线圈装置的制作方法

本发明涉及能够优选用于例如车载用扼流线圈等用途的线圈装置。

背景技术：

作为面安装型扼流线圈，例如已知有下述的专利文献1所示的线圈装置。如该专利文献1所示，已知在罐形芯(pot core)的内部扁绕(edgewise wound)地卷绕平角导体的线圈装置。

但是，在这种现有的线圈装置中，难以同时确保直流重叠特性和高电感。另外，在现有的线圈装置中，将平角导体以一层扁绕地卷绕。因此，构成线圈部的平角导体的一方的引线部位于罐形芯的底部，需要从那里引出引线部。因此，为了引线部的引出，需要多余的空间，难以实现小型且高电感的线圈装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-307357号公报

技术实现要素：

本发明是鉴于这种实际状况而完成的，其目的在于，提供一种线圈装置，其能够同时确保直流重叠特性和高电感，并且容易实现小型化。

为了实现上述目的，本发明所涉及的线圈装置具有：

中芯部；

罐形芯，具有以规定间隔包围该中芯部的周围的侧壁部；

线圈部，配置在所述中芯部和侧壁部之间；以及

盖芯，覆盖所述线圈部的上部和所述中芯部的上部，

所述线圈部通过将具有扁平的截面的绕线扁绕为两层以上而构成，

所述绕线的两端部即一对引线部从所述侧壁部的上端向外部引出。

在本发明所涉及的线圈装置中，线圈部通过将具有扁平的截面的绕线以偶数层扁绕为两层以上而构成。因此，绕线的两端部即一对引线部双方都位于线圈部的上端，在罐形芯的内部不需要多余的空间，就能够容易地从罐形芯的侧壁部的上端向外部引出。因此，能够提高线圈装置的电感，并且有助于线圈装置的小型化及薄型化。

再有，因为在罐形芯的内部不需要用于引线部引出的多余的空间，所以线圈部的外周和罐形芯的侧壁部之间的距离保持为一定，并且盖芯和罐形芯的侧壁部之间的间隙也容易调节到一定的间隔。因此，容易进行构成芯的部件彼此的间隔的控制，磁饱和得到改善，直流重叠特性提高。

优选在所述中芯部的外周安装有所述线圈部的状态下，所述中芯部的底部固定于所述罐形芯的底板部。即，线圈部不是作为空芯线圈而安装于罐形芯的内部，而是以卷绕于中芯部的状态配置在罐形芯的内部，所以中芯部和线圈部的距离缩短，能够提高直流重叠特性。

所述中芯部的底部也可以通过粘结剂而固定于所述罐形芯的底板部。或者，中芯部的底部也可以通过含有磁性体的树脂而固定于所述罐形芯的底板部。通过这样构成，调节中芯部和罐形芯的间隔而容易调节特性，设计的自由度提高。另外，通过使用含有磁性体的树脂来将中芯部的底部粘结于罐形芯的底板部，也容易提高电感。

也可以使所述中芯部的磁特性和所述罐形芯的磁特性不同。例如，通过以罐形芯的导磁率μ比中芯部的导磁率μ高，且中芯部的饱和磁通密度Bs比罐形芯的饱和磁通密度Bs高的方式选择磁性材料的组合，能够提高直流重叠特性。

例如，优选以由金属烧结体构成的磁性体构成罐形芯，以由铁系金属粉体和树脂的压粉成形体构成的磁性体构成中芯部。另外，盖芯优选由与罐形芯同样的磁性体构成。

所述中芯部的底部也可以与所述罐形芯的底板部一体化而形成。在此情况下，在中芯部的四周配置有空芯线圈。

优选所述绕线的一对所述引线部在所述线圈部的上端附近分别向所述侧壁部的外侧引出，在所述侧壁部的上端分别形成有用于将所述引线部向外侧引出的引线槽。通过形成引线槽，容易在盖芯的外周和罐形芯的侧壁部之间沿周向形成均匀的间隔，直流重叠特性提高。

优选所述绕线的一对所述引线部以20度～60度的规定角度分别向所述侧壁部的外侧引出，与安装于所述侧壁部的外面的一对端子连接。通过这样构成，容易将扁平截面的绕线在中芯部的四周扁绕为两层，并且也容易确保一对端子间的绝缘。

优选所述端子具有：

端子主体，安装于所述侧壁部的外周面；

下卡止片，形成于所述端子主体的下端部，卡止于所述侧壁部的下端面；

上卡止片，形成于所述端子主体的上端部，卡止于所述侧壁部的上端面；

设置片，配置在所述引线槽的外侧；

连结片，一体地连结所述设置片和所述端子主体。

通过具有这种端子，容易实现线圈装置的小型化，并且容易进行引线部和端子的电连接及机械连接。这些连接通过例如激光熔接或点熔接等进行。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的线圈装置的整体立体图。

