TW202109570A - 扼流線圈及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種空間係數高且製造效率高的扼流線圈及其製造方法。
本發明的扼流線圈10的製造方法係具有:鐵芯準備製程,係準備藉由樹脂製之線架31、41做絕緣被覆且分別具有二個端緣之圓弧狀的第一鐵芯30與第二鐵芯40;第一鐵芯繞線製程,係將第一繞線50a捲繞到前述第一鐵芯以製得第一鐵芯組件3;第二鐵芯繞線製程,係將第二繞線50b捲繞到前述第二鐵芯以製得第二鐵芯組件4;以及對接製程,係將施作了前述繞線的前述第一鐵芯組件與前述第二鐵芯組件的端緣彼此對接以形成環狀。
Description
本發明係有關安裝在電源電路、變流器(Inverter)等交流設備中的整流電路、抗噪電路、波形整形電路、諧振電路、功率因數校正電路、各種開關電路等的扼流線圈及其製造方法,更具體而言,本發明係有關空間係數高且製造效率高的扼流線圈及其製造方法。
安裝在各種交流設備的電路的扼流線圈係將繞線捲繞在經電性絕緣之線架被覆的環狀鐵芯(例如專利文獻1)。
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-59754號公報
然而,為了要將繞線捲繞在鐵芯,則必須反覆進行將繞線通過環狀鐵芯的中央窗口並引出的捲繞製程。此捲繞作業不僅難以機械化,若為線徑細
的繞線時,需要進行數百次以上的捲繞作業,另外,若為線徑粗的繞線時,雖然捲繞次數少,但因繞線硬而有作業困難的問題。
本發明之目的在於提供一種空間係數高且製造效率高的扼流線圈及其製造方法。
本發明的扼流線圈之製造方法係具有:
鐵芯準備製程,係準備藉由樹脂製之線架做絕緣被覆且分別具有二個端緣之圓弧狀的第一鐵芯與第二鐵芯;
第一鐵芯繞線製程,係將第一繞線捲繞到前述第一鐵芯以製得第一鐵芯組件;
第二鐵芯繞線製程,係將第二繞線捲繞到前述第二鐵芯以製得第二鐵芯組件;以及
對接製程,係將施作了前述繞線的前述第一鐵芯組件與前述第二鐵芯組件的端緣彼此對接以形成環狀。
絕緣被覆前述第一鐵芯及前述第二鐵芯的前述線架可為在前述端緣的外周具有鍔部的形狀。
前述鐵芯準備製程可為在藉由前述線架絕緣被覆環狀鐵芯之後進行切斷而形成前述第一鐵芯與前述第二鐵芯之製程。
前述第二鐵芯繞線製程可在前述第一鐵芯的一側的鍔部的外周緣與前述第二鐵芯的一側的鍔部的外周緣彼此靠近的狀態下實施。
可在前述第一鐵芯組件的一側的端緣形成有第一A端子,前述第一鐵芯繞線製程中的前述第一繞線的捲繞起始部係電性連接於前述第一A端
子,前述第一繞線的捲繞終點部係接續到前述第二繞線的捲繞起始部;可在前述第二鐵芯組件的一側的端緣形成有第二B端子,前述第二鐵芯繞線製程中的前述第二繞線的捲繞終點部係電性連接於前述第二B端子。
前述第一A端子與前述第一鐵芯繞線製程中的前述第一繞線的前述捲繞起始部可藉由焊接(welding,又稱熔接)工法或錫焊(solding)而電性連接,且前述第二B端子與前述第二鐵芯繞線製程中的前述第二繞線的前述捲繞終點部可藉由焊接工法或錫焊而電性連接。
前述第一鐵芯繞線製程及前述第二鐵芯繞線步驟可為將前述第一繞線捲繞到前述第一鐵芯,且在前述第一繞線的捲繞終點部接續到前述第二繞線的捲繞起始部的狀態下,將前述第二繞線捲繞到前述第二鐵芯之往程製程;
前述往程的製程之後可具有返程製程,前述返程製程係包含:
第三鐵芯繞線製程,係將返程之第三繞線施作於前述第二鐵芯;以及
第四鐵芯繞線製程,係在前述第三繞線的捲繞終點部接續到前述第四繞線的捲繞起始部的狀態下,將返程之第四繞線施作於前述第一鐵芯。
可在前述第一鐵芯組件的一側的端緣形成有第一A端子,前述第一鐵芯繞線製程中的前述第一繞線的捲繞起始部與前述第四鐵芯繞線製程中的前述第四繞線的捲繞終點部係電性連接於前述第一A端子;
可在前述第二鐵芯組件的一側的端緣形成有第二B端子,前述第二鐵芯繞線製程中的前述第二繞線的捲繞終點部與前述第三鐵芯繞線製程中的前述第三繞線的捲繞起始部係電性連接於前述第二B端子。
前述第一A端子與前述第一鐵芯繞線製程中的前述第一繞線的前述捲繞起始部及前述第四鐵芯繞線製程中的前述第四繞線的前述捲繞終點部
可藉由焊接工法或錫焊而電性連接,且前述第二B端子與前述第二鐵芯繞線製程中的前述第二繞線的前述捲繞終點部及前述第三鐵芯繞線製程中的前述第三繞線的前述捲繞起始部可藉由焊接工法或錫焊而電性連接。
