CN107408451B - 电感元件用树脂壳体以及电感元件 - Google Patents

Abstract

能够易于进行树脂壳体抵接面的定位，并且芯间隙的管理也容易，进而也能够容易进行装配作业。一种树脂壳体(1)，被用于电感元件，容纳磁芯，所述电感元件在能够容纳从U型磁芯、UU型磁芯、UR型磁芯以及I型磁芯中选择出的至少一种磁芯的磁芯周围配置有线圈，其中，该树脂壳体是被分割成多个的同一形状的零件的集合体，在分割而成的零件彼此抵接的端面形成有相互嵌合的互补的凹凸(A1、A2)。

Description

电感元件用树脂壳体以及电感元件

技术领域

本发明涉及电感元件用树脂壳体以及容纳于该树脂壳体的电感元件。

背景技术

近年来，在电气设备或者电子设备的小型化、高频化、大电流化发展的过程中，对电感元件也要求同样的对应。然而，在构成电感元件的磁芯中，在当前主流的铁氧体芯中，材料特性自身存在限制，正在模索新的材料。虽然能用铁硅铝、无定形箔带等新材料替换铁氧体材料，但限于一部分的变动。虽然也出现了磁特性优良的无定形粉末材料，但与以往的材料相比成型性差，而未得到普及。

图10示出以往的电感元件，该以往的电感元件包括至少两个U型磁芯或者UU型磁芯、和在该磁芯的至少一个部位处卷绕的线圈。图10是对UU型芯配备有线圈的电感元件，图10(a)示出平面图，图10(b)示出A-A剖面图。

图10所示的电感元件13使UU型磁芯14的脚部15彼此抵接，将该磁芯14容纳于树脂壳体16。另外，线圈17配置于脚部15的两个部位。按照四分割成俯视时上部上表面的16a以及其背面的16b、俯视时下部上表面的16c以及其背面的16d来成型并将抵接面相互固定，从而得到树脂壳体16。另外，线圈17多数情况在芯固定时嵌入预先卷绕的线圈零件。图11是U型磁芯的树脂壳体，图11(a)是平面图，图11(b)是正视图，图11(c)是背面图。树脂壳体16’具有俯视时上部的16’a以及其背面的16’b。

在层叠有通常的无定形箔带等软磁性板的U型磁芯的情况下，用金属带等约束芯彼此的外周。然而，在将上述线圈零件一起嵌入的情况下，使用带的约束工序易于变得复杂，难以自动化。另外，在用金属带固定由粉末磁性材料成型的压粉磁芯的情况下，需要高的径向抗压强度、低的拉托拉值，本方法的应用本身被限定。另外，即使在未用金属带等固定的情况下，也需要用于一边定位一边用粘接剂固定U型磁芯彼此的夹具，装配作业变得复杂。

作为使用分割磁芯的电抗器，已知有如下电抗器：按照ロ字状配置层叠芯，在针对各外侧的层叠芯隔着用于形成间隙的绝缘间隔件正交地配置的构成侧边的层叠芯的周围卷绕线圈而成，具备内设构成上述侧边的层叠芯的绝缘性的筒状筒管，将内设在该筒管内的层叠芯在轴线方向上进行二分割而构成，并且在上述筒管的内壁部一体地设置用于在这些分割芯之间形成间隙的隔开部(专利文献1)。另外，已知如下电抗器：隔着至少一个以上的间隙连接多个具有磁性的第一芯来形成芯单元，对峙配置两个该芯单元，在两个上述芯单元的端部之间隔开预定的距离来对峙配置具有磁性的第二芯，从而形成俯视时大致环状的电抗器芯，具备对构成芯单元的第一芯的定位姿势以及两个第二芯的定位姿势进行保持固定的固定部件，该固定部件经由弹性体被固定于壳体(专利文献2)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2006-202922号公报

