CN102136352A - 线圈骨架和使用该线圈骨架的变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线圈骨架和使用该线圈骨架的变压器，所述线圈骨架能够以一种线圈骨架来合格地应对绕组匝数或爬电距离不同的多种绕线部件。所述线圈骨架在卷芯部(17)的外周装配线圈(12)，该线圈骨架包括第一骨架半体(13a)和第二骨架半体(13b)，各骨架半体(13a、13b)分别一体地具备凸缘部(端子座部(16a)和上侧凸缘部(16b))以及从该凸缘部呈直角地凸出的至少两个卷芯件(17a、17b)，并且各骨架半体(13a、13b)以各卷芯件(17a、17b)在两个骨架半体(13a、13b)之间交错、而且能够在使凸缘部相互接近的方向滑动的方式组装在一起，从而形成了圆筒状的卷芯部(17)。

Description

线圈骨架和使用该线圈骨架的变压器

技术领域

本发明涉及线圈骨架和使用该线圈骨架的变压器，特别涉及能够以一种线圈骨架来应对绕组匝数或爬电距离不同的多种变压器或电感器等绕线部件的线圈骨架和使用该线圈骨架的变压器。

背景技术

以往，已知有这样的变压器：能够使用能够调整高度(与长度方向相同，以下相同)的线圈骨架，来以一种线圈骨架应对多种变压器(例如，参照专利文献1)。

关于专利文献1中已知的变压器，形成骨架的骨架主体与底座部相互分离，在该骨架主体的圆筒部的下端部外周形成有多个环状凹部或外螺纹，在用于使该圆筒部贯穿插入的底座部的支承孔中，设置有与骨架主体侧的环状凹部卡合的凸部、或者与外螺纹螺合的内螺纹。并且，改变将骨架主体的下端部压入底座部的支承孔中而与圆筒部侧的环状凹部卡合的底座部侧的凸部的位置、或者改变圆筒部相对于支承孔的螺纹旋入量，从而改变用于装配线圈的圆筒部的高度。

专利文献1：日本特开2007-80852号公报

但是，在专利文献1中已知的变压器的线圈骨架中，圆筒部的高度尺寸的调整量受限于底座部的高度尺寸，无法进行大幅的高度调整。此外，在改变圆筒部的螺纹旋入量来进行调整的结构中，为了使铁心插入圆筒部内，需要一周一周地进行调整，从而成为分段性的调整。另一方面，在利用凸部与环状凹部的卡合来进行圆筒部的高度调整的线圈骨架的情况下，调整量也要求是以环状凹部的一个间距为单位、即要求是分段式的值。因此，以上结构均存在无法进行细微的高度调整的问题。因此，在进行细微的高度调整的情况下，需要用于填埋线圈与凸缘部之间的间隙的垫片等。

发明内容

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能够以一种线圈骨架来合格地应对绕组匝数或爬电距离不同的多种绕线部件的线圈骨架以及使用该线圈骨架的变压器。

为了解决上述课题，本发明所涉及的变压器用线圈骨架是在卷芯部的外周装配线圈的线圈骨架，所述线圈骨架包括第一骨架半体和第二骨架半体，各骨架半体分别一体地具备凸缘部以及从该凸缘部呈直角地凸出的至少两个卷芯件，并且各骨架半体以各卷芯件在两个骨架半体之间交错、而且能够在使凸缘部相互接近的方向滑动的方式组装在一起，从而形成了筒状的卷芯部。

根据该结构，当使两个骨架半体各自的凸缘部分别向相互靠近的方向与卷芯件一起滑动时，两个凸缘部之间的距离发生变化，能够连续且自由地改变在这两个凸缘部之间形成的筒状的卷芯部的高度尺寸。由此，在由层叠多个绕组(该绕组通过对扁平线进行扁立缠绕而构成)而得到的线圈构成的绕线部件中，当使骨架半体向凸缘部相互接近的方向滑动、并在凸缘部与凸缘部之间压入线圈而对多个绕组进行加压时，各个绕组间相互紧密接触，结合力提高。

