CN216528395U - 一种电感的填粉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电感的填粉装置。填粉装置包括：填粉盒、定量填粉治具、一开设有至少一个模穴的模具、固定安装并驱动模具滑移的一对位装置、控制各部件运动的一控制系统，填粉盒至少为两个，填粉盒底部设有至少一个填粉孔，各填粉盒的下方对应设置有至少一个定量填粉治具，定量填粉治具开设有至少一个粉料导向孔，各填粉盒内装载不同粒径的粉料，通过填粉孔分别装填至对应的粉料导向孔，并通过控制系统控制对位装置以驱动模具上的模穴与对应的粉料导向孔连通以进行填粉，通过多次填充，电感的侧壁致密度及粉料压实密度显著改善，电感性能显著提升且稳定，合格率得到同步改善。

Description

一种电感的填粉装置

技术领域

本实用新型涉及电感制造的技术领域，具体是涉及一种电感的填粉装置。

背景技术

电感器是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。其中，一体成型电感(模压电感)相比传统组装式电感，因其低阻抗，低寄生电容，小体积、大电流，在高频和高温环境下仍能保持优良的温升电流及饱和电流等特性，被广泛使用于消费类、工业类、汽车类电子设备上。

一体成型电感由于其线圈被软磁粉材完全包裹封装，因而具有传统绕线式电感所不可比拟的屏蔽效果和稳定性。现有的一体成型电感封装线圈时，通常将绕制有线圈的坯材放置于模具的模穴内，常采用同一粒径的粉料对线圈与模穴的内壁之间的空隙进行填充封装，经过一次填充压制后得到成型的电感器。

随着智能手机、智能穿戴产品等应用场合对一体成型电感小型化、高频化和大电流化的要求不断提升，其内部线圈尺寸与电感成品的尺寸越来越接近，即在模压成型过程中，线圈与模穴侧壁之间的空间越来越小，这对软磁粉材的封装提出了更高的要求。上述现有的一体成型电感线圈封装技术已不适于小尺寸、大电流一体成型电感的制造，主要存在以下问题：线圈与模穴壁之间的空隙太小，若不对填充粉材进行区分，仍采用统一造粒的大颗粒粉材进行封装，容易造成电感侧壁上粉料填充密度低、甚至线圈裸露现象，显著降低电感成品的屏蔽性能和电感值；若全部采用细颗粒粉材进行填充封装，则存在细颗粒粉材生产的收得率低，显著提高制造成本，且易造成电感顶部的粉材压实密度不够，同样会影响电感成品的性能。

因此，针对目前一体成型电感的填粉装置上的不足，有待于做进一步的改进。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种电感的填粉装置，具体技术方案如下：

一种电感的填粉装置，具有这样的特征，包括：填粉盒、定量填粉冶具、一模具、固定安装并驱动模具移动的一对位装置、控制各部件运动的一系统；

填粉盒包括至少一第一填粉盒和一第二填粉盒，各填粉盒底部开设有至少一填粉孔，各填粉盒下方分别对应设置至少一定量填粉治具，各定量填粉治具沿竖直方向开设有至少一粉料导向孔，各填粉盒内装载的具有不同粒径的粉材通过填粉孔分别装填至对应的粉料导向孔；

模具设置于定量填粉治具的下方，模具上设有至少一模穴，控制系统控制对位装置以驱动模具贴合定量填粉治具的底部并使模穴与对应的粉料导向孔连通以进行填粉操作。

上述的电感的填粉装置，其中，对位装置包括：

横向驱动装置，连接一平台底座，模具通过一模具底座设于平台底座的上方，控制系统连接横向驱动装置并控制横向驱动装置驱动平台底座使用于固定模具底座的一工作平台沿水平方向滑移；

