线圈部件及线圈装置的制作方法

本发明涉及逆变电路、汽车等用的各种电动机等中使用的线圈部件及线圈装置，详细而言涉及由通过一根扁平线材形成且相互靠近而配置的方筒形状的两个层叠线圈构成的线圈部件以及利用该线圈部件的线圈装置。

背景技术：

电抗器等的线圈部件通过在磁芯上卷绕绕组线圈而构成，从而能够产生电感。

作为电抗器，从送电系统用的大容量的电抗器到通信器部件，根据使用目的不同，已知有各种类型的电抗器。

然而，在车载用的升压电路所使用的电抗器等中，已知有为了在流通高电流时变为高电感值而并列形成两个层叠的线圈元件的构成。

作为这样的电抗器的现有例，已知有并列配置的两个线圈元件通过一根扁平线材的扁立卷绕而形成的电抗器(例如参照下述专利文献1、2)。

在专利文献1中，将扁平线材通过扁立卷绕形成为圆形状的同时进行卷绕而成的第一线圈元件和第二线圈元件并列形成。架设在该两个线圈元件之间的扁平线材在该两个线圈元件之间扭曲180度，并从一方延伸至另一方。

另外，在专利文献2中，在构成闭环的磁芯相对的位置处，将扁平线材通过扁立卷绕四角形成为弯曲部，且整体卷绕成矩形状而成的第一线圈元件28a和第二线圈元件28b并列形成，进而，该两个线圈元件28a、28b的连接部29c中形成为：扁平线材从一方的线圈元件的卷绕结束端朝向端面的前方稍微突起，并延伸至另一方的线圈元件的卷绕开始端。

进而，在专利文献2所述的现有技术中，如图16所示，构成线圈28的导线中的第一线圈元件28a的导线端部29a的基端部、第二线圈元件28b的导线端部29b的基端部、以及连接各第一线圈元件28a、第二线圈元件28b的连接部29c的两端部(线圈卷绕结束部和线圈卷绕开始部)由设置于线圈骨架22上的线圈支撑部60的间隙夹持，由此将线圈28保持为相对于电抗器磁芯14及线圈骨架22位置固定的状态。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本专利特许第3398855号公报

专利文献2：日本专利特许第5949137号公报

技术实现要素：

在上述专利文献1所述的技术中，扭曲的扁平线材进入两个线圈元件之间的间隙中，导致两个线圈元件之间的距离扩大，线圈装置的小型化变难。

两个线圈元件之间的间隙只要增大例如数毫米便会导致磁特性大幅恶化，因而最好形成为用于连接上述线圈元件的扁平线材未产生扭曲这样的构成。

另一方面，在上述专利文献2所述的技术中，被指出如下问题。

即，在专利文献2的现有技术中，呈构成线圈28的导线通过线圈支撑部60的间隙夹持并定位固定的结构，因而会因为线圈支撑部60的设置而导致制造工序的数量增加以及制造成本增加。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够缩小线圈元件之间的间隙距离，在引出构成线圈的扁平线材时，无需利用其他部件定位固定该扁平线的线圈部件以及线圈装置。

为了解决上述问题，本发明涉及的线圈部件及线圈装置具备以下特征。

即，本发明涉及的第一线圈部件的特征在于，

具备第一线圈元件、第二线圈元件以及连接该两个线圈元件的连接部，所述第一线圈元件和所述第二线圈元件通过将线圈卷绕体在规定位置处分割弯折成两个而形成，且配置为彼此相互对置的侧面相互平行，所述线圈卷绕体通过将一根扁平线材以扁立卷绕的方式层叠形成为矩形状而形成；

在所述第一线圈元件和所述第二线圈元件彼此相连的端面侧，

将构成该各个线圈元件的端面的矩形部的各边中的、该第一线圈元件和该第二线圈元件的相互靠近的边和与这些边平行的边称为第一边时，

所述连接部将线圈元件卷绕结束部与线圈元件卷绕开始部连接，其中，所述线圈元件卷绕结束部位于所述两个线圈元件一方中的任意一条所述第一边的一侧的端部附近或该第一边的延长线上；所述线圈元件卷绕开始部位于所述两个线圈元件另一方中的任意一条所述第一边的所述一侧的端部附近或该第一边的延长线上；

