专利名称：电感器及其制造方法和电子设备的制作方法
技术领域：
0001本发明的一个方面涉及一种用于诸如个人电脑、移动式电话或者电视接收器
之类电子设备的电感器，还涉及一种制造该电感器的方法以及包含该电感器的电子设备。
背景技术：
0002通常地，电感器用于诸如个人电脑、移动式电话或者电视接收器之类电子设 备的电子电路中。该类型的电感器具有包括芯构件和线圈的构造，其中线圈围绕芯构件缠 绕。在一些此类电感器中，线圈以阿尔法巻绕方式缠绕芯构件，在该巻绕方式中，线圈的 中间部分缠绕芯构件，两端部分被向外拉出(作为示例，请参见JP-A-2007-305665)。
0003在所述的传统电感器中，线圈在绕制时被施以负荷，致使线圈压靠芯构件。 因此，取决于线圈的形状和缠绕芯构件的方式，存在这样的情况，即当缠绕所导致的负荷 同心(concentrically)施加于线圈表面中绝缘层的一部分时，该绝缘层可能破损，从而可 能发生短路。
发明内容
0023本发明的一个目的是提供一种电感器，其线圈的绕制方式能够阻止电感器内 部短路的发生，本发明的目的还在于提供一种制造该电感器的方法以及提供一种具有包括 该电感器的印刷电路板的电子设备。
0024根据本发明的第一方面，提供一种电感器，包括覆以绝缘层的线圈和包含 绕线杆的芯，绕线杆包括外圆周部，其中，芯包括位于外圆周部中的凹陷，该凹陷构造为 能够引导线圈；绕线杆形成为圆柱形，凹陷形成在覆盖至少一半外圆周部的半圆周部上； 并且，凹陷在半圆周部中形成为沿长度方向连续的凹槽。
0025凹陷可以被形成为与绕线杆的中心沿对角线斜交。
0026线圈可以包括矩形的横截面形状，且凹陷在宽度方向的横截面形状形成为与 线圈的横截面形状相对应的矩形。
0027线圈可以包括缠绕绕线杆且位于凹陷中的进入部和缠绕绕线杆且与进入部 重叠的重叠部。
0028根据本发明的第二方面，提供一种制造电感器的方法，包括准备覆以绝缘
层的线圈和包含凹槽状凹陷的芯，凹陷被构造为能够引导线圈，凹陷在半圆周部内沿长度
方向连续形成，半圆周部围绕绕线杆的外圆周部至少半圈，绕线杆形成为圆柱形状；并且， 用收容在凹陷中的线圈的中间部缠绕芯。
0029根据本发明的第三方面，提供一种具有包括电感器的印刷电路板的电子设备，
包括覆以绝缘层的线圈和包含绕线杆的芯，绕线杆包括外圆周部，其中，芯构件包括位 于外圆周部中的凹陷，凹陷用于引导线圈；绕线杆形成为圆柱形，凹陷形成在覆盖至少一 半外圆周部的半圆周部中；并且，凹陷在半圆周部中形成为沿长度方向连续的凹槽。
0004接下来将参照附图对体现本发明的各个特征的总体构造进行说明。所述附图 及其相关的说明用来对本发明的实施方式进行说明，而并不是对本发明范围的限定。0005图1是显示个人电脑的外部构造的示例性透视图；0006图2是显示电感器的示例性透视图；0007图3是沿着图2线III-III的示例性剖视0008图4是显示在电感器被制造之前的芯构件和线圈的示例性透视图；0009图5显示芯构件绕线杆的示例性视图，其中，(a)部分是绕线杆的俯视图， (b)部分是绕线杆的透视0010图6是显示图2所示电感器在制造过程中芯构件和线圈的示例性透视0011图7是沿着图2线VII-VII的示例性剖视0012图8是继图6后显示芯构件和线圈的示例性透视0013图9是沿着图8线IX-IX的示例性剖视0014图IO是显示本发明相关电感器的透视0015图ll是沿着图IO线XI-XI的剖视0016图12是显示在制造图IO所示电感器的过程中芯构件和线圈的透视0017图13是沿着图12Xm-XIII线的剖视0018图14是继图12之后显示芯构件和线圈的透视0019图15是沿着图14线XV-XV的剖视0020图16是显示线圈进入凹槽状凹陷内的示例性剖视0021图17A是显示棱柱状绕线杆的示例性透视图；且
0022图17B是显示另一个绕线杆的示例性透视图。
具体实施例方式
0030接下来将参照附图描述根据本发明的各个实施方式。总的来说，根据本发明
