專利名稱：包覆線圈成型體的制造方法及包覆線圈成型體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包覆線圈成型體的制造方法及包覆線圈成型體，該制造方法為，利用電絕緣性樹脂以從外側(cè)整體地包入的狀態(tài)包覆導(dǎo)體線圈，成為該導(dǎo)體線圈埋入含有軟磁性粉末的鐵心內(nèi)部的狀態(tài)，與鐵心一起構(gòu)成線圈復(fù)合成型體。
背景技術(shù)：
作為這種線圈復(fù)合成型體的代表性例子，存在作為電感部件的電抗器。在混合動(dòng)力汽車或燃料電池汽車、電動(dòng)汽車等中，在電池與向電動(dòng)機(jī)供給交流電 力的逆變器之間設(shè)置升壓電路，在該升壓電路中使用作為電感部件的電抗器(扼流線圈)。例如，在混合動(dòng)力車輛中，電池電壓最大為300V左右，另一方面，必須向電動(dòng)機(jī)施加600V左右的高電壓，以獲得較大輸出。為此，作為升壓電路用的部件而使用電抗器。該電抗器另外也被廣泛用于太陽能發(fā)電的升壓電路等中。目前，這種電抗器通常使用在鐵心周圍卷繞導(dǎo)體線圈(以下有時(shí)簡稱為線圈)的形式，上述鐵心配置為使一對(duì)U字狀的鐵心片在各個(gè)端面之間產(chǎn)生規(guī)定的間隙而構(gòu)成。但是，在這種形式的電抗器的情況下，因?yàn)樘幱诰€圈向外部露出的狀態(tài)，所以會(huì)伴隨線圈勵(lì)磁而發(fā)生線圈振動(dòng)，其會(huì)造成噪音，另外，必須高精度地設(shè)定鐵心片之間的間隙的尺寸，除此之外，還存在需要鐵心與線圈的組裝工序等問題，因此，提出下述形式的電抗器，其通過由軟磁性粉末和樹脂的混合材料構(gòu)成的成型體(軟磁性樹脂成型體)構(gòu)成鐵心,并將線圈以埋入狀態(tài)包含在該鐵心內(nèi)部而成為一體。例如，在下述專利文獻(xiàn)I、專利文獻(xiàn)2中公示了這種形式的電抗器及其制造方法。上述專利文獻(xiàn)I、專利文獻(xiàn)2中示出的電抗器的制造方法為，在將線圈放置在外殼或容器內(nèi)部的狀態(tài)下，將在熱硬化性樹脂液中以分散狀態(tài)混合有軟磁性粉末的材料注入外殼或容器內(nèi)部，然后將其加熱至規(guī)定溫度，并經(jīng)過規(guī)定時(shí)間，使樹脂液硬化反應(yīng)，因此在成型鐵心的同時(shí)使其與線圈一體化。在按照上述方式制得的電抗器的情況下，可以防止伴隨線圈振動(dòng)而產(chǎn)生噪音，另夕卜，不需要在鐵心片與鐵心片之間高精度地設(shè)定間隙(已在成型體鐵心的軟磁性粉末與軟磁性粉末之間形成微小的間隙)，此外，除了不需要鐵心與線圈的組裝工序之外，還具有可以利用鐵心(軟磁性樹脂成型體)從外側(cè)保護(hù)線圈等優(yōu)點(diǎn)。但是，在按照上述方式將線圈設(shè)置在容器內(nèi)的狀態(tài)下，在向其中注射以分散狀態(tài)混合有軟磁性粉末的熱硬化性樹脂液時(shí)，會(huì)發(fā)生下述損傷的問題，即，如圖10的示意圖所示，軟磁性粉末14 (作為軟磁性粉末14可以使用硬質(zhì)金屬鐵粉等)由于此時(shí)的注射壓力或流動(dòng)壓力而與線圈10的線材11表面的絕緣膜12劇烈碰撞或發(fā)生摩擦(在電抗器鐵心的情況下，通常含有大約50至70體積％的鐵粉等軟磁性粉末)，由此而使線圈10表面的絕緣膜12破損等。通常，作為線圈10，使用將預(yù)先在外表面附著形成絕緣膜12的線材11卷繞而成的帶絕緣膜的結(jié)構(gòu)，該絕緣膜12通常通過下述方式獲得，即，將絕緣性樹脂(例如，聚酰胺-酰亞胺)溶解在溶劑中制成規(guī)定粘性的液體(清漆)，將其涂敷到形成線圈10的線材11的全部外表面，然后，使其干燥及硬化反應(yīng)而形成覆膜，但該絕緣膜12是膜厚為25 μ m左右很薄的結(jié)構(gòu)，在注塑成型時(shí)，會(huì)因鐵粉等軟磁性粉末14與這種絕緣膜12劇烈碰撞或發(fā)生摩擦而使絕緣膜12損傷。因而，如果如上所述絕緣膜12受到損傷，則線圈10的絕緣性能降低，電抗器中的耐電壓(絕緣破壞電壓)特性降低。除此之外，在容器內(nèi)設(shè)置線圈，注入軟磁性粉末與熱硬化樹脂液的混合材料時(shí)，還會(huì)發(fā)生由于該注射壓力或流動(dòng)壓力而使線圈變形的問題。