线圈装置的制作方法

文档序号:17051733发布日期:2019-03-05 20:15阅读:231来源:国知局
线圈装置的制作方法

本发明涉及能够适合地用作为例如漏磁变压器等变压器的线圈装置。



背景技术:

线圈装置以各种用途用于各种电器产品中。例如,在ev(electricvehicle:电动车辆)、phv(plug-inhybridvehicle:插电式混合动力汽车)或通勤(车辆)用的车载用充电器或llc电路等中,均用到线圈装置,并且通常用作漏磁变压器等的变压器。

作为线圈装置,已知例如下述所示的专利文献1中所示的线圈装置。专利文献1所示的线圈装置中,容易进行漏磁特性的调整,既能实现大电流化,也能够应对高频化。

但是,专利文献1所示的线圈装置中,确认到:在初级线圈和次级线圈沿卷绕轴方向相邻地排列、且这些的卷绕数比不同的情况下等,这些线圈间的耦合容易变低,有时漏磁特性不稳定。特别是,近年来,随着施加于线圈装置的电压的高频化,高频带下的漏磁特性的稳定成为了需要解决的技术问题。

[现有技术文献]

专利文献

专利文献1:日本特开2015-65413号公报



技术实现要素:

[发明所要解决的技术问题]

本发明是鉴于这种实际情况而研发的,其目的在于,提供一种漏磁特性稳定的线圈装置。

[用于解决技术问题的技术方案]

为了实现上述目的,本发明提供一种线圈装置,其特征在于,

具有:

第一线圈部;

第二线圈部,其利用与构成所述第一线圈部的绕线相同的共用绕线构成,且沿着卷绕轴与所述第一线圈部分开地配置;

中间线圈部,其沿着所述卷绕轴位于所述第一线圈部与第二线圈部之间,且利用与所述共用绕线不同的中间绕线构成,

所述中间绕线α卷绕于骨架。

本发明的线圈装置是利用第一线圈部和第二线圈部来夹持中间线圈部的结构。因此,能够提高这些线圈间的耦合,容易地实现漏磁特性的稳定化。另外,能够实现即使在高频带也能够得到稳定的漏磁特性的线圈装置。

特别是,本发明的线圈装置中,中间绕线α卷绕于骨架。就α卷绕而言,即使增大卷绕数,也能够减少卷轴方向的层数,因此,有助于线圈装置的薄型化、小型化。另外,通过设为α卷绕,来自绕组中心部的绕线引出消失,因此,绕线不会重合,因此,有助于线圈装置的薄型化。

另外,中间线圈部中,通过设为α卷绕,有助于漏磁特性的稳定化。另外,在中间线圈部的各层间能够容易地将线圈的卷绕数设为相同,另外,也能够容易地改变卷绕数。

另外,第一线圈部和第二线圈部是利用共用绕线连续地形成的。通过设为这种结构,能够防止电流偏向第一线圈部及第二线圈部的任一方进行流动。由于能够防止电流的偏向性流动,因此,能够防止任一方的线圈部异常地发热。另外,与由不同的绕线来构成第一线圈部及第二线圈部的情况相比,能够缩短构成第一线圈部及第二线圈部的共用绕线的绕线长度,并能够缩小铜损(copperloss)。如果能够缩小铜损,则能够提高效率,还能降低发热。

优选所述共用绕线α卷绕于所述骨架。通过设为这种结构,能够使用单一共用绕线,而容易地形成沿卷绕轴方向分开配置的第一线圈部和第二线圈部。另外,也能够容易地在第一线圈部和第二线圈部中将线圈的卷绕数设为相同,另外,也能够容易地改变卷绕数。

另外,第一及第二线圈部中,以沿着卷绕轴方向仅存在单一的绕线的方式,调整骨架的凸缘部的间隔,由此,能够容易地防止每一层的绕线的卷绕数的不均,有助于漏磁特性的稳定化。即,能够容易地实现初级线圈与次级线圈的耦合系数的严格控制。

另外,α卷绕中,即使增大卷绕数,也能够减少卷轴方向的层数,因此,有助于线圈装置的薄型化、小型化。另外,通过设为α卷绕,来自绕组中心部的绕线引出消失,因此,绕线不会重合,因此,有助于线圈装置的薄型化。

优选:所述共用绕线具有在所述第一线圈部与所述第二线圈部之间沿所述卷绕轴方向延伸的线圈间连接部,还具有用于将所述线圈间连接部与所述中间线圈部绝缘的第一绝缘罩。本发明的线圈装置中,第一线圈部和第二线圈部是利用共用绕线连续地形成的,因此,在共用绕线上形成在第一线圈部与第二线圈部之间沿卷绕轴方向延伸的线圈间连接部。以使线圈间连接部与中间线圈部隔离的方式,在之间设置第一绝缘罩,由此,能够可靠地实现两者的绝缘。

优选:所述第一绝缘罩具有第一罩部和第二罩部,

在所述第一罩部,以将所述中间绕线与所述共用绕线隔离的方式,形成有所述中间绕线通过的第一通路,

在所述第二罩部,以将所述共用绕线与所述中间绕线的引线部隔离的方式,形成有所述共用绕线通过的第二通路;并且,

在所述第二罩部,以将所述中间绕线的引线部与所述共用绕线隔离的方式,形成有所述中间绕线的引线部通过第三通路。

通过设为这种结构,中间绕线通过第一通路,共用绕线通过第二通路,中间绕线的引线部通过第三通路。这样,中间绕线、共用绕线、及中间绕线的引线部分别通过不同的通路,而且各通路是被隔离的,因此,能够可靠地实现中间绕线、共用绕线、及中间绕线的引线部的相互绝缘。

通过使第一绝缘罩具备第一通路,在不使线圈装置大型化的前提下,就能够充分确保中间绕线与共用绕线之间的沿面距离。另外,通过使第一绝缘罩具备第二通路及第三通路,在不使线圈装置大型化的前提下,就能够充分确保中间绕线的引线部与共用绕线之间的沿面距离。

所述第一罩部和所述第二罩部也可以以装卸自如的方式构成。即,第一绝缘罩可以被构成为:第一绝缘罩被物理性地分离(分割)为第一罩部和第二罩部,并通过使这些各个罩部一体性地组合而构成第一绝缘罩。通过分别制造第一罩部和第二罩部,成形变得容易。

