专利名称：处理线圈端部的方法以及为此使用的线圈架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种处理缠绕在升压变压器上的线圈的方法，该升压变压器用作例如逆变器式高频加热装置的电源单元。
背景技术：
如图6所示，用作逆变器式高频加热装置的电源单元包括变压器单元73，其中变压器72固定于印刷电路71上。
变压器单元73的电路将在下文参照图7进行说明。
商用电源74的输出由诸如二极管电桥等的整流电路75进行全波整流，由逆变器76转换为高频电压，并且作用于变压器72的初级绕组77。结果，若干千伏的高频高电压在变压器72的次级绕组78中产生。该高频高电压由倍压整流电路81进行整流，该电路包括电容器79和二极管80。结果，高压作用于作为微波发生器的磁控管82。而且，变压器72的加热器绕组83连接于磁控管82的灯丝84，用于加热灯丝84。而且，磁控管82在灯丝84的加热以及高电压的作用下产生微波。
参照图8，用于上述变压器单元73的变压器72包括线圈架85，该线圈架具有初级绕组77、次级绕组78和同心缠绕于线圈架上的加热器绕组83，并且该变压器还具有如下结构，即芯部86从两侧插入线圈架85的中心。而且，如图9所示，在该变压器72的底部包括初级绕组连接引脚87、次级绕组连接引脚88、加热器绕组连接引脚89和接地连接引脚90。这些引脚在通过焊接固定和连接于印刷基板71的电路图案之前插入印刷基板71的通孔中。除了变压器72，诸如电容79和二极管80的高压组件以及构成诸如控制电路的低压电路的各种组件固定在印刷基板71上，如图6所示。
例如，专利文件1中描述了具有图7所示结构的变压器。
JP-A-2001-189221由于高频加热装置需要实现最小化，所以减小变压器单元的每个部件的尺寸而实现变压器单元的最小化已经成为人们努力的目标。
另一方面，在上述逆变器式高频加热装置的变压器中，重要的是防止线圈中由高频导致的热量增加。虽然使用大直径的线材可防止热量增加，但是卷起的线材所增加的重量也与最小化的趋势相左。因此，有利的是，通过使用具有增大耐热度的线材避免线材直径的增加。
而且，作为诸如漆包线的涂布树脂线材而组合形成的绞合线(Litz wire)已经被用作变压器的初级绕组，以抑制绕组中产生热量的增加。
处理绞合线的端部的方法，例如，包括将漆包线浸入无铅焊料箱并且从表面剥下漆涂层，由此以容易的方式将连接终端和内部导体焊接到一起。但是，当上述具有增大耐热度的线材用作绞合线时，上述端部处理方法无法使用，因为漆涂层在作为焊料熔化温度的500-550℃C下无法被剥离。
于是，熔焊工艺(fusing welding process)被认为是通过熔化电涂层(漆膜)而将内导体和连接终端机械和电连接的熔料焊接工艺(melt soldering process)的替代工艺。
在熔接工艺中，虽然压力通过一对焊接电极(用于熔化的电极)作用于锁定在绕组的被覆线端的连接终端，但是电流流过电极并产生的热使得在不脱皮的情况下移去绝缘层，并且将线材连接于连接终端。
这里，当对缠绕到线圈架上的绕组进行熔接时，如图10所示，首先，初级绕组77缠绕在沿着线圈架85的轴向相互隔开一段距离的两个凸缘92、95之间，被覆线端87由形成于凸缘92的处于外侧的外表面处的锁定部分91锁定，并且初级绕组77围绕线圈架85紧固。
对于用于熔接的电极93、94相对于围绕线圈架85紧固的初级绕组77的被覆线端87的运动来说，如图11所示，由于空间的限制，一个电极93沿着对应于初级绕组77的上述凸缘92、95进行移动，然后从垂直方向移动至被覆线端87，从而向被覆线端87施加压力。另一方面，另一电极从垂直方向相对于凸缘92的外表面移动并且设置成与第一电极93的侧表面相对，从而将被覆线端87夹在两个电极之间。然后，通过将接触终端(图中未示出)从外部装配到被覆线端87上并且使电流流过电极93、94、同时由两个电极93、94向接触端施加压力，而进行熔接。因此，在初级绕组77中，被覆线端87的树脂层在热和所施加压力的作用下被软化，并被从端部推出，由此使内导体与终端实现机械和电连接。