纵向驱动装置，设置于平台底座上方并连接用于固定模具的模具底座，控制系统连接纵向驱动装置并控制纵向驱动装置驱动模具底座沿竖直方向升降；

控制系统通过控制横向驱动装置和纵向驱动装置使得模具贴合定量填粉治具的底部并使模穴与对应的粉料导向孔连通。

上述的电感的填粉装置，其中，横向驱动装置包括：

横向驱动结构，包括定位于平台底座下方的一滚珠丝杠、套设于滚珠丝杠上的一螺母组件，平台底座固连于螺母组件远离平台底座的一侧，且螺母组件套设于滚珠丝杠上，

滑动结构，包括固连于平台底座下方的至少一滑轨、套设于滑轨上的至少两个第一滑块，滑轨平行于滚珠丝杠设置，第一滑块套设于滑轨上，且第一滑块固连于平台底座，

第一驱动器，第一驱动器连接于滚珠丝杠，控制系统连接于第一驱动器并控制第一驱动器以驱动滚珠丝杠旋转。

上述的电感的填粉装置，其中，纵向驱动装置为一第二驱动器，第二驱动器设置于平台底座上，且第二驱动器连接于模具底座的底部，控制系统连接于第二驱动器并控制第二驱动器以驱动模具底座沿竖直方向升降。

上述的电感的填粉装置，其中，平台底座靠近模具的端面上固定有呈竖直状的至少一导轨，导轨上套设有一第二滑块，第二滑块固连于模具底座。

上述的电感的填粉装置，其中，填粉盒与定量填粉治具中间还设有一固定板，定量填粉治具通过一横向驱动组件滑移连接于固定板的下方，控制系统连接于横向驱动组件并控制横向驱动组件以驱动定量填粉治具相对固定板滑移，进而调整粉料导向孔与填粉孔之间的相对位置。

上述的电感的填粉装置，其中，模具上设置有一定位结构，对位装置驱动模具移动，并使得定位结构卡接于定量填粉治具，使得模穴对准粉料导向孔。

上述的电感的填粉装置，其中，填粉盒以及模具底座上均设置有至少一个振动器，控制系统连接于振动器并控制振动器的开关。

上述的电感的填粉装置，其中，粉料导向孔贯通于定量填粉治具，粉料导向孔内设置有一控制阀，控制系统连接于控制阀以控制控制阀的开关，进而实现粉料导向孔与模穴之间的连通与阻断。

上述技术方案的积极效果是：对植入有磁芯坯件的模穴，可针对不同待填充部位对粉材的实际需求差异分次填充粒径不同但更为合适的粉料，分次填充后，不同粒径的粉料分别填充于线圈与模穴之间的空隙的不同部位。由于小颗粒粉材较好的流动性和间隙填充性，线圈与模穴的侧壁之间填充小颗粒粉材，很好地解决了电感的侧壁粉料填充密度低而导致性能下降、线圈外漏的问题，增大了电感的侧壁上粉料的填充密度，进而保障了电感成品的屏蔽性能和电感值，提高了电感成品的合格率；二次填充大颗粒粉材则用于填充电感的顶部，进一步提高了电感顶部的粉料压实密度，从而使电感成品的性能得到进一步提升，而且大颗粒粉材制备时的收得率高，也降低了生产成本。

附图说明

图1为本实施例中填粉装置的结构示意图；

图2为填粉盒的填粉孔的剖面示意图；

图3为定量填粉治具的粉料导向孔的剖面示意图；

图4为本实施例中第一次填粉后的模穴剖面图；

图5为本实施例中第二次填粉后的模穴剖面图；

附图中：1、填粉盒；1-1、填粉孔；1-2、第一填粉盒；1-3、第二填粉盒；2、定量填粉治具；2-1、粉料导向孔；2-2、第一填粉治具；2-3、第二填粉治具；3、模具；3-1、模穴；4、控制系统；5、模具底座；6、工作平台；7、平台底座；8、滚珠丝杠；9、螺母组件；10、滑轨；11、第一滑块；12、第一驱动器；13、第二驱动器；14、导轨；15、第二滑块；16、固定板；17、振动器；18、控制阀；19、第三驱动器。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图5对本实用新型提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本实用新型的限定。