線圈本身是像手風(fēng)琴那樣容易拉長變形或扭轉(zhuǎn)變形的結(jié)構(gòu)，在將軟磁性粉末與熱硬化性樹脂液的混合材料注射到容器內(nèi)時(shí)，會(huì)由于注射壓力或流動(dòng)壓力而容易地使線圈變形。 并且，如果如上所述線圈變形，則可能損害其作為電抗器的性能。而且，由于熱硬化性樹脂硬化時(shí)的硬化收縮，會(huì)對(duì)絕緣膜施加應(yīng)力，這時(shí)由于該應(yīng)力也會(huì)發(fā)生使絕緣膜損傷的問題。作為電抗器的制造方法，另外考慮下述方法，S卩，將線圈預(yù)先設(shè)置在成型腔室內(nèi)，將軟磁性粉末與熱可塑性樹脂的混合材料注射到腔室內(nèi)，從而注塑成型鐵心，并以將線圈埋入其內(nèi)部的狀態(tài)一體化。特別地，在通過上述注塑成型而成型鐵心的情況下，會(huì)產(chǎn)生下述問題，S卩，在強(qiáng)大的注射壓力及流動(dòng)壓力下線圈更加容易變形，并且，軟磁性粉末與線圈的絕緣膜12劇烈碰撞或發(fā)生摩擦，更加容易損傷絕緣膜。另外，在通過注塑成型而成型鐵心的情況下，由于成型時(shí)的熱脹冷縮而在絕緣膜上施加熱應(yīng)力，從而會(huì)產(chǎn)生由于該熱應(yīng)力而使絕緣膜損傷的難題。含有軟磁性粉末的熱可塑性樹脂在向成型模具的腔室內(nèi)注射時(shí)，例如是溫度大于或等于300°C的溶融狀態(tài)的液狀，在注射后，由成型模具冷卻固化而成為成型體。在此時(shí)或之后將其從成型模具取出而冷卻至室溫的過程中，作為成型體的鐵心在直徑方向大幅度收縮。并且，在該鐵心收縮時(shí)，由于鐵心與線圈的收縮量差異而在線圈的絕緣膜上作用較大的應(yīng)力，由此而在絕緣膜上發(fā)生應(yīng)變，并由于該應(yīng)變而使絕緣膜破損等受到損傷。這也會(huì)給作為電抗器的耐電壓特性造成惡劣影響。另外，如上所述，因?yàn)榫€圈中的線材表面的絕緣膜本身就是膜厚較薄的結(jié)構(gòu)，所以原本就存在耐電壓特性的可靠性不足的問題。以上是使用帶絕緣膜的線圈的情況，而在不使用帶絕緣膜的線材，而將裸露的線材以使絕緣層位于線材與線材之間的狀態(tài)進(jìn)行卷繞，使用這樣卷繞構(gòu)成的線圈的情況下，也存在鐵心成型時(shí)上述線圈變形的問題、耐電壓特性的可靠性不足等與使用帶絕緣膜的線圈的情況相同的問題。因此，作為上述問題的對(duì)策，考慮以利用電絕緣性樹脂將線圈包入的狀態(tài)包覆線圈，預(yù)先將線圈制成包覆線圈成型體，在這種狀態(tài)下以將其一體地包入內(nèi)部的狀態(tài)成型鐵心。目前，對(duì)于將線圈構(gòu)成這種包覆線圈成型體的方法，例如，在下述專利文獻(xiàn)I或?qū)＠墨I(xiàn)3等中公示。但是，作為上述包覆線圈成型體的成型方法，具體地說是樹脂包覆層的成型方法，使用熱可塑性樹脂將其注塑成型的方法，因?yàn)槠淇梢栽诙虝r(shí)間內(nèi)成型且生產(chǎn)性高，所以是優(yōu)選的方法，但在這種情況下，如何將線圈定位保持在成型模具的腔室內(nèi)，以及如何防止因注射壓力或流動(dòng)壓力而使線圈變形，是很大的課題。如果在成型時(shí)線圈變形很大，則與上述同樣地，會(huì)使電抗器的特性惡化。以上述電抗器為例，對(duì)用于該電抗器的包覆線圈成型體的問題點(diǎn)進(jìn)行了闡述，但該問題在用于電抗器以外的線圈復(fù)合成型體的包覆線圈成型體中，也同樣地會(huì)產(chǎn)生。
專利文獻(xiàn)I :日本特開2007 - 27185號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2008 — 147405號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2006 — 4957號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以上述情況為背景提出，其目的在于提供一種包覆線圈成型體的制造方法及包覆線圈成型體，該制造方法可以容易地制造包覆線圈成型體，并可在此時(shí)定位保持線圈，另外，可以防止其變形，從而良好地制造包覆線圈成型體，上述包覆線圈成型體以利用電絕緣性樹脂將線圈包入的狀態(tài)包覆線圈而構(gòu)成。