CN101383216A - 安装在电路基板上的带有绝缘用罩的变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有适于电路基板上的高密度安装的结构的变压器(100)。即，变压器(100)包括缠绕有一次绕组(104)和次级绕组(106)的线圈骨架(102)、安装在线圈骨架(102)上的芯(108)、以及安装在主体(110)上的罩(114)。罩(114)包围主体(110)的侧面以及下面和上面，且在基板上发挥绝缘性。在主体(110)被安装在电路基板上的状态下分别规定第一方向和第二方向时，罩(114)从主体(110)的第二方向朝主体(110)沿横向安装。

Description

安装在电路基板上的带有绝缘用罩的变压器

技术领域

本发明涉及变压器，具体涉及具有适合安装在高密度地安装有其他电子部件的电路基板上的结构的变压器。

背景技术

一般情况下，变压器具有在分别缠绕有一次绕组和次级绕组的线圈骨架上组装E-E芯或E-I芯的结构。在线圈骨架中，从其最下层延伸有多个针，每个绕组的导线焊接在任意一个针上。在这些针中有模拟的针，导线没有焊接在模拟针上。将这些针插入基板的通孔后将每个针焊接在配线图案上，则变压器固定在基板上。

在日本专利厅发行的刊物(JPU1 1988-20420)中记载的现有技术中，简化了将变压器安装在基板上的作业。该现有技术所示的安装作业为如下:将绕组延长成活动状态，而不是将绕组的导线焊接在针上。但是，在每个导线的前端预先安装触头。并且，在每个导线为活动状态的情况下，将线圈骨架与芯一同固定在基板上。与上述相同的焊接的方式固定线圈骨架。关于绕组，将活动状态的导线拉长到基板的通孔，插入触头，将触头焊接在配线图案上。

根据该现有技术，可以首先通过自动机将主体(缠绕有绕组的线圈骨架和芯)固定在基板上，之后通过手工作业将触头一个个插入通孔后进行焊接，因此，在进行作业时可以确保较宽的作业空间。

在安装于基板上的状态下使用变压器，则在与一次绕组连接的电路和与次级绕组连接的电路之间发生电位差。绕组之间只是通过芯磁性结合，连接在一次绕组的电路与连接在次级绕组的电路之间是电绝缘的。因此，考虑到安全问题，在基板上，变压器与其周围的电单元(电子部件或导体等)之间需要确保一定程度的绝缘距离。关于这一点，如上述的现有技术，将导线设定为活动状态，而不是固定在变压器的主体(线圈骨架)上，则可以将导线拉长至与主体相隔一定程度绝缘距离的位置上，在该位置上简单地焊接在配线图案上。

但是，近年来，对电子设备整体的小型化要求逐渐增高，对于装载在电子设备中的基板，同样要求通过将包括变压器的电子部件高密度安装，将整体小型化。在这样的状态下，由于对在基板上可确保的主体周围的绝缘距离也有限制，所以如现有技术，即使是想将导线设定为活动状态来确保作业空间，也是有限度的。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种具有确保基板上的主体与周围电子部件之间的绝缘性，从而可以适应于高密度安装的结构的变压器。为了实现该目的，本发明的变压器采用了以绝缘性罩包围主体的结构。主体包括芯以及一次绕组和次级绕组，且该主体安装在设置于电路基板上的第一方向的电压输入单元和第二方向的电压输出单元之间。在该状态下，主体对从电路基板的电压输入单元施加在一次绕组上的输入电压进行变压，从次级绕组朝电压输出单元输出。

并且，在本发明中，整体上罩为箱状，该罩在主体安装在电路基板上的状态下，朝至少与电压输入单元相对的第一方向开口。并且，通过开口将主体从罩的第二方向进行插入而收容在罩内部，从而从电路基板上观察，罩包围包括主体下方和上方的第二方向的周围。

这时，在组装变压器时，只是将单个罩从主体的第二方向沿横向安装，将主体插入安装在其内部，就可以一同包围除了第一方向之外的包括主体上面和下面的周围。从而使设置在电路基板上的电压输出单元(包括配线图案和线圈、电阻、电容器、二极管、晶体管等元件)与主体之间完全绝缘，从而可以缩短主体与电压输出单元之间的基板上的间隔。

尤其是，在本发明中，通过罩包围主体的上方(上面)，因此，在电路基板上观察的高度方向上，可以缩短与其他电压输出单元(电容器等)之间的距离，从而可以相应地有利于基板上的高密度化安装。并且，整体上罩仅以一个部件构成，因此无需进行将两个以上的部件安装在主体上的复杂作业，从而可以相应地提高作业效率。

