專利名稱：處理線圈端部的方法以及為此使用的線圈架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理纏繞在升壓變壓器上的線圈的方法，該升壓變壓器用作例如逆變器式高頻加熱裝置的電源單元。
背景技術(shù)：
如圖6所示，用作逆變器式高頻加熱裝置的電源單元包括變壓器單元73，其中變壓器72固定于印刷電路71上。
變壓器單元73的電路將在下文參照圖7進(jìn)行說明。
商用電源74的輸出由諸如二極管電橋等的整流電路75進(jìn)行全波整流，由逆變器76轉(zhuǎn)換為高頻電壓，并且作用于變壓器72的初級繞組77。結(jié)果，若干千伏的高頻高電壓在變壓器72的次級繞組78中產(chǎn)生。該高頻高電壓由倍壓整流電路81進(jìn)行整流，該電路包括電容器79和二極管80。結(jié)果，高壓作用于作為微波發(fā)生器的磁控管82。而且，變壓器72的加熱器繞組83連接于磁控管82的燈絲84，用于加熱燈絲84。而且，磁控管82在燈絲84的加熱以及高電壓的作用下產(chǎn)生微波。
參照圖8，用于上述變壓器單元73的變壓器72包括線圈架85，該線圈架具有初級繞組77、次級繞組78和同心纏繞于線圈架上的加熱器繞組83，并且該變壓器還具有如下結(jié)構(gòu)，即芯部86從兩側(cè)插入線圈架85的中心。而且，如圖9所示，在該變壓器72的底部包括初級繞組連接引腳87、次級繞組連接引腳88、加熱器繞組連接引腳89和接地連接引腳90。這些引腳在通過焊接固定和連接于印刷基板71的電路圖案之前插入印刷基板71的通孔中。除了變壓器72，諸如電容79和二極管80的高壓組件以及構(gòu)成諸如控制電路的低壓電路的各種組件固定在印刷基板71上，如圖6所示。
例如，專利文件1中描述了具有圖7所示結(jié)構(gòu)的變壓器。
JP-A-2001-189221由于高頻加熱裝置需要實現(xiàn)最小化，所以減小變壓器單元的每個部件的尺寸而實現(xiàn)變壓器單元的最小化已經(jīng)成為人們努力的目標(biāo)。
另一方面，在上述逆變器式高頻加熱裝置的變壓器中，重要的是防止線圈中由高頻導(dǎo)致的熱量增加。雖然使用大直徑的線材可防止熱量增加，但是卷起的線材所增加的重量也與最小化的趨勢相左。因此，有利的是，通過使用具有增大耐熱度的線材避免線材直徑的增加。
而且，作為諸如漆包線的涂布樹脂線材而組合形成的絞合線(Litz wire)已經(jīng)被用作變壓器的初級繞組，以抑制繞組中產(chǎn)生熱量的增加。
處理絞合線的端部的方法，例如，包括將漆包線浸入無鉛焊料箱并且從表面剝下漆涂層，由此以容易的方式將連接終端和內(nèi)部導(dǎo)體焊接到一起。但是，當(dāng)上述具有增大耐熱度的線材用作絞合線時，上述端部處理方法無法使用，因為漆涂層在作為焊料熔化溫度的500-550℃C下無法被剝離。
于是，熔焊工藝(fusing welding process)被認(rèn)為是通過熔化電涂層(漆膜)而將內(nèi)導(dǎo)體和連接終端機(jī)械和電連接的熔料焊接工藝(melt soldering process)的替代工藝。
在熔接工藝中，雖然壓力通過一對焊接電極(用于熔化的電極)作用于鎖定在繞組的被覆線端的連接終端，但是電流流過電極并產(chǎn)生的熱使得在不脫皮的情況下移去絕緣層，并且將線材連接于連接終端。
這里，當(dāng)對纏繞到線圈架上的繞組進(jìn)行熔接時，如圖10所示，首先，初級繞組77纏繞在沿著線圈架85的軸向相互隔開一段距離的兩個凸緣92、95之間，被覆線端87由形成于凸緣92的處于外側(cè)的外表面處的鎖定部分91鎖定，并且初級繞組77圍繞線圈架85緊固。
