環形線圈的製作方法
2023-06-04 08:33:21
專利名稱：環形線圈的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種環型的線圈(環形線圈)，例如用於被安裝在印刷電路板的電路布線上的扼流線圈或線路濾波器等中。
背景技術：
作為例如在扼流線圈或線路濾波器等中所用的環形線圈，提出了各種在環形鐵心 (或者收容了環形鐵心的鐵心罩)的周圍連續地卷繞有線圈線(導線)的部件(例如專利文獻1、專利文獻2)。環形線圈在較多的磁通通過環形鐵心自身的結構上具有漏磁通少，且不容易受到周圍物體的影響等優點，由於能夠發揮穩定的電感，因此特別適合於高頻電路。一般現有的環形鐵心是在角部形成有小的圓角，基本上其剖面為矩形狀。另外，在用於電源電路等的升壓、平滑或者去除雜音等的環形線圈中，由於流過幾 A 30A左右的電流而卷繞0. 5mm 2mm程度的較粗的線圈線。在先專利文獻專利文獻專利文獻1 日本實開平6-55216號公報專利文獻2 日本實開昭61-55319號公報本發明要解決的技術問題如果相對於必要的線圈卷數而環形鐵心足夠大，則不用重疊卷繞線圈線而以單層卷繞便能夠卷繞線圈，但近年來伴隨電力、電子設備的小型化，環形線圈也被要求為小型的製品。因此變為使用直徑更小且低高度(低背)的環形鐵心，在必要的線圈的卷數較多的情況下或線圈線較粗的情況下，單層卷繞不能獲取必要的卷數，因而不得不重疊卷繞的情況較多。然而，如圖7以及圖8所示那樣，當在具有現有的矩形狀的剖面的環形鐵心120上卷繞線圈線131來形成線圈130時，在環形鐵心120的內周側和外周側中，由於圓周方向的長度不同，線圈線部分的外周側寬內周側窄，因此如圖8(b)的剖面圖所示那樣，即使外周側的線圈線131a排列成一行以單層卷繞來構成線圈，但內周側的線圈線131b彼此互相重疊而厚度增加，環形線圈110整體的厚度變厚，存在難以實現低高度化的問題。
發明內容
因此，本發明的目的在於，為了能夠對應小型化的進展的電力、電子設備，以實現能夠使在小型(直徑小)的環形鐵心上卷繞了線圈之後的完成後的狀態更加低高度化的環形線圈。用於解決技術問題的方法本發明的第1環形線圈具有環形鐵心，由磁性材料構成；線圈，在上述環形鐵心上卷繞線圈線而構成，該環形線圈的特徵在於，上述環形鐵心的剖面形狀成為等腰梯形 (isosceles trapezium)，該等腰梯形由外表面部、內表面部、上表面部以及下表面部形成， 上述外表面部與上述內表面部平行，上述內表面部比上述外表面部短。作為上述本發明的第1環形線圈的進一步的特徵，包括「具有收容上述環形鐵心的鐵心罩，上述線圈線卷繞在上述鐵心罩上，上述鐵心罩的卷繞上述線圈線的部分的剖面形狀成為與上述環形鐵心的剖面形狀相似的等腰梯形 (isosceles trapezium)，，，「上述線圈線在上述內表面部的卷繞層數多於在上述外表面部的卷繞層數，上述外表面部和上述內表面部的上述線圈的完成後的高度大致相等」，「上述外表面部與上述內表面部的高度的差是上述線圈線的直徑的2倍以上」。另外，本發明的第2環形線圈具有環形鐵心，由磁性材料構成；線圈，在上述環形鐵心上卷繞線圈線而構成，該環形線圈的特徵在於，上述環形鐵心的剖面形狀成為梯形，該梯形由外表面部、內表面部、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銳角，上述內表面部比上述外表面部短。作為上述本發明的第2環形線圈的進一步的特徵，包括「具有收容上述環形鐵心的鐵心罩，上述線圈線卷繞在上述鐵心罩上，上述鐵心罩的卷繞上述線圈線的部分的剖面形狀成為與上述環形鐵心的剖面形狀相似的梯形。」發明效果根據本發明的環形線圈，由於能夠使外徑側和內經側的線圈線的完成後的高度均勻化，因此即使是小型(直徑小)的部件也能夠更加低高度化，從而向小型的電力、電子設備的安裝變得容易。