进而，该连接部具备线圈元件卷绕开始部侧立起部、线圈元件卷绕结束部侧立起部以及在这两个立起部之间延伸的中间部，其中，所述线圈元件卷绕开始部侧立起部和所述线圈元件卷绕结束部侧立起部通过在该线圈元件卷绕开始部及该线圈元件卷绕结束部中，使所述扁平线材朝向相同的方向呈直角扭曲并立起而构成。

另外，本发明涉及的第二线圈部件的特征在于，

具备第一线圈元件、第二线圈元件以及连接该两个线圈元件的连接部，所述第一线圈元件和所述第二线圈元件通过将线圈卷绕体在规定位置处分割弯折成两个而形成，且配置为彼此相互对置的侧面相互平行，所述线圈卷绕体通过将一根扁平线材以扁立卷绕的方式层叠形成为矩形状而形成；

在所述第一线圈元件和所述第二线圈元件彼此相连的端面侧，

将构成该各个线圈元件的端面的矩形部的各边中的、该第一线圈元件和该第二线圈元件的相互靠近的边和与这些边平行的边称为第一边时，

所述连接部将所述两个线圈元件一方中的任意的所述第一边的一侧的端部附近或该第一边的延长线上的线圈元件卷绕结束部、与位于所述两个线圈元件另一方中的任意的所述第一边的所述一侧的端部附近或该第一边的延长线上的线圈元件卷绕开始部连接；

进而，该连接部具备线圈元件卷绕开始部侧弯曲部、线圈元件卷绕结束部侧弯曲部以及在这两个弯曲部之间延伸的中间部，其中，所述线圈元件卷绕开始部侧弯曲部和所述线圈元件卷绕结束部侧弯曲部通过在该线圈元件卷绕开始部及该线圈元件卷绕结束部中，将所述扁平线材朝向相互靠近的方向呈直角弯曲而构成。

优选在将所述第一线圈元件及所述第二线圈元件的位于内侧的所述第一边称为内侧第一边、将位于外侧的所述第一边称为外侧第一边时，

所述连接部连接位于所述两个线圈元件一方的内侧第一边的一侧的端部附近或该内侧第一边的延长线上的线圈元件卷绕开始部及线圈元件卷绕结束部的任意一方、与位于所述两个线圈元件另一方的外侧第一边的所述一侧的端部附近或该外侧第一边的延长线上的所述线圈元件卷绕开始部及所述线圈元件卷绕结束部的任意另一方。

所述中间部既可以呈弯曲形状，也可以呈平面形状。

另外，本发明的线圈装置的特征在于，具备上述任一种线圈部件和将各支脚部插入该线圈部件的中空部中形成闭磁路的磁芯部。

在此，上述“扁立卷绕”是指将扁平线材的一个侧缘即短边作为内径面纵向卷绕并呈板状层叠的卷绕方法。

(发明效果)

本发明的第一线圈部件构成为：连接两个线圈元件的连接部连接位于所述两个线圈元件一方的第一边的一侧的端部附近或该一方的第一边的延长线上的线圈元件卷绕开始部及线圈元件卷绕结束部的任意一方、与位于所述两个线圈元件另一方的第一边的所述一侧的端部附近或该另一方的第一边的延长线上的该线圈元件卷绕开始部及该线圈元件卷绕结束部的任意另一方。

另外，该连接部具备线圈元件卷绕开始部侧立起部、线圈元件卷绕结束部侧立起部以及在这两个立起部之间延伸的中间部，其中，该线圈元件卷绕开始部侧立起部和线圈元件卷绕结束部侧立起部通过在该线圈元件卷绕开始部及该线圈元件卷绕结束部中，使所述扁平线材朝向相同的方向呈直角扭曲并立起而形成。

由此，连接部设有从两个线圈元件的一个端面侧朝向相同的方向呈直角扭曲并立起的两个立起部，因而以突出的状态形成于该端面侧，从而能够避免该连接部中的扭曲的扁平线材进入两个线圈元件之间而导致该两个线圈元件之间的距离扩大，由此能够使磁芯小型化且避免磁特性劣化。