可在前述第一鐵芯組件的一側的端緣形成有第一A端子,且在另一側的端緣形成有第一B端子,前述第一鐵芯繞線製程中的前述第一繞線的捲繞起始部可電性連接於前述第一A端子,捲繞終點部可電性連接於前述第一B端子;可在前述第二鐵芯組件的一側的端緣形成有前述第二A端子,且在另一側的端緣形成有第二B端子,前述第二鐵芯繞線製程中的前述第二繞線的捲繞起始部可電性連接於前述第二A端子,捲繞終點部可電性連接於前述第二B端子。
前述第一鐵芯組件的前述第一繞線的捲繞方向與前述第二鐵芯組件的前述第二繞線的捲繞方向可為同方向。
前述第一鐵芯組件的前述第一繞線的捲繞方向與前述第二鐵芯組件的前述第二繞線的捲繞方向可為相反。
前述繞線可為集合線。
前述對接製程可將具有絕緣性的間隔件插入到前述第一鐵芯與前述第二鐵芯的至少一側的端緣彼此之間而實施。
可在藉由上述任意製造方法製造扼流線圈的製程後,具有對所得的前述扼流線圈進行樹脂被覆之製程。
本發明之扼流線圈可具備:
圓弧狀的第一鐵芯,具有兩個端緣且為至少前述端緣以外由樹脂製之線架做絕緣被覆者,前述線架係在前述端緣的外周具有鍔部;
圓弧狀的第二鐵芯,具有與前述第一鐵芯的前述端緣相向的兩個端緣且為至少前述端緣以外由樹脂製之線架做絕緣被覆者,前述線架係在前述端緣的外周具有鍔部;
第一A端子與第二B端子,係分別配置在前述第一鐵芯與前述第二鐵芯之相向的一側的前述端緣的前述鍔部;以及
捲線,係電性連接於前述第一鐵芯的前述第一A端子並捲繞在前述第一鐵芯,再從前述第一鐵芯之另一側的端緣跨過前述第二鐵芯之另一側的端緣而捲繞在前述第二鐵芯,且電性連接於前述第二鐵芯的前述第二B端子。
另外,本發明之扼流線圈可具備第一鐵芯組件及第二鐵芯組件,前述第一鐵芯組件係具有:
圓弧狀的第一鐵芯,係具有兩個端緣且為至少前述端緣以外由樹脂製之線架做絕緣被覆者,前述線架係在前述端緣的外周具有鍔部;
第一繞線,係捲繞在前述第一鐵芯;
第一A端子,係電性連接於前述第一繞線的捲繞起始部;以及
第一B端子,係電性連接於前述第一繞線的捲繞終點部;
前述第二鐵芯組件係具有:
圓弧狀的第二鐵芯,係具有兩個端緣且為至少前述端緣以外由樹脂製之線架做絕緣被覆者,前述線架係在前述端緣的外周具有鍔部;
第二繞線,係捲繞在前述第二鐵芯;
第二A端子,係電性連接於前述第二繞線的捲繞起始部;以及
第二B端子,係電性連接於前述第二繞線的捲繞終點部;並且,
使前述第一鐵芯組件的前述端緣與前述第二鐵芯組件的前述端緣彼此相向而配置。
另外,本發明之扼流線圈產品係將上述記載的扼流線圈的外周做樹脂被覆而形成者。
依據本發明的扼流線圈之製造方法,以過經絕緣被覆的圓弧狀之第一鐵芯與第二鐵芯之方式,預先施作第一繞線與第二繞線之後,使第一鐵芯與第二鐵芯的端緣對接,而可製得扼流線圈。由於第一鐵芯與第二鐵芯為圓弧狀,因此,相較於環狀鐵芯,繞線的捲繞極為容易,也可達成繞線、扼流線圈的製造自動化,並可儘可能地提高扼流線圈的製造效率。此外,相較於將繞線捲繞在環狀鐵芯的情況,由於可提高繞線的空間因數,因此可謀求扼流線圈的小型化、輕量化、高效率化、小直流電阻化等。
此外,依據本發明的扼流線圈之製造方法,分別製作在第一鐵芯上施作第一繞線之第一鐵芯組件以及在第二鐵芯上施作第二繞線之第二鐵芯組件,使第一鐵芯組件與第二鐵芯組件的端緣分別對接,而可製得扼流線圈。並且,將第一鐵芯與第二鐵芯的端子電性連接,且第一繞線與第二繞線朝向同方向捲繞時,可製得用於PFC電路等的單相之扼流線圈,而第一繞線與第二繞線朝向反方向捲繞時,可製得共模扼流線圈(Common mode choke coil)。
特別是,用於處理頻率為10kHz以上的高頻用途的扼流線圈,通常係使用絞合線來抑制集膚效應,但由於絞合線係經捻絞而使得繞線的空間係數變差,並且絞合線容易散離而不易繞線,此外,基線徑、絞合條數必須依據頻率特別地設計、準備,因而無法避免工時與高價格化。然而,若使用本發明的扼
流線圈之製造方法,繞線為集合線而不用絞合線,由於未捻絞所以繞線空間因數高,且線數也可任意設定。此外,繞線從捲繞起始到捲繞結束朝向單一方向捲繞時,也可減小雜散電容等,特別是高頻扼流線圈,可藉由小型化、輕量化、小直流電阻化來實現高效率化。可藉此謀求降低價格,且可獲得更大的功效。
3:第一鐵芯組件
4:第二鐵芯組件
10:扼流線圈
12:扼流線圈產品
20:環狀鐵芯
21,31,41:線架
22:被覆環狀鐵芯
24,25:突起
30:第一鐵芯、鐵芯
30a,30b,40a,40b:端緣
32,33,42,43:鍔部
32a,42a:卡固接受部
34,44:安裝部
35,45:定位片
37a:第一A端子、端子
37b:第一B端子、端子
38,48:繞線保持部
39,49:電性接點部
40:第二鐵芯、鐵芯
47a:第二A端子、端子
47b:第二B端子、端子
50:繞線
50a:第一繞線、繞線
