專利名稱：扼流圈及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電氣、電子機(jī)器的扼流圈。
如

圖15、圖16所示，原來的扼流圈的結(jié)構(gòu)是把E型電磁鋼片101疊層而成的鐵心102和I型電磁鋼片103疊層而成的鐵心104以及在其中心套裝一個(gè)線圈105，磁隙106預(yù)先形成在E型鐵心102上。兩處鐵心靠接部107用焊接等方法固定。裝入其他機(jī)器的安裝板110也用焊接等方法連接在鐵心102上。
一般，E型和I型電磁鋼片101，103的尺寸考慮作成圖16所示的比例，從而使電磁鋼片沖裁時(shí)的材料損耗最小。即先用H型的沖模沖裁出2片I型電磁鋼片103和磁隙部108，再沿剪切線109把剩余部分切斷，就可以同時(shí)得到E型和I型電磁鋼片各2片，除磁隙部108之外不產(chǎn)生電磁鋼片的材料損耗。
但是，為了沖剪這樣的電磁鋼板101，103，必須要作非常昂貴的模具，所以電磁鋼板101，103的尺寸的種類受到限制。為此，使用原來的E型、I型電磁鋼片101，103來制作扼流圈的情況下要從準(zhǔn)備的多種標(biāo)準(zhǔn)尺寸的沖剪電磁鋼片中選擇尺寸相近的某種鋼片。即在許多情況下，不得不使用對(duì)于線圈105的尺寸既使電磁鋼片的尺寸過大也不得已而選用的電磁鋼片101，103，這樣，就很難作到對(duì)線圈105的用線量和鐵心102，104的材料用量的成本方面的最佳設(shè)計(jì)。
一般情況下，在所裝配的機(jī)器中，由于這種扼流圈大多安置在冷卻性能不良的地方，只有把線圈105的導(dǎo)線加粗以減少銅損、取用好的鐵心102，104的材料以減少鐵損，從而抑制扼流圈的損耗來減少發(fā)熱量，在成本、設(shè)計(jì)方面達(dá)到了極限，沒有更為有效的對(duì)策。
本發(fā)明的目的是為解決原來的這種問題而提供經(jīng)濟(jì)性和生產(chǎn)性兼優(yōu)的扼流圈。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，按照本發(fā)明的扼流圈是1.把貫通插入到各自的線圈中，由電磁鋼片層疊而成的2個(gè)第1鐵心并排起來，再把另外2個(gè)由電磁鋼片層疊而成的第2鐵心通過磁隙隔片與2個(gè)第1鐵心靠接起來形成口字形磁路的扼流圈。
2.把貫通插入到各自的線圈中，由電磁鋼片層疊而成的2個(gè)第1鐵心并排起來，再把另外2個(gè)由電磁鋼片層疊而成的第2鐵心通過磁隙隔片與2個(gè)第1鐵心靠接起來形成口字形磁路，再用固定裝置把前述第1或第2鐵心至少處于外側(cè)的兩個(gè)鐵心固定起來的扼流圈。
3.按下述方法制造把貫通插入各自的線圈中，由電磁鋼片層疊而成的2個(gè)第1鐵心并排起來；再把2個(gè)由電磁鋼板層疊而成的第2鐵心與2個(gè)第1鐵心通過至少在厚度方向上有彈性的磁隙隔片靠接起來形成口字形磁路；然后一邊測(cè)定電感值等特性一邊擠壓鐵心，從而調(diào)節(jié)磁隙的尺寸-前述磁隙隔片的厚度；保持達(dá)到所要求的特性時(shí)的壓力不變，用固定裝置固定鐵心。
按照第1種結(jié)構(gòu)，由于線圈分成2部分，加大了線圈冷卻表面面積，從而降低了扼流圈的溫升。而且，由于可以把電磁鋼片制成單純的簡(jiǎn)單形狀，采用無需使用昂貴的沖剪模具的剪切等方法就能容易地制成電磁鋼片，這就能隨機(jī)種的變化而采用容納線圈所必要的最小尺寸的電磁鋼片。
