线圈装置的制作方法

文档序号:17051731发布日期:2019-03-05 20:15阅读:154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。

专利文献1等中所示的现有的线圈装置中,与构成线圈的绕线的两端对应的一对引线部在靠近线圈的位置上是接近的,在向离开线圈的方向引出时,通常以将引线部彼此分开的方式连接于端子。

但是,这种通常的引线部的引出结构中,确认到其漏磁特性是不稳定的。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2013-254890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,其具有:

骨架;

第一绕线,其卷绕于所述骨架的外周;

第二绕线,其与所述第一绕线分开地卷绕于所述骨架的外周,

所述线圈装置的特征在于,

由所述第一绕线的两端构成的一对第一引线部具有:

一对第一立起部,其从所述骨架的外侧沿着卷绕轴向所述骨架的第一底座立起;

一对第一引出主体部,其从一对所述第一立起部通过所述第一底座,沿着所述骨架的卷绕轴在上部相互接近地配置。

本发明的线圈装置中,一对第一引线部利用第一立起部沿着卷绕轴在骨架的外周立起,从第一立起部通过第一底座,沿着骨架的卷绕轴位于上部的第一引出主体部中,相互接近地配置。即,本发明的线圈装置中,一对第一引出主体部在骨架上以接近状态配置,且相互保持成一定距离。本发明者们发现:通过设为这种引出结构,与现有的线圈装置相比,能够实现漏磁特性稳定的线圈装置。

根据本发明者们的实验可知,漏磁特性根据一对引出主体部的间隔发生变化。因此,通过使一对引出主体部彼此以漏磁特性良好的方式接近且保持成一定距离,能够将漏磁特性最佳化。

优选:还具有壳体,该壳体覆盖卷绕有所述第一绕线及第二绕线的所述骨架的下侧部分,并且,在所述壳体的上端开口部的缘部具备将一对所述第一引出主体部以相互接近状态予以保持的接近保持底座。

通过这样的构成,在骨架上从第一底座到接近保持底座之间,能够容易地将一对第一引出主体部以相互接近状态予以保持。另外,通过壳体上具备接近保持底座具备,由接近保持底座保持的一对第一引出主体部被定位,有助于漏磁特性的稳定化。

为了确保所述第二绕线卷绕于所述骨架的部分与所述第一立起部之间的绝缘,也可以在所述第一立起部的内侧且所述骨架的外周安装有第一绝缘罩。通过这样的构成,能够良好地确保第二绕线与第一绕线的第一立起部的绝缘。

优选:所述第一绝缘罩具备使一对所述第一立起部一边相互绝缘一边相互接近且向所述第一底座引导的一对通路。通过这样的构成,能够实现漏磁特性的稳定化。

优选:在所述第一底座形成有,用于沿着所述骨架的所述卷绕轴在上部将一对所述第一引出主体部的相互间距离保持成一定值以下的引出通路。通过这样的构成,能够容易地将一对第一引出主体部的相互间距离保持成一定值以下,能够进一步稳定化漏磁特性。

由所述第二绕线的两端构成的一对第二引线部也可以具有:

一对第二立起部,其沿所述卷绕轴的方向延伸;

一对第二引出主体部,其一边保持比一对所述第二立起部之间的距离更宽的距离,一边沿远离所述骨架的方向延伸;

一对第二方向变化部,其将所述第二立起部和所述第二引出主体部之间连接,并将所述第二立起部朝向的方向向所述第二引出主体部朝向的方向改变方向。

一对第二引线部也可以是,一边保持比第二立起部之间的距离更窄的距离,一边作为第二引出主体部沿远离线圈的方向延伸。但在施加于第二引线部的电压较高等的情况下,其也可以是相反的。即,一对第二引线部也可以是,一边保持比第二立起部之间的距离更宽的距离,一边作为第二引出主体部沿远离线圈的方向延伸。