但是，在上述处理初级绕组(绞合线)的端部的方法中，由于两个凸缘92、95之间的初级绕组77的距离随着变压器72的小型化而减小，如果用于熔接的电极小型化并且宽度减小以满足空间的限制，那么必须使用大概超过1000牛顿的作用力作用于大量的绞合线。因此，机械强度被减小，并且会存在一个电极93在由另一电极94施加的推力的影响下发生扭转或变形的风险，如图11的虚线所示，并且可靠性下降。当初级绕组77被抽离锁定部分91并且在没有空间限制的地方对被覆线端87进行熔接时，将初级绕组77紧固到线圈架85上的力被减小，并且初级绕组会松脱。
对于锁定部分91，如图10所示，距离印刷基板71器件表面的距离增加，其远端的位置无法被控制，导致安装难以进行。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种处理线圈的端部的方法，通过该方法，熔接可在不受空间的限制的位置进行并且可避免线材的脱落。
为了实现上述目标，根据本发明的处理线圈端部的方法为一种处理围绕具有凸缘的线圈架缠绕并且穿过所述凸缘被引出至所述线圈架的外表面的线圈端部的方法，其特征在于该方法包括下述步骤，将所述线圈的被覆线端锁定在相对于所述凸缘外表面提升的状态，并且采用与所述凸缘的外表面间隔一定距离设置的电极熔接所述被覆线端。
采用这种结构，线圈的被覆端部被锁定于提升状态，并且可防止线圈从线圈架上脱落。
而且，因为线圈的被覆线端被设定在相对于凸缘外表面的提升状态，所以熔接用的电极可设置成使其远端在不受空间限制的位置处彼此面对，熔接甚至可在电极没有最小化并且宽度没有被减小的情况下进行，由机械强度减小而导致的弯曲或变形得以避免。
而且在根据本发明的处理线圈端部的方法中，至少所述线圈的最后一匝的被覆线端被临时锁定部分锁定在相对于所述凸缘外表面的提升状态。
采用这种结构，线圈的被覆端部被可靠地保持在提升状态，并且被覆端部可设置于一对电极的几乎中心的部分中。因此，熔接得以可靠地进行。
根据本发明的线圈架，包括凸缘和围绕所述线圈架缠绕的线圈，临时锁定部分设置于所述凸缘的外表面处，用于将所述线圈的穿过所述凸缘被导引至所述凸缘的外表面的被覆线端锁定在相对于所述凸缘外表面的提升状态。
采用这种结构，线圈的被覆线端通过设置在线圈架凸缘的外表面处的临时锁定部分设置在提升状态，并且在熔接期间设置在与凸缘的侧表面相隔一定距离处，从而不受空间的限制。
而且，在根据本发明的线圈架中，在所述凸缘的外表面进一步设置锁定部分，用于固定通过熔接所述线圈的被覆线端而被连接的终端。
采用这种结构，因为连接于线圈端部的终端由于锁定部分而突出到凸缘的外周边缘之外，所以可采用非常简单的方式将其固定到变压器的印刷基板上。
图1是本发明实施例所使用的变压器单元的外形的透视图；图2是图1所示的变压器的外形的透视图；图3是在熔化前的变压器中的线圈架的外形的透视图；图4是在熔化期间的变压器中的线圈架的主部分的放大视图；图5A和5B是线圈端部所采用的连接终端的外形的透视图；图5A是从线圈线材的轴向方向进行外部装配的终端的实例，图5B是从线圈侧进行外部装配的终端的实例；图6是传统高频加热装置的电源单元的外形的透视图；图7是图6所示的电源单元的电路图；图8是图6所示的变压器的截面剖视图；图9是从下部观看的图6所示的变压器单元的外形的透视图；图10是用于传统高频加热装置的电源单元的线圈架的外形的透视图；图11是图10所示的线圈架的线圈端部的放大截面剖视图。
具体实施例方式
