shè)置在互不相同 的位置。此外，第1以及第2線圈構(gòu)件10、12分別具備與突出部34、36不同的突出部33、 35。突出部33被設(shè)置在第1線圈構(gòu)件10的外周邊中與上述突出部34不同的位置(例如 如圖6(a)所示，以線圈繞組2被卷繞的軸線為基準(zhǔn)，與聯(lián)結(jié)部18呈90度的位置)上。此 夕卜，突出部35被設(shè)置在第2線圈構(gòu)件12的外周邊中與上述突出部36不同的位置(例如如 圖6(b)所示，以線圈繞組2被卷繞的軸線為基準(zhǔn)，與聯(lián)結(jié)部18呈-90度的位置)上。這樣， 第1以及第2線圈構(gòu)件10、12也可以具備多個(gè)突出部。通過對導(dǎo)電性高的一塊基板實(shí)施沖壓加工，可以形成具有以上構(gòu)造的線圈繞組2。 更為具體而言，使用銅板、鋁板等基板，利用沖壓加工得到第1端子部24、與第1端子部24 連接的第1線圈構(gòu)件10、第2線圈構(gòu)件12、與第2線圈構(gòu)件12連接的第2端子部26、聯(lián)結(jié) 第1以及第2線圈構(gòu)件10、12的I字形的聯(lián)結(jié)部18。于是，通過將聯(lián)結(jié)部18彎曲成U字 形，從而使第1線圈構(gòu)件10與第2線圈構(gòu)件12相隔規(guī)定間隙而重合。這樣，制作了由導(dǎo)體 板形成的線圈繞組2。此外，線圈繞組2并非局限于這種折曲線圈，也可以是例如線圈構(gòu)件 與聯(lián)結(jié)部被螺絲固定或焊接。此外，也可以用鉚釘固定。此外，如圖5所示，在本實(shí)施方式的線圈部件1中采用構(gòu)造4，并列設(shè)置的兩個(gè)線圈 繞組2(2A、2B)各自的第2端子部26通過連接構(gòu)件3而連接。該連接構(gòu)件3與兩個(gè)線圈繞 組2的第2端子部26分別被螺絲38固定。這樣，被 輸入線圈繞組2A的第1端子部24中 的電流依次流經(jīng)第1線圈構(gòu)件10、聯(lián)結(jié)部18、第2線圈構(gòu)件12，在到達(dá)線圈繞組2A的第2 端子部26后，通過連接構(gòu)件3被輸入線圈繞組2B的第2端子部26。接著，依次流經(jīng)線圈繞 組2B的第2線圈構(gòu)件12、聯(lián)結(jié)部18、第1線圈構(gòu)件10，從線圈繞組2B的第1端子24被輸出。
(線圈部件)下面，說明相對于被連接構(gòu)件3連接的兩個(gè)線圈繞組2 —體形成有絕緣構(gòu)件的線 圈部件1。如圖1所示，在線圈部件1上設(shè)置有分別覆蓋兩個(gè)線圈繞組2的第1以及第2線圈 構(gòu)件10、12的一部分區(qū)域的、作為絕緣材料的樹脂部40。具體而言，與后述的磁性體芯構(gòu)件 相對的第1以及第2線圈構(gòu)件10、12的最外面的板面、相鄰的第1以及第2線圈構(gòu)件10、12 之間、第1以及第2線圈構(gòu)件10，12的內(nèi)周邊緣被樹脂部40所覆蓋。此外，在本實(shí)施方式 所示的線圈部件1中，第1以及第2線圈構(gòu)件10、12的外周邊緣也被樹脂部40所覆蓋。此 夕卜，作為樹脂部40所使用的絕緣材料，由于例如PBT樹脂(Poly Butylene Terephthalate, 聚對苯二甲酸丁二醇酯)和PPS樹脂(Poly Phenylene Sulfide，聚苯硫醚)等的耐熱性、 耐化學(xué)藥品性、難燃性以及尺寸穩(wěn)定性等特性良好，因此，適合使用。樹脂部40覆蓋兩個(gè)線圈繞組2中除了第1端子部24以及第2端子部26的第1 以及第2線圈構(gòu)件10、12的表面。