优选所述线圈间连接部通过所述中间线圈部的内侧。首先,使用共用绕线构成第一线圈部及第二线圈部,接着,将中间绕线卷绕于骨架而构成中间线圈部,由此,得到通过中间线圈部的内侧的线圈间连接部。

此外,还想到了如下方式:首先,卷绕中间绕线,构成中间线圈部;接着,卷绕共用绕线,构成第一线圈部及第二线圈部。在该情况下,线圈间连接部通过中间线圈部的外侧。

优选:所述共用绕线的引线部具有沿所述卷绕轴方向延伸的立起部,还具有用于将所述立起部与所述中间线圈部绝缘的第二绝缘罩。在立起部向线圈的上方被引出的中途,以与中间线圈部隔离的方式,在立起部与中间线圈部之间设置第二绝缘罩,由此,能够可靠地实现两者的绝缘。

优选:所述共用绕线构成初级线圈或次级线圈中的任一方,所述中间绕线构成初级线圈或次级线圈中的任一另一方。通过这样构成,能够将第一线圈部和第二线圈部设为初级线圈、并将中间线圈部设为次级线圈,或者,能够将中间线圈部设为初级线圈、并将第一线圈部和第二线圈部设为次级线圈。

附图说明

图1是作为本发明一个实施方式的线圈装置的变压器的立体图。

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线的变压器的主要部分剖面图。

图3b是沿着图1所示的iiib-iiib线的变压器的主要部分剖面图。

图4是图1所示的变压器的骨架等的立体图。

图5a是图1所示的变压器的第一绝缘罩等的立体图。

图5b是图1所示的变压器的第一绝缘罩等的另一立体图。

图5c是图1所示的变压器的第二绝缘罩等的立体图。

图6a是图1所示的变压器的第一线圈部及第二线圈部的立体图。

图6b是图1所示的变压器的第一线圈部及第二线圈部的侧面图。

图7是表示图1所示的变压器的等效电路的电路图。

符号说明

10…变压器

20…骨架

21…骨架主体

21a…芯腿用贯通孔

22、23…端子座

221、231…侧壁部

222、232…卡止部

223…分离凸部

224、234…卡合突起部

24、25…端部隔壁凸缘

244…切口部

26…卷绕隔壁凸缘

26a…第一卷绕隔壁凸缘

26b…第二卷绕隔壁凸缘

26c…第三卷绕隔壁凸缘

261a、261c…锪端面

264a、264b、264c…切口部

28…卷绕筒部

29…骨架腿部

300…线圈部

301…第一线圈部

302…第二线圈部

303…中间线圈部

37…中间绕线

37a、37b…第一引线部

370…线圈间连接部

371a、371b…立起部

372a、372b…方向变化部

373a、373b…引出主体部

38…共用绕线

38a、38b…第二引线部

381a、381b…立起部

382a、382b…方向变化部

383a、383b…引出主体部

380…线圈间连接部

40a、40b…磁芯

44a、44b…基底部

46a、46b…中腿部

48a、48b…侧腿部

50…罩

52…罩主体部

54…卡止片

56…侧腿导向片

60…引出绕线罩

70…底座

81…第一绝缘罩

811…第一部分凸缘

812…第二部分凸缘

813…中间部分凸缘

814…上方部分凸缘

815…中间部分筒

816…垂直部

817…第一侧垂直部

818…第二侧垂直部

819…分离凸状部

820a…第一通路

820b…第二通路

820c…第三通路

82…第二绝缘罩

821…第一部分凸缘

822…第二部分凸缘

823…壁部

824…侧部

825…凸部

83、84…绝缘板

90…壳体

91…轴毂部

92…底板

94…端子

100…散热用顶板

具体实施方式

以下,基于附图所示的实施方式说明本发明。

作为图1所示的本实施方式的线圈装置的变压器10可用于例如ev(electricvehicle:电动车辆)、phv(plug-inhybridvehicle:插电式混合动力汽车)或通勤(车辆)用的车载用充电器等,其为了构成例如llc电路的一部分而使用。

如图2所示,该变压器10具有:骨架20、磁芯40a及40b、罩50、引出绕线罩60、底座70、以及将它们收容于内部的壳体90(参照图3a)、底板92、绝缘板83、84。此外,附图中,x轴、y轴及z轴相互垂直,z轴对应于变压器10的高度(厚度)。本实施方式中,变压器10的z轴方向的下方成为变压器的设置面。另外,y轴与磁芯40a、40b的基底部44a、44b的长边方向一致。另外,x轴与骨架20的长边方向一致。

本实施方式中,如图1所示,底板92以铆接或粘接等方式安装于壳体90的底部开口部,从而构成上部开放的壳体90。底板92优选由散热性优异的铝、铜、铁等金属构成,但也可以由pps、pet、pbt等构成。在底板92上,后述的磁芯40的z轴方向的下端面进行接触,因此,底板92优选由散热性优异的材质构成。在壳体90的下方,也可以经由底板92或直接安装冷却导管、冷却片等的冷却装置。

在壳体90的四个角落的z轴方向的中间部附近形成有轴毂部91。在轴毂部91形成有例如螺栓孔或沿着z轴方向延伸的切口。壳体90本体由金属构成,但也可以由合成树脂等构成。此外,也可以将底板92和壳体90通过铝的压铸成形等而一体地成形。通过由金属构成壳体整体,能进一步提高散热性。

也可以向壳体90的内部充填散热用树脂。作为散热用树脂,没有特别限定,但优选为例如热传导率为0.5~5w/m·k(优选为1~3w/m·k)的散热性优异的树脂。作为散热性优异的树脂,例如具有硅酮类树脂、聚氨酯类树脂、环氧类树脂等,其中,优选为硅酮树脂、聚氨酯树脂。另外,为了提高散热性,也可以向树脂中充填热传导性高的填料。

另外,本实施方式的散热用树脂的邵氏a硬度为100以下,优选为60以下。这是为了:即使磁芯40a、40b或骨架20由于热而发生了变形,也能够吸收该变形,不对磁芯40a、40b产生过大的应力。作为这种树脂,可以示例封装树脂。

