CN109313976A - 电感器 - Google Patents

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Abstract

一种电感器，其特征在于，该电感器包括：线圈、第一分割罩、第二分割罩和铁芯。其中，所述第一分割罩由绝缘树脂制成，且具有：壁部，其从所述线圈的一个端部沿着所述线圈的内周面的一侧***到所述线圈中；以及凸缘部，其从所述壁部延伸，并抵接于所述线圈的所述一个端部。所述第二分割罩由绝缘树脂制成，且具有：壁部，其从所述线圈的另一个端部沿着所述线圈的内周面的另一侧***到所述线圈中；以及凸缘部，其从所述壁部延伸，并抵接于所述线圈的所述另一个端部。所述铁芯具有导电性，其设置在所述线圈中，并收纳于所述第一分割罩的所述壁部与所述第二分割罩的所述壁部之间。

Description

电感器
技术领域
本发明涉及一种适用于各类电子、电气设备中的大功率电源装置等的电感器。
背景技术
在使用于大功率电源装置等的电感器中，为了降低电阻并抑制发热，诸如铜扁线之类具有较大横截面积的电线作为线圈被广泛采用。并且，当由流经线圈的电流形成磁路的铁芯具有导电性时，线圈和铁芯之间需要用到绝缘材料。
因此，通常线圈上会施加有绝缘涂层，但是在需要例如耐受500V以上电压这样的高绝缘性时，仅靠上述绝缘涂层，会产生耐电压性不足、或局部剥离等现象，从而不能确保上述绝缘性。
于是，为确保所述铁芯和线圈之间所需要的绝缘性，一般会在上述铁芯与线圈之间另外加装由绝缘树脂制成的绝缘部件。
图9和图10中示出的是，现有此种类型的电感器24。电感器24包括作为上述绝缘部件的树脂壳体20以及树脂盖(cap)21，其通过以下方式而形成：用树脂盖21覆盖扁立缠绕铜扁线而成的线圈23并收纳在树脂壳体20中，使一对E型铁芯22彼此相对、并将中脚22a***到树脂壳体20以及树脂盖21的中央部，同时将外脚22b配置在树脂壳体20的外表面。
或者，已知的还有专利文献1中所公开的电感器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2010-219473号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，在使用诸如上述铜扁线这类具有较大横截面积的电线作为线圈23的现有电感器24中，为确保线圈23与铁芯22之间的绝缘性，由于需要树脂壳体20和树脂盖21两种树脂部件，因此需要准备用于制造它们的两种模具，这会增加制造成本。
而且，由于经冲压加工电线而形成的线圈23没有绝缘涂层，为了防止电线之间的接触，必须通过嵌件成型形成树脂模制等手段来确保电线间的绝缘性，这会导致成本的进一步增加。
本发明鉴于上述情况而完成，其要解决的问题是提供一种电感器，其能够通过廉价且简单的结构来确保线圈与铁芯之间的绝缘性，因而适用于大功率电源装置等设备。
解决问题的技术手段
解决上述问题的一种电感器，其包括：线圈、第一分割罩、第二分割罩和铁芯。其中，第一分割罩由绝缘树脂制成，且具有：壁部，其从所述线圈的一个端部沿着所述线圈的内周面的一侧***到所述线圈中；和凸缘部，其从所述壁部延伸，并与所述线圈的所述一个端部相抵接；第二分割罩由绝缘树脂制成，且具有：壁部，其从所述线圈的另一个端部沿着所述线圈的所述内周面的另一侧***到所述线圈中；和凸缘部，其从所述壁部延伸，并抵接于所述线圈的所述另一个端部；铁芯，其具有导电性，其设置在所述线圈中，并收纳于所述第一分割罩的所述壁部与所述第二分割罩的所述壁部之间。
发明效果
可通过廉价且简单的结构，确保线圈与铁芯之间的绝缘性。
附图说明
图1是第一实施方式提供的电感器的立体图。
图2是图1中所示电感器的分解立体图。
图3A是第一及第二分割罩安装到线圈时的状态示意图。
图3B是第一及第二分割罩安装到线圈时的状态示意图。
图3C是第一及第二分割罩安装到线圈时的状态示意图。
图3D是第一及第二分割罩安装到线圈时的状态示意图。
