專利名稱：線圈部件、變壓器以及開關(guān)電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及線圈部件、變壓器以及開關(guān)電源裝置。
背景技術(shù)：
作為汽車的車載零部件，眾所周知有將高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓或者將低電壓轉(zhuǎn)換成 高電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器等開關(guān)電源裝置。作為被使用于開關(guān)電源裝置的線圈部件之一，有 在專利文獻1中公開的部件。日本專利實開平2-4217號公報中所述的線圈部件具有如下結(jié) 構(gòu)，即具有兩個磁芯腳部(兩腳部)和兩個磁芯基部，在各個腳部卷繞繞組(windingwire) 從而形成在一個方向上圍繞兩腳部和基部旋轉(zhuǎn)的磁通。專利文獻1 日本專利實開平2-4217號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而，在將日本專利實開平2-4217號公報所述的線圈部件作為例如開關(guān)電源裝 置的扼流圈而使用的情況下，由于在構(gòu)成線圈部件的線圈上流動大量的電流，所以由線圈 產(chǎn)生的熱量較大，由于該發(fā)熱的影響，存在招致線圈自身的劣化或者被配置于線圈部件周 邊的各器械等的性能下降的可能性。本發(fā)明正是借鑒了上述課題而悉心研究的成果，目的在于提供一種進一步提高對 于線圈繞組上的發(fā)熱的散熱性的線圈部件、變壓器以及開關(guān)電源裝置。為了達到上述目的，本發(fā)明所涉及的線圈部件的特征在于具備卷繞于第1軸線 的周圍且中央具有開口的第1線圈繞組(coil winding)、卷繞于沿著所述第1軸線的第2 軸線的周圍且與所述第1線圈繞組并列設(shè)置并在中央具有開口的第2線圈繞組、電連接所 述第1線圈繞組的一個端部與所述第2線圈繞組的一個端部的連接構(gòu)件、以與所述連接構(gòu) 件相連的方式設(shè)置的具有電絕緣性的熱傳導性構(gòu)件；所述第1線圈繞組以及所述第2線圈 繞組被分別卷繞，使得由流過所述第1線圈繞組以及所述第2線圈繞組的電流產(chǎn)生磁通，所 述磁通貫穿于所述第1線圈繞組的所述開口內(nèi)并進一步在與貫穿于所述第1線圈繞組的所 述開口內(nèi)的方向相反的方向上貫穿于所述第2線圈繞組的所述開口內(nèi)。利用上述線圈部件，由于在電連接第1線圈繞組和第2線圈繞組的彼此端部的連 接構(gòu)件上進一步連接具有電絕緣性的熱傳導性構(gòu)件，使得在第1以及第2線圈繞組上產(chǎn)生 的熱從熱傳導部件散熱，所以可以進一步提高對于在第1以及第2線圈繞組上的發(fā)熱的散 熱性。在此，可以采用所述連接構(gòu)件連接所述第1線圈繞組以及所述第2線圈繞組的端 部中、沿著所述第ι軸線以及第2軸線的延伸方向且相對于所述第1線圈繞組以及所述第 2線圈在同一個方向上的端部彼此的方式。此外，可以采用所述第1線圈繞組與所述第2線圈繞組由相同形狀的構(gòu)件形成的 方式。在此情況下，由于可以將相同形狀的構(gòu)件作為第1以及第2線圈繞組而使用，所以可以省略單獨制作各個線圈繞組的工序，從而可以減少制作線圈繞組時的工作量。此外，所述第1線圈繞組以及所述第2線圈繞組可以分別采用使有端環(huán)狀的板狀 線圈構(gòu)件多個聯(lián)結(jié)而成的方式。這樣，在所述第1線圈繞組以及所述第2線圈繞組各自通 過聯(lián)結(jié)板狀線圈構(gòu)件而成的情況下，由于流過這些線圈繞組的電流變得非常大，所以通過 安裝熱傳導構(gòu)件進行散熱可以更好地避免線圈部件等性能的降低。 此外，可以采用具備夾持所述第1線圈繞組以及所述第2線圈繞組的一對磁性體 芯構(gòu)件的方式。上述熱傳導性構(gòu)件的散熱效果可以有效用于一對磁性體芯構(gòu)件夾持第1線 圈繞組以及第2線圈繞組的結(jié)構(gòu)中。本發(fā)明的變壓器的特征為具備上述的線圈部件。在此情況下，可以獲得使用了線 圈部件的變壓器，其中該線圈部件對線圈繞組的散熱進一步被提高。此外，本發(fā)明所涉及的開關(guān)電源裝置的特征為具備上述的線圈部件。在此情況下， 可以獲得使用了線圈部件的開關(guān)電源裝置，其中該線圈部件對線圈繞組的散熱性進一步被提尚。此外，在上述開關(guān)電源裝置中，可以采用所述連接構(gòu)件被所述熱傳導性構(gòu)件連接 于所述開關(guān)電源裝置的殼體上的方式。如上所述，通過將熱傳導性構(gòu)件連接于開關(guān)電源裝置的殼體，使得連接構(gòu)件通過 熱傳導性構(gòu)件而被連接，在例如開關(guān)電源裝置的殼體作為散熱器的一部分發(fā)揮作用的情況 下，產(chǎn)生于線圈繞組的熱量可以通過熱傳導性構(gòu)件而更有效地向殼體散發(fā)，所以能夠進一 步提高對線圈繞組的發(fā)熱的散熱性。利用本發(fā)明，可以提供一種進一步提高對線圈繞組上的發(fā)熱的散熱性的線圈部 件、變壓器以及開關(guān)電源裝置。