按照第2種結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)把鐵心、線圈等扼流圈整體可靠固定的結(jié)構(gòu)。
另外，確保磁隙尺寸的磁隙隔片的厚度極大地控制扼流圈的特性，所以，作為磁隙隔片的厚度尺寸，必須有極高的精度，這就不得不使用價(jià)格非常高的磁隙隔片材料。但是，按照上述之3的制造方法組裝，由于使用在厚度方向具有彈性的廉價(jià)材料作為磁隙隔片，所以可以很容易地調(diào)整到能給出所要求的扼流圈特性的磁隙尺寸。
圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施例的扼流圈的斷面圖。
圖2是圖1的扼流圈的鐵心中所使用的電磁鋼片的說明圖。圖3是圖2的電磁鋼板的制造工序說明圖。
圖4說明扼流圈的鐵心的層疊方向。
圖5說明扼流圈鐵心的層疊方向。
圖6是對(duì)扼流圈的磁隙隔片的擠壓力與扼流圈的電感量的關(guān)系圖。
圖7是本發(fā)明的第2實(shí)施例的扼流圈的斷面圖。
圖8是關(guān)于第2實(shí)施例的扼流圈的線圈絕緣的說明圖。
圖9是本發(fā)明的第3實(shí)施例的扼流圈的斷面圖。
圖10是本發(fā)明的第4實(shí)施例的扼流圈的說明圖。
圖11是本發(fā)明的第5實(shí)施例的扼流圈的說明圖。
圖12是本發(fā)明的第6實(shí)施例的扼流圈的說明圖。
圖13是本發(fā)明的第7實(shí)施例的扼流圈的說明圖。
圖14是本發(fā)明的第8實(shí)施例的扼流圈的說明圖。
圖15是原來的扼流圈的斷面圖。
圖16是原來扼流圈的鐵心中使用的電磁鋼片的制造工序的說明圖。
下面參照?qǐng)D1說明本發(fā)明的第1實(shí)施例的扼流圈，其中與原來例子相同的部分省略其說明。圖1中，把薄長(zhǎng)方形的電磁鋼片層疊起后用焊接、貼壓接、粘結(jié)等方法制成塊狀鐵心1貫通地插入在線圈2中。把2組鐵心1和線圈2的組裝件并排安置，再經(jīng)過厚度方向上有彈性的絕緣片構(gòu)成的磁隙隔片3把2個(gè)由梯形電磁鋼板層疊成的2個(gè)鐵心4靠接組裝形成口字形磁路。按順極性連接的2個(gè)線圈2所產(chǎn)生的磁通量通過由磁隙隔片3的厚度確保的磁隙流過口字形磁路，從而提供作為扼流圈的特性。
用與向其他機(jī)器的安裝部5a一體的配件5把形成口字形磁路的4個(gè)鐵心1，4之中處于外側(cè)的鐵心4焊接固定之后，對(duì)扼流圈的整體進(jìn)行浸漆處理。
按照這樣的構(gòu)成，線圈2分成為2部分，從而加大了線圈2的冷卻表面積，由于改善了扼流圈冷卻性能，就可以使線圈2的線徑變細(xì)，從而減少了導(dǎo)線的用量。
而且，由于鐵心1，4所使用的電磁鋼片可以制成簡(jiǎn)單的薄長(zhǎng)方形和梯形，就可以無需昂貴的模具，用剪切等方法很容易地制作出來，與原來的情況相比，還可以自由地設(shè)定電磁鋼片的尺寸。因此，對(duì)每個(gè)機(jī)種都可以把容納線圈的鐵心1，4的尺寸設(shè)計(jì)為必要的最小尺寸，從而可以減小鐵心1，4的材料用量。
另外，如圖2所示，就形成口字形磁路的四邊鐵心1，4中處于外側(cè)的鐵心4所使用的電磁鋼片6而言，作成為切去對(duì)磁通流無用的角部7的形狀，進(jìn)而減少了鐵心4所用電磁鋼片6的用量。從實(shí)用特性方面考慮，選定這種梯形電磁鋼片6的角度為60°～89°。圖3示出了無材料損耗地制作這種電磁鋼板6的例子。
