CN118280698A - 线圈装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的线圈装置包括：芯，其在外表面形成有第1切口部；第1线圈，其卷绕于芯；导线，其与从第1线圈引出的一对引线的一者连接；和收容部，其收容引线和导线连接的连接部且由具有电绝缘性的材料形成，收容部的一端部收容于第1切口部。

Description

线圈装置

技术领域

本发明涉及线圈装置。

背景技术

日本特开昭64-30463号公报(以下称为“专利文献1”)中记载了与使负载电流稳定化的电感器一体化了的逆变变压器。在专利文献1记载的逆变变压器的一方式中，初级绕组和电感器绕组无缝隙地一体形成。

为了制造上述逆变变压器，需要通过使用同一线材将2个线圈连续地卷绕而形成2个线圈一体化的复合线圈，将该复合线圈与芯等多个部件组合。因此，存在线圈的形成和组合的作业变得繁杂，生产性变低的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭64-30463号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，如果采用将个别形成的2个线圈(或者线圈和导线)连接的构成，则需要在成为带电部的连接部与芯之间确保用于保持充分的绝缘距离的空间，因而会产生逆变变压器等线圈装置大型化的问题。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，目的在于具有连接部的线圈装置的小型化。

用于解决课题的技术方案

根据本发明的一实施方式，提供一种线圈装置，其包括：芯，其在外表面形成有第1切口部；第1线圈，其卷绕于芯；导线，其与从第1线圈引出的一对引线的一者连接；和收容部，其收容引线和导线连接的连接部且由具有电绝缘性的材料形成，收容部的一端部收容于第1切口部。

在上述线圈装置中，也可以设为如下构成：包括载置于第1切口部上的连接台，连接台具有朝向第1切口部突出，至少一部分收容于第1切口部的突出部，在突出部的内部形成有收容部的至少一部分。

在上述线圈装置中，也可以设为如下构成：包括收容芯和第1线圈的壳体，第1切口部为沿规定方向延伸的槽状，在壳体形成与第1切口部连络的第2切口部，突出部通过第2切口部延伸至壳体的外部。

在上述线圈装置中，也可以设为如下构成：连接台具有底板，突出部从底板的一面朝向第1切口部突出，在突出部的内部形成有在底板的另一面开口并沿规定方向延伸的槽，槽的一对侧壁延伸至底板的相反侧，形成从底板的另一面突出的一对分隔壁，由槽和一对分隔壁划分收容部。

在上述线圈装置中，也可以设为如下构成：连接台在一对分隔壁的外侧包括在底板的另一面竖立的外壁，由底板、外板和与外壁邻接的分隔壁形成供从第1线圈引出的一对引线的另一者通过的配线槽。

在上述线圈装置中，也可以设为如下构成：包括：收容芯和第1线圈的壳体；和覆盖收容部的开口的盖，在盖和连接台形成有通孔，在壳体形成有螺纹孔，通过将通过贯通盖和连接台的通孔的螺钉拧入壳体的螺纹孔而将壳体、连接台和盖共同紧固。

在上述线圈装置中，也可以设为如下构成：第1切口部为沿规定方向延伸的槽状，在壳体形成有与第1切口部连络的第2切口部，突出部通过第2切口部而延伸至壳体的外部。

在上述线圈装置中，也可以设为如下构成：包括与第1线圈连接的第2线圈，导线为从第2线圈引出的引线。

在上述线圈装置中，也可以设为如下构成：X轴方向、Y轴方向和Z轴方向为相互正交的方向，芯包括沿X轴方向延伸的中脚、将中脚夹在中间而沿Y轴方向排列的一对外脚、和将中脚和一对外脚连结的连结部，与中脚相比，外脚的作为Z轴方向上的大小的厚度大，连结部形成为从外脚朝向中脚厚度逐渐变小，由此，在连结部的Z轴方向上的两端部形成第1切口部。

在上述线圈装置中，也可以设为如下构成：芯为在连结中脚和一对外脚的连结部的端部形成有V字槽状的第1切口部的PQ形的芯。

发明效果

根据本发明的一实施方式，能够实现具有连接部的线圈装置的小型化。

附图说明

图1是本发明的一实施方式涉及的线圈装置的外观图。

图2是本发明的一实施方式涉及的线圈装置的分解图。

图3是第2芯的立体图。

图4是第2线轴的立体图。

图5是本发明的一实施方式涉及的线圈装置的剖视图。

图6是本发明的一实施方式涉及的线圈装置的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。另外，在以下的说明中，对相同或对应的事项标注相同或对应的符号并省略重复的说明。此外，在各图中，在多次显示符号相同的事项时，并不一定对这些多次显示全部标注符号，会对这些多次显示的一部分适当省略符号的标记。

