线圈装置的制作方法

文档序号:32744189发布日期:2022-12-30 21:11阅读:36来源:国知局
线圈装置的制作方法

1.本发明涉及线圈装置。


背景技术:

2.作为用于提高线圈装置的散热性的技术,例如已知有专利文献1中公开的技术。专利文献1中公开的线圈装置具有:上下配置的上部芯和下部芯;和用于收纳上部芯和下部芯的壳体。壳体的底板被固定在具有冷却机构的台座上,能够通过使上部芯和下部芯的热经由壳体的底板传递到台座,来使上部芯和下部芯的热散发出去。
3.在这种线圈装置中,存在在上部芯和下部芯被牢固地接合的状态下,将这些芯收纳在壳体的内部的情况。但是,在像专利文献1中公开的线圈装置那样仅下部芯与壳体的底板抵接的情况下,上部芯与下部芯之间会产生散热性的差异,因此,在上部芯与下部芯之间会产生温度差。其结果是,由于该温度差,上部芯会产生位移,并且下部芯会以追随上部芯的位移的形式进行位移,下部芯会被施加过大的应力,结果有可能会导致在下部芯的一部分产生裂纹。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1:日本特开2014-36194号公报


技术实现要素:

7.发明要解决的技术问题
8.本发明是鉴于上述情况而做出的,其目的在于提供能够有效地防止芯的破损的线圈装置。
9.用于解决技术问题的手段
10.为了实现上述目的,本发明的线圈装置具有:沿着第一轴方向配置的、经由接合用树脂彼此接合的第一芯和第二芯;和板状部件,其在所述第一芯与所述第二芯的接合部的相反侧沿着与所述第一轴方向垂直的面与所述第二芯接触,所述接合用树脂的杨氏模量为90mpa以下。
11.本发明的线圈装置具有:沿着第一轴方向配置的、经由接合用树脂彼此接合的第一芯和第二芯;和板状部件,其在第一芯与第二芯的接合部的相反侧沿着与第一轴方向垂直的面与第二芯接触。因此,在将板状部件直接或间接地固定在例如冷却机构上的情况下,与板状部件接触的第二芯比第一芯更高效率地被冷却,会在第一芯与第二芯之间产生温度差。其结果是,第一芯的温度会变得比第二芯的温度高,第一芯的位移会变得比第二芯的位移大。即使在这样的状态下,在本发明的线圈装置中,用于将第一芯和第二芯接合的接合用树脂的杨氏模量为90mpa以下,接合用树脂具有柔软性,因此,第一芯与第二芯在机械上较弱地接合,第一芯的位移不易影响到第二芯。因此,能够避免第二芯以追随第一芯的位移的形式进行位移,能够防止第二芯被施加过大的应力,有效地防止在第二芯的一部分产生裂
纹。因此,采用本发明的线圈装置,能够实现能够有效地防止芯的破损的线圈装置。
12.而且,第一芯和第二芯经由接合用树脂热连接,第一芯的热能够通过第二芯良好地传递到板状部件,因此,能够将第一芯和第二芯的散热性维持在良好的状态。
13.优选所述接合用树脂的玻璃化转变温度为0℃以下。在采用这样的方案的情况下,接合用树脂即使在较低的温度(例如,0℃~室温)下也为软的橡胶状态。因此,通过利用这样的接合用树脂将第一芯和第二芯接合,第一芯与第二芯在机械上较弱地接合,即使在第一芯与第二芯之间产生了温度差的情况下,也能够有效地防止芯的破损。
14.可以是,所述板状部件构成用于收纳所述第一芯和所述第二芯的壳体的一部分。通过采用这样的方案,第一芯和第二芯等的热能够经由壳体的各部分散发出去,因此,能够进一步提高线圈装置的散热性能。
15.优选在所述壳体的内部填充有灌封树脂。通过采用这样的方案,能够使第一芯和第二芯等的热经由灌封树脂传递到壳体,使这些热有效地散发出去。
16.优选填充在所述壳体的内部的所述灌封树脂的上表面位于比所述第一芯与所述第二芯的接合部靠所述壳体的上方的位置。通过采用这样的方案,在壳体的内部,不仅第二芯被灌封树脂覆盖,而且第一芯的至少一部分也被灌封树脂覆盖,因此,能够使第一芯和第二芯的热经由灌封树脂有效地散发出去。
17.可以是,所述灌封树脂的杨氏模量为10mpa以下。
18.优选所述接合用树脂的杨氏模量大于所述灌封树脂的杨氏模量。通过采用这样的方案,能够如上所述有效地防止芯的破损,并且将第一芯和第二芯经由接合用树脂以良好的接合强度接合。
19.可以是,所述第一芯和所述第二芯中的至少一者具有一对外腿部和形成在一对所述外腿部彼此之间的中腿部,在一对所述外腿部的位置,所述第一芯和所述第二芯经由所述接合用树脂接合,在所述中腿部的位置,所述第一芯和所述第二芯没有经由所述接合用树脂接合,在所述第一芯与所述第二芯之间形成有间隙。通过采用这样的方案,例如,能够与间隙的宽度相应地调整线圈装置的电感特性。
20.可以是,所述第一芯和所述第二芯组合而构成了ee芯、ei芯、uu芯或ui芯。e芯或u芯至少具有外腿部,因此,通过由e芯或u芯构成第一芯和第二芯中的至少一者,能够在外腿部的位置将第一芯和第二芯经由接合用树脂接合。
附图说明
21.图1a是本发明的第一实施方式的线圈装置的立体图。
22.图1b是表示从图1a所示的线圈装置卸下壳体时的状态的立体图。
23.图2是图1a所示的线圈装置的分解立体图。
24.图3是图2所示的线轴的立体图。
25.图4是图2所示的线轴、线轴罩和盖部件的立体图。
26.图5是表示在图2所示的线轴上安装有线轴罩时的状态的立体图。
27.图6是表示在图5所示的线轴罩上卷绕有第二电线时的状态的立体图。
28.图7a是沿着图1a所示的viia-viia线的线圈装置的截面图。
29.图7b是沿着图1a所示的viib-viib线的线圈装置的截面图。
30.图8是本发明的第二实施方式的线圈装置的立体图。
31.图9是表示图7a所示的壳体的变形例的截面图。
32.图10是表示图7a所示的芯的变形例的截面图。
33.图11是表示图7a所示的壳体的另一个变形例的截面图。
34.图12a是表示在使接合用树脂的杨氏模量为90mpa时对芯组装体施加的应力的分布的模拟结果的图。
35.图12b是表示在使接合用树脂的杨氏模量为2mpa时对芯组装体施加的应力的分布的模拟结果的图。