50b:第二繞線、繞線
50c:第三繞線
50d:第四繞線
51:跨接部
52:捲繞起始部、捲繞終點部
53:捲繞終點部
54:捲繞起始部
55:捲繞終點部、捲繞起始部
60:殼體
61:資料矩陣
62:虛設銷
63:基座
64:鍔部卡固部
65:爪片
66:端子卡合片
圖1係依據本發明製造的第一實施形態的扼流線圈的立體圖。
圖2係樹脂被覆前的環狀鐵芯的立體圖。
圖3係從底面側觀察經樹脂被覆狀態的環狀鐵芯的立體圖。
圖4係將經樹脂被覆的環狀鐵芯切斷成為第一鐵芯與第二鐵芯的立體圖。
圖5係將切斷的第一鐵芯與第二鐵芯展開排列並安裝端子的立體圖。
圖6係顯示於第一鐵芯、第二鐵芯施以繞線的狀態的立體圖。
圖7係從端子的相反側的鍔部側觀察圖6的背面圖。
圖8係顯示施於第一鐵芯、第二鐵芯之僅單一方向(僅往程方向)的繞線的捲繞方向、繞線方向及磁通方向的說明圖。
圖9係顯示施於第一鐵芯、第二鐵芯之折返(往返)的繞線的捲繞方向、繞線方向及磁通方向的說明圖,其中圖9(a)為往程,圖9(b)為返程。
圖10係顯示第一鐵芯組件與第二鐵芯組件的端緣彼此相向的過程的立體圖。
圖11係顯示第一鐵芯組件與第二鐵芯組件的端緣為相向狀態的立體圖。
圖12係第一實施形態的扼流線圈的平面圖。
圖13係第一實施形態的扼流線圈的正面圖。
圖14係第一實施形態的扼流線圈的背面圖。
圖15係第一實施形態的扼流線圈的底面圖。
圖16係第一實施形態的扼流線圈的左側面圖。
圖17係第一實施形態的扼流線圈的右側面圖。
圖18係將所得的扼流線圈藉由樹脂被覆而內裝於殼體之第一實施形態的扼流線圈產品的立體圖。
圖19係從底面側觀察圖18的立體圖。
圖20係將第二實施形態的經樹脂被覆的環狀鐵芯切斷成為第一鐵芯與第二鐵芯的立體圖。
圖21係顯示分別於第一鐵芯、第二鐵芯施以第一繞線、第二繞線的狀態的立體圖。
圖22係在第一繞線安裝第一A端子與第一B端子之第一鐵芯組件,以及在第二繞線安裝第二A端子與第二B端子之第二鐵芯組件的立體圖。
圖23係顯示將第一鐵芯組件與第二鐵芯組件安裝至基座的扼流線圈的組裝製程的立體圖。
圖24係第二實施形態的扼流線圈的立體圖。
圖25係從斜下方觀察第二實施形態的將扼流線圈藉由樹脂被覆而內置於殼體之扼流線圈產品的立體圖。
以下,參考圖式來說明本發明之一實施形態的扼流線圈10。
<第一實施形態>
圖1係本發明之一實施形態的扼流線圈10的外觀立體圖。如圖所示,扼流線圈10係包含藉由電性絕緣的線架31、41被覆鐵芯之第一鐵芯30與第二鐵芯40,且在此等鐵芯30、40捲繞繞線50(50a、50b)。線架31、41係形成有鍔部32、33、42、43,繞線50係電性連接於形成在鍔部32、42的端子37a、47b。
第一實施形態的扼流線圈10可依以下的要領製造。
<環狀鐵芯20>
如後所述,本發明的扼流線圈10係將環狀鐵芯20切斷而安裝於內部。如圖2所示,環狀鐵芯20係由磁性材料所形成的環狀體,圖中顯示平面下呈環狀,但也可為橢圓形、長圓形、矩形等。此外,環狀鐵芯20的剖面形狀不受限制,但圖中顯示略為矩形。環狀鐵芯20可例示將磁性粉末壓粉成形並燒結而成之壓粉芯、肥粒鐵芯等。
<被覆環狀鐵芯22>
如圖3所示,以電性絕緣樹脂製的線架21被覆環狀鐵芯20而製造被覆環狀鐵芯22。可藉由埋入射出成形等來進行樹脂被覆。線架21係在徑向相向的位置形成有突起24、25。突起24、25係在隨後的切斷製程中被分割為二,構成第一鐵芯30與第二鐵芯40的鍔部32、33、42、43。此外,在一側的突起24的外周兩側,形成有作為端子37a、47b的設置位置之端子安裝部34、44(也參考圖4)。再者,在突起24、25之間的外周,可配合需要而突設定位片35、45,以在切斷製程中將被覆環狀鐵芯22固定、定位,或者,在後述(參考圖11及圖12)的殼體60的埋入射出成形時進行定位。
<切斷製程>
如圖4所示,以將突起24、25分割為二之方式切斷圖3所示的被覆環狀鐵芯22。例如可使用切割砂輪來進行切斷。此外,也可使用鐳射、水刀等來切斷。藉由切斷製程,如圖4所示,將被覆環狀鐵芯22切斷成圓弧狀的第一鐵芯30及第二鐵芯40。第一鐵芯30係在鐵芯材料的端緣30a、30b的周面具有將突起24、25切斷而形成的鍔部32、33,第二鐵芯40係在鐵芯材料的端緣40a、40b的周面具有將突起24、25切斷而形成的鍔部42、43。此外,第一鐵芯30、第二鐵芯40係分別具有接續於一側的鍔部32、42之端子安裝部34、44。此外,定位片35、45係分別突設於鍔部32、33與鍔部42、43之間的外周。
<端子安裝製程>
