线圈部件、线圈部件的制造方法、线圈部件组合的制作方法_2

文档序号:8413806阅读:来源:国知局
[0048] 如图2的(b)所示,在本实施方式的线圈部件100中,作为线圈芯110(柱状部116、 118)的截面向内环侧偏倚方式进行说明。
[0049] 如图3所示,绕组122从柱状部116的上表面看顺时针地卷绕,绕组124从柱状部 118的上表面看逆时针地卷绕。另外,虽未图示,但绕组122和绕组124具有引出线,成为能 够通过该引出线通电的结构。
[0050] 由导磁率比线圈芯110的导磁率低的树脂形成的树脂薄膜130在柱状部116、118 和顶板112之间延伸,形成有所谓的线圈间隙。
[0051] 优选的是,树脂薄膜130的导磁率与线圈芯110的导磁率相比低到被视为与空气 同等的程度。
[0052] 在本实施方式中,树脂薄膜130的位置设为柱状部116、118和顶板112之间,但也 可以设为柱状部116、118和底板114之间,也可以是这两者。
[0053] 线圈芯110贯穿于线圈(绕组120)的内侧。线圈芯的材料一般来说能够列举出 由以铁氧化物为主要成分的陶瓷构成的材料(铁氧体芯)、由非晶质合金构成的材料(非晶 质芯)、对金属粉末进行压缩成形而成的材料(粉芯)、使多个电磁钢板电绝缘而设为层叠 结构而成的材料(层叠芯)等。
[0054] 环状是指包围平面上的恒定区域的形状(圆形、方形等)、或者包围平面上的恒定 区域的轮廓缺失一部分的形状(字母C形、日文片假名3形等)。在此,缺失是指线圈芯110 能称为闭磁路结构的程度的缺失,换言之,缺失部位作为线圈芯110中的线圈间隙发挥功 能。
[0055] 内环侧的意思是指环状的线圈芯110中的、相对的第1部分和第2部分的相对方 向上的内侧。外环侧的意思是指环状的线圈芯110中的、相对的第1部分和第2部分的相 对方向上的外侧。
[0056] 面向一侧偏倚是指面心靠向一侧。根据本实施方式的柱状部116、118,更具体地 讲,在假定线圈芯110由单一原材料构成而求出柱状部116、118的截面的刚心和面心的情 况下,只要刚心位于比面心靠外环侧的位置,就可以说该截面向内环侧偏倚。另一方面,在 相同的假定条件下,只要该截面的刚心位于比面心靠相对方向上的内侧的位置,就可以说 该截面向外环侧偏倚。面心作为截面积的重心而求出,刚心通过用截面面积矩(日文:断面 1次壬一7 >卜)除以截面积而求出。
[0057] 在此,柱状是指柱这样的形状。更具体地讲,也包含侧周面相对于任意的平面直立 的形状、侧周面中间鼓出的形状、侧周面中间缩细的形状、在侧周面中包含凸部或者凹部的 形状等。
[0058] 本实施方式的柱状部116、118无论在其铅垂下方放置底板114的情况下,或者是 在其铅垂下方放置顶板112的情况下,都能够相对于底板114或者顶板112直立。在这种 情况下,即使是在组装线圈芯110之前柱状部116、118单体无法直立的形状,只要在组装了 线圈芯110的状态下、即作为线圈芯110的完成品,柱状部116、118相对于底板114或者顶 板112直立即可。
[0059] 在此,侧周面是指除了两端面之外的面。在此,"彼此的侧周面相对"既可以是彼此 的侧周面之间为中空且从一个侧周面上能直接看到另一个侧周面的关系,也可以是在相互 之间夹设有其他构件(例如密封树脂)而相面对的关系。
[0060] 在此,接近的意思包含接触和不接触而位于附近的位置这两种情况。
[0061] 本实施方式的线圈芯110和绕组120的导体部分(线圈)之间的分开距离极小的 方式较佳。宄其原因,通过对线圈通电而产生的磁场越靠近线圈附近则越强,线圈芯110和 线圈越接近,通过线圈芯110的磁通量越增加,作为线圈部件100整体,电感等磁性特性提 尚。
[0062] 在形成线圈芯110的材料的电阻率较低的情况(例如Mn-Zn系铁氧体芯)下, 若将绕组接触地卷绕,则由在芯端中产生的毛刺引起绕组的覆膜破损,导致线圈芯110和 线圈短路。为了防止该短路,存在需要预先在线圈芯110的表面进行绝缘处理(例如利用 带、树脂生成覆膜等)的情况。
[0063] -对夹持部(顶板112和底板114)夹持柱状部116、118是指,作为夹持部的一个 面的、顶板112的下表面与柱状部116、118的上表面相对,作为夹持部的另一个面、的底板 114的上表面与柱状部116、118的下表面相对,包含这些相对的面相互间接触和不接触这 两种情况。在本实施方式中,相对的面相互间不接触的情况例如能够列举出设有间隙的情 况。