专利文献2：日本特开2010-27692号公报

发明内容

然而，即使在上述各专利文献中，在装配被分割的树脂壳体时，也难以进行抵接面的定位，并且芯间隙的管理也不充分，进而装配作业变得复杂。另外，在分割而成的树脂壳体的形状不同的情况下，需要针对该每个形状的模具。

本发明是为了应对这样的问题而完成的，其目的在于提供一种电感元件用树脂壳体以及容纳于该树脂壳体的电感元件，在装配电感元件时易于进行树脂壳体抵接面的定位，并且芯间隙的管理也容易，进而装配作业也容易。

本发明的电感元件用树脂壳体被用于在磁芯的周围具有线圈的电感元件，收容所述磁芯，该电感元件用树脂壳体的特征在于，该树脂壳体是被分割成多个的零件的集合体，分割而成的所述零件中的至少两个以上的零件是相互相同的形状。另外，其特征在于，在分割而成的所述零件彼此抵接的端面形成有互补的凹凸。特别地，其特征在于，被分割成互补的凹凸相互嵌合的形状。另外，其特征在于，相互嵌合的形状具有防止嵌合后的脱落的功能。

本发明的电感元件用树脂壳体的特征在于，能够容纳从U型磁芯、UU型磁芯、UR型磁芯以及I型磁芯中选择出的至少一种磁芯。另外，其特征在于，在配置于树脂壳体的线圈的线圈轴向端面，在树脂壳体设置具有上述磁芯的防脱部的开口部。另外，其特征在于，在树脂壳体的预定部位处，在不与上述磁芯接触的部位处设置贯通孔或者凹部。

本发明的电感元件的特征在于，在容纳在上述本发明的树脂制壳体内的磁芯的周围设置有线圈而成。

本发明的电感元件用树脂壳体是树脂壳体被分割成多个的零件的集合体，分割而成的上述零件中的至少两个以上的零件是相互相同的形状，所以能够削减模具数量。特别，通过使分割而成的全部零件成为同一形状，能够使模具为一个。

另外，在分割而成的零件彼此抵接的端面形成有互补的凹凸，所以能够设置该凹凸而作为用于定位的导引。其结果，能够简便地进行装配，特别在使用由粉末磁性材料成型的压缩磁芯的情况下，能够与芯的强度等机械特性无关地简易地利用。

另外，通过对该凹凸赋予防脱功能，搬运时的处置变得简便。

通过使在抵接的端面设置的凹凸成为在对峙时可嵌合的形状，能够使收纳一个U型磁芯的两个绝缘壳体成为同一形状，所以装配性提高。另外，能够使模具为一个，所以生产率也被提高，能够实现成本降低。另外，通过在该绝缘壳体的一部分设置开口部而使芯和冷却壳体接触，也能够实现积极的冷却。通过在壳体设置凹部，能够实现电感的定位，通过设置贯通口，能够与电感的定位或者冷却用的盖等连结。

除了两个U型磁芯的组合以外，还能够应用于U型磁芯和I型磁芯、两个UR型磁芯、UR型磁芯和I型磁芯、E型磁芯和I型磁芯等。

附图说明

图1是示出用于容纳U型磁芯的树脂壳体的图。

图2是说明树脂壳体的组合方法的图。

图3是示出凹形成为贯通孔的情况下的例子的图。

图4是无间隙或者间隙小的情况下的例子。

图5是说明图4的树脂壳体的组合方法的图。

图6是示出树脂壳体设置有开口部的例子的图。

图7是示出树脂壳体设置有肩部的例子的图。

图8是示出树脂壳体也可以不设置肩部的例子的图。

图9是示出设置有定位用的贯通孔的例子的图。

图10是示出具有UU型磁芯的电感元件的图。

图11是示出U型磁芯的树脂壳体的图。

(符号说明)

1、4、6、8、10、11：树脂壳体；2：脚部；3、5：中心线；7：开口部；9：肩部；12：贯通口；13：电感元件；14：UU型磁芯；15：脚部；16：树脂壳体；17：线圈；18：卡合爪。

