CN112908643A - 绕线架及线圈装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种成形容易,且能够进行导线的高精度的多层卷绕的绕线架及具有该绕线架的线圈装置。在绕线架(20)上,在卷芯部(28)的外周,沿着轴向以规定间隔设置有多个凸缘部(24)~(27)。在相互相向的端部隔壁凸缘(24)的背面(24a)及卷绕隔壁凸缘(26)的表面(26b)中的端部隔壁凸缘(24)的背面(24a)形成有从端部隔壁凸缘(24)的内侧朝向外侧延伸的多个凹凸(240)。
Description
技术领域
本发明涉及一种绕线架及具有该绕线架的线圈装置。
背景技术
例如,作为线圈装置,已知有专利文献1所示的变压器。专利文献1所示的变压器具有在卷芯部的外周沿着轴向以规定间隔设置有多个凸缘部的绕线架,在各凸缘部之间的空间卷绕有多层导线。在该种绕线架中,如果扩大各凸缘部的间隔,则导线在各凸缘部之间的空间内移动,容易产生卷绕紊乱。另一方面,如果缩小各凸缘部的间隔,则与该部分对应,在用于成形绕线架的模具上形成有薄的部分,难以成形。特别是近年来,需要以高精度多层卷绕细的导线,在该情况下,必须缩小各凸缘部的间隔,绕线架的成形变得更加困难。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-66539号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明鉴于这样的实际情况而提出,其目的在于,提供一种成形容易,且能够进行导线的高精度的多层卷绕的绕线架及具有该绕线架的线圈装置。
用于解决问题的技术方案
为了实现上述目的,本发明提供一种绕线架,在卷芯部的外周,沿着轴向以规定间隔设置有多个凸缘部,其特征在于,
在相互相向的一所述凸缘部的背面及另一所述凸缘部的表面中的至少一方形成有从所述凸缘部的内侧朝向外侧延伸的多个凹凸。
在本发明的绕线架中,在相互相向的一凸缘部的背面及另一凸缘部的表面中的至少一方形成有从凸缘部的内侧朝向外侧延伸的多个凹凸。因此,对用于使绕线架成形的模具预先赋予与构成凹凸的凹部对应的厚度。这样,通过对模具赋予厚度,能够提高模具的强度,且防止模具的破损。另外,起模作业变得容易,能够使绕线架易于成形。
另外,如果在相邻的凸缘部之间的空间多层卷绕导线,则导线不能与构成凹凸的凸部相接且嵌入构成凹凸的凹部。因此,防止卷绕紊乱,能够进行导线的高精度的多层卷绕。
优选的是,形成有所述凹凸的所述凸缘部的背面或表面被划分成多个区段,在所述各区段形成有朝向同一方向的多个所述凹凸。通过设为这样的结构,能够沿着凹凸对与区段数相应的多个型分别进行起模,起模作业变得更加容易。
优选的是,形成于任一所述区段的多个所述凹凸的延伸方向与形成于其它所述区段的多个所述凹凸的延伸方向不同。通过设为这样的结构,能够在上述各区段中沿不同的方向(多个凹凸的延伸方向)对多个模型分别进行起模,起模作业变得更加容易。
优选的是,在相邻的多个所述区段之间形成有沿与卷绕于所述卷芯部的外周的导线的卷绕方向交叉的方向延伸的分隔部。通过设为这样的结构,即使导线的延伸方向和构成凹凸的凹部的延伸方向大致一致,导线也不会嵌入该凹部,有效地防止了卷绕紊乱,能够进行导线的高精度的多层卷绕。
优选的是,多个所述凹凸仅形成于所述凸缘部的背面。通过设为这样的结构,与在凸缘部的表面及背面形成凹凸的情况不同,能够防止绕线架沿轴向变厚,且实现线圈装置的低背化。
优选的是,在所述凸缘部的背面或表面形成有从所述凸缘部的内侧朝向外侧延伸的导线插通槽,所述导线插通槽的宽度比构成所述凹凸的凹部的宽度宽。通过设为这样的结构,能够通过导线插通槽,将导线的引线部容易地引出。
为了实现上述的目的,本发明的线圈装置具有上述的任一绕线架和在相邻的所述凸缘部之间卷绕于所述卷芯部的外周的导线。
也可以具有由板状的导电体构成的板状线圈部。通过设为这样的结构,在相邻的凸缘部之间的空间多层卷绕导线时,能够加强由该导线构成的线圈部和板状线圈部之间的结合。
优选的是,所述板状线圈部嵌件成形于所述绕线架。通过设为这样的结构,能够将板状线圈部容易地安装于绕线架。
优选的是,所述导线以与构成所述凹凸的凸部相接的方式在相邻的所述凸缘部之间的空间卷绕有多层。通过设为这样的结构,导线不会嵌入构成凹凸的凹部,有效地防止了卷绕紊乱,能够进行导线的高精度的多层卷绕。
优选的是,相邻的所述凸缘部间的最小间隔被设定为一根所述导线进入的间隔。通过设为这样的结构,在各凸缘部之间的空间多层卷绕导线时,该导线不会与构成凹凸的凸部相接且嵌入构成凹凸的凹部。因此,有效地防止了卷绕紊乱,能够进行导线的高精度的多层卷绕。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的变压器的立体图。
图2是图1所示的变压器的分解立体图。
图3A是沿着图1所示的IIIA-IIIA线的变压器的剖视图。
图3B是沿着图1所示的IIIB-IIIB线的变压器的剖视图。