并且，技術(shù)方案I關(guān)于包覆線圈成型體的制造方法，其特征在于，通過在使絕緣層位于線材與線材之間的狀態(tài)下將該線材卷繞而成為導(dǎo)體線圈，利用電氣絕緣性樹脂以從外側(cè)整體地包入的狀態(tài)包覆該導(dǎo)體線圈而構(gòu)成該包覆線圈成型體，設(shè)置成為將其埋入含有軟磁性粉末的鐵心內(nèi)部的狀態(tài)，在制造該包覆線圈成型體時(shí)，利用熱可塑性樹脂注塑成型包覆上述線圈的樹脂包覆層，并且，將該注塑成型工序分為I次成型工序和2次成型工序而進(jìn)行注塑成型，上述I次成型工序?yàn)?，使該樹脂包覆層用的I次成型模具與上述線圈的內(nèi)周面或外周面接觸，在利用該I次成型模具將該線圈在該內(nèi)周面或外周面處沿徑向定位約束的狀態(tài)下，向形成于該線圈外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)的該I次成型模具的I次成型腔室注入樹脂材料，成型包含上述樹脂包覆層的外周包覆部或內(nèi)周包覆部的I次成型體，并且使其與該線圈一體化，上述2次成型工序?yàn)椋谏鲜鯥次成型工序之后，將該I次成型體與該線圈一起設(shè)置在該樹脂包覆層用的2次成型模具中，向形成于該線圈內(nèi)周側(cè)或外周側(cè)的該2次成型模具的2次成型腔室注入上述樹脂材料，成型包含上述樹脂包覆層的內(nèi)周包覆部或外周包覆部的2次成型體，并且使其與該線圈及上述I次成型體一體化。技術(shù)方案2的制造方法如技術(shù)方案I所述，其特征在于，上述線圈是帶絕緣膜的結(jié)構(gòu)，其通過將預(yù)先在外表面附著形成絕緣膜的線材卷繞而成。技術(shù)方案3的制造方法如技術(shù)方案1、2中任意一項(xiàng)所述，其特征在于，包含上述外周包覆部在內(nèi)的上述I次成型體或2次成型體中的一個(gè)成型體，包含對(duì)上述線圈的軸向的一個(gè)端面進(jìn)行包覆的端面包覆部，包含上述內(nèi)周包覆部在內(nèi)的上述I次成型體或2次成型體中的另一個(gè)成型體，包含對(duì)上述線圈的上述軸向的另一個(gè)端面進(jìn)行包覆的端面包覆部。技術(shù)方案4涉及一種包覆線圈成型體，其通過在使絕緣層位于線材與線材之間的狀態(tài)下將該線材卷繞而成為導(dǎo)體線圈，利用電氣絕緣性的熱可塑性樹脂以從外側(cè)整體地包入的狀態(tài)包覆該導(dǎo)體線圈而構(gòu)成，設(shè)置成為埋入含有軟磁性粉末的鐵心內(nèi)部的狀態(tài)，該包覆線圈成型體的特征在于，上述包覆線圈成型體的樹脂包覆層，通過將包含用于包覆上述線圈的外周面的外周包覆部的成型體、與包含用于包覆該線圈的內(nèi)周面的內(nèi)周包覆部的成型體接合而一體化。發(fā)明的作用和效果如上所述，本發(fā)明的包覆線圈成型體的制造方法通過注塑成型成型包覆線圈成型體(嚴(yán)格來說是樹脂包覆層)，并且，將該注塑成型工序分成I次成型工序和2次成型工序進(jìn)行注塑成型。在該制造方法中，以在I次成型工序中使樹脂包覆層用的I次成型模具與線圈的內(nèi)周面或外周面接觸，將線圈沿徑向定位約束的狀態(tài)，向形成于線圈外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)的I次成型腔室注入樹脂材料，成型包含樹脂包覆層中的外周包覆部或內(nèi)周包覆部的I次成型體，并使其與線圈一體化。并且，在2次成型工序中，在I次成型工序之后，將I次成型體與線圈一體設(shè)置在2次成型模具中，向形成于線圈內(nèi)周側(cè)或外周側(cè)的2次成型腔室注入上述樹脂材料，成型包含樹脂包覆層中的內(nèi)周包覆部或外周包覆部的2次成型體，并且，使其與線圈及I次成型體一體化。在該制造方法中，通過在注塑成型包覆線圈成型體時(shí)，將成型分為至少2次進(jìn)行，從而可以在利用成型模具良好地定位保持線圈的狀態(tài)，良好地注塑成型包覆線圈成型體即樹脂包覆層，并可以良好地防止在該成型時(shí)，因注入壓力或流動(dòng)壓力而發(fā)生位置偏離或變形，而且，可以以包覆線圈的狀態(tài)以足夠的壁厚良好地成型樹脂包覆層。