并且，罩优选具有在主体被插入的状态下，将从次级绕组经由开口拉到外侧的引出线固定在罩上的引出线固定结构。

根据上述方式，可以在预先将罩安装在主体上的状态下固定引出线，将这些作为整体安装在电路基板上，因此进一步提高了安装时的作业性。

更加实用的是上述的固定结构包括针端子，该针端子相对于电路基板的安装面从罩向下方突出，且以连接引出线的状态进行固定。更加优选地，固定结构还包括引导槽，该引导槽沿着罩的外面引导引出线，同时埋入引出线来进行固定。罩可以是设置有针端子或引导槽中的任意一个的方式，也可以是设置有双方的方式。

并且，优选罩具有在主体安装在电路基板上的状态下部分开放其顶面的副开口部，且可经由该副开口部而不是上述开口来拉出连接在次级绕组的引出线。

根据上述的方式，在主体上组装罩时，从顶面的副开口部拉出连接在次级绕组上的引出线后原样朝第二方向处理，而不是从第一方向的开口拉出后朝第二方向处理，因此，将引出线连接在针端子上的作业以及将引出线挂在引导槽的作业变为更加简单。

根据上述的本发明，通过在电路基板上使主体和第二方向的电压输出单元之间完全绝缘，从而可以简单实现高密度安装。尤其是，在本发明中，由于以主体的第二方向为前端插入罩内部，所以可以可靠地确保第二方向上的绝缘性。并且，由于罩以单品构成，因此，变压器的组装作业变为简单，有助于生产性的提高。

附图说明

图1是将第一方式的变压器分解成构成单元的立体图；

图2是示出了将变压器主体的第一方向定位于左斜下方的立体图；

图3是示出了与图2相反地将主体的第二方向定位于左斜下方的立体图；

图4是示出了罩的另一方式的例子的立体图；

图5是作为罩的另一方式示出了与图4不同的例子的立体图；

图6是将第二方式的变压器分解成构成单元的立体图；

图7是与图6相同地将主体110的第一方向定位于左斜下方的立体图；

图8是与图7相反地将主体110的第二方向定位于左斜下方的立体图；

图9是将罩的另一方式适用于第二方式中的例子的立体图；以及

图10是作为罩的另一方式示出了与图9不同的例子的立体图。

具体实施方式

图1将第一方式的变压器100分解成构成单元。变压器100以直立姿势安装在例如未图示的电路基板的安装面上。

变压器100包括例如树脂制造的线圈骨架102。在该线圈骨架102的外周，一次绕组104和次级绕组106缠绕在垂直于电路基板的轴线L的周围。此外，在图1中，一次绕组104和次级绕组106均被绝缘材料(例如，胶带)覆盖，两者区别示出(下面也相同)。

在线圈骨架102的内部，沿着轴线L，在纵方向形成有通孔101。分别从上下端向该通孔101中插入有E型芯108的中央腿部111。线圈骨架102分别在上下端部具有上凸缘部103和下凸缘部105。上、下芯108以分别紧贴在上凸缘部103和下凸缘部105的状态，安装在线圈骨架102上。上、下芯108安装在线圈骨架102上，则各自的中央腿部111在通孔101内相互靠近。并且，各自的双侧腿部113在一次绕组104、次级绕组106的外侧相互靠近。在该状态下，上、下芯108形成磁路。在这里以EE型芯(两个E型芯108)为例进行说明，但是变压器100的芯也可以是其他形状(例如，EI型芯)。

在缠绕有一次绕组104和次级绕组106的状态下，向线圈骨架102安装上下一对的芯108，则这些部件构成主体110。该主体110安装在未图示的电路基板的安装面上。此时，在基板上，主体110中被规定第一方向和第二方向。如在图1中用箭头表示，在该方式中，左斜下方为主体110的第一方向，与此相反，右斜上方为第二方向。

即，在安装有主体110的电路基板上，除了形成有例如分别与一次绕组104和次级绕组106连接的配线图案之外，还安装有与一次绕组104和次级绕组106连接而形成电路的各种电子部件(线圈、电阻、电容器、二极管、晶体管等元件)。在这些配线图案或各种电子部件中，可以将用于朝一次绕组104施加输入电压的部件规定为第一方向的电压输入单元，将用于从次级绕组106取出输出电压的部件规定为第二方向的电压输出单元。主体110被安装在电路基板上，则其第一方向面对上述的电压输入单元，第二方向面对电压输出单元。

线圈骨架102的下凸缘部105分别在第一方向和第二方向包括腿部109、107。在其中的第一方向的腿部109上安装有朝下方突出的多个针端子112(第一方向)。当主体110被安装在电路基板上时，这些针端子112穿过其通孔。

变压器100包括用于收容主体110的绝缘罩114。该罩114例如以绝缘性合成树脂成形。罩114具有打开其一侧面的空心长方体(即，箱体状)形状。即，罩114包括在上下方向隔开且对置的顶板115和底板117。并且，罩114包括在水平方向隔开且对置的侧板119。并且，罩114包括一侧面的开口和其相反侧的壁板120。此外，在其内侧具有室121。该室121具有可以收容大部分主体110的尺寸。