此外，通过使骨架半体彼此向凸缘部相互接近的方向滑动，能够自由地进行卷芯部的高度调整，因此即使绕组匝数或爬电距离不同，也能够变更成最适合该绕线部件的高度的卷芯部来使用。此外，还能够确保较大的所述高度调整量。

在上述结构中，可以采用这样的结构：所述卷芯件具有止挡功能，该止挡功能用于阻止所述卷芯件从沿使所述凸缘部相互接近的方向进行了滑动配置后的位置向相反的分离方向滑动而返回。

根据该结构，若骨架半体相互向内侧滑动而将线圈压入凸缘部之间，则此后骨架半体通过止挡功能的作用而被保持于该位置，能够维持线圈的最佳结合状态。

在上述结构中，可以采用这样的结构：所述两个骨架半体分别由硬度不同的材质形成。

根据该结构，在骨架半体各自的卷芯件相互摩擦着滑动的结构中，当各自的卷芯件由硬度不同的材质形成时，硬度低的卷芯件与硬度高的卷芯件摩擦，由此，在卷芯件之间会产生止挡作用，该止挡作用能够抑制调整后的骨架半体彼此向相反的分离方向滑动而返回。此外，即使骨架半体各自的卷芯件为不相互摩擦的程度，若利用热硬化性树脂来形成设置有端子的一侧的骨架半体，则能够承受端子与绕组末端之间的锡焊作业、焊接作业等时产生的热。

此外，在上述结构中，可以采用这样的结构：所述各骨架半体的卷芯件的宽度形成为：至少一个卷芯件的宽度比另一卷芯件的宽度要大，以使所述各骨架半体在除所确定的位置以外的位置无法相互组装。

根据该结构，在改变宽度尺寸进行了形成的情况下，即使欲将一个骨架半体相对于另一骨架半体以错开例如90°的状态进行组装，也无法实现组装，因此能够预先防止组装时的单纯的错误。

此外，在上述结构中，可以采用这样的结构：所述卷芯件的分割面的方向形成为垂直方向或水平方向。

根据该结构，在对骨架半体进行树脂成型时，能够将成型用模具分割成可通过使该成型用模具分别在水平方向或垂直方向移动来进行成型的状态，能够使成型模具装置简化。

此外，为了解决上述问题，本发明所涉及的变压器可以采用使用了上述线圈骨架的结构。

根据该结构，在使用绕组匝数或爬电距离不同的绕线部件的变压器的情况下，即使不与多个不同的变压器对应地准备不同的线圈骨架，也能够共用相同的线圈骨架。

根据本发明，当使分割成两个的骨架半体各自的卷芯件分别向使凸缘部彼此接近的方向滑动时，与卷芯件形成为一体的两个凸缘部之间的距离发生变化，能够自由且连续地改变筒状的卷芯部的高度尺寸，因此能够以一种线圈骨架来应对绕组匝数或爬电距离不同的多种变压器等绕线部件。由此，无需准备多种线圈骨架，能够提高经济性并简化部件管理。此外，与以往那样分段调整卷芯部的高度相比，能够大幅度地改善绕组间的结合状态。另外，通过使两个骨架半体向凸缘部相互接近的方向滑动，能够进行卷芯部的高度调整，因此还能够大幅且简单地确保该调整量。

附图说明

图1是从上侧观察作为应用了本发明的一个实施方式示出的变压器的立体图。

图2是从下侧观察上述变压器的立体图。

图3是上述变压器的主要部分分解立体图。

图4是表示上述变压器的线圈骨架的立体图。

图5表示上述变压器的线圈骨架，其中(a)为未装配线圈的状态下的侧视图，(b)为装配有线圈的状态下的侧视图。

图6是沿图5中的A-A线的剖视图。

图7是对本发明所涉及的线圈骨架的一个变形例进行说明的图。

图8是对使图7所示的线圈骨架进一步变形而得到的一个示例进行说明的图。

图9是对使本发明所涉及的线圈骨架进一步变形而得到的其他示例进行说明的图。

标号说明

11：变压器；12：线圈；12a：初级绕组；12b：次级绕组；13：线圈骨架；13a：第一骨架半体；13b：第二骨架半体；14：铁心；14a、14b：铁心半体；15a：铁心内腿插入孔；15b：铁心外腿插入孔；16a：端子座部(下侧凸缘部)；16b：上侧凸缘部；17：卷芯部；17a：卷芯件；17b：卷芯件；18a：两个侧面；18b：两个侧面；19：端子；19a：上端部；19b：下端部；20：铁心收纳用凹部；21a：铁心内腿插入孔；22a：内腿部；22b：外腿部；24a：水平齿面；24b：倾斜齿面；25a：锯状齿；26：切除部。