此外，由樹脂部40，在中央沿著線圈繞組2的軸線方向形 成開口部52、54。即，線圈部件1與線圈構(gòu)件10、12同樣為中空狀。該開口部52、54被設(shè)置 為能夠使后述的磁性體芯構(gòu)件的支腳部插通。此外，如圖2、圖3(b)所示，在底面?zhèn)染邆渫怀鲇跇渲?0所構(gòu)成的外部的凸部 50a、50b，它是用來對與后述的磁性體芯構(gòu)件之間的位置進(jìn)行定位而設(shè)置的構(gòu)件。而且，如 圖4(a)、(b)等所示，樹脂部40被構(gòu)成為充填第1線圈構(gòu)件10與第2線圈構(gòu)件12之間。 但是，在線圈繞組2的突出部34、36的表面的一部分區(qū)域、在第2線圈構(gòu)件12中沿著開口 部14，16的中心軸線與第1線圈構(gòu)件10的切入部30對應(yīng)的區(qū)域的一部分、以及在第1線 圈構(gòu)件10中沿著開口部14，16的中心軸線與第2線圈構(gòu)件12的切入部32對應(yīng)的區(qū)域的 一部分中，并非樹脂部40覆蓋線圈繞組2的表面的構(gòu)造，而是線圈繞組2露出外部的構(gòu)造。 以下，對該線圈繞組2露出的區(qū)域進(jìn)行說明。首先，在線圈繞組2的突出部34、36的表面中，與開口部14，16的中心軸線垂直的 面(即，圖3(a)、(b)中的表面34a、34b、36a、36b)露出外部。突出部34、36的外周邊分別 被樹脂部44、46所覆蓋。這樣，通過使突出部34、36的表面的一部分區(qū)域露出外部，使得從 該露出的部分，例如通過熱傳導(dǎo)性的部件與設(shè)置在外部的散熱部件電絕緣連接，這樣就能 對來自線圈繞組2的熱量進(jìn)行散熱。此外，突出部34、36的外周邊分別被樹脂部44、46所 覆蓋，這樣就能保持與被配置在線圈部件1的周圍的其它裝置接觸時(shí)的絕緣性。此外，線圈 繞組2的外周邊被樹脂部40所覆蓋，并且，突出部34、36的外周邊也被樹脂部44、46所覆 蓋，這樣，如本實(shí)施方式所述，在線圈部件1采用并列設(shè)置兩個(gè)被樹脂部40覆蓋的線圈繞組 2的構(gòu)造的情況下，能夠保持線圈部件1的兩個(gè)線圈繞組2間的絕緣性。此外，如上所述，在線圈部件1中，第2線圈構(gòu)件12中沿著開口部14，16的中心軸 線與第1線圈構(gòu)件10的切入部30對應(yīng)的區(qū)域的一部分、第1線圈構(gòu)件10中沿著開口部14， 16的中心軸線與第2線圈構(gòu)件12的切入部32對應(yīng)的區(qū)域的一部分露出外面，具體而言，如 圖1、圖3、圖4所示，切入部30也被與其它的內(nèi)周邊緣同樣厚度的樹脂部40覆蓋。這樣， 如圖4(a)所示，形成與被樹脂部40覆蓋的切入部30相比，第2線圈構(gòu)件12中沿著開口部 14，16的中心軸線與第1線圈構(gòu)件10的切入部30對應(yīng)的區(qū)域向內(nèi)周邊緣內(nèi)側(cè)突出的結(jié)構(gòu)。作為該突出區(qū)域(與第1線圈構(gòu)件10的切入部30對應(yīng)的第2線圈構(gòu)件12的區(qū)域)的一 部分的表面43a及其背面43b露出外部。此外，如圖4(a)所示，露出外部的表面43a及其 背面43b的內(nèi)側(cè)(內(nèi)周邊部分)與第1以及第2線圈構(gòu)件10、12的其它內(nèi)周邊部分同樣被 樹脂部40覆蓋。這樣，線圈部件1的開口 52、54的整個(gè)內(nèi)周邊緣都被樹脂部40覆蓋。這 樣，就能保持被插入開口 52、54中的磁性體芯構(gòu)件與線圈繞組2之間的絕緣性。