图2A是图1所示的线圈装置的分解立体图。

图2B是直接卷绕于图2A所示的中芯部的周围的线圈部的底面图。

图2C是从Z轴方向的下侧看2A所示的罐形芯的立体图。

图2D是表示图2A所示的端子的变形例的立体图。

图3A是沿着图1所示的III-III线的概略截面图。

图3B是本发明的另一个实施方式所涉及的线圈装置的概略截面图。

图3C是本发明的再另一个实施方式所涉及的线圈装置的概略截面图。

图4是图3C所示的线圈装置的分解立体图。

图5(A)及图5(B)是表示绕线的截面的例子的截面图。

符号的说明

2、2a…线圈装置

10…罐形芯

11…底板部

12、12A…中芯部

12a…上端

14…侧壁部

14a…上端

14d、14e…引出槽(切口状槽)

18…凹部

18a…内底面

20、20a…线圈部

22…绕线

22a、22b…引线部

30、30a…盖芯

32…内面

34…外面

36…外周面

40a、40b、40c…端子

41a、41b、41c…端子主体

42a、42b、42c…下卡止片

43a、43b、43c…上卡止片

44a、44b、44c…连结片

46a、46b、46c…设置片

50…第一粘结剂

52…第二粘结剂。

具体实施方式

下面，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

如图1所示，本实施方式所涉及的线圈装置2是用作例如用于怠速停止(idling stop)或燃料泵等的车载用扼流线圈等的线圈装置，具有罐形芯10、盖芯30、以及端子40a、40b。

如图2A及图3A所示，罐形芯10具有圆形的底板部11和从底板部11的外周部向Z轴方向立起而形成的侧壁部14。在罐形芯10的内部，由底板部11和侧壁部形成圆柱状的凹部18。

在该罐形芯10的凹部18的内部配置有圆柱状的中芯部12，中芯部12的底部用第二粘结剂52等固定在罐形芯10的底板部11的大致中央部。中芯部12在Z轴方向上具有轴芯，在该中芯部12的外周配置有线圈部20。

如图2A及图2B所示，线圈部20通过将具有扁平的截面的绕线22扁绕为两层以上而构成，直接卷绕于中芯部12的外周。如图5(A)及图5(B)所示，绕线22只要是具有横宽w比厚度t宽的扁平的截面的导体即可，其截面形状可以是矩形，可以是椭圆，也可以是其他形状。

长宽比t/w优选为0.05～0.9，进一步优选为0.5～0.8。作为代表性的具有扁平截面的绕线22，可例示平角绕线。绕线22的四周由绝缘被膜24覆盖。

所谓扁绕，是以扁平截面的绕线22的短边(厚度t侧)为内径面而纵向卷绕的卷绕法。如图2A及图2B所示，绕线22以两层以上扁绕在中芯部12的外周部。在以两层以上扁绕于中芯部12的周围时，形成于中芯部12的Z轴方向的两端面的凹部13a、13b作为固定部等而发挥作用。

在本实施方式中，线圈部20以向Z轴方向的上部引出一对引线部22a、22b的方式预先将绕线22以两层以上的偶数层线圈状地卷绕在中芯部12的外周部。此外，引线部22a、22b构成绕线22的两端。另外，作为绕线22，可以由单线构成，或者也可以由绞合线构成，优选由绝缘覆盖导线构成。

侧壁部14的内周面为圆筒状外周面，外周面为棱柱状外周面，在本实施方式中，侧壁部14的外周面具有如在四棱柱的相邻的两个部位的角部形成有倒角外周面14b那样的形状，作为整体具有六棱柱的外周面形状。如图3A所示，侧壁部14的Z轴方向的上端14a位于在Z轴方向上比中芯部12的Z轴方向的上端12a更高的位置。此外，在图中，Z轴是与罐形芯10的中芯部12的轴芯一致的方向，也与线圈部20的卷轴一致。另外，将相对于Z轴相互垂直的轴设为X轴及Y轴，端子40a和端子40b在X轴方向上面对面地配置。

如图2A所示，一对端子40a、40b分别具有沿Z轴方向与侧壁部14的相对的外周面14c紧贴的平板状的端子主体41a、41b。在端子主体41a、41b的Z轴方向的下端，分别以与侧壁部14的下面紧贴的方式与主体41a、41b一体地形成有下卡止片42a、42b。各下卡止片42a、42b彼此设定为不在底板部11的下面相互接触而短路那样的长度。