另外，在上述2次成型工序中，通常使2次成型模具與前面成型的I次成型體的上述外周包覆部或內(nèi)周包覆部接觸，并將線圈及I次成型體沿徑向定位約束，在該狀態(tài)下，向形成于未形成包覆部側(cè)的線圈的內(nèi)周側(cè)或外周側(cè)的2次成型模具的2次成型腔室注入樹脂材料，成型2次成型體。在這里，上述線圈可以預(yù)先成為帶絕緣膜的結(jié)構(gòu)(技術(shù)方案2)。另外，在成型包含外周包覆部的I次成型體或2次成型體中的一個(gè)成型體時(shí)，同時(shí)成型包覆線圈的軸向的一個(gè)端面的端面包覆部，此外，在成型包含內(nèi)周包覆部的另一個(gè)成型體時(shí)，同時(shí)成型包覆線圈的軸向的另一個(gè)端面的端面包覆部(技術(shù)方案3)。技術(shù)方案4涉及一種包覆線圈成型體，該包覆線圈成型體為，使熱可塑性樹脂的樹脂包覆層，為將包含用于包覆線圈外周面的外周包覆部的成型體、與包含用于包覆內(nèi)周面的內(nèi)周包覆部的成型體接合而一體化的結(jié)構(gòu)，通過按照上述方式構(gòu)成包覆線圈成型體，可以利用技術(shù)方案I的制造方法制造包覆線圈成型體。


圖I是將本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的包覆線圈成型體與電抗器一起表示的圖。圖2是分解表示圖I的電抗器的斜視圖。圖3是將圖2的包覆線圈成型體分解為樹脂包覆層和線圈而表示的斜視圖。圖4是從另一個(gè)角度觀察圖3的線圈的圖及分解為上/下線圈而表示的圖。圖5是該實(shí)施方式的包覆線圈成型體的成型過程的說明圖。圖6是圖5之后的成型過程的說明圖。
圖7是圖I的電抗器的制造方法的工序說明圖。圖8是該實(shí)施方式中的包覆線圈成型體的成型方法的說明圖。圖9是圖I的電抗器中的鐵心的成型方法的說明圖。圖10是示意地表示本發(fā)明的背景的問題點(diǎn)的圖。標(biāo)號(hào)的說明10 線圈12絕緣膜14軟磁性粉末
22樹脂包覆層24包覆線圈成型體46外周包覆部50內(nèi)周包覆部541次成型模具66、80 腔室702次成型模具
具體實(shí)施例方式下面，根據(jù)附圖，對(duì)應(yīng)用于作為電感器部件的電抗器(扼流線圈)中使用的包覆線圈成型體的情況下的實(shí)施方式，如下詳細(xì)地進(jìn)行說明。在圖I中，15是作為線圈復(fù)合成型體的一個(gè)例子的電抗器，在由軟磁性樹脂成型體構(gòu)成的鐵心16內(nèi)部埋入帶絕緣膜的線圈10，作為后述的包覆線圈成型體24而使其一體化。即，鐵心16制作成為無間隙構(gòu)造的電抗器。在該實(shí)施方式中，線圈10如圖3至圖5 (A)所示是平繞線圈，將扁平線材在線材的厚度方向(徑向)卷繞，重疊而成為線圈形狀，在卷繞加工成型后的自由形狀狀態(tài)下，在徑向相鄰的線材之間，經(jīng)由絕緣膜而以彼此接觸狀態(tài)重疊。在本實(shí)施方式中，線圈10如圖3、圖4所示，使上線圈10-1和下線圈10_2以卷繞方向?yàn)橄喾捶较虻姆绞缴舷轮丿B，將各自內(nèi)徑側(cè)的端部20接合，構(gòu)成為I個(gè)連續(xù)的線圈。其中，也可以利用I根線材連續(xù)地構(gòu)成上線圈10-1和下線圈10-2。另外，因?yàn)樵谏暇€圈10-1和下線圈10-2之間會(huì)產(chǎn)生很大的電位差，所以如圖4(B)所示，在二者之間安裝圓環(huán)狀的絕緣片材21。其中，絕緣片材21的厚度約為O. 5mm左右。另外，圖中18是線圈10中的線圈端子，使其向徑向外側(cè)突出。如圖5 (A)所示，線圈10俯視形狀為圓環(huán)狀。線圈10如圖I所示，除了線圈端子18的前端側(cè)的一部分以外，以整體地埋入鐵心16中的狀態(tài)一體地被包含在內(nèi)部。在該實(shí)施方式中，線圈10可以使用銅、鋁、銅合金、鋁合金等多種材質(zhì)的材料(在該實(shí)施方式中，線圈10為銅制)。在本例中，鐵心16由將含有軟磁性粉末和熱可塑性樹脂的混合材料注塑成型得到的成型體構(gòu)成。在這里，作為軟磁性粉末可以使用軟磁性鐵粉、鋁硅鐵粉、鐵氧體粉等。