36.图13a是表示使接合用树脂的杨氏模量为90mpa时的芯组装体的位移量的模拟结果的图。
37.图13b是表示使接合用树脂的杨氏模量为2mpa时的芯组装体的位移量的模拟结果的图。
38.附图标记说明
39.10、110线圈装置,20线轴,31第一线圈部,32第二线圈部,40芯组装体,40a上部芯,40b下部芯,42a、42b分割芯,44a、44b基底部,440a、440b基底面,441抵接部,46a、46b中腿部,48a、48b外腿部,50分隔罩,60壳体,62底板,620上表面,622支承部,624间隙,64、264侧板,66鼓出部,68凸台部,69台阶部,200接合用树脂,300灌封树脂。
具体实施方式
40.下面,基于附图所示的实施方式对本发明进行说明。
41.第一实施方式
42.图1a和图1b所示的本发明的第一实施方式的线圈装置10例如可用作变压器,可用于车载用的电源电路等。线圈装置10具有:芯组装体40;和用于收纳芯组装体40的至少一部分的壳体60。关于芯组装体40和壳体60的详细情况,将在后面进行说明。
43.如图2所示,线圈装置10除了具有芯组装体40和壳体60以外,还具有线轴20、分隔罩50、散热罩(顶板)70、盖部件80a、80b和线轴罩90a、90b(图4)。下面,对这些各部件的结构进行说明。在附图中,x轴与第一芯40a、40a彼此排列的方向一致。另外,y轴与线轴20的第一台座25a和第二台座25b排列的方向一致。另外,z轴与变压器10的高度(厚度)对应,与后述的线圈部31、32的卷轴平行。
44.如图3所示,线轴20具有线轴基板21。线轴基板21为大致椭圆形平板状,构成线轴20的底部。在线轴基板21的y轴方向的各端部形成有腿部22、22。腿部22向线轴基板21的下方突出,起到支承线轴20的作用。在腿部22的底面形成有凹状部22a,能够将图2所示的块102以如图5所示的方式配置在凹状部22a的内部。块102由具有导热性的块形状的部件构成,例如由金属构成。
45.在线轴基板21的大致中央部,以向上方延伸的方式一体成形有第一中空筒部23。第一中空筒部23具有筒形状,可在其外表面卷绕第一电线37(图4)。在第一中空筒部23的内表面形成有分离用板固定部28。在第一中空筒部23的内表面形成有一对分离用板固定部28,在附图中仅图示出了其中的一个。如图2所示,可在分离用板固定部28上,以与线轴基板21大致成直角配置的方式固定大致平板形状的分离用板部106。此外,分离用板部106由铝
等金属材料等构成。
46.分离用板固定部28在z轴方向上延伸,配置于在x轴方向上彼此相对的2个第一芯40a、40a的中腿部46a、46a之间以及第二芯40b、40b的中腿部46b、46b之间。分离用固定板部28用于使得在x轴方向上彼此相对的中腿部46a、46a(中腿部46b、46b)彼此在第一中空筒部23的内部以规定的间隙彼此相对且不接触。被固定在分离用固定板部28上的分离用板部106也具有同样的功能。
47.在第一中空筒部23的上部形成有线轴上凸缘部24。线轴上凸缘部24一体成形在第一中空筒部23的上端部,在与xy平面平行的方向上沿径向突出。在线轴上凸缘部24的y轴方向的一侧的端部一体地形成有台座25a,在线轴上凸缘部24的y轴方向的另一侧的端部一体地形成有台座25b。台座25a和台座25b具有同样的结构,因此,下面省略对台座25b的结构的说明。
48.台座25a具有底面部250。底面部250构成台座25a的底面,具有在x轴方向上细长的形状。在底面部250的周围,以包围底面部250的方式形成有绝缘壁251和外壁252a~252c。绝缘壁251和外壁252a~252c形成为向上方突出。
49.绝缘壁251形成在底面部250中的与线轴上凸缘部24的边界部分。在线轴20上安装有图2所示的第一芯40a、40a时,绝缘壁251能够起到防止第一芯40a、40a的基底部44a、44b与在台座25a的内侧插通的第二电线38的第二引线部38a接触的作用。
50.外壁252a~252c以在y轴方向上与绝缘壁251相对的方式形成。外壁252a与绝缘壁251一体地形成,外壁252a的一部分以沿着底面部250的x轴方向的一侧的端部的方式延伸。底面部250的x轴方向的另一侧的端部开放,以使得能够引出图2所示的第二电线38的第二引线部38a、38b。此外,在台座25b中,底面部250的x轴方向的另一侧的端部开放,以使得能够引出第一电线37的第一引线部37a、37b。
51.外壁252a和外壁252b隔着外壁缺口部253a在x轴方向上相邻地形成,外壁252b和外壁252c隔着外壁缺口部253b在x轴方向上相邻地形成。在底面部250,以在y轴方向上与外壁缺口部253a连续的方式形成有底面缺口部254a,以在y轴方向上与外壁缺口部253b连续的方式形成有底面缺口部254b。
52.在绝缘壁251与外壁252c之间形成有分隔壁255。分隔壁255与绝缘壁251和外壁252c大致平行地配置,且沿着x轴方向延伸。
53.在分隔壁255的y轴方向的一侧形成有第一插通路256a。第一插通路256a用于插通图2所示的第二电线38的第二引线部38b。第一插通路256a从形成有底面缺口部254a的位置起,沿着外壁252b和252c跨越底面缺口部254b,朝向x轴方向延伸。此外,在台座25b中,第一插通路256a用于插通图2所示的第一电线37的第一引线部37a。
54.在分隔壁255的y轴方向的另一侧形成有第二插通路256b。第二插通路256b用于插通图2所示的第二电线38的第二引线部38a。第二插通路256b从形成有底面缺口部254b的位置起,沿着分隔壁255朝向x轴方向延伸。第二插通路256b和第一插通路256a各自的延伸方向大致平行。此外,在台座25b上,第二插通路256b用于插通图2所示的第一电线37的第一引线部37b。