如图1所示，本实施例提供的一体成型电感的填粉装置包括：填粉盒1、定量填粉治具2、模具3、驱动所述模具3移动的一对位装置、控制各部件运动的一控制系统4、承载模具3的一可移动的工作平台6、设置于工作平台6下方并与工作平台6固定连接的一平台底座7。

填粉盒1设置有两个，分别用于填充不同粒径的粉料，填粉盒1下端面开设有多个填粉孔1-1；填粉盒1下方设置有两个定量填粉治具2，定量填粉治具2沿竖直方向开设有与填粉孔1-1对应数量的粉料导向孔2-1，粉料导向孔2-1与填粉孔1-1连通，填粉盒1内装载的具有不同粒径的粉材通过所述填粉孔1-1分别装填至对应的所述粉料导向孔2-1。

模具3设置于定量填粉治具2下方，模具3由一对位装置驱动沿水平方向以及竖直方向移动，与定量填粉治具2的底部贴合接触，使模穴3-1与粉料导向孔2-1定位连通，完成定位，使得每个粉料导向孔2-1内的粉料依次填充至与其相对应的各个模穴3-1内。粉料导向孔2-1内设置有一控制阀18，通过开关控制阀18实现定量填粉治具2向模穴3-1内定量填充粉材的效果。

对位装置包括：横向驱动装置，连接平台底座7并驱动工作平台6沿水平方向滑移，平台底座7上方设置有一模具底座5，模具底座5上开设有一安装槽，模具3嵌设于安装槽内；

纵向驱动装置，连接一模具底座5并驱动模具底座5沿竖直方向滑移，直至固定于模具底座5上方的模具3与定量填粉治具2的底部接触，且模穴3-1连通于粉料导向孔2-1。

横向驱动装置包括横向驱动结构、滑动结构以及第一驱动器12。

其中，横向驱动结构包括滚珠丝杠8、套设于滚珠丝杠8上的螺母组件9；滑动结构包括一滑轨10、套设于滑轨10上的两个第一滑块11；第一驱动器12，采用伺服电机。

滚珠丝杠8的一端插接于一个支柱的侧壁上，滚珠丝杠8的另一端固定连接于伺服电机的输出轴，伺服电机通过螺栓固定于地面或填粉装置的底座上。滚珠丝杠8呈水平状设置，螺母组件9的远离地面的一侧焊接固定于平台底座7靠近地面的端面上。

伺服电机连接于控制系统4，控制系统4控制伺服电机以驱动滚珠丝杠8进行周向旋转运动。伺服电机驱动滚珠丝杠8周向旋转时，螺母组件9具有随着滚珠丝杠8一同周向旋转的趋势，由于固定于螺母组件9外侧的平台底座7固定于滑轨10上，使得螺母组件9沿着滚珠丝杠8的延长方向滑移，进而驱动工作平台6沿滚珠丝杠8的延长方向滑移，模具3随之滑移。

地面或填粉装置的底座上通过螺栓固定有两个支撑座，两个支撑座相对设置，滑轨10焊接固定于两个支撑座之间，且滑轨10的延伸方向平行于螺纹杆8的延伸方向。

两个第一滑块11套设于滑轨10上，第一滑块11沿滑轨10的轴心线方向开设有供滑轨10穿设的通孔，滑轨10的横截面的外轮廓呈多边形，第一滑块11的横截面的内轮廓与滑轨10的外轮廓相匹配。第一滑块11远离地面的一端焊接固定于平台底座7，滑轨10与地面之间留有供第一滑块11滑移的余量。

纵向驱动装置用于驱动模具底座5沿竖直方向移动，纵向驱动装置即第二驱动器13。第二驱动器13通过螺栓固定于平台底座7上端面，第二驱动器13选用气缸，气缸的输出轴竖直向上设置且输出轴远离平台底座7的一端焊接固定于模具底座5底端。控制系统4通过控制气缸的输出轴来控制模具底座5沿竖直方向往复移动，完成模具3与定量填粉治具2定位。

平台底座7上端面还焊接固定有两个竖直状的导轨14，模具底座5靠近导轨14的端面上焊接固定有两个第二滑块15，第二滑块15沿竖直方向开设有滑移孔，两个第二滑块15分别滑移套设于两个导轨14上。