圖1是表示本發明的第1實施方式的環形鐵心的圖，(a)是俯視圖，(b)是(a)中的A-A的剖面圖。圖2是表示在圖1的環形鐵心上卷繞了線圈線的狀態的圖，(a)是俯視圖，(b)是 (a)中的B-B的剖面圖。圖3是表示本發明的第2實施方式的收容了環形鐵心的鐵心罩的圖，(a)是俯視圖，(b)是(a)中的C-C的剖面圖。圖4是表示在收容了圖3的環形鐵心的鐵心罩上卷繞了線圈線的狀態的圖，(a)是俯視圖，(b)是(a)中的D-D的剖面圖。圖5是表示能夠使用於本發明的環形鐵心的其他例子的圖，(a)是俯視圖，(b)是 (a)中的E-E的剖面圖。圖6是表示能夠使用於本發明的環形鐵心的其他例子的圖，(a)是俯視圖，(b)是 (a)中的F-F的剖面圖。圖7是表示現有例的環形鐵心的圖，(a)是俯視圖，(b)是(a)中的G_G的剖面圖。圖8是表示在圖7的環形鐵心上卷繞了線圈線的狀態的圖，(a)是俯視圖，(b)是 (a)中的H-H的剖面圖。
符號說明10A、10B、環形線圈20、20A、20B、環形鐵心21a、21aa、外表面部2 Ib、2 Ibb、內表面部21c、21cc、上表面部21d、21dd、下表面部30、線圈31、線圈線31a、外周側的線圈線31b、內周側的線圈線40、鐵心罩40a、收容部40b、蓋部41a、41b、線圈線部42a、42b、隔開部43a、43b、槽44、隔板45a、外表面部45b、內表面部45c、上表面部45d、下表面部110、環形線圈120、環形鐵心Π0、線圈131、線圈線131a、外周側的線圈線131b、內周側的線圈線
具體實施例方式本發明的環形線圈是在環形鐵心上卷繞了線圈線的部件，或者是在收容了環形線圈的鐵心罩上卷繞了線圈線的部件，是將環形鐵心的剖面形狀做成預定的等腰梯形或梯形的部件，以下根據附圖對本發明的實施方式進行詳細的說明。(第1實施方式)圖1表示本例的環形鐵心20，圖1 (a)是俯視圖，圖1 (b)是圖1 (a)中的A-A面的剖面圖。圖2表示在圖1的環形鐵心20上卷繞了線圈線31的本例的環形線圈10A，圖2 (a) 是俯視圖，圖2(b)是圖2(a)中的B-B面的剖面圖。本例的環形鐵心20在俯視中呈圓環狀(doughnut形狀)，貫通圓的中心的縱剖面的形狀成為等腰梯形。更具體的是，如圖1(b)所示那樣，剖面形狀成為等腰梯形，該等腰梯形由外表面部21a、內表面部21b、上表面部21c以及下表面部21d形成，外表面部21a與內表面部21b平行，內表面部21b比外表面部21a短。該環形鐵心20例如由MnSi (錳鋅)系列的鐵氧體材料、NiSi (鎳鋅)系列的鐵氧體材料等的磁性材料構成。在環形鐵心20的內周側和外周側中，由於圓周方向的長度不同，而外周側寬內周側窄，因此，當線圈線31a在外表面部21a排列成一行以單層卷繞來形成線圈時，內表面部 21b的線圈線31b則互相重疊為兩層以上。這時，由於環形鐵心20的剖面形狀成為內表面部21b比外表面部21a短的等腰梯形，因此外側和內側的線圈線的完成後的厚度被均勻化(參照圖2(b))。更具體的是，當在例如外徑20mm、內徑10mm、圖1 (b)所示的等腰梯形的外表面部 21a為8mm、內表面部21b為6mm的環形鐵心上卷線圈線直徑Imm的線圈線時，由於環形鐵心的內周長是外周長的二分之一，因此當線圈線在外表面部21a排列地單層卷繞時，線圈線在內表面部21b則互相重疊為兩層(具體例1)。在這種情況下，外周側和內周側的線圈的完成後的高度都同樣成為大致10mm，線圈線的最外周的形狀成為大致矩形狀。對此，當在與具體例1的部件的外徑OOmm)、內經(IOmm)以及剖面積(35mm2)相等的現有的矩形剖面(寬度5mm、高度7mm)的環形鐵心上，與具體例1同樣地在外表面部排列地單層卷線圈線直徑Imm的線圈線時，線圈線在內表面部則互相重疊為兩層，相對外周側的線圈的完成後的高度為9mm(7mm+2mm)，而內周側的線圈的完成後的高度則成為 llmm(7mm+4mm)，作為環形線圈整體的高度要比具體例1的部件高1mm。