这在本发明的第二线圈部件中也是同样的。

另外，各个立起部设置于第一边的端部附近或该第一边的延长线上，而不是与第一边正交的第二边上，并且，该两个立起部朝向相同的方向呈直角扭曲，因而可以使两个立起部之间的中间部呈未产生扭曲的状态。另外，两个立起部通过扭曲而被赋予自立保持于其位置上的作用，因此，无需像图16所示的现有技术那样设置线圈支撑部60，从而能够抑制制造工序的数量增加以及制造成本增加。

这对于本发明的第二线圈部件中的、朝向相互靠近的方向呈直角弯曲而构成的线圈元件卷绕开始部侧弯曲部和线圈元件卷绕结束部侧弯曲部也是同样的。

附图说明

图1是本发明的实施例1涉及的线圈部件的立体图。

图2是表示从侧方观察本发明的图1的实施例涉及的线圈部件的状态的立体图。

图3是表示本发明的实施例1涉及的线圈部件和磁芯组合而成的线圈装置的立体图。

图4是从上方观察图4所示的线圈装置时的俯视图。

图5是表示图1所示的实施例1涉及的线圈部件的制造方法的工序1(图5中的(a))及工序2(图5中的(b))的立体图。

图6是表示图1所示的实施例1涉及的线圈部件的制造方法的工序3(图6中的(a))及工序4(图6中的(b))的立体图。

图7是本发明的实施例2涉及的线圈部件的立体图。

图8是表示本发明的实施例2涉及的线圈部件和磁芯组合而成的线圈装置的立体图。

图9是表示图7所示的实施例2涉及的线圈部件的制造方法的工序1(图9中的(a))及工序2(图9中的(b))的立体图。

图10是表示图7所示的实施例2涉及的线圈部件的制造方法的工序3(图10中的(a))及工序4(图10中的(b))的立体图。

图11是本发明的实施例3涉及的线圈部件的立体图。

图12是表示从侧方观察本发明的实施例3涉及的线圈部件的状态的立体图。

图13是表示本发明的实施例3涉及的线圈部件和磁芯组合而成的线圈装置的立体图。

图14是表示图11所示的实施例3涉及的线圈部件的制造方法的工序1(图14中的(a))及工序2(图14中的(b))的立体图。

图15是表示图11所示的实施例3涉及的线圈部件的制造方法的工序3(图15中的(a))及工序4(图15中的(b))的立体图。

图16是表示现有技术涉及的线圈装置的立体图。

(符号说明)

100、200、300：线圈部件

101、201、301：扁平线材

101a、101b、201a、201b、301a、301b：端部

111、211、311：第一线圈元件

111c、112c、211c、212c、311c、312c：纵边(第一边)

111d、211d、311d：线圈元件卷绕结束部

111e、112e、211e、212e、311e、312e：中空部

111f、112f、211f、212f、311f、312f：侧面

111g、112g、211g、212g、311g、312g：横边(第二边)

111h、112h、211h、212h、311h、312h：外侧纵边

111i、1121、2111、2121、3111、3121：内侧纵边

112、212、312：第二线圈元件

112d、212d、312d：线圈元件卷绕开始部

113、213、313：连接部

123a、223a、323a：线圈元件卷绕结束部侧立起部

123b、223b、323b：线圈元件卷绕开始部侧立起部

123c、223c、323c：中间部

323d、323e：r部

151、152、252、352：磁芯

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式涉及的线圈部件以及线圈装置进行说明。本实施方式的线圈部件例如为适用于电抗器的线圈部件。

电抗器例如作为汽车上搭载的各种设备的电路元件而使用，具备磁芯和卷绕在该磁芯上的电抗线圈，通常在将电抗磁芯插入电抗线圈内构成的电抗器主体上安装有支脚部，从而能够确保电抗器主体与壳体之间的绝缘性，并将电抗器主体收纳在壳体内。

＜实施例1＞

图1是从斜上方观察实施例1的线圈部件100的立体图，图2是表示从侧方观察实施例1涉及的线圈部件的状态的立体图。

如图所示，实施例1的线圈部件100的构成包括第一线圈元件111、第二线圈元件112以及连接该两个线圈元件111、112的连接部113，其中，第一线圈元件111和第二线圈元件112是利用一根扁平线材101，在作为连接端子的一端部101a与另一端部101b之间以扁立卷绕的方式朝向一方向卷绕层叠，并将卷绕层叠而成的线圈在规定位置(通常为大致中间位置)处弯折成两个，从而分别并列形成为方筒形状。