對于用于熔接的電極93、94相對于圍繞線圈架85緊固的初級繞組77的被覆線端87的運動來說，如圖11所示，由于空間的限制，一個電極93沿著對應(yīng)于初級繞組77的上述凸緣92、95進(jìn)行移動，然后從垂直方向移動至被覆線端87，從而向被覆線端87施加壓力。另一方面，另一電極從垂直方向相對于凸緣92的外表面移動并且設(shè)置成與第一電極93的側(cè)表面相對，從而將被覆線端87夾在兩個電極之間。然后，通過將接觸終端(圖中未示出)從外部裝配到被覆線端87上并且使電流流過電極93、94、同時由兩個電極93、94向接觸端施加壓力，而進(jìn)行熔接。因此，在初級繞組77中，被覆線端87的樹脂層在熱和所施加壓力的作用下被軟化，并被從端部推出，由此使內(nèi)導(dǎo)體與終端實現(xiàn)機(jī)械和電連接。
但是，在上述處理初級繞組(絞合線)的端部的方法中，由于兩個凸緣92、95之間的初級繞組77的距離隨著變壓器72的小型化而減小，如果用于熔接的電極小型化并且寬度減小以滿足空間的限制，那么必須使用大概超過1000牛頓的作用力作用于大量的絞合線。因此，機(jī)械強度被減小，并且會存在一個電極93在由另一電極94施加的推力的影響下發(fā)生扭轉(zhuǎn)或變形的風(fēng)險，如圖11的虛線所示，并且可靠性下降。當(dāng)初級繞組77被抽離鎖定部分91并且在沒有空間限制的地方對被覆線端87進(jìn)行熔接時，將初級繞組77緊固到線圈架85上的力被減小，并且初級繞組會松脫。
對于鎖定部分91，如圖10所示，距離印刷基板71器件表面的距離增加，其遠(yuǎn)端的位置無法被控制，導(dǎo)致安裝難以進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種處理線圈的端部的方法，通過該方法，熔接可在不受空間的限制的位置進(jìn)行并且可避免線材的脫落。
為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的處理線圈端部的方法為一種處理圍繞具有凸緣的線圈架纏繞并且穿過所述凸緣被引出至所述線圈架的外表面的線圈端部的方法，其特征在于該方法包括下述步驟，將所述線圈的被覆線端鎖定在相對于所述凸緣外表面提升的狀態(tài)，并且采用與所述凸緣的外表面間隔一定距離設(shè)置的電極熔接所述被覆線端。
采用這種結(jié)構(gòu)，線圈的被覆端部被鎖定于提升狀態(tài)，并且可防止線圈從線圈架上脫落。
而且，因為線圈的被覆線端被設(shè)定在相對于凸緣外表面的提升狀態(tài)，所以熔接用的電極可設(shè)置成使其遠(yuǎn)端在不受空間限制的位置處彼此面對，熔接甚至可在電極沒有最小化并且寬度沒有被減小的情況下進(jìn)行，由機(jī)械強度減小而導(dǎo)致的彎曲或變形得以避免。
而且在根據(jù)本發(fā)明的處理線圈端部的方法中，至少所述線圈的最后一匝的被覆線端被臨時鎖定部分鎖定在相對于所述凸緣外表面的提升狀態(tài)。
采用這種結(jié)構(gòu)，線圈的被覆端部被可靠地保持在提升狀態(tài)，并且被覆端部可設(shè)置于一對電極的幾乎中心的部分中。因此，熔接得以可靠地進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的線圈架，包括凸緣和圍繞所述線圈架纏繞的線圈，臨時鎖定部分設(shè)置于所述凸緣的外表面處，用于將所述線圈的穿過所述凸緣被導(dǎo)引至所述凸緣的外表面的被覆線端鎖定在相對于所述凸緣外表面的提升狀態(tài)。