55.在绝缘壁251的位于x轴方向的一侧的外表面形成有卡合凸部257a,在绝缘壁251的位于x轴方向的另一侧的外表面形成有卡合凸部257b。卡合凸部257a、257b用于与形成在
后述的盖部件80a上的卡合凹部82a、82b卡合。此外,在台座25b中,卡合凸部257a、257b用于与盖部件80b的卡合凹部82a、82b卡合。
56.在第一中空筒部23的外周面,沿着第一中空筒部23的周向分别以规定的间隔形成有多个定位凸部26。各个定位凸部26形成在第一中空筒部23的外周面的下端部,并从该外周面在径向上向外侧突出。定位凸部26是为了进行安装在其外周的线轴罩90a、90b(图4)的定位而设置的。在线轴20上安装有线轴罩90a、90b时,能够使线轴罩90a、90b的第二中空筒部91的内周面配置在与第一中空筒部23的外周面隔开定位凸部26在径向上的突出长度量的位置。
57.在第一中空筒部23的外周面形成有第一电线固定部27。第一电线固定部27形成在定位凸部26的上方的与定位凸部26隔开大约第一电线37的1根电线的宽度量的位置。第一电线固定部27从第一中空筒部23的外周面向径向外侧突出。第一电线固定部27的形状为薄板形状,但是其形状没有特别限定,可以采用具有突起形状的各种形状。能够在第一电线固定部27卡挂固定第一电线37的第一引线部37b。另外,能够使第一电线37插通在第一电线固定部27与定位凸部26之间的z轴方向的间隙中,能够在第一中空筒部23的下端部沿着其周向卷绕第一电线37。
58.如图5所示,在台座25a的底面形成有嵌合槽29。嵌合槽29形成在台座25a的x轴方向的大致中央部,且沿着y轴方向延伸。嵌合槽29由规定深度的槽构成,能够使线轴罩90a的罩分隔部94a(图4)的上端部嵌合在嵌合槽29的内部。此外,在台座25b中,能够使线轴罩90b的罩分隔部94b的上端部嵌合在嵌合槽29的内部。
59.如图4所示,可在第一中空筒部23的外周面卷绕第一电线37。更详细而言,第一电线37在第一中空筒部23的外周面中的第一电线固定部27的上方卷绕多匝,并且在第一电线固定部27的下方(第一中空筒部23的下端部)卷绕1匝。由此,在第一中空筒部23的外周面上形成卷绕第一电线37而得到的第一线圈部31。此外,作为第一电线37的卷绕方法,可以采用对齐卷绕或α卷绕等。
60.第一电线37的第一引线部37b从第一电线固定部27的下方的位置向台座25b立起。更详细而言,第一引线部37b卡挂在第一电线固定部27并向上方立起,经由外壁缺口部253b被从台座25b的y轴方向的外侧向内侧引导。第一引线部37b经由底面缺口部254b被向台座25b的y轴方向的更内侧引导,在向x轴正方向侧大致垂直地弯曲的状态下,在第二插通路256b的内部插通,并被引出至x轴方向的外侧。
61.另一方面,第一引线部37a从第一中空筒部23的外周面的上端部向台座25b立起。更详细而言,第一引线部37a经由外侧缺口部253a被从台座25b的y轴方向的外侧向内侧引导。第一引线部37a经由底面缺口部254a被向台座25b的y轴方向的更内侧引导,在向x轴正方向侧大致垂直地弯曲的状态下,在第一插通路256a的内部插通,并被引出至x轴方向的外侧。
62.线轴罩90a、90b在第一中空筒部23的外周面卷绕有第一电线37的状态下,被安装在线轴20上。线轴罩90a、90b各自由对开体构成,且它们以能够组合的方式构成。下面,对于线轴罩90a、90b中的重复的结构,仅对线轴罩90a进行说明,对线轴罩90b省略其说明。
63.线轴罩90a具有第二中空筒部91。第二中空筒部91由对开体构成,在将线轴罩90a的第二中空筒部91和线轴罩90b的第二中空筒部91组合时,能够形成圆筒状的筒体。能够在
第二中空筒部91的外周面卷绕第二电线38。
64.在第二中空筒部91的外周面形成有罩分隔部94a。罩分隔部94a形成在第二中空筒部91的上端部,从第二中空筒部91的外周面向径向外侧突出。罩分隔部94a在z轴方向上具有规定的长度,其上端部能够以如图5所示的方式嵌合在台座25a的嵌合槽29的内部。
65.在第二中空筒部91的上部形成有一对罩上凸缘部92a、92a。一个罩上凸缘部92a形成在罩分隔部94a的一侧,另一个罩上凸缘部92a形成在罩分隔部94a的另一侧。罩上凸缘部92a、92a一体成形在第二中空筒部91的上端部,在与xy平面平行的方向上沿径向突出。
66.在罩分隔部94a与形成在其一侧的罩上凸缘部92a之间形成有引线插通路95,在罩分隔部94a与形成在其另一侧的罩上凸缘部92a之间形成有引线插通路96。能够使第二电线38的第二引线部38a插通在引线插通路95中,使第二电线38的第二引线部38b插通在引线插通路96中。
67.在罩上凸缘部92a的上表面形成有多个上方突出部97。上方突出部97用于在如图5所示的那样将线轴罩90a、90b固定在线轴20上时,在罩上凸缘部92a与线轴20的台座25a的底面(或者线轴上凸缘部24的底面)之间形成间隙。
68.如图4所示,在一对罩上凸缘部92a、92a各自的端部,分别形成有一对卡合部98、98中的一个。卡合部98、98各自由凸部或凹部形成,能够与形成在线轴罩90b的罩上凸缘部92b的两端部的卡合部98、98卡合。
69.在第二中空筒部91的下部形成有罩下凸缘部93。罩下凸缘部93一体成形在第二中空筒部91的下端部,在与xy平面平行的方向上沿径向突出。
70.如图5所示,在第二中空筒部91的外周面形成有第二电线固定部99。第二电线固定部99形成在罩下凸缘部93的上方的与罩下凸缘部93隔开大约第二电线38的1根电线的宽度量的位置。第二电线固定部99从第二中空筒部91的外周面向外侧突出。第二电线固定部99的形状为薄板形状,但是其形状没有特别限定,可以采用具有突起形状的各种形状。