图1是示出了本发明的一实施方式涉及的线圈装置1的外观的立体图。此外，图2是线圈装置1的分解图。另外，在本说明书中“线圈装置”是具有线圈的装置，包括具有线圈的元件、电气部件、组装件、电气设备和电气系统。

在以下的说明中，将图1中从左下向右上的方向定义为X轴方向，将从右下向左上的方向定义为Y轴方向，将从下向上的方向定义为Z轴方向。X轴方向、Y轴方向和Z轴方向是相互正交的方向。此外，在以下的说明中，为便于说明，将Z轴正方向称为“上”，将Z轴负方向称为“下”。另外，线圈装置1可以铅垂地朝向X轴方向、Y轴方向、Z轴方向和它们的中间的方向的任意方向来使用。

本实施方式的线圈装置1是电源用变压器和2个谐振器用线圈复合而成的复合部件。另外，本发明不限于上述复合部件，也能够适用于具有线圈和导线的连接部的各种线圈装置(例如扼流线圈、电抗器、电动机、发电机等和包括它们一个以上的装置)。

线圈装置1包括传热壳体2、变压器部3以及2个谐振用线圈部4A和4B。谐振用线圈部4A和4B具有相同的构成。由变压器部3以及2个谐振用线圈部4A和4B构成线圈装置1的主体1a。

传热壳体2由例如铝等热传导率较大的金属材料形成，收容作为线圈装置1的元件部的主体1a。传热壳体2内的间隙由例如含有硅树脂、丙烯酸树脂等热传导率较大的树脂的填充材料80(图5)填充。传热壳体2通过设置于冷却装置(未图示)的冷却面上而将主体1a产生的热高效地向冷却装置传递，并从线圈装置1排出。

谐振用线圈部4A和4B分别包括线圈20(第1线圈)、芯40(第1芯)和线轴60(第1线轴)。

变压器部3包括：含有初级侧线圈10A(第2线圈)和次级侧线圈10B(第2线圈)的变压器用线圈组10；由一对芯扇形件(core segment)30s构成的芯30(第2芯)；和线轴50(第2线轴)。

本实施方式的初级侧线圈10A、次级侧线圈10B和线圈20均为由绞合线(即，漆包线捻合的绞线)形成的圆筒形的线圈。另外，本发明不限于该构成，例如也可以使用方筒形的线圈。此外，也可以使用由实施了漆料等绝缘覆层的单线(圆线、扁平线)而形成的线圈。此外，初级侧线圈10A、次级侧线圈10B和线圈20也可以由彼此不同种类的导线形成，也可以卷绕成不同的形状。

从初级侧线圈10A和次级侧线圈10B分别向相同方向(具体而言，向作为线圈的轴向的X轴)引出有长引线21和短引线22。此外，初级侧线圈10A的引线21和22和次级侧线圈10B的引线21和22被向彼此相反的方向引出。在长引线21的前端部分别安装有压接端子23。

从谐振用线圈部4A和4B也分别向相同方向(具体而言，向X轴)引出有长引线11和短引线12。此外，谐振用线圈部4A的引线11和12和谐振用线圈部4B的引线11和12被向彼此相反的方向引出。在长引线11的前端部分别安装有压接端子13。

初级侧线圈10A的短引线22和谐振用线圈部4A的短引线12接合，初级侧线圈10A和谐振用线圈部4A串联连接。此外，次级侧线圈10B的短引线22和谐振用线圈部4B的短引线12接合，次级侧线圈10B和谐振用线圈部4B串联连接。以下，将引线12与引线22的接合部(即2个线圈的连接部)称为“连接部C”。

图3是芯40的立体图。本实施方式的芯40和芯扇形件30s分别为PQ形的铁氧体磁芯。另外，本发明不限于该构成，也可以使用其他形状、材质(例如无定形金属磁芯、纳米晶体磁芯、由含有磁性体的粒子的树脂形成的金属复合磁芯、层叠磁芯、压粉磁芯等)的磁芯。此外，芯40和芯扇形件30s的彼此的形状、种类也可以不同。另外，图3中用带括号的方式一并记载了芯扇形件30s中对应的构成要素的符号。此外，在以下的说明中，用方括号的形式一并记载芯扇形件30s中对应的构成要素。

