线圈部件的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年05月28日提交日本特许厅、申请号为2018-101590的日本专利申请的优先权和权益，其全部内容通过引用结合在本申请中。

本发明涉及一种线圈部件。

背景技术：

线圈部件中，有一些具有如下述专利文献1记载的变压器所示的结构，即间隔有绝缘层、将加工成螺旋状的片状导体制成的线圈(以下也称片状线圈)、与经冲裁铜板等平板状导体而成的线圈(以下也称铜板线圈)层叠起来的结构。并且在这种线圈部件中，具有利用铜板线圈来夹持高压侧片状线圈的结构，以提高散热性。另外，下述专利文献1中，还记载有与本发明相关的、被赋予导热性的树脂(以下称导热性树脂)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2000-303857号公报

非专利文献

非专利文献1：三菱工程塑料株式会社，“高导热树脂-开发的背景-”，[online]，[平成30年5月15日检索]，internet＜url：https://www.m-ep.co.jp/ja/eve/16-1.html？utm_source＝google&utm_medium＝cpc&utm_campaign＝01_s_02_heat＞

技术实现要素：

发明要解决的课题

在间隔着绝缘层将片状线圈和铜板线圈层叠而成的线圈部件中，需要将构成绝缘层的片状绝缘体与线圈进行粘接。因此，制作由线圈和绝缘层构成的层叠体时的工时会增加，难以提供更较低价格的线圈部件。并且，在以往的线圈部件中，为了将线圈与绝缘层粘合在一起，即使是在用导热性树脂形成绝缘层的情况下，混进粘合剂中的气泡也可能会阻碍热传导，因而无法获得良好的散热性。

再者，含有线圈部件的各种电子部件通常会有小型化的需求，以往的线圈部件为了防止安装在装置内时产生短路，由线圈和绝缘层构成的层叠体需以组装在筐体内的状态来提供。并且，在以往的线圈部件中，为将层叠体可靠地容纳在筐体内，需要在筐体与层叠体之间设置尺寸上的余量(间隙)，因而小型化难以实现。此外，即使使用由导热性树脂制成的筐体，也由于在筐体内设有与线圈之间的间隙，因此难以通过筐体将线圈的热量排放到线圈部件的外部。