图4A是图1所示的变压器具有的绕线架的立体图。
图4B是表示图4A所示的绕线架的端部隔壁凸缘的背面的立体图。
图4C是表示图4A所示的绕线架的卷绕隔壁凸缘的背面的立体图。
图4D是表示图4A所示的端部隔壁凸缘的背面的变形例的立体图。
图5是从另一角度观察图4A所示的绕线架的立体图。
图6是图1所示的变压器的电路图。
图7是本发明的第二实施方式的变压器的立体图。
图8是图7所示的变压器具有的绕线架的立体图。
图9是表示图7所示的变压器的使用状态的侧视图。
具体实施方式
以下,基于附图所示的实施方式对本发明进行说明。
第一实施方式
图1所示的本实施方式的作为线圈装置的变压器10例如用于EV(ElectricVehicle:电动运输设备)、PHV(Plug-in Hybrid Vehicle:插电式混合动力汽车)、或者通勤(车辆)用的车载用充电器、或者家庭用或工业用电气设备的电源电路、或者计算机设备的电源电路等。
如图2所示,该变压器10具有绕线架(线架、骨架)20和由上部芯401及下部芯402构成的芯部(磁芯)40。此外,在附图中,X轴、Y轴及Z轴相互垂直,Z轴与变压器10的高度(厚度)对应,与后述的线圈部的卷轴平行。另外,Y轴与芯401、402的基部44的长边方向一致。而且,X轴与绕线架20的第一台座22和第二台座23排列的方向一致。
如图4A所示,绕线架20具有绕线架主体21和在绕线架主体21的Z轴方向的上部以位于X轴方向的相互相反侧的方式与绕线架主体21成形为一体的第一台座22及第二台座23。绕线架20的绕线架主体21具有形成有芯脚用贯通孔29的卷芯部28。
在卷芯部28的Z轴方向的两端部形成有端部隔壁凸缘(凸檐)24、25。各个端部隔壁凸缘24、25与包括X轴及Y轴的平面(XY平面)大致平行地向卷芯部28的外侧扩展。另外,在位于端部隔壁凸缘24、25的Z轴方向之间的卷芯部28的外周部一体成形有与这些端部隔壁凸缘24、25大致平行地向卷芯部28的外侧扩展的卷绕隔壁凸缘26、27。
多个隔壁凸缘24~27沿着轴向以规定间隔设置于卷芯部28的外周。以下,关于多个隔壁凸缘24~27,将朝向Z轴上方的面称为表面(或者上表面),将朝向Z轴下方的面称为背面(或者下表面)。如图3A所示,端部隔壁凸缘24的背面24a及卷绕隔壁凸缘26的表面26b相互相向,卷绕隔壁凸缘26的背面26a及卷绕隔壁凸缘27的表面27b相互相向,卷绕隔壁凸缘27的背面27a及端部隔壁凸缘25的表面25b相互相向。
在本实施方式中,在相互相向的端部隔壁凸缘24的背面24a及卷绕隔壁凸缘26的表面26b中的端部隔壁凸缘24的背面24a形成有多个凹凸240。另外,在相互相向的卷绕隔壁凸缘26的背面26a及卷绕隔壁凸缘27的表面27b中的卷绕隔壁凸缘26的背面26a形成有多个凹凸260。另外,在相互相向的卷绕隔壁凸缘27的背面27a及端部隔壁凸缘25的表面25b中的卷绕隔壁凸缘27的背面27a形成有多个凹凸270。在本实施方式中,多个凹凸240、260、270仅形成于隔壁凸缘24、26、27的背面24a、26a、27a。
凹凸240、260、270与隔壁凸缘24、26、27一体成形。凹凸240、260、270的沿着与长边方向正交的平面的截面形状成为山和谷交替重复的波形状。
凹凸240由凹部241和凸部242构成。另外,凹凸260由凹部261和凸部262构成。另外,凹凸270由凹部271和凸部272构成。
如图4B所示,从Z轴下方(端部隔壁凸缘24的背侧)观察,凹部241及凸部242分别由细长的线状构成,从端部隔壁凸缘24的内侧朝向外侧笔直地延伸。多个凹部241的各自的沿着长边方向的长度不一定统一,根据形成位置而不同。这一点对于多个凸部242的各自的沿着长边方向的长度也是相同的。此外,在本实施方式中,“从内侧朝向外侧”是指沿着端部隔壁凸缘24的径向(放射状方向)、弦向或者与接线方向平行的方向等从内侧朝向外侧。
凹部241及凸部242除了端部隔壁凸缘24的背面24a中形成有后述的分隔部243及导线插通槽244的区域,全面地形成。凹部241的深度或凸部242的沿着Z轴的高度优选为卷绕于卷芯部28的外周的导线33的线径的4倍以下,且0.1倍以上,更优选低于2倍且为0.3倍以上。
凹部241及凸部242的各自的沿着与长边方向正交的方向的宽度大致相等,凹部241和凸部242以一定的间距重复而形成。如图3A所示,凹部241及凸部242的各自的沿着与长边方向正交的平面的截面形状由在角部带有圆角的矩形或者梯形构成。
相邻的端部隔壁凸缘24和卷绕隔壁凸缘26之间的最小间隔,即凸部242和卷绕隔壁凸缘26的表面26b之间的间隔被设定为一根导线33进入的间隔(与导线33的线径程度相同)。对于凸部262和卷绕隔壁凸缘27的表面27b之间的间隔及凸部272和卷绕隔壁凸缘25的表面25b之间的间隔也是相同的。
因此,在卷芯部28的外周卷绕导线33时,导线33以例如构成凹凸240的凸部242相接的方式在端部隔壁凸缘24和卷绕隔壁凸缘26之间的空间卷绕有多层(沿着径向卷绕多层)。