如图3所示，PQ形的芯(PQ型芯/PQ芯/PQ型磁芯)40[芯扇形件30s]具有：沿X轴方向延伸的圆柱状的中脚41[中脚31]；将中脚41[中脚31]夹在中间而排列的一对外脚42[外脚32]；和将它们连结起来的连结部43[连结部33]，且其上下左右对称地(即，关于与XY平面平行的中心面和与ZX平面平行的中心面对称地)形成。

在芯40[芯扇形件30s]中，与中脚41[中脚31]相比，外脚42[外脚32]的厚度(即，Z轴方向上的大小)大。连结部43[连结部33]的厚度在与外脚42[外脚32]的结合部成为与外脚42[外脚32]大致相同的厚度，在与中脚41[中脚31]的结合部成为与中脚41[中脚31]大致相同的厚度。并且，连结部43[连结部33]形成为从外脚42[外脚32]朝向中脚41[中脚31]，厚度逐渐减小。其结果是，在连结部43[连结部33]的Z轴方向的两端部形成有沿X轴方向延伸的大致V字槽状的切口部40a[切口部30a](第1切口部)。

切口部40a[切口部30a]的边界由一对锥形部43a[锥形部33a]和中脚41[中脚31]露出的侧面41a[侧面31a]划定。另外，切口部40a[切口部30a]是通过将芯40[芯扇形件30s]的从磁特性考虑非必要的部分除去而形成的形状部分。

变压器部3的一对芯扇形件30s以中脚31和一对外脚32的端面彼此对接的状态而接合，从而形成芯30。另外，也可以在一对芯扇形件30s的对接的中脚31之间和/或外脚32之间设置磁隙。磁隙例如通过使非磁性体的板介于中脚31之间和/或外脚32之间而形成。

线轴60和线轴50为大致环状的部件，例如由酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯系树脂、聚氨酯树脂、BMC(Bulk Molding Compound，块状模塑料)、PPS(PolyphenyleneSulfide，聚苯硫醚)、PBT(Polybutylene Terephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯)等具有电绝缘性的材料而形成。

在线轴60的外周卷绕有线圈20，在线轴60的中空部收容有芯40的中脚41。通过像这样使线轴60介于线圈20和芯40之间，能够在两者之间确保充分的电绝缘。

同样地，在线轴50的外周卷绕有变压器用线圈组10，在线轴50的中空部，从两开口部收容有一对芯扇形件30s的中脚31。通过使线轴50介于变压器用线圈组10与芯30之间，能够在两者之间确保充分的电绝缘。

图4是线轴60的外观图。线轴60包括：卷绕有线圈20的圆筒状的线轴部61；和具有收容线圈20与初级侧线圈10A或次级侧线圈10B的连接部C的收容部66的连接台62。线轴部61具有一对凸缘61a，连接台62固定于一个凸缘61a的上部。

连接台62具有：与Z轴方向垂直的大致方形平板状的底板63；和在底板63的Y轴方向上的两缘部立起的外壁67。在底板63的Y轴方向的中央部形成有从下表面向下方突出的、沿X轴方向延伸的突出部64。在突出部64的内部形成有在底板63的上表面开口，沿X轴方向延伸的槽66a。槽66a的侧壁延伸至底板63的相反侧(即，比底板63靠上)，形成从底板63的上表面突出的一对分隔壁65。由槽66a和一对分隔壁65划分收容部66。

在收容部66收容有上述连接部C。另外，通过将连接部C收容于连接台62的收容部66，能够增长作为带电部的连接部C与芯40的绝缘距离。初级侧线圈10A与谐振用线圈部4A的线圈20的连接部C收容于设置在谐振用线圈部4A的线轴60的连接台62的收容部66。此外，次级侧线圈10B与谐振用线圈部4B的线圈20的连接部C收容于设置在谐振用线圈部4B的线轴60的连接台62的收容部66。

图5是用通过芯40的连结部43的与X轴垂直的平面切断的线圈装置1的剖视图。

在连接台62形成有由底板63以及邻接的分隔壁65和外壁67形成的2个配线槽68。一个配线槽68供初级侧线圈10A(或次级侧线圈10B)的长引线11通过，另一个配线槽68供谐振用线圈部4A(或谐振用线圈部4B)的长引线21通过。

