CN102376417A - 环形线圈 - Google Patents

Abstract

提供一种能够使在小型的环形铁心上卷绕了线圈之后的完成后的状态更加低高度化的环形线圈。该环形线圈具有在环形铁心(20)上卷绕线圈线(31)而构成的线圈(30)，在该环形线圈中，使环形铁心(20)的剖面形状成为内表面部(21b)比外表面部(21a)短的等腰梯形短。

Description

环形线圈

技术领域

本发明涉及一种环型的线圈(环形线圈)，例如用于被安装在印刷电路板的电路布线上的扼流线圈或线路滤波器等中。

背景技术

作为例如在扼流线圈或线路滤波器等中所用的环形线圈，提出了各种在环形铁心(或者收容了环形铁心的铁心罩)的周围连续地卷绕有线圈线(导线)的部件(例如专利文献1、专利文献2)。

环形线圈在较多的磁通通过环形铁心自身的结构上具有漏磁通少，且不容易受到周围物体的影响等优点，由于能够发挥稳定的电感，因此特别适合于高频电路。

一般现有的环形铁心是在角部形成有小的圆角，基本上其剖面为矩形状。

另外，在用于电源电路等的升压、平滑或者去除杂音等的环形线圈中，由于流过几A～30A左右的电流而卷绕0.5mm～2mm程度的较粗的线圈线。

在先专利文献

专利文献

专利文献1：日本实开平6-55216号公报

专利文献2：日本实开昭61-55319号公报

本发明要解决的技术问题

如果相对于必要的线圈卷数而环形铁心足够大，则不用重叠卷绕线圈线而以单层卷绕便能够卷绕线圈，但近年来伴随电力、电子设备的小型化，环形线圈也被要求为小型的制品。

因此变为使用直径更小且低高度(低背)的环形铁心，在必要的线圈的卷数较多的情况下或线圈线较粗的情况下，单层卷绕不能获取必要的卷数，因而不得不重叠卷绕的情况较多。

然而，如图7以及图8所示那样，当在具有现有的矩形状的剖面的环形铁心120上卷绕线圈线131来形成线圈130时，在环形铁心120的内周侧和外周侧中，由于圆周方向的长度不同，线圈线部分的外周侧宽内周侧窄，因此如图8(b)的剖面图所示那样，即使外周侧的线圈线131a排列成一行以单层卷绕来构成线圈，但内周侧的线圈线131b彼此互相重叠而厚度增加，环形线圈110整体的厚度变厚，存在难以实现低高度化的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于，为了能够对应小型化的进展的电力、电子设备，以实现能够使在小型(直径小)的环形铁心上卷绕了线圈之后的完成后的状态更加低高度化的环形线圈。

用于解决技术问题的方法

本发明的第1环形线圈具有：环形铁心，由磁性材料构成；线圈，在上述环形铁心上卷绕线圈线而构成，该环形线圈的特征在于，上述环形铁心的剖面形状成为等腰梯形(isosceles trapezium)，该等腰梯形由外表面部、内表面部、上表面部以及下表面部形成，上述外表面部与上述内表面部平行，上述内表面部比上述外表面部短。

作为上述本发明的第1环形线圈的进一步的特征，包括：

“具有收容上述环形铁心的铁心罩，上述线圈线卷绕在上述铁心罩上，上述铁心罩的卷绕上述线圈线的部分的剖面形状成为与上述环形铁心的剖面形状相似的等腰梯形(isosceles trapezium)”，

“上述线圈线在上述内表面部的卷绕层数多于在上述外表面部的卷绕层数，上述外表面部和上述内表面部的上述线圈的完成后的高度大致相等”，

“上述外表面部与上述内表面部的高度的差是上述线圈线的直径的2倍以上”。

另外，本发明的第2环形线圈具有：环形铁心，由磁性材料构成；线圈，在上述环形铁心上卷绕线圈线而构成，该环形线圈的特征在于，上述环形铁心的剖面形状成为梯形，该梯形由外表面部、内表面部、上表面部以及下表面部形成，上述外表面部和上述上表面部所成的角度以及上述外表面部和上述下表面部所成的角度都是锐角，上述内表面部比上述外表面部短。