具体实施方式

下面，参照附图，对用于实施本发明的方式(以下称为“实施方式”)进行详细说明。

图1至图6表示作为本发明的一个实施方式的变压器，图1是从上侧观察上述变压器的立体图，图2是从下侧观察上述变压器的立体图，图3是上述变压器的主要部分分解立体图，图4是表示上述变压器的线圈骨架的立体图，图5表示上述变压器的线圈骨架，其中图5的(a)为未装配线圈的状态下的侧视图，图5的(b)为装配有线圈的状态下的侧视图，图6是沿图5中的A-A线的剖视图。另外，在实施方式的所有说明中，对相同的构件标以相同的标号。

在该图中，作为绕线部件的变压器11包括线圈12、线圈骨架13和铁心14等。

所述线圈12是将扁平线呈螺旋状地扁立缠绕而构成的扁立线圈(edgewisecoil)，在本示例中，所述线圈12由第一绕组12a、第二绕组12b和第三绕组12c这三个绕组构成。并且，这三个绕组12a、12b、12c依次层叠地装配于线圈骨架13的后述卷芯部17的外周。另外，这些绕组的个数和匝数等根据变压器的种类等而不同。

所述线圈骨架13由第一骨架半体13a和第二骨架半体13b构成。

第一骨架半体13a通过对树脂性材料进行成型而形成，该第一骨架半体13a俯视呈四边形，并且一体地形成有端子座部16a和四个卷芯件17a，所述端子座部16a是在中央部设置上下贯穿的铁心内腿插入孔15a而构成的下侧凸缘部，所述四个卷芯件17a沿铁心内腿插入孔15a的周面从端子座部16a的上表面向上方呈直角地凸出。

另外，如图6所示，在本示例中，第一骨架半体13a中的四个卷芯件17a形成为沿铁心内腿插入孔15a的周面以大约90度间隔设置，且分别具有大约45度的宽度。此外，同样如图6所示，各卷芯件17a的左右两个侧面18a、18a形成为倾斜面，该倾斜面以卷芯件17a的宽度随着从内周朝向外周而逐渐变宽的方式设置。

此外，在对第一骨架半体13a进行成型时，在端子座部16a的相对置的1对边缘部，分别隔开适当间隔地插入设置有2个端子19，这2个端子19侧视呈大致コ字形。各端子19以上端部19a从端子座部16a的上表面向斜上方外侧延伸、并且下端部19b从端子座部16a的下表面水平地向外侧延伸的方式被固定。

另外，在对第一骨架半体13a进行成型时，在端子座部16a的下表面侧形成有与铁心内腿插入孔15a连通的铁心收纳用凹部20。而且，在夹着铁心内腿插入孔15a的左右两侧，分别从铁心收纳用凹部20内沿上下贯穿端子座部16a的上表面地设置有1对铁心外腿插入孔15b、15b，这1对铁心外腿插入孔15b、15b隔开适当间隔且平行地形成。

第二骨架半体13b通过对树脂性材料进行成型而形成，并且该第二骨架半体13b一体地形成有上侧凸缘部16b和四个卷芯件17b，所述上侧凸缘部16b通过在中央部设置上下贯穿的铁心内腿插入孔21a而构成，且该上侧凸缘部16b俯视呈四边形，所述四个卷芯件17b沿所述上侧凸缘部16b的铁心内腿插入孔21a的周面从上侧凸缘部16b的下表面向下方呈直角地凸出。