另外，作為熱可塑性樹脂，例如，可以適當(dāng)?shù)厥褂肞PS (聚苯硫醚)、PA12 (聚酰胺12)、PA6 (聚酰胺6)、PA6T (聚酰胺6T)、POM (聚甲醛)、PE (聚乙烯)、PES (聚醚砜)、PVC (聚氯乙烯)、EVA (乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)等。軟磁性粉末在鐵心16中所占的比例可以是各種比例，優(yōu)選體積％為50至70%左右。帶絕緣膜的線圈10除了線圈端子18的一部分以外，其整體由電絕緣性樹脂從外側(cè)包覆。圖I、圖2中24是由線圈10和樹脂包覆層22構(gòu)成的包覆線圈成型體，線圈10作為該包覆線圈成型體24而被埋入在鐵心16的內(nèi)部。在該實(shí)施方式中，優(yōu)選樹脂包覆層22的厚度為O. 5至2. 0_。 該樹脂包覆層22由不含有軟磁性粉末的電絕緣性的熱可塑性樹脂構(gòu)成。作為該熱可塑性樹脂，可以使用PPS、PA12、PA6、PA6T、POM、PE、PES、PVC、EVA及其他多種材質(zhì)的材料。如圖2的分解圖所示，鐵心16通過將I次成型體16-1和2次成型體16_2在圖I(B)所示的邊界面P1由注塑成型進(jìn)行接合而一體化地構(gòu)成。如圖I、圖2所示，I次成型體16-1構(gòu)成為容器狀，具有圓筒狀的外周側(cè)成型部25，其與包覆線圈成型體24的外周面相接；以及底部26，其位于包覆線圈成型體24的圖中下側(cè)，并且，該I次成型體16-1在線圈軸線方向的圖中上端具有開口 30。另外，在該I次成型體16-1的外周側(cè)成型部25設(shè)置切槽部28。該切槽部28用于嵌入后述的包覆線圈成型體24的厚壁部36 (參照?qǐng)D2)。另一方面，如圖2所示，2次成型體16-2—體地具有內(nèi)周側(cè)成型部32，其與包覆線圈成型體24的內(nèi)周面相接，且埋入在線圈10內(nèi)側(cè)的中空處，直至I次成型體16-1中的底部26 ;以及上部的圓形的蓋部34，其位于包覆線圈成型體24的圖中上側(cè)，封閉I次成型體16-1中的上述開口 30，將I次成型體16-1的凹部40及收容在其中的包覆線圈成型體24隱藏在內(nèi)側(cè)。另一方面，包覆線圈10的樹脂包覆層22也如圖3的分解圖所示，由I次成型體22-1和2次成型體22-2構(gòu)成，它們?cè)趫DI (B)所示的邊界面P2處通過由注塑成型進(jìn)行的
接合而一體化。I次成型體22-1 —體地具有圓筒狀的外周包覆部46，其包覆線圈10的外周面；以及下包覆部(端面包覆部)48，其包覆線圈10的下端面整體。另一方面，2次成型體22-2—體地具有圓筒狀的內(nèi)周包覆部50，其包覆線圈10的內(nèi)周面；以及上包覆部(端面包覆部)52，其包覆線圈10的上端面整體。另外，在I次成型體22-1中，在整個(gè)高度范圍內(nèi)形成向徑向外方突出的厚壁部36，在該厚壁部36形成沿徑向貫通該厚壁部36的一對(duì)狹縫38。線圈10中的上述一對(duì)線圈端子18，貫穿這一對(duì)狹縫38而向I次成型體22_1的徑向外側(cè)突出。另外，在2次成型體22-2上，與上包覆部52 —體地形成向徑向外側(cè)突出的舌片狀突出部42。I次成型體22-1中的厚壁部36，其上表面由該突出部42包覆。在圖2至圖9中，與包覆線圈成型體的制造方法同時(shí)具體地示出圖I的電抗器15的制造方法。在該實(shí)施方式中，按照?qǐng)D5及圖6所示的順序，形成樹脂包覆層22，以將圖5 (A)所示的帶絕緣膜的線圈10從外側(cè)包入其中，構(gòu)成使線圈10與樹脂包覆層22—體化而構(gòu)成的包覆線圈成型體24。這時(shí),如圖5 (B)所示,首先成型一體地具有外周包覆部46和下包覆部48的I次成型體22-1，然后，如圖6 (C)所示，成型一體地具有內(nèi)周包覆部50和上包覆部52的2次成型體22-2，從而成型樹脂包覆層22整體。圖8表示此時(shí)的具體成型方法。