也可以是:在所述骨架形成有第二底座;在所述第二底座形成有,利用所述第二立起部立起的所述第二引线部在所述第二方向变化部的位置从内侧向外侧缠绕且向所述第二引出主体部的方向引导的一对卡止部。通过这样的构成,各第二引线部不会松弛而卡止于卡止部,防止由与第二引线部连接的第二绕线形成的线圈部的解卷。其结果,使漏磁特性稳定化。

优选:所述第一立起部的立起方向和所述第二立起部的立起方向为相同的方向,并且,所述第二底座相对于形成于所述骨架的第一底座,位于所述线圈的卷绕轴的相同侧。

通过这样的构成,容易使沿着卷绕轴位于与第一底座及第二底座相反侧的所述骨架的底面位于冷却侧,使线圈及骨架的冷却效率提高。

优选:所述第一底座和所述第二底座在所述骨架的上部外周相互位于相反侧,所述接近保持底座在所述骨架的外侧位置配置于所述第一底座与所述第二底座之间。通过这样的构成,一对第一引线部和一对第二引线部能够从壳体的相邻的两侧面引出,容易地将线圈装置设置于配置空间的角落。因此,能够容易地进行线圈装置的冷却,并且能够有效地利用配置空间。

优选:在所述骨架的外周,沿着所述卷绕轴配置有第一线圈部、第二线圈部、位于这些第一线圈部与第二线圈部之间的中间线圈部,

所述中间线圈部由所述第一绕线构成,

所述第一线圈部及所述第二线圈部由用于将所述第一线圈部和所述第二线圈部连续地形成的所述第二绕线构成。

通过设为由第一线圈部和第二线圈部来夹持中间线圈部的结构,能够提高这些线圈部间的结合,容易地实现漏磁特性的稳定化。另外,即使在高频带下,也能够得到稳定的漏磁特性。

也可以是:所述第一绕线构成初级线圈或次级线圈中的任一方,所述第二绕线构成初级线圈或次级线圈中的任一另一方。

优选:卷绕于所述骨架的所述第一绕线的卷绕数比卷绕于所述骨架的所述第二绕线的卷绕数小。通过将位于卷绕数较小的第一绕线的两端的一对第一引线部设为本发明的结构,提高了本发明的作用效果。

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3是从图1所示的变压器卸下壳体和磁芯时的骨架和绕线的引线部的立体图。

图4是沿着图1所示的iv-iv线的变压器的主要部分剖面图。

图5是沿着图1所示的v-v线的变压器的主要部分剖面图。

图6是从另一角度观察图3所示的骨架和绕线的引线部的立体图。

图7a是表示卷绕于图3所示的骨架的共用绕线及中间绕线的一例的立体图。

图7b是从另一角度观察图7a所示的共用绕线及中间绕线时的立体图。

图8是表示图7a及图7b所示的共用绕线及中间绕线的关系的侧面图。

图9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…第一底座

221…侧壁部

221a…引出通路

222a、222b…立起通路

223…分离凸部

224…卡合凹部

23…第二底座

231…侧壁部

232…卡止部

234…卡合突起部

24、25…端部隔壁凸缘

244…切口部

26、27…卷绕隔壁凸缘

261、271…锪端面

272…导线卡止槽

264、274…切口部

28…卷绕筒部

29…骨架腿部

300…线圈

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

371a、371b…第一立起部

373a、373b…第一引出主体部

38…共用绕线

38a、38b…第二引线部

381a、381b…第二立起部

382a、382b…第二方向变化部

383a、383b…第二引出主体部

380…线圈间连接部

40…磁芯(芯部)

40a…上部芯

40b…下部芯

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

58…内凸部

60a…第一底座罩

60b…第二底座罩

70…散热块

81…第一绝缘罩

811、812…部分凸缘

813…壁部

814…侧部

815…凸部

816…通路

82…第二绝缘罩

821、822…部分凸缘

823…中间部分筒

90…壳体

91…接近保持底座

91a…嵌合孔

92…底板

94…端子

100…捆束件

102…嵌合腿

104…止脱突部

106…间隙

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、由上部芯40a及下部芯40b构成的芯部(磁芯)40、将它们的下端部收容于内部的壳体90。此外,附图中,x轴、y轴及z轴相互垂直,z轴与变压器10的高度(厚度)对应。本实施方式中,变压器10的z轴方向的下方为变压器的设置面。另外,y轴与芯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,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。