另外，如图6所示，在本示例中，关于第二骨架半体13b中的四个卷芯件17b，与第一骨架半体13a中的卷芯件17a对应地，该第二骨架半体13b中的四个卷芯件17b形成为沿铁心内腿插入孔21a的内周以大约90度间隔设置，且具有大约45度的宽度，并且，第二骨架半体13b中的四个卷芯件17b与第一骨架半体13a中的卷芯件17a交错，并且能够组装成彼此的侧面18a、18b之间紧密接触地沿上下方向(凸缘部方向)滑动。另外，各卷芯件17b的左右两个侧面18b、18b也形成为倾斜面，该倾斜面以卷芯件17b的宽度随着从内周朝向外周而逐渐变窄的方式设置，从而在将第二骨架半体13b与第一骨架半体13a组合时，各卷芯件17b的两个侧面18b、18b如图6所示地分别与第一骨架半体13a中的卷芯件17a的左右两个侧面18a、18a紧密接触。

并且，关于所述第一骨架半体13a和第二骨架半体13b，当以卷芯件17a、17b交错组合的方式如图5的(a)所示地从第一骨架半体13a的上侧组装第二骨架半体13b时，在第一骨架半体13a中的卷芯件17a的左右两个侧面18a与第二骨架半体13b中的卷芯件17b的左右两个侧面18b相互摩擦的同时进行组装，从而利用卷芯件17a和卷芯件17b形成了圆筒状的卷芯部17，并且构成了在该卷芯部17的上下分别配置有上侧凸缘部16b和作为下侧凸缘部的端子座部16a的线圈骨架13。另外，在两个侧面18a和18b分别具有倾斜面，由此，相互摩擦的面积变大，能够防止朝向推回方向的应力。

另外，分别设置于第一骨架半体13a和第二骨架半体13b的卷芯件17a、17b的数量只要是两个以上，则可以为任意数量。此外，在第一骨架半体13a与第二骨架半体13b组合时，即使4对卷芯件17a、17b没有全部相互摩擦，只要至少1对卷芯件17a、17b处于相互摩擦的状态即可。

关于这样构成的线圈骨架13，在对第一骨架半体13a和第二骨架半体13b进行组合时，在端子座部16a上，将依次层叠三个绕组12a、12b、12c而构成的线圈12安装配置于卷芯部17的外周，并利用下侧凸缘部(端子座部16a)和上侧凸缘部16b如图5的(b)所示地夹住该线圈12的上下两侧。该情况下，通过组合第一骨架半体13a和第二骨架半体13b而形成的线圈骨架13能够在上下方向相互滑动，因此能够自由地调整该卷芯部17的高度并压入线圈12进行加压，由此，能够通过使3个绕组12a、12b、12c相互紧密接触来提高结合力并提高转换效率。此外，装配于卷芯部17的绕组12a、12b、12c各自的卷绕起始部和卷绕结束部分别通过焊锡等固定于端子部19。

所述铁心14由形成为E字形的1对铁心半体(俗称“ER铁心”)14a、14b构成，这1对铁心半体分别具有：圆柱状的内腿部22a；以及隔开适当间隔地平行设置于该内腿部22a的两侧的1对外腿部22b、22b。

并且，下侧的铁心半体14a，在使圆柱状的内腿部22a和外腿部22b、22b分别朝向上侧的状态下，通过从端子座部16a的下侧插入到铁心收纳用凹部20内而安装于端子座部16a。另外，当铁心半体14a插入到铁心收纳用凹部20中时，如图4所示，内腿部22a被插入到铁心内腿插入孔15a内，外腿部22b、22b被插入到铁心外腿插入孔15b、15b内。

另一方面，上侧的铁心半体14b，在使圆柱状的内腿部22a和外腿部22b、22b分别朝向下侧的状态下，从下侧的铁心半体14a的上侧与该下侧的铁心半体14a对置。并且，将上侧铁心半体14b的内腿部22a插入到铁心内腿插入孔21a内，并使该内腿部22a与下侧铁心半体14a的内腿部22a对接，并且使上侧铁心半体14b的外腿部22b、22b与下侧铁心半体14a的外腿部22b、22b分别对接配置。

由此，铁心半体14a和铁心半体14b的内腿部22a、22a彼此在卷芯部17内对接，同时铁心半体14a和铁心半体14b各自的外脚部22b、22b彼此在卷芯部17的外侧对接，从而构成了将所述装配的线圈12的内外周包围起来的铁心14。另外，在铁心半体14a和铁心半体14b对接时，将下侧铁心半体14a和上侧铁心半体14b的内腿部22a及外腿部22b、22b的各对接面分别被粘接而固定。