如图4B所示,在端部隔壁凸缘24的背面24a形成有多个(三个)分隔部243。分隔部243由细长的矩形状构成,与端部隔壁凸缘24一体成形。分隔部243的沿着Z轴方向的高度与凸部242的沿着Z轴方向的高度大致相等,分隔部243和凸部242齐平。
分隔部243从端部隔壁凸缘24的内侧朝向外侧(沿放射状方向)笔直地延伸。在某分隔部243的与长边方向垂直的方向的两端连接有多个凹凸240的内侧端部。如后述,当在卷芯部28的外周卷绕导线33,且在端部隔壁凸缘24和卷绕隔壁凸缘26之间的空间多层卷绕导线33时,分隔部243沿与该导线33的卷绕方向交叉的方向延伸。
分隔部243的内侧端部与卷芯部28的外周面连接,分隔部243的外侧端部与端部隔壁凸缘24的外周面连接。在图示的例子中,分隔部243的外侧端部和内侧端部不间断而连续地连接。
分隔部243的与长边方向垂直的方向的宽度大于后述的凹部241或凸部242的与长边方向垂直的方向的宽度,但没有特别限制。例如,分隔部243的上述宽度可以实质上为零,或者也可以省略分隔部243。
通过上述的三个分隔部243,形成有凹凸240的卷绕隔壁凸缘24的背面24a被划分成第一区段24a1、第二区段24a2及第三区段24a3三个区段。换句话说,各分隔部243形成于相邻的多个区段24a1、24a2、24a3之间。
多个凹凸240分别形成于第一区段24a1、第二区段24a2及第三区段24a3中的任一个的内侧,在区段24a1、24a2、24a3分别形成有朝向同一方向的多个凹凸240的集合体。
形成于第一区段24a1的多个凹凸240分别朝向X轴方向延伸,朝向同一方向(X轴方向)。形成于第二区段24a2的多个凹凸240分别朝向Y轴方向延伸,朝向同一方向(Y轴方向)。形成于第三区段24a3的多个凹凸240分别朝向X轴方向延伸,朝向同一方向(X轴方向)。
这样,在端部隔壁凸缘24的背面24a,多个凹凸240在纵向和横向上连续延伸,形成于第一区段24a1及第三区段24a3的多个凹凸240的延伸方向与形成于第二区段24a2的多个凹凸240的延伸方向大致相差90度。
在区段24a1、24a2、24a3的内侧,多个凹凸240的一部分从分隔部243朝向端部隔壁凸缘24的外侧延伸,另一方面,多个凹凸240的其它部分从卷芯部28的外周面朝向端部隔壁凸缘24的外侧延伸。
因为各区段24a1、24a2、24a3由多个分隔部243分隔,所以形成于各区段24a1、24a2、24a3的多个凹凸240与形成于其它区段24a1、24a2、24a3的多个凹凸240不连续。
在端部隔壁凸缘24的背面24a形成有从其内侧朝向外侧延伸的导线插通槽244。导线插通槽244形成于第一区段24a1,导线插通槽244的延伸朝向与形成于第一区段24a1的凹凸240的延伸朝向相同。导线插通槽244形成于配置有端部隔壁凸缘24的第一台座22的一侧。此外,因为在该部分形成有后述的引线用缺口245(参照图4B),所以导线插通槽244的一部分根据引线用缺口245沿X轴方向开缺口。
从Z轴下方(端部隔壁凸缘24的背侧)观察,导线插通槽244由宽幅的矩形状构成,具有将构成凹凸240的凹部241进一步拓宽的形状。导线插通槽244以后述的导线33的引出部分即引线部333能够插通的方式从卷芯部28的外周面笔直地延伸到端部隔壁凸缘24的外周面。导线插通槽244的槽宽比凹部241的槽宽宽,优选为2~6倍。
如图4C所示,凹凸260具有与凹凸240相同的结构,分隔部263具有与分隔部243相同的结构。另外,卷绕隔壁凸缘26的第二区段26a2及第三区段26a3的结构与端部隔壁凸缘24的第二区段24a2及第三区段24a3的结构相同。卷绕隔壁凸缘26的第一区段26a1的结构除了没有形成相当于导线插通槽244的结构这一点,与端部隔壁凸缘24的第一区段24a1的结构相同。
另外,省略详细的图示,但图3A所示的卷绕隔壁凸缘27的背面27a的结构与卷绕隔壁凸缘26的背面26a的结构相同。即,在卷绕隔壁凸缘27的背面27a形成有三个由与分隔部263相同的结构构成的分隔部273(参照图4C),并且通过三个分隔部273,背面27a被划分成三个区段27a1~27a3(对区段27a1、27a3省略图示)。另外,在区段27a1~27a3形成有由与多个凹凸260相同的结构构成的多个凹凸270。构成凹凸270的凹部271及凸部272具有与构成凹凸260的凹部261及凸部262相同的结构。
如图3A所示,在位于Z轴方向的上方的端部隔壁凸缘24和卷绕隔壁凸缘26之间形成有第一区域槽(空间)S1,在卷绕隔壁凸缘26和卷绕隔壁凸缘27之间形成有第二区域槽(空间)S2,在位于Z轴方向的下方的端部隔壁凸缘25和卷绕隔壁凸缘27之间形成有第三区域槽(空间)S3。
各区域槽S1~S3的槽深度(相对于卷轴半径方向的长度)被设定为1匝以上(多层)的导线33进入的深度,优选被设定为能够卷绕3~15匝的导线33的深度。