另外，當在例如外徑24mm、內徑8mm、圖1(b)所示的等腰梯形的外表面部21a為 10mm、內表面部21b為6mm的環形鐵心上卷線圈線直徑Imm的線圈線時，由於環形鐵心的內周長是外周長的三分之一，因此當線圈線在外表面部21a排列地單層卷繞時，線圈線在內表面部21b則互相重疊為三層(具體例2)。在這種情況下，外周側和內周側的線圈的完成後的高度都同樣成為大致12mm，線圈線的最外周的形狀成為大致矩形狀。對此，當在與具體例2的部件的外徑04mm)、內經(8mm)以及剖面積相等的現有的矩形剖面(寬度8mm、高度8mm)的環形鐵心上，與具體例2同樣地在外表面部排列地單層卷線圈線直徑Imm的線圈線時，線圈線在內表面部則互相重疊為三層，相對外周側的線圈的完成後的高度為10mm(8mm+2mm)，而內周側的線圈的完成後的高度則成為 14mm(8mm+6mm)，作為環形線圈整體的高度要比具體例2的部件高2mm。像這樣，在本例的環形線圈IOA中，通過使用了具有外表面部21a與內表面部21b 平行，內表面部21b比外表面部21a短的等腰梯形的剖面形狀的環形鐵心20，能夠使外周側和內周側的線圈線的完成後的高度更加均勻化，即使在使用了與現有的矩形剖面的環形鐵心同樣的剖面積的環形鐵心的情況下，也能夠實現更加低高度化。另外，如上述具體例1以及具體例2那樣，通過使外表面部21a與內表面部21b的高度的差成為線圈線的線直徑的2倍以上(具體例1中為2倍，具體例2中為4倍)，能夠適當地對應外表面部21a和內表面部21b的線圈的層數的不同。另外，由於外表面部21a和內表面部21b的線圈的層數與環形鐵心20的外徑和內經的比有較深關係，因此如上述具體例1以及具體例2那樣，通過考慮外徑與內徑的比和線圈線的線直徑來適當設定外表面部21a和內表面部21b的高度，能夠使外表面部21a和內表面部21b的線圈的完成後的高度相同，並可進行低高度化的最優設計。(第2實施方式)圖3是表示本例的收容了環形鐵心的鐵心罩40，圖3(a)是俯視圖，圖3 (b)是圖 3(a)中的C-C面的剖面圖。圖4是表示在圖3的鐵心罩40上卷繞了線圈線31的本例的環形線圈10B，圖4(a)是俯視圖，圖4(b)是圖4(a)中的D-D面的剖面圖。本例的環形線圈IOB是將第1實施方式的環形鐵心20收容到鐵心罩40內，並在該鐵心罩40上卷繞了線圈線31的部件。鐵心罩40由從絕緣性樹脂構成的收容部40a和蓋部40b構成，並形成有將外周分成2個而區分為2個線圈線部41a、41b的隔開部42a、42b。在隔開部42a、42b上形成有用於保持隔板44的槽43a、43b。該隔開部42a、42b以及隔板44是用於使卷繞在線圈線部41a、41b的2個線圈30、 30互相分離從而確保兩者的絕緣耐壓的部件。鐵心罩40的卷繞線圈的線圈線部41a、41b的剖面的形狀成為與環形鐵心20的剖面形狀相似的等腰梯形。更具體的是，如圖3(b)所示那樣，剖面形狀成為等腰梯形，該等腰梯形由外表面部45a、內表面部45b、上表面部45c以及下表面部45d形成，外表面部4 與內表面部4 平行，內表面部4 比外表面部4 短。在鐵心罩40的內周側和外周側中，由於圓周方向的長度不同，而外周側寬內周側窄，因此，當線圈線31a在外表面部4 排列成一行以單層卷繞來形成線圈時，內表面部45b 的線圈線31b則互相重疊為兩層以上。這時，由於鐵心罩40的剖面形狀成為內表面部45b比外表面部4 短的等腰梯形，因此外側和內側的線圈線的完成後的厚度被均勻化(參照圖4(b))。像這樣，在本例的環形線圈IOB中，也與第1實施方式的環形線圈IOA同樣，能夠使外周側和內周側的線圈線的完成後的高度更加均勻化，另外，即使在使用了與現有的矩形剖面的環形鐵心同樣的剖面積的環形鐵心的情況下，也能夠實現更加低高度化。