此外，第1線圈構(gòu)件10中沿著開口部14，16的中心軸線與第2線圈構(gòu)件12的切 入部32對應(yīng)的區(qū)域也形成同樣的形狀。即如圖4(b)所示，與對應(yīng)于上述第1線圈構(gòu)件10 的切入部30的第2線圈構(gòu)件12的區(qū)域相同，與切入部32相比，對應(yīng)于第2線圈構(gòu)件12的 切入部32的區(qū)域的第1線圈構(gòu)件10的區(qū)域向內(nèi)周邊緣的內(nèi)側(cè)突出。作為該突出區(qū)域的一 部分的表面41a及其背面41b露出外部。此外如圖4(b)所示，露出外部的表面41a及其背 面41b的內(nèi)側(cè)(內(nèi)周邊部分)與第1以及第2線圈構(gòu)件10、12的其它內(nèi)周部分同樣，也被 樹脂部40覆蓋。此外，在線圈部件1中，設(shè)置于構(gòu)成線圈繞組2的第1以及第2線圈構(gòu)件10、12中 的突出部33、35分別完全露出外部(即，突出部的外周邊也末被樹脂部40覆蓋)。如這些 突出部33、35那樣，對于末被樹脂部40覆蓋而露出外部的區(qū)域，其外周邊也無需被樹脂部
40覆蓋。如上所述，通過設(shè)置上述露出外部的區(qū)域(突出部33、35以及突出部34、36的表 面34a、34b、36a、36b、作為與切入部30、32對應(yīng)區(qū)域的表面41a、41b、43a、43b)，使得與該區(qū) 域被樹脂部40覆蓋的情況相比，能夠?qū)⒕€圈繞組2的熱量有效地向外部散出。上述線圈部件1按照例如以下方法制造。首先，準(zhǔn)備利用聯(lián)結(jié)部18連接了第1線 圈構(gòu)件10以及第2線圈構(gòu)件12的線圈繞組2。接著，在被形成樹脂部40的形狀的模具內(nèi) 放置該線圈繞組2作為嵌入部件，通過在模具內(nèi)注入樹脂進(jìn)行壓模成形，從而得到樹脂部 40與第1線圈構(gòu)件10以及第2線圈構(gòu)件12周圍的一部分一體成形的線圈繞組2。然后， 使用螺絲38將該一體成形有樹脂部40的兩個(gè)線圈繞組2的第2端子部26相對于導(dǎo)電性 的連接構(gòu)件3固定，從而獲得線圈部件1。此外，由于成形時(shí)的成形壓力(即，在模具內(nèi)注入樹脂時(shí)的壓力)，有時(shí)線圈繞組2 會(huì)發(fā)生變形而導(dǎo)致發(fā)生短路。但是，即使在成形時(shí)線圈繞組2發(fā)生變形，也難以確認(rèn)在一體 成形后在線圈繞組2中是否發(fā)生了短路。因此，為了防止成形壓力導(dǎo)致的線圈繞組2的變 形，在本實(shí)施方式的線圈部件1成形時(shí)，利用成形模具將設(shè)置于第1以及第2線圈構(gòu)件10、 12中的突出部34、36、第2線圈構(gòu)件12中沿著開口部14，16的中心軸線與第1線圈構(gòu)件10 的切入部30對應(yīng)的區(qū)域的一部分、以及第1線圈構(gòu)件10中沿著開口部14，16的中心軸線 與第2線圈構(gòu)件12的切入部32對應(yīng)的區(qū)域的一部分機(jī)械固定。這樣就能抑制成形時(shí)線圈 繞組2發(fā)生變形。此外，機(jī)械固定的區(qū)域并未被樹脂覆蓋，形成露出外部的區(qū)域(即，突出 部34、36的表面34a、34b、36a、36b、作為與切入部30、32對應(yīng)的區(qū)域的表面41a、41b、43a、 43b)。(具備磁性體芯構(gòu)件的線圈部件)下面，對線圈部件70進(jìn)行說明。 該線圈部件70為上述線圈部件1還具備磁性體 芯構(gòu)件的部件。線圈部件70具有例如用作后述的開關(guān)電源裝置的扼流圈的功能。圖8是 本實(shí)施方式的線圈部件70的分解立體圖。