壳体90作为整体具有方筒形状,在壳体90的上端开口部的沿x轴方向延伸的缘部,以向y轴方向的外侧(相对于壳体90的内部,向外侧)飞出的方式具备有接近保持底座91。在接近保持底座91的上表面上沿x轴方向以预定间隔形成有嵌合孔91a。形成于捆束件100的x轴方向的两侧的一对嵌合腿102分别可插入卡合于嵌合孔91a。在嵌合腿102的前端形成有止脱突部104,嵌合腿102插入于嵌合孔91a后能够止脱。

如图1所示,在接近保持底座91上设置第一引线部37a、37b的前端部,利用底座91安装捆束件100,将第一引线部37a、37b的前端部以接近状态保持。第一引线部37a、37b的前端部在芯部40上包覆有绝缘管。作为绝缘管,可以示例硅胶管、玻璃管、氟树脂管等。

以一体方式成形有接近保持底座91的壳体90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。通过利用金属来构成壳体整体,散热性得到进一步的提高。

也可以向壳体90的内部充填散热用树脂。作为散热用树脂,没有特别的限定,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4及图5所示,围绕着骨架20的骨架主体21卷绕的线圈300沿着线圈的卷绕轴(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(第一绕线)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(第二绕线)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9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9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且另一方为绞线。各绕线37、38可以由相同的材质构成,也可以由不同材质构成。对于绕线37、38的外径没有特别限定,优选为1.0~4.0mm的范围。

本实施方式中,由于流通于次级线圈的电流较大,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的外径优选为3.0~4.0mm。另外,优选在各绕线37、38上形成有绝缘覆膜。另外,如图1所示,在各绕线37、38的引线部37a、37b、38a、38b的前端部优选进一步包覆绝缘管。

图1中所示的第一引线部37a、37b为图4及图5中所示的中间绕线37的两端部,图1中所示的第二引线部38a、38b为图4及图5中所示的共用绕线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。

本实施方式中,在将图4及图5中所示的构成中间线圈部303的中间绕线37的卷绕数设为n2的情况下,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优选为卷绕数n2的2倍以上,也可以为3倍以上,也可以为5倍以上、或6倍以上。本实施方式中,即使在这些卷绕数的比率(n1/n2)较大的情况下,也可以使耦合系数较大,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优选大致均等地分配于第一线圈部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5及图8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利用共用绕线38被连续地形成,因此,在共用绕线38上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。

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

在以这种方式将线圈安装于骨架20的情况下,线圈间连接部380经过中间线圈部303的内侧。在该情况下,如图5所示,为了实现线圈间连接部380与中间线圈部303彼此的绝缘,第二绝缘罩82安装于骨架20。关于第二绝缘罩82,将在后面进行详细说明。

如图7a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7a所示,形成于中间绕线37的两端的第一引线部37a、37b具有:沿线圈的卷绕轴(z轴)方向延伸的第一立起部371a、371b;以及,从第一立起部371a、371b朝向线圈300的内侧之后又朝向线圈300的外侧的第一引出主体部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,本实施方式中,第一引出主体部373a、373b以如下方式构成,从第一立起部371a、371b朝向线圈300的内侧向x轴倾斜并直线前进,然后,朝向线圈300的外侧且向y轴倾斜并直线前进,但不限定于该形状。例如,如图6所示,第一引出主体部373a、373b也可以在骨架20的z轴方向的上部,从骨架20的第一底座22朝向捆束件100折弯成大致圆弧状,或也可以是直线和曲线的复合形状。