圖1是表示本實施方式所涉及的線圈部件的立體圖。圖2 (a)是包含于圖1的線圈部件的線圈繞組的平面圖，(b)是線圈繞組的底面圖。圖3是線圈繞組的側(cè)面圖。圖4是表示線圈部件的另一種方式的立體圖。圖5是從圖4的線圈部件的底面?zhèn)瓤吹降牧Ⅲw圖。圖6(a)是說明圖4線圈部件的一部分結(jié)構(gòu)的平面圖，(b)是說明線圈部件的一部 分結(jié)構(gòu)的底面圖。圖7(a)是表示圖6(a)線圈部件的VIIA-VIIA線上的端面的圖，(b)是表示圖6(a) 線圈部件的VIIB-VIIB線上的端面的圖。圖8是進一步具備磁性體芯構(gòu)件的線圈部件的分解立體圖。圖9是本實施方式所涉及的開關(guān)電源裝置的電路圖。圖10是本實施方式所涉及的開關(guān)電源裝置的立體圖。
具體實施例方式以下參照附圖詳細說明實施本發(fā)明的最佳方式。其中，在圖面的說明中，對相同要 素標注相同的符號，省略重復的說明。
首先，參照圖1 圖3說明本實施方式所涉及的線圈部件的結(jié)構(gòu)。圖1是表示本 實施方式所涉及的線圈部件的立體圖。圖2是從圖1的線圈部件的底面?zhèn)瓤吹降牧Ⅲw圖。 圖2(a)是構(gòu)成線圈部件的線圈繞組的平面圖，圖2(b)是該線圈繞組的底面圖。此外，圖3 是線圈繞組的側(cè)面圖。圖1所示的線圈部件1是被用于電感元件、轉(zhuǎn)換器(converter)、變頻器 (inverter)等開關(guān)電源裝置、噪聲濾波器(noise filter)等的元件。線圈部件1包含由導 體板形成的兩個線圈繞組2 (第1線圈繞組2A以及第2線圈繞組2B)、串連連接于這兩個線 圈繞組2(2A，2B)之間的連接構(gòu)件(連接用母線(busbar))3、被連接于連接構(gòu)件3的具有電 絕緣性的熱傳導性構(gòu)件(散熱構(gòu)件)5。在本實施方式所涉及的線圈部件1中，第1線圈繞組2A和第2線圈繞組2B由相 同形狀的線圈繞組2所構(gòu)成。如圖1 圖3所示，線圈繞組2為使相互離開而被并列設(shè)置 的有端環(huán)狀且為板狀的第1以及第2線圈構(gòu)件10，12以在規(guī)定的卷繞方向上相連的方式聯(lián) 結(jié)的構(gòu)件。有端環(huán)狀的第1以及第2線圈構(gòu)件10，12呈所謂的C字形，在中央處具有圓形的 開口 14，16。此外，第1以及第2線圈構(gòu)件10，12的一端和另一端之間形成從內(nèi)周延伸至外 周的縫隙20，22。第1線圈構(gòu)件10和第2線圈構(gòu)件12以開口 14，16相連通的方式在同軸 上互相重疊。此外，第1線圈構(gòu)件10和第2線圈構(gòu)件12在使縫隙20和縫隙22的位置錯 開的狀態(tài)下(總之，以這兩個縫隙不相連通的方式)互相重疊。由此使得第1線圈構(gòu)件10 的另一端部與第2線圈構(gòu)件12的一端部互相重疊。此外，第1以及第2線圈構(gòu)件10，12的 形狀并不局限于上述的C字形的有端環(huán)狀，也可以是例如橢圓形或者四邊形等其他形狀。在第1線圈構(gòu)件10的一端部上，一體設(shè)置有相對于開口 14的中心軸線向外突出 的第1端子部(電連接端子部)24，第1線圈構(gòu)件10的另一端部通過U字形的聯(lián)結(jié)部18被 連接于第2線圈構(gòu)件12的一端部。在第2線圈構(gòu)件12的另一端部上一體設(shè)置有相對于開 口 16的中心軸線向外突出的第2端子部26。在第1線圈構(gòu)件10的內(nèi)周邊上形成有向外切入的切入部30。此外，在第1線圈構(gòu) 件10的外周邊中，在開口 14的中心軸線與切入部30的連接線的延長線的區(qū)域中，設(shè)置有 以第1線圈構(gòu)件10的外周邊在徑向上變大的方式向外膨脹的突出部34。另一方面，在第2線圈構(gòu)件12的內(nèi)周邊上形成有向外切入的切入部32。此外，在 第2線圈構(gòu)件12的外周邊中，在開口 16的中心軸線與切入部32的連接線的延長線區(qū)域中， 設(shè)置有以第2線圈構(gòu)件12的外周邊在徑向上變大的方式向外膨脹的突出部36。切入部30，32在第1以及第2線圈構(gòu)件10，12的厚度方向上貫通。如果從開口 14，16的中心軸線方向進行觀察，則切入部30，32沿著開口 14，16的周邊具有規(guī)定的寬度， 且在開口 14，16的徑向上具有規(guī)定的深度。此外，從開口 14，16的中心軸線方向進行觀察 時，設(shè)置于第1線圈構(gòu)件10的切入部30和設(shè)置于第2線圈構(gòu)件12的切入部32被設(shè)置于 互為不同的位置上。此外，設(shè)置于第1線圈構(gòu)件10的突出部34和設(shè)置于第2線圈構(gòu)件12 的突出部36被設(shè)置為分別沿著第1以及第2線圈構(gòu)件10，12的外周邊具有規(guī)定的寬度，且 外周邊向外突出規(guī)定的幅度。此外，突出部34，36分別被設(shè)置于延長了連接開口 14，16的中心軸線和切入部30， 32的直線的外周邊上。由此，可以確保切入部30，32的形成區(qū)域中的第1以及第2線圈構(gòu)件10，12的寬度(導體板的寬度)，從而避免了第1以及第2線圈構(gòu)件10，12在切入部30，32的周圍變窄使得引起發(fā)熱的電阻增大。如以上所述，在本實施方式中，通過設(shè)置突出部 34，36，確保了切入部30，32的形成區(qū)域中的第1以及第2線圈構(gòu)件10，12的寬度，并且抑 制了由于由導體板的寬度和厚度所決定的各個線圈構(gòu)件10，12的截面積的減少所導致的 電阻的增大。