如以上说明的那样，根据本实施方式所涉及的变压器11，当使第一骨架半体13a和第二骨架半体13b分别向内侧方向相互滑动时，下侧凸缘部(端子座部16a)与上侧凸缘部16b之间的距离发生变化，能够自由地改变筒状的卷芯部17的高度尺寸。因此，即使绕组匝数或爬电距离不同，也能够利用下侧凸缘部(端子座部16a)和上侧凸缘部16b，将由装配于卷芯部17的3个绕组12a、12b、12c构成的线圈12压入并进行加压，从而能够使绕组12a、12b、12c之间始终紧密接触并提高结合力。由此，能够以一种线圈骨架来应对绕组匝数或爬电距离不同的多种变压器。此外，还能够确保较大的调整量。

另外，在上述示例中，构成为使1对ER型铁心14a、14b对接的结构，除此以外，也可以应用于EE型铁心、EI型铁心、壶型铁心、UU型铁心等。

此外，在上述示例中，通过对合成树脂等进行成型来形成第一骨架半体13a和第二骨架半体13b，但是也可以利用硬度高的树脂来形成第一骨架半体13a和第二骨架半体13b中的一方，而利用硬度低的树脂来形成第一骨架半体13a和第二骨架半体13b中的另一方。作为一个示例，利用热硬化性树脂来形成具有端子座部16a的第一骨架半体13a，利用热塑性树脂来形成第二骨架半体13b。

若这样形成，则在交错组合的第一骨架半体13a中的卷芯件17a的两个侧面18a与第二骨架半体13b中的卷芯件17b的两个侧面18b通过滑动而相互摩擦时，硬度低的卷芯件(17b或17a)的面(18b或18a)与硬度高的卷芯件(17a或17b)的面(18a或18b)摩擦，由此，在卷芯件17a、17b之间产生止挡作用，该止挡作用能够抑制被压入调整后的骨架半体13a、13b彼此向压入前的方向返回，从而能够将压入调整后的骨架半体13a、13b保持于该位置。由此，能够持续地维持线圈12的最佳结合状态。

此外，即使卷芯件17a的两个侧面18a与卷芯件17b的两个侧面18b为不相互摩擦的程度，也能够通过利用热硬化性树脂使设置有端子19的第一骨架半体13a成型，来承受各端子19与绕组12a、12b、12c各自的末端之间的锡焊作业、焊接作业等时产生的热。

另外，在上述示例中，示出了卷芯部17相对于端子座部16a垂直的线圈骨架形状，然而也可以是这样构成的线圈骨架形状：卷芯部17水平配置、且在该卷芯部17的两端分别配置兼作凸缘部的端子座。

另外，如图7所示，也可以在交错组合的第一骨架半体13a中的卷芯件17a的两个侧面18a、18a与第二骨架半体13b中的卷芯件17b的两个侧面18b、18b，设置由水平齿面24a和倾斜齿面24b构成的锯状齿25a、25b，并将锯状齿25a、25b设置成能够相互啮合。在该结构中，在将两个骨架半体13a、13b相互压入时，锯状齿25a、25b之间滑动从而能够比较顺畅地压入，然而当欲相反地进行拉拔时，锯状齿25a、25b之间相互卡合，从而发挥止挡功能，以抑制被压入调整后的骨架半体13a、13b相互滑动而向压入前的方向返回。

因此，在将这样的止挡功能设置于第一骨架半体13a与第二骨架半体13b之间的情况下，一旦骨架半体13a、13b相互向内侧滑动而将线圈12压入凸缘部之间(端子座部16a与上侧凸缘部16b之间)，则此后便能够通过止挡功能的作用来抑制骨架半体13a、13b彼此返回的情况，能够将骨架半体13a、13b保持于该位置，因此能够持续地维持线圈12的最佳结合状态。

另外，在第一骨架半体13a为热硬化性树脂、第二骨架半体13b为热塑性树脂的情况下，通过使锯状齿25a、25b中的第一骨架半体的锯状齿25a的数量N2小于第二骨架半体的锯状齿25b的数量N1，即，使(N1＞N2)，能够使由锯状齿25a、25b的磨损所决定的耐久性变得良好。