的一个实施方式，电感器包括覆以绝缘层的线圈和包含绕线杆的芯，所述绕线杆包括外 圆周部，其中，所述芯在外圆周部上具有凹陷，该凹陷构造为能够引导线圈；绕线杆形成 为圆柱形，所述凹陷形成在覆盖至少一半外圆周部的半圆周部上；并且，凹陷形成为在半 圆周部中沿长度方向连续的凹槽。
0031以下将描述本发明的实施方式。相同的组件由相同的标号表示，且省略了重 复的描述。
0032图1是显示个人电脑1的外关构造的示例性透视图。该个人电脑1为本发明具体实施方式
的电子设备，具有包含稍后将要描述的电感器40的印刷电路板。在本实施 例中，如图1所示的个人电脑1将作为电子设备的示例被描述。
0033图1中显示的个人电脑1是一种便携式笔记本计算机，具有主体外壳2; 和其中包含液晶显示面板的显示单元3。
0034在主体外壳2中，键盘4布置在前侧，包含有电感器40的印刷电路板被布 置在其中。
0035图2是显示该电感器40的透视图，图3是沿着图2线III-I11的剖视图，图4 是显示在制造电感器40之前芯构件20和线圈30的透视图，图5的(a)部分是显示芯构 件20绕线杆10的俯视图，且图5的(b)部分是绕线杆的透视图。
0036如这些图中所示的，该电感器具有由树脂制成的芯构件20和线圈30，且被 构造成以阿尔法巻绕方式围芯构件20缠绕线圈30。
0037所述芯构件20具有柱状绕线杆IO，其高度比线圈30的宽度大两倍；和呈 矩形平面状的轴固定部11、 12，这些轴固定部被固定到绕线杆10沿轴心延伸方向的两端。 绕线杆lO和轴固定部ll、 12彼此结合为一体。
0038如图5详细所示，绕线杆10具有用于引导该线圈30巻绕的凹槽状凹陷15。 该凹槽状凹陷15形成在绕线杆10的外圆周部的半圆周部中，并且形成为从轴固定部12 到轴固定部ll的连续的凹槽形。而且，该凹槽状凹陷15形成为倾斜交叉形(螺旋形)， 其与绕线杆10的轴心(轴线)倾斜交叉。凹槽状凹陷15在宽度方向上的截面为与线圈30 横截面形状相对应的矩形形状(具体请参见图16)。
0039线圈30具有允许其以阿尔法巻绕方式缠绕绕线杆10多圈的长度，半截部31、 32的端部从芯构件20伸出。该线圈30被由绝缘材料制成的绝缘层覆盖，其在宽度方向上 的截面为矩形。
0040在线圈30中，当线圈30缠绕绕线杆10时，部分半截部31、 32作为进入部 31a、 32a (稍后描述)进入凹槽状凹陷15，其他部分则作为缠绕部31b、 32b或者重叠部 31c、 32c也将在稍后描述。
0041电感器40通过以阿尔法巻绕方式将线圈30缠绕在芯构件20上制成。接下 来将描述电感器40的制造方法。
0042如图4所示，首先，线圈30的中间部从外部向芯构件20的绕线杆10接近， 然后接触绕线杆IO。因为凹槽状凹陷15形成在绕线杆10的外圆周部中，当半截部31、 32在线圈30接触绕线杆10的同时环绕绕线杆10时，线圈30的中间部进入该凹槽状凹陷 15 (优选情况下，线圈30沿着凹槽状凹陷15的成形方向倾斜)。
0043此时，进入凹槽状凹陷15的部分被设定为进入部31a、 32a。因为线圈30的 横截面形状与凹槽状凹陷15的横截面形状相对应，所以进入部31a、 32a刚好全部进入凹 槽状凹陷15。因为凹槽状凹陷15形成在绕线杆10中，而且线圈30在绕制时被凹槽状凹 陷15引导(导向)，并且，因为凹槽状凹陷15形成为倾斜交叉形状，故半截部31、 32 中接续进入部31a、 32a的部分则沿凹槽状凹陷15在竖直方向上彼此分开。
0044图6和7显示了线圈30围绕线杆10环绕一圈的状态。
0045如图6和7所示，于是，半截部31、 32的端部沿着箭头F的指向被向外拉， 半截部31、 32环绕绕线杆10，此时，负荷的施加使得线圈压靠绕线杆10。
0046进入部31a、 32a以外的部分在竖直方向上彼此分开。当线圈30再环绕绕线 杆10—圈时，如图8和9所示，作为结果，进入部31a、 32a以外的部分也被绕上(绕线 杆IO)，且其位置相对于进入部31a、 32a已发生偏移，于是被设定为缠绕部31b、 32b。