71.第二电线固定部99具有与形成在第一中空筒部23的外周面的第一电线固定部27(图4)同样的功能。即,能够在第二电线固定部99卡挂固定第二电线38的第二引线部38b。能够使第二电线38插通在第二电线固定部99与罩下凸缘部93之间的间隙中,能够在第二中空筒部91的下端部沿着其周向卷绕第二电线38。
72.如图4所示,线轴罩90b中的罩上凸缘部92b和罩分隔部94b的结构,与线轴罩90a中的罩上凸缘部92a、92a和罩分隔部94a的结构不同。更详细而言,罩上凸缘部92b在第二中空筒部91的上部沿着其外周连续地形成。
73.罩分隔部94b形成为从罩上凸缘部92b的上表面向上方突出。罩分隔部94b在y轴方向上具有规定的长度,其上端部能够嵌合在台座25b的嵌合槽29中。
74.如图6所示,可在线轴罩90a、90b的第二中空筒部91的外周面上卷绕第二电线38。更详细而言,第二电线38在第二中空筒部91的外周面中的第二电线固定部99的上方卷绕多匝,并且在第二电线固定部99的下方(第二中空筒部91的下端部)卷绕1匝。由此,在第二中空筒部91的外周面上形成卷绕第二电线38而得到的第二线圈部32。
75.第二电线38的第二引线部38b从第二电线固定部99的下方的位置向台座25a立起。更详细而言,第二引线部38b卡挂在第二电线固定部99并向上方立起,经由外壁缺口部253a被从台座25a的y轴方向的外侧向内侧引导。第二引线部38b经由底面缺口部254a被向台座
25a的y轴方向的更内侧引导,在向x轴正方向侧大致垂直地弯曲的状态下,在第一插通路256a的内部插通,并被引出至x轴方向的外侧。
76.另一方面,第二引线部38a从第二中空筒部91的外周面的上端部向台座25a立起。更详细而言,第二引线部38a经由外侧缺口部253b被从台座25a的y轴方向的外侧向内侧引导。第二引线部38a经由底面缺口部254b被向台座25a的y轴方向的更内侧引导,在向x轴正方向侧大致垂直地弯曲的状态下,在第二插通路256b的内部插通,并被引出至x轴方向的外侧。
77.通过如图4所示的那样在第一中空筒部23的外周面卷绕第一电线37,并且如图6所示的那样在第二中空筒部91的外周面卷绕第二电线38,能够形成如图7a所示的那样,在内侧配置有第一线圈部31、且在外侧配置有第二线圈部32的双层结构的线圈部。第一线圈部31和第二线圈部32中的任一者构成一次侧线圈,另一者构成二次侧线圈。
78.如图4所示,可在台座25a上安装盖部件80a,可在台座25b上安装盖部件80b。盖部件80a和盖部件80b具有同样的结构,因此,下面省略对盖部件80b的结构的说明。
79.盖部件80a具有顶板部81。在顶板部81的侧方形成有一对内侧侧方壁82、82和一对外侧侧方壁83、83。外侧侧方壁83、83形成在顶板部81的y轴方向的一侧的端部,内侧侧方壁82、82形成在顶板部81的y轴方向的另一侧的端部。
80.盖部件80a的外侧侧方壁83、83以与台座25a的外壁252a~252c重叠的方式配置,盖部件80b的外侧侧方壁83、83以与台座25b的外壁252a~252c重叠的方式配置。
81.一对内侧侧方壁82、82各自在x轴方向上隔开规定的间隔配置。在一个内侧侧方壁82上形成有卡合凹部82a,在另一个内侧侧方壁82上形成有卡合凹部82b。通过使图3所示的卡合凸部257a卡合在卡合凹部82a,并使图3所示的卡合凸部257b卡合在卡合凹部82b,能够将盖部件80a安装在台座25a上。
82.如图2所示,可在线轴罩90a、90b的外侧配置分隔罩50、50。一个分隔罩50形成在线轴罩90a、90b的x轴方向的一侧,另一个分隔罩50形成在线轴罩90a、90b的x轴方向的另一侧。
83.分隔罩50具有:罩主体52;和形成在罩主体52的z轴方向的两端的一对卡止片54、54。罩主体52以能够覆盖形成在线轴罩90a、90b的第二中空筒部91、91的外周面上的第二线圈部32的周围的方式弯曲。卡止片54从罩主体52向内侧在与罩主体52大致垂直的方向上折弯。一对卡止片54、54能够以夹着形成在线轴罩90a、90b的第二中空筒部91、91的上端部的罩上凸缘部92a、92b和形成在第二中空筒部91、91的下端部的罩下凸缘部93、93的方式安装。
84.如图7b所示,可在线轴罩90a、90b的外侧配置图2所示的绝缘罩103、103。绝缘罩103具有罩主体104和折回部105。罩主体104沿着后述的壳体60的侧板64的内表面配置,折回部105构成为能够与侧板64的上端部卡合。绝缘罩103用于防止形成在线轴罩90a、90b的第二中空筒部91的外周面上的第二线圈部32与侧板64接触。
85.如图2所示,在第一电线37的第一引线部37a、37b各自的端部安装有端子100、100。另外,第一引线部37a、37b由绝缘性的电线罩101归拢。同样,在第二电线38的第二引线部38a、38b各自的端部安装有端子100、100。另外,第二引线部38a、38b由绝缘性的电线罩101归拢。
86.如图7a所示,芯组装体40的至少一部分被收纳在壳体60中。在图示的例子中,在壳体60的内部收纳有上部芯40a、40a的一部分和下部芯40b、40b的全部。基底部44b、44b的基底面440b、440b被载置在壳体60的底板(底部)62上,成为下部芯40b、40b的载置侧面。壳体60由板状的部件构成,由例如铝等导热性高的金属材料构成,作为散热用壳体发挥作用。
87.如图2和图7a所示,壳体60具有底板62和侧板64。侧板64向上方延伸,且形成在底板62的周缘部。更详细而言,侧板64形成在从上方看时为大致四边形形状的底板62的各侧部,具有与yz平面平行的相对的2个面和与xz平面大致平行的相对的2个面。在侧板64的与xz平面大致平行的2个面的各个上形成有鼓出部66。鼓出部66由向y轴方向的外侧鼓出的部分构成,在形成有鼓出部66的位置,在壳体60的内部形成有凹陷。可在该凹陷的内部配置图6所示的第二线圈部32的一部分。壳体60(例如底板62)被直接或间接地固定在未图示的冷却机构上。