当气缸驱动模具底座5沿竖直方向滑移时，第二滑块15相对导轨14滑移，使得模具底座5于水平方向相对平台底座7固定，增强了模具底座5升降时的稳定性，降低了气缸驱动模具底座5沿竖直方向移动时，模具底座5发生位置偏移的几率。

填粉盒1与定量填粉治具(2)中间还设置有一固定板16，固定板16通过支撑座固定于地面上；两个填粉盒1固定于固定板16上端面，固定板16贴合填粉盒1的端面上开设有若干装配槽，填粉盒1插接于装配槽内，且装配槽的底壁上开设有供粉料通过的料道，料道与填粉孔1-1相连通。填粉盒1的外侧壁上设有一卡扣，装配槽的侧壁上开设有一卡槽，卡扣卡接于卡槽内，使得填粉盒1与固定板16之间的连接结构更加稳固，降低填粉盒1与固定板16之间发生相对位移的几率。

定量填粉治具2通过一横向驱动组件连接于固定板16下端面，横向驱动组件即第三驱动器19。第三驱动器19采用气缸，气缸通过螺栓固定于固定板16下端，气缸的输出轴焊接固定于定量填粉治具2的外侧壁上，且输出轴的延伸方向平行于滑轨10的延伸方向。固定板16与定量填粉治具2之间设置有一滑槽(图中并未示出)，滑轨10的延伸方向平行于输出轴的延伸方向，滑槽的槽壁通过螺栓固定于固定板16的下端，滑槽的滑片通过螺栓固定于定量填粉治具2上端。滑片卡接于滑槽内，使得定量填粉治具2沿着滑槽移动时，位置状态更加稳定，降低定量填粉治具2从固定板16上掉落的几率。

如图2、图3所示，根据两个填粉盒1分别填充粒径不同的粉料，将两个填粉盒1分别定义为第一填粉盒1-2、第二填粉盒1-3，第一填粉盒1-2中的粉料粒径小于第二填粉盒1-3中粉料的粒径。对应的，两个定量填粉治具2分别定义为第一填粉治具2-2、第二填粉治具2-3。其中，第一填粉治具2-2用于接收第一填粉粉盒1-2中的粉料，并对模穴3-1进行第一次填充；第二填粉治具2-3用于接收第二填粉盒1-3中的粉料，并对模穴3-1进行第二次填充。通过分次填充，将粒径小的粉材填充于坯材的侧壁与模穴3-1之间的缝隙处，增加了一体成型电感成品侧壁的粉料填充密度，进而保障了电感成品的屏蔽性能和电感值；将粒径大的粉料填充于坯材的顶部，提高了一体成型电感的顶部的粉料压实密度，提高了一体成型电感的成品质量。

粉料导向孔2-1沿竖直方向贯通定量填粉治具2，粉料导向孔2-1的孔径等于填粉孔1-1的孔径。粉料导向孔2-1靠近模具3的孔口处嵌设固定有一控制阀18，控制阀18连接于控制系统4，通过控制系统4控制控制阀18的开关，进而实现粉料导向孔2-1与模穴3-1之间的连通以及隔断。

如图4和图5所示，坯材植入于模具3的模穴3-1内，模具3进行平移以及升降后，模具3朝向填粉盒1的端面与定量填粉治具2的底部贴合接触，使模穴3-1与粉料导向孔2-1相连通，完成定位；控制系统4开启控制阀18后，粉料向坯材与模穴3-1之间的空隙进行填充。

模具3设置有一定位结构，本实施例中定位结构为一定位凸起，模具3与定量填粉治具2之间通过定位凸起实现模穴3-1与粉料导向孔2-1之间的准确定位。定位凸起一体成型于模具3左侧上部，定量填粉治具2开设有一供定位凸起插接的凹槽，第二驱动器13控制模具3朝向定量填粉治具2抬升时，定位凸起插接至凹槽内，进而更加准确地将粉料导向孔2-1与模穴3-1相对准，降低因粉料导向孔2-1与模穴3-1未处于同轴状态而导致粉料未能全部从粉料导向孔2-1内落入模穴3-1，使得部分粉料残留在粉料导向孔2-1与模具3靠近定量填粉治具2的端面形成的空间内的几率，从而提高填粉时的精度。