如圖5所示,被切斷的第一鐵芯30及第二鐵芯40中,第一A端子37a、第二B端子47b係分別安裝到端子安裝部34、44。端子37a、47b可由繞線保持部38、48及電性接點部39、49構成。前述繞線保持部38、48係夾入繞線50(50a、50b)並與繞線50(50a、50b)導通。前述電性接點部39、49係用以將扼流線圈10與基板等其他電路、電子零件電性連接。
<繞線製程>
如圖6和圖7所示,將繞線50(50a、50b)捲繞在第一鐵芯30及第二鐵芯40,構成第一鐵芯組件3、第二鐵芯組件4。繞線50可使用漆包線等經絕緣被覆的導線、融著線。繞線50可為單芯線,也可為複數條單芯線平行排列而成的集合線(所謂的並排線)。
本實施形態中,繞線50係連續的第一繞線50a與第二繞線50b。繞線製程係包含往程製程,該往程製程係包含:將第一繞線50a捲繞於第一鐵芯30之第一鐵芯繞線製程,以及將第二繞線50b捲繞於第二鐵芯40之第二鐵芯繞
線製程。更具體而言,第一鐵芯繞線製程中,第一繞線50a係以配置於第一鐵芯30的一端的第一A端子37a作為捲繞起始部52,至第一鐵芯30的另一端的捲繞終點部53為止,捲繞於第一鐵芯30,而製造第一鐵芯組件3。第一鐵芯繞線製程之後,第二鐵芯繞線製程中,第二繞線50b係跨過鍔部33、43延伸到第二鐵芯40,並從靠近第一鐵芯30的捲繞終點部53之第二鐵芯40的捲繞起始部54起,以第二B端子47b作為捲繞終點部55,朝向與第一鐵芯30相同的方向捲繞於第二鐵芯40,而製造第二鐵芯組件4。圖8係顯示包含第一鐵芯繞線製程及第二鐵芯繞線製程之往程製程的捲繞態樣。此外,圖8及接下來要說明圖9中,表示捲繞方向的箭頭係指從第一鐵芯30的端緣30a側所觀察到的捲繞方向。捲繞如圖8所示之繞線50(50a、50b)時,若電流從第一A端子37a側流入,則在第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4中產生如箭頭方向所示之同方向的磁通。
另外,如圖9(a)所示,捲繞與圖8相同的往程製程之繞線50(50a、50b)之後,也可包含返程製程之捲繞態樣(如圖9(b)所示),前述返程製程係包含:以第二B端子47b作為捲繞起始部55(往程製程的捲繞終點部),朝向與往程的捲繞方向相反的方向,將第三繞線50c捲繞於第二鐵芯40之第三鐵芯繞線製程,以及繞線50跨過鍔部33、43到達第一鐵芯30,以第一A端子37a作為捲繞終點部52(往程製程之捲繞起始部),朝向與往程的捲繞方向相反的方向,將第四繞線50d捲繞於第一鐵芯30之第四鐵芯繞線步驟。捲繞如圖9所示之繞線50時,若電流從第一A端子37a側流入,則在第一鐵芯組件3、第二鐵芯組件4中產生如圖中箭頭方向所示之往程與返程中為相同方向的磁通。再者,捲繞起始部(捲繞終點部)52、55皆以繞線50捲繞至及於端子37a、47b為較佳。
如圖5所示,捲繞繞線50時,以使端子37a、47b位於兩側而沒
有端子37a、47b的鍔部33、43靠近地並排配置第一鐵芯30與第二鐵芯40為較佳。另外,在往程製程中,第一繞線50a係從第一A端子37a起經第一鐵芯繞線製程之後,跨過鍔部33、43,且經由第二鐵芯繞線製程至第二B端子47b為止,捲繞第二繞線50b即可。返程步驟可選擇性地執行,以第二B端子47b作為捲繞起始部55,經由捲繞第三繞線50c之第三鐵芯繞線製程之後,跨過鍔部33、43,經由捲繞第四繞線50d之第四鐵芯捲繞製程之後,捲附於第一A端子37a即可。
此外,如圖7所示,繞線50從第一鐵芯組件3移至第二鐵芯組件4,或從第二鐵芯組件4移至第一鐵芯組件3時,會跨過鍔部33、43。如圖8、圖9所示,由於繞線50在第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4中捲繞方向相同,所以繞線50的跨接部51係如圖7所示,對於鍔部33、43傾斜交叉而跨過。此時,在隨後的對接製程中,第一鐵芯組件3的端緣30a、30b與第二鐵芯組件4的端緣40a、40b彼此對接時,跨接部51以略保持寬裕量來跨過鍔部33、43以避免因拉扯而切斷為較佳。
繞線製程中,第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4係呈圓弧狀的形態,而非如先前技術中之環狀的形態,因此繞線50(50a、50b)可迴旋地捲繞在鐵芯30、40上,而不必像先前技術般地穿過環狀鐵芯的中央窗口。因而具有可非常容易地捲繞繞線50之優點。此外,由於繞線50可緊密地捲繞,所以相較於環狀地連接第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4時形成的中央窗口,可盡可能地提高繞線50所占的比率(空間因數)。