如圖8所示，優(yōu)選使用線圈部件1的線圈部件70具備線圈部件1，其中線圈繞組 2的表面被樹脂部40覆蓋、以及一對磁性體芯構(gòu)件8、9。如圖8所示，磁性體芯構(gòu)件8、9被 配置為沿著線圈部件1的開口 52、54的中心軸線夾持線圈部件1。在被一對磁性體芯構(gòu)件 8、9夾持的狀態(tài)下，第1以及第2端子部24、26以及連接構(gòu)件3從磁性體芯構(gòu)件8、9突出。磁性體芯構(gòu)件8、9是通過對鐵氧體粉末進(jìn)行加壓成形而得到的所謂U型磁芯和I 型磁芯。更具體而言，磁性體芯構(gòu)件8由具有長度方向的平板狀的基部80、以及在基部80 的一個(gè)主面上突出設(shè)置的兩根圓柱狀的支腳部81、82構(gòu)成，支腳部81和支腳部82與分離 而被連接于基部80。磁性體芯構(gòu)件9由具有長度方向的平板狀的基部90構(gòu)成。磁性體芯構(gòu)件8的支腳部81、82被分別插入線圈部件1的開口 52、54中。被分別 插入開口 52、54中的支腳部81、82與磁性體芯構(gòu)件9的基部90接觸。此外，磁性體芯構(gòu)件8的基部80的一個(gè)主面與線圈部件1的一個(gè)主面(圖1所示 的上面一側(cè))的樹脂部40接觸。磁性體芯構(gòu)件9的基部90的一個(gè)主面與線圈部件1的另 一個(gè)主面(圖2所示的底面)的樹脂部40接觸。此時(shí)，設(shè)置于樹脂部40上的凸部50a、50b 分別與在基部90的長度方向上相對的兩個(gè)側(cè)面接觸，這樣就能抑制在磁性體芯構(gòu)件9與線 圈部件1之間發(fā)生寬度方向上的錯(cuò)位。此外，設(shè)置于本實(shí)施方式的線圈部件1的樹脂部40 上的凸部50a、50b分別沿著基部90的長度方向的外周邊被形成肋條狀，但是，凸部的形狀 并非局限于上述形狀，例如，既可以采用沿著基部90的外周在包括寬度方向的多個(gè)位置上 設(shè)置的方式，也可以在基部90上設(shè)置凹部且在與它對應(yīng)的位置上形成凸部，以此來決定線 圈部件1與磁性體芯構(gòu)件9的接觸位置的方式。(開關(guān)電源裝置)下面，對優(yōu)選使用本實(shí)施方式的線圈部件70的開關(guān)電源裝置進(jìn)行說明。圖9是開 關(guān)電源裝置100的電路圖。圖10是開關(guān)電源裝置100的立體圖。本實(shí)施方式的開關(guān)電源 裝置100具有DC-DC轉(zhuǎn)換器的功能，例如，將從儲(chǔ)存100V至500V左右電壓的高壓電池等供 給的高壓直流輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為低壓直流輸出電壓Vout，并且向儲(chǔ)存12 16V左右電壓 的低壓電池等供電。如圖10所示，該開關(guān)電源裝置100具有基板101，在該基板101上固定有由輸入平 滑電容器(輸入濾波器)130、開關(guān)電路120、主變壓器140、整流電路150、扼流圈(線圈部 件)70、輸出平滑電容器162構(gòu)成的平滑電路160。更為具體而言，該開關(guān)電源裝置100具備在初級高壓線121與初級低壓線122之 間設(shè)置的開關(guān)電路120以及輸入平滑電容器130、具有初級以及次級變壓器線圈部141、142 的主變壓器140、與次級變壓器線圈部142連接的整流電路150、以及與整流電路150連接 的平滑電路160。