88.在底板62的角部形成有2个凸台部68、68。在凸台部68形成有开口部(例如螺栓孔),通过在该开口部固定紧固件等,能够将壳体60固定在例如冷却机构等上。
89.在壳体60的内部填充有灌封树脂300。灌封树脂300是具有高导热性的散热性树脂,被填充在芯组装体40的侧方与壳体60的侧板64之间、第一线圈部31的周边部或者第二线圈部32的周边部等。
90.灌封树脂300的杨氏模量优选为10mpa以下,进一步优选为0.1~10mpa。作为构成灌封树脂300的材料,可以使用注入后也柔软的有机硅树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂等。
91.芯组装体40具有上部芯40a、40a和下部芯40b、40b。芯组装体40构成所谓的纵型芯,上部芯40a、40a和下部芯40b、40b构成为能够在z轴方向上组合。各芯40a、40b的材质可举出金属、铁氧体等软磁性材料,但是没有特别限定。
92.上部芯40a、40a由各自具有相同形状的2个分割芯42a、42a构成,由与yz平面平行的面分割。上部芯40a、40a在沿着x轴方向各自组合后的状态下具有e字形状截面(与xz平面平行的截面),构成所谓的e型芯。此外,上部芯40a、40a并不限于e型芯,也可以是由例如u型芯等(优选具有外腿部的芯)构成。
93.下部芯40b、40b由各自具有相同形状的2个分割芯42b、42b构成,由与yz平面平行的面分割。下部芯40b、40b在沿着x轴方向各自组合后的状态下具有e字形状截面(与xz平面平行的截面),构成所谓的e型芯。此外,下部芯40b、40b并不限于e型芯,也可以是由例如u型芯等(优选具有外腿部的芯)构成。
94.上部芯40a、40a各自具有:在x轴方向上延伸的基底部44a;从基底部44a的x轴方向的一个端部向z轴方向突出的中腿部46a;和从基底部44a的x轴方向的另一个端部向z轴方向突出的外腿部48a。上部芯40a、40a可在中腿部46a、46a的位置沿着x轴方向组合。即,本实施方式的上部芯40a、40a在中腿部46a、46a的位置被分割,没有在外腿部48a、48a的位置被分割。
95.在将上部芯40a、40a沿着x轴方向组合后的状态下,中腿部46a、46a配置在上部芯40a、40a的外腿部48a、48a彼此之间。一对中腿部46a、46a能够从z轴方向的上方插入到线轴20的第一中空筒部23的贯通孔的内部。下面,将基底部44a、44a的表面称为基底面440a、440a。
96.下部芯40b、40b各自具有:在x轴方向上延伸的基底部44b;从基底部44b的x轴方向
的一个端部向z轴方向突出的中腿部46b;和从基底部44b的x轴方向的另一个端部向z轴方向突出的外腿部48b。下部芯40b、40b可在中腿部46b、46b的位置沿着x轴方向组合。即,本实施方式的下部芯40b、40b在中腿部46b、46b的位置被分割,没有在外腿部48b、48b的位置被分割。
97.在将下部芯40b、40b沿着x轴方向组合后的状态下,中腿部46b、46b配置在下部芯40b、40b的外腿部48b、48b彼此之间。一对中腿部46b、46b能够从z轴方向的下方插入到线轴20的第一中空筒部23的贯通孔的内部。下面,将基底部44b、44b的表面称为基底面440b、440b。
98.上部芯40a、40a的外腿部48a、48a和下部芯40b、40b的外腿部48b、48b各自的z轴方向的前端彼此,在线轴20的外侧在z轴方向上对接。上部芯40a、40a的中腿部46a、46a和下部芯40b、40b的中腿部46b、46b各自的z轴方向的前端彼此,在线轴20的内侧在z轴方向上对接。下部芯40b、40b的基底面440b、440b,在该上部芯40a、40a与下部芯40b、40b的接合部(对接面)的相反侧,沿着与z轴方向垂直的面(xy平面)与底板62接触。
99.如图7a的放大图所示,上部芯40a、40a的外腿部48a、48a和下部芯40b、40b的外腿部48b、48b各自的z轴方向的前端彼此,经由接合用树脂(例如,粘接剂)200彼此接合。另外,上部芯40a、40a的中腿部46a、46a和下部芯40b、40b的中腿部46b、46b的各自的z轴方向的前端彼此,也经由接合用树脂200彼此接合。因此,在上部芯40a、40a与下部芯40b、40b的接合部形成有由接合用树脂200构成的薄层(缓冲层)。上部芯40a、40a与下部芯40b、40b如后所述在机械上较弱地接合,没有经由接合用树脂200完全成为一体。
100.在上部芯40a、40a与下部芯40b、40b上下接合的状态下,芯组装体40的x轴方向的尺寸为25mm以上,y轴方向的尺寸为25mm以上,z轴方向的尺寸为20mm以上。本发明在这样的比较大型的芯组装体40中能够得到良好的效果。
101.接合用树脂200由软质树脂构成,接合用树脂200的杨氏模量在20~150℃优选为90mpa以下,进一步优选为2~20mpa。另外,接合用树脂200的玻璃化转变温度tg为0℃以下。
102.通过使接合用树脂200的杨氏模量或者玻璃化转变温度tg在上述的范围内,能够将上部芯40a、40a与下部芯40b、40b之间的机械接合度维持为较弱,如后所述能够防止下部芯40b、40b的破损。作为构成接合用树脂200的材料,可以使用有机硅树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂等,这样的树脂在注入后也能够维持柔软的状态。此外,接合用树脂200也可以是将多个树脂混合而得到的树脂。
103.将外腿部48a、48a和外腿部48b、48b各自的z轴方向的前端彼此接合的接合用树脂200的杨氏模量,与将中腿部46a、46a和中腿部46b、46b各自的z轴方向的前端彼此接合的接合用树脂200的杨氏模量可以不同,可以是任一者的杨氏模量大于另一者的杨氏模量。