此外，當從開口 14，16的中心軸線方向進行觀察時，突出部34，36被設(shè)置于互 不相同的位置上。此外，第1以及第2線圈構(gòu)件10，12分別具備與突出部34，36不同的突出部33， 35。突出部33被設(shè)置在第1線圈構(gòu)件10的外周邊中與上述突出部34不相同的位置(例 如如圖2 (a)所示，以線圈繞組2被卷繞的軸線為基準，相對于聯(lián)結(jié)部18呈90度的位置) 上。此外，突出部35被設(shè)置在第2線圈構(gòu)件12的外周邊中與上述突出部36不同的位置 (例如如圖2(b)所示，以線圈繞組2被卷繞的軸線為基準，相對于聯(lián)結(jié)部18呈-90度的位 置)上。如上所述，第1以及第2線圈構(gòu)件10，12也可以具備多個突出部。具有以上結(jié)構(gòu)的線圈繞組2可以通過沖切加工一片導電性較好的基板而形成。更 為具體而言，從銅板以及鋁板等基板，通過沖切加工而得到第1端子部24、連接于第1端子 部24的第1線圈構(gòu)件10、第2線圈構(gòu)件12、連接于第2線圈構(gòu)件12的第2端子部26、連接 第1以及第2線圈構(gòu)件10，12的I字形的聯(lián)結(jié)部18。然后，通過將聯(lián)結(jié)部18彎曲成U字形 從而使第1線圈構(gòu)件10和第2線圈構(gòu)件12保持規(guī)定的間隙而重疊。由此，制作了由導體 板構(gòu)成的線圈繞組2。此外，線圈繞組2并不限于這樣的彎曲線圈，例如既可以是將線圈構(gòu) 件與鏈接部螺釘固定的線圈，也可以是對線圈構(gòu)件與連接部進行熔接的線圈。此外，也可以 用鉚釘固定。如圖1所示，在本實施方式所涉及的線圈部件1中具有以下結(jié)構(gòu)，即被并列設(shè)置的 兩個線圈繞組2 (第1線圈繞組2A和第2線圈繞組2B)雙方的第2端子部26通過連結(jié)構(gòu) 件3而被連接。此時，第1線圈繞組2A為卷繞于第1軸線Al的周圍的構(gòu)造，第2線圈繞組 2B為卷繞于平行于第1軸線Al的第2軸線A2的周圍的構(gòu)造。此外，第1軸線Al和第2軸 線A2只要實質(zhì)上平行即可。例如允許由于制造時等所產(chǎn)生的誤差而引起的傾斜，只要是一 方沿著另一方即可。在此，為了連接第1線圈繞組2A和第2線圈繞組2B雙方的第2端子部26，連接構(gòu) 件3被彎曲為通過第2線圈繞組2B的第1端子部24的下部。于是，在從由圖1所示的第 2軸線A2的上方進行觀察的情況下，連接構(gòu)件3和第2線圈繞組2B的第1端子部24以重 疊的方式被立體交叉配置。由于構(gòu)成線圈部件1的第1線圈繞組2A和第2線圈繞組2B由同一種構(gòu)件形成，所 以在從圖1的上面向底面方向分別觀察各個線圈繞組的情況下，線圈的卷繞方向相同。此 夕卜，如上所述，通過連接構(gòu)件3，沿著第1軸線Al以及第2軸線A2且相對于第1線圈繞組 2A以及第2線圈繞組2B被配置在相同方向上的第2端子部26彼此被連接。由此，在從一 個線圈端面?zhèn)?例如從圖1的上面向底面方向)觀察被并列設(shè)置的第1線圈繞組2A以及 第2線圈繞組2B時，第1線圈繞組2A以及第2線圈繞組2B的端子部24，26中的里側(cè)(在 從底面?zhèn)瓤瓷厦鎮(zhèn)确较虻那闆r下為跟前側(cè))的端子部彼此被連接構(gòu)件3連接。此外，如圖 1所示，在被并列設(shè)置的兩個線圈繞組2 (2A，2B)并列的方向上，以第1線圈繞組2A的第1 端子部24以及第2端子部26、第2線圈繞組2B的第1端子部24以及第2端子部26的順序?qū)⑵渑渲谩Ｔ撨B接構(gòu)件3和兩個線圈繞組2的第2端子部26分別被螺絲38固定。由此，被輸入到第1線圈繞組2A的第1端子部24的電流依次流過第1線圈構(gòu)件 10、聯(lián)結(jié)部18以及第2線圈構(gòu)件12，在流至第1線圈繞組2A的第2端子部26之后，通過 連接構(gòu)件3被輸入到第2線圈繞組2B的第2端子部26。于是，電流依次流過第2線圈繞 組2B的第2線圈構(gòu)件12、聯(lián)結(jié)部18以及第1線圈構(gòu)件10，并從第2線圈繞組2B的第1端 子24輸出。此時，在從圖1的上面向底面方向觀察各個線圈繞組的電流路徑的卷繞方向的 情況下，第1線圈繞組2A的卷繞方向和第2線圈繞組2B的卷繞方向不同，因此，貫穿于第 1線圈繞組2A的開口 14內(nèi)的磁通的方向與貫穿于第2線 圈繞組2B的開口 16內(nèi)的磁通的 方向為相反方向。即，由于第1線圈繞組2A和第2線圈繞組2B被并列設(shè)置，所以存在著一 個磁路，該磁路為貫穿一個線圈的開口并以相反方向貫穿另一方線圈的開口從而環(huán)繞一周 的磁通的流通路線。由此，線圈部件14具有四匝線圈的作用。此外，如圖1所示，在連接構(gòu)件3上利用螺釘37以與連接構(gòu)件3相連的方式安裝 熱傳導性構(gòu)件5。該熱傳導性構(gòu)件5由具有電絕緣性和熱傳導性的材料構(gòu)成，例如優(yōu)選使用 硅酮薄板等。如以所述，由于熱傳導性構(gòu)件5由電絕緣性的材料構(gòu)成，所以在第1線圈繞組 2A、連接構(gòu)件3以及第2線圈繞組2B上流動的電流不會在熱傳導性構(gòu)件5中流動。然而由 于熱傳導性構(gòu)件5具有熱傳導性，所以由于電流流過第1線圈繞組2A、連接構(gòu)件3以及第 2線圈繞組2B而產(chǎn)生的熱被傳導至熱傳導性構(gòu)件5。