<對接製程>
上述繞線製程中,如圖6及圖7所示,捲繞繞線50使得第一鐵芯組件3與
第二鐵芯組件4經由跨接部51跨過鍔部33、43而成為藉由繞線50連接彼此的形態。從此狀態起,如圖10中的箭頭所示,使第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4的鍔部32、42彼此靠近,以使形成有端子37a、47b的端緣30a、40a彼此相向。另外,如圖11所示,使第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4的端緣30a、40a及端緣30b、40b彼此對接,以使第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4成為環狀。此外,第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4的鐵芯材料彼此可彼此緊密接觸地對接,也可在端緣30a、40a及/或端緣30b、40b之間插入絕緣性之間隔物以形成間隙。
<繞線-端子連接製程>
將第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4對接成環狀之後,於繞線50中,將要與端子37a、47b連接的部分之捲繞起始部52及捲繞終點部55的絕緣被覆除去,且如圖1所示,將端子37a、47b的繞線保持部38、48曲折,藉此將繞線50與端子37a、47b電性連接。繞線50的絕緣被覆的去除、電性連接等,可使用諸如熱鉚接、熔斷加工等電熱性焊接、TIG焊接及電漿焊接等各種焊接方法,或者以錫焊等來進行。
如上所述,可製得以從第一A端子37a到第二B端子47b作為往程的繞線50施作於形成為環狀的第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4之扼流線圈10,或者,可製得更施作以從第二B端子47b到第一A端子37a作為返程的繞線50之用於通常模式之單相扼流線圈10。
所得的扼流線圈10係具有繞線50緊密地捲繞於第一鐵芯30及第二鐵芯40之第一鐵芯組件3及第二鐵芯組件4,繞線50的空間係數可提高到65%至70%以上。藉由改善扼流線圈10的空間係數,可提高電感,並且可謀求
扼流線圈10本身的小型化、輕量化、高效率化、小直流電阻化等。特別是,繞線50除了單芯線以外,利用非絞線之集合線時,可提高空間係數。
除此之外,繞線50從捲繞起始到捲繞結束朝向單一方向捲繞時,可為無折返的捲繞,而可抑制高頻驅動時不必要的雜散電容。此外,如同用於後述之PFC電路等的扼流線圈,即使在捲繞起始部與捲繞終點部之間施加如超過400V的高壓,也可充分地承受。
此外,捲繞在第一鐵芯30與第二鐵芯40的繞線50a、50b,由於藉由鍔部32、33、42、43謀求電性絕緣,因此可防止繞線50a、50b之間的電性接觸、短路等。
<樹脂被覆製程>
上述扼流線圈10中,由於第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4未相對地固定,因此在鐵芯30、40的對接部分形成有間隙而分開。對此,如圖18及圖19所示,可藉由埋入射出成形、樹脂灌模(灌封)等進行樹脂被覆,將扼流線圈10內置於殼體60,而製得扼流線圈產品12。將扼流線圈10收容在殼體60內時可提高散熱性,謀求均熱化。此外,如圖18所示,將殼體60的頂面平坦化而擴大與散熱器等的接觸面積時,可進一步提高散熱性。
如圖1等圖示所示,由於扼流線圈10於周面突設有定位片35、45,因此,例如,收容在模具時,可將定位片35、45抵接到模具的內表面以進行定位、固定。另外,實施埋入射出成型時,使端子37a、47b的電性接點部39、49從殼體60的下表面伸出即可。將扼流線圈10設置在模具時,若第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4設置成在端緣30a、40a及/或端緣30b、40b之間設有間隙,則在進行樹脂被覆時,也可在端緣之間形成間隙。
圖示的扼流線圈產品12中,在殼體60上印刷有QR碼(註冊商標)、資料矩陣61,且記載有扼流線圈10的產品特性。此外,在殼體60的下表面,除了電性接點部39、49之外,一體地形成有加強用之虛設銷62、62。