104.由接合用树脂200形成的树脂层(粘接层)的厚度优选为8~100μm,进一步优选为8~20μm。通过使接合用树脂200的厚度在上述的范围内,能够将上部芯40a、40a与下部芯40b、40b之间的机械接合度维持为较弱,如后所述能够防止下部芯40b、40b的破损。
105.在图示的例子中,上部芯40a、40a和下部芯40b、40b在外腿部48a、48a和中腿部46a、46a的位置经由接合用树脂200接合,但也可以是仅在外腿部48a、48a的位置经由接合用树脂200接合。
106.接合用树脂200的杨氏模量与灌封树脂300的杨氏模量不同,接合用树脂200的杨
氏模量大于灌封树脂300的杨氏模量。
107.填充在壳体60的内部的灌封树脂300的上表面位于比上部芯40a、40a与下部芯40b、40b的接合部靠壳体60的上方的位置。在上部芯40a、40a与下部芯40b、40b的接合部填充有接合用树脂200,因此,灌封树脂300没有进入上述接合部,只是与填充在上述接合部的接合用树脂200相连接。此外,从提高线圈装置10的散热性的观点出发,优选灌封树脂300的热传导率大于接合用树脂200的热传导率。
108.外腿部48a、48a或者中腿部46a、46a的周围(周缘部)由灌封树脂300覆盖,因此,在上部芯40a、40a与下部芯40b、40b的接合部,由接合用树脂200形成的树脂层的周围由灌封树脂300覆盖(包围)。
109.如图2所示,可在芯组装体40上安装一对散热罩70、70。散热罩70具有上表面罩72和侧面罩74。如图1b所示,上表面罩72被固定在基底部44a的基底面440a上,侧面罩74以跨越外腿部48a、48b的方式被固定在外腿部48a、48b各自的外表面。
110.在线圈装置10的制造中,首先,准备图2所示的各部件。接下来,如图4所示,在线轴20的第一中空筒部23的外周面卷绕第一电线37,形成第一线圈部31。另外,从第一中空筒部23的下端部,将第一电线37的第一引线部37b卡挂在第一电线固定部27,并向台座25b引出。此时,将立起至台座25b的第一引线部37b沿着y轴方向从台座25b的外侧经由外壁缺口部253b和底面缺口部254b引出至第二插通路256b的位置,并经由第二插通路256b向x轴方向的外侧引出。
111.另外,从第一中空筒部23的上端部,将第一电线37的第一引线部37a向台座25b引出。此时,将第一引线部37a沿着y轴方向从台座25b的外侧经由外壁缺口部253a和底面缺口部254a引出至第一插通路256a的位置,并经由第一插通路256a向x轴方向的外侧引出。
112.接下来,如图5所示,以覆盖第一线圈部31的周围的方式在线轴20上安装线轴罩90a、90b,如图6所示,在第二中空筒部91的外周面卷绕第二电线38,形成第二线圈部32。接下来,从第二中空筒部91的下端部,将第二电线38的第二引线部38b卡挂在第二电线固定部99,并向台座25a引出。此时,将第二引线部38b沿着y轴方向从台座25a的外侧经由外壁缺口部253a和底面缺口部254a引出至第一插通路256a的位置,并经由第一插通路256a向x轴方向的外侧引出。
113.另外,从第二中空筒部91的上端部,将第二电线38的第二引线部38a向台座25a引出。此时,将第二引线部38a沿着y轴方向从台座25a的外侧经由外壁缺口部253b和底面缺口部254b引出至第二插通路256b的位置,并经由第二插通路256b向x轴方向的外侧引出。
114.接着,以覆盖第二线圈部32的周围的方式,将图2所示的分隔罩50、50以如图7a所示的方式安装在线轴罩90a、90b上,并且在分离用板固定部28上安装分离用板部106。
115.接着,将中腿部46a、46a从上方插入到第一中空筒部23的贯通孔的内部并将上部芯40a、40a安装在线轴20上,并且将中腿部46b、46b从下方插入到第一中空筒部23的贯通孔的内部并将下部芯40b、40b安装在线轴20上,构成芯组装体40。
116.此时,在中腿部46a、46a和/或中腿部46b、46b的前端附着接合用树脂200,并且在外腿部48a、48a和/或外腿部48b、48b的前端附着接合用树脂200。由此,在将上部芯40a、40a和下部芯40b、40b上下组合时,中腿部46a、46a和中腿部46b、46b各自的前端彼此能够经由接合用树脂200接合,并且外腿部48a、48a和外腿部48b、48b各自的前端彼此能够经由接合
用树脂200接合。此外,实施利用接合用树脂200将上部芯40a、40a和下部芯40b、40b接合的工序的时机可以适当地变更。
117.在其前后,在台座25a、25b上安装图4所示的盖部件80a、80b,并且在芯组装体40上以如图1b所示的方式安装图2所示的散热罩70、70。另外,将图2所示的块102、102固定在线轴20的腿部22、22的凹状部22a、22a(图5)的内部。
118.接着,将安装有芯组装体40等的线轴20收纳在壳体60的内部,并且使绝缘罩103、103以如图7b所示的方式卡合在壳体60的侧板64的上端部。接着,向壳体60的内部注入灌封树脂300,使芯组装体40的侧方部与侧板64之间的间隙、线圈部31、32的周围等填充规定量的灌封树脂300。通过上述工序,获得图1a所示的线圈装置10。此外,可以根据需要,在第一引线部37a、37b和第二引线部38a、38b安装端子100和电线罩101。
119.如图7a所示,本实施方式的线圈装置10具有:经由接合用树脂200彼此接合的上部芯40a、40a和下部芯40b、40b;和与下部芯40b、40b的基底面440b、440b接触的壳体60的底部62。因此,在将底部62直接或间接地固定在例如冷却机构(例如,水冷单元)上的情况下,与底部62接触的下部芯40b、40b比上部芯40a、40a更高效率地被冷却,会在上部芯40a、40a与下部芯40b、40b之间产生温度差。其结果是,上部芯40a、40a的温度会变得比下部芯40b、40b的温度高,上部芯40a、40a的位移会变得比下部芯40b、40b的位移大。