采用這種結(jié)構(gòu)，線圈的被覆線端通過設(shè)置在線圈架凸緣的外表面處的臨時鎖定部分設(shè)置在提升狀態(tài)，并且在熔接期間設(shè)置在與凸緣的側(cè)表面相隔一定距離處，從而不受空間的限制。
而且，在根據(jù)本發(fā)明的線圈架中，在所述凸緣的外表面進(jìn)一步設(shè)置鎖定部分，用于固定通過熔接所述線圈的被覆線端而被連接的終端。
采用這種結(jié)構(gòu)，因為連接于線圈端部的終端由于鎖定部分而突出到凸緣的外周邊緣之外，所以可采用非常簡單的方式將其固定到變壓器的印刷基板上。


圖1是本發(fā)明實施例所使用的變壓器單元的外形的透視圖；圖2是圖1所示的變壓器的外形的透視圖；圖3是在熔化前的變壓器中的線圈架的外形的透視圖；圖4是在熔化期間的變壓器中的線圈架的主部分的放大視圖；圖5A和5B是線圈端部所采用的連接終端的外形的透視圖；圖5A是從線圈線材的軸向方向進(jìn)行外部裝配的終端的實例，圖5B是從線圈側(cè)進(jìn)行外部裝配的終端的實例；圖6是傳統(tǒng)高頻加熱裝置的電源單元的外形的透視圖；圖7是圖6所示的電源單元的電路圖；圖8是圖6所示的變壓器的截面剖視圖；圖9是從下部觀看的圖6所示的變壓器單元的外形的透視圖；圖10是用于傳統(tǒng)高頻加熱裝置的電源單元的線圈架的外形的透視圖；圖11是圖10所示的線圈架的線圈端部的放大截面剖視圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選實施例的處理線圈的端部的方法和因此所使用的線圈架將在下文中參照附圖進(jìn)行說明。在本實施例中，將說明高頻加熱裝置的變壓器的線圈架，以及圍繞該線圈架纏繞的線圈的端部的處理方法。
如圖1所示，作為高頻加熱裝置的電源單元(在下文中指代為“電源單元”)的變壓器單元1具有如下結(jié)構(gòu)，其中，設(shè)置有散熱器4的切換元件3b和諸如二極管電橋的整流元件3a，諸如電容器或二極管的高壓組件5，諸如控制電路(圖中未示出)的低壓電路，以及變壓器6固定于印刷基板2上。
變壓器6包括纏繞有初級繞組13、次級繞組16和加熱器繞組17的線圈架10。
在線圈架10中，初級繞組13纏繞在相對的凸緣11、12之間，次級繞組16和加熱器繞組17單獨地纏繞在相對凸緣14、15之間并且與初級繞組13同心。芯部(圖中未示出)被插入以穿過線圈架10的中心。
在形成線圈架10的初級繞組13一側(cè)上的凸緣11的外表面上，如圖2所示，形成有引出槽20a，以將初級繞組13的第一匝的被覆線端18引向外部，并形成有凸緣20b，相似地將初級繞組13的最后一匝的被覆線端19拉向外部。
在將被覆線端19拉出的凸緣20b的外圓周處，如圖3所示，與凸緣20b相連地形成有由一對彈性鎖定件組成的突出的臨時鎖定部分21。
臨時鎖定部分21的功能是，如圖4所示，當(dāng)對被覆線端19進(jìn)行熔接時通過將被覆線端19鎖定在相對于凸緣11外部的提升狀態(tài)下而消除對熔接用空間的限制，還具有保持被覆線端的功能，從而避免初級繞組13的纏繞力的削弱，并防止從線圈架10的松脫。
返回圖2，在凸緣11的外表面，還設(shè)置有鎖定部分22、23，該部分用于將通過熔接而連接于初級繞組13的端部的連接終端24、25固定在凸緣11的外周邊緣處。
鎖定部分22、23使連接終端24、25沿著凸緣11的外表面突出，并且當(dāng)變壓器6固定于印刷電路2上時有利于將連接終端24、25插入形成于電路圖案的通孔中。