在各下卡止片42a、42b的内面，形成有与分别形成于对应的侧壁部14的下端面的沿着Y轴方向的三个卡止凹部15a、15b、15c(参照图2C)中的外侧两个凹部15a、15c嵌合的两个卡止凸部16a、16c。如图2C所示，卡止凹部15a、15b、15c也可以形成于比罐形芯10的外侧底面10a更加凹陷的面10b。面10b具有图2A所示的分别与下卡止片42a、42b的形状相匹配的形状。

在端子主体41a、41b的Z轴方向的上端，分别以与比侧壁部14的上端14a低一个台阶的台阶面14a1紧贴的方式与主体41a、41b一体地形成有上卡止片43a、43b。各上卡止片43a、43b彼此设定为不相互接触而短路那样的长度。

在各上卡止片43a、43b的内面形成有卡止凸部19a、19b，卡止凸部19a、19b与图2A所示的形成于比侧壁部14的上端14a低一个台阶的台阶面14a1的卡止凹部17a、17b嵌合。安装于台阶面14a1的各上卡止片43a、43b的上面与侧壁部14的上端14a成为大致同一面。

另外，在端子主体41a、41b的Z轴方向的中途，分别与主体41a、41b一体地形成有向倒角外周面14b突出的连结片44a、44b。在各连结片44a、44b的前端侧上部形成有与Z轴大致垂直的设置片46a、46b。设置片46a、46b的上面以成为与形成于各个的倒角外周面14b的上部的切口状槽(引线槽)14d、14e的槽底面大致同一面的位置的方式设计。

在各设置片46a、46b的上面设置有从切口状槽14d、14e向外侧伸出的引线部22a、22b，设置片46a、46b和引线部22a、22b电连接。此外，引线部22a、22b的前端部分别通过焊料熔接或激光熔接、或者电弧熔接等而相对于设置片46a、46b接合。此外，在附图中，引线部22a、22b的前端部分别通过激光熔接而相对于设置片46a、46b连接，以形成熔接球的方式描画。

如图3A所示，凹部18的内底面18a也是底板部11的上面，但以中芯部12的下面12b及线圈部20的下面经由第二粘结剂52而容易粘结的方式成为平坦面。粘结剂52也进入到中芯部12的凹部13b，使中芯部12和罐形芯10的接合强固。从罐形芯10的内底面18a到切口状槽14d、14e的高度H3优选为对于收纳线圈部20而言足够的高度。

在图3A中，高度H1是从内底面18a到中芯部12的上端12a的高度，优选比侧壁部14的高度H0小，高度H0减去高度H1的尺寸优选与盖芯30的Z轴方向的厚度大致相等，盖芯30的外面34和侧壁部14的上端14a优选成为大致同一面。

在盖芯30的内面32和中芯部12及线圈部20的上端之间介有第一粘结剂50，确保它们的接合。第一粘结剂50在盖芯30和中芯部12之间构成第一间隔G1。此外，第一粘结剂50也填充于凹部13a，使盖芯30和中芯部12的接合强固。第一间隔G1没有特别限定，但优选为1mm以下，更优选为0.05～0.3mm。通过设定在这种范围内，薄型化和特性的平衡优异。

盖芯30的外周面36优选与侧壁部14的内周面的形状匹配而变成圆周面形状，如图1所示，也可以与侧壁部14的内周面紧贴，但如图3A及图3C所示，也可以设置规定的气隙G2。

另外，在图3A中，高度H2是从内底面18a到线圈部20的上端的高度，如果考虑到第二粘结剂52的厚度小，则与线圈部20自身的Z轴方向的高度大致相同。在本实施方式中，因为引线部22a、22b形成于线圈部20的上端附近，所以高度H3为与高度H2大致相同或比其稍小的程度，但在将引线部22a、22b形成于线圈部20的Z轴方向的中途的情况下，高度H3也可以相对于高度H2减小。

第二粘结剂52不仅填充于罐形芯10的内底面18a和中芯部12及线圈部20的下面之间，也填充于线圈部20的外周面和侧壁部14的内周面之间。

第一粘结剂50和第二粘结剂52可以由相同的材料构成，也可以由不同的材料构成，但由基本组成相同且不含有磁性体粉的通常的粘结剂、例如环氧系粘结剂、硅系粘结剂、聚酰亚胺系粘结剂、氰基丙烯酸酯系粘结剂、改性丙烯酸系粘结剂等构成。