0047当线圈30再绕绕线杆10 —圈时，缠绕部31b、 32b的外部就被绕以重叠的 缠绕部31b、 32b。以重叠的缠绕部31b、 32b进行缠绕的部分为重叠部31c、 32c。图2和 3显示的是重叠部31c、 32c形成的状态。
0048电感器40即按照上述方式进行制造。在处于缠绕状态的线圈30中，进入凹 槽状凹陷15中的进入部31a、 32a以及缠绕部31b、 32b和重叠部31c、 32c都已形成，其 中，重叠部31c、 32c与进入部31a、 32a重叠。
0049因线圈30的横截面为矩形，故其具有边缘部。当线圈10缠绕在绕线杆10 上时，进入部31a、 32a的平面部(flat surface portions)与重叠部31c、 32c彼此接触，但 在进入部31a、 32a、缠绕部31b、 32b和重叠部31c、 32c中，平面部与边缘部互不接触。
0050即便线圈30在被缠绕时有负荷被施加到绕线杆10上，过多的负荷也不会作 用到线圈30的绝缘层上。因此，线圈30的绝缘层得到保护，短路不会发生。
0051相比之下，图10和11展示的是以线圈30缠绕未设有凹槽状凹陷15的芯构 件120所制成的电感器140。其芯构件120不同于芯构件20之处在于绕线杆110的外圆周 部中没有形成凹槽状凹陷。
0052与电感器40的方式相同，电感器140也是以阿尔法巻绕方式围绕线杆110 缠绕线圈30制成。
0053然而，绕线杆UO的外圆周部并未形成有凹槽状凹陷。如图12和13所示， 因此，即使在半截部31、 32被缠绕时，线圈30的中间部也不会进入凹槽状凹陷。此外， 线圈30不被凹槽状凹陷引导，也不会沿着凹槽状凹陷在竖直方向上彼此分离。线圈30仅 在其环绕并初次接触绕线杆110之处的背面一侧在竖直方向上发生偏移。
0054根据该构造，当半截部31、 32缠绕一圈后在缠绕第二圈时，第二圈缠绕部 分32e、 31e仅仅相对于第一圈缠绕部分31d、 32d在竖直方向上偏移，且这两部分32e、 31e直接重叠缠绕部分31d、 32d。此时，缠绕部32e、 31e的边缘部分别接触缠绕部31d、 32d的平面部。当半截部31、 32进一步缠绕第二圈时，缠绕部31f、 32f的边缘部也接触缠 绕部分31d、 32d的平面部，如图10和11所示。
0055因此，在第一圈缠绕时就导致了边缘部与缠绕部31d、 32d的平面部直接接 触的状态，因此，线圈30的缠绕所施以的负荷在第一圈就被集中到缠绕部31d、 32d的表 面部。结果，电感器140中就存在缠绕部31d、 32d的绝缘层脱落从而发生短路的可能性。
0056与之相反，本发明实施方式中的电感器40，如上所述，凹槽状凹陷15形成 绕线杆10中。因此，线圈30能够在巻绕时被凹槽状凹陷15引导(导向)，且进入部31a、 32a能够形成在凹槽状凹陷15中。而且，凹槽状凹陷15具有与线圈30横截面形状相对应 的横截面形状，因此进入部31a、 32a与绕线杆10的表面处于同一平面上，并不外突。
0057因为凹槽状凹陷15形成为倾斜交叉状，当线圈缠绕一圈时，半截部31、 32 在竖直方向上彼此分开，好象是不同的线圈在缠绕。在第二圈和后续的缠绕中，线圈重叠 第一圈的缠绕部。因此，线圈30的边缘部不与其平坦部(planarportions)相接触。结果， 在电感器40中，缠绕所导致的负载不会同心施加于绝缘层，短路不会发生。
0058因此，若想改善电感器40的品质，进入部分31a、 32a可形成在凹槽状凹陷 15中，从而是缠绕位置被固定下来。结果，电感器40的品质偏差(quality dispersion)降 低，产量得以提高。
0059(变型实施例)
0060尽管在上述电感器40中，绕线杆10形成为圆柱形，但绕线杆的形状不限于 圆柱形。例如，如图17A中显示的绕线杆50也可以被形成为具有凹槽状凹陷55的棱柱形。 然而，当绕线杆形成为圆柱形时，由于线圈30的缠绕所产生的负荷能比绕线杆形成为棱 柱形时更加分散(防止负荷集中到绕线杆50的棱角处)，因此最好使绕线杆形成为圆柱 形。