连接台62载置于芯40的连结部43(更具体而言，切口部40a)。连接台62的突出部64收容于芯40的形成于连结部43的切口部40a(第1切口部)。通过该构成，能够有效利用由切口部40a产生的槽状的空间，在包括对确保连接部C与芯40的绝缘距离有效的收容部66(突出部64)的同时，也能够实现线圈装置1的低高度化、小型化。

连接台62的突出部64具有与芯40的一对锥形部43a相对的一对锥形部64a。通过该构成，连接台62被稳定地载置在切口部40a上。

图6是用包含后文所述的2个螺钉72的中心线的与X轴垂直的平面切断的线圈装置1的剖视图。

如图4所示，在本实施方式的收容部66形成有在Z轴方向(在图4中朝上)上开放的上部开口和在X方向(在图4中朝左上)上开放的前部开口。上部开口和前部开口连络，从而形成一个大开口。如图1和图6所示，在收容部66以闭塞大开口的方式覆盖有盖71。盖71例如由酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯系树脂、聚氨酯树脂、BMC(Bulk Molding Compound，块状模塑料)、PPS(Polyphenylene Sulfide，聚苯硫醚)、PBT(Polybutylene Terephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯)等具有电绝缘性的材料形成。

在盖71上形成有用于通过螺钉72将其固定于壳体2的2个通孔71a。此外，在连接台62的底板63上形成有用于将线轴60用螺钉72固定于壳体2的2个通孔63a(图4)，此外，在传热壳体2形成有与螺钉72嵌合的螺纹孔2b。将通过盖71的通孔71a和连接台62的通孔63a的螺钉72拧入壳体2的螺纹孔2b，从而将壳体2、线轴60和盖71共同紧固，将线轴60与盖71一同固定于传热壳体2。

此外，通过将线轴60固定于传热壳体2，线圈装置1的主体1a被固定于传热壳体2。如图1所示，螺钉72配置于线圈装置1的最上部，向外部露出，因此易于接触(接入/access)。此外，线圈装置1的由10个部件构成的主体1a能够仅用区区4个螺钉72固定于传热壳体2或从其解除，因而能够容易地进行组装、维护。

连接部C成为绝缘覆层被除去的带电部，因而需要增长与芯40的绝缘距离。连接部C与芯40由底板63以及在底板63的上表面立起的分隔壁65和外壁67隔开，因而确保了一定的绝缘距离。进一步，收容部66的大开口(上部开口和前部开口)由盖71闭塞，此外在X轴方向上连接台62延长至传热壳体2的外部，因而确保了更充分的绝缘距离。

如图2和图6所示，在传热壳体2的上端部形成有与芯40的切口部40a连络的切口部2a(第2切口部)。突出部64通过切口部2a而延长至传热壳体2的外部。通过在传热壳体2形成切口部2a，能够消除收容于切口部40a的突出部64(和形成于突出部64内的收容部66)的X轴方向上的长度限制，因而，能够形成可以收容更长的连接部C的收容部66。

上述本发明的实施方式涉及的线圈装置1通过采用在芯40的切口部40a收容在内部形成有收容连接部C的收容部66的突出部64的构成，由此能够有效利用由切口部40a产生的空间，线圈装置1的高度变低。在导线使用绞合线时，连接部C变大，因而本实施方式的构成对于线圈装置1的低高度化尤其有效。

本实施方式的线圈装置1通过分别形成线圈20和初级侧线圈10A或次级侧线圈10B而不是由1根导线一体形成，能够提高线圈的制造、组装的作业性，提高生产性。

以上是本发明的例示性的实施方式的说明。本发明的实施方式不限于上述说明的内容，能够在本发明的技术思想的范围内进行各种各样的变形。例如，将说明书中例示性示明的实施方式等或显而易见的实施方式等适当组合而得到的内容也包含于本发明的实施方式。

在上述实施方式中，芯40的切口部40a形成于连结部43的上下表面的Y轴方向的中央部，但也可以在其他部位(例如，连结部43的上表面的Y轴方向端部，或者中脚41、外脚42的外表面)形成切口部40a。该情况下，根据芯40的切口部40a的位置来决定切口部2a的位置。此外，在上述实施方式中，切口部40a为大致V字槽状，但也可以采用其他的形状(例如方槽状、圆槽状或其他异形)。

在上述实施方式中，2个线圈的连接部收容于收容部66，但本发明不限于该构成。例如，将线圈与引线、母线的连接部，或者温度传感器等各种传感器的引线与中继用电线的连接部收容于收容部66的构成也包含在本发明的范围内。