關(guān)于形成口字形磁路的四邊鐵心之中處于內(nèi)側(cè)的鐵心1，如圖4所示的鐵心1的寬度尺寸A大于其縱深尺寸B的情況下，縱深尺寸B作為鐵心1的疊層厚度進(jìn)行疊層，可以使疊層片數(shù)少，這在用于鐵心1的電磁鋼片的沖剪加工費(fèi)方面是有利的。這時(shí)的鐵心1所使用的電磁鋼片的形狀尺寸為AXH的薄長(zhǎng)方形(H是鐵心1的高度)。
另一方面，鐵心1的寬度尺寸A小于縱深尺寸B的情況下，如圖5所示，把寬度尺寸A作為鐵心1的疊層厚度進(jìn)行疊層，可以使疊層片數(shù)少，這在鐵心1所用的電磁鋼片的沖剪加工費(fèi)方面是有利的。
而且，采用絕緣薄片作為確保磁隙所必要的磁隙隔片3，由于兼具確保磁隙尺寸和絕緣的功能，所以，線圈2和鐵心4之間的絕緣只需前述的絕緣片就可以。另外，鐵心1與鐵心4之間用絕緣片隔離，那么，鐵心1就與為安裝而接地的鐵心4寬全絕緣開。因此，無需任何結(jié)構(gòu)就可以實(shí)現(xiàn)線圈2對(duì)鐵心1，4的絕緣。由此可以求得絕緣材料的減少和由于絕緣結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化而使組裝工時(shí)下降。由于不必要前述的鐵心1和線圈2之間的絕緣，所以線圈2能直接繞在鐵心1上，可以把繞線內(nèi)徑作到最小，減少了導(dǎo)線的用量，同時(shí)，無需繞線夾具以及無需繞線后的線圈與夾具的分離作業(yè)，減少了制作工時(shí)。
從扼流圈特性上的限制來講，確保磁隙的磁隙隔片3的厚度尺寸必須有相當(dāng)?shù)木?，在本?shí)施例的情況下，一處磁隙的磁隙尺寸必須是300μm±10μm，而用無彈性的材料實(shí)現(xiàn)這個(gè)尺寸精度時(shí)，要花費(fèi)極高的成本。對(duì)此，在本實(shí)施例中把厚度比所要的厚度充分大的玻璃無紡布、聚脂無紡布、未進(jìn)行壓光加工的阿拉梅德紙之類的厚度方向有彈性的廉價(jià)材料用作磁隙隔片3，在擠壓鐵心1，4而擠壓磁隙部分時(shí)，具有彈性的磁隙隔片3的厚度即磁隙的尺寸就隨壓力而變化。這時(shí)，若把測(cè)定器接在線圈2上來測(cè)定電感量，就得到圖6所示的擠壓力與電感量的關(guān)系。因此，保持相當(dāng)于所要的電感量R的擠壓力F不變，固定住配件5，就能很容易地作成具有所要的電感量R的扼流圈。這樣，由于使用具有彈性的廉價(jià)材料作為磁隙隔片3，所以可以降低材料成本。
除了用壓力機(jī)等機(jī)械方法之外，也可以用扼流圈自身的電磁力作為前述的擠壓力。即給線圈2加電使之流過電流，這樣，在口字形磁路上就產(chǎn)生磁通，在4個(gè)鐵心1，4之間經(jīng)磁隙部產(chǎn)生相互吸引的電磁力，磁隙隔片3就受到擠壓。如果同時(shí)測(cè)量為產(chǎn)生擠壓力而給線圈2通電的電流值I和扼流圈的電壓值V，在交流的情況下，其電感量(mH)由公式V×103/(2πfI)來求出(f表示通電電源的頻率)。因此，一邊同時(shí)測(cè)量該電壓值V和通電電流I，一邊調(diào)節(jié)該通電電流，就可以通過計(jì)算得到所要的電感量，保持這時(shí)的通電電流不變，把配件5固定的話就很容易地制成具有所要電感量的扼流圈。
如圖1所示，是用與其他機(jī)器安裝的裝配部5a一體的配件5把形成口字形磁路的4個(gè)鐵心之中靠外側(cè)的2個(gè)鐵心4焊接起來的結(jié)構(gòu)。用這種方式可以把鐵心1，4和線圈2等可靠地固定成一個(gè)扼流圈整體。而且由于采用兼具向其他機(jī)器裝配功能的配件結(jié)構(gòu)，所以可以減少配件材料。