在该卷绕层叠而成的线圈的上述规定位置处，以使扁平线材101产生用于形成连接部113的富余部分的方式进行卷绕。

扁平线材101的剖面呈矩形，且是在例如铜线的表面上包裹绝缘涂层而构成。

第一线圈元件111和第二线圈元件112以相互对置的一个侧面111f、112f彼此相互平行且相隔规定间隔的方式并列配置。

连接部113具备线圈元件卷绕结束部侧立起部123a、线圈元件卷绕开始部侧立起部123b、以及在该两个立起部123a、123b之间延伸的中间部123c，其中，线圈元件卷绕结束部侧立起部123a和线圈元件卷绕开始部侧立起部123b是使扁平线材101在线圈元件卷绕开始部112d及线圈元件卷绕结束部111d处朝向相同的方向呈直角扭曲并立起而构成。

在此，在以下的说明中，将构成各线圈元件111、112的端面的矩形部的各边中的、第一线圈元件111及第二线圈元件112的相互对置的边和与这些边平行的边称为纵边(第一边)111c、112c，将第一线圈元件111及第二线圈元件112的与这些纵边邻接(正交)的各边称为横边(第二边)111g、112g，进而，将第一线圈元件111及第二线圈元件112中位于内侧的纵边111c、112c称为内侧纵边111h、112h，将位于外侧的纵边111c、112c称为外侧纵边111i、112i。

这样，在本实施例中，连接部113在图1的纸面上朝向前侧被引出，因此，构成连接部113的扁平线材101并非位于两个线圈元件111、112之间，从而能够避免两个线圈元件111、112之间的距离扩大，由此能够使磁芯小型化且避免磁特性劣化。

另外，在第一线圈元件111的线圈元件卷绕结束部111d中，使扁平线材101扭曲90度并立起(线圈元件卷绕结束部侧立起部123a)，并且，在第二线圈元件112的线圈元件卷绕开始部112d中，使扁平线材101朝向与线圈元件卷绕结束部111d相同的方向扭曲90度并立起(线圈元件卷绕开始部侧立起部123b)。由此，线圈元件卷绕结束部侧立起部123a的扭曲角度与线圈元件卷绕开始部侧立起部123b的扭曲角度相抵消，从而中间部123c呈未扭曲的状态。由此，磁特性也稳定。

另外，根据本实施例，在上述连接部113中，使用扭曲来形成各立起部123a、123b，使弯曲程度为所需最小限度，因此，能够抑制通过弯曲加工容易剥离的扁平线材101表面上的绝缘涂层剥离。

另外，本实施例的连接部113与后述实施例2的连接部213相比，呈朝向前侧弯曲的形状。由此，根据本实施例的线圈部件，制造时能够在一定程度内吸收线圈元件111、112的卷绕长度的误差。

另外，在以使在连接部113的位置处弯折的两个线圈元件111、112的端面相对的方式制造的情况下，能够通过将扁平线材朝向同一方向卷绕而实施扁立卷绕的制造工序，因而能够减少工时以及简化绕线机的机构。

在图1所示的线圈部件100中，如图3(立体图)及图4(俯视图)所示，通过将一对u字型磁芯151、152的左右支脚部插入两个线圈元件111、112的中空部111e、112e中，并使其在该中空部的内部相互对接，从而构成电抗器装置(线圈装置)。

图5及图6是表示实施例1涉及的线圈部件的制造方法的工序图。

首先，如图5中的(a)所示，利用一根扁平线材101卷绕形成两个线圈元件111、112，并在两个线圈元件111、112之间保持直线状态余留出用于形成连接部113的规定长度的扁平线材101(制造工序1)。两个线圈元件111、112的卷绕方向相同。

接着，如图5中的(b)所示，在第一线圈元件111的线圈元件卷绕结束部111d中，按照平面弯曲(flatwisebending)的要领将扁平线材101弯曲90度。另外，在第二线圈元件112的线圈元件卷绕开始部112d中，也按照平面弯曲的要领将扁平线材101朝向与上述线圈元件卷绕结束部111d中的弯曲方向相反的方向弯曲90度(制造工序2)。在此，“平面弯曲”是指将扁平线材的矩形剖面中的长边侧的一个面作为内径面，将另一个面作为外径面，并使扁平线材沿长边侧方向弯曲。