鉴于此，本发明的目的在于，提供一种可降低制造成本，并同时具有高散热性的小型线圈部件。

解决问题的方案

用于实现上述目的的本发明的一个方面，提供一种在由铁芯形成的闭合磁路内配置有平板状导体构成的多个线圈的线圈部件，其特征在于，

所述线圈部件包括，由所述多个线圈间隔有绝缘性平板状构件构成的绝缘层而在上下方向上层叠而成的层叠体；

所述层叠体，埋设在由具有绝缘性和导热性的树脂模制成型而制成的筐体内。

线圈部件也可以构造为：在所述筐体的上表面和下表面的至少一个表面上，形成用于使配置在所述层叠体表层的所述线圈露出到外部的开口。

进一步地，线圈部件还可以构造为：所述多个线圈，由平板状导体经螺旋状加工而成的多个片状线圈、以及由平板状导体构成的两个单匝铜板线圈构成；

两个所述铜板线圈配置在所述层叠体的最上层和最下层，并且各自的端部在所述筐体的外部连接；

多个螺旋状的所述片状线圈，其螺旋的端部穿过所述绝缘层的正反面而在上下方向上彼此连接。

线圈部件也可以构造为：在上述任一所述的线圈部件的基础上，

所述线圈部件包括周边线圈部件，所述周边线圈部件由构成所述层叠体的线圈以外的线圈配置在由所述铁芯以外的铁芯所形成的闭合磁路内而构成；

所述筐体由以所述层叠体和所述周边线圈部件的线圈作为嵌入构件的模制成型品来构成，所述层叠体和所述周边线圈部件的线圈埋设在一个筐体内。

发明效果

根据本发明的一个方面，提供一种可在降低制造成本的同时，具有高散热性的小型线圈部件。另外，关于其他效果，将在以下描述中阐明。

附图说明

图1是本发明实施例中线圈部件的示意图。

图2是上述实施例中线圈部件的分解立体图。

图3是从上述实施例中的线圈部件移除铁芯后的状态的示意图。

图4是构成上述实施例中线圈部件的线圈的示意图。

图5是构成上述实施例中线圈部件的线圈的分解立体图。

图6是上述实施例的对比例中的线圈部件的示意图。

图7是构成上述对比例中线圈部件的线圈的分解立体图。

图8是上述对比例中线圈部件上附带有周边线圈部件的状态的示意图。

具体实施方式

下面参考附图，对本发明的实施例进行说明。另外，在以下说明所使用的附图中，对于相同或类似的部分，有时使用相同的附图标记并省略对其的重复说明。有些附图，在说明中省略了不必要的附图标记。

实施例

<线圈部件的结构>

本发明实施例的线圈部件，以变压器为例进行说明。图1和图2示出了本发明实施例中的线圈部件1。图1(a)是从一个方向观察线圈部件1的立体图，图1(b)是从另一方向观察线圈部件1的立体图。图2是线圈部件1的分解立体图。并且，在图1(a)、图1(b)和图2中示出了，用作变压器的线圈部件(下文也称主线圈部件1a)、谐振线圈等、与构成主线圈部件1a的周边电路的其他线圈部件(下文也称周边线圈部件1b)形成为一体的线圈部件1。

如图1(a)和图1(b)所示，线圈部件1通过在一体式筐体2内，将构成主线圈部件1a的线圈(以下也称主线圈)、以及构成周边线圈部件1b的线圈(以下也称周边线圈)，分别配置在由单独的铁芯(3a、3b)形成的闭合磁路内而构成。在本实施例中，主线圈由间隔着绝缘层将铜板线圈和片状线圈层叠而成的层叠体来构成。在周边线圈中，构成主线圈的铜板线圈、片状线圈和周边线圈的各自的一个端部，作为端子(41、42和43)自筐体2突出。并且铜板线圈的另一端部(下文也称连接部44)也突出到筐体2外部。

在这里，设定互相正交的三个方向为上下方向、前后方向和左右方向，当以构成线圈部件1的各种线圈的卷轴(100a、100b)方向为上下方向时，则筐体2在上下方向上呈扁平箱状，在主线圈部件1a中形成闭合磁路的铁芯(下文也称为主铁芯3a)、以及在周边线圈部件1b中形成闭合磁路的铁芯(下文也称周边铁芯3b)，分别由在上下方向上互相面对的两个铁芯构件(31a、32a以及31b、32b)构成。另外，在主铁芯3a的侧面上粘贴有胶带5，以使上下铁芯构件(31a，32a)固定而不致互相分离。

在这里，以构成主线圈的铜板线圈的端子41和连接部44自筐体2的前面突出来定义前后各方向，同时，以构成主线圈的片状线圈的端子42和周边线圈的端子43自筐体2的上面突出来定义上下各方向。

在本实施例的线圈部件1中，如图2所示，主铁芯3a和周边铁芯3b均为，在上下方向上使e型铁芯构件(31a、32a以及31b、32b)相互面对而形成的ee型。并且，在主铁芯3a的铁芯构件(31a、32a)中，中脚33a插通于中空部21，该中空部21在上下方向上贯通筐体2中形成有主线圈部件1a的区域。并且，在形成有周边线圈部件1b的区域中，前后并排形成有在上下方向上贯通的两个中空部(22、23)，在这两个中空部(22、23)中分别插通有周边铁芯3b的中脚33b和其前方的外脚34b。