图3E是第一及第二分割罩安装到线圈时的状态示意图。
图3F是第一及第二分割罩安装到线圈时的状态示意图。
图4是第二实施方式提供的电感器的立体图。
图5是图2中所示电感器的分解立体图。
图6A是第一及第二分割罩安装到线圈时的状态示意图。
图6B是第一及第二分割罩安装到线圈时的状态示意图。
图6C是第一及第二分割罩安装到线圈时的状态示意图。
图6D是第一及第二分割罩安装到线圈时的状态示意图。
图6E是第一及第二分割罩安装到线圈时的状态示意图。
图7A是用于说明第三实施方式提供的电感器的模式图。
图7B是用于说明第三实施方式提供的电感器的模式图。
图7C是用于说明第三实施方式提供的电感器的模式图。
图7D是用于说明第三实施方式提供的电感器的模式图。
图7E是用于说明第三实施方式提供的电感器的模式图。
图7F是用于说明第三实施方式提供的电感器的模式图。
图8A是用于说明实施方式4提供的电感器的模式图。
图8B是用于说明实施方式4提供的电感器的模式图。
图8C是用于说明实施方式4提供的电感器的模式图。
图8D是用于说明实施方式4提供的电感器的模式图。
图8E是用于说明实施方式4提供的电感器的模式图。
图9是示出与本实施方式不同的电感器的立体图。
图10是图9中所示电感器的分解立体图。
具体实施方式
相关申请的交叉引用
本申请要求基于2016年6月22日递交的日本国专利申请、特愿2016-123512的优先权，并引用其公开的内容。
(第一实施方式)
图1、图2、图3A～图3F示出的是，本发明第一实施方式提供的电感器8。该电感器8，如图1及图2所示，主要包括：线圈1，其由铜扁线卷绕而成；一对分割罩(第一及第二分割罩)2，其具有相同形状，由绝缘树脂制成，并覆盖该线圈1的内周面1a以及轴线方向的两端面1b；以及I型铁芯3和U型铁芯4，其具有导电性，并包围分割罩2及线圈1的中心部和外周以形成口字型闭合磁路。
其中，线圈1被形成为外观呈大致方筒状，其中，冲压加工过的铜扁线向面外方向弯曲且绕组部在轴线方向上相邻，端末部上穿设有在进行上述冲压加工时用于紧固螺栓的螺纹孔5。如上所述，线圈1通过在暴露状态下卷绕带状金属板而形成。
另外，分割罩2包括：第一壁部2a，其覆盖方筒状线圈1的短边侧内周面1a中的一个整面；第二壁部2b，其沿着对角方向覆盖与该内周面1a相邻的长边侧内周面1a的大约1/2；和凸缘部2c，其与这些第一壁部2a及第二壁部2b的基端部一体成型，并覆盖线圈1的一个端面(端部)1b。
并且，第一分割罩2和第二分割罩2设置成彼此相对，并分别从线圈1的一个端部和另一个端部插装到线圈1中。
更具体来说，第一分割罩2的第一壁部2a和第二壁部2b，从线圈1的一个端部沿着线圈1的内周面1a的一侧***到线圈1中。而第一分割罩2的凸缘部2c抵接于线圈1的一个端面1b。
并且，第二分割罩2的第一壁部2a和第二壁部2b，从线圈1的另一个端部沿着线圈1的内周面1a的另一侧***到线圈1中。而第二分割罩2的凸缘部2c抵接于线圈1的另一个端面1b。
此时，第一分割罩2及第二分割罩2被形成为，具有相互的第二壁部2b之间在线圈1周向上可形成间隙S(参见图3E和图3F)的尺寸。
并且，在各分割罩2的第一壁部2a的外表面中央部一体形成有，用于***到线圈1轴线方向上的相邻绕组部间的凸部6。这样，凸部6就形成在第一分割罩2和第二分割罩2各自的第一壁部2a上，以便***到线圈1的相邻金属板之间而将这些金属板彼此分开。
并且，在用作形成口字型铁芯之连接部的I型铁芯3的两端部、与U型铁芯4的外脚4a的端面之间，插装有间隙片(gap sheet)7。
组装具有上述结构的电感器8时，首先，如图3A所示，在将一个分割罩2从线圈1的一个端面1b侧***后，再如图3B所示，将其移动至线圈1短边侧内周面1a侧，使第一壁部2a抵接于上述内周面1a，同时将凸部6***到线圈1的相邻绕组部之间，并且借由第二壁部2b覆盖线圈1的一个端面1b。