接着，如图6中的(a)所示，在线圈元件卷绕结束部111d的弯曲部中，将该扁平线材101以该扁平线材101的轴的中心扭曲90度。另外，在第二线圈元件112的线圈元件卷绕开始部112d中，也将该扁平线材101以该扁平线材101的轴为中心，朝向与线圈元件卷绕结束部111d的弯曲部的扭曲方向相同的方向扭曲90度(制造工序3)。

最后，如图6中的(b)所示，通过将两个线圈元件111、112在连接部113的位置(略中间位置)处弯折成两个，从而可以形成为第一线圈元件111和第二线圈元件112并列配置，而且通过连接部113连接两个线圈元件111、112的状态(制造工序4)。

如上所述，线圈元件卷绕结束部侧立起部123a的扭曲角度和线圈元件卷绕开始部侧立起部123b的扭曲角度均为90度而彼此抵消，从而连接部113的中间部123c呈未扭曲的状态。

＜实施例2＞

该实施例2的部件大多与上述实施例1相同(对应)，关于这些相同(对应)部件，将对实施例1中的部件的符号加上100后的符号作为本实施例的部件的符号，并省略其详细说明。

即，如图7所示，本实施例的线圈部件200的构成包括第一线圈元件211、第二线圈元件212以及连接该两个线圈元件211、212的连接部213，其中，第一线圈元件211和第二线圈元件212是利用一根扁平线材201，在作为连接端子的一端部201a与另一端部201b之间以扁立卷绕的方式卷绕层叠，并将卷绕层叠而成的线圈在规定位置(通常为大致中间位置)处弯折成两个，从而分别并列形成为方筒形状，这一点与上述实施例1的线圈部件100相同。

另外，连接部213的作用效果也相同，但连接部213的中间部223c构成为大致平板状，并非如上述实施例1中的连接部113的中间部123c那样形成为弯曲形状。根据该实施例2的线圈部件200，容易正确限定中间部223c的长度，因而能够提高磁特性的精度。

另外，如图8所示，通过将一对u字型磁芯251(未图示)、252的左右支脚部插入两个线圈元件211、212的中空部211e、212e中，并使其在该中空部211e、212e的内部相互对接，从而构成电抗器装置(线圈装置)，这一点也与上述实施例1相同。

另外，图9及图10是表示实施例2涉及的线圈部件的制造方法的工序图。实施例2涉及的线圈部件的制造方法也与实施例1涉及的线圈部件的制造方法相同。

即，图9中的(a)表示与图5中的(a)相同的制造工序1，图9中的(b)表示与图5中的(b)相同的制造工序2，图10中的(a)表示与图6中的(a)相同的制造工序3，图10中的(b)表示与图6中的(b)相同的制造工序4。

在该实施例2涉及的线圈部件的制造方法中，线圈元件卷绕结束部侧立起部223a的扭曲角度和线圈元件卷绕开始部侧立起部223b的扭曲角度也均为90度而彼此抵消，从而连接部213的中间部223c呈未扭曲的状态。

＜实施例3＞

该实施例3的部件也大多与上述实施例1相同(对应)，关于这些相同(对应)部件，将对实施例1中的部件的符号加上200后的符号作为本实施例的部件的符号，并省略其详细说明。

即，如图11(立体图)及图12(表示从侧方观察的状态的立体图)所示，本实施例的线圈部件300的构成包括第一线圈元件311、第二线圈元件312以及连接该两个线圈元件311、312的连接部313，其中，第一线圈元件311和第二线圈元件312是利用一根扁平线材301，在作为连接端子的一端部301a与另一端部301b之间以扁立卷绕的方式卷绕层叠，并将卷绕层叠而成的线圈在规定位置(通常为大致中间位置)处弯折成两个，从而分别并列形成为方筒形状，这一点与上述实施例1的线圈部件100相同。