或者，这些第一粘结剂50及第二粘结剂52也可以是例如在环氧、硅等树脂中含有磁性体粉的含有磁性体的树脂。作为磁性体粉，可以为与构成罐形芯10或盖芯30的磁性体相同的磁性体，也可以为不同的磁性体，例如可使用含有Fe、Si、Cr、B、C等的金属磁性体等。

含有磁性体的树脂所包含的磁性体粉的含量优选在第一粘结剂50和第二粘结剂52中相同，但也可以在规定的范围内不同。例如，第一粘结剂50和第二粘结剂52的各个所包含的磁性体粉的含量相对于各自的整体优选为80～90重量％。

另外，罐形芯10和盖芯30优选由相同的磁性体构成，但也可以由不同的磁性体构成。罐形芯10和盖芯30分别优选为例如FeSiCr系金属磁性体，优选为在高温(例如，700℃)下对金属粉末的压粉成形体进行了热处理的磁性体。

在本实施方式中，中芯部12优选为与罐形芯10及盖芯30不同的磁性体。例如优选为铁系金属粉体与树脂(例如，环氧3％)的压粉成形体，优选为例如在150℃下进行了树脂的固化处理的磁性体。

这种磁性体的组合是如罐形芯10的导磁率μ比中芯部12的导磁率μ高，且中芯部12的饱和磁通密度Bs比罐形芯10的饱和磁通密度Bs高那样的磁性材料的组合的一个例子。

图3A所示的固化前的第二粘结剂52只要在将图2A所示的中芯部12和线圈部20插入凹部18之前，按规定量预先填充在凹部18的内底面18a，其后，将线圈部20与中芯部12一起插入凹部18即可。固化前的粘结剂52优选调节预先填充的树脂，以使其以遍布线圈部20的外周面和侧壁部14的内壁面之间的间隙的方式移动，在从切口状槽14d、14e溢出的跟前停止。

固化前的第一粘结剂50只要预先涂布于盖芯30的内面32或中芯部12的上端12a，其后，将它们贴合即可。第一粘结剂50和第二粘结剂52的固化处理如果构成这些粘结剂的树脂为热固性树脂，则可通过加热来进行，如图3A所示，优选在组装后同时进行。但是，也可以分别进行固化处理。

如图3A所示，可以在结束了第一粘结剂50和第二粘结剂52的固化处理之后，安装图2所示的端子40a、40b，也可以在之前进行安装。另外，引线部22a、22b的前端和设置片46a、46b的接合在端子40a、40b的安装之后进行。

在本实施方式所涉及的线圈装置2中，第一粘结剂50所包含的树脂作为第一间隔G1而发挥功能，磁饱和得到改善，直流重叠特性提高。另外，在第一粘结剂50的内部含有磁性体的情况下，粘结剂中的磁性体作为中芯部12(或盖芯30)的一部分而发挥功能，电感提高。

再有，在本实施方式中，通过在侧壁部14的内周面和盖芯30的外周面36之间形成气隙G2，磁饱和进一步得到改善，直流重叠特性进一步提高。

再有，在本实施方式中，如图3A所示，在中芯部12的下面12b和内底面18a之间介有第二粘结剂52，在那里也形成有间隔。因此，能够进一步提高直流重叠特性。此外，在第二粘结剂52中含有磁性体粉的情况下，电感进一步提高。

还有，在本实施方式中，构成线圈部20的绕线22的引线部22a、22b在线圈部20的上端附近向侧壁部14的外侧引出，在侧壁部14的上端14a形成有用于将引线部22a、22b向外侧引出的槽14d、14e。

通过这样构成，能够在凹部18的内壁面和线圈部20的外面之间的间隙填充第二粘结剂52直到最大限度的高度为止。另外，通过将不通过槽14d、14e而向外部排出的程度的第二粘结剂52预先填充于凹部18，仅将中芯部12与线圈部20一起收纳于凹部18的内部，就能够在凹部18的内壁面和线圈部20之间的间隙填充第二粘结剂52直到最大限度的高度为止。

再有，在本实施方式中，通过第一粘结剂50配置于在Z轴方向上比第二粘结剂52高的位置，容易在线圈部20的上端和盖芯30的内面32之间形成间隔。

特别是在本实施方式所涉及的线圈装置2中，如图2A及图2B所示，线圈部20通过将具有扁平的截面的绕线22以偶数层扁绕为两层以上而构成。因此，绕线22的两端部即一对引线部22a、22b双方都位于线圈部20的上端，在罐形芯10的内部不需要多余的空间，就能够容易从罐形芯10的侧壁部14的上端向外部引出。因此，能够提高线圈装置2的电感，并且有助于线圈装置2的小型化及薄型化。