本实施方式中,以图7a所示的第一引出主体部373a、373b彼此的间隔w1在优选为0~1mm的范围内成为一定值的方式,第一引出主体部373a、373b彼此在图6所示的骨架20的骨架主体21上接近地配置。如图4所示,在骨架20上安装芯部40,因此,第一引出主体部373a、373b以在芯部40的上部保持预定的间隙106的方式配置。

以形成预定的间隙106的方式,调整壳体90的接近保持底座91的z轴方向的高度和由骨架20的第一底座22的切口构成的引出通路221a的切口深度。此外,预定的间隙106优选为0~10mm。预定的间隙106也可以为0,即,第一引线部37a、37b的第一引出主体部373a、373b也可以与芯部40的上表面接触。

第一引出主体部373a、373b的长度优选为20~100mm。越减小间隙间隔w1,越能够减小二次侧线圈的漏磁。另外,具有第一引出主体部373a、373b的长度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7a所示,形成于共用绕线38的两端的第二引线部38a、38b具有:沿线圈的卷绕轴(z轴)方向延伸的第二立起部381a、381b;朝向一对第二引线部38a、38b彼此的间隔变宽的方向的第二方向变化部382a、382b;以及,沿远离线圈300的方向(x轴)延伸的第二引出主体部383a、383b。

此外,第二立起部381a、381b相对于z轴未必是平行的,也可以是倾斜的。另外,第二引出主体部383a、383b相对于x轴也未必是平行的,也可以向y轴及/或z轴的方向倾斜。另外,第二方向变化部382a、382b可以是直线状,也可以是曲线状。

本实施方式中,以第二引出主体部383a、383b彼此的间隔比第二立起部381a、381b彼此的间隙间隔更宽的方式构成。更具体地说,第二引出主体部383a、383b彼此的间隙间隔w2比引出主体部373a、373b彼此的间隙间隔w1宽,优选为1~5mm。

此外,本实施方式中,对于第一引出主体部373a、373b彼此的间隔、及第二引出主体部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,第一引出主体部373a、373b或第二引出主体部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,优选缩小第一引出主体部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3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第一底座22及第二底座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,例如可以由pps、尼龙等构成。

如图3所示,底座22具有侧壁部221。如图6所示,在侧壁部221的背面(骨架20的外侧)形成有分别对第一引线部37a、37b的第一立起部371a、371b进行引导的立起通路222a、222b。这些通路222a、222b被分离凸部223分离,以确保它们的绝缘。在侧壁部221形成有切口状的引出通路221a。引出通路221a将从第一立起部371a、371b折弯成大致直角的第一引出主体部373a、373b在相互接近状态下向骨架20的内侧引导,如图1所示,如芯部40的上部那样,使其朝向接近保持底座91。

另外,在侧壁部221的y轴方向的两外表面分别形成有卡合凹部224,在这些卡合凹部224卡合图2中所示的在第一底座罩60a的y轴方向的两端具备的卡合凸部61a,由此,第一底座罩60a能够卡合于第一底座22。如图1所示,通过向第一底座22安装第一底座罩60a,从第一底座22向z轴方向的上方引出第一引线部37a、37b。另外,第一引线部37a、37b在第一底座22中通过侧壁部221的切口状的引出通路221a,并在芯部40上向壳体90的内侧引出。

通过第一底座22的引出通路221a向芯部40的上部以接近状态引出的第一引线部37a、37b的第一引出主体部373a、373b,以朝向接近保持底座91的方式折弯。接近保持底座91被配置在,位于骨架20的x轴方向的两端的底座22、23的大致中央位置,且壳体90的y轴方向的外侧。向接近保持底座91安装捆束件100,使第一引线部37a、37b的第一引出主体部373a、373b以相互接近的状态保持。即,在芯部40上且第一底座22与接近保持底座之间,第一引线部37a、37b的第一引出主体部373a、373b以彼此接近的状态被保持。