填粉盒1的外壁上固定有一振动器17，振动器17采用超声波振动器，超声波振动器与控制系统4相连接，并由控制系统4控制其开关。填充粉料时，超声波振动器开启，填粉盒1发生振动，驱动粉料振动下落。

参照图1，模具底座7靠近地面的端面上也固定有振动器17，振动器17采用超声波振动器并与控制系统4相连接，粉料导向孔2-1朝向模穴3-1内填粉时，控制系统4驱动超声波振动器启动，使得模具3发生振动，同时带动与模具3紧密贴合的定量填粉治具2振动，使粉料导向孔2-1内的粉料完全落入模穴3-1，落入模穴3-1的粉料随之振动，进而使得模穴3-1与坯材之间的粉料分布更加均匀致密。

作业过程中，根据电感尺寸和结构设计计算出第一次填粉和第二次填粉分别所需填充的粉料量，并在控制系统4上进行设定，通过控制系统4控制第三驱动器19以调整定量填粉治具2与固定板16之间的相对位置，使填粉孔1-1与粉料导向孔2-1精确对接。填充时，第一填粉盒1-2向第一填粉治具2-2的粉料导向孔2-1填充小颗粒的粉材，第二填粉盒1-3向第二填粉治具2-3的粉料导向孔2-1填充大颗粒的粉材，落入粉料导向孔2-1中的粉料量达到设定值后，控制系统4自动控制第三驱动器19驱动定量填粉治具2平移，使得填粉孔1-1与粉料导向孔2-1呈错位状态，避免粉料继续填充至粉料导向孔2-1内，从而达到控制粉料定量落入粉料导向孔2-1的目的。

控制系统4控制第一驱动器12驱动工作平台6于水平方向进行滑移，使得模穴3-1与粉料导向孔2-1呈同轴状态，然后第二驱动器13驱动模具底座5于竖直方向进行升降，使得模具3中的模穴3-1与粉料导向孔2-1贴合接触，完成定位；待第一次填充的模穴3-1与第一填粉治具2-2上的粉料导向孔2-1对准而后控制系统4自动控制第一填粉治具2-2上的控制阀18开启，粒径小的粉材落入模穴3-1内，对模穴3-1进行第一次填充(如图4所示)；而后第二驱动器13控制模具底座5下降，第一驱动器12控制平台底座7于水平方向滑移，使得经第一次填充后的模穴3-1对准于第二填粉治具2-3上的粉料导向孔2-1，而后控制系统4自动控制第二填粉治具2-3上的控制阀18开启，粒径大的粉材落入模穴3-1内，对模穴3-1进行第二次填充(如图5所示)，即完成整个填粉步骤。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电感的填粉装置，其特征在于，包括：填粉盒(1)、定量填粉治具(2)、模具(3)、固定安装并驱动所述模具(3)移动的一对位装置、控制各部件运动的一控制系统(4)；

所述填粉盒(1)包括至少一第一填粉盒和一第二填粉盒，各所述填粉盒(1)底部开设有至少一填粉孔(1-1)，所述填粉盒(1)下方分别对应设置至少一定量填粉治具(2)，各所述定量填粉治具(2)沿竖直方向开设有至少一粉料导向孔(2-1)，各所述填粉盒(1)内装载的具有不同粒径的粉材通过所述填粉孔(1-1)分别装填至对应的所述粉料导向孔(2-1)；

所述模具(3)设置于定量填粉治具(2)下方，所述模具(3)上设有至少一模穴(3-1)，所述控制系统(4)控制所述对位装置以驱动所述模具(3)贴合所述定量填粉治具(2)的底部并使所述模穴(3-1)与对应的所述粉料导向孔(2-1)连通以进行填粉操作。