在本实施方式中,导线33以与构成凹凸240、260、270的凸部242、262、272相接的方式,在隔壁凸缘24、26、27、25之间的区域槽S1、S2、S3卷绕有多层。各区域槽S1~S3的槽深度与隔壁凸缘24~27距卷芯部28的外周面的半径方向长度对应,优选全部相同,但也可以不同。
如图4A所示,在配置有第一台座22的端部隔壁凸缘24的X轴方向一端形成有引线用缺口245。引线用缺口245从端部隔壁凸缘24的外周面形成到内周面,引线用缺口245的缺口深度为到达卷芯部28的外周面的深度。
引线用缺口245发挥了用于将卷绕于图3B所示的第一区域槽S1的内部に卷绕的导线33的一端即引线部333引导至Z轴方向的上方的作用。即,能够将一根导线33穿过该引线用缺口245,穿过区域槽S1,以多个规定匝卷绕于区域槽S1。
优选通常卷绕(对齐卷绕)作为卷绕方法,但也可以是其它卷绕方法。通过围绕位于各隔壁凸缘24~27之间的卷芯部28以规定匝数卷绕导线33,在各隔壁凸缘24、26之间的区域槽(空间)S1、各隔壁凸缘26、27之间的区域槽(空间)S2及各隔壁凸缘27、25之间的区域槽(空间)S3中分别卷绕有多层导线33,形成有图2所示的导线线圈部331。
导线33可以由单线构成,或者也可以由绞合线等绞线构成。导线33的线径没有特别限制,但优选为1.0~4.0mm的范围。导线33由金属线等导电线构成,但也可以是绝缘被覆导线。
另外,在卷绕隔壁凸缘26中埋入有第一平板导体31的第一平板线圈部311,在卷绕隔壁凸缘27中买入第二平板导体32的第二平板线圈部321。
如图2所示,第一平板导体31的第一平板线圈部311具有大致1匝量的圆环板形状,该部分被埋入卷绕隔壁凸缘26的内部。另外,同样地,第二平板导体32的第二平板线圈部321具有大致1匝量的圆环板形状,该部分买入卷绕隔壁凸缘27的内部。
在第一平板线圈部311的两端部分别形成有第一平板引线部312、313。各第一平板引线部312、313在绕线架20的第二台座23侧从卷绕隔壁凸缘26的延长凸缘部26e飞出到外侧,朝向Z轴的上方折弯而成形。另外,在第二平板线圈部321的两端部分别形成有第二平板引线部322、323。各第二平板引线部322、323在绕线架20的第二台座23侧从卷绕隔壁凸缘27的延长凸缘部27e飞出到外侧,朝向Z轴的上方折弯而成形。
此外,延长凸缘部26e、27e是比卷绕隔壁凸缘26、27的外周更向X轴外侧突出的部分,在本实施方式中,形成于配置有第二台座23的卷绕隔壁凸缘26、27的X轴方向另一端(参照图4A)。
第一平板引线部312从卷绕隔壁凸缘26飞出的位置与一第二平板引线部322从卷绕隔壁凸缘27飞出的位置沿Y轴方向错位,在本实施方式中,设为沿着绕线架20的Y轴方向位于相反侧。另外,另一第一平板引线部313从卷绕隔壁凸缘26飞出的位置与另一第二平板引线部323从卷绕隔壁凸缘27飞出的位置在Y轴方向上一致。
但是,如图3B所示,在本实施方式中,沿X轴方向错开将第一平板引线部313向Z轴的上方折弯的位置和将第二平板引线部323向Z轴的上方折弯的位置。即,把将第二平板引线部323向Z轴的上方折弯的位置沿X轴方向设定为比将第一平板引线部313向Z轴的上方折弯的位置靠外侧。Y轴方向的位置一致的各引线部313、323也可以在例如图9所示的电路基板100等外部电路上电连接。
在本实施方式中,预先通过冲压加工等使图2所示的第一平板导体31及第二平板导体32成形,将这些平板线圈部311、321配置于模具的内部,将绕线架20注塑成形(嵌件成形)等,由此,能够与绕线架20一体化。各引线部312、313、322、323的弯曲成形可以在其嵌件成形之后,也可以在之前预先加工。
为了容易地进行绕线架20的向卷芯部28的导线33的卷绕作业,优选在导线33的卷绕作业结束后,进行与绕线架20一体化的各引线部312、313、322、323的弯曲成形。
在本实施方式中,平板导体31、32由板状的导电体构成,例如铜、铝、锡、镍等金属,或它们的合金等导电性板材构成。平板导体31、32的厚度没有特别限制,但优选为0.3~0.8mm。也可以在平板导体31、32的表面,特别是在引线部312、313、322、323的表面,为了提高与焊料等接合部件的密合性而实施电镀处理或表面粗糙化处理。
如图6所示,在本实施方式中,平板线圈部311、321为一次侧线圈部,导线线圈部331为二次侧线圈部,但也可以反转一次侧线圈部和二次侧线圈部的关系。
如图4A所示,与绕线架20的端部隔壁凸缘24的Z轴方向上表面一体成形的第一台座22具有侧壁部221。在侧壁部221的背面(绕线架20的X轴方向的外侧)形成有延伸到Y轴方向外侧的一对第一引出通路222、222和延伸到X轴方向外侧的一对第二引出通路224、224。第一引出通路222和第二引出通路224连接,由各引出通路222、224形成大致L字的通路。
在侧壁部221的背面形成有从第一台座22的上表面向Z轴的上方突出的一对侧方凸部223、223。一对侧方凸部223、223以分别位于Y轴方向的相互相反侧的方式形成于第一台座22的Y轴方向的两端部。第一引出通路222以由侧方凸部223和侧壁部221夹持的方式形成于它们之间。