120.即使在这样的状态下,在本实施方式的线圈装置10中,用于将上部芯40a、40a和下部芯40b、40b接合的接合用树脂200的杨氏模量为90mpa以下,接合用树脂200具有柔软性,因此,上部芯40a、40a与下部芯40b、40b在机械上较弱地接合,上部芯40a、40a的位移不易影响到下部芯40b、40b。因此,能够避免下部芯40b、40b以追随上部芯40a、40a的位移的方式进行位移,能够防止下部芯40b、40b被施加过大的应力,有效地防止在下部芯40b、40b的一部分产生裂纹。因此,采用本实施方式的线圈装置10,能够实现能够有效地防止芯的破损的线圈装置。
121.此外,根据由本发明的发明人进行的模拟结果确认了,如图7a所示,在利用杨氏模量为2mpa的接合用树脂200(具体而言,为有机硅树脂)将上部芯40a、40a和下部芯40b、40b各自的前端彼此接合时,对下部芯40b、40b施加的应力减小到一半以下,在下部芯40b、40b中,能够有效地防止在基底部44b、44b的外腿部48b、48b的根部附近产生裂纹。另外,对于上部芯40a、40a也确认了,对基底部44a、44a的外腿部48a、48a的根部附近施加的应力减小,上部芯40a、40a自身的位移变小。
122.图12a是表示在使接合用树脂200的杨氏模量为90mpa时对芯组装体40施加的应力的分布的模拟结果的图。另外,图12b是表示在使接合用树脂200的杨氏模量为2mpa时对芯组装体40施加的应力的分布的模拟结果的图。在图12a、12b中,用斜线表示出了对上部芯40a、40a和下部芯40b、40b施加的应力的程度(相对大小)。具体而言,斜线的密度越小的部分,表示施加了越大的应力,斜线的密度越大的部分,表示施加了越小的应力。
123.将图12a和图12b进行对比可知,当使接合用树脂200的杨氏模量从90mpa减小到2mpa时,能够使对下部芯40b、40b(特别是基底部44b、44b的外腿部48b、48b的根部附近)施加的应力有效地减小。另外,当使接合用树脂200的杨氏模量从90mpa减小到2mpa时,也能够使对上部芯40a、40a施加的应力有效地减小。另外,如图12a所示,在使接合用树脂200的杨氏模量为90mpa时,能够使对下部芯40b、40b(特别是基底部44b、44b的外腿部48b、48b的根
部附近)施加的应力较小。
124.图13a是表示使接合用树脂200的杨氏模量为90mpa时的芯组装体40的位移量的分布的模拟结果的图。另外,图13b是表示使接合用树脂200的杨氏模量为2mpa时的芯组装体40的位移量的分布的模拟结果的图。在图13a、13b中,用斜线表示出了上部芯40a、40a和下部芯40b、40b的位移量的程度(相对大小)。具体而言,斜线的密度越小的部分,表示位移量越大,斜线的密度越大的部分,表示位移量越小。
125.将图13a和图13b进行对比可知,在接合用树脂200的杨氏模量为90mpa时和接合用树脂200的杨氏模量为2mpa时,上部芯40a、40a和下部芯40b、40b的位移量几乎没有变化。即,在使接合用树脂200的杨氏模量为90mpa的情况下,能够获得能够以与使接合用树脂200的杨氏模量为2mpa时相同程度的水准抑制上部芯40a、40a和下部芯40b、40b的位移量的效果。
126.另外,上部芯40a、40a和下部芯40b、40b经由接合用树脂200热连接,上部芯40a、40a的热能够通过下部芯40b、40b良好地传递到底板62,因此,能够将上部芯40a、40a和下部芯40b、40b的散热性维持在良好的状态。
127.另外,接合用树脂200的玻璃化转变温度为0℃以下,因此,接合用树脂200即使在较低的温度(例如,0℃~室温)下也为软的橡胶状态。因此,通过利用这样的接合用树脂200将上部芯40a、40a和下部芯40b、40b接合,上部芯40a、40a与下部芯40b、40b在机械上较弱地接合,即使在上部芯40a、40a与下部芯40b、40b之间产生了温度差的情况下,也能够有效地防止这些芯的破损。
128.另外,底部62构成用于收纳上部芯40a、40a和下部芯40b、40b的壳体60的一部分,因此,上部芯40a、40a和下部芯40b、40b等的热能够经由壳体60的各部分散发出去,能够进一步提高线圈装置10的散热性能。
129.另外,在壳体60的内部填充有灌封树脂300,因此,能够使上部芯40a、40a和下部芯40b、40b等的热经由灌封树脂300传递到壳体60,使这些热有效地散发出去。
130.另外,灌封树脂300的上表面位于比上部芯40a、40a与下部芯40b、40b的接合部靠壳体60的上方的位置,因此,在壳体60的内部,不仅下部芯40b、40b被灌封树脂300覆盖,而且上部芯40a、40a的至少一部分也被灌封树脂300覆盖。因此,能够使上部芯40a、40a和下部芯40b、40b的热经由灌封树脂300有效地散发出去。
131.另外,灌封树脂300的杨氏模量为10mpa以下,且接合用树脂200的杨氏模量大于灌封树脂300的杨氏模量,因此,能够如上所述有效地防止芯的破损,并且将上部芯40a、40a和下部芯40b、40b经由接合用树脂200以良好的接合强度接合。
132.第二实施方式
133.图8所示的本发明的第二实施方式的线圈装置110仅在下述方面不同,其它结构与上述的第一实施方式同样,能够得到同样的作用效果。在附图中,对于与第一实施方式相同的部件,标注相同的附图标记,省略重复的部分的说明。
134.如图8所示,在本实施方式的线圈装置110中,在中腿部46a、46a与中腿部46b、46b之间形成有间隙g,在间隙g的内部填充有灌封树脂300。间隙g的z轴方向宽度优选为10~100μm。在本实施方式中,中腿部46a、46a和中腿部46b、46b没有经由接合用树脂200接合,在中腿部46a、46a和中腿部46b、46b的位置,在上部芯40a、40a和下部芯40b、40b各自的前端彼