上構成的扼流線圈產品12可設置在基板等作為電源電路、變流器等的交流機器中的抗噪電路、波形整形電路、諧振電路、各種開關電路等的扼流線圈。本發明的扼流線圈產品12作為超過10kHz的高頻扼流線圈產品時,可適當地使用作為用於所用的開關電源等設有功率因數校正(Power Factor Correction;PFC)電路的電路中之高頻失真電流對策的扼流線圈,此外,也可使用作為阻抗匹配用、高頻平滑用的扼流線圈。
本發明的扼流線圈10及扼流線圈產品12係將被覆環狀鐵芯22切斷成圓弧狀的第一鐵芯30與第二鐵芯40,而可非常容易地進行繞線50的捲繞。繞線50的捲繞可使用飛叉式(Flyer type)捲線機等進行自動化捲繞。因此,可緻密地捲繞繞線50,此外,機械式捲繞係具有可正確地控制圈數(匝數)之優點。此外,使用飛叉式捲線機來捲繞繞線50時,若將捲線機的出線嘴設定為複數條繞線50來進行捲繞,亦可在絞捻成絞合線的情況下捲繞繞線50。
以上實施形態中,以切斷製程將被覆環狀鐵芯22完全切斷為二,製得第一鐵芯30與第二鐵芯40,惟,就變形例而言,可保留突起25的前端不完全切斷,以鍔部33、43呈鉸鏈狀地連接的狀態下展開第一鐵芯30與第二鐵芯40並捲繞繞線50,再將鉸鏈部分曲折而使第一鐵芯30與第二鐵芯40對接。
此外,捲繞在第一鐵芯30、第二鐵芯40的繞線50的圈數(芯線數)可根據頻率適當地設定。例如,捲繞複數條繞線50時,反覆進行複數次往程製程或往程製程與返程製程,也可並行地捲繞複數條繞線50。
<第二實施形態>
上述第一實施形態中,係將從第一鐵芯組件3跨到第二鐵芯組件4的繞線50(50a、50b)捲繞在第一鐵芯30、第二鐵芯40。相對於此,第二實施形態中,個別地製造將繞線50a捲繞在第一鐵芯30之第一鐵芯組件3,以及將繞線50b捲繞在第二鐵芯40之第二鐵芯組件4,且將此等載置在基座63而製得扼流線圈產品12。另外,與第一實施形態中相同或同等的構件係以相同的符號表示,並且適當地省略其說明。
第二實施形態的第一鐵芯30與第二鐵芯40係與第一實施形態相同地,能夠以樹脂被覆環狀鐵芯20(參照圖2),再如圖20所示,以形成鍔部32、33、42、43之方式切斷而製得(切斷製程)。鍔部32、33、42、43中形成有用以將第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4裝設在後述之基座63的鍔部卡固部64之卡固接受部32a、42a等。圖示的實施形態中,卡固接受部32a、42a為縱向的缺口。
另外,如圖21所示,將第一繞線50a捲繞在第一鐵芯30以製得第一鐵芯組件3,相同地,將第二繞線50b捲繞在第二鐵芯40以製得第二鐵芯組件4(繞線製程)。第一繞線50a與第二繞線50b並非為連續的繞線,而由個別的繞線或繞線群所構成。
具體而言,對於第一鐵芯組件3,以第一鐵芯30的鍔部32作為捲繞起始部52而鍔部33成為捲繞終點部53,捲繞第一繞線50a。另外,對於第二鐵芯組件4,以第二鐵芯40的鍔部43作為捲繞起始部54而鍔部42成為捲繞終點部53,捲繞第二繞線50b。關於第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4的繞線的捲繞方向,容後說明。
第一實施形態中,繞線50必需從第一鐵芯30跨到第二鐵芯40來捲繞,但根據本實施形態,由於繞線50a、50b可分別捲繞在圓弧狀的第一鐵芯30與第二鐵芯40,所以繞線作業極為容易,並且繞線的自動化也非常容易。
此外,如圖22所示,第一鐵芯組件3的第一繞線50a中,第一A端子37a及第一B端子37b係與捲繞起始部52及捲繞終點部53連接,另外,第二鐵芯組件4的第二繞線50b中,第二A端子47a及第二B端子47b係與捲繞起始部54及捲繞終點部55連接(端子安裝製程,繞線-端子連接製程)。端子37a、37b與第一繞線50a的連接以及端子47a、47b與第二繞線50b的連接,可使用諸如熱鉚接、熔斷加工等電熱性焊接、TIG焊接及電漿焊接等各種焊接方法,或者以錫焊等來進行。
如圖22所示,端子可構成第一A端子37a與第一B端子37b從第一鐵芯組件3向下方伸出,且第二A端子47a與第二B端子47b從第二鐵芯組件4向下方伸出。
如上所述,第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4係獨立的組件而非藉由繞線連接之形態,因此非常容易使用。又,上述第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4中,使繞線50a、50b的捲繞方向相同時,第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4可成為相同的構成。