如图3a及图3b所示,围绕着骨架20的骨架主体21卷绕的线圈300沿着线圈300的卷绕轴(与z轴大致平行)具有第一线圈部301、第二线圈部302、位于这些第一线圈部301与第二线圈部302之间的中间线圈部303。即,本实施方式中,沿着线圈300的卷绕轴(z轴方向),中间线圈部303被第一线圈部301和第二线圈部302夹持。

中间线圈部303由中间绕线37构成,第一线圈部301及第二线圈部302由用于形成第一线圈部301和第二线圈部302的共用绕线38构成。

本实施方式中,共用绕线38构成初级线圈,中间绕线37构成次级线圈。即,如图7所示,由共用绕线38构成的第一线圈部301及第二线圈部302成为初级侧绕组,由中间绕线37构成的中间线圈部303成为次级侧绕组,由此,在两者间形成变压器。

本实施方式中,对初级线圈施加比次级线圈高的电压,对次级线圈施加较低的电压。在此,图7所示的la为漏磁电感。

绕线37、38也可以分别由单线构成,或也可以分别由绞线构成,或也可以是一方为单线而另一方为绞线。各绕线37、38可以由相同的材质构成,也可以由不同的材质构成。对绕线37、38的外径没有特别限定,但优选为1.0~4.0mm的范围。本实施方式中,为了使流通于次级线圈的电流变大,优选中间绕线37的外径比共用绕线38的外径大,例如,中间绕线37的外径为3.0~4.0mm。另外,优选在各绕线37、38上形成有绝缘覆膜。

图1所示的第一引线部37a、37b为图6a所示的中间绕线37的两端部,图1所示的第二引线部38a、38b为图6a所示的共用绕线38的两端部。如图1所示,在第一引线部37a、37b及第二引线部38a、38b的各端部,通过焊接等连接有例如由金属端子构成的端子94,各个绕线37及38的两端与端子94电连接。

如图6a所示,本实施方式中,第一线圈部301及第二线圈部302中的共用绕线38的合计卷绕数n1与构成中间线圈部303的中间绕线37的合计卷绕数n2相等。但是,n1和n2也可以不同,例如,也可以设为n1>n2,或也可以设为n1<n2。本实施方式中,不论这些卷绕数的比率(n1/n2)较大的情况或是较小的情况,均能够实现较大的耦合系数,有助于漏磁特性的稳定化。

第一线圈部301及第二线圈部302中的共用绕线38的合计卷绕数n1优选大致均等地分至第一线圈部301及第二线圈部302,但也可以稍微不同。即,第一线圈部301中的共用绕线38的卷绕数优选为(0.3~0.7)×n1,第二线圈部302中的共用绕线38的卷绕数优选为(0.7~0.3)×n1。这是为了提高初级线圈与次级线圈的耦合系数。

如图6b所示,共用绕线38具有在第一线圈部301与第二线圈部302之间沿卷绕轴(z轴)方向延伸的线圈间连接部380。本实施方式中,第一线圈部301和第二线圈部302是由共用绕线38连续地形成的,因此,在共用绕线38中形成有在第一线圈部301与第二线圈部302之间沿卷绕轴方向延伸的线圈间连接部380。

如图6b所示,线圈间连接部380通过中间线圈部303的内侧。对于其详细内容将在后面进行说明,但本实施方式中,首先将共用绕线38卷绕于骨架20,从而构成第一线圈部301及第二线圈部302,接着,将中间绕线37卷绕于骨架20,从而构成中间线圈部303。

在以这种方式将线圈300安装于骨架20的情况下,线圈间连接部380通过中间线圈部303的内侧。在该情况下,如图3b所示,为了实现线圈间连接部380与中间线圈部303之间的绝缘,第一绝缘罩81安装于骨架20。关于第一绝缘罩81,将在后面进行详细说明。

如图6b所示,中间绕线37具有在中间线圈部303的第一层与第二层之间沿卷绕轴(z轴)方向延伸的线圈间连接部370。本实施方式中,中间线圈部303的第一层和第二层是由中间绕线37连续地形成的,因此,在中间绕线37中形成有在中间线圈部303的第一层与第二层之间沿卷绕轴方向延伸的线圈间连接部370。

如图3b及图6a所示,从第一线圈部301及第二线圈部302引出一对第二引线部38a、38b。另外,从中间线圈部303引出一对第一引线部37a、37b。

更具体地说,如图6a所示,形成于中间绕线37的两端的第一引线部37a、37b具有:沿线圈300的卷绕轴(z轴)方向延伸的立起部371a、371b;朝向一对第一引线部37a、37b彼此的间隔变宽的方向的方向变化部372a、372b;沿远离线圈300的方向(x轴)延伸的引出主体部373a、373b。

此外,第一立起部371a、371b相对于z轴未必是平行的,也可以是倾斜的。另外,引出主体部373a、373b相对于x轴也未必是平行的,也可以向y轴及/或z轴方向倾斜。另外,方向变化部372a、372b是将立起部371a、371b朝向的方向变换为引出主体部373a、373b朝向的方向的部分,其可以为直线状,也可以为曲线状。

本实施方式中,以引出主体部373a、373b彼此的间隔比立起部371a、371b彼此的间隙间隔更宽的方式构成。更具体地说,引出主体部373a、373b彼此的间隙间隔w1优选为1~5mm。越缩小间隙间隔w1,越能够缩小二次侧线圈的漏磁。另外,引出主体部373a、373b的x轴方向的长度l1优选为20~100mm。另外,具有引出主体部373a、373b的x轴方向的长度l1越长则漏磁越大的倾向,因此,优选为减小至必要的最小限度。

另外,如图6a所示,形成于共用绕线38的两端的第二引线部38a、38b具有:沿线圈300的卷绕轴(z轴)方向延伸的立起部381a、381b;朝向一对第二引线部38a、38b彼此的间隔变宽的方向的方向变化部382a、382b;沿远离线圈300的方向(y轴)延伸的引出主体部383a、383b。

此外,立起部381a、381b相对于z轴未必是平行的,也可以是倾斜的。另外,引出主体部383a、383b相对于x轴也未必是平行的,也可以向y轴及/或z轴方向倾斜。另外,与方向变化部372a、372b同样地,方向变化部382a、382b可以是直线状,也可以是曲线状。