此外，安裝熱傳導性構(gòu)件5的螺釘37 的長度大于熱傳導性構(gòu)件5的厚度而突出于背面，在后述的開關(guān)電源裝置上安裝線圈部件 1時也被使用。此外，在螺釘37和連接構(gòu)件3之間設(shè)置有絕緣構(gòu)件37a。這就是為了防止 流經(jīng)連接構(gòu)件3的電流通過螺釘37而流向其他的裝置等而加以設(shè)置的絕緣構(gòu)件。該絕緣 構(gòu)件37a被設(shè)置為覆蓋螺釘37插入的連接構(gòu)件3的螺孔內(nèi)周邊。接著，參照圖4 圖7說明本實施方式所涉及的線圈部件的其他方式。以下所說 明的線圈部件4與上述的線圈部件1的不同之處在于，使絕緣構(gòu)件相對于線圈繞組2(2A， 2B) —體成形。圖4是表示本實施方式中其他方式的線圈部件的立體圖。圖5是從圖4的 線圈部件的底面?zhèn)瓤吹降牧Ⅲw圖。圖6(a)是說明圖4線圈部件的一部分結(jié)構(gòu)的平面圖， 圖6(b)是說明圖4線圈部件的一部分結(jié)構(gòu)的底面圖。圖7(a)是表示圖6(a)線圈部件的 VIIA-VIIA線上的端面的圖，圖7(b)是表示圖6(a)線圈部件的VIIB-VIIB線上的端面的 圖。如圖4所示，在線圈部件4上，以分別覆蓋兩個線圈繞組2 (2A，2B)的第1以及第2 線圈構(gòu)件10，12的一部分區(qū)域的方式設(shè)置作為絕緣材料的樹脂部40。具體而言，由樹脂部 40覆蓋與后述的磁性體芯構(gòu)件相對的第1以及第2線圈構(gòu)件10，12的最外面的板面、相鄰 的第1以及第2線圈構(gòu)件10，12之間、第1以及第2線圈構(gòu)件10，12的內(nèi)周邊。此外，在本實 施方式所示的線圈部件1中，第1以及第2線圈構(gòu)件10，12的外周邊也被樹脂部40覆蓋。此 夕卜，作為被用于樹脂部40的絕緣材料，由于例如PBT樹脂(Poly Butylene Terephthalate, 聚對苯二甲酸丁二醇酯)和PPS樹脂(Poly Phenylene Sulfide，聚苯硫醚)等的耐熱性、 耐化學藥品性、難燃性以及尺寸穩(wěn)定性等特性良好，因此適合使用。樹脂部40覆蓋兩個線圈繞組2(2A，2B)中除了第1端子部24以及第2端子部26 之外的第1以及第2線圈構(gòu)件10，12的表面。此外，由樹脂部40在中央處沿著線圈繞組2 的軸線方向形成開口 52，54。即線圈部件4與線圈構(gòu)件10，12同樣為中空狀。該開口 52，54被設(shè)置為可以插入例如后述的磁性體芯構(gòu)件的腳部。此外，如圖5以及圖6(b)所示，在底面?zhèn)染邆渫怀鲇谟蓸渲?0構(gòu)成的外部的凸 部50a，50b。這是為了進行與后述的磁性體芯構(gòu)件之間的定位而設(shè)置的。此外，如圖7(a) 以及圖7 (b)等所示，樹脂部40被構(gòu)成為填埋第1線圈構(gòu)件10與第2線圈構(gòu)件12之間。但 是，在線圈繞組2的突出部34，36的表面區(qū)域的一部分、第2線圈構(gòu)件12上沿著開口 52，54 的中心軸線而對應(yīng)于第1線圈構(gòu)件10的切入部30的區(qū)域的一部分、以及第1線圈構(gòu)件10 上沿著開口 52，54的中心軸線而對應(yīng)于第2線圈構(gòu)件12的切入部32的區(qū)域的一部分上， 樹脂部40并不覆蓋線圈繞組2的表面， 而是線圈繞組2露出于外部。以下說明該線圈繞組 2的露出區(qū)域。首先，線圈繞組2的突出部34，36，其表面中垂直于開口 52，54的中心軸線的面 (即圖6(a)以及圖6(b)中表面34a，34b，36a，36b)露出于外部。而且，突出部34，36的外 周邊分別被樹脂部44，46覆蓋。如上所述，通過使突出部34，36的表面一部分區(qū)域露出于外 部，并從該露出的部分通過例如熱傳導性的構(gòu)件而與被設(shè)置于外部的熱傳導性構(gòu)件電絕緣 連接，從而可以進行從線圈繞組2的散熱。此外，通過由樹脂部44，46分別覆蓋突出部34， 36的外圍，從而可以保持與被配置于線圈部件1周圍的其他裝置等接觸時的絕緣性。此外， 如本實施方式那樣，通過線圈繞組2的外周邊被樹脂部40覆蓋并且突出部34，36的外周邊 也被樹脂部44，46覆蓋，從而在成為并列設(shè)置線圈部件4被樹脂部40覆蓋的兩個線圈繞組 2的結(jié)構(gòu)的情況下，可以保持線圈部件4的兩個線圈繞組2之間的絕緣性。此外，在線圈部件4中，如上所述，使第2線圈構(gòu)件12上沿著開口 52，54的中心軸 線而對應(yīng)于第1線圈構(gòu)件10的切入部30的區(qū)域的一部分、第1線圈構(gòu)件10上沿著開口 52， 54的中心軸線而對應(yīng)于第2線圈構(gòu)件12的切入部32的區(qū)域的一部分露出于外部。具體 而言，如圖4、圖6以及圖7所示，切入部30也被與其他內(nèi)周邊相同厚度的樹脂部40覆蓋。 由此，如圖7 (a)所示，在第2線圈構(gòu)件12上，與被樹脂部40覆蓋的切入部30相比，沿著開 口 52，54的中心軸線而對應(yīng)于第1線圈構(gòu)件10的切入部30的區(qū)域成為了向內(nèi)周邊內(nèi)部突 出的結(jié)構(gòu)。而且，作為該突出區(qū)域(對應(yīng)于第1線圈構(gòu)件10的切入部30的第2線圈構(gòu)件 12的區(qū)域)的一部分的面43a和其背面43b露出于外部。