開關(guān)電路120采用由開關(guān)元件Sl S4構(gòu)成的全橋式電路結(jié)構(gòu)。開關(guān)電路120根 據(jù)例如由驅(qū)動(dòng)電路(圖中未示)供給的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將被外加在輸入端子Tl、T2間的直流輸 入電壓Vin轉(zhuǎn)換為輸入交流電壓。輸入平滑電容器130使從輸入端子T1、T2輸入的直流輸入電壓Vin變得平滑。主 變壓器140改變在開關(guān)電路120中生成的輸入交流電壓，并將輸出交流電壓輸出。根據(jù)變 壓比適當(dāng)設(shè)定初級以及次級變壓器 線圈部141、142的匝數(shù)比。此處，初級變壓器線圈部141 的匝數(shù)比次級變壓器線圈部142的匝數(shù)多。次級變壓器線圈部142是中心抽頭式，通過連接部C以及輸出線LO被引導(dǎo)至輸出端子T3。整流電路150是由整流二極管151A、151B構(gòu)成的單相全波整流型整流電路。各個(gè) 整流二極管151A、151B的陰極與次級變壓器線圈部142連接，而陽極與接地線LG連接并被 引導(dǎo)至輸出端子T4。這樣，整流電路150對來自主變壓器140的輸出交流電壓的各半個(gè)單 波期間進(jìn)行單獨(dú)整流，然后生成直流電壓。平滑電路160包括扼流圈70與輸出平滑電容器162。扼流圈70被插入配置在輸 出線LO中。輸出平滑電容器162在輸出線LO中連接于扼流圈70與接地線LG之間。這 樣，平滑電路160使在整流電路150中被整流的直流電壓變得平滑，然后生成直流輸出電壓 Vout，從輸出端子T3、T4向低壓電池等供給該直流輸出電壓Vout。在如上所述被構(gòu)成的開關(guān)電源裝置100中，從輸入端子Tl、T2供給的直流輸入電 壓Vin被切換從而生成輸入交流電壓，并被供給主變壓器140的初級變壓線圈部141。于 是，所生成的輸入交流電壓被變壓，作為輸出交流電壓從次級變壓線圈部142被輸出。該輸 出交流電壓被整流電路150整流，并且利用平滑電路160變得平滑，作為直流輸出電壓Vout 從輸出端子T3、T4被輸出。如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式的線圈部件1，線圈繞組2的表面中與磁性體芯構(gòu)件8、 9相對的最外面的線圈構(gòu)件10、12的板面、線圈構(gòu)件10、12之間、以及線圈構(gòu)件10、12的內(nèi) 周邊緣被樹脂部40覆蓋。由此實(shí)現(xiàn)了與夾持線圈部件1的磁性體芯構(gòu)件8、9的絕緣以及 相鄰的線圈構(gòu)件10、12間的絕緣。此外，由于能夠達(dá)到絕緣目的的樹脂部40在線圈部件1 中與線圈繞組2 —體成形，因此，僅使用該線圈部件1就能實(shí)現(xiàn)線圈繞組2的絕緣，因此，與 現(xiàn)有的將線圈用筒管插通于線圈繞組的內(nèi)側(cè)的方式相比，減少了組裝工序數(shù)。此外，在上述線圈部件1中，以線圈構(gòu)件10、12中外周邊緣中的一部分在徑向上增 大的方式設(shè)置有向外膨脹的突出部34、36，該突出部34、36的表面的一部分區(qū)域，即，表面 34a、34b、36a、36b未被樹脂部40覆蓋而是露出外部。由此，從該露出的區(qū)域，通過例如具有 熱傳導(dǎo)性的構(gòu)件而在電絕緣狀態(tài)下與設(shè)在外部的散熱部件連接，可以能提高線圈繞組2的 散熱效果。