本实施方式中,以引出主体部383a、383b彼此的间隔比立起部381a、381b彼此的间隙间隔变宽的方式构成。更具体地说,引出主体部383a、383b彼此的间隙间隔w2与引出主体部373a、373b彼此的间隙间隔w1大致相等。另外,引出主体部383a、383b的x轴方向的长度l2与引出主体部373a、373b的x轴方向的长度l1大致相等。

此外,本实施方式中,对于引出主体部373a、373b彼此的间隔、及引出主体部383a、383b彼此的间隔而言,优选在其长边方向的各个部分上是固定的,但也可以不同。即,引出主体部373a、373b或引出主体部383a、383b未必是平行地延伸。但是,从实现变压器10的良好的漏磁特性的观点考虑,优选缩小引出主体部373a、373b彼此的间隙间隔w1,并且间隙间隔w1沿着长边方向是固定的。

如图4所示,骨架20具有:骨架主体21、一体地形成于骨架主体21的x轴方向的两端上部的端子座22、23。骨架20由例如pps、pet、pbt、lcp、尼龙等的塑料构成,但也可以由其它的绝缘部件构成。但是,本实施方式中,作为骨架20,优选由例如热传导率高至1w/m·k以上的塑料构成,例如也可以由pps、尼龙等构成。

端子座22、23具有侧壁部221、231和分别形成于x轴方向的两端的一对卡止部222、232。侧壁部221、231中,除了引出第一引线部37a、37b及第二引线部38a、38b的侧以外,以包围端子座22、23的周边的方式形成。在侧壁部221、231的y轴方向的两外端壁上,分别形成有卡合突起部224及234。关于卡合突起部224、234的功能,将在后面进行详细说明。端子座22、23中,在一对卡止部222、232的y轴方向的中间位置形成有分离凸部223、233。

如图4及图6a所示,在一对卡止部222中,利用立起部381a、381b向z轴方向立起的第一引线部38a、38b是,在方向变化部382a、382b的部分从y轴方向的外侧向内侧卷绕,并且,以作为引出主体部383a、383b且相互间的间隙变小的状态,被引导向x轴方向的外侧。

同样,在一对卡止部232中,利用立起部371a、371b向z轴方向立起的第一引线部37a、37b是,在方向变化部372a、372b的部分从y轴方向的外侧向内侧卷绕,并且,以作为引出主体部373a、373b且相互间的间隙变小的状态,被引导向x轴方向的外侧。

从z轴观察时,分离凸部223具有t字形的形状。分离凸部223是用于以方向变化部382a、382b彼此或引出主体部383a、383b彼此之间不接触的方式将它们分离的部件。

同样,从z轴观察时,分离凸部233具有t字形的形状。分离凸部233是用于以方向变化部372a、372b彼此或引出主体部373a、373b彼此之间不接触的方式将它们分离的部件。此外,分离凸部223、233的形状不限定于图示的形状,也可以适宜变更成椭圆形或其它多边形等。

另外,如图4所示,一对卡止部222中,利用立起部381a、381b向z轴方向立起的引线部38a、38b是,在方向变化部382a、382b的部分从y轴方向的内侧向外侧卷绕,并且,以作为引出主体部383a、383b且相互间的间隙变大的状态,被引导向x轴方向的外侧。

同样,一对卡止部232中,利用立起部371a、371b向z轴方向立起的引线部37a及37b是,在方向变化部372a、372b的部分从y轴方向的内侧向外侧卷绕,并且,以作为引出主体部373a、373b且相互间的间隙变大的状态,被引导向x轴方向的外侧。

通过将引线部38a、38b的方向变化部382a、382b卡止于一对卡止部222,能够在防止位于引线部38a、38b的中间的线圈部301、302的解卷的状态下,将引线部38a、38b向远离线圈300的方向引出。

同样,通过将引线部37a、37b的方向变化部372a、372b卡止于一对卡止部232,能够在防止位于引线部37a、37b的中间的线圈部303的第一层和第二层的解卷的状态下,将引线部37a、37b向远离线圈300的方向引出。

即,本实施方式中,如图4所示,在端子座22上形成有由侧壁部221和一对卡止部222划分(或夹持)的通路,通过这些通路,能够将引线部38a、38b向远离骨架20的方向引出。

同样,在端子座23上形成有由侧壁部231和一对卡止部232划分(或夹持)的通路,通过这些通路,能够将引线部37a、37b向远离骨架20的方向引出。

如图2所示,在端子座22、23的z轴方向的上方,以覆盖的方式安装引出绕线罩60。更具体地说,在引出绕线罩60的y轴方向两端的侧面形成有孔61,通过使该孔61与形成于端子座22、23的卡合突起部224、234卡合,能够将引出绕线罩60安装于端子座22、23。由此,能够防止第一引线部37a、37b及第二引线部38a、38b在端子座22、23的上方不需要地露出。

本实施方式中,磁芯40a、40b为相同形状,在z-y截面具有截面e字形状,构成所谓的e型芯。此外,磁芯40a、40b的方式不限定于图2所示的方式,磁芯40a、40b也可以是沿着图中单点划线(y轴方向的大致中央位置)与xz平面平行地切断而成的分割芯。

当磁芯40a、40b为分割芯的情况下,如图3a所示,也可以将由覆盖芯40a的上表面的部分和在分割的芯40a、40b(腿部46a,46b)之间的间隙向z轴方向的下侧延伸的部分构成的散热用顶板100设置于磁芯40a、40b。由此,能够有效地提高线圈装置10的散热性。

如图2所示,配置于z轴方向的上侧的磁芯40a具有:沿着y轴方向延伸的基底部44a、从基底部44a的y轴方向的两端向z轴方向突出的一对侧腿部48a、在这些侧腿部48a之间从y轴方向的中央向z轴方向突出的中腿部46a。配置于z轴方向的下侧的磁芯40b具有:沿着y轴方向延伸的基底部44b、从基底部44b的y轴方向的两端向z轴方向突出的一对侧腿部48b、在这些侧腿部48b之间从y轴方向的中央向z轴方向突出的中腿部46b。