如图3所示,第二底座23具有侧壁部231和分别形成于x轴方向的两端的一对卡止部232。侧壁部231中,除了引出第二引线部38a、38b的侧以外,其他均以包围底座23的周边的方式形成。在侧壁部231的y轴方向的两外端壁上,分别形成有卡合突起部234。关于卡合突起部234的功能,将在后面进行说明。

一对卡止部232中,利用第二立起部381a、381b向z轴方向立起的第二引线部38a、38b是,在第二方向变化部382a、382b的部分从y轴方向的内侧向外侧缠绕,并且,以作为第二引出主体部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。

通过将第二引线部38a、38b的第二方向变化部382a、382b卡止于一对卡止部232,各第二引线部38a、38b不会松弛而卡止于卡止部232。其结果,能够在防止由位于图7a所示的第二引线部38a、38b的中间的共用绕线38构成的第一线圈部301及第二线圈部302的解卷的状态下,将第二引线部38a、38b向远离线圈300的方向引出。即,本实施方式中,如图3所示,在第二底座23上形成有由侧壁部231和一对第二卡止部232划分(或夹持)的通路,通过这些通路,能够将第二引线部38a、38b向远离骨架20的方向引出。

如图2所示,在第二底座23的z轴方向的上方,以覆盖的方式安装第二底座罩60b。更具体地说,在第二底座罩60b的y轴方向两端的侧面形成有孔61b,通过使该孔61b与形成于底座23的卡合突起部234卡合,能够将第二底座罩60b安装于第二底座23。由此,能够防止图3所示的第二引线部38a、38b在第二底座23的上方不需要地露出。

如图2所示,芯40a、40b在本实施方式中为相同形状,在z-y截面上具有截面e字形状,即,构成所谓的e型芯。此外,芯40a、40b的方式不限定于图2所示的方式,例如,芯40a、40a彼此也可以一体地成形,另外,芯40b、70b彼此也可以是一体。

配置于z轴方向的上侧的芯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;以及,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;以及,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轴方向的上方插入到骨架20的磁芯腿用贯通孔21a的内部。同样地,中腿部46b从z轴方向的下方插入到骨架20的芯腿用贯通孔21a的内部,在芯腿用贯通孔21a的内部,中腿部46a、46b的前端也可以以如图5所示方式接触并配合,也可以以夹持预定的间隙且面对面的方式构成。此外,通过形成间隙,能够根据间隙g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,如图2所示,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。

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的底座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。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。

另外,在罩主体52的内表面,一体地成形有在z轴方向的中央部沿长边方向延伸的内凸部58。如图4所示,内凸部52从径向的外侧进入卷绕隔壁凸缘26、27之间,限制卷绕于其之间的中间绕线37(中间线圈部303)向外侧的移动,并且确保其绝缘。这些罩50优选由与骨架20同样的塑料等的绝缘部件构成,但也可以由金属构成。

如图4及图5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以向半径方向的外侧延伸的方式,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,卷绕隔壁凸缘26及27以向径方向外侧突出的方式,在z轴方向上以预定间隔形成。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26及27,在这些隔壁凸缘之间,从z轴方向的下方依次形成区域s1~s3。此外,关于卷绕隔壁凸缘26、27及区域s1~s3的数量,没有特别的限定。

本实施方式中,在区域s1、s3中,共用绕线38连续地卷绕多匝,从而构成第一线圈部301及第二线圈部302;在区域s2中,中间绕线37卷绕1匝,从而构成第三线圈部303。本实施方式中,卷绕隔壁凸缘26发挥在z轴方向上隔开第一线圈部301和中间线圈部303的作用;卷绕隔壁凸缘27发挥在z轴方向上隔开第二线圈部302和中间线圈部303的作用。此外,中间绕线37也可以在区域s2卷绕2匝以上。在该情况下,中间绕线37优选在卷绕筒28周围进行α卷绕。