此外，如圖7 (a)所示，形成了露 出于外部的面43a以及其背面43b的內(nèi)側(cè)(內(nèi)周邊部分)與第1以及第2線圈構(gòu)件10，12 的其他內(nèi)周邊部分同樣被樹脂部40覆蓋的結(jié)構(gòu)。由此，線圈部件1的開口 52，54的內(nèi)周邊 全部被樹脂部40覆蓋。由此，可以保持被插入到開口 52，54的磁性體芯構(gòu)件與線圈繞組2 之間的絕緣性。此外，使第1線圈構(gòu)件10上沿著開口 52，54的中心軸線而對應(yīng)于第2線圈構(gòu)件12 的切入部32的區(qū)域也形成為相同的形狀。即，與上述對應(yīng)于第1線圈構(gòu)件10的切入部30 的第2線圈構(gòu)件12的區(qū)域相同，如圖7 (b)所示，與切入部32相比，與對應(yīng)于第2線圈構(gòu)件 12的切入部32的區(qū)域相對應(yīng)的第1線圈構(gòu)件10的區(qū)域成為了向內(nèi)周邊內(nèi)側(cè)突出的結(jié)構(gòu)。 而且，作為該突出區(qū)域的一部分的面41a及其背面41b露出于外部。此外，如圖7(b)所示， 露出于外部的面41a及其背面41b的內(nèi)側(cè)(內(nèi)周部分)成為了與第1以及第2線圈構(gòu)件 10，12的其他內(nèi)周部分同樣被樹脂部40覆蓋的結(jié)構(gòu)。此外，在線圈部件4中，被設(shè)置于構(gòu)成線圈繞組2的第1以及第2線圈構(gòu)件10，12 的突出部33，35分別完全露出于外部(即突出部的外周邊也未被樹脂部40覆蓋)。如這些突出部33，35那樣，未被樹脂部40覆蓋而露出于外部的區(qū)域，其外周無需被樹脂部40覆蓋。如上所述，與該區(qū)域被樹脂部40覆蓋的情況相比，通過設(shè)置露出于上述外部的區(qū) 域(突出部33，35以及突出部34，36的面34a，34b，36a，36b、對應(yīng)于切入部30，32的區(qū)域、 即面41a，41b，43a，43b)，可以高效率地將線圈繞組2的熱放出至外部。此外，在上述線圈部件4中，連接構(gòu)件3以通過第2線圈繞組2B的第1端子部24 下部的方式向圖4中的圖示下方彎曲，并且在連接構(gòu)件3變得比第1以及第2線圈繞組2A， 2B的第2端子部26位于下方的位置上安裝有熱傳導性構(gòu)件5。由此，如圖5所示，能夠以 延續(xù)到覆蓋第1以及第2線圈繞組2A，2B底面的樹脂部40的邊緣部的上部的方式(即，以 潛入到樹脂部40的下方的方式)，對線圈部件4安裝更大表面積的熱傳導性構(gòu)件5。為此， 可以進一步提高利用該熱傳導性構(gòu)件5的傳熱效果。上述線圈部件4是利用例如以下的方法制造。首先，準備兩個(作為第1線圈繞 組2A以及第2線圈繞組2B)第1線圈構(gòu)件10以及第2線圈構(gòu)件12被連接構(gòu)件18連接的 線圈繞組2。接著，分別將該兩個線圈繞組2設(shè)置于被形成為樹脂部40的形狀的模具內(nèi)作 為嵌入部件，通過將樹脂注入到模具內(nèi)進行鑄模成形，從而得到樹脂部40與第1線圈構(gòu)件 10以及第2線圈構(gòu)件12周圍的一部分一體成形的線圈繞組2。接著，通過將該一體成形有 樹脂部40的兩個線圈繞組2進行并列設(shè)置，并且相對于導電性的連接構(gòu)件3由螺釘38來 分別固定線圈繞組2的第2端子部26，再進一步相對于該連接構(gòu)件3由螺釘37來固定熱傳 導性構(gòu)件5，從而獲得線圈部件4。此外，也可以不用螺釘37進行對熱傳導性構(gòu)件5與螺釘 37的固定，而是將例如與螺釘37的直徑相比直徑足夠大的開口設(shè)置于熱傳導性構(gòu)件5上， 在將線圈部件4安裝于后述的開關(guān)電源裝置等時，在使用螺釘37相對于開關(guān)電源裝置固定 線圈部件4時，以將熱傳導性構(gòu)件5夾持于線圈部件4與開關(guān)電源裝置之間的狀態(tài)，使熱傳 導性構(gòu)件5與線圈部件4相連。此外，在例如熱傳導性構(gòu)件5是由具有粘結(jié)性的材料形成 的情況下，通過使熱傳導性構(gòu)件5緊密附著于連接構(gòu)件3，也可設(shè)置為與連接構(gòu)件3相連。此外，由于成形時的成形壓力(即，將樹脂注入到模具內(nèi)時的壓力)，可能存在線 圈繞組2發(fā)生變形而導致短路的情況?？墒?，即使在成形時線圈繞組2發(fā)生了變形，也難以 在一體成形后確認在線圈繞組2中是否發(fā)生了短路。為此，在相對于線圈部件4一體成形 樹脂部40時，從防止由于成形壓力而引起的線圈繞組2變形的目的出發(fā)，可以利用成形模 具機械性固定被設(shè)置于第1以及第2線圈構(gòu)件10，12的突出部34，36、第2線圈構(gòu)件12上 沿著開口 52，54的中心軸線而對應(yīng)于第1線圈構(gòu)件10的切入部30的區(qū)域的一部分、第1 線圈構(gòu)件10上沿著開口 52，54的中心軸線而對應(yīng)于第2線圈構(gòu)件12的切入部32的區(qū)域 的一部分。由此可以抑制成形時發(fā)生線圈繞組2的變形。此外，進行機械性固定的區(qū)域未 被樹脂覆蓋而成為露出于外部的區(qū)域(即，突出部34，36的面34a，34b，36a，36b、作為對應(yīng) 于切入部30，32的區(qū)域的面41a，41b，43a，43b)。