具体实施方式

本发明的树脂壳体涉及在磁芯的周围具有线圈的电感元件中用于容纳该磁芯的树脂壳体。图1示出作为磁芯以U型磁芯为例子的情况下的被分割的一个零件。图1(a)是被四分割的磁芯用树脂壳体的俯视时上部平面图，图1(b)是正视图。图1(c)是示出互补的凹凸形状的其它例子(两个)的剖面图。容纳于树脂壳体的U型磁芯通过使U型状的脚部彼此抵接而成为俯视时环状的磁芯。图1(a)以及图1(b)示出被四分割的树脂壳体的一个方式。该U型磁芯用树脂壳体1是在U型磁芯之间形成的间隙对于配置凹凸形状而言足够大小的情况下的例子。

图1(a)以及图1(b)所示的树脂壳体1在该树脂壳体的外周配置的线圈的轴向脚部2彼此的抵接面中的一个面设置比抵接面突出的凸形A1，在另一个面设置比抵接面后退的凹形A2。该凹凸部设置于通过旋转而与其它树脂壳体1面对时可嵌合的位置。即，在俯视树脂壳体1时在相对中心线3成为线对称的位置处设置在装配时相互嵌合的凹凸部。成为通过组合四个同一形状的树脂壳体1而能够容纳俯视时环状的磁芯的壳体。该壳体在磁芯的厚度方向和线圈的轴向上被四分割，图1(a)以及图1(b)示出其中一个。

另外，图1(c)的剖面图所示的两个形状分别是与图1(a)不同的互补的凹凸形状的例子。在这些例子中，使磁芯脚部中的、厚度方向以及轴向的至少某一个方向的剖面形状成为该图所示的形状即可，厚度方向和轴向的剖面形状既可以是同一形状，也可以是组合不同的形状而得的形状。

使用图2，说明树脂壳体1的组合方法。图2是组合后的正视图，图2(a)示出一个U型芯，图2(b)示出另一个U型芯。另外，图2(c)示出在图2(a)中设置有卡合爪的方式，图2(d)示出其侧面图。

如图2(a)所示，作为在脚部具有凹凸的树脂壳体1，准备壳体1a以及壳体1b这两个，将按照预定的U形状成型的磁芯容纳于壳体1a以及壳体1b。此时，壳体1a以及壳体1b重叠同一形状的树脂壳体1的结果，成为壳体1a的凸形A1和壳体1b的凹形A2相邻的形状，成为壳体1a的凹形A2和壳体1b的凸形A1相邻的形状。

另外，也可以如图2(c)以及图2(d)所示，在厚度方向上在至少两个部位以上设置用于防脱的互补的卡合爪18，使壳体1a以及壳体1b成为一体。卡合爪18的凹凸形状设置于通过旋转而与其它树脂壳体面对时可嵌合的位置。

如图2(b)所示，准备壳体1c以及壳体1d这两个，与上述图2(a)的情况同样地，使树脂壳体1重叠。使这样得到的收纳磁芯的两个U型磁芯在线圈轴向上面对，一边向一个凹部引导另一个凸部一边装配，从而易于得到俯视时环状的电感元件。即，装配成图2(a)所示的壳体1a的凸形A1和图2(b)所示的壳体1c的凹形A2嵌合。其结果，图2(a)所示的壳体1a的凹形A2和图2(b)所示的壳体1c的凸形A1嵌合，图2(a)所示的壳体1b的凸形A1和图2(b)所示的壳体1d的凹形A2嵌合，图2(a)所示的壳体1b的凹形A2和图2(b)所示的壳体1d的凸形A1嵌合。