接着，将另一个分割罩2从线圈1的另一个端面1b侧***，同样如图3C所示，将其移动至线圈1短边侧内周面1a侧，如图3D所示，使第一壁部2a抵接于上述内周面1a，同时将凸部6***到线圈1的相邻绕组部之间，并且借由第二壁部2b覆盖线圈1的另一个端面1b。
其结果，两个分割罩2的第二壁部2b之间，在线圈1的周向上形成间隙S。然后，在将I型铁芯3***到分割罩2中后，将它们一并配置在U型铁芯4的外脚4a之间，从而完成上述组装。
根据具有上述结构的电感器8，由于一对分割罩2的第二壁部2b之间在线圈1的周向上形成有间隙S，因此可以通过将其依次***线圈1中并移动至短边侧内周面1a侧，完成向线圈1中的安装，同时在安装后通过将I型铁芯3***并收纳在U型铁芯4中，可以防止上述分割罩2从线圈1中脱落。
并且，在分割罩2的第一壁部2a的外表面上形成凸部6，当将分割罩2依次***到线圈1中并移动至短边侧内周面1a侧时，由于上述凸部6***到线圈1的电线之间，即使是在将未施加绝缘涂层的裸电线用作线圈1的情况下，也可以通过分割罩2的安装，来确保线圈1的电线之间的绝缘性。
由此，在电感器8中，可以通过分割罩2的第一壁部2a和第二壁部2b确保线圈1的内周面1a与I型铁芯3之间的绝缘性，通过凸缘部2c确保线圈1的两端面1b与U型铁芯4的外脚4a之间的绝缘性，同时可借由凸部6确保线圈1的电线之间的绝缘性。
进一步地，借由凸缘部2c可以在线圈1的外周面与U型铁芯4之间形成绝缘所需的间隔。因此，根据上述电感器8，可以通过廉价且简单的结构确保线圈1与铁芯3、4之间所需的绝缘性。
(第二实施方式)
图4、图5、图6A～图6E，示出的是本发明第二实施方式提供的电感器18。
该电感器18，如图4及图5所示，主要包括：线圈11，其由铜扁线卷绕而成；一对分割罩(第一及第二分割罩)12，其由绝缘树脂制成，具有相同形状，并覆盖上述线圈11的内周面11a、外周面11b及轴线方向的两端面11c；以及一对E型铁芯13，其具有导电性，并包围分割罩12及线圈11的中心部和外周而形成日字型闭合磁路。
在这里，上述线圈11也形成为外观呈大致方筒状，其中，冲压加工过的铜扁线向面外方向弯曲并且绕组部在轴线方向上相邻，端末部上穿设有，进行上述冲压加工时用于紧固螺栓的螺纹孔5。如上所述，该线圈11通过在暴露状态下卷绕带状金属板而形成。
并且，分割罩12包括：第一壁部12a，其覆盖与方筒状线圈11的长边侧相对的内周面11a中的一个整面；第二壁部(外周覆盖部)12b，其与第一壁部12a平行配置，并覆盖线圈11的另一个长边侧外周面11b的一个整面；第三壁部12c，其一体成型于第一壁部12a与第二壁部12b的端部间，并插装在线圈11的短边侧内周面11a与E型铁芯13的中脚13a的端面之间；以及凸缘部12d，其形成于第二壁部12b的一个端部，并覆盖线圈11的一个端面(端部)11c。
并且第一分割罩12及第二分割罩12彼此相对，并分别从线圈11的一个端部及另一个端部被安装到线圈11中。
更具体地说，第一分割罩12的第一壁部12a和第三壁部12c，从线圈11的一个端部沿着线圈11的内周面11a的一侧***到线圈11中。于是第一分割罩12的第二壁部12b，则会沿着线圈11的内周面11a另一侧的相反侧的外周面。并且第一分割罩12的凸缘部12d，则抵接于线圈11的一个端面11c。
而且，第二分割罩12的第一壁部12a和第三壁部12c，从线圈11的另一个端部沿着线圈11的内周面11a的另一侧***到线圈11中。于是第二分割罩12的第二壁部12b，则沿着线圈11的内周面11a的一侧的相反侧的外周面。并且第二分割罩12的凸缘部12d，则抵接于线圈11的另一个端面11c。
此时，第一分割罩12及第二分割罩12被形成为，具有相互的第三壁部2c之间可在线圈11的周向上形成间隙S(参见图6D)的尺寸。
并且，在各分割罩12的第一壁部12a的外表面中央部，一体形成有用于***到线圈11的轴线方向上的相邻绕组部之间的凸部16。这样一来，凸部16就形成在第一分割罩12和第二分割罩12各自的第一壁部12a上，以便***到线圈11的相邻金属板之间，而将这些金属板彼此分开。