筐体2以周边线圈和组装完成的主线圈为嵌入构件而模制成型。即，在线圈部件1中，主线圈和周边线圈埋设在筐体2内，除铁芯(3a、3b)之外的结构形成为一体。图3示出了从线圈部件1移除铁芯(3a、3b)后的一体化结构体(下文也称模制结构体10)的外观。图3(a)是从上前方观察模制结构体10的立体图，图3(b)是从下前方观察模制结构体10的立体图。如图3(a)、3(b)所示，在筐体2上形成有可供上述铁芯(3a、3b)的脚部(33a、33b、34b)插通的中空部(21、22、23)。并且，在筐体2的上表面和下表面上形成有可使内部线圈露出的开口24。并且，该开口24用于将主线圈4a的、尤其是铜板线圈产生的热量向外部排放。进一步地，本实施例中，筐体2使用绝缘性的导热性树脂而成型。导热性树脂为混练有导热填料的树脂材料，如上述非专利文献1中所述，其具有大体1w/mk以上的导热率。并且，根据用途等的不同而导热率不同的各种导热性树脂，由树脂材料制造商以各种名称(导热树脂、高导热树脂等)来提供。另外，在本实施例的线圈部件中，筐体2使用zi-mainus(注册商标：osakacement株式会社制造)、或以聚苯硫醚(pps)为基体树脂的pps-6565a7(polyplastics株式会社制造)来成型。

图4和图5示出了配置在筐体2内的主线圈4a和周边线圈4b的结构。图4是从上前方观察主线圈4a和周边线圈4b的立体图，图5是作为图4中主线圈4a部分的分解立体图的示意图。如图4所示，主线圈4a由平板状导体(下文也称导体板)制成的多个线圈(45～48)间隔有绝缘层6层叠而成。周边线圈4b为由冲裁为预定形状的导体板立体弯曲而成的单匝线圈。关于周边线圈4b的结构和构成，其可以是诸如向绕线管卷绕卷线而形成的线圈等。总之，周边线圈4b只要与具有层叠结构的主线圈4a一同埋设在模制成型而制成的一体式筐体2内即可。

如图5所示，主线圈4a包括两个铜板线圈(45、46)和两个片状线圈(47、48)，并具有可在各线圈(45～48)的层间插入用作绝缘层6的平板状绝缘构件(61～63)的层叠结构。即，主线圈4a包括三个绝缘构件(61～63)。在各绝缘构件(61～63)中形成有连通上表面和下表面的开口(64～66)，且各开口(64～66)在上下方向上层叠的同时，由制成图1～图3所示筐体2的树脂来模制形成内周侧。由此，在筐体2中形成可供主铁芯3a的中脚33a插通的中空部21。

在主线圈4a中，发热量最大的两个铜板线圈(45、46)配置在层叠体的最上层和最下层。由此，最上层的铜板线圈45的正面和最下层的铜板线圈46的反面从上述筐体2的开口24中露出。并且，在本实施例的线圈部件1中，如上所述，主线圈部件1a用作变压器，分别配置在最上层和最下层的两个单匝铜板线圈(45、46)，通过连接部44彼此间的焊接等方式进行连接，而形成双匝的初级线圈。

主线圈4a中的次级线圈由两个预定匝数的片状线圈(47、48)构成。两个片状线圈(47、48)分别通过螺旋状冲裁薄于铜板线圈(45、46)的板状导体而形成，并且次级线圈由两个片状线圈(47、48)的端部彼此连接而形成。具体说来，两个片状线圈(47、48)间隔有上下方向中央处的绝缘构件(下文也称次级线圈用绝缘构件62)而层叠。该次级线圈用绝缘构件62的开口65，比其他绝缘构件(61、63)的开口(64、66)在前后方向的尺寸更大。因此，利用其他绝缘构件(61、63)的开口(64、66)与次级线圈用绝缘构件62的开口65之间的尺寸差，可将加工成螺旋状的两个片状线圈的内周侧的端部插通到次级线圈用绝缘构件62的开口65，并通过焊接等方式使这些端部彼此间连接。

如上所述，在本实施例的线圈部件1中，由于筐体2由以主线圈4a和周边线圈4b作为嵌入构件的模制成型品来制成，因此散热用的开口24可以自由形成在任意位置。例如，可以根据线圈部件1所处理的电压值等的规格，结合要求达到的散热性能，来自由设定开口24的面积。此外，如果根据组装有线圈部件1的电子设备侧所设置的散热器等散热构件或散热风扇的位置来形成开口24，则可以提高整个电子设备的散热效率。