下面將說明處理線圈端部的方法。在本實施例中，將根據(jù)處理端部的方法進(jìn)行說明，連接終端25使用該方法通過熔接以連接于初級繞組13的最后一匝的被覆線端19。
首先，初級繞組13通過在線圈架10的凸緣11、12之間纏繞必要數(shù)量的匝數(shù)而獲得。然后，如圖3所示，最后一匝的被覆線端19穿過凸緣20b并且向凸緣11的外表面拉出。被拉出的被覆線端19，如圖4所示，然后被臨時鎖定部分21鎖定在相對于凸緣11的外表面的提升狀態(tài)。
如已經(jīng)進(jìn)行描述的那樣，通過臨時鎖定部分21鎖定被覆線端19可防止初級繞組13從線圈架10松脫。
只將最后一匝的被覆線端19選定為端部處理的目標(biāo)的原因在于初級繞組13在第一匝上進(jìn)行纏繞，由此可一直防止其脫落。
圖5所示的連接終端25的電纜連接部分25a從軸向或側(cè)向裝配于保持在提升狀態(tài)下的被覆線端19上，并且熔接于此。
熔接是使用用于熔接的電極41、42而進(jìn)行的。
一對電極41、42相對設(shè)置，從而將處于提升狀態(tài)的被覆線端19夾在從凸緣11的外表面抽出的位置，電極41、42相互移動以使其遠(yuǎn)端相互靠近，并且向被覆線端19施加壓力，連接終端25的電纜連接部分25a(圖中未示出)被壓縮(collapse)，電流流過以加熱被覆線端19。
電流首先從電極41、42流向終端25，電極41、42的遠(yuǎn)端和連接終端25(圖中未示出)產(chǎn)生熱量，與終端接觸的被覆線端19的導(dǎo)體的溫度上升。由于覆蓋導(dǎo)體的絕緣層具有熱彈性，所以在熱和施加壓力的作用下該層會變軟，并從電纜連接部分25a中被壓出，由此實現(xiàn)導(dǎo)體和終端25的導(dǎo)電連接。
一旦已經(jīng)完成熔接，那么初級繞組13沿凸緣11的外表面彎折，如圖2所示，連接終端25由鎖定部分23鎖定，端部處理過程得以完成。此時，初級繞組13從臨時鎖定部分21分離開也不會造成影響，因為終端25由鎖定部分23固定并且被保持在凸緣11的外表面。換句話說，臨時鎖定部分21可被理解為暫時鎖定被覆線端19以進(jìn)行熔接的臨時鎖定裝置。
初級繞組13的第一匝的被覆線端18以相似的方式進(jìn)行處理，并且連接終端24被鎖定部分22鎖定。
對于上述實施例的處理線圈端部的方法，初級繞組13的被覆線端18、19被鎖定在相對于凸緣外表面的提升狀態(tài)下，其所進(jìn)行的熔接由用于熔接的電極41、42執(zhí)行，所述電極相似地與凸緣11的外表面相隔一距離放置。結(jié)果，初級繞組13從線圈架10上的松脫可被防止，并且可確保用于熔接的電極41、42的足夠的操作空間。而且，由于電極41、42沿著與壓力作用方向相同的線相對設(shè)置，所以由于小型化和寬度減小所造成的彎曲和變形可被防止。
而且，由于初級繞組13被保持在提升位置，所以當(dāng)至少最后一匝的被覆線端19被臨時鎖定部分21鎖定時，熔接位置是持續(xù)穩(wěn)定的，這樣可改善操作性，也可提高熔接精度。
而且，對于本實施例的線圈架10，因為臨時鎖定部分設(shè)置于凸緣11的外表面，并且臨時鎖定部分21可鎖定初級繞組13的被覆線端19，所以可防止初級繞組13的松脫，并且通過將被覆線端19鎖定于提升位置，初級繞組13可被放置于不阻礙熔接的位置處。
而且，因為用于對連接終端24、25進(jìn)行固定的鎖定部分22、23設(shè)置于線圈架10，且鎖定部分22、23從凸緣11的周邊突出，因此在與印刷基板2的電路圖案相連接的過程中有利于連接終端24、25插入電路圖案中，并且可采用容易的方式固定變壓器6。