组装具有上述结构的电感器18时，首先，如图6A所示，将一个分割罩12从线圈11的一个端面11c侧***后，再如图6B所示，将其移动至线圈11的长边侧内周面11a侧，使第一壁部12a抵接于上述内周面11a，同时将凸部16***到线圈11的相邻绕组部之间，并且使第二壁部12b抵接于相对长边侧的外周面11b，并借由凸缘部12d覆盖线圈11的上述一个端面11c。
其次，如图6C所示，将另一个分割罩12从线圈11的另一个端面11c侧***后，再如图6D所示，将其移动至线圈11的另一个长边侧内周面11a侧，使第一壁部12a抵接于上述内周面11a的同时，将凸部16***到线圈11的相邻绕组部之间，并且使第二壁部12b抵接于线圈11的相对长边侧的外周面11b，并借由凸缘部12d覆盖线圈11的上述另一个端面11c。
其结果，分割罩12的第三壁部12c被配置在线圈11的短边侧内周面11a上的同时，两个分割罩12的第三壁部12c之间，在线圈11的周向上形成有间隙S。其次，如图6E所示，将一对E型铁芯13中的第一E型铁芯13的中脚13a，从线圈11的一个端面11c侧，***到被线圈11的内周面11a上的分割罩12的第一壁部12a及第三壁部12c包围的中心部，同时将外脚13b配置在覆盖线圈11的外周面11b的分割罩12的第二壁部12b的外周侧。同样地，将第二E型铁芯13的中脚13a，从线圈11的另一个端面11c侧，***到被线圈11的内周面11a上的分割罩12的第一壁部12a及第三壁部12c包围的中心部，同时将外脚13b配置在覆盖线圈11的外周面11b的分割罩12的第二壁部12b的外周侧。如上所述，完成对电感器18的组装。
根据具有上述结构的电感器18，除了能够获得与第一实施方式所示相同的作用效果之外，由于分割罩12上一体形成有用于插装在线圈11的外周面11b与E型铁芯13的外脚13b之间的第二壁部12b，即使E型铁芯13的外脚13b接近线圈11的外周面11b，也可以切实确保两者之间的绝缘性。
另外，在上述第一及第二实施方式中，说明的仅是以下情形，即均使用未施加绝缘涂层的裸电线弯曲而成的线圈1、线圈11，而在分割罩2、12的第一壁部2a、12a外表面上形成凸部6、16，并将该凸部6、16***到线圈1、11轴线方向上的相邻绕组部之间以确保绝缘性。但本发明不限于此，在使用施加有绝缘涂层的电线作为线圈1、11的情况下，上述凸部6、16也可以省略。
并且，在上述实施方式中，虽然显示的是使用形状相同的一对分割罩2、12的情况，但本发明不限于此，也可以使用形状不同的第一及第二分割罩。
(第三实施方式)
接下来，结合图7A～图7F，对第三实施方式提供的电感器9进行说明。电感器9由第一分割罩A、第二分割罩B、线圈C及铁芯E构成。
具体来说，电感器9包括：线圈C，其由多条截面为方型或长圆型的电线卷绕而成；铁芯E，其***到上述线圈C的中心部，并包围外周而形成闭合磁路；罩体，其由绝缘树脂制成，插装在至少上述线圈C的内周面及两端面与上述铁芯E之间。上述罩体包括：第一分割罩A，其覆盖上述线圈C的上述内周面及两端面周向上的一部分；以及第二分割罩B，其与上述第一分割罩A在上述周向上由间隙S隔开，并覆盖上述线圈C的上述内周面及两端部周向上的另一部分。
这样一来，电感器9被配置为，第一分割罩A与第二分割罩B之间，在线圈C周向上形成有间隙S。
因此，如图7A和7B所示，在将第一分割罩A***到线圈C中后，再如图7C所示，将其移动到线圈C的内周面侧，以覆盖该线圈C内周面的一部分和两端面的一部分，接着如图7D所示，在将第二分割罩B***到线圈C中后，如图7E所示，将其移动到线圈C的内周面侧，以覆盖线圈C内周面的另一部分和两端面的另一部分。
然后，如图7F所示，通过将铁芯E***到第一分割罩A和第二分割罩B中，可以防止第一分割罩A和第二分割罩B从线圈C中脱落。
这种，通过廉价且简单的结构，即可确保线圈C与铁芯E之间的绝缘性。
(第四实施方式)
下面，结合图8A～图8E，对第四实施方式提供的电感器10进行说明。该电感器10由第一分割罩A＇、第二分割罩B＇、线圈C＇及铁芯E＇构成。