如在图1中用点线箭头所示，罩114从主体110的第二方向沿横向(沿基板安装面的方向)安装在主体110上。也就是说，主体110以其第二方向为头部，沿横向相对插入在罩114的室121内。

图2和图3均示出了变压器100的组装状态。如图2所示，在将罩114安装在主体110的状态下，只有主体110的第一方向的外面(一个侧面)通过罩114的开口而露出。这时，主体110处于包括一次绕组104、次级绕组106和芯108的单元整体收容在罩114内侧(室121)，且这些部件的周围被包围的状态。

即，一对芯108以相互组合的状态缠绕线圈骨架102(一次绕组104、次级绕组106)外周一圈，但是，从圆周方向观察到的四方的外面是被罩114的顶板115、底板117和两张侧板119包围。并且，作为主体110整体，第二方向的侧面被壁板120包围，因此，在主体110的第二方向上，一次绕组104和次级绕组106被壁板120包围。如上述，除了第一方向的外面之外，主体110的包括下面侧以及上面侧的第二方向的周围(五个方向)被罩114包围。

并且，这时位于第一方向的腿部109从罩114的开口向外侧伸出，从而将主体110安装在电路基板上时，可以进行使用针端子112的插入安装。从一次绕组104的卷头和卷尾分别拉出有引出线123，这些引出线123分别以连接安装的状态固定(例如焊接)在针端子112上。此外，在这里未图示，但是腿部109上可以形成有用于引导引出线123的纵向槽。并且，第二方向的腿部107收容在罩114内，因此在该图中没有示出。

如图3所示，从次级绕组106的卷头和卷尾也分别拉出有引出线124。这些引出线124经由罩114的开口从主体110的第一方向拉出之后，分别沿着罩114的侧面(侧板119)朝第二方向折回延伸。此外，引出线124还沿着壁板120弯曲后，朝下方延伸。

在罩114上安装有从底板117朝下方突出的两根针端子116(第二方向)。引出线124分别以连接安装的状态固定(焊接)在针端子116上。在将主体110与罩114一同安装在电路基板上的状态下，这些针端子116同样穿过通孔。并且，通过焊接，针端子116连接在上述电压输出单元(配线图案)上。

图4和图5是作为罩114的其他方式分别示出了不同例子的立体图。下面，对每个例子进行说明。

图4所示的方式是在壁板120上添加了两条引导槽118的例子。这些引导槽118例如在壁板120的表面上形成为浮雕状。具体的是，在引导槽118的两侧，将壁板120堆高一部分，在其中形成沿上下方向延伸的凹状引导槽118。

在这些引导槽118内埋入引出线124，从而可以将引出线124固定在罩114。并且，将引出线124固定在引导槽118内，则可以简单进行将引出线124连接于针端子116的作业。

图5所示的方式是在壁板120上形成有两条引导槽118之外，还省略了上述的针端子116的例子。此外，引导槽118与上述的引导槽相同。即使是这种方式，也可以将每个引出线124的尖端部分固定在罩114上，因此，将主体110与罩114一同安装在电路基板上时，可以简单地进行引出线124的插入安装。

根据上述的第一方式的变压器100，在进行组装时，只要将单个罩114从主体110的第二方向沿横向安装，且将主体110插入安装在其中，则可以一同包围除了第一方向之外的包括主体的上面和下面的周围。

并且，根据第一方式的变压器100，当主体110安装在电路基板上时，与电压输出单元相对的第二方向的周围被罩114包围。因此，可以使设置在电路基板上的电压输出单元(包括配线图案或线圈、电阻、电容器、二极管、晶体管等元件)与主体110之间完全绝缘，从而与周围没有被包围的露出情况相比，可以在主体110的周围缩短成为电压输出单元的配线图案或电子部件之间的间隔。由此，可以满足作为变压器100整体在电路基板上高密度安装的要求。

尤其，在第一方式中，可以以一个罩114不仅包围了主体110的侧方(除了第一方向的三个方向)，还包围了包括上方和下方的周围(五个方向)。因此，作为罩114，无需准备多个部件，将这些分别安装在主体110上。并且，在第一方式中，对于罩114，通过将主体110从第二方向沿横向插入的简单作业就可以完成组装，因此，相应地减少了安装作业的劳力和时间。从而，可以提高组合有变压器100的电子设备等的生产效率。

其次，对第二方式的变压器200进行说明。图6将第二方式的变压器200分解成构成单元。第二方式的变压器200的罩114的形状与第一方式不同。其他与第一方式相同，因此，下面仅对第二方式的特征部分进行说明。此外，在下面的说明中，与第一方式共通的部分标有相同的符号，省略其重复说明。