此外，在上述線圈部件1中，突出部34、36在圓周方向上的設(shè)置位置在線圈構(gòu)件 10,12中互不相同，由此形成傳熱性構(gòu)件相對于突出部34、36的配置變得容易、更容易地進(jìn) 行散熱的結(jié)構(gòu)。此外，如上所述，這種結(jié)構(gòu)可以為了防止嵌入壓模成形時(shí)的壓力導(dǎo)致線圈繞 組2發(fā)生變形而將線圈繞組2與作為樹脂部40的材料相對于模具機(jī)械固定。因此，能夠抑 制一體成形時(shí)線圈繞組2發(fā)生變形。此外，在上述線圈部件1中，在與磁性體芯構(gòu)件9相對的底面一側(cè)的表面上設(shè)置有 相對于磁性體芯構(gòu)件的基部9定位用的凸部50a、50b，由此可以抑制磁性體芯構(gòu)件與線圈 部件1的錯(cuò)位。此外，通過在開關(guān)電源裝置100中使用上述線圈部件1，從而能夠獲得使用了線圈 部件1的開關(guān)電源裝置，該線圈部件1不僅組裝工序數(shù)減少，同時(shí)也達(dá)到了適宜的絕緣目 的。此外，在主變壓器140中使用該線圈部件1的情況下，能夠獲得使用了線圈部件1的變 壓器，該線圈部件1不僅組裝工序數(shù)減少，并且也達(dá)到了適宜的絕緣目的。以上，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行 了說明，但是，本發(fā)明并非局限于上述實(shí)施方式， 可以進(jìn)行各種各樣的更改。
例如，可以適當(dāng)改變設(shè)置于第1線圈構(gòu)件10以及第2線圈構(gòu)件12上的突出部34、 36的位置。此外，也可以改變突出部34、36的個(gè)數(shù)。此外，在上述實(shí)施方式中所說明的線圈部件1通過連接構(gòu)件3連接并列設(shè)置的兩 個(gè)線圈繞組2，其表面被樹脂部40覆蓋，對這種構(gòu)造進(jìn)行了說明，但是，無需使用兩個(gè)線圈 繞組2，也可以采用一個(gè)線圈繞組2的表面被樹脂部40覆蓋的構(gòu)造。在上述實(shí)施方式中，突出部34、36的外周邊分別被樹脂部44、46覆蓋，突出部34、 36的一部分表面露出，對此進(jìn)行了說明，但是，該樹脂部44、46是為了保持與其它裝置接觸 時(shí)的絕緣性而設(shè)置的，并非必須設(shè)置的部件。即，并非局限于突出部34、36的表面的一部分 區(qū)域，也可以采用如突出部33、35那樣整個(gè)表面露出的方式。此外，一對磁性體芯構(gòu)件8、9的形狀并非局限于上述實(shí)施方式所示的、一個(gè)磁性 體芯構(gòu)件8具備支腳部81、82的所謂的UI型的形狀。例如，也可以采用磁性體芯構(gòu)件8、9 雙方均具備支腳部的所謂UU型的形狀，或不具備支腳部81、82的空心磁芯。此外，線圈繞組2的線圈構(gòu)件數(shù)量只要是兩個(gè)以上即可。在此，在如本實(shí)施方式所 述、線圈構(gòu)件多個(gè)聯(lián)結(jié)而形成線圈繞組2的情況下，優(yōu)選設(shè)置于該線圈構(gòu)件中的突出部如 突出部34與突出部36的配置差異 那樣，在聯(lián)結(jié)時(shí)(構(gòu)成線圈繞組時(shí))被設(shè)置在線圈繞組 的軸線方向上互不相同的位置。此外，開關(guān)電源裝置的構(gòu)造并非局限于圖9、圖10。即，本實(shí)施方式的線圈部件1 也適用于例如變換器等中。此外，在開關(guān)電源裝置100中，線圈部件1所適用的部件并不局 限于扼流圈70，也適用于主變壓器140中。
權(quán)利要求