在一侧方凸部223和另一侧方凸部223之间形成有从第一台座22的上表面向Z轴的上方突出的一对中央凸部225、225。一对中央凸部225、225以分别夹持引线用缺口245且位于相互相反侧的方式形成于第一台座22的Y轴方向的大致中央部。第二引出通路224以由中央凸部225和侧方凸部223夹持的方式形成于它们之间。
此外,侧壁部221、侧方凸部223以及中央凸部225与绕线架主体21一体成形。
如图5所示,在各侧方凸部223,端子35以端子35的中间部分别被埋入的方式嵌件成形。端子35的导线连接部351从侧方凸部223的Y轴方向的端面向Y轴方向突出。另外,端子35的外部连接部352从侧方凸部223的上表面沿Z轴方向的上方向飞出。连通端子35的导线连接部351和外部连接部352的L字形状的中间部分埋入侧方凸部223的内部而一体化。
在本实施方式中,端子35作为整体由大致L字形状的导电性销构成,但也可以有大致L字形状的导电性板片构成。端子35的材质如果是具有导电性的材质,则没有特别限制,例示有铜、铜合金等。
在各个导线连接部351、351分别捆扎连接有导线引线部332、333。导线引线部332、333是构成图2所示的导线线圈部331的导线33的两端部。
在配置于Y轴一侧的端子35的导线连接部351连接有穿过第二引出通路224及第一引出通路222而引出的导线引线部332。另一方面,在配置于Y轴另一侧的端子35的导线连接部351连接有穿过引线用缺口245及第一引出通路222而引出的导线引线部333。
也可以在分别捆扎有导线引线部332、333的导线连接部351、351进行基于焊料的接合、或者基于激光的接合、或者基于电阻焊接等其它接合方式的接合。
如图4A所示,在位于与端部隔壁凸缘24的第一台座22在X轴方向上的相反侧的第二台座23上,与第一台座22的侧壁部221部分形状相似的侧壁部231以沿Z轴方向突出的方式一体成形。因为在侧壁部221和侧壁部231之间配置有上部芯401的基部44,所以这些侧壁部221、231具有方便地夹持基部44的Y轴方向的中央部的形状。
绕线架20例如由PPS、PET、PBT、LCP、尼龙等塑料构成,但也可以由其它绝缘部件构成。但是,在本实施方式中,作为绕线架20,优选由例如热导率高达1W/m·K以上的塑料构成,例如由PPS、尼龙等构成。
如图2所示,在本实施方式中,芯401、402为相同形状,在Z-Y截面上具有截面E字形状,构成所谓E型芯。此外,芯401、402的形态不限于图2所示的形态,例如芯401、402也可以分别成形为一体,或芯401、402也可以分别分割成多个。
芯401、402具有分别沿Y轴方向延伸的基部44、从基部44的Y轴方向的两端向Z轴方向突出的一对侧脚部48、48、以及在这些侧脚部48、48之间从Y轴方向的中央沿Z轴方向突出的中脚部46。
中脚部46从Z轴方向的上方及下方***到绕线架20的芯脚用贯通孔29的内部。如图3A所示,在绕线架20的芯脚用贯通孔29的内部,中脚部46、46的前端可以接触联系,也可以构成为夹着规定的间隙而相向。此外,通过形成间隙,能够根据间隙的宽度调整泄漏特性。
如图2所示,中脚部46、46以与芯脚用贯通孔29的内周面形状一致的方式具有大致圆柱形状,但该形状没有特别限制,也可以按照芯脚用贯通孔29的形状而变化。另外,侧脚部48、48具有与绕线架主体21的外周面形状匹配的内侧凹曲面形状,其外表面具有与XZ平面(包括X轴和Z轴的平面)平行的平面。在本实施方式中,各芯401、402的材质可举出金属、铁素体等软磁性材料,但没有特别限制。
本实施方式的变压器10通过组装图2所示的各部件,并且在绕线架20的卷芯部28卷绕导线33而制造。以下,使用图2等对变压器10的制造方法的一个例子进行说明。
在变压器10的制作中,首先,通过将模具合模,并在模具的模腔中充填树脂等绝缘材料而形成绕线架20。在本实施方式中,在模具的模腔的内部,用于形成与区域槽S1~S3对应的区域的滑板状的模具分离成三个。另外,在分离成三个的滑板状的模具中的每一个上形成有形状、大小或者朝向等与图3A等所示的多个凹凸240、260、270对应的多个凹凸。
如果在模具的模腔进行绝缘材料的充填,则形成隔壁凸缘24、26、27,并且在隔壁凸缘24、26、27的背面24a、26a、27a,在与滑板状的模具对应的位置形成有分隔部243、263、273。由此,背面24a、26a、27a被划分成三个区段24a1~24a3、26a1~26a3、27a1~27a3。
同时,在形成于背面24a的区段24a1~24a3中的每一个形成有与形成于滑板状的各模具的多个凹凸对应的多个凹凸240(凹部241及凸部242)。另外,在区段26a1~26a3中的每一个形成有与形成于滑板状的各模具的多个凹凸对应的多个凹凸260(凹部261及凸部262)。另外,在区段27a1~27a3中的每一个形成有与形成于滑板状的各模具的多个凹凸对应的多个凹凸270(凹部271及凸部272)。