再有，因为在罐形芯10的内部不需要用于引线部引出的多余的空间，所以线圈部20的外周和罐形芯10的侧壁部14之间的距离保持为一定，并且盖芯30和罐形芯10的侧壁部14的间隙也容易调节为一定的间隔G2。因此，容易进行构成芯的部件彼此的间隔的控制，磁饱和得到改善，直流重叠特性提高。

另外，在本实施方式中，因为线圈部20不是在罐形芯10的内部作为空芯线圈而安装，而是以卷绕于中芯部12的状态配置在罐形芯10的内部，所以中芯部12和线圈部20之间的距离缩短，能够提高直流重叠特性。

再有，在本实施方式中，容易使中芯部12的磁特性和罐形芯10及盖芯30的磁特性不同。例如，通过以罐形芯10及盖芯30的导磁率μ比中芯部12的导磁率μ高，且中芯部12的饱和磁通密度Bs比罐形芯10及盖芯30的饱和磁通密度Bs高的方式选择磁性材料的组合，能够提高直流重叠特性。

另外，在本实施方式中，绕线22的一对引线部22a、22b以20度～60度的规定角度，优选以40度～50度的角度分别向侧壁部14的外侧引出。通过这样构成，容易将扁平截面的绕线22在中芯部12的四周扁绕为两层，并且也容易确保一对端子40a、40b间的绝缘。

通过具有这种端子40a、40b，容易实现线圈装置2的小型化，并且容易实现引线部22a、22b和端子40a、40b的电连接及机械连接。这些连接可通过例如焊料熔接或激光熔接、或者电弧熔接等进行。

第二实施方式

如图2D所示，本实施方式所涉及的线圈装置仅是端子40c的构造与第一实施方式的端子40a、40b不同，其他部分与上述的实施方式共通，可实现同样的作用效果。下面，仅对不同的部分进行说明。

如图2D所示，该实施方式的端子40c具有沿Z轴方向与图2A所示的侧壁部14的相对的外周面14c紧贴的平板状的端子主体41c。在端子主体41c的Z轴方向的下端，一体地形成有下卡止片42c。图2D所示的下卡止片42c是与图2A所示的下卡止片42a、42b对应的部件，其Y轴方向的宽度比图2A所示的下卡止片42a、42b的宽度短。

另外，在图2D所示的下卡止片42c的内面形成有单一的卡止凸部16b，该卡止凸部16b与图2C所示的卡止凹部15a～15c中的位于Y轴方向的中央部的卡止凹部15b嵌合。图2D所示的上卡止片43c、连结片44c及设置片46c由于结构与第一实施方式的连结片44a、44b及设置片46a、46b相同，因此省略其说明。

本实施方式的端子40c可代替第一实施方式的端子40a、40b来使用，芯10、盖芯30、中芯部12及线圈部20可共用化。

第三实施方式

图3B所示的本实施方式所涉及的线圈装置仅是盖芯30a的构造与第一实施方式的盖芯30不同，其他部分与上述的实施方式共通，可实现同样的作用效果。下面，仅对不同的部分进行说明。

如图3B所示，在该实施方式的盖芯30a的内面32形成有多个间隔调节用凸部33，凸部33与中芯部12的上端12a抵接，可将图3A所示的第一间隔G1调节到规定的值。从这样的观点出发，凸部33的从内面32的突出高度H1优选与图3A所示的第一间隔G1大致相等。

盖芯30a的内面32和中芯部12的上端12a之间也可以由不含有磁性体粉的粘结剂进行粘结。该点在其他实施方式中也同样。

第四实施方式

如图3C及图4所示，在本实施方式所涉及的线圈装置2a中，仅在中芯部12A的底部与罐形芯10a的底板部11一体化而形成，并且在中芯部12A的四周配置有由空芯线圈构成的线圈部20a的方面不同，其他部分与上述的实施方式共通，可实现同样的作用效果。下面，仅对不同的部分进行说明。

如图3C所示，中芯部12A的底部与罐形芯10a的底板部11一体化而形成。因此，如图4所示，相对于中芯部12A难以直接地卷绕扁平截面的绕线22，作为线圈部20a，使用预先形成为线圈状的空芯线圈。

即使是由该空芯线圈构成的线圈部20a，扁平截面的绕线22也扁绕为两层以上的偶数卷。为了将由预先成形的空芯线圈构成的线圈部20a插入到位于中芯部12A和侧壁部14之间的环状间隙，优选线圈部20a的内径D2比中芯部12A的外径D1稍大，且优选线圈部20a的外径d2比侧壁部14的内周面的内径d1稍小。

此外，本发明不限定于上述的实施方式，在本发明的范围内，可进行种种改变。