具体来说，与构成电感器9的线圈C的电线相比，电感器10的线圈C＇，未被施加绝缘涂层，且在第一分割罩A与第二分割罩B的外表面上，形成有将会***到上述线圈C＇的上述电线之间的凸部P＇。
如上所述，电感器10使用未经施加绝缘涂层的裸电线作为上述线圈C＇。
在这种情况下，如图8A～8E所示，在上述第一分割罩A＇和第二分割罩B＇的外表面上形成凸部P＇，将第一分割罩A＇和第二分割罩B＇依次***到线圈C＇中，并使其向内周面侧移动时，通过将上述凸部P＇***到线圈C＇的电线之间，可在完成这些第一分割罩A＇和第二分割罩B＇组装的同时，确保线圈C＇电线之间的绝缘性。
此外，用于实现端末部与紧固位置之间定位的弯曲加工，也可以在冲压加工钢板形成裸电线的同时予以进行。
(其他实施方式)
此外，作为上述各实施方式中的第一及第二分割罩，也可以使用相同的形状。根据这种实施方式，用一个模具即可制备上述第一及第二分割罩，由此可以降低制造成本，同时制造时的部件管理也更容易。
并且，还可以使插装到线圈外周面与铁芯之间的外周覆盖部，与第一及第二分割罩形分别成为一体。根据这种实施方式，当需要在线圈与包围线圈外周的铁芯之间插装绝缘材料时，可以使操作变得容易。
需要说明的是，上述实施方式只是为了更好地理解本发明的示例性说明，并不能解释为限制本发明。凡在本发明的精神、原则之内所作的任何修改、改进和等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。
附图标记说明
1 线圈
1a 内周面
1b 端面
2 分割罩(第一及第二分割罩)
2a 第一壁部
2b 第二壁部
2c 凸缘部
3 I型铁芯
4 U型铁芯
4a 外脚
5 螺纹孔
6、16 凸部
7 间隙片
8 电感器
9 电感器
10 电感器
11 线圈
11a 内周面
11b 外周面
11c 端面
12 分割罩(第一及第二分割罩)
12b 第二壁部(外周覆盖部)
12c 第三壁部
12d 凸缘部
13 E型铁芯
13a 中脚
13b 外脚
15 螺纹孔
18 电感器
20 树脂壳体
21 树脂盖
22 E型铁芯
22a 中脚
22b 外脚
23 线圈
24 电感器
A、A＇ 第一分割罩
B、B＇ 第二分割罩
C、C＇ 线圈
E、E＇ 铁芯
P＇ 凸部
S 间隙

Claims (4)

1.一种电感器，其特征在于，其包括：
线圈；
第一分割罩，其由绝缘树脂制成，且具有：
壁部，其从所述线圈的一个端部沿着所述线圈的内周面的一侧***到向所述线圈中，和
凸缘部，其从所述壁部延伸，且抵接于所述线圈的所述一个端部；
第二分割罩，其由绝缘树脂制成，且具有：
壁部，其从所述线圈的另一个端部沿着所述线圈的内周面的另一侧***到所述线圈中，和
凸缘部，其从所述壁部延伸，并抵接于所述线圈的所述另一个端部；以及
铁芯，其具有导电性，设置在所述线圈中，并收纳于所述第一分割罩的所述壁部与所述第二分割罩的所述壁部之间。
2.根据权利要求1所述的电感器，其特征在于，
所述线圈由带状金属板卷绕而成，
在所述第一分割罩的所述壁部和所述第二分割罩的所述壁部上，分别形成有用于***到所述金属板之间的凸部，以将所述线圈的相邻所述金属板彼此分开。
3.根据权利要求1或2所述的电感器，其特征在于，
所述第一分割罩与第二分割罩形状相同。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电感器，其特征在于，
所述第一分割罩还包括沿着所述线圈的所述内周面的所述另一侧的相反侧外周面的外周覆盖部；
所述第二分割罩还包括沿着所述线圈的所述内周面的所述一侧的相反侧外周面的外周覆盖部；
所述铁芯还包括：
第一E型铁芯，所述第一E型铁芯的脚从所述一个端部***到所述线圈中，和
第二E型铁芯，所述第二E型铁芯的脚从所述另一个端部***到所述线圈中。
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