如上所述,在绕线架20上,平板导体31、32的平板线圈部311、321以埋入各隔壁凸缘26、27的内部的方式通过嵌件成形而一体化。另外,端子35、35的中间部以埋入的方式通过嵌件成形与绕线架20的第一台座22一体化。
接下来,形成导线线圈部331。具体来说,首先,将导线33插通于图4A所示的引线用缺口245并引出到区域槽S1(参照图3A),通过通常卷绕原样卷绕于卷芯部28的外周。在区域槽S1中,将导线33多层卷绕至隔壁凸缘24、26的外周附近。
之后,将导线33以卡止于形成于卷绕隔壁凸缘26的外周面的引线卡止部26c,同时横跨卷绕隔壁凸缘26的外周面的方式引出到Z轴下方。而且,使导线33向X轴方向弯曲,穿过图4C所示的导线插通槽264,朝向区域槽S2(参照图3A)的内侧引导,再次通过通常卷绕卷绕于卷芯部28的外周。在区域槽S2中,使导线33多层卷绕至隔壁凸缘26、27的外周附近。
之后,将导线33以卡止于形成于卷绕隔壁凸缘27的外周面的引线卡止部27c,同时横跨卷绕隔壁凸缘27的外周面的方式引出到Z轴下方。而且,使导线33向X轴方向弯曲,穿过与图4C所示的导线插通槽264相同的插通槽(图示略),朝向区域槽S3(参照图3A)的内侧引导,再次通过通常卷绕卷绕于卷芯部28的外周。在区域槽S3中,使导线33多层卷绕至隔壁凸缘27、25的外周附近。
接下来,如图5所示,将导线33以卡止于形成于卷绕隔壁凸缘27的外周面的引线卡止部27d及形成于卷绕隔壁凸缘26的外周面的引线卡止部26d,同时横跨卷绕隔壁凸缘26、27的外周面的方式引出到Z轴上方。
形成于导线33的一端的导线引线部332穿过第二引出通路224且引出到X轴内侧,同时穿过第一引出通路222且朝向Y轴外侧引出,在捆扎于一端子35的导线连接部351后,通过例如锡焊连接。形成于导线33的另一端的导线引线部333穿过第一引出通路222且朝向Y轴外侧引出,在捆扎于另一端子35的导线连接部351后,通过例如锡焊连接。此外,作为导线33,没有特别限制,但优选使用绞合线等。另外,导线33的卷绕方向不限于从如上所述的上方朝向下方的卷绕方向,也可以是从下方朝向上方的卷绕方向。
在卷绕作业之后,根据需要,对平板导体31、32的平板引线部312、313、323、322向Z轴的上方进行折弯加工。
接下来,如图3A所示,从Z轴方向的上下方向安装芯401、402。即,将芯401、402的中脚46、46的前端彼此接合,同时将侧脚48、48的前端彼此接合。此外,也可以在中脚46、46的前端彼此之间保持间隙。
如图9所示,如上制造的变压器10以使一对端子35的外部连接部352、352、第一平板引线部312、313、以及第二平板引线部322、323贯通电路基板100的规定位置,且绕线架20(隔壁凸缘24~27)和电路基板100平行的方式安装于电路基板100。此外,与设置有变压器10的电路基板100的一侧相反侧固定于框体102。
在本实施方式的绕线架20中,在隔壁凸缘24、26、27的背面24a、26a、27a形成有从凸缘部24、26、27的内侧朝向外侧延伸的多个凹凸240、260、270。因此,预先对用于形成绕线架20的滑板状的模具赋予与构成凹凸240、260、270的凹部241、261、271对应的厚度。这样,通过对模具赋予厚度,能够提高滑板状的模具的强度,且防止模具的破损。另外,起模作业变得容易,能够使绕线架20易于成形。
另外,如果在相邻的隔壁凸缘24~27之间的区域槽(空间)S1、S2、S3中多层卷绕导线33,则导线33不会与构成凹凸240、260、270的凸部242、262、272相接且嵌入构成凹凸240、260、270的凹部241、261、271。因此,防止了卷绕紊乱,能够进行导线33的高精度的多层卷绕。
另外,形成有凹凸240、260、270的隔壁凸缘24、26、27的背面24a、26a、27a被划分成多个区段24a1~24a3、26a1~26a3、27a1~27a3,在各区段24a1~24a3、26a1~26a3、27a1~27a3形成有朝向同一方向的多个凹凸240、260、270。通过设为这样的结构,能够沿着凹凸将与区段数相应的多个模型(滑板状的模具)分别起模,起模作业变得更加容易。
另外,如图4B所示,例如形成于区段24a2的多个凹凸240的延伸方向与形成于其它区段24a1、24a3的多个凹凸240的延伸方向不同。通过设为这样的结构,在上述各区段24a1~24a3中,能够将多个模型分别沿不同的方向(形成于区段24a2的多个凹凸240的延伸方向及形成于区段24a1、24a3的多个凹凸240的延伸方向)起模,起模作业变得更加容易。
另外,在相邻的多个区段(在图4B中,区段24a1、24a2、24a3)之间形成有沿与卷绕于卷芯部28的外周的导线33的卷绕方向交叉的方向延伸的分隔部243。通过设为这样的结构,导线33的延伸方向和构成凹凸240的凹部241的延伸方向大致一致,导线33不会嵌入该凹部241,有效地防止了卷绕紊乱,能够进行导线33的高精度的多层卷绕。