此之间没有填充接合用树脂200。
135.中腿部46a、46a和中腿部46b、46b经由灌封树脂300接合。此外,间隙g的内部可以没有填充灌封树脂300,可以成为空腔。
136.在本实施方式中,也能够获得与第一实施方式同样的效果。除此以外,在本实施方式中,能够与间隙g的z轴方向宽度相应地调整线圈装置110的电感特性。
137.此外,本发明并不限于上述的实施方式,可以在本发明的范围内进行各种改变。
138.(1)可以是如图9所示的那样,在底板62上一体地形成有多个(8个)支承部622,下部芯40b、40b载置在这些支承部622上。支承部622由从底板62的上表面620突出的凸部(突起部)构成。多个支承部622各自离散地(局部地)形成在底板62的上表面620上,与下部芯40b、40b的基底面440b、440b进行面接触或者点接触。支承部622在底板62的上表面620的上方的与上表面620隔开间隔的位置支承基底面440b、440b。支承部622向上方的突出长度优选为0.05~1.5mm,进一步优选为0.1~1.0mm。在图示的例子中,支承部622的突出长度小于底板62的板厚。
139.在底板62的上表面620与基底面440b、440b之间形成有间隙624,在其内部填充有灌封树脂300。基底面440b、440b与底板62部分地接触,且经由灌封树脂300与底板62部分地连接。
140.基底面440b、440b在设置有支承部622的位置以外的位置成为从底板62的上表面620浮起的状态,不是整个基底面440b、440b与底板62的上表面620接触。因此,能够使基底面440b、440b与底板62的接触面积减小,能够使因两者的热膨胀系数的差而产生的对下部芯40b、40b的应力减小,防止在下部芯40b、40b(特别是基底部44b、44b的外腿部48b、48b的根部附近)产生裂纹。
141.另外,在设置有支承部622的位置,能够使由芯组装体40等产生的热经由支承部622传递到底板62,并使上述热经由底板62散发出去。另外,在设置有支承部622的位置以外的位置,能够使由芯组装体40等产生的热经由填充在间隙624中的灌封树脂300和底板62散发出去。
142.(2)可以是如图10所示的那样,在下部芯40b、40b的基底面440b、440b上一体地形成有多个(8个)抵接部441。多个抵接部441各自由从基底部44b、44b的基底面440b、440b突出的凸部(突起部)构成。抵接部441的形状和大小与上述变形例(1)中的支承部622的形状和大小同样。抵接部441离散地(局部地)形成在基底面440b、440b上,在基底面440b、440b的下方的与基底面440b、440b隔开间隔的位置与壳体60的底板62的上表面620抵接。
143.在将下部芯40b、40b载置在底板62的上表面620上时,基底部44b、44b与底板62局部地(部分地)抵接(接合)。在底板62的上表面620与基底面440b、440b之间的间隙624中填充有灌封树脂300,下部芯40b、40b与底板62部分地接触,基底面440b、440b经由灌封树脂300与底板62部分地连接。
144.在图10所示的例子中,也能够使下部芯40b、40b与底部62的接触面积减小,使因两者的热膨胀系数的差而产生的对下部芯40b、40b的应力减小从而防止在下部芯40b、40b(特别是基底部44b、44b的外腿部48b、48b的根部附近)产生裂纹。另外,在形成有抵接部441的位置以外的位置,能够使由芯组装体40等产生的热经由灌封树脂300和底板62有效地散发出去。另外,在形成有抵接部441的位置,能够使上述热经由抵接部441传递到底板62并散发
出去。此外,也可以如图示的那样,在上部芯40a、40a的基底面440a、440a上也一体地形成有多个(8个)抵接部441。
145.(3)可以是如图11所示的那样,在壳体60的底板62上形成台阶部69,将下部芯40b、40b载置在台阶部69的上表面。台阶部69与底板62分体形成,构成侧板64的一部分。在该情况下也是,在基底面440b、440b与底板62之间形成有间隙624,因此,下部芯40b、40b与底部62的接触面积减小,能够获得与上述变形例(1)和(2)同样的效果。
146.(4)在上述各实施方式中,如图7a所示的那样,上部芯40a、40a和下部芯40b、40b被收纳在壳体60的内部,但是壳体60不是必需的。例如,上部芯40a、40a和下部芯40b、40b也可以只是载置在平板形状等的金属等板材(散热板)上。此外,在该情况下,也优选上述板材被直接或间接地固定在冷却机构上。
147.(5)在上述各实施方式中,底板62和侧板64均由金属构成,但是侧板64也可以是由例如树脂成形体构成。
148.(6)在上述各实施方式中,如图2所示,芯组装体40是由e型芯彼此的组合构成的,但也可以是由u型芯彼此的组合、e型芯与i型芯的组合、e型芯与i型芯的组合、或者由其它形状构成的芯的组合构成。e型芯或者u型芯等至少具有外腿部,因此,通过由e型芯或者u型芯构成上部芯40a、40a和下部芯40b、40b中的至少一者,能够在外腿部的位置将上部芯40a、40a和下部芯40b、40b经由接合用树脂接合。
149.(7)在上述各实施方式中,如图2所示的那样,上部芯40a、40a由各自在x轴方向上被分割的分割芯构成,但也可以是一体地形成。下部芯40b、40b也是同样。
150.(8)在上述各实施方式中,说明了将本发明应用于变压器的应用例,但是也可以将本发明应用于其它的线圈装置。
151.(9)在上述第二实施方式中,在间隙g的内部,可以填充有接合用树脂200来代替灌封树脂300。
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