在圖8 (A)中，54是包覆線圈成型體24具體來說是樹脂包覆層22用的I次成型模具，具有上模具56和下模具58。其中，下模具58具有中間模具部58A和外模具部58B。在使用圖8 (A)所示的I次成型模具54的I次成型中，首先，將線圈10設(shè)置在成型模具54中。這時(shí)，線圈10設(shè)置為使上下方向與圖3所示的方向相反。具體地說，以使下線圈10-2位于上側(cè)，上線圈10-1位于下側(cè)的方式，將其上下顛倒地設(shè)置在I次成型模具54中。并且，使中間模具部58A與線圈10的內(nèi)周面接觸，通過該中間模具部58A，沿徑向約束保持線圈10的內(nèi)周面。并且，向I次成型模具54的形成于線圈10的外周側(cè)的腔室66中，通過通路68注入樹脂(熱可塑性樹脂)材料，從而注塑成型圖I及圖5 (B)所示的樹脂包覆層22的I次成型體22-1。具體地說，注塑成型一體地具有圖8 (B)所示的外周包覆部46和下包覆部48的I次成型體22-1。如果按照上述方式成型得到樹脂包覆層22的I次成型體22-1，則將其與一體的線圈10 —起，設(shè)置在圖8 (B)所示的2次成型模具70中。這時(shí)，如圖8 (B)所示，將線圈10與I次成型體22-1 —起上下顛倒地設(shè)置在2次成型模具70中。該2次成型模具70具有上模具72和下模具74。另外，下模具74具有中間模具部74A和外模具部74B。該2次成型模具70以將I次成型體22-1與線圈10 —起設(shè)置的狀態(tài)，與I次成型體22-1的外周包覆部46接觸，將線圈10與外周包覆部46 —起沿徑向定位并約束保持，并且，與下包覆部48接觸，將線圈10與下包覆部48沿上下方向定位。并且，以該狀態(tài)而在線圈10的內(nèi)周側(cè)和上側(cè)形成腔室80。在使用該2次成型模具70的2次成型中，通過通路82將與I次成型時(shí)的樹脂材料相同的樹脂材料注入腔室80中，注塑成型樹脂包覆層22中的2次成型體22-2，同時(shí)，將其與I次成型體22-1即線圈10 —體化。在本實(shí)施方式中，將按照上述方式成型的包覆線圈成型體24，在圖I的鐵心16成型時(shí)與鐵心16 —體化。其具體的順序如圖7及圖9所示。在該實(shí)施方式中，在成型鐵心16整體時(shí)，如圖7所示，首先預(yù)先成型構(gòu)成容器狀的I次成型體16-1。并且，其后，如圖7 (A)所示，將按照?qǐng)D5及圖6所示的過程成型的包覆線圈成型體24，通過I次成型體16-1的開口 30，在圖中向下而在整個(gè)高度范圍內(nèi)嵌入構(gòu)成容器狀的I次成型體16-1的凹部40內(nèi)部，從而利用I次成型體16-1保持包覆線圈成型體24。并且，在該狀態(tài)下，將I次成型體16-1和包覆線圈成型體24設(shè)置在成型模具中，注塑成型鐵心16中的2次成型體16-2，將其與I次成型體16-1及包覆線圈成型體24 —體化。圖9 (A)表示成型I次成型體16-1的鐵心16用的I次成型模具。84是成型I次成型體16-1的I次成型模具，具有上模具86和下模具88。 在這里，通過通路92將軟磁性粉末與熱可塑性樹脂的混合材料在腔室94中注塑成型，因此成型一體地具有外周側(cè)成型部25和底部26的I次成型體16-1。圖9 (B)表示成型鐵心16中的2次成型體16_2的2次成型模具。96是該2次成型模具，具有上模具98和下模具100。在該2次成型中，以在之前成型的I次成型體16-1中嵌入保持包覆線圈成型體24的狀態(tài)，將二者設(shè)置在2次成型模具96中。這時(shí)，I次成型體16-1通過使其外周面與2次成型模具96全周接觸而沿徑向被定位，進(jìn)而，底部26的下表面在2次成型模具96內(nèi)保持為沿上下方向定位的狀態(tài)。即，包覆線圈成型體24經(jīng)由I次成型體16-1在徑向及上下方向均被定位地保持在2次成型模具96內(nèi)。在該2次成型中，以上述狀態(tài)通過與腔室104相比位于圖中上方的通路102，向腔室104內(nèi)注入與I次成型時(shí)相同的混合材料，因此，成型圖I (B)、圖2及圖7 (B)的2次成型體16-2，同時(shí)，將其與I次成型體16-1及包覆線圈成型體24 —體化。在這里，可以得到圖I及圖7 (B)所示的電抗體15。根據(jù)上述本實(shí)施方式，可以在利用成型模具良好地定位保持線圈10的狀態(tài)下，良好地注塑成型包覆線圈成型體24即樹脂包覆層22，可以良好地防止在其成型時(shí)線圈10受到注塑壓力或流動(dòng)壓力而發(fā)生位置偏離或變形，而且，可以以包覆線圈10的狀態(tài)良好地成型樹脂包覆層22。