中腿部46a从z轴方向的上侧插入到骨架20的芯腿用贯通孔21a的内部。同样,中腿部46b从z轴方向的下侧插入到骨架20的芯腿用贯通孔21a的内部,在芯腿用贯通孔21a的内部,以它们的前端面对面的方式构成。此外,图示的例子中,中腿部46b的前端在芯腿用贯通孔21a的内部与中腿部46a的前端接触,但也可以是在中腿部46a的前端与中腿部46b的前端之间形成有预定的间隙(省略图示)。这样,通过形成间隙,能够根据间隙的宽度来调整漏磁特性。

中腿部46a及中腿部46b以与芯腿用贯通孔21a的内周面形状一致的方式具有大致椭圆柱形状,但对于其形状没有特别的限定,也可以根据芯腿用贯通孔21a的形状而进行变化。另外,侧腿部48a、48b具有与骨架主体21的外周面形状一致的内侧凹曲面形状,其外表面具有与x-z平面平行的平面。本实施方式中,关于各芯40a、40b的材质,可举出金属、铁氧体等的软磁性材料,但对其没有特别的限定。

如图2所示,在侧腿部48a、48b的内周面与骨架主体21的外周面之间,分别配置有罩50。罩50的罩主体52具有覆盖位于骨架20的端子座22及23之间的骨架主体21的外周的形状。在罩主体52的z轴方向的两端,一体地形成有从罩主体52朝向骨架主体21折弯成大致垂直方向的卡止片54。如图3a所示,形成于罩主体52的z轴方向的两侧的一对卡止片54以夹入骨架主体21的z轴方向的上下表面的方式安装。

另外,在罩主体52的x轴方向的两端外表面分别一体地形成有沿z轴方向延伸的侧腿导向片56。侧腿部48a、48b的内表面与位于一对侧腿导向片56之间的罩主体52的外表面接触,侧腿部48a、48b的x轴方向的移动被一对侧腿导向片56限制。这些罩50利用与骨架20相同的塑料等的绝缘部件或金属构成。

如图3a及图4所示,在构成骨架20的骨架主体21的卷绕筒部28的z轴方向的两端,端部隔壁凸缘24及25以向半径方向的外方延伸的方式,被一体地成形为与xy平面大致平行。在位于端部隔壁凸缘24及25的z轴方向之间的卷绕筒部28的外周面,构成卷绕隔壁凸缘26的第一卷绕隔壁凸缘26a、第二卷绕隔壁凸缘26b、第三卷绕隔壁凸缘26c以向径方向外侧突出的方式,沿z轴方向以预定间隔形成。利用形成于这些端部隔壁凸缘24及25之间的卷绕隔壁凸缘26a~26c,在这些隔壁凸缘之间,从z轴方向的下方依次形成区域s1~s4。此外,对于卷绕隔壁凸缘26a~26c及区域s1~s4的数目没有特别的限定。

本实施方式中,在区域s1、s4中,共用绕线38连续地分别卷绕6匝,从而构成第一线圈部301及第二线圈部302;在区域s2、s3中,中间绕线37分别连续地卷绕多匝,从而构成中间线圈部303。本实施方式中,第一卷绕隔壁凸缘26a发挥将第一线圈部301和卷绕于区域s3的中间线圈部303的第一层沿z轴方向隔开的作用。另外,第二卷绕隔壁凸缘26b发挥将卷绕于区域s3的中间线圈部303的第一层和卷绕于区域s2的中间线圈部303的第二层沿z轴方向隔开的作用。另外,第三卷绕隔壁凸缘26c发挥将第二线圈部302和卷绕于区域s2的中间线圈部303的第二层沿z轴方向隔开的作用。

如图3a所示,构成第一线圈部301及第二线圈部302的共用绕线38卷绕的区域s1、s4中的沿z轴的区域宽度t1被设定为,在z轴方向上能进入一跟共用绕线38的宽度。但是,区域宽度t1也可以被设定为,在z轴方向上能进入两跟以上的共用绕线38的宽度。另外,本实施方式中,区域宽度t1优选全部相同,但也可以稍微不同。

另外,构成中间线圈部303的中间绕线37卷绕的区域s2、s3中的沿着z轴的区域宽度t2被设定为,在z轴方向上能进入一跟中间绕线37的宽度。但是,区域宽度t2也可以被设定为,在z轴方向上能进入两跟以上的中间绕线37的宽度。另外,本实施方式中,优选区域s2、s3中的沿着z轴的区域宽度t2与共用绕线38的线径一致,且与区域宽度t1不同,但也可以与区域宽度t1相同。

另外,隔壁凸缘24~26的高度(相对于卷轴,半径方向的长度)h1被设定为能进入一跟以上(1层以上)的绕线37或38的高度,本实施方式中,优选设定为能够卷绕3~8层的绕线的高度。优选各隔壁凸缘24~26的高度h1全部相同,但也可以不同。

本实施方式中,卷绕于区域s1及s4的共用绕线38的卷绕方法为α卷绕,从图3b所示的线圈间连接部380,通过共用绕线38向图3a所示的各区域s1及s4开始卷绕,并向图3b所示的各引线部38a、38b引出。

另外,本实施方式中,卷绕于区域s2及s3的中间绕线37的卷绕方法也是α卷绕,从图6b所示的线圈间连接部370,通过中间绕线37向图3a所示的各区域s2及s3开始卷绕,并向图3b所示的各引线部37a、37b引出。

在此,对α卷绕进行说明。例如,向图3a及图3b所示的骨架20上α卷绕共用绕线38时,首先,在卷绕隔壁凸缘26的圆周方向的一部分具有切口的部分(参照图4),通过共用绕线38的线圈间连接部380连接图3a所示的区域s1和区域s4。然后,靠近引线部38a的侧的共用绕线38的一部分是,在区域s4的内部,按照例如右旋转的方式在卷绕筒部28的外周卷绕多层(本实施方式中,6层)。同时,靠近引线部38b的侧的共用绕线38的另一部分是,在区域s1的内部,按照与区域s1中的卷绕方式相反的方向(或也可以为相同方向),在卷绕筒部28的外周卷绕多层。此外,这些作业也可以使用自动卷绕机来进行。