作为上述本发明的第2环形线圈的进一步的特征，包括：

“具有收容上述环形铁心的铁心罩，上述线圈线卷绕在上述铁心罩上，上述铁心罩的卷绕上述线圈线的部分的剖面形状成为与上述环形铁心的剖面形状相似的梯形。”

发明效果

根据本发明的环形线圈，由于能够使外径侧和内经侧的线圈线的完成后的高度均匀化，因此即使是小型(直径小)的部件也能够更加低高度化，从而向小型的电力、电子设备的安装变得容易。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的环形铁心的图，(a)是俯视图，(b)是(a)中的A-A的剖面图。

图2是表示在图1的环形铁心上卷绕了线圈线的状态的图，(a)是俯视图，(b)是(a)中的B-B的剖面图。

图3是表示本发明的第2实施方式的收容了环形铁心的铁心罩的图，(a)是俯视图，(b)是(a)中的C-C的剖面图。

图4是表示在收容了图3的环形铁心的铁心罩上卷绕了线圈线的状态的图，(a)是俯视图，(b)是(a)中的D-D的剖面图。

图5是表示能够使用于本发明的环形铁心的其他例子的图，(a)是俯视图，(b)是(a)中的E-E的剖面图。

图6是表示能够使用于本发明的环形铁心的其他例子的图，(a)是俯视图，(b)是(a)中的F-F的剖面图。

图7是表示现有例的环形铁心的图，(a)是俯视图，(b)是(a)中的G-G的剖面图。

图8是表示在图7的环形铁心上卷绕了线圈线的状态的图，(a)是俯视图，(b)是(a)中的H-H的剖面图。

符号说明

10A、10B、环形线圈

20、20A、20B、环形铁心

21a、21aa、外表面部

21b、21bb、内表面部

21c、21cc、上表面部

21d、21dd、下表面部

30、线圈

31、线圈线

31a、外周侧的线圈线

31b、内周侧的线圈线

40、铁心罩

40a、收容部

40b、盖部

41a、41b、线圈线部

42a、42b、隔开部

43a、43b、槽

44、隔板

45a、外表面部

45b、内表面部

45c、上表面部

45d、下表面部

110、环形线圈

120、环形铁心

130、线圈

131、线圈线

131a、外周侧的线圈线

131b、内周侧的线圈线

具体实施方式

本发明的环形线圈是在环形铁心上卷绕了线圈线的部件，或者是在收容了环形线圈的铁心罩上卷绕了线圈线的部件，是将环形铁心的剖面形状做成预定的等腰梯形或梯形的部件，以下根据附图对本发明的实施方式进行详细的说明。

(第1实施方式)

图1表示本例的环形铁心20，图1(a)是俯视图，图1(b)是图1(a)中的A-A面的剖面图。图2表示在图1的环形铁心20上卷绕了线圈线31的本例的环形线圈10A，图2(a)是俯视图，图2(b)是图2(a)中的B-B面的剖面图。

本例的环形铁心20在俯视中呈圆环状(doughnut形状)，贯通圆的中心的纵剖面的形状成为等腰梯形。更具体的是，如图1(b)所示那样，剖面形状成为等腰梯形，该等腰梯形由外表面部21a、内表面部21b、上表面部21c以及下表面部21d形成，外表面部21a与内表面部21b平行，内表面部21b比外表面部21a短。

该环形铁心20例如由MnZn(锰锌)系列的铁氧体材料、NiZn(镍锌)系列的铁氧体材料等的磁性材料构成。

在环形铁心20的内周侧和外周侧中，由于圆周方向的长度不同，而外周侧宽内周侧窄，因此，当线圈线31a在外表面部21a排列成一行以单层卷绕来形成线圈时，内表面部21b的线圈线31b则互相重叠为两层以上。

这时，由于环形铁心20的剖面形状成为内表面部21b比外表面部21a短的等腰梯形，因此外侧和内侧的线圈线的完成后的厚度被均匀化(参照图2(b))。

更具体的是，当在例如外径20mm、内径10mm、图1(b)所示的等腰梯形的外表面部21a为8mm、内表面部21b为6mm的环形铁心上卷线圈线直径1mm的线圈线时，由于环形铁心的内周长是外周长的二分之一，因此当线圈线在外表面部21a排列地单层卷绕时，线圈线在内表面部21b则互相重叠为两层(具体例1)。