如图4所示,构成第一线圈部301的共用绕线38卷绕的区域s1、s3的沿着z轴的区域宽度被设定为,在z轴方向上能进入一根共用绕线38的宽度。但是,该区域宽度也可以被设定为,在z轴方向上能进入两根以上的共用绕线38的宽度。另外,本实施方式中,区域宽度优选全部相同,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的沿着z轴的区域宽度被设定为,在z轴方向上能进入一根中间绕线37的宽度。但是,该区域宽度也可以被设定为在z轴方向上能进入两根以上的中间绕线37的宽度。另外,本实施方式中,优选区域s2中的沿着z轴的区域宽度与共用绕线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24~27的高度(相对于卷轴,半径方向的长度)被设定为一匝以上(1层以上)的绕线37或38能进入的高度,本实施方式中,优选被设定为能够卷绕3~8层的绕线的高度。优选各隔壁凸缘24~27的高度全部相同,但也可以不同。

本实施方式中,卷绕于区域s1及s3的共用绕线38的卷绕方法为α卷绕,从图5所示的线圈间连接部380,通过共用绕线38向图4所示的各区域s1及s3开始卷绕,并向图7a所示的各引线部38a、38b引出。关于卷绕于图4所示的区域s2的中间绕线37的卷绕方法没有特别的限定,可以是通常的卷绕,也可以是α卷绕。

在此,对α卷绕进行说明。例如,向图6所示的骨架20上α卷绕共用绕线38时,首先,在图5所示的卷绕隔壁凸缘26及27的圆周方向的一部分具有切口的部分,通过共用绕线38的线圈间连接部380连接区域s1和区域s3。然后,靠近引线部38a的侧的共用绕线38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(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。

卷绕于图5所示的区域s2的中间绕线37是,在卷绕隔壁凸缘26及27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之后,安装第二绝缘罩82,然后,在卷绕隔壁凸缘26及27之间卷绕成一圈以上。

如图5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成形有骨架腿部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所示的各散热块70。各散热块70的z轴方向的高度被调整为,在将各散热块70收容于各骨架腿部29中时,各散热块70的底面与磁芯部件40b的底面大致齐平。即,散热块70还具有作为高度调整机构的功能。

如图3所示,在卷绕隔壁凸缘26、27的第二底座23侧形成有切口部264、274。另外,在卷绕隔壁凸缘26的z轴方向的下侧表面,在形成有切口部264的圆周方向的位置,形成有未贯通于z轴方向的锪端面261。另外,在卷绕隔壁凸缘27的z轴方向的上侧表面,在形成有切口部274的圆周方向的位置,形成有未贯通于z轴方向的锪端面271。

沿着锪端面261及271,第二绝缘罩82安装于卷绕隔壁凸缘26及27之间,以封闭切口部264、274。如图5所示,第二绝缘罩82用于将线圈间连接部380与中间线圈部303进行绝缘。

如图7a所示,第二绝缘罩82具有:构成圆筒的一部分的中间部分筒823、在其z轴方向的两端以与x-y轴平面平行地形成的部分凸缘821及822。中间部分筒823上卷绕构成中间线圈部303的中间绕线37的圆周方向的一部分。如图5所示,中间部分筒823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。

关于第二绝缘罩82,一个部分凸缘821(参照图7a)抵接于卷绕隔壁部26的锪端面261(参照图3),另一个部分凸缘822(参照图7a)抵接于卷绕隔壁部27的锪端面271(参照图3),并且第二绝缘罩82以可滑动插入的方式固定于骨架20。如图8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5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823而实现了绝缘。

如图5所示,在端部隔壁凸缘24及卷绕隔壁凸缘26的第一底座22侧,以安装图7b所示的第一绝缘罩81的方式形成有切口部。如图7b所示,通过第一绝缘罩81来实现第一引线部37a、37b的第一立起部371a、371b与第一线圈部301(作为第二绕线的共用绕线38)彼此的绝缘。