實(shí)施例將帶絕緣膜(20至30 μ m的聚酰胺-酰亞胺薄膜)的扁平線材(寬度為9mm，厚度為O. 85mm)卷繞而成為上線圈10-1和下線圈10-2 (二者均為外徑為Φ80ι πι、內(nèi)徑為Φ47ι πι、匝數(shù)為18的平繞線圈，將其中一個(gè)線圈反轉(zhuǎn)后將二者重疊)，使用將上線圈10-1和下線圈10-2上下重疊地接合為一體而構(gòu)成的線圈10，作為熱可塑性樹脂使用直鏈狀的PPS，成型包覆線圈成型體24中的樹脂包覆層22的I次成型體22-1。這時(shí)，I次成型體22-1成型為，外周包覆部46的厚度為1mm，下包覆部48的厚度為 Imm0然后，使用樹脂包覆層22用的2次成型模具70，使用相同的PPS樹脂，成型2次成型體22-2。這時(shí)，2次成型體22-2成型為，使內(nèi)周包覆部50的厚度為O. 5mm,使上包覆部52的厚度為1mm。
另外，這時(shí)的樹脂包覆層22的成型在下述條件下進(jìn)行。即，將注入溫度設(shè)為320°C，另外，將成型模具的模具溫度設(shè)為130°C，將注入壓力設(shè)為147MPa，進(jìn)行注塑成型。與此同時(shí)，將軟磁性鐵粉與直鏈狀PPS，按照軟磁性鐵粉的比例為60體積％的配比進(jìn)行混合,使用混合而成的混合材料注塑成型鐵心16中的I次成型體16-1，并且，在I次成型體16-1中收容包覆線圈成型體24，在該狀態(tài)下，利用另外的2次成型模具96，使用與上述相同的混合材料成型鐵心16中的2次成型體16-2，同時(shí)，將其與I次成型體16-1及包覆線圈成型體24—體化，得到電抗器16 (尺寸為鐵心16的外徑為Φ 90mm，高度為40. 5mm)。另外，這時(shí)的鐵心16的成型在下述條件下進(jìn)行。即，將注入溫度設(shè)為310°C，另外，將型模具的模具溫度設(shè)為150°C，并將注入壓力設(shè)為147MPa而進(jìn)行鐵心16的注塑成型。在按照上述方式制得的電抗器15的鐵心16上，未識(shí)別到龜裂產(chǎn)生。按照下述方式測量上述制得的電抗器15的耐電壓特性。 在這里，將電抗器15直接放置在鋁基板上，使電抗器15成為與鋁基板電氣連接的狀態(tài)，并且，分別將測量裝置的一個(gè)端子與電抗器15的一個(gè)線圈端子18連接，將另一個(gè)端子與鋁基板連接，然后，在該狀態(tài)下進(jìn)行通電并在交流OV至3500V (伏特)范圍內(nèi)使電壓逐漸升高，在3500V時(shí)保持I秒鐘。這時(shí)，如果通過的電流小于或等于IOmA (毫安)則判定合格，如果大于該值則判定耐電壓不合格。其結(jié)果，本實(shí)施方式10個(gè)試驗(yàn)樣本全部合格。與此相對(duì)，對(duì)比例為，對(duì)于線圈10不形成樹脂包覆層22，直接向線圈10進(jìn)行注塑成型而成型鐵心16，該對(duì)比例10個(gè)試驗(yàn)樣本全部在200至300V (伏特)時(shí)發(fā)生絕緣破壞，判定結(jié)果均不合格。另外，作為測量裝置使用“菊水電子(社)”制造的T0S5051A。以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但其只是一個(gè)例示。例如，在上述實(shí)施方式中，在成型包覆線圈成型體24時(shí)，首先成型外周包覆部46，然后成型內(nèi)周包覆部50，但根據(jù)情況，也可以在I次成型中利用I次成型模具在外周面保持約束線圈10而成型內(nèi)周包覆部50，然后成型外周包覆部46，另外，也可以以除了上例以外的其他多種形狀，成型樹脂包覆層22中的I次成型體22-1、2次成型體22-2。另外，本發(fā)明也可以應(yīng)用于利用澆注法成型上述鐵心16的情況，即，將軟磁性粉末以分散狀態(tài)混合在熱硬化樹脂液中，將該混合材料注入容器使其加熱硬化而成型鐵心，此外,也可以應(yīng)用于鐵心由其他材質(zhì)、成型方法成型的情況。此外，本發(fā)明也可以在線圈并不是帶絕緣膜的線圈，而是以使絕緣性樹脂薄膜等絕緣層位于線材與線材之間的狀態(tài)而將線材卷繞成為線圈的情況下使用。