在这种情况下，外周侧和内周侧的线圈的完成后的高度都同样成为大致10mm，线圈线的最外周的形状成为大致矩形状。

对此，当在与具体例1的部件的外径(20mm)、内经(10mm)以及剖面积(35mm²)相等的现有的矩形剖面(宽度5mm、高度7mm)的环形铁心上，与具体例1同样地在外表面部排列地单层卷线圈线直径1mm的线圈线时，线圈线在内表面部则互相重叠为两层，相对外周侧的线圈的完成后的高度为9mm(7mm+2mm)，而内周侧的线圈的完成后的高度则成为11mm(7mm+4mm)，作为环形线圈整体的高度要比具体例1的部件高1mm。

另外，当在例如外径24mm、内径8mm、图1(b)所示的等腰梯形的外表面部21a为10mm、内表面部21b为6mm的环形铁心上卷线圈线直径1mm的线圈线时，由于环形铁心的内周长是外周长的三分之一，因此当线圈线在外表面部21a排列地单层卷绕时，线圈线在内表面部21b则互相重叠为三层(具体例2)。

在这种情况下，外周侧和内周侧的线圈的完成后的高度都同样成为大致12mm，线圈线的最外周的形状成为大致矩形状。

对此，当在与具体例2的部件的外径(24mm)、内经(8mm)以及剖面积(64mm2)相等的现有的矩形剖面(宽度8mm、高度8mm)的环形铁心上，与具体例2同样地在外表面部排列地单层卷线圈线直径1mm的线圈线时，线圈线在内表面部则互相重叠为三层，相对外周侧的线圈的完成后的高度为10mm(8mm+2mm)，而内周侧的线圈的完成后的高度则成为14mm(8mm+6mm)，作为环形线圈整体的高度要比具体例2的部件高2mm。

像这样，在本例的环形线圈10A中，通过使用了具有外表面部21a与内表面部21b平行，内表面部21b比外表面部21a短的等腰梯形的剖面形状的环形铁心20，能够使外周侧和内周侧的线圈线的完成后的高度更加均匀化，即使在使用了与现有的矩形剖面的环形铁心同样的剖面积的环形铁心的情况下，也能够实现更加低高度化。

另外，如上述具体例1以及具体例2那样，通过使外表面部21a与内表面部21b的高度的差成为线圈线的线直径的2倍以上(具体例1中为2倍，具体例2中为4倍)，能够适当地对应外表面部21a和内表面部21b的线圈的层数的不同。

另外，由于外表面部21a和内表面部21b的线圈的层数与环形铁心20的外径和内经的比有较深关系，因此如上述具体例1以及具体例2那样，通过考虑外径与内径的比和线圈线的线直径来适当设定外表面部21a和内表面部21b的高度，能够使外表面部21a和内表面部21b的线圈的完成后的高度相同，并可进行低高度化的最优设计。

(第2实施方式)

图3是表示本例的收容了环形铁心的铁心罩40，图3(a)是俯视图，图3(b)是图3(a)中的C-C面的剖面图。图4是表示在图3的铁心罩40上卷绕了线圈线31的本例的环形线圈10B，图4(a)是俯视图，图4(b)是图4(a)中的D-D面的剖面图。

本例的环形线圈10B是将第1实施方式的环形铁心20收容到铁心罩40内，并在该铁心罩40上卷绕了线圈线31的部件。

铁心罩40由从绝缘性树脂构成的收容部40a和盖部40b构成，并形成有将外周分成2个而区分为2个线圈线部41a、41b的隔开部42a、42b。

在隔开部42a、42b上形成有用于保持隔板44的槽43a、43b。

该隔开部42a、42b以及隔板44是用于使卷绕在线圈线部41a、41b的2个线圈30、30互相分离从而确保两者的绝缘耐压的部件。

铁心罩40的卷绕线圈的线圈线部41a、41b的剖面的形状成为与环形铁心20的剖面形状相似的等腰梯形。更具体的是，如图3(b)所示那样，剖面形状成为等腰梯形，该等腰梯形由外表面部45a、内表面部45b、上表面部45c以及下表面部45d形成，外表面部45a与内表面部45b平行，内表面部45b比外表面部45a短。