另外，作為第2實(shí)施例，圖7表示了不用絕緣片作為磁隙隔片3的情況的結(jié)構(gòu)。省略了與前面的實(shí)施例相同部分的說明，以下所列出的其他實(shí)施例也同樣省略。這種情況下，因?yàn)榫€圈2和鐵心1，4之間必須要絕緣，如圖8所示，在線圈2上卷繞了線圈絕緣紙8以確保絕緣。
圖9所示第3實(shí)施例的構(gòu)成中是用夾具等從上下方向把裝配件頂押住進(jìn)行浸漆和固化而組裝成扼流圈。一般，浸漆的目的是鐵心防銹、抑止磁致伸縮聲音、線圈絕緣片的防潮濕等，但在這種構(gòu)成中用浸漆的方法還可以把鐵心1，4粘結(jié)固定到與它們相接的磁隙隔片3上，并把鐵心1，4和線圈2等固定成一個(gè)整體扼流圈，特別是即使不使用連接2個(gè)鐵心4的配件也能得到具有充分實(shí)用強(qiáng)度的扼流圈。且，對(duì)其他機(jī)器的安裝板9與鐵心4焊接固定在一起。
關(guān)于2個(gè)線圈2之間的連接的實(shí)施例作為第4實(shí)施例示于圖10上。2個(gè)線圈2順極性連接起來，這種情況下，通常要作連接處理，如把繞線時(shí)已經(jīng)斷開的一個(gè)線圈的尾端和同樣被斷開的另一個(gè)線圈的始端靠接在一起再用接線端子壓接起來，或者把這兩個(gè)線頭互相卷繞在一起再焊起來。對(duì)此，在本實(shí)施例中，如過渡段10那樣，第1個(gè)線圈繞好后，不切斷線尾，而是把它作為第2個(gè)線圈的繞線開端來繞制第2個(gè)線圈，如圖所示就不再要連接裝置了。這樣就能省去接線端子、焊錫、接線保護(hù)套管等材料及連接處理工時(shí)。
把本發(fā)明的扼流圈的一部分用樹脂模鑄起來的實(shí)施例作為第5實(shí)施例表示在圖11上。用樹脂把鐵心1，4及線圈2模鑄起來，可靠地把它們固定的同時(shí)，還可以容易地把固定端子12的端子固定部11a和與其他機(jī)器裝配的安裝部11b等固定在樹脂模鑄件11上，不僅可以減少制造工時(shí)而且還能適宜大批量生產(chǎn)。
圖12所示的是把扼流圈整體用樹脂模鑄的第6實(shí)施例。由鐵心、線圈等構(gòu)成的扼流圈本體部分13的整體用樹脂模鑄起來，這樣，由于鐵心和線圈用完整的樹脂層14固定，同時(shí)被隔離保護(hù)，其防水性特別優(yōu)越，而且可以制成抑止由扼流圈產(chǎn)生的噪聲和振動(dòng)的結(jié)構(gòu)。另外，還可以容易地設(shè)置固定端子15的端子固定部14a和與其他機(jī)器裝配的安裝部14b，所以可以做成極適于大量生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)。
至此為止的實(shí)施例中，都如圖1所示把形成口字形磁路的鐵心1，4之中的靠外側(cè)的鐵心4作為不插入到線圈2中的鐵心的例子作了說明。
與此相對(duì)，圖13所示的第7實(shí)施例則是使插入線圈2的鐵心處于外側(cè)的實(shí)施例。
圖13上，由梯形電磁鋼片疊成的鐵心16貫通插入線圈17中，然后再通過由絕緣片構(gòu)成的磁隙隔片18與薄長(zhǎng)方形電磁鋼片疊成的鐵心19靠接形成口字形磁路。形成口字形磁路的4個(gè)鐵心16，19之中的鐵心16處于外側(cè)位置。因?yàn)殍F心19由兼用作磁隙隔片的絕緣片18對(duì)地絕緣，所以鐵心19和線圈17之間無需絕緣，但是由于線圈17內(nèi)側(cè)的鐵心16經(jīng)配件21接地，所以其間必須絕緣，要裝上線圈絕緣紙20。另外，外側(cè)的2個(gè)鐵心16用配件21焊接固定起來。本實(shí)施例的作用效果都與第1實(shí)施例相同，故而省略了詳細(xì)描述。