上述線圈部件1，4可以制作成進一步具備磁性體芯構(gòu)件的線圈部件70。線圈部 件70可以作為例如后述的開關(guān)電源裝置的扼流線圈而起作用。以下說明通過在上述線圈 部件4上進一步設(shè)置磁性體芯構(gòu)件而構(gòu)成線圈部件70的方式。圖8是本實施方式所涉及 的線圈部件70的分解立體圖。如圖8所示，線圈部件70具備線圈繞組2 (2A，2B)的表面覆蓋有樹脂部40的線圈部件4以及一對磁性體芯構(gòu)件8，9。如圖8所示，磁性體芯構(gòu)件8，9被配置為沿著線圈部件 4的開口 52，54的中心軸線夾持線圈部件4。開口 52，54是磁性體芯構(gòu)件8，9的腳部所貫 通的貫通孔。在被一對磁性體芯構(gòu)件8，9夾持的狀態(tài)下，第1以及第2端子部24，26與連 接有熱傳導性構(gòu)件5的連接構(gòu)件3突出于磁性體芯構(gòu)件8，9。磁性體芯構(gòu)件8，9為將鐵素體粉末壓粉成形而得到的所謂U型芯體和I型芯體。 更為具體而言，磁性體芯構(gòu)件8由具有長邊方向的平板狀的基部80、以及在基部80的一個 主面上突出設(shè)置的兩根圓柱狀的腳部81、82構(gòu)成，腳部81與腳部82分離而被連接于基部 80。磁性體芯構(gòu)件9由具有長邊方向的平板狀的基部90構(gòu)成。 磁性體芯構(gòu)件8的腳部81、82被分別插入線圈部件4的開口 52、54中。被分別插 入開口 52、54中的腳部81、82與磁性體芯構(gòu)件9的基部90接觸。此外，磁性體芯構(gòu)件8的基部80的一個主面接觸于線圈構(gòu)件4的一個主面(由圖 4所表示的上面?zhèn)?的樹脂部40。此外，磁性體芯構(gòu)件9的基部90的一個主面接觸于線圈 構(gòu)件4的另一個主面(圖5所表示的底面)的樹脂部40。此時，通過被設(shè)置于樹脂部40的 凸部5a，50b分別與在基部90的長邊方向上相對的兩個側(cè)面相接觸，從而抑制了磁性體芯 構(gòu)件9與線圈部件4之間在寬度方向上的位置偏差的發(fā)生。此外，被設(shè)置于線圈部件4的 樹脂部40的凸部50a，50b分別沿著基部90的長邊方向的外周邊被形成為肋條狀，然而凸 部形狀并不限于上述的形狀，例如，既可以采用沿著基部90的外周在包括寬度方向的多個 位置上設(shè)置的方式，也可以采用在基部90上設(shè)置凹部且在與它對應(yīng)的位置上形成凸部，以 此來決定線圈部件4與磁性體芯構(gòu)件9的接觸位置的方式。在具有上述結(jié)構(gòu)的線圈部件70中，在將電流輸入到第1線圈繞組2A的第1端子部 24并從第2線圈繞組2B的第1端子部24輸出的情況下，由于是以使產(chǎn)生于貫通第1線圈 繞組2A中心的腳部81內(nèi)部的磁通的朝向(第1朝向)與產(chǎn)生于貫通第2線圈繞組2B中 心的腳部82內(nèi)部的磁通的朝向(第2朝向)不相同的方式卷繞第1線圈繞組2A和第2線 圈繞組2B，所以由在第1以及第2線圈繞組2A，2B中流動的電流形成環(huán)繞腳部81，82內(nèi)部 和基部90內(nèi)部一周的磁路。因此，線圈部件70作為四匝的線圈而起作用。由于該線圈部 件70具有上述結(jié)構(gòu)，因此與例如通過在一定方向上層疊線圈而設(shè)置四匝的線圈的情況相 比，取得了可以實現(xiàn)低背化且散熱性能優(yōu)異的效果。此外，例如在與以八字形(眼鏡圈形) 連接兩個兩匝線圈而設(shè)置的情況相比，取得了從連接構(gòu)件3或者被安裝于連接構(gòu)件3的熱 傳導性構(gòu)件5的散熱效果優(yōu)異的效果。接著，說明上述線圈部件70被優(yōu)選使用的開關(guān)電源裝置。圖9是開關(guān)電源裝置100 的電路圖。此外，圖10是開關(guān)電源裝置100的立體圖。本實施方式的開關(guān)電源裝置100具 有DC-DC轉(zhuǎn)換器的功能，例如，將從儲存100V至500V左右電壓的高壓電池等供給的高壓直 流輸入電壓Vin轉(zhuǎn)換為低壓直流輸出電壓Vout，并且向儲存12 16V左右電壓的低壓電池 等供電。如圖10所示，該開關(guān)電源裝置100具有作為開關(guān)電源裝置100的殼體一部分的底 板101，在該底板101上固定有輸入平滑電容器(輸入濾波器)130、開關(guān)電路120、主變壓器 140、整流電路150、由扼流線圈(線圈部件)70與輸出平滑電容器162構(gòu)成的平滑電路160。 底板101的背面利用例如水冷·空冷等被冷卻。即，底板101具備作為散熱器的功能。更為具體而言，該開關(guān)電源裝置100具備在初級高壓線121與初級低壓線122之間設(shè)置的開關(guān)電路120以及輸入平滑電容器130、具有初級以及次級變壓器線圈部141、142 的主變壓器140、與次級變壓器線圈部142連接的整流電路150、以及與整流電路150連接 的平滑電路160。開關(guān)電路120采用由開關(guān)元件Sl S4構(gòu)成的全橋式電路結(jié)構(gòu)。開關(guān)電路120根 據(jù)例如由驅(qū)動電路(圖中未示)供給的驅(qū)動信號而將被外加在輸入端子T1、T2間的直流輸 入電壓Vin轉(zhuǎn)換為輸入交流電壓。 輸入平滑電容器130使從輸入端子Τ1、Τ2輸入的直流輸入電壓Vin變得平滑。主 變壓器140改變在開關(guān)電路120中生成的輸入交流電壓，并將輸出交流電壓輸出。