图3示出凹形A2成为贯通孔A2’的情况的例子。在该情况下，也与上述凹形同样地，通过准备四个树脂壳体，能够容易地装配俯视时环状的电感元件。即，装配成图3(a)所示的壳体1a’的凸形A1’和图3(b)所示的壳体1c’的贯通孔A2’嵌合。其结果，图3(a)所示的壳体1a’的贯通孔A2’和图3(b)所示的壳体1c’的凸形A1’嵌合，图3(a)所示的壳体1b’的凸形A1’和图3(b)所示的壳体1d’的贯通孔A2’嵌合，图3(a)所示的壳体1b’的贯通孔A2’和图3(b)所示的壳体1d’的凸形A1’嵌合。

上述相互嵌合的凸形、凹形或者贯通孔优选设置嵌合后防脱的防止功能。作为嵌合后防脱的防止功能，可以举出在与嵌合部的抵接面垂直的面上，设置例如曲面、钩型等互补的凹凸。

图4是在容纳U型磁芯的树脂壳体4中在脚部2的抵接面无间隙的情况、或者间隙的距离小而难以设置凹部的情况的例子。图4(a)是平面图，图4(b)是正视图，图4(c)是背面图。树脂壳体4在接近抵接面的外周部设置凸形A3以及凹形A4。凹凸的交界线最好为单个脚部的俯视时中心线5附近。另外，为了防止在装配时发生缺损，最好将凸形A3的角修圆。在磁芯有间隙的情况下，在U型磁芯的脚部被分割而在绝缘树脂壳体4内自由地活动的情况下，为了定位，能够插入抑制U型磁芯的活动的树脂板等。

使用图5，说明树脂壳体4的组合方法。图5是组合的平面图，图5(a)示出俯视时壳体的上半部分，图5(b)示出该壳体的下半部分。

作为在脚部处具有凹凸的树脂壳体4，准备壳体4a以及壳体4b这两个，将按照预定的U形状成型的磁芯收纳于壳体4a以及壳体4b。此时，壳体4a以及壳体4b重叠相同树脂壳体4的结果，成为壳体4a的凸形A3和壳体4b的凹形A4面对的形状，成为壳体4a的凹形A4和壳体4b的凸形A3面对的形状。

同样地，准备壳体4c以及壳体4d这两个，与上述同样地，使树脂壳体4重叠。使这样得到的收纳磁芯的两个U型磁芯在线圈轴向上面对，一边向一个凹部引导另一个凸部一边装配，从而易于得到能够从0起设定间隙的距离的、俯视时环状的电感元件。即，装配成图5(a)所示的壳体4a的凸形A3和图5(b)所示的壳体4c的凹形A4嵌合。其结果，图5(a)所示的壳体4a的凹形A4和图5(b)所示的壳体4c的凸形A3嵌合，图5(a)所示的壳体4b的凸形A3和图5(b)所示的壳体4d的凹形A4嵌合，图5(a)所示的壳体4b的凹形A4和图5(b)所示的壳体4d的凸形A3嵌合。

上述图2、图3、图5所示的组合方法是通过准备四个能够容纳U型磁芯的同一形状的树脂壳体并分别组合而得到俯视时环状的电感元件的方法，但即使是U型磁芯和I型磁芯的组合，通过与上述同样地使I型磁芯与U型磁芯抵接的面的形状成为凹凸，能够用一个模具形成I型磁芯用的壳体。

在图1、图4所示的树脂壳体中，能够设置用于使所容纳的磁芯的一部分露出而积极地冷却的开口部。图6示出设置开口部的例子。图6是在图1所示的树脂壳体中设置有用于冷却的开口部的例子，图6(a)是平面图，图6(b)是正视图，图6(c)是背面图。此外，省略凹凸部的图示。在树脂壳体6的顶部设置有开口部7。此时，为了相对线圈在轴向上防脱，在脱落的方向上残留壳体的一部分、或者设置肩部6a。