本发明的优选实施例的处理线圈的端部的方法和因此所使用的线圈架将在下文中参照附图进行说明。在本实施例中，将说明高频加热装置的变压器的线圈架，以及围绕该线圈架缠绕的线圈的端部的处理方法。
如图1所示，作为高频加热装置的电源单元(在下文中指代为“电源单元”)的变压器单元1具有如下结构，其中，设置有散热器4的切换元件3b和诸如二极管电桥的整流元件3a，诸如电容器或二极管的高压组件5，诸如控制电路(图中未示出)的低压电路，以及变压器6固定于印刷基板2上。
变压器6包括缠绕有初级绕组13、次级绕组16和加热器绕组17的线圈架10。
在线圈架10中，初级绕组13缠绕在相对的凸缘11、12之间，次级绕组16和加热器绕组17单独地缠绕在相对凸缘14、15之间并且与初级绕组13同心。芯部(图中未示出)被插入以穿过线圈架10的中心。
在形成线圈架10的初级绕组13一侧上的凸缘11的外表面上，如图2所示，形成有引出槽20a，以将初级绕组13的第一匝的被覆线端18引向外部，并形成有凸缘20b，相似地将初级绕组13的最后一匝的被覆线端19拉向外部。
在将被覆线端19拉出的凸缘20b的外圆周处，如图3所示，与凸缘20b相连地形成有由一对弹性锁定件组成的突出的临时锁定部分21。
临时锁定部分21的功能是，如图4所示，当对被覆线端19进行熔接时通过将被覆线端19锁定在相对于凸缘11外部的提升状态下而消除对熔接用空间的限制，还具有保持被覆线端的功能，从而避免初级绕组13的缠绕力的削弱，并防止从线圈架10的松脱。
返回图2，在凸缘11的外表面，还设置有锁定部分22、23，该部分用于将通过熔接而连接于初级绕组13的端部的连接终端24、25固定在凸缘11的外周边缘处。
锁定部分22、23使连接终端24、25沿着凸缘11的外表面突出，并且当变压器6固定于印刷电路2上时有利于将连接终端24、25插入形成于电路图案的通孔中。
下面将说明处理线圈端部的方法。在本实施例中，将根据处理端部的方法进行说明，连接终端25使用该方法通过熔接以连接于初级绕组13的最后一匝的被覆线端19。
首先，初级绕组13通过在线圈架10的凸缘11、12之间缠绕必要数量的匝数而获得。然后，如图3所示，最后一匝的被覆线端19穿过凸缘20b并且向凸缘11的外表面拉出。被拉出的被覆线端19，如图4所示，然后被临时锁定部分21锁定在相对于凸缘11的外表面的提升状态。
如已经进行描述的那样，通过临时锁定部分21锁定被覆线端19可防止初级绕组13从线圈架10松脱。
只将最后一匝的被覆线端19选定为端部处理的目标的原因在于初级绕组13在第一匝上进行缠绕，由此可一直防止其脱落。
图5所示的连接终端25的电缆连接部分25a从轴向或侧向装配于保持在提升状态下的被覆线端19上，并且熔接于此。
熔接是使用用于熔接的电极41、42而进行的。
一对电极41、42相对设置，从而将处于提升状态的被覆线端19夹在从凸缘11的外表面抽出的位置，电极41、42相互移动以使其远端相互靠近，并且向被覆线端19施加压力，连接终端25的电缆连接部分25a(图中未示出)被压缩(collapse)，电流流过以加热被覆线端19。
电流首先从电极41、42流向终端25，电极41、42的远端和连接终端25(图中未示出)产生热量，与终端接触的被覆线端19的导体的温度上升。由于覆盖导体的绝缘层具有热弹性，所以在热和施加压力的作用下该层会变软，并从电缆连接部分25a中被压出，由此实现导体和终端25的导电连接。
一旦已经完成熔接，那么初级绕组13沿凸缘11的外表面弯折，如图2所示，连接终端25由锁定部分23锁定，端部处理过程得以完成。此时，初级绕组13从临时锁定部分21分离开也不会造成影响，因为终端25由锁定部分23固定并且被保持在凸缘11的外表面。换句话说，临时锁定部分21可被理解为暂时锁定被覆线端19以进行熔接的临时锁定装置。
初级绕组13的第一匝的被覆线端18以相似的方式进行处理，并且连接终端24被锁定部分22锁定。