根據(jù)變 壓比適當設(shè)定初級以及次級變壓器線圈部141、142的匝數(shù)比。此處，初級變壓器線圈部141 的匝數(shù)比次級變壓器線圈部142的匝數(shù)多。次級變壓器線圈部142是中心抽頭式，通過連 接部C以及輸出線LO被引導至輸出端子Τ3。整流電路150是由整流二極管151Α、151Β構(gòu)成的單相全波整流型整流電路。各個 整流二極管151Α、151Β的陰極與次級變壓器線圈部142連接，而陽極與接地線LG連接并被 引導至輸出端子Τ4。這樣，整流電路150對來自主變壓器140的輸出交流電壓的各半個單 波期間進行單獨整流，然后生成直流電壓。平滑電路160包括扼流圈(線圈部件)70與輸出平滑電容器162。扼流圈70被插 入配置在輸出線LO中。輸出平滑電容器162在輸出線LO中連接于扼流圈70與接地線LG 之間。這樣，平滑電路160使在整流電路150中被整流的直流電壓變得平滑，然后生成直流 輸出電壓Vout，從輸出端子Τ3、Τ4向低壓電池等供給該直流輸出電壓Vout。在此，如圖10所示，扼流線圈(線圈部件)70在被裝載于開關(guān)電源裝置100的底 板101上時，包含于線圈部件70的熱傳導性構(gòu)件5是以與底板101相連的方式由螺釘37 以及螺絲39固定。由此，與包含于扼流線圈70的第1線圈繞組2Α和第2線圈繞組2Β電 連接的連接構(gòu)件3通過熱傳導性構(gòu)件5而由螺釘37被連接于底板101 (開關(guān)電源裝置100 的殼體)。由此，在電流在扼流線圈70中流動時，在第1線圈繞組2Α和第2線圈繞組2Β上 所產(chǎn)生的熱從連接構(gòu)件3通過熱傳導性構(gòu)件5向作為散熱器的底板101傳導。因此，與未 通過熱傳導性構(gòu)件5與底板101連接的情況相比較，可以進一步提高線圈繞組2 (2Α，2Β)上 所產(chǎn)生的熱的散熱性。在如以上所述被構(gòu)成的開關(guān)電源裝置100中，從輸入端子Tl，Τ2提供的直流輸入 電壓Vin被切換而產(chǎn)生輸入交流電壓，并被提供給主變壓器140的初級變壓器線圈部141。 然后，所產(chǎn)生的輸入交流電壓被變壓并從次級變壓器線圈部142作為輸出交流電壓被輸 出。于是，該輸出交流電壓在被整流電路150整流的同時被平滑電路160平滑化，作為直流 輸出電壓Vout從輸出端子Τ3，Τ4被輸出。此外，在開關(guān)電源裝置100中使用線圈部件4的 部件并不局限于由上述實施方式所表示的扼流線圈部件70。S卩，線圈部件4也適用于主變 壓器140。如以上所述，利用本實施方式所涉及的線圈部件4，由于對電連接第1線圈繞組2Α 和第2線圈繞組2Β的連接構(gòu)件3連接具有電絕緣性而且具有熱傳導性的熱傳導性構(gòu)件5， 所以能夠有效地從熱傳導性構(gòu)件5對在第1以及第2線圈繞組2Α，2Β上所產(chǎn)生的熱進行散 熱。此外，如上述線圈部件4那樣，通過由樹脂部40覆蓋第1線圈繞組2Α以及第2線圈繞組2B的周圍以及內(nèi)周邊，可以實現(xiàn)與夾持線圈部件4的磁性體芯構(gòu)件8，9的絕緣以及 相鄰的線圈構(gòu)件10，12之間的絕緣。而且，在如線圈部件4那樣由樹脂部40覆蓋第1線圈 繞組2A以及第2線圈繞組2B的周圍的情況下，限制了從第1線圈繞組2A以及第2線圈繞 組2B的表面的散熱。因此，與不設(shè)置熱傳導性構(gòu)件5的情況相比，如本實施方式那樣對連 接構(gòu)件3連接熱傳導性構(gòu)件5，散熱效果更為顯著。此外，通過將上述的線圈部件1用于開關(guān)電源裝置100，由于在第1以及第2線圈 繞組2A，2B上所產(chǎn)生的熱從連接構(gòu)件3通過熱傳導性構(gòu)件5向構(gòu)成開關(guān)電源裝置100殼體 的底板101而傳導，所以能夠更加有效地散熱。此外，即使是在將該線圈部件4使用于主變 壓器140的情況下，同樣也能夠獲得使用了可以有效地從線圈繞組2進行散熱的線圈部件 1的變壓器。以上說明了本發(fā)明的實施方式，但是本發(fā)明并不局限于上述的實施方式，可以實 行各種各樣的變更。例如，在上述實施方式中，作為線圈部件4，說明了通過由樹脂部40覆蓋被并列設(shè) 置的兩個線圈繞組2(2A，2B)的表面從而實現(xiàn)在與磁性體芯構(gòu)件相對的最外面的線圈構(gòu)件 (第1以及第2線圈構(gòu)件10，12)的板面上、相鄰的第1以及第2線圈構(gòu)件10，12之間、以及 第1以及第2線圈構(gòu)件10，12的內(nèi)周邊上的絕緣的結(jié)構(gòu)，然而該絕緣的實現(xiàn)也可以不是取 決于由樹脂部40進行覆蓋的結(jié)構(gòu)。例如，也可以采用為了實現(xiàn)上述部位上的絕緣而對線圈 部件1安裝套管等零部件的方式。 此外，雖然說明了第1線圈繞組2A和第2線圈繞組2B是由相同形狀的構(gòu)件(線 圈繞組2)形成的結(jié)構(gòu)，然而也可以是互不相同的形狀。此外，有關(guān)線圈的繞組數(shù)，在第1線 圈繞組2A和第2線圈繞組2B之間也可以有所不同。S卩，各線圈繞組2(2A，2B)的線圈構(gòu)件 的數(shù)目只要為1以上即可。此外，雖然說明了第1線圈繞組2A和第2線圈繞組2B的第2 端子部26分別是通過連接構(gòu)件3和螺絲38連接的結(jié)構(gòu)，然而連接構(gòu)件3和線圈繞組2 (2A， 2B)也可以通過例如鉚釘而固定。