另外，连接部313的作用效果也相同，但连接部313的线圈元件卷绕结束部侧立起部323a和线圈元件卷绕开始部侧立起部323b的形状稍微不同。即，在线圈元件卷绕结束部侧立起部323a中，设有使扁平线材301扭曲并立起之后，按照扁立卷绕的要领形成为r字状的r部323e，在线圈元件卷绕开始部侧立起部323中，设有使扁平线材301扭曲并立起之后，按照扁立卷绕的要领形成为r字状的r部323d，由此使连接部313整体朝向图11的纸面上方抬高。即，如图12所示，中间部323c配置于比第一线圈元件311及第二线圈元件312的上侧面更靠上方的位置处。

另外，连接部313的中间部323c与上述实施例2同样形成为平板状，但也可以与上述实施例1同样形成为弯曲形状。

另外，如图13所示，通过将一对u字型磁芯351(未图示)、352的左右支脚部插入两个线圈元件311、312的中空部311e、312e中，并使其在该中空部311e、312e的内部相互对接，从而构成电抗器装置(线圈装置)，这一点也与上述实施例1相同。但是，在本实施例中，由于连接部313的中间部323c配置于图中更靠上方的位置处，因此，在制造工序中，容易将u字型磁芯351、352的左右支脚部插入中空部311e、312e内。

另外，图14及图15是表示实施例3涉及的线圈部件的制造方法的工序图。实施例3涉及的线圈部件的制造方法也与实施例1涉及的线圈部件的制造方法基本相同。

即，图14中的(a)表示与图5中的(a)相同的制造工序1，图14中的(b)表示与图5中的(b)相同的制造工序2，图15中的(a)表示与图6中的(a)相同的制造工序3，图15中的(b)表示与图6中的(b)相同的制造工序4。

但是，在本实施例中，线圈元件卷绕结束部侧立起部323a中具备r部323e，线圈元件卷绕开始部323b中具备r部323d。因此，为了形成该r部323d、323e，在制造工序1中，如图14中的(a)所示，与实施例1的制造工序1相比，使第一线圈元件311相对于第二线圈元件312旋转90度，在第一线圈元件311与连接部313之间、以及第二线圈元件312与连接部313之间，通过扁立卷绕形成仅弯曲45度的部分。

另外，在制造工序2中，将第一线圈元件311与连接部313之间以及第二线圈元件312与连接部313之间按照平面弯曲的要领分别弯曲45度。该情况下，第一线圈元件311与连接部313之间的弯曲方向和第二线圈元件312与连接部313之间的弯曲方向相反。

制造工序3及制造工序4与实施例1相同。

在该实施例3涉及的线圈部件的制造方法中，线圈元件卷绕结束部侧立起部323a的扭曲角度和线圈元件卷绕开始部侧立起部323b的扭曲角度也均为90度而彼此抵消，从而连接部313的中间部323c呈未扭曲的状态。

此外，本发明的线圈部件及线圈装置并不仅限于上述实施方式，还可以采取其他各种形态。

例如，在上述实施方式的连接部中，在线圈元件卷绕开始部及线圈元件卷绕结束部中，设置将扁平线材朝向相同的方向呈直角扭曲并立起而构成的线圈元件卷绕结束部侧立起部和线圈元件卷绕开始部侧立起部，且在这两个立起部之间设置中间部，但是，也可以在线圈元件卷绕开始部及线圈元件卷绕结束部中，设置将扁平线材朝向相互靠近的方向呈直角弯曲而构成的线圈元件卷绕结束部侧弯曲部和线圈元件卷绕开始部侧弯曲部，并在这两个弯曲部之间设置与上述实施方式相同的中间部。

另外，在上述实施方式中，记载了制造线圈部件的方法，当然，线圈部件的制造方法并不仅限于此，也可以采用其他各种制造方法。

另外，在上述实施方式中，连接部的连接点设置于纵边的端部附近，但也可以形成为使扁平线材从该纵边的端部延长，并将上述连接点设置在该延长线上。另外，在将上述连接点设置于纵边的中途的情况下，连接部会与磁芯相互干扰，因而并不理想。

另外，上述实施方式涉及的电抗器(线圈部件)示出了适于车载用的电抗器，但本发明涉及的线圈部件及线圈装置并不仅限于车载用，可以适用于各种装置，例如也能够适用于光伏发电板中使用的电抗器等。