另外，通過使鐵心罩40的外表面部4 與內表面部4 的高度的差成為線圈線的線直徑的2倍以上，能夠適當地對應外表面部4 和內表面部45b的線圈的層數的不同。另外，通過考慮鐵心罩40的外徑與內徑的比和線圈線的線直徑來適當設定外表面部4 和內表面部45b的高度，能夠使外表面部4 和內表面部45b的線圈的完成後的高度相同，可進行低高度化的最優設計。以上對本發明的實施方式進行了說明，但本發明並不被這些實施方式所限定，在不脫離本發明的宗旨的範圍內，當然可以做適當的變更等。例如，環形鐵心或鐵心罩的立體形狀並不限於圓形，也可以是例如圖5所示那樣的長圓形或橢圓形的部件。再者，圖5所示的環形鐵心20A的剖面形狀也可以成為等腰梯形，該等腰梯形由外表面部21a、內表面部21b、上表面部21c以及下表面部21d形成，外表面部21a與內表面部21b平行，內表面部21b比外表面部21a短。另外，對於環形鐵心或鐵心罩的剖面形狀並不限於等腰梯形，也可以是例如圖6 所示那樣的梯形。圖6所示的環形鐵心20b的剖面形狀成為梯形，該梯形由外表面部21aa、內表面部211Λ、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所成的角度都是銳角，內表面部211Λ比外表面部2Iaa短。根據這樣的梯形，能夠使外徑側和內經側的線圈線的完成後的高度在一定的程度上均勻化，即使是小型(直徑小)的部件也能夠更加低高度化。另外，環形鐵心或鐵心罩的剖面形狀並不限於上述的完全的等腰梯形或梯形，也可以如現有的那樣在角部具有一定的曲率，本發明所述的「等腰梯形」以及「梯形」也包含有這樣的內容。
權利要求
1.一種環形線圈，具有環形鐵心，由磁性材料構成；線圈，在上述環形鐵心上卷繞線圈線而構成，該環形線圈的特徵在於，上述環形鐵心的剖面形狀成為等腰梯形，該等腰梯形由外表面部、內表面部、上表面部以及下表面部形成，上述外表面部與上述內表面部平行，上述內表面部比上述外表面部短。
2.根據權利要求1所述的環形線圈，其特徵在於，具有收容上述環形鐵心的鐵心罩，上述線圈線卷繞在上述鐵心罩上，上述鐵心罩的卷繞上述線圈線的部分的剖面形狀成為與上述環形鐵心的剖面形狀相似的等腰梯形。
3.根據權利要求1或者2所述的環形線圈，其特徵在於，上述線圈線在上述內表面部的卷繞層數多於在上述外表面部的卷繞層數，上述外表面部和上述內表面部的上述線圈的完成後的高度大致相等。
4.根據權利要求1 3中任一項所述的環形線圈，其特徵在於，上述外表面部與上述內表面部的高度的差是上述線圈線的直徑的2倍以上。
5.一種環形線圈，具有環形鐵心，由磁性材料構成；線圈，在上述環形鐵心上卷繞線圈線而構成，該環形線圈的特徵在於，上述環形鐵心的剖面形狀成為梯形，該梯形由外表面部、內表面部、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銳角，上述內表面部比上述外表面部短。
6.根據權利要求5所述的環形線圈，其特徵在於，具有收容上述環形鐵心的鐵心罩，上述線圈線卷繞在上述鐵心罩上，上述鐵心罩的卷繞上述線圈線的部分的剖面形狀成為與上述環形鐵心的剖面形狀相似的梯形。
全文摘要
提供一種能夠使在小型的環形鐵心上卷繞了線圈之後的完成後的狀態更加低高度化的環形線圈。該環形線圈具有在環形鐵心(20)上卷繞線圈線(31)而構成的線圈(30)，在該環形線圈中，使環形鐵心(20)的剖面形狀成為內表面部(21b)比外表面部(21a)短的等腰梯形短。
文檔編號H01F17/06GK102376417SQ201110184929
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月4日 優先權日2010年7月5日
發明者水谷升 申請人:東京零件工業股份有限公司