此外，連接構(gòu)件3也可以通過熔接而被連接于線圈繞組 2(2A，2B)的雙方或者一方。此外，線圈繞組2(2A，2B)的任意一方和連接構(gòu)件3也可以在一 體化的狀態(tài)下通過例如沖切加工而成形。此外，在上述實施方式中，雖然說明了第1線圈繞組2A和第2線圈繞組2B被并列 設(shè)置于平面上的結(jié)構(gòu)，然而第1線圈繞組2A和第2線圈繞組2B也可以例如具有高低差而 并列設(shè)置。在此情況下，連接第1線圈繞組2A和第2線圈繞組2B的端子部的連接構(gòu)件3 可以根據(jù)上述實施方式的方式適當改變而使用。此外，雖然說明了在線圈部件1中熱傳導性構(gòu)件5被連接于連接構(gòu)件3的結(jié)構(gòu)，然 而也可以是線圈部件1的熱傳導性構(gòu)件5被設(shè)置于與連接構(gòu)件3不同的位置的結(jié)構(gòu)。例如， 也可以采用對露出于線圈繞組2(2A，2B)外部的部分安裝熱傳導性構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。此外，被設(shè)置于第1線圈構(gòu)件10以及第2線圈構(gòu)件12的突出部34，36的位置可 以適當變更。此外，也可以變更突出部34，36的數(shù)目。此外，在上述實施方式中，雖然說明了突出部34，36的外周邊分別被樹脂部44，46 覆蓋而突出部34，36的一部分表面露出的方式，然而該樹脂部44，46是為了保持與其它裝 置等相接觸時的絕緣性而被設(shè)置的，并不是必須構(gòu)件。即也可以采用并不局限于突出部34， 36表面的一部分區(qū)域露出，也可以像突出部33，35那樣露出所有的表面。
此外，一對磁性體芯構(gòu)件8，9的形狀并不局限于如上述實施方式所示的一個磁性 體芯構(gòu)件8具備腳部81，82的所謂的UI型的形狀。也可以是例如磁性體芯構(gòu)件8，9的雙 方具備腳部的所謂的UU型的形狀或者不具備腳部81，82的空心芯體。此外，開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)并不局限于圖9，10。即，本實施方式所涉及的線圈部件 1也可以被優(yōu)選用于例如變頻器等。
權(quán)利要求
一種線圈部件，其特征在于，具備卷繞于第1軸線的周圍且中央具有開口的第1線圈繞組；卷繞于沿著所述第1軸線的第2軸線的周圍而與所述第1線圈繞組并列設(shè)置、且在中央具有開口的第2線圈繞組；電連接所述第1線圈繞組的一個端部與所述第2線圈繞組的一個端部的連接構(gòu)件；以及以與所述連接構(gòu)件相連的方式設(shè)置且具有電絕緣性的熱傳導性構(gòu)件，所述第1線圈繞組以及所述第2線圈繞組被分別卷繞，使得由流過所述第1線圈繞組以及所述第2線圈繞組的電流產(chǎn)生磁通，所述磁通貫穿于所述第1線圈繞組的所述開口內(nèi)并進一步在與貫穿于所述第1線圈繞組的所述開口內(nèi)的方向相反的方向上貫穿于所述第2線圈繞組的所述開口內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的線圈部件，其特征在于，所述連接構(gòu)件連接所述第1線圈繞組以及所述第2線圈繞組的端部當中在同一方向上 的端部彼此，其中所述同一方向指沿著所述第1軸線以及第2軸線的延伸方向且相對于所 述第1線圈繞組以及所述第2線圈在同一方向上。
3.如權(quán)利要求1所述的線圈部件，其特征在于，所述第1線圈繞組以及所述第2線圈繞組是由相同形狀的構(gòu)件構(gòu)成的。
4.如權(quán)利要求1所述的線圈部件，其特征在于，所述第1線圈繞組以及所述第2線圈繞組分別是使有端環(huán)狀的板狀線圈構(gòu)件多個聯(lián)結(jié) 而構(gòu)成的。
5.如權(quán)利要求1所述的線圈部件，其特征在于，具備夾持所述第1線圈繞組以及所述第2線圈繞組的一對磁性體芯構(gòu)件。
6.一種變壓器，其特征在于， 具備權(quán)利要求1所述的線圈部件。
7.一種開關(guān)電源裝置，其特征在于， 具備權(quán)利要求1所述的線圈部件。
8.權(quán)利要求7所述的開關(guān)電源裝置，其特征在于，所述連接構(gòu)件被所述熱傳導性構(gòu)件連接于所述開關(guān)電源裝置的殼體上。
全文摘要
本發(fā)明涉及線圈部件、變壓器及開關(guān)電源裝置。線圈部件(1)具備卷繞于第1軸線(A1)周圍的第1線圈繞組(2A)、卷繞于第2軸線(A2)周圍與第1線圈繞組2A并列設(shè)置的第2線圈繞組(2B)、電連接第1線圈繞組(2A)的一個端部第2端子部(26)與第2線圈繞組(2B)的一個端部第2端子部(26)的連接構(gòu)件(3)、安裝于連接構(gòu)件3且具有電絕緣性和熱傳導性的熱傳導性構(gòu)件(5)；第1與第2線圈繞組(2A，2B)被卷繞，使流過第1與第2線圈繞組(2A，2B)的電流產(chǎn)生貫穿第1線圈繞組(2A)的開口(14)、且在與貫穿第1線圈繞組(2A)開口(14)的方向相反方向上貫穿第2線圈繞組(2B)開口(16)的磁通，使第1和第2線圈繞組(2A，2B)產(chǎn)生的熱從熱傳導性構(gòu)件(5)散熱。
文檔編號H01F27/28GK101840765SQ201010142309
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者池澤輝 申請人:Tdk株式會社