一種線圈部件，其特征在于，具備線圈繞組以及以覆蓋該線圈繞組的表面的一部分區(qū)域的方式與該線圈繞組一體成形的電絕緣性的絕緣構(gòu)件，所述線圈部件在軸線方向上被磁性體芯構(gòu)件夾持，所述軸線方向?yàn)樵摼€圈繞組被卷繞的方向，所述線圈繞組是通過使有端環(huán)狀且呈板狀的線圈構(gòu)件在上下方向上留有間隙并且以在規(guī)定的卷繞方向上相連的方式多個(gè)聯(lián)結(jié)而被構(gòu)成的，所述絕緣構(gòu)件覆蓋與所述磁性體芯構(gòu)件相對的最外面的所述線圈構(gòu)件的板面、相鄰的所述線圈構(gòu)件之間、以及所述線圈構(gòu)件的內(nèi)周邊緣，并且具有沿著軸線方向的開口部，所述軸線方向?yàn)樗鼍€圈繞組被卷繞的方向。
2.權(quán)利要求1所述的線圈部件，其特征在于，所述線圈構(gòu)件具有以其外周邊緣中的一部分在徑向上增大的方式向外膨脹的突出部， 所述突出部的表面的一部分區(qū)域外露且未被所述絕緣構(gòu)件覆蓋。
3.權(quán)利要求2的線圈部件，其特征在于，設(shè)置所述突出部的圓周方向上的位置在多個(gè)所述線圈構(gòu)件中互不相同。
4.權(quán)利要求1所述的線圈部件，其特征在于，所述絕緣構(gòu)件在與所述磁性體芯構(gòu)件相對的一個(gè)表面上具有用于相對于所述磁性體 芯構(gòu)件定位的凸部。
5.一種變壓器，其特征在于， 具備權(quán)利要求1所述的線圈部件。
6.一種開關(guān)電源裝置，其特征在于， 具備權(quán)利要求1所述的線圈部件。
7.—種線圈部件的制造方法，其特征在于，所述線圈部件具備線圈繞組和以覆蓋該線圈繞組的表面的一部分區(qū)域的方式與該線 圈繞組一體模壓成形的電絕緣性的絕緣構(gòu)件，所述線圈部件在軸線方向上被磁性體芯構(gòu)件 夾持，所述軸線方向?yàn)樵摼€圈繞組被卷繞的方向， 該制造方法包括以下工序使有端環(huán)狀且呈板狀的線圈構(gòu)件在上下方向上留有間隙并且以在規(guī)定的卷繞方向上 相連的方式多個(gè)聯(lián)結(jié)從而制作所述線圈繞組的工序；以及一體成形工序，以覆蓋與所述磁性體芯構(gòu)件相對的最外面的所述線圈構(gòu)件的板面、相 鄰的所述線圈構(gòu)件之間、以及所述線圈構(gòu)件的內(nèi)周邊緣且沿著軸線方向設(shè)置開口部的方 式，利用電絕緣性的材料壓模成形，從而使所述絕緣性構(gòu)件與所述線圈繞組一體成形，其中 所述軸線方向?yàn)樗鼍€圈繞組被卷繞的方向。
全文摘要
本發(fā)明涉及線圈部件、變壓器、開關(guān)電源裝置以及線圈部件的制造方法。線圈部件(1)具備線圈繞組(2)和以覆蓋該線圈繞組(2)表面的一部分區(qū)域的方式與該線圈繞組(2)一體成形的、作為電絕緣性絕緣構(gòu)件的樹脂部(40)，且該線圈部件在該線圈繞組(2)被卷繞的軸線方向上被磁性體芯構(gòu)件夾持；有端環(huán)狀且呈板狀的線圈構(gòu)件(10，12)在上下方向上留有間隙并且沿著規(guī)定的卷繞方向多個(gè)聯(lián)結(jié)從而形成線圈繞組(2)；作為絕緣構(gòu)件的樹脂部(40)覆蓋與磁性體芯構(gòu)件相對的最外面的線圈構(gòu)件(10、12)的板面、相鄰的線圈構(gòu)件(10、12)之間、以及線圈構(gòu)件(10、12)的內(nèi)周邊緣，并且具有沿著所述線圈繞組被卷繞的軸線方向的開口部(52、54)。
文檔編號(hào)H01F41/12GK101840766SQ20101013652
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者池澤輝 申請人:Tdk株式會(huì)社