如图7b所示,第一绝缘罩81具有:在其z轴方向的两端以x-y轴平面平行地形成的部分凸缘811及812;壁部813;一对侧部814。在壁部813的x轴方向的外表面形成有凸部815,在凸部815的y轴方向的两侧分别形成有立起通路816。在立起通路816中,将第一引线部37a、37b的第一立起部371a、371b沿着z轴方向引导。如图5所示,关于第一绝缘罩81,通过将一个部分凸缘811嵌入到形成于端部隔壁部24的槽部,将另一个部分凸缘812以抵接于卷绕隔壁部26的锪端面的方式进行滑动插入,从而固定于骨架20。

如图7a及图7b所示,第一引线部37a、37b的第一立起部371a、371b和第一线圈部301通过第一绝缘罩81实现良好的绝缘。此外,如图7b所示,卷绕隔壁凸缘27具有向x轴方向的外侧(远离骨架20的卷绕轴的方向)伸出的伸出部,由此,也能够良好地保持图7a及图7b所示的中间绕线37及其第一引线部37a及37b与第二线圈部302的绝缘。

这些绝缘罩81、82由与骨架20相同或不同的塑料等的绝缘部件构成。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来制造的。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。对于骨架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安装第二绝缘罩82及第一绝缘罩81。此外,也可以在以后将第一绝缘罩81安装于骨架20,只要在骨架20至少安装第二绝缘罩82即可。

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38,可以与共用绕线38相同,也可以与其不同。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向z轴上方引出,且通过图7b所示的第一绝缘罩81的立起通路816,然后,通过图6所示的第一底座22的立起通路222a、222b,向第一底座22引导。在该状态下,在底座22上安装图2所示的第一底座罩60a,并将第一引线部37a、37b临时固定于底座22。

另外,如图7a所示,从第一线圈部301及第二线圈部302将第二引线部38a、38b向z轴上方引出,如图3所示,卡止于卡止部232,且向远离线圈的方向引出。而且,在底座23上安装第二底座罩60b。

接着,将图2所示的罩50安装于骨架20上的y轴方向的两侧,然后,从z轴方向的上下方向安装芯40a、40b。即,在芯40a、40b的中腿46a、46b的彼此的前端之间保持间隙,且接合侧腿48a、48b的彼此的前端。作为芯40a、40b的材质,可举出金属、铁氧体等的软磁性材料,但没有特别的限定。此外,间隙也可以为0。

然后,第一引线部37a、37b通过第一底座22的切口状的引出通路221a被引导至骨架主体21上,如图1所示,在芯部40上以相互接近的状态被引导至壳体90的接近保持底座91。在接近保持底座91上安装捆束件100,将第一引线部37a、37b的前端部相对于底座91以接近状态保持。

在其前后,将散热块70收容于骨架腿部29的内部。此外,也可以在骨架腿部29预先安装散热块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是用第一线圈部301和第二线圈部302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,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。

另外,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。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异常地发热。另外,与由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(copperloss)。如果能够缩小铜损,则能够提高效率,还能降低发热。

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大幅不同的情况下,也容易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,也由较大效果。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、或5以上的情况下,也能够得到更显著的效果。

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容易地形成沿卷绕轴分离配置的第一线圈部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4所示,各第一线圈部301及第二线圈部302中,以沿着卷绕轴仅存在单一的绕线38的方式,调整骨架20的凸缘部24~27的间隔,由此,能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。

特别是,本实施方式中,如图7a所示,一对第一引线部37a、37b从中间线圈部303被引出,如图6所示,利用第一立起部371a、371b沿着卷绕轴(z轴)在骨架20的外周立起。一对第一引线部37a、37b从第一立起部371a、371b通过第一底座22,在沿着骨架的20卷绕轴位于上部的第一引出主体部373a、373b中,相互接近地配置。即,本实施方式的变压器10中,一对第一引出主体部373a、373b在骨架20上以接近状态配置,相互保持成一定距离w1(参照图7a)。通过设为这种引出结构,与现有的变压器相比,能够实现漏磁特性稳定的线圈装置。