在铁心罩40的内周侧和外周侧中，由于圆周方向的长度不同，而外周侧宽内周侧窄，因此，当线圈线31a在外表面部45a排列成一行以单层卷绕来形成线圈时，内表面部45b的线圈线31b则互相重叠为两层以上。

这时，由于铁心罩40的剖面形状成为内表面部45b比外表面部45a短的等腰梯形，因此外侧和内侧的线圈线的完成后的厚度被均匀化(参照图4(b))。

像这样，在本例的环形线圈10B中，也与第1实施方式的环形线圈10A同样，能够使外周侧和内周侧的线圈线的完成后的高度更加均匀化，另外，即使在使用了与现有的矩形剖面的环形铁心同样的剖面积的环形铁心的情况下，也能够实现更加低高度化。

另外，通过使铁心罩40的外表面部45a与内表面部45b的高度的差成为线圈线的线直径的2倍以上，能够适当地对应外表面部45a和内表面部45b的线圈的层数的不同。

另外，通过考虑铁心罩40的外径与内径的比和线圈线的线直径来适当设定外表面部45a和内表面部45b的高度，能够使外表面部45a和内表面部45b的线圈的完成后的高度相同，可进行低高度化的最优设计。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不被这些实施方式所限定，在不脱离本发明的宗旨的范围内，当然可以做适当的变更等。

例如，环形铁心或铁心罩的立体形状并不限于圆形，也可以是例如图5所示那样的长圆形或椭圆形的部件。再者，图5所示的环形铁心20A的剖面形状也可以成为等腰梯形，该等腰梯形由外表面部21a、内表面部21b、上表面部21c以及下表面部21d形成，外表面部21a与内表面部21b平行，内表面部21b比外表面部21a短。

另外，对于环形铁心或铁心罩的剖面形状并不限于等腰梯形，也可以是例如图6所示那样的梯形。图6所示的环形铁心20b的剖面形状成为梯形，该梯形由外表面部21aa、内表面部21bb、上表面部21cc以及下表面部21dd形成，外表面部21aa和上表面部21cc所成的角度以及外表面部21aa和下表面部21dd所成的角度都是锐角，内表面部21bb比外表面部21aa短。

根据这样的梯形，能够使外径侧和内经侧的线圈线的完成后的高度在一定的程度上均匀化，即使是小型(直径小)的部件也能够更加低高度化。

另外，环形铁心或铁心罩的剖面形状并不限于上述的完全的等腰梯形或梯形，也可以如现有的那样在角部具有一定的曲率，本发明所述的“等腰梯形”以及“梯形”也包含有这样的内容。

Claims (6)

1.一种环形线圈，具有：环形铁心，由磁性材料构成；线圈，在上述环形铁心上卷绕线圈线而构成，该环形线圈的特征在于，

上述环形铁心的剖面形状成为等腰梯形，该等腰梯形由外表面部、内表面部、上表面部以及下表面部形成，上述外表面部与上述内表面部平行，上述内表面部比上述外表面部短。

2.根据权利要求1所述的环形线圈，其特征在于，

具有收容上述环形铁心的铁心罩，上述线圈线卷绕在上述铁心罩上，

上述铁心罩的卷绕上述线圈线的部分的剖面形状成为与上述环形铁心的剖面形状相似的等腰梯形。

3.根据权利要求1或者2所述的环形线圈，其特征在于，

上述线圈线在上述内表面部的卷绕层数多于在上述外表面部的卷绕层数，上述外表面部和上述内表面部的上述线圈的完成后的高度大致相等。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的环形线圈，其特征在于，

上述外表面部与上述内表面部的高度的差是上述线圈线的直径的2倍以上。

5.一种环形线圈，具有：环形铁心，由磁性材料构成；线圈，在上述环形铁心上卷绕线圈线而构成，该环形线圈的特征在于，

上述环形铁心的剖面形状成为梯形，该梯形由外表面部、内表面部、上表面部以及下表面部形成，上述外表面部和上述上表面部所成的角度以及上述外表面部和上述下表面部所成的角度都是锐角，上述内表面部比上述外表面部短。

6.根据权利要求5所述的环形线圈，其特征在于，

具有收容上述环形铁心的铁心罩，上述线圈线卷绕在上述铁心罩上，

上述铁心罩的卷绕上述线圈线的部分的剖面形状成为与上述环形铁心的剖面形状相似的梯形。

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