图3a所示的卷绕于区域s2、s3的中间绕线37是,如图4所示,在卷绕隔壁凸缘26的圆周方向的一部分具有切口的部分,配置共用绕线38的线圈间连接部380后,安装第一绝缘罩81。然后,靠近引线部37a的侧的中间绕线37的一部分是,在区域s3的内部,按照例如右旋转的方式在卷绕筒部28的外周卷绕多层。同时,靠近引线部37b的侧的中间绕线37的另一部分是,在区域s2的内部,按照与区域s3中的卷绕方式相反的方向(或也可以为相同方向),在卷绕筒部28的外周卷绕多层。此外,这些作业也可以使用自动卷绕机来进行。

如图4所示,在位于z轴方向的最下部的端部隔壁凸缘25的x轴方向的两端,分别一体地形成有骨架腿部29。各骨架腿部29被形成为,从端部隔壁凸缘25的x轴方向的两端向z轴方向的下方突出。在各骨架腿部29中收容图2所示的各底座70。各底座70的z轴方向的高度被调整为,在将各底座70收容于各骨架腿部29中时,各底座70的底面从芯部件40b的底面露出预定距离的程度。即,底座70还具有作为高度调整机构的功能。

如图4所示,卷绕隔壁凸缘26a、26b、26c的端子座23侧,以比图5a所示的第一绝缘罩81的y轴方向宽度窄的宽度,形成有切口部264a、264b、264c。另外,在卷绕隔壁凸缘26a的z轴方向的下侧表面,在形成有切口部264a的圆周方向位置,形成有沿z轴方向未贯通的锪端面261a。另外,在卷绕隔壁凸缘26c的z轴方向的上侧表面,在形成有切口部264c的圆周方向位置,形成有沿z轴方向未贯通的锪端面261c。

沿着锪端面261a及261c,图5a所示的第一绝缘罩81安装于卷绕隔壁凸缘26a及26c之间,以封闭切口部264a、264c。如图5a所示,第一绝缘罩81用于将线圈间连接部380与中间线圈部303进行绝缘。

如图3b及图5a所示,第一绝缘罩81具有:第一部分凸缘811、第二部分凸缘812、中间部分凸缘813、上方部分凸缘814、中间部分筒815(参照图2)、垂直部816、第一侧垂直部817、第二侧垂直部818、分离凸状部819。

如图2所示,中间部分筒815构成圆筒的一部分。中间部分筒815上卷绕构成中间线圈部303的中间绕线37的圆周方向一部分。如图3b所示,中间部分筒815的内周面夹持线圈间连接部380,且与骨架20的卷绕筒部28的外周面对置。这样,以线圈间连接部380和中间绕线37(中间线圈部303)被隔离的方式,设置第一绝缘罩81,由此,能够可靠地实现两者的绝缘。

如图2及图5a所示,第一部分凸缘811及第二部分凸缘812在中间部分筒815的z轴方向的一端及另一端分别与x-y平面平行地形成。如图5a所示,在第一部分凸缘811的上表面的y轴方向的两端形成有锪端面811α。锪端面811α被形成为:具有预定的y轴方向的宽度,且沿x轴方向延伸预定距离。在第二部分凸缘812的下表面的y轴方向的两端形成有锪端面812α。锪端面812α被形成为:具有预定的y轴方向的宽度,且沿x轴方向延伸预定距离。

中间部分凸缘813以被第一部分凸缘811和第二部分凸缘812夹持的方式,与x-y平面平行地形成于中间部分筒815的z轴方向的大致中央部。图示的例子中,中间部分凸缘813被分离成y轴方向一侧及y轴方向另一侧这两个部分。

垂直部816被形成为:具有预定的y轴方向宽度,且从第一部分凸缘811的上表面沿z轴方向延伸的方式,与y-z平面平行。第一侧垂直部817被形成为:具有预定的x轴方向宽度,且从第一部分凸缘811的上表面的y轴方向一侧沿z轴方向延伸的方式,与x-z平面平行。第二侧垂直部818被形成为:具有预定的x轴方向宽度,且从第一部分凸缘811的上表面的y轴方向另一侧沿z轴方向延伸的方式,与x-z平面平行。上方部分凸缘814被形成为:与垂直部816、第一侧垂直部817及第二侧垂直部818各自的z轴方向一端连接的方式,与x-y平面平行。

分离凸状部819被形成为:具有预定的z轴方向宽度,且在垂直部816的y轴方向中央部,从垂直部816的一面(引线部37a、37b的引出方向侧的面)沿该面的法线方向延伸。分离凸状部819从垂直部816的z轴方向一端横跨至z轴方向另一端。分离凸状部819发挥将中间绕线37的引线部37a(立起部371a)和引线部37b(立起部371b)相互分离的作用。

如图5a及图5b所示,在被中间部分凸缘813和第一部分凸缘811夹持的区域,形成有中间绕线37(对应于中间线圈部303的第一层)通过的第一通路820a。同样,在被中间部分凸缘813和第二部分凸缘812夹持的区域,形成有中间绕线37(对应于中间线圈部303的第二层)通过的第一通路820a。

如图3b及图5b所示,前一个第一通路820a被形成为,将中间绕线37与通过第一部分凸缘811的上方(后述的第二通路820b)的共用绕线38隔离。另外,后一个第一通路820a被形成为,将中间绕线37与通过第二部分凸缘812的下方的共用绕线38隔离。这样,以中间绕线37(中间线圈部303)与共用绕线38(第一线圈部301及第二线圈部302)被隔离的方式,设置第一绝缘罩81,由此,能够可靠地实现两者的绝缘。

另外,在中间绕线37(中间线圈部303的第一层)与共用绕线38(第一线圈部301)之间配置第一部分凸缘811,并构成第一通路820a,由此,在不使变压器10大型化的情况下,就能够充分确保中间绕线37与共用绕线38之间的沿面距离。

另外,通过在中间绕线37(中间线圈部303的第二层)与共用绕线38(第二线圈部302)之间配置第二部分凸缘812,在不使变压器10大型化的情况下,就能够充分确保中间绕线37与共用绕线38之间的沿面距离。

如图5a及图5b所示,在被上方部分凸缘814和第一部分凸缘811夹持的区域,形成有共用绕线38通过的第二通路820b。如图3b及图5b所示,第二通路820b被形成为:将共用绕线38与通过上方部分凸缘814的上方的中间绕线37的引线部37a、37b(方向变化部372a、372b)隔离。这样,以共用绕线38(第一线圈部301)与中间绕线37的引线部37a、37b被隔离的方式,设置第一绝缘罩81,由此,能够可靠地实现两者的绝缘。