而且，本發(fā)明并不局限于上述實施例，在不脫離本發(fā)明的精髓的情況下可對本發(fā)明進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和變化。而且，組成元件的材料、形狀、尺寸和形狀可任意設(shè)定，對于這些方面沒有限制。
實用性采用根據(jù)本發(fā)明的處理線圈端部的方法，當(dāng)線圈和連接終端在變壓器的制造期間連接時，用于熔接的電極設(shè)置于與凸緣的外表面分離開的位置，由此實現(xiàn)足夠的操作區(qū)域。因此，熔接可有利地進(jìn)行，而不會導(dǎo)致由電極的小型化或?qū)挾葴p小造成的彎曲或變形。
因此，線圈和連接終端可通過熔接并采用具有增大耐熱度的線材用做線圈而進(jìn)行機(jī)械和電連接，并且采用具有增大耐熱度的線材可使變壓器小型化。
而且，對于根據(jù)本發(fā)明的線圈架，臨時鎖定部分和鎖定部分通過使用凸緣的外表面進(jìn)行安裝，并且臨時鎖定部分保持圍繞線圈架纏繞的線圈的遠(yuǎn)端部處于相對于凸緣外表面的提升狀態(tài)。因此，可防止繞組從線圈架松脫，并且熔化位置得以穩(wěn)定，由此實現(xiàn)有效地熔接。
而且，因為鎖定部分固定地將安裝于線圈遠(yuǎn)端處的連接終端沿凸緣的外表面布置，所以有利于連接終端插入電路圖案中，并且可采用容易的方式將變壓器固定于印刷基板上。
權(quán)利要求
1.一種處理線圈端部的方法，該線圈圍繞具有凸緣的線圈架纏繞并且穿過所述凸緣被引出至所述線圈架的外表面，所述辦法包括下述步驟將所述線圈的被覆線端鎖定在相對于所述凸緣外表面的提升狀態(tài)；并且采用與所述凸緣的外表面間隔一定距離設(shè)置的電極熔接所述被覆線端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理線圈端部的方法，其中，至少所述線圈的最后一匝的被覆線端被臨時鎖定部分鎖定在相對于所述凸緣外表面的提升狀態(tài)。
3.一種線圈架，包括凸緣；圍繞所述線圈架纏繞的線圈；設(shè)置于所述凸緣的外表面處的臨時鎖定部分，用于將所述線圈的穿過所述凸緣被導(dǎo)引至所述凸緣的外表面的被覆線端鎖定在相對于所述凸緣外表面的提升狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線圈架，其中，在所述凸緣的外表面進(jìn)一步設(shè)置了鎖定部分，用于固定通過熔接所述線圈的被覆線端而被連接的終端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種處理線圈端部的方法，該線圈圍繞具有凸緣(11)的線圈架(10)纏繞并且穿過所述凸緣(11)被引出至外表面，其中線圈的被覆線端(19)由安裝于凸緣處的臨時鎖定部分(21)鎖定并被支撐在相對于凸緣(11)的外表面的提升狀態(tài)，并且使用熔接用電極(41、42)進(jìn)行熔接，所述電極與凸緣(11)的外表面相隔一距離地進(jìn)行設(shè)置。
文檔編號H01F41/10GK1806300SQ200480016678
公開日2006年7月19日 申請日期2004年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月4日
發(fā)明者酒井伸一, 森川久, 三原誠 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社