此外，在图7所示的变形例中，公开了在卷芯件17a、17b的各两个侧面18a、18b全部设置有锯状齿25a、25b的结构，但也可以在卷芯件17a、17b的一部分或全部卷芯件17a、17b中，对设置有锯状齿的卷芯件和不设置锯状齿的卷芯件进行组合而形成各骨架半体。

图8表示其一个变形例，即，将图7进一步变形而得到的一个示例。图8的卷芯件17a、17b形成为在各自的一个侧面18a、18b(图中以箭头A表示)设置有锯状齿25a、25b、而在各自的另一个侧面18a、18b(图中以箭头B表示)未设置锯状齿的结构。此外，在设置有锯状齿25a、25b的一侧形成为这样的结构：在卷芯件17b侧的侧面18b的大致全体范围(从末端部到基端部的范围)内设置有锯状齿25b，在卷芯件17a的侧面18a，从末端部到朝向基端部的中途的位置设置有锯状齿25a，并且在从锯状齿25a到基端部之间设置有切除部26。

另外，如图7和图8所示，当在卷芯件17a、17b设置有锯状齿25a、25b的情况下，为了以容易形成的方式分割成型时的成型用模具，例如图9所示，可以将4个卷芯件17a与4个卷芯件17b的分割位置分别形成为：在图中箭头C所示的位置是垂直的，在图中箭头D所示的位置是水平的。由此，在对骨架半体13a、13b进行树脂成型时，能够将成型用模具分割成通过使成型用模具分别在水平方向和垂直方向移动来进行成型，能够使成型模具装置的结构简化。

此外，如图9所示，在以使配置于图中箭头D所示的水平位置的卷芯件17a、17a的宽度尺寸W2大于配置于图中箭头C所示的垂直位置的卷芯件17a、17a的宽度尺寸W1、即(W1＜W2)的方式，有变化地形成了宽度尺寸的情况下，即使欲将第二骨架半体13b相对于第一骨架半体13a以错开90°的状态进行组装，也无法实现组装，因此能够消除组装错误。这也同样能够应用于在卷芯件17a、17b未设置锯状齿25a、25b的线圈骨架。另外，图9是在未装配线圈的状态下将线圈骨架13水平截断来进行观察的图。

以上，利用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围当然并不限定在上述实施方式记载的范围。本领域技术人员显然知道可以对上述实施方式加以除上述方式以外的多种变更或改良。此外，根据权利要求书的记载可以明白：这样加以变更或改良后的方式也应当包含在本发明的技术范围内。

产业上的可利用性

在上述实施方式中，对将线圈骨架应用于变压器的情况进行了说明，但除变压器以外还可以应用于电感器等绕线部件。

Claims (6)

1.一种线圈骨架，在该线圈骨架的卷芯部的外周装配线圈，所述线圈骨架的特征在于，

所述线圈骨架包括第一骨架半体和第二骨架半体，

各骨架半体分别一体地具备凸缘部以及从该凸缘部呈直角地凸出的至少两个卷芯件，并且各骨架半体以各个卷芯件在两个骨架半体之间交错、而且能够在使凸缘部相互接近的方向滑动的方式组装在一起，从而形成了筒状的卷芯部。

2.根据权利要求1所述的线圈骨架，其特征在于，

所述卷芯件具有止挡功能，该止挡功能用于阻止所述卷芯件从沿使所述凸缘部相互接近的方向进行了滑动配置后的位置向相反的分离方向滑动而返回。

3.根据权利要求1或2所述的线圈骨架，其特征在于，

所述两个骨架半体分别由硬度不同的材质形成。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的线圈骨架，其特征在于，

所述各骨架半体的卷芯件的宽度形成为至少一个卷芯件的宽度比另一卷芯件的宽度要大，以使所述各骨架半体在除所确定的位置以外的位置无法相互组装。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的线圈骨架，其特征在于，

所述卷芯件的分割面的方向形成为垂直方向或水平方向。

6.一种变压器，其特征在于，

所述变压器使用了权利要求1至5中的任一项所述的线圈骨架。

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