下面參照?qǐng)D14說明第1、第2鐵心各自都作成梯形的第8實(shí)施例。
梯形電磁鋼片疊成的鐵心22貫通插在線圈23中。把該鐵心22和線圈23組合成的2組件并排放置，然后通過厚度方向有彈性的磁隙隔片24把相同的梯形電磁鋼片疊成的2個(gè)鐵心25靠接，形成口字形磁路。線圈絕緣紙26，27確保線圈23和鐵心22，25之間的絕緣。最后，用配件28、與其他機(jī)器的裝配板29及其壓沖出的一部分形成的鐵心安裝部29a把鐵心22、25焊接固定。
按照這樣的結(jié)構(gòu)，與第1實(shí)施例的情況相同，可以降低導(dǎo)線材料的用量和鐵心材料的用量。由于鐵心22和25可以作成相同的梯形，所以能把它們作成為完全相同的形狀和尺寸的鐵心，這還能降低鐵心的制造成本。
在本實(shí)施例中，作為線圈23和鐵心22，25之間的絕緣，是作成卷繞在線圈23的內(nèi)側(cè)的線圈絕緣紙26，27，然而也可以把絕緣紙繞在鐵心22，25上或在其表面進(jìn)行涂覆樹脂等的絕緣處理。
由上述實(shí)施例可以明白，本發(fā)明的扼流圈把線圈分成為2部分，從而增大了線圈的冷卻表面積，提高了冷卻性能，所以可以使線圈的線徑更細(xì)，降低導(dǎo)線使用量。而且，由于鐵心所使用的電磁鋼片的形狀可以作成簡(jiǎn)單的形狀，所以無需昂貴的沖剪模具，只用剪切等手段就能容易而又廉價(jià)地制作電磁鋼片，由于每個(gè)機(jī)種都能采用為容納線圈而必要的最小尺寸的電磁鋼片，所以能減少鐵心用料。
由于這種扼流圈用固定裝置把第1或第2鐵心之中靠外側(cè)的2個(gè)鐵心連接起來，就可以可靠地固定含有4個(gè)鐵心、2個(gè)線圈和磁隙隔片的扼流圈整體。
這種扼流圈的制造方法是在測(cè)定電感量等特性的同時(shí)調(diào)節(jié)磁隙尺寸即磁隙隔片的厚度，然后把達(dá)到所要求的特性時(shí)的擠壓力保持不變而用固定裝置固定鐵心，這樣就可以不必用極高精度的厚度尺寸的非常昂貴的材料作為磁隙隔片，而使用無需厚度尺寸精度的廉價(jià)材料來制作磁隙隔片，從而可以降低材料成本。
權(quán)利要求
1.一種扼流圈，把用電磁鋼片層疊成并貫通插入在各線圈中的2個(gè)第1鐵心并排起來，再和另外2個(gè)由電磁鋼片層疊而成的第2鐵心經(jīng)磁隙隔片靠接形成口字型磁路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的扼流圈，其特征在于第1或第2鐵心的一方挾持另一方，把其外側(cè)的鐵心作成為長(zhǎng)邊處于內(nèi)側(cè)的梯形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的扼流圈，其特征在于第1或第2鐵心之中位于內(nèi)側(cè)的鐵心，其寬度尺寸和縱深尺寸中那個(gè)小的尺寸作為層疊厚度的方向進(jìn)行層疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的扼流圈，其特征在于磁隙隔片用至少在厚度方向上具有彈性的材料制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的扼流圈，其特征在于用絕緣薄片作為磁隙隔片。