第二方式在罩114的顶板115上形成有被称为副开口部122的切口之外，其他与第一方式相同。在主体110收容在罩114中的状态下，上述副开口部122将其上面的一部分露出。下面，参照附图，进行具体说明。

如图7所示，在将罩114安装在主体110上的状态下，首先，主体110的第一方向(一个侧面)通过罩114的开口露出。并且，在第二方式中，上侧芯108在副开口部122内露出一部分。并且，次级绕组106的引出线124从主体110的上面侧经由副开口部122朝第二方向拉出。

如图8所示，在主体110的第二方向上，从副开口部122延伸的引出线124原样朝第二方向延伸，并且，沿着壁板120朝下方弯曲。这时，无需如第一方式(参照图3)，将引出线124经由第一方向的开口拉出，且沿侧板119朝第二方向弯曲的同时围上较长距离，因此，引出线124的处理作业变为更加简单。并且，大概以最短距离处理从次级绕组106到针端子116之间的引出线124，因此引出线124不会在顶板115或壁板120的表面上摇晃，可以更加稳定引出线124。

此外，在第二方式中，可以采用与第一方式相同的结构来固定引出线124。如图9所示，在第二方式的罩114的壁板120上添加有两条引导槽118。在第二方式中，可以从壁板120的顶部朝引导槽118，大致垂直地处理引出线124，因此，使引出线124穿通引导槽118的作业变为更加简单。

如图10所示，在第二方式中，可以在罩114的壁板120上形成两条引导槽118之外，还可以省略上述的针端子116。这时也相同地，也可以从壁板120的顶部朝引导槽118，大致垂直地处理引出线124，因此，使引出线124穿通引导槽118的作业变为更加简单。

根据第二方式，在进行组装而将主体110插入罩114中时，可以从顶面的副开口部122拉出与次级绕组106连接的引出线124，且原样朝第二方向进行处理，因此，将引出线124连接在针端子116上的作业以及将引出线124埋入引导槽118中的作业变为更加简单。并且，即使在罩114的顶板115上形成有副开口部122，在副开口部122之外的地方，上侧芯108还是被包围，因此，可以缩短电压输出单元之间的间隔。

在上述的各方式中，通过罩114包围了主体110的上方(上面)，因此在电路基板上的高度方向上可以缩短其他电压输出单元(电容器等)之间的安装距离，从而可以有利于基板上的高密度安装。并且，罩114仅由一体的一个部件构成，因此无需进行将两个以上的部件组装在主体110的复杂的作业，由此可以相应地提高作业效率。

根据上述的各方式，在电路基板上，使主体110与第二方向的电压输出单元之间完全绝缘，从而可以简单地实现高密度安装。尤其是，主体110以第二方向为头部，插入在罩114的内部，因此可以可靠地确保变压器100的第二方向上的绝缘性。并且，罩114形成为单个产品，因此，变压器100的组装简单，从而相应地提高了生产效率。

罩114的形状不仅可以是单纯的空心的五面体形状，还可以是其他立体形状。并且，引导槽118的形状或尺寸、长度等可以任意改变，也可以在罩114的外面设置引导槽118之外的槽或突起等来拉挂引出线124。

另外，在每个方式中，图示的同时例举的结构始终为优选例子。可以在每个方式的基本结构上添加各种单元，或者可以置换部分单元。

Claims (5)

1.一种变压器，所述变压器包括:主体，安装在设置于电路基板上的第一方向的电压输入单元与第二方向的电压输出单元之间，且对从所述电压输入单元施加在一次绕组上的输入电压进行变压，并从次级绕组输出到所述电压输出单元；以及罩，使所述主体与所述电压输出单元绝缘，所述变压器的特征在于:

在所述主体被安装在电路基板上的状态下，所述罩至少朝与所述电压输入单元相对的第一方向具有开口，且经由所述开口将所述主体从与所述电压输出单元相对的第二方向插入收容在内部的室中，从而从电路基板上观察，所述罩包围包括所述主体的下方和上方的第二方向的周围。

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于:

所述罩具有引出线固定结构，在所述主体被插入的状态下，所述引出线固定结构将从次级绕组经由所述开口拉到外侧的引出线固定在所述绝缘罩上。

3.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于:

所述引出线固定结构包括针端子，所述针端子相对于电路基板的安装面从所述罩向下方突出，且在连接所述引出线的状态下进行固定。

4.根据权利要求2或3所述的变压器，其特征在于:

所述引出线固定结构包括引导槽，所述引导槽沿着所述罩的外面引导所述引出线，同时使所述引出线埋入固定。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的变压器，其特征在于:

所述罩包括在所述主体安装于电路基板上的状态下部分开放其顶面的副开口部，且可经由所述副开口部而不是所述开口来拉出连接在次级绕组的引出线。

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