根据本发明者们的实验可知,漏磁特性根据一对引出主体部373a、373b的间隔发生变化。因此,通过使一对引出主体部373a、373b彼此以漏磁特性良好的方式接近并保持成一定距离w1,能够实现漏磁特性的最佳化。

根据本发明者们的实验可知,仅改变一对第一引线部37a、37b的引出结构的情况下,与现有的线圈装置相比,能够将漏磁设为3/4以下。特别是,确认到:在初级线圈与次级线圈的卷绕数的比率较大的情况下,特别具有效果。

另外,本实施方式中,如图1所示,在壳体90的上端开口部的缘部,具备将一对第一引出主体部373a、373b以相互接近的状态予以保持的接近保持底座91。通过这样的构成,在芯部40上的从第一底座22到接近保持底座91之间,能够容易地将一对第一引出主体部373a、373b以相互接近的状态予以保持。另外,通过在壳体90上具备接近保持底座91,由此,对由接近保持底座91保持的一对第一引出主体部373a、373b进行定位,有助于漏磁特性的稳定化。

另外,本实施方式的变压器10中,如图7a所示,安装有第一绝缘罩81。通过这样的构成,能够良好地确保共用绕线38与中间绕线337的第一立起部371a、371b的绝缘。

另外,第一绝缘罩81具备一对立起通路816、816,其一边使一对第一立起部371a、371b的彼此绝缘,一边将它们以接近状态向第一底座22引导。通过这样的构成,能够实现漏磁特性的稳定化。

另外,在第一底座22上形成有引出通路222a、222b,其用于沿着骨架的上述卷绕轴在上部将一对第一引出主体部373a、373b的相互间距离保持成一定值以下。通过这样的构成,能够容易地将一对第一引出主体部373a、373b的相互间距离保持成一定值以下,能够实现漏磁特性的进一步稳定化。

另外,本实施方式中,如图7a所示,一对第二引线部38a、38b是,一边保持比第二立起部381a、381b之间的距离更宽的距离,一边作为第二引出主体部383a、383b沿远离线圈部300的方向延伸。通过这样的构成,即使在施加于第二引线部38a、38b的电压较高等的情况下,也能够良好地保持绝缘。但是,其也可以是相反的。即,一对第二引线部38a、38b也可以是,一边保持比第二立起部381a、381b之间的距离更窄的距离,一边作为第二引出主体部383a、383b沿远离线圈300的方向延伸。

另外,本实施方式中,如图3所示,在骨架20上形成有第二底座23,在第二底座23上形成有:利用第二立起部381a、381b立起的第二引线部38a、38b在第二方向变化部382a、382b的位置从内侧向外侧缠绕且向第二引出主体部383a、383b的方向引导的一对卡止部(卡止用凸部)232。通过这样的构成,各第二引线部38a、38b不会松弛而卡止于卡止部232,能够防止由与第二引线部38a、38b连续的共用绕线38形成的线圈301、302的解卷。其结果,能够使漏磁特性稳定化。

另外,本实施方式中,如图7a所示,第一立起部371a、371b的立起方向和第二立起部381a、381b的立起方向沿着z轴朝向相同的方向,第二底座23与第一底座22一样,位于骨架20的z轴方向的相同侧。通过这样的构成,容易使与第一底座22及第二底座23相比位于沿着z轴的相反侧的骨架20的底面位于冷却侧,提高了图7a所示的线圈部300及图2所示的骨架20及芯部40的冷却效率。

另外,如图1所示,第一底座22和第二底座23在骨架20的上部外周相互位于相反侧,接近保持底座91在骨架20的外侧位置配置于第一底座22与第二底座23之间。通过这样的构成,能够从壳体90的相邻的两侧面引出一对第一引线部37a、37b和一对第二引线部38a、38b,能够容易地将变压器10设置于配置空间的角落。因此,不仅能够容易地实现变压器10的冷却,并且能够实现配置空间的有效利用。

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,上述的初级线圈和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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