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的扼流圈，其特征在于用至少在厚度方向上有彈性的材料制作絕緣薄片。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的扼流圈，其特征在于至少用浸漆方法固定各鐵心的靠接部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的扼流圈，其特征在于磁隙隔片用至少在厚度方向上有彈性的多孔材料或纖維材料制作。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的扼流圈，其特征在于一個(gè)線圈的繞線終端不切斷，作為另一個(gè)線圈的繞線始端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的扼流圈，其特征在于樹脂注塑或樹脂模鑄來制作一部分或全部。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的扼流圈，其特征在于第1、第2鐵心各自作成梯形，其斜邊經(jīng)磁隙隔片相互靠接。
12.一種扼流圈，把用電磁鋼片層疊成并貫通插入各自線圈中的2個(gè)第1鐵心并排起來，再和另外2個(gè)由電磁鋼片層疊成的第2鐵心經(jīng)磁隙隔片靠接形成口字形磁路，然后用固定裝置把第1或第2鐵心中至少外側(cè)的2個(gè)鐵心固定。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的扼流圈，其特征在于把對(duì)其他機(jī)器的安裝裝置與固定裝置一體化。
14.一種扼流圈的制造方法，把用電磁鋼片層疊成并貫通插入到各自線圈中的2個(gè)第1鐵心并排起來；再把它們和由電磁鋼片層疊成的2個(gè)第2鐵心通過至少在厚度方向上有彈性的磁隙隔片靠接成口字形磁路；測(cè)定電感量的同時(shí)擠壓鐵心，從而調(diào)節(jié)磁隙尺寸-前述磁隙隔片的厚度；保持達(dá)到所要的電感量時(shí)的擠壓力不變，并用固定裝置將鐵心固定。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的扼流圈制造方法，其特征在于用給線圈通電而產(chǎn)生的電磁力作為擠壓鐵心調(diào)整磁隙尺寸-磁隙隔片厚度的手段。
全文摘要
本發(fā)明是要對(duì)電氣、電子機(jī)器中使用的扼流圈，提高冷卻性能的同時(shí)為各種機(jī)型提供最佳尺寸的鐵心。由薄長(zhǎng)方形電磁鋼片層疊制成的鐵心1和線圈2組合的2個(gè)組件并排起來，再經(jīng)磁隙隔片3與梯形電磁鋼片層疊制成的2個(gè)鐵心4靠接形成口字形磁路。用配件5把4個(gè)鐵心之中靠外側(cè)的2個(gè)鐵心4相互連接固定。按照這種結(jié)構(gòu)，線圈被分為2部分，加大了線圈的表面積，提高了冷卻性能，從而對(duì)每個(gè)機(jī)種都能提供最佳尺寸的鐵心。
文檔編號(hào)H01F27/26GK1125891SQ94120748
公開日1996年7月3日 申請(qǐng)日期1994年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月29日
發(fā)明者湊哲也, 米原敏光, 寺西順一, 豐田正平, 尾藤俊章, 高島一成 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社