另外,在中间绕线37的引线部37a、37b(方向变化部372a、372b)与共用绕线38(第一线圈部301)之间配置上方部分凸缘814,并构成第二通路820b,由此,在不使变压器10大型化的情况下,就能够充分确保中间绕线37的引线部37a、37b与共用绕线38之间的沿面距离。

在被垂直部816、第一侧垂直部817、分离凸状部819包围的区域,形成有中间绕线37的引线部37a通过的第三通路820c。同样,在被垂直部816、第二侧垂直部818、分离凸状部819包围的区域,形成有中间绕线37的引线部37b通过的第三通路820c。各第三通路820c分别发挥将中间绕线37的引线部37a、37b从z轴方向一端向另一端引导的作用。

如图3b及图5b所示,前一个第三通路820c被形成为,将中间绕线37的引线部37a(立起部371a)与共用绕线38隔离。后一个第三通路820c被形成为,将中间绕线37的引线部37b(立起部371b)与共用绕线38隔离。这样,以中间绕线37的引线部37a、37b与共用绕线38(第一线圈部301)被隔离的方式,设置第一绝缘罩81,由此,能够可靠地实现两者的绝缘。

另外,在中间绕线37的引线部37a、37b(立起部371a、371b)与共用绕线38(第一线圈部301)之间配置垂直部816,并构成第三通路820c,由此,在不使变压器10大型化的情况下,能够充分确保中间绕线37的引线部37a、37b与共用绕线38之间的沿面距离。

如图5b所示,本实施方式中,第一绝缘罩81大致分为第一罩部81a和第二罩部81b,上述的第一绝缘罩81的各部属于罩部81a、81b的任一项。此外,第一罩部81a对应于位于通过第一部分凸缘811的线段c的上侧的部分,第二罩部81b对应于位于线段c的下侧的部分。

本实施方式中,第一部分凸缘811的一部分(位于线段c的上侧的部分)、上方部分凸缘814、垂直部816、第一侧垂直部817、第二侧垂直部818、及分离凸状部819属于第一罩部81a,上述各部以外的部分属于第二罩部81b。

此外,第一罩部81a和第二罩部81b的分法不限定于此,也可以适宜地变更该分法。例如,也可以是:将线段c设置于中间部分凸缘813,将位于该线段c的上侧的部分设为第一罩部81a,将位于该线段c的下侧的部分设为第二罩部81b。

本实施方式中,第一罩部81a和第二罩部81b是被一体性地形成的,但各罩部81a、81b也可以以装卸自如的方式构成。即,也可以是:将第一绝缘罩81物理性地分离(分割)成第一罩部81a和第二罩部81b,通过将这些各罩部81a、81b一体性地组合,来构成第一绝缘罩81。通过分开制造第一罩部81a和第二罩部81b,成形变得容易。

如图4及图5a所示,关于第一绝缘罩81,第一部分凸缘811的锪端面811α抵接于第一卷绕隔壁部26a的锪端面261a,第二部分凸缘812的锪端面812α抵接于第三卷绕隔壁部26c的锪端面261c,并且第一绝缘罩81以可滑动插入的方式固定于骨架20。如图6b所示,本实施方式中,线圈间连接部380通过中间线圈部303的内侧,但如图3b所示,线圈间连接部380与中间线圈部303通过在其之间的中间部分筒815而实现了绝缘。

如图3b所示,在卷绕隔壁凸缘26a、26c的端子座22侧,以安装图2所示的第二绝缘罩82的方式形成有切口部264a、264c。如图3b所示,通过第二绝缘罩82来实现共用绕线38的引线部38a的立起部381a与中间线圈部303彼此的绝缘,并且实现中间线圈部303与第一线圈部301及第二线圈部302彼此的绝缘。

如图5c所示,第二绝缘罩82具有:在其z轴方向的两端以x-y轴平面平行地形成的第一部分凸缘821及第二部分凸缘822、壁部823、一对侧部824。如图3b所示,第二绝缘罩82通过将部分凸缘821、822嵌入形成于端子座22侧的卷绕隔壁凸缘26a、26c的切口部264a、264c,并将部分凸缘821、822与形成于端子座22侧的卷绕隔壁凸缘26a、26c的锪端面261a、261c抵接并滑动插入,而固定于骨架20。

如图3b及图5c所示,在共用绕线38的引线部38a(立起部381a)向线圈的上方被引出的中途,以与中间线圈部303隔离的方式,在立起部381a与中间线圈部303之间设置第二绝缘罩82,由此,能够可靠地实现两者的绝缘。

另外,以隔离第一线圈部301及第二线圈部302与中间线圈部303的方式,在第一线圈部301及第二线圈部302与中间线圈部303之间设置第二绝缘罩82,由此,能够可靠地实现两者的绝缘。

这些绝缘罩81、82是利用与骨架20相同或不同的塑料等的绝缘部件构成的。关于绝缘罩81、82,其是与骨架20分开地成形的,且被安装于骨架20的圆周方向的一部分上。

本实施方式的变压器10是,通过组装图2所示的各部件,并且向骨架20卷绕中间绕线37及共用绕线38而制造的。以下,使用图2等说明变压器10的制造方法的一例。在变压器10的制作中,首先,准备骨架20。对应骨架20的材质没有特别的限定,由树脂等的绝缘材料来形成骨架20。

接着,在骨架20的卷绕筒部28的外周将共用绕线38通过α卷绕进行卷绕,形成第一线圈部301及第二线圈部302。作为形成第一线圈部301及第二线圈部302时所使用的共用绕线38,没有特别的限定,但优选使用绞合线(litzwire)等。另外,形成第一线圈部301及第二线圈部302时的共用绕线38的末端部即第二引线部38a、38b焊接连接于例如端子94。

接着,向卷绕有共用绕线38的骨架20安装第一绝缘罩81。此外,也可以是,在将共用绕线38卷绕于骨架20的外周之前,将第一绝缘罩81安装于骨架20。

接着,在骨架20的卷绕筒部28的外周卷绕中间绕线37,形成中间线圈部303。作为形成中间线圈部303时所使用的中间绕线37,可以与共用绕线38相同,也可以与共用绕线38不同。另外,形成中间线圈部303时的中间绕线37的末端部即第一引线部37a、37b焊接连接于例如端子94。