并且，在本实施例的线圈部件1中，由于主线圈4a通过模制成型埋设在筐体2内，因此理论上在筐体2与主线圈4a之间不存在间隙，能够缩小安装面积。此外，由于构成主线圈4a和周边线圈4b的导体板被树脂覆盖，因此例如，不需要在具有层叠结构的主线圈4a的表层上另行层叠绝缘构件，使线圈部件1的变薄成为可能。

进一步地，在本实施例的线圈部件1中，可以减少配置在筐体2内的主线圈4a的部件数量和该主线圈4a的组装工时。并且，仅通过在模制结构体10上安装铁芯(3a、3b)的工序，即可完成线圈部件1。因此，能够以较低价格提供线圈部件1。当然，由于主线圈部件1a和周边线圈部件1b成型为一体，因此主线圈部件1a与周边线圈部件1b之间的间隙也可以减小。因此，本实施例的线圈部件1能够进一步减小组装有该线圈部件1的电子设备的尺寸。

在这里，作为本发明实施例的对比例，列举一种线圈部件，该线圈部件的线圈和筐体由单独的部件构成，且在筐体内设有间隙的状态下容纳线圈。图6示出了对比例的线圈部件101。图6为对比例中线圈部件的立体图。如图6所示，对比例的线圈部件101中没有附带周边线圈部件，仅包括相当于上述实施例的线圈部件1中的主线圈部件1a的结构。并且，对比例中的线圈部件101，与上述实施例的线圈部件1中的主线圈4a几乎同样，包括由在上下方向上具有卷轴100的铜板线圈与片状线圈间隔有绝缘层层叠而形成的线圈104。并且，线圈104容纳在上方敞开的扁平箱状筐体102内，并配置在由两个铁芯构件(31、32)构成的ee型铁芯3所形成的闭合磁路中。

图7示出了从对比例的线圈部件101中移除铁芯3后的构造的分解立体图。如图7所示，包括线圈部件101的线圈104，与上述实施例的线圈部件1的主线圈4a相同，是由铜板线圈(45、46)和片状线圈(47、48)间隔有用作绝缘层6的平板状绝缘构件(161～163)层叠而成。但是，在具有层叠结构的线圈104的上层和下层，添加了中央处形成有开口165的片状绝缘构件164。并且，在组装对比例的线圈部件101时，需要通过将铜板线圈(145、146)、片状线圈(147、148)和绝缘构件(161～164)粘合并制成层叠体即线圈104的工序，以及将制成的线圈104组装到筐体102中的工序等。因此，对比例中的线圈部件101，难以降低制造成本。

并且，在对比例的线圈部件101中，也难以与周边线圈部件进行一体化。图8示出了附带有周边线圈部件101b的另一个对比例的线圈部件201。图8是从上方观察另一个对比例的线圈部件201的平面图。如图8所示，在另一个对比例的线圈部件201中，以图6所示的对比例的线圈部件101作为主线圈部件101a，主线圈部件101a和周边线圈部件101b具有单独的筐体。因此，在另一个对比例的线圈部件201中，难以实现小型化，并且组装有该线圈部件201的电子设备的小型化也变得困难。当然，在另一个对比例的线圈部件201中，由于主线圈部件101a和周边线圈部件101b是分别制造的，因此也难以降低制造成本。

其他实施例

虽然在上述实施例的线圈部件1中铁芯3的结构为ee型，但只要是具有中脚(33a、33b)的铁芯(3a、3b)，其也可以是ei型等其他结构的铁芯。

上述实施例的线圈部件1包括主线圈部件1a和周边线圈部件1b，但线圈部件1也可以仅由主线圈部件1a来形成。

本发明实施例的线圈部件1中的主线圈部件1a不限于变压器，其可以应用在具有间隔有绝缘层在上下方向上层叠平板状导体构成的线圈的结构的线圈部件中。

附图标记说明

1、101、201线圈部件，2、102、102a、102b筐体，

3、3a、3b铁芯，4a、104线圈(层叠体)，6绝缘层，

10模制结构体，21～23中空部，24筐体的开口，

31、31a、31b、32、32a、32b铁芯构件，41～43端子，

44铜板线圈的连接部，45、46、145、146铜板线圈，

61～63、161～164绝缘构件，100、100a、100b卷轴。