另外，除了上述電抗器以外，本發(fā)明也可以用于電磁烹調(diào)器的加熱器及其他線圈復(fù)合成型體中的包覆線圈成型體等，本發(fā)明可以在不脫離其主旨的范圍內(nèi)以多種施加變更的樣式、方式實(shí)施及構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種包覆線圈成型體的制造方法，其特征在于， 通過在使絕緣層位于線材與線材之間的狀態(tài)下將該線材卷繞而成為導(dǎo)體線圈，利用電氣絕緣性樹脂以從外側(cè)整體地包入的狀態(tài)包覆該導(dǎo)體線圈而構(gòu)成該包覆線圈成型體，成為該導(dǎo)體線圈埋入含有軟磁性粉末的鐵心的內(nèi)部的狀態(tài)，在制造該包覆線圈成型體時(shí)， 利用熱可塑性樹脂注塑成型包覆上述線圈的樹脂包覆層， 并且,將該注塑成型工序分為I次成型工序和2次成型工序而進(jìn)行注塑成型， 上述I次成型工序?yàn)?，使該樹脂包覆層用的I次成型模具與上述線圈的內(nèi)周面或外周面接觸，在利用該I次成型模具將該線圈在該內(nèi)周面或外周面處沿徑向定位約束的狀態(tài)下，向形成于該線圈外周側(cè)或內(nèi)周側(cè)的該I次成型模具的I次成型腔室注入樹脂材料，成型包含上述樹脂包覆層的外周包覆部或內(nèi)周包覆部的I次成型體，并且使其與該線圈一體化， 上述2次成型工序?yàn)?，在上述I次成型工序之后，將該I次成型體與該線圈一起設(shè)置在該樹脂包覆層用的2次成型模具中，向形成于該線圈內(nèi)周側(cè)或外周側(cè)的該2次成型模具的2次成型腔室注入上述樹脂材料，成型包含上述樹脂包覆層的內(nèi)周包覆部或外周包覆部的2次成型體，并且使其與該線圈及上述I次成型體一體化。
2.如權(quán)利要求I所述的包覆線圈成型體的制造方法，其特征在于， 上述線圈是帶絕緣膜的結(jié)構(gòu)，其通過將預(yù)先在外表面附著形成絕緣膜的線材卷繞而成。
3.如權(quán)利要求I或2中任意一項(xiàng)所述的包覆線圈成型體的制造方法，其特征在于， 包含上述外周包覆部在內(nèi)的上述I次成型體或2次成型體中的一個(gè)成型體，包含對(duì)上述線圈的軸向的一個(gè)端面進(jìn)行包覆的端面包覆部，包含上述內(nèi)周包覆部在內(nèi)的上述I次成型體或2次成型體中的另一個(gè)成型體，包含對(duì)上述線圈的上述軸向的另一個(gè)端面進(jìn)行包覆的端面包覆部。
4.一種包覆線圈成型體，其通過在使絕緣層位于線材與線材之間的狀態(tài)下將該線材卷繞而成為導(dǎo)體線圈，利用電氣絕緣性的熱可塑性樹脂以從外側(cè)整體地包入的狀態(tài)包覆該導(dǎo)體線圈而構(gòu)成，成為該導(dǎo)體線圈埋入含有軟磁性粉末的鐵心的內(nèi)部的狀態(tài)， 該包覆線圈成型體的特征在于， 上述包覆線圈成型體的樹脂包覆層，通過將包含用于包覆上述線圈的外周面的外周包覆部的成型體、與包含用于包覆該線圈的內(nèi)周面的內(nèi)周包覆部的成型體接合而一體化。
全文摘要
提供一種包覆線圈成型體的制造方法，其可以容易地制造包覆線圈成型體，且可以在制造時(shí)良好地防止線圈的位置偏離或變形，上述線圈成型體以利用電絕緣性樹脂將線圈包入的狀態(tài)包覆線圈而構(gòu)成。[解決方法]利用熱可塑性樹脂注塑成型包覆線圈(10)的樹脂包覆層，并且，將注塑成型工序分為1次成型工序和2次成型工序進(jìn)行注塑成型，上述1次成型工序?yàn)椋?次成型模具與線圈(10)的內(nèi)周面接觸，將線圈(10)沿徑向定位約束，在該狀態(tài)下，成型包含外周包覆部(46)的1次成型體(22-1)，上述2次成型工序?yàn)椋谏鲜?次成型工序后，將1次成型體(22-1)與線圈(10)一起設(shè)置在2次成型模具中，成型包含內(nèi)周包覆部的2次成型體。
文檔編號(hào)H01F37/00GK102859623SQ20118001498
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月20日
發(fā)明者江崎潤一, 加藤博之, 松本保浩 申請(qǐng)人:大同特殊鋼株式會(huì)社, 株式會(huì)社大同電子