此外,如圖23所示,使鍔部32、42彼此以及鍔部33、43彼此相向來使第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4靠近而載置於基座63(對接製程)。基座63係形成有與鍔部32、33、42、43的卡固接受部32a、42a嵌合的鍔部卡固部64。圖示的實施形態中,鍔部卡固部64係與卡固接受部32a、42a嵌合之突起。並且,使鍔部32、42及鍔部33、43分別與鍔部卡固部64卡合,而可將第一鐵
芯組件3及第二鐵芯組件4安裝到基座63。此外,基座63係形成有勾住鍔部32、33、42、43的爪片65,以成為爪片65勾住鍔部而使第一鐵芯組件3及第二鐵芯組件4不會從基座63脫落之構成為較佳。
此外,如圖23所示,在基座63上形成有避開端子37a、37b、47a、47b的缺口,且在前述缺口突設有與端子37a、37b、47a、47b卡合的端子卡合片66。另外,如圖24所示,將第一鐵芯組件3及第二鐵芯組件4安裝到基座63並使端子37a、37b、47a、47b卡合於端子卡合片66時,此等端子係從基座63下方伸出且被固定。
此狀態下,如圖25所示,藉由埋入射出成形或樹脂灌模(灌封)等進行樹脂被覆,將扼流線圈10內置於殼體60(樹脂被覆製程),即可製得端子37a、37b、47a、47b從下方伸出的扼流線圈產品12。本實施形態的情況下,可不需要如第一實施形態中的虛設銷。
所得的扼流線圈產品12係設置在基板等,可用來作為電源電路、變流器等的交流設備中的抗噪電路、波形整形電路、諧振電路、各種開關電路等的扼流線圈。例如,將端子37b與47b串聯連接時,扼流線圈產品12可作為單相之扼流線圈來使用。另外,端子37a與47a以及端子37b與47b並聯連接時,可作為二相之扼流線圈來使用。
另外,使第一鐵芯組件3與第二鐵芯組件4的第一繞線50a與第二繞線50b的繞線方向彼此相反,並且將端子37a與47b以及端子37b與47a並聯連接時,扼流線圈產品12可作為共模扼流線圈來使用。
根據第二實施形態,由於第一鐵芯組件3、第二鐵芯組件4為圓弧狀,所以容易捲繞繞線50a、50b,可達成繞線、扼流線圈產品12的自動化製
造,並儘可能地提高扼流線圈產品12的製造效率。此外,相較於將繞線捲繞在環狀鐵芯的情況,由於可提高繞線的空間因數,因此可謀求扼流線圈產品12的小型化、輕量化、高效率化、小直流電阻化等。
以上的記載係用以說明本發明者,而非用以限定申請專利範圍中記載的發明或限縮範圍。此外,不言而喻地,本發明的各部構成不限於上述實施形態,可在申請專利範圍中記載的技術範圍內進行各種變更。
3:第一鐵芯組件
4:第二鐵芯組件
10:扼流線圈
30:第一鐵芯
31,41:線架
32,33,42,43:鍔部
34,44:安裝部
35,45:定位片
37a:第一A端子
38,48:繞線保持部
39,49:電性接點部
40:第二鐵芯
47b:第二B端子
50:繞線
50a:第一繞線
50b:第二繞線
51:跨接部
52,54:捲繞起始部
53,55:捲繞終點部
Claims (18)
- 一種扼流線圈之製造方法,係具有:鐵芯準備製程,係準備藉由樹脂製之線架做絕緣被覆且分別具有二個端緣之圓弧狀的第一鐵芯與第二鐵芯;第一鐵芯繞線製程,係將第一繞線捲繞到前述第一鐵芯以製得第一鐵芯組件;第二鐵芯繞線製程,係將第二繞線捲繞到前述第二鐵芯以製得第二鐵芯組件;以及對接製程,係將施作了前述繞線的前述第一鐵芯組件與前述第二鐵芯組件的端緣彼此對接以形成環狀。
- 如請求項1所述之扼流線圈之製造方法,其中,絕緣被覆前述第一鐵芯及前述第二鐵芯的前述線架為在前述端緣的外周具有鍔部的形狀。
- 如請求項1或2所述之扼流線圈之製造方法,其中,前述鐵芯準備製程為在藉由前述線架絕緣被覆環狀鐵芯之後進行切斷而形成前述第一鐵芯與前述第二鐵芯之製程。
- 如請求項2所述之扼流線圈之製造方法,其中,前述第二鐵芯繞線製程係在前述第一鐵芯的一側的鍔部的外周緣與前述第二鐵芯的一側的鍔部的外周緣彼此靠近的狀態下實施。
- 如請求項1至4中任一項所述之扼流線圈之製造方法,其中,在前述第一鐵芯組件的一側的端緣形成有第一A端子,前述第一鐵芯繞線製程中的前述第一繞線的捲繞起始部係電性連接於前述第一A端子,前述第一繞線的捲繞終點部係接續到前述第二繞線的捲繞起始部;在前述第二鐵芯組件的一側的端緣形成有第二B端子,前述第二鐵芯繞線製程中的前述第二繞線的捲繞終點部係電性連接於前述第二B端子。
- 如請求項5所述之扼流線圈之製造方法,其中,前述第一A端子與前述第一鐵芯繞線製程中的前述第一繞線的前述捲繞起始部係藉由焊接工法或錫焊而電性連接,且前述第二B端子與前述第二鐵芯繞線製程中的前述第二繞線的前述捲繞終點部係藉由焊接工法或錫焊而電性連接。