另外,多个凹凸240、260、270仅形成于隔壁凸缘24、26、27的背面24a、26a、27a。通过设为这样的结构,与在凸缘部24、26、27的表面24b、26b、27b及背面24a、26a、27a形成凹凸240、260、270的情况不同,能够防止绕线架20沿轴向变后,并实现变压器10的低背化。
另外,在隔壁凸缘24、26、27的背面24a、26a、27a形成有导线插通槽245,导线插通槽245的与长边方向垂直的方向的宽度比凹部241的与长边方向垂直的方向的宽度宽。通过设为这样的结构,能够将导线33的引线部333穿过导线插通槽245,并容易地引出。
另外,变压器10具有由板状的导电体构成的第一平板线圈部311和第二平板线圈部321。通过设为这样的结构,在隔壁凸缘24~27之间的区域槽(空间)S1、S2、S3中多层卷绕导线33时,能够加强由该导线33构成的线圈部33和第一平板线圈部311及第二平板线圈部321之间的结合。
另外,第一平板线圈部311和第二平板线圈部321嵌件成形于绕线架20。通过设为这样的结构,能够将第一平板线圈部311和第二平板线圈部321容易地安装于绕线架20。
另外,导线33以与凸部242相接的方式在隔壁凸缘24~27之间的区域槽(空间)S1、S2、S3中卷绕有多层。通过设为这样的结构,导线33不会嵌入凹部241,有效地防止了卷绕紊乱,能够进行导线33的高精度的多层卷绕。
另外,相邻的隔壁凸缘24~27间的最小间隔被设定为一根导线33进入的间隔。通过设为这样的结构,在隔壁凸缘24~27之间的区域槽(空间)S1、S2、S3中多层卷绕导线33时,该导线33不会与凸部242相接且嵌入凹部241。因此,有效地防止了卷绕紊乱,能够进行导线33的高精度的多层卷绕。
第二实施方式
就图7~图9所示的本实施方式的作为线圈装置的变压器10A而言,绕线架20A的内部与第一实施方式的变压器10共通,并且主要的构成要素是共通的,但线圈的卷轴方向不同,并且绕线架20A的外部构造不同。以下,主要对与第一实施方式的变压器10不同的部分详细地进行说明,省略一部分共通的部分的说明。另外,在附图中,对与第一实施方式共通的部件标注共通的符号,也省略一部分其说明。
如图7所示,该变压器10A具有绕线架20A,绕线架20A具有绕线架主体21A。在绕线架主体21A上形成有第一台座22A取代第一实施方式的第一台座22。如图8所示,在第一台座22A上形成有一对侧方凸部223A取代第一实施方式的一对侧方凸部223。在各侧方凸部223A,端子35以埋入的方式嵌件成形。在本实施方式中,端子35的导线连接部351从侧方凸部223A的上表面沿Z轴方向的上方向飞出。另外,端子35的外部连接部352从侧方凸部223A的X轴方向的端面沿X轴方向突出。
在配置有第一台座22A的卷绕隔壁凸缘26、27的X轴方向一端形成有延长凸缘部26e、27e。在本实施方式中,延长凸缘部26e、27e的配置与第一实施方式的延长凸缘部26e、27e的配置相反。
第一平板导体31A的第一平板引线部312A、313A在绕线架20A的第一台座22A侧从卷绕隔壁凸缘26的延长凸缘部26e飞出到外侧。但是,本实施方式的第一平板引线部312A、313A在没有进行折弯成形的点上,与第一实施方式的第一平板引线部312、313不同。
另外,第二平板导体32A的第二平板引线部322A、323A在绕线架20A的第一台座22A侧从卷绕隔壁凸缘27的延长凸缘部27e飞出到外侧。但是,本实施方式中的第二平板引线部322A、323A在没有进行折弯成形的点上,与第一实施方式的第二平板引线部322、323不同。
在本实施方式中,也得到与第一实施方式相同的效果。另外,在本实施方式中,一对端子35的外部连接部352、352、第一平板引线部312A、313A、以及第二平板引线部322A、323A朝向同一方向(Z轴下方)突出。因此,在使一对端子35的外部连接部352、352、第一平板引线部312A、313A、以及第二平板引线部322A、323A贯穿电路基板的规定位置,且将变压器10A安装于电路基板时,绕线架20(隔壁凸缘24~27)和电路基板垂直。即,在本实施方式中,能够相对于电路基板纵向设置变压器10A,能够进行有效利用狭窄的空间的安装。
另外,因为变压器10A的大部分没被电路基板等覆盖,所以能够充分地确保散热面积。其结果,能够增大变压器10A的散热性。本实施方式的变压器10A具有特别适用于强制风冷式冷却的结构。
此外,本发明不限于上述的实施方式,能够在本发明的范围内进行各种改变。例如,在上述实施方式中,示出了将本发明应用于变压器的例子,但也可以应用于其它线圈装置。
在上述实施方式中,形成于隔壁凸缘24、26、27的区段数不限于三个,也可以是两个或四个以上。例如,如图4D所示,也可以在端部隔壁凸缘24的背面24a形成四个分隔部243,形成四个区段24a1~24a4。