将磁芯容纳于树脂壳体，在该磁芯的周围形成线圈而得到电感元件，但能够对树脂壳体设置用于线圈的定位的肩部。通过设置肩部，电感元件的装配变得容易。

图7是设置有肩部的情况的例子，图7(a)是平面图，图7(b)是正视图，图7(c)是背面图。省略凹凸部的图示。能够在树脂壳体8的脚部外周设置用于线圈的定位的肩部9。在装配电感元件时，在冷却壳体、接地面不需要线圈定位导引。此外，在脚部的内部尺寸占满线圈的情况下，也可以不设置肩部。图8示出该情况的例子。图8(a)是平面图，图8(b)是正视图，图8(c)是背面图。省略树脂壳体10的凹凸部的图示。

图9示出设置有电感元件的定位用的贯通孔的例子。图9(a)是平面图，图9(b)是正视图，图9(c)是背面图。省略凹凸部的图示。用于电感元件定位的贯通口12在树脂壳体11中设置于不与容纳于内部的磁芯接触的部位、例如俯视时四边形的顶角附近。此外，能够设置凹部来代替贯通口12。能够仅通过对角的两点实现定位。另外，还能够设置到顶角附近的四个部位，一边进行定位一边与冷却用的盖等连结。由此，能够更积极地进行冷却。在不连结的情况下，还能够设置凹部来进行电感元件的定位。

本发明的电感元件使用易于定位的上述树脂壳体，所以除了两个U型磁芯的组合以外，还能够应用于组合U型磁芯和I型磁芯、两个UR型磁芯、UR型磁芯和I型磁芯、E型磁芯和I型磁芯等的电感元件。另外，由于具有磁芯的间隙管理和搬运时的防脱的功能，所以能够提高电感元件的装配性、并且使模具为一个，所以生产率也被提高，能够实现成本降低。

产业上的可利用性

本发明的电感元件用树脂壳体在装配时易于定位、并且能够使模具变得单一，所以能够应用于多个品种的电感元件。

Claims (6)

1.一种电感元件用树脂壳体，被用于在磁芯的周围具有线圈的电感元件，收容所述磁芯，其特征在于，

所述树脂壳体是能够容纳UU型磁芯的树脂壳体，

该树脂壳体是在所述磁芯的厚度方向和所述线圈的轴向上被四分割而成的零件的集合体，分割而成的所述零件分别为U字形状并且是相互相同的形状，

分割而成的所述零件是在分割而成的该零件的U字形状的脚部具有互补的凹凸并且所述互补的凹凸被分割成相互嵌合的形状的零件，

所述树脂壳体是如下壳体：两个分割而成的所述零件的各个零件以在所述磁芯的厚度方向上一个零件的所述互补的凹凸的凸形与另一个零件的所述互补的凹凸的凹形相邻的方式重叠，重叠的该零件彼此在所述线圈的轴向上通过所述互补的凹凸而被相互嵌合，

分割而成的所述零件在分割而成的该零件的所述脚部彼此抵接的端面具有所述互补的凹凸，在该端面中的一者形成有所述凸形，在该端面中的另一者形成有所述凹形。

2.根据权利要求1所述的电感元件用树脂壳体，其特征在于，

所述相互嵌合的形状具有防止嵌合后的脱落的功能。

3.根据权利要求1所述的电感元件用树脂壳体，其特征在于，

在配置于所述树脂壳体的线圈的轴向端面设置树脂壳体的开口部，并且设置被容纳的磁芯的防脱部。

4.根据权利要求1所述的电感元件用树脂壳体，其特征在于，

在所述树脂壳体外周具有用于所述线圈的定位的肩部。

5.根据权利要求1所述的电感元件用树脂壳体，其特征在于，

在所述树脂壳体的不与所述磁芯接触的部位处设置贯通孔或者凹部。

6.一种电感元件，在容纳于树脂制壳体内的磁芯的周围设置线圈而成，其特征在于，

所述树脂制壳体是权利要求1所述的电感元件用树脂壳体。

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