- 如請求項1至6中任一項所述之扼流線圈之製造方法,其中,前述第一鐵芯繞線製程及前述第二鐵芯繞線製程係將前述第一繞線捲繞到前述第一鐵芯,且在前述第一繞線的捲繞終點部接續到前述第二繞線的捲繞起始部的狀態下,將前述第二繞線捲繞到前述第二鐵芯之往程製程;前述往程製程之後係具有返程製程,前述返程製程係包含:第三鐵芯繞線製程,係將返程之第三繞線施作於前述第二鐵芯;以及第四鐵芯繞線製程,係在前述第三繞線的捲繞終點部接續到前述第四繞線的捲繞起始部的狀態下,將返程之第四繞線施作於前述第一鐵芯。
- 如請求項7所述之扼流線圈之製造方法,其中,在前述第一鐵芯組件的一側的端緣形成有第一A端子,前述第一鐵芯繞線製程中的前述第一繞線的捲繞起始部與前述第四鐵芯繞線製程中的前述第四繞線的捲繞終點部係電性連接於前述第一A端子;在前述第二鐵芯組件的一側的端緣形成有第二B端子,前述第二鐵芯繞線製程中的前述第二繞線的捲繞終點部與前述第三鐵芯繞線製程中的前述第三繞線的捲繞起始部係電性連接於前述第二B端子。
- 如請求項8所述之扼流線圈之製造方法,其中,前述第一A端子與前述第一鐵芯繞線製程中的前述第一繞線的前述捲繞起始部及前述第四鐵芯繞線製程中的前述第四繞線的前述捲繞終點部係藉由焊接工法或錫焊而電性連接,且前述第二B端子與前述第二鐵芯繞線製程中的前述第二繞線的前述捲繞終點部與前述第三鐵芯繞線製程中的前述第三繞線的前述捲繞起始部係藉由焊接工法或錫焊而電性連接。
- 如請求項1至3中任一項所述之扼流線圈之製造方法,其中,在前述第一鐵芯組件的一側的端緣形成有第一A端子,且在另一側的端緣形成有第一B端子,前述第一鐵芯繞線製程中的前述第一繞線的捲繞起始部係電性連接於前述第一A端子,捲繞終點部係電性連接於前述第一B端子;在前述第二鐵芯組件的一側的端緣形成有第二A端子,且在另一側的端緣形成有第二B端子,前述第二鐵芯繞線製程中的前述第二繞線的捲繞起始部係電性連接於前述第二A端子,捲繞終點部係電性連接於前述第二B端子。
- 如請求項10所述之扼流線圈之製造方法,其中,前述第一鐵芯組件的前述第一繞線的捲繞方向與前述第二鐵芯組件的前述第二繞線的捲繞方向相同。
- 如請求項10所述之扼流線圈之製造方法,其中,前述第一鐵芯組件的前述第一繞線的捲繞方向與前述第二鐵芯組件的前述第二繞線的捲繞方向相反。
- 如請求項1至12中任一項所述之扼流線圈之製造方法,其中,前述繞線為集合線。
- 如請求項1至13中任一項所述之扼流線圈之製造方法,其中, 前述對接製程係將絕緣性的間隔件插入到前述第一鐵芯與前述第二鐵芯的至少一側的端緣彼此之間而實施。
- 一種扼流線圈產品之製造方法,係在藉由請求項1至14中任一項所述之製造方法製造扼流線圈的製程之後,具有對所得的前述扼流線圈進行樹脂被覆之製程。
- 一種扼流線圈,係具備:圓弧狀的第一鐵芯,係具有兩個端緣且為至少前述端緣以外由樹脂製之線架做絕緣被覆者,前述線架係在前述端緣的外周具有鍔部;圓弧狀的第二鐵芯,係具有與前述第一鐵芯的前述端緣相向的兩個端緣且為至少前述端緣以外由樹脂製之線架做絕緣被覆者,前述線架係在前述端緣的外周具有鍔部;第一A端子與第二B端子,係分別配置在前述第一鐵芯與前述第二鐵芯之相向的一側的前述端緣的前述鍔部;以及繞線,係電性連接於前述第一鐵芯的前述第一A端子並捲繞在前述第一鐵芯,再從前述第一鐵芯之另一側的端緣跨過前述第二鐵芯之另一側的端緣而捲繞在前述第二鐵芯,且電性連接於前述第二鐵芯的前述第二B端子。
- 一種扼流線圈,係具備第一鐵芯組件及第二鐵芯組件,前述第一鐵芯組件係具有:圓弧狀的第一鐵芯,係具有兩個端緣且為至少前述端緣以外由樹脂製之線架做絕緣被覆者,前述線架係在前述端緣的外周具有鍔部;第一繞線,係捲繞在前述第一鐵芯;第一A端子,係電性連接於前述第一繞線的捲繞起始部;以及第一B端子,係電性連接於前述第一繞線的捲繞終點部;前述第二鐵芯組件係具有:圓弧狀的第二鐵芯,係具有兩個端緣且為至少前述端緣以外由樹脂製之線架做絕緣被覆者,前述線架係在前述端緣的外周具有鍔部;第二繞線,係捲繞在前述第二鐵芯;第二A端子,係電性連接於前述第二繞線的捲繞起始部;以及第二B端子,係電性連接於前述第二繞線的捲繞終點部;並且,使前述第一鐵芯組件的前述端緣與前述第二鐵芯組件的前述端緣彼此相向而配置。
- 一種扼流線圈產品,係將請求項16或17所述之扼流線圈的外周做樹脂被覆而形成者。
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