[0064] -对夹持部(顶板112和底板114)支承一对柱状部116、118是指,柱状部116、 118以不会相对于夹持部(顶板112或者底板114)相对地移动的方式固定于该夹持部。作 为柱状部116、118的支承方法,可以考虑各种各样的方式,例如既可以将柱状部116、118粘 接固定于顶板112或者底板114,也可以将柱状部116、118嵌合固定于顶板112或者底板 114。也可以利用将顶板112或者底板114压接于柱状部116、118的上表面和下表面这两 者的夹具进行固定。顶板112、底板114以及柱状部116、118也可以配置在预定位置并利用 绝缘树脂密封。
[0065] 在图3中用虚线表示线圈部件200的有效磁路Ml。如在此所示,通过线圈芯110 的有效磁路Ml比中心靠近内环侧。这是通过线圈芯110的截面向线圈芯110的内环侧偏 倚,使通过线圈芯110的内环侧的磁通量增加,相反使通过圈芯110的外环侧的磁通量减 少,因此,线圈部件100整体的有效磁路Ml靠近内环侧。
[0066] 理想的线圈中的电感用以下的数学式(1)表示。
[0067] 数学式1
[0068] L= (u?Ae?N2)/I(1)
[0069] 在此,L:电感、1:有效磁路长度、Ae:芯截面积、y:芯导磁率。
[0070] 如数学式(1)所示,在理想的线圈中,电感和有效磁路长度处于反比例的关系。在 现实的线圈中,电感和有效磁路长度的反比例关系多少会破坏一些,但毫无疑问处于只要 有效磁路长度缩短、电感就会增大、只要有效磁路长度伸长、电感就会减少的关系。
[0071] 在本实施方式的线圈部件100中,如上所述通过有效磁路Ml靠近内环侧来实质 上缩短有效磁路长度,因此,与各种参数(芯体积、芯间隔、芯材质、间隙长度、卷绕方式、圈 数)相同的线圈部件相比,电感增大。
[0072] 在此,芯体积是指线圈芯110自身的体积。
[0073] 在此,芯间隔是指柱状部116的内环侧侧面和柱状部118的内环侧侧面之间的分 开距离。内环侧侧面是线圈芯110的侧周面中的、配置在内环侧的侧面。
[0074] 在此,芯材质是指线圈芯110的原材料。
[0075] 在此,卷绕方式是指将绕组120卷绕在柱状部116、118的周围的方法,更具体地讲 包含对绕组120施加的张力、绕组120彼此的间距等。
[0076] 在此,圈数是指将绕组120卷绕在柱状部116、118的周围的数量(匝数)。
[0077] 由线圈芯110的结构支配性地决定线圈部件100的直流叠加特性。根据本实施方 式,更详细地讲,由柱状部116、118的截面积、柱状部116和柱状部118之间的间隔、顶板 112和底板114的体积、顶板112、底板114以及柱状部116、118的材质、线圈芯110的间隙 长度(树脂薄膜130的厚度)、绕组120的卷绕方式、绕组120的圈数这样的参数来决定线 圈部件100的直流叠加特性。在此列举的参数中的、绕组120的圈数能够任意地增减,但其 上限由线圈芯110的尺寸、形状来决定。
[0078] 本实施方式的线圈部件100着眼于在此列举的参数所不包含的线圈芯110 (柱状 部116、118)的截面的偏倚来增大线圈部件100的电感,因此,几乎不会对直流叠加特性产 生影响。
[0079] 在通常的线圈部件中,通过根据期望的电感等决定线圈芯的原材料和结构,增减 圈数、间隙长度,来制作满足期望的电感和期望的直流叠加特性的线圈部件。在圈数和间隙 长度发生变化的情况下,由于电感和直流叠加特性处于此消彼长的关系,因此,若使一者增 加,则另一者减少。
[0080] 在本实施方式的线圈部件100中,不那么考虑对于直流叠加特性的影响就能制作 满足期望的电感的线圈部件,因此,能够容易地实现期望的磁特性。
[0081] 在此,制作线圈部件是指通过调整或者选择各种参数来制造满足期望的规格的线 圈部件。更具体地讲,也包含一边交替地重复进行导出某一参数的期望值并实际测量线圈 部件的该参数的工序和增减线圈芯的圈数、间隙长度的工序、一边制造满足所导出来的期 望值的线圈部件的方式等。或者,也包含导出某一参数的期望值而从该参数不同的多个线 圈部件的组合中选择并制造满足所导出来的期望值的线圈部件的方式等。
[0082] 在本实施方式的线圈部件100中,卷绕有绕组122的柱状部116和卷绕有绕组124 的柱状部118独立,利用一对夹持部(顶板112和底板114)夹持柱状部116和柱状部118。 由于是这样的结构,因此,能够在柱状部116、118上卷绕绕组122、124之后组装线圈部件 100。因此,能够利用机械进行自动绕组,可起到在卷绕时对绕组122、124施加的张力恒定、 减少卷绕作业所花费的时间等的效果。
[0083] 在本
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