接着,从中间线圈部303将第一引线部37a、37b引出到卷绕轴上方,并卡止于卡止部222、222,且向远离线圈300的方向引出。

另外,向骨架20安装第二绝缘罩82,从第一线圈部301及第二线圈部302将第二引线部38a、38b向卷绕轴上方引出,并卡止于卡止部232、232,且向远离线圈300的方向引出。然后,在端子座22、23的上方安装引出绕线罩60。此外,也可以是,在将共用绕线38卷绕于骨架20的外周之前,将第二绝缘罩82安装于骨架20。

接着,将绝缘板83、84安装于骨架20的x轴方向的两侧。由此,能够实现壳体90的x轴方向一侧与中间绕线37的引线部37a、37b的绝缘。另外,能够实现壳体90的x轴方向另一侧与共用绕线38的引线部38a、38b的绝缘。

接着,将罩50安装于骨架20的y轴方向的两侧,然后,从z轴方向的上下方向安装磁芯40a、40b。即,在磁芯40a、40b的中腿46a、46b的前端彼此之间根据需要保持间隙,且接合侧腿48a、48b的前端彼此。作为磁芯40a、40b的材质,可举出金属、铁氧体等的软磁性材料,但对其没有特别的限定。

接着,将底座70收容于骨架脚部29的内部。此外,也可以在骨架脚部29中预先安装底座70。然后,将底板92粘接于壳体90的底部开口部,且在上部开放的壳体90中收纳上述组装体,并且向壳体90的内部充填散热用树脂。通过以上所述的工序,能够制造本实施方式的变压器10。

本实施方式的变压器10是利用第一线圈部301和第二线圈部302来夹持中间线圈部303的结构(三明治结构)。因此,能够提高这些线圈部之间的耦合,能够容易地实现漏磁特性的稳定化。另外,即使在高频带下,也能够实现能够得到稳定的漏磁特性的高耦合的变压器10。

特别是,本实施方式的变压器10中,中间绕线37对骨架20进行α卷绕。就α卷绕而言,即使增大卷绕数,也能够减少卷轴方向的层数,因此,有助于变压器10的薄型化、小型化。另外,通过设为α卷绕,来自绕组中心部的绕线的引出消失,因此,中间绕线37不会重合,因此,有助于变压器10的薄型化。

另外,中间线圈部303中,通过设为α卷绕,有助于漏磁特性的稳定化。另外,也能够容易地在中间线圈部37的第一层与第二层之间将线圈的卷绕数设为相同,另外,也能够容易地改变卷绕数。

另外,第一线圈部301和第二线圈部302是利用共用绕线38连续地形成的。通过设为这种结构,能够防止电流偏向第一线圈部301及第二线圈部302的任一方进行流动。由于能够防止电流的偏向性流动,因此,能够防止任一方的线圈部301或302的异常发热。另外,与利用不同的绕线来构成第一线圈部301及第二线圈部302的情况相比,能够缩短构成第一线圈部301及第二线圈部302的共用绕线38的绕线长度,并能够缩小铜损。如果能够缩小铜损,则能够提高效率,还能够降低发热。

另外,本实施方式中,初级线圈与次级线圈的耦合系数较高,因此,即使在初级线圈的卷绕数与次级线圈的卷绕数的差异较大的情况下,也能够容易地实现漏磁特性的稳定化。即,根据本实施方式,即使在第一线圈部301及第二线圈部302中的共用绕线38的卷绕数与中间线圈部303中的中间绕线37的卷绕数的卷绕数比率较大的情况下,效果也大。具体而言,在共用绕线38的合计卷绕数n1与中间绕线37的卷绕数n2的卷绕数比率n1/n2为2以上、3以上、5以上的情况下,均能得到更显著的效果。

另外,本实施方式中,共用绕线38在骨架20上进行α卷绕。通过设为这种结构,能够使用单一共用绕线38而容易地形成在卷绕轴方向上分开配置的第一线圈部301和第二线圈部302。另外,也能够容易地在第一线圈部301和第二线圈部302中将线圈的卷绕数设为相同,另外,也能够容易地改变卷绕数。

另外,如图3a所示,在第一线圈部301及第二线圈部302中,以沿着卷绕轴方向仅存在单一绕线38的方式,调整骨架20的凸缘部24~26(26a~26c)的间隔t1及t2,由此,能够容易地防止每一层的绕线37及38的卷绕数的不均,有助于漏磁特性的稳定化。即,能够容易严格地控制初级线圈与次级线圈的耦合系数。

另外,就α卷绕而言,即使增大卷绕数,也能够减少卷轴方向的层数,因此,有助于变压器10的薄型化、小型化。另外,通过设为α卷绕,来自绕组中心部的绕线的引出消失,因此,绕线不会重合,因此,有助于变压器10的薄型化。

另外,本实施方式中,在第一罩部81a形成有第一通路820a,在第二罩部81b形成有第二通路820b和第三通路820c。因此,中间绕线37通过第一通路820a,共用绕线38通过第二通路820b,中间绕线37的引线部37a、37b通过第三通路820c。这样,中间绕线37、共用绕线38、中间绕线37的引线部37a、37b分别通过不同的通路,而且各通路是被隔离的,因此,能够可靠地实现各个之间的绝缘。

此外,本发明不限定于上述的实施方式,能够在本发明的范围内进行各种改变。

例如,作为在骨架20的外周安装线圈300的其它方式,还可以考虑如下方式:首先,将中间绕线37卷绕于骨架20,构成中间线圈部303;接着,将共用绕线38卷绕于骨架20,构成第一线圈部301及第二线圈部302。在以这种方式将线圈300安装于骨架20的情况下,线圈间连接部380通过中间线圈部303的外侧。

另外,上述的初级线圈与次级线圈的关系也可以是相反的。即,也可以是:共用绕线38构成次级线圈,中间绕线37构成初级线圈。另外,在该情况下,各绕线的外径的大小关系也可以与上述的例子相反。或者,这些绕线的外径也可以相同。

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