0061凹槽状凹陷15形成在绕线杆10的半圆周部分。如图17B所示的绕线杆60， 作为另外一种选择，凹槽状凹陷61也可以形成为比半圆周部更短。该凹槽状凹陷61的长 度为绕线杆60的半圆周的一半(四分之一圆周)。在这样结构的凹槽状凹陷61形成时， 线圈30在巻绕时也能够且被引导，边缘部也能够被阻止与平坦部接触。
0062凹槽状凹陷15、 61形成为连续的凹槽状形状。作为另外一种选择，还可以 使用其长度很短，以致该凹陷不能被称为凹槽状凹陷的凹陷。在使用这种凹陷的情况下， 当凹陷形成为能够引导线圈30时，线圈30在巻绕时也能被引导，边缘部也能被阻止与平 坦部接触。当用于引导巻绕的凹陷作为凹槽状凹陷15、 61被形成为连续的凹槽状形状时， 线圈30特定长度的一部分能够进入该凹陷并被可靠引导。因此，这更优选。当凹陷被在 半圆周部分中形成为凹槽状凹陷15时，第一圈缠绕部的高度与绕线杆10的表面齐平，因 此线圈30在进行第二圈巻绕时绕线杆10的表面不会形成有台阶，从而能够实现线圈平稳 缠绕的效果。
0063尽管凹槽状凹陷15、 61的横截面形状对应于线圈30的横截面形状，但这并 非必须。g卩，凹槽状凹陷15、 61的深度可以大于或者小于线圈30的厚度。然而，凹槽状 凹陷15、 61的深度等于或大于线圈30厚度的情况则更为优选，因为在这种情况下，当进 入部形成时，进入部分不会从绕线杆10的表面凸出。
0064尽管线圈30形成为具有矩形的横截面形状，本实施方式也可以被应用于具 有其他形状(例如，圆形)的线圈。
0065尽管上述描述针对本发明的实施方式，本发明的设备和方法不限于所述的实 施方式，各种变更都可便宜实施。通过充分结合本实施方式的组件、功能、特征、或者方 法步骤所得的设备或者方法也包括在本发明的范围内。
权利要求
1.一种电感器，其特征在于，包含由绝缘层涂覆的线圈；和包含绕线杆的芯，该绕线杆包含外圆周部，其中，所述芯进一步包含位于所述外圆周部上的凹陷，该凹陷构造成引导所述线圈；所述绕线杆形成为圆柱形，所述凹陷形成在覆盖所述外圆周部的至少半周的半圆周部上；并且所述凹陷形成为在所述半圆周部中沿长度方向连续的凹槽。
2. 如权利要求1所述的电感器，其特征在于，所述凹陷形成为与所述绕线杆的中心 对角相交。
3. 如权利要求2所述的电感器，其特征在于，所述线圈包含矩形截面，且所述凹陷 在宽度方向上的截面形状形成为与所述线圈的截面形状相对应的矩形。
4. 如权利要求3所述的电感器，其特征在于，所述线圈包含 进入部，该进入部绕所述绕线杆缠绕于所述的凹陷中；和 重叠部，该重叠部绕所述绕线杆缠绕而与所述进入部相重叠。
5. —种制造电感器的方法，其特征在于，包含准备由绝缘层覆盖的线圈和包含凹槽形凹陷的芯，所述凹陷构造成引导所述线圈，所 述凹陷在绕所述绕线杆外圆周部至少半周的半圆周部内沿长度方向连续形成，所述绕线杆 形成为圆柱形；以及用收容在所述凹陷中的所述线圈的中间部缠绕所述芯。
6. —种电子设备，具有包含电感器的印刷电路板，其特征在于，包含 由绝缘层覆盖的线圈；和包含绕线杆的芯，该绕线杆包含外圆周部，其中，所述芯进一步包含位于所述外圆周部上的凹陷，该凹陷用于引导所述线圈； 所述绕线杆形成为圆柱形，所述凹陷形成在覆盖绕所述外圆周部的至少半周的半圆周 部中；并且所述凹陷形成为在所述半圆周部中沿长度方向连续的凹槽。
全文摘要
根据本发明的一个方面提供一种电感器，该电感器包括覆以绝缘层的线圈和包括绕线杆的芯，所述绕线杆包括外圆周部，其中，该芯在外圆周部上具有凹陷，该凹陷被构造为引导线圈；所述绕线杆形成为圆柱形，所述凹陷形成在围绕至少一半所述外圆周部的半圆周部分上；并且，所述凹陷形成为在半圆周部分中沿长度方向连续的凹槽。
文档编号H01F17/04GK101577168SQ200910129819
公开日2009年11月11日 申请日期2009年3月20日 优先权日2008年3月27日
发明者安井聪 申请人:株式会社东芝