在上述实施方式中，连接台62载置于芯40的切口部40a，但也可以在芯扇形件30s的切口部30a载置连接台62。此时，连接台62也可以与线轴50一体形成。

在上述实施方式中，连接台62与线轴60一体形成，但也可以采用将连接台62从线轴60分离的构成。

符号说明

1线圈装置

2传热壳体

2a切口(第2切口部)

3变压器部

4A谐振用线圈部

4B谐振用线圈部

10变压器用线圈组(第2线圈)

10A初级侧线圈(第2线圈)

10B次级侧线圈(第2线圈)

20线圈(第1线圈)

30芯(第2芯)

40芯(第1芯)

40a切口部(第1切口部)

41中脚

42外脚

43连结部

43a锥形部

50线轴(骨架/线架)(第2线轴/第2骨架/第2线架)

60线轴(骨架/线架)(第1线轴/第2骨架/第2线架)

62连接台

63底板

64突出部

64a锥形部

65分隔壁

66收容部

67外壁

68配线槽

71盖

72螺钉

C连接部。

Claims (10)

1.一种线圈装置，其特征在于，包括：

芯，在外表面形成有第1切口部；

第1线圈，其卷绕于所述芯；

导线，其与从所述第1线圈引出的一对引线的一者连接；和

收容部，其收容所述引线和所述导线连接的连接部，且由具有电绝缘性的材料形成，

所述收容部的一端部收容于所述第1切口部。

2.如权利要求1所述的线圈装置，其特征在于，

包括载置于所述第1切口部上的连接台，

所述连接台具有朝向所述第1切口部突出，至少一部分收容于所述第1切口部的突出部，

在所述突出部的内部形成有所述收容部的至少一部分。

3.如权利要求2所述的线圈装置，其特征在于，

包括收容所述芯和所述第1线圈的壳体，

所述第1切口部为沿规定方向延伸的槽状，

在所述壳体形成有与所述第1切口部连络的第2切口部，

所述突出部通过所述第2切口部而延伸至所述壳体的外部。

4.如权利要求2所述的线圈装置，其特征在于，

所述连接台具有底板，

所述突出部从所述底板的一面朝向所述第1切口部突出，

在所述突出部的内部形成有在所述底板的另一面开口，沿规定方向延伸的槽，

所述槽的一对侧壁延伸至所述底板的相反侧，形成从所述底板的另一面突出的一对分隔壁，

由所述槽和所述一对分隔壁划分出所述收容部。

5.如权利要求4所述的线圈装置，其特征在于，

所述连接台在所述一对分隔壁的外侧包括在所述底板的另一面竖立的外壁，

由所述底板、所述外壁和与外壁邻接的所述分隔壁形成供从所述第1线圈引出的一对引线的另一者通过的配线槽。

6.如权利要求2所述的线圈装置，其特征在于，包括：

壳体，其收容所述芯和所述第1线圈；和

盖，其覆盖所述收容部的开口，

在所述盖和所述连接台形成有通孔，

在所述壳体形成有螺纹孔，

将通过所述盖和所述连接台的通孔的螺钉拧入所述壳体的螺纹孔中，而将所述壳体、所述连接台和所述盖共同紧固。

7.如权利要求6所述的线圈装置，其特征在于，

所述第1切口部为沿规定方向延伸的槽状，

在所述壳体形成有与所述第1切口部连络的第2切口部，

所述突出部通过所述第2切口部而延伸至所述壳体的外部。

8.如权利要求1所述的线圈装置，其特征在于，

包括与所述第1线圈连接的第2线圈，

所述导线为从所述第2线圈引出的引线。

9.如权利要求1所述的线圈装置，其特征在于，

X轴方向、Y轴方向和Z轴方向为相互正交的方向，

所述芯包括：

中脚，其沿所述X轴方向延伸；

一对外脚，其将所述中脚夹在中间而沿所述Y轴方向排列；和

连结部，其将所述中脚和所述一对外脚连结，

与所述中脚相比，所述外脚的作为所述Z轴方向上的大小的厚度大，

所述连结部形成为从所述外脚朝向所述中脚所述厚度逐渐变小，使得在所述连结部的所述Z轴方向上的两端部形成所述第1切口部。

10.如权利要求1所述的线圈装置，其特征在于，

所述芯为在连结中脚和一对外脚的连结部的端部形成有V字槽状的所述第1切口部的PQ形的芯。