对于上述实施例的处理线圈端部的方法，初级绕组13的被覆线端18、19被锁定在相对于凸缘外表面的提升状态下，其所进行的熔接由用于熔接的电极41、42执行，所述电极相似地与凸缘11的外表面相隔一距离放置。结果，初级绕组13从线圈架10上的松脱可被防止，并且可确保用于熔接的电极41、42的足够的操作空间。而且，由于电极41、42沿着与压力作用方向相同的线相对设置，所以由于小型化和宽度减小所造成的弯曲和变形可被防止。
而且，由于初级绕组13被保持在提升位置，所以当至少最后一匝的被覆线端19被临时锁定部分21锁定时，熔接位置是持续稳定的，这样可改善操作性，也可提高熔接精度。
而且，对于本实施例的线圈架10，因为临时锁定部分设置于凸缘11的外表面，并且临时锁定部分21可锁定初级绕组13的被覆线端19，所以可防止初级绕组13的松脱，并且通过将被覆线端19锁定于提升位置，初级绕组13可被放置于不阻碍熔接的位置处。
而且，因为用于对连接终端24、25进行固定的锁定部分22、23设置于线圈架10，且锁定部分22、23从凸缘11的周边突出，因此在与印刷基板2的电路图案相连接的过程中有利于连接终端24、25插入电路图案中，并且可采用容易的方式固定变压器6。
而且，本发明并不局限于上述实施例，在不脱离本发明的精髓的情况下可对本发明进行适当的改进和变化。而且，组成元件的材料、形状、尺寸和形状可任意设定，对于这些方面没有限制。
实用性采用根据本发明的处理线圈端部的方法，当线圈和连接终端在变压器的制造期间连接时，用于熔接的电极设置于与凸缘的外表面分离开的位置，由此实现足够的操作区域。因此，熔接可有利地进行，而不会导致由电极的小型化或宽度减小造成的弯曲或变形。
因此，线圈和连接终端可通过熔接并采用具有增大耐热度的线材用做线圈而进行机械和电连接，并且采用具有增大耐热度的线材可使变压器小型化。
而且，对于根据本发明的线圈架，临时锁定部分和锁定部分通过使用凸缘的外表面进行安装，并且临时锁定部分保持围绕线圈架缠绕的线圈的远端部处于相对于凸缘外表面的提升状态。因此，可防止绕组从线圈架松脱，并且熔化位置得以稳定，由此实现有效地熔接。
而且，因为锁定部分固定地将安装于线圈远端处的连接终端沿凸缘的外表面布置，所以有利于连接终端插入电路图案中，并且可采用容易的方式将变压器固定于印刷基板上。
权利要求
1.一种处理线圈端部的方法，该线圈围绕具有凸缘的线圈架缠绕并且穿过所述凸缘被引出至所述线圈架的外表面，所述办法包括下述步骤将所述线圈的被覆线端锁定在相对于所述凸缘外表面的提升状态；并且采用与所述凸缘的外表面间隔一定距离设置的电极熔接所述被覆线端。
2.根据权利要求1所述的处理线圈端部的方法，其中，至少所述线圈的最后一匝的被覆线端被临时锁定部分锁定在相对于所述凸缘外表面的提升状态。
3.一种线圈架，包括凸缘；围绕所述线圈架缠绕的线圈；设置于所述凸缘的外表面处的临时锁定部分，用于将所述线圈的穿过所述凸缘被导引至所述凸缘的外表面的被覆线端锁定在相对于所述凸缘外表面的提升状态。
4.根据权利要求3所述的线圈架，其中，在所述凸缘的外表面进一步设置了锁定部分，用于固定通过熔接所述线圈的被覆线端而被连接的终端。
全文摘要
本发明公开了一种处理线圈端部的方法，该线圈围绕具有凸缘(11)的线圈架(10)缠绕并且穿过所述凸缘(11)被引出至外表面，其中线圈的被覆线端(19)由安装于凸缘处的临时锁定部分(21)锁定并被支撑在相对于凸缘(11)的外表面的提升状态，并且使用熔接用电极(41、42)进行熔接，所述电极与凸缘(11)的外表面相隔一距离地进行设置。
文档编号H01F41/10GK1806300SQ200480016678
公开日2006年7月19日 申请日期2004年6月25日 优先权日2003年7月4日
发明者酒井伸一, 森川久, 三原诚 申请人:松下电器产业株式会社