在上述实施方式中,图4B所示的凹部241或凸部242的与长边方向垂直的方向的宽度或者重复的间距也可以不同。
在上述实施方式中,凹部241、261、271的形状不限于如图4B等所示的形状,例如也可以是从隔壁凸缘24、26、27的内侧朝向外侧拓宽的形状。另外,凸部242、262、272的形状不限于如图4B等所示的形状,例如也可以是从隔壁凸缘24、26、27的内侧朝向外侧逐渐变窄的形状
在上述实施方式中,如图4B等所示,使出了凹凸的整体从隔壁凸缘24、26、27的内侧朝向外侧延伸的凹凸240、260、270。但是,凹凸240、260、270的形状不限于此,凹凸的至少一部分也可以从隔壁凸缘24、26、27的内侧朝向外侧延伸。
在上述实施方式中,分隔部243的延伸方向不限于图4B所示的例子,也可以适当地变更。这一点对于分隔部263、273是相同的。
在上述实施方式中,多个凹凸240的延伸方向不限于图4B所示的例子,也可以适当地变更。
在上述实施方式中,凹凸240、260、270仅形成于隔壁凸缘24、26、27的背面24a、26a、27a,但也可以仅形成于表面24b、26b、27b,或者也可以形成于两个面。
在上述实施方式中,如图4A所示,在卷芯部28的外周形成有四个隔壁凸缘24~27,但隔壁凸缘的数量如果是多个,则没有特别限制。
符号说明
在上述实施方式中,第一平板线圈部311及第二平板线圈部321由平板导体构成,但也可以由导线构成。
10、10A:变压器
20、20A:绕线架
21、21A:绕线架主体
22、22A:第一台座
221:侧壁部
222:第一引出通路
223、223A:侧方凸部
224:第二引出通路
225:中央凸部
23:第二台座
231:侧壁部
24、25:端部隔壁凸缘
240:凹凸
241:凹部
242:凸部
243:分隔部
244:导线插通槽
245:引线用缺口
24a:下表面
24b:上表面
24a1:第一区段
24a2:第二区段
24a3:第三区段
24a4:第四区段
25a:下表面
25b:上表面
26:卷绕隔壁凸缘
260:凹凸
261:凹部
262:凸部
263:分隔部
264:导线插通槽
26a:下表面
26a1:第一区段
26a2:第二区段
26a3:第三区段
26b:上表面
26c、26d:引线卡止部
26e:延长凸缘部
27:卷绕隔壁凸缘
27a:下表面
27b:上表面
27c、27d:引线卡止部
27e:延长凸缘部
28:卷芯部
29:芯脚用贯通孔
31、31A:第一平板导体
311:第一平板线圈部
312、313、312A、313A:第一平板引线部
32、32A:第二平板导体
321:第二平板线圈部
322、323、322A、323A:第二平板引线部
33:导线
331:导线线圈部
332、333:导线引线部
35:端子
351:导线连接部
352:外部连接部
40:磁芯(芯部)
401:上部芯
402:下部芯
44:基部
46:中脚部
48:侧脚部
100:电路基板
102:框体
Claims (12)
1.一种绕线架,在卷芯部的外周,沿着轴向以规定间隔设置有多个凸缘部,其特征在于,
在相互相向的一所述凸缘部的背面及另一所述凸缘部的表面中的至少一方形成有从所述凸缘部的内侧朝向外侧延伸的多个凹凸。
2.根据权利要求1所述的绕线架,其特征在于,
形成有所述凹凸的所述凸缘部的背面或表面被划分成多个区段,
在所述各区段形成有朝向同一方向的多个所述凹凸。
3.根据权利要求2所述的绕线架,其特征在于,
形成于任一所述区段的多个所述凹凸的延伸方向与形成于其它所述区段的多个所述凹凸的延伸方向不同。
4.根据权利要求2或3所述的绕线架,其特征在于,
在相邻的多个所述区段之间形成有沿与卷绕于所述卷芯部的外周的导线的卷绕方向交叉的方向延伸的分隔部。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的绕线架,其特征在于,
多个所述凹凸仅形成于所述凸缘部的背面。
6.根据权利要求4所述的绕线架,其特征在于,
多个所述凹凸仅形成于所述凸缘部的背面。
7.根据权利要求1~3中任一项所述的绕线架,其特征在于,
在所述凸缘部的背面或表面形成有从所述凸缘部的内侧朝向外侧延伸的导线插通槽,
所述导线插通槽的宽度比构成所述凹凸的凹部的宽度宽。
8.一种线圈装置,其包括:
权利要求1~3中任一项所述的绕线架;和
在相邻的所述凸缘部之间卷绕于所述卷芯部的外周的导线。
9.根据权利要求8所述的线圈装置,其特征在于,
具有由板状的导电体构成的板状线圈部。
10.根据权利要求9所述的线圈装置,其特征在于,
所述板状线圈部嵌件成形于所述绕线架。
11.根据权利要求10所述的线圈装置,其特征在于,
所述导线以与构成所述凹凸的凸部相接的方式在相邻的所述凸缘部之间的空间卷绕有多层。
12.根据权利要求11所述的线圈装置,其特征在于,
相邻的所述凸缘部间的最小间隔被设定为一根所述导线进入的间隔。
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