2.根据权利要求1所述的电感的填粉装置，其特征在于，所述对位装置包括：

横向驱动装置，连接一平台底座(7)，所述模具(3)通过一模具底座(5)设于所述平台底座(7)的上方，所述控制系统(4)连接所述横向驱动装置并控制所述横向驱动装置驱动所述平台底座(7)使用于固定所述模具底座(5)的一工作平台(6)沿水平方向滑移；

纵向驱动装置，设置于所述平台底座(7)上方并连接用于固定所述模具(3)的模具底座(5)，所述控制系统(4)连接所述纵向驱动装置并控制所述纵向驱动装置驱动所述模具底座(5)沿竖直方向升降；

所述控制系统(4)通过控制所述横向驱动装置和所述纵向驱动装置使得所述模具(3)贴合所述定量填粉治具(2)的底部并使所述模穴(3-1)与对应的所述粉料导向孔(2-1)定位连通。

3.根据权利要求2所述的电感的填粉装置，其特征在于，所述横向驱动装置包括：

横向驱动结构，包括定位于所述平台底座(7)下方的一滚珠丝杠(8)、套设于所述滚珠丝杠(8)上的一螺母组件(9)；所述平台底座(7)固连于所述螺母组件(9)远离所述平台底座(7)的一侧，且所述螺母组件(9)套设于所述滚珠丝杠(8)上；

滑动结构，包括固定于所述平台底座(7)下方的至少一滑轨(10)、套设于所述滑轨(10)上的至少两个第一滑块(11)，所述滑轨(10)平行于所述滚珠丝杠(8)设置，所述第一滑块(11)套设于所述滑轨(10)上，且所述第一滑块(11)固连于所述平台底座(7)；

第一驱动器(12)，所述第一驱动器(12)连接于所述滚珠丝杠(8)，所述控制系统(4)连接于所述第一驱动器(12)并控制所述第一驱动器(12)以驱动所述滚珠丝杠(8)旋转。

4.根据权利要求2所述的电感的填粉装置，其特征在于，所述纵向驱动装置为一第二驱动器(13)，所述第二驱动器(13)设置于所述平台底座(7)上，且所述第二驱动器(13)连接于所述模具底座(5)的底部，所述控制系统(4)连接于所述第二驱动器(13)并控制所述第二驱动器(13)以驱动所述模具底座(5)沿竖直方向升降。

5.根据权利要求4所述的电感的填粉装置，其特征在于，所述平台底座(7)上方固定有呈竖直状的至少一导轨(14)，所述导轨(14)上套设有一第二滑块(15)，所述第二滑块固连于所述模具底座(5)。

6.根据权利要求1所述的电感的填粉装置，其特征在于，所述填粉盒(1)与定量填粉治具(2)中间还设有一固定板(16)，所述定量填粉治具(2)通过一横向驱动组件连接于所述固定板(16)的下方，所述控制系统(4)连接于所述横向驱动组件并控制所述横向驱动组件以驱动所述定量填粉治具(2)相对所述固定板(16)滑移，调整所述粉料导向孔(2-1)与所述填粉孔(1-1)之间的相对位置。

7.根据权利要求1所述的电感的填粉装置，其特征在于，所述模具(3)上设置有一定位结构，所述对位装置驱动所述模具(3)移动，并使得所述定位结构卡接于所述定量填粉治具(2)，使得所述模穴(3-1)对准所述粉料导向孔(2-1)。

8.根据权利要求2所述的电感的填粉装置，其特征在于，所述填粉盒(1)以及所述模具底座(5)上均设置有至少一个振动器(17)，所述控制系统(4)连接于所述振动器(17)并控制所述振动器(17)的开关。

9.根据权利要求1所述的电感的填粉装置，其特征在于，所述粉料导向孔(2-1)贯通于所述定量填粉治具(2)，所述粉料导向孔(2-1)内设置有一控制阀(18)，所述控制系统(4)连接于所述控制阀(18)以控制所述控制阀(18)的开关，进而实现所述粉料导向孔(2-1)与所述模穴(3-1)之间的连通与阻断。

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