立绕电感器的环形磁芯的制造方法及制造装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及立绕电感器的环形磁芯的制造方法及制造装置。本发明制造方法包括：使用左模具和右模具、沿磁芯横截面的左右两侧与中心纵轴平行的两条竖直切线对磁芯进行切割；使用上模具和下模具对经左模具和右模具切割的磁芯进行切割，使磁芯横截面具有：自两条竖直切线与磁芯横截面所在圆周的交点向环形磁芯的内部作出的水平切线；和自磁芯横截面的上下两边上距中心纵轴一距离的两侧位置起朝向环形磁芯的中心水平轴并且以远离中心纵轴的角度作出的斜切线，其中，斜切线与水平切线的延伸线形成的锐角为15－80度。
【专利说明】立绕电感器的环形磁芯的制造方法及制造装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电感器领域，尤其涉及磁芯的制造方法及制造装置。
【背景技术】
[0002]图1示出现有技术的环形立绕电感器的立体图。图2 (a)示出现有技术的一种环形立绕电感器的磁芯的立体图。图2 (b)示出现有技术的一种环形立绕电感器的侧面剖视图。图2(c)示出现有技术的一种环形立绕电感器的磁芯及其成型所用模具的剖面示意图。如图2 (c)所示，为制造出磁芯202，现有技术中采用截面为圆形的轮胎型形状(亦即环形)，圆截面的上下两侧通过上模具303和下模具305进行压制，同时上模具303和下模具305通过与圆截面左右两侧相切的模具306和308形成的区域内进行上下运动研制磁芯。然而这样的形状制造时，上模具203和下模具205不可避免地出现如图所示的尖角部分204，导致模具极易损毁。另外，由于上模具203和下模具205的尖角部分，磁芯202较难以从上下模具脱模。
[0003]图2的磁芯形状，对于如图1所示的圆形立绕，由于线圈成圆线，因此线圈的内侧紧紧靠近轮胎形磁芯的外表面，即线圈绕制后的内部防止磁芯处的空间磁芯占有率最高，对于相同绕线尺寸的线圈，由于内包含的磁芯截面积最大，则磁芯的体积也最大，因此对于相同磁芯材料的线圈产品，所得到的电感量最大，且最不容易饱和。但是对于压制这样的形状的磁芯模具，为形成园表面，上下模具的压制面形状必须正好是半圆面，磁芯粉末受压成型后，磁芯会产生大量的热量而出现热膨胀，圆弧的中间水平线处会形成一个从磁芯圆心向两侧水平的引力，导致压制后产品不能够从上下模具中脱离下来而难以生产。
[0004]图3 (a)示出现有技术的又一种环形立绕电感器的磁芯的立体图。图3 (b)示出现有技术的又一种环形立绕电感器的侧面剖视图。图3 (c)示出现有技术的又一种环形立绕电感器的磁芯及其成型所用模具的剖面示意图。如图3 (c)所示，制造出磁芯302，采用截面为圆形的轮胎型形状(亦即环形)，磁芯截面的左右两侧的模具为左模具306和右模具308，这两个模具形成的空腔区域内，通过具有圆弧面的上模具303和下模具305分别的垂直方向上下移动，对磁性粉末施加压力进行压制成型，从而生产出横截面形状如磁芯302所示的环形磁芯产品。图3 (c)所对应的现有技术在日本特许JP4905470中有详细的说明。根据图3 (a) — 3 (c)所示的磁芯形状，由于把圆形截面进行了竖向切除，使得脱模时作用在模具内弧形表面的应力斜向下指向磁芯圆心，可以自然形成一个向下方向的反作用力，因此这一方法可以很大程度上解决粉末磁芯的压制成型脱模问题。但是，这样的磁芯形状制造时，上模具303和下模具305仍不可避免地出现如图3 (c)所示的尖角部分304，导致模具极易损毁。
[0005]综上所述，上述两种方法中的上下模具都存在一个致命的缺点，即上下模具的左右两边均有尖角的存在。即便是图3 (a)、3 (b)所示的形状，尖角比较钝小，对于生产铁氧体材料的磁芯来讲，压制磁芯时模具的单位表面积上需要承受的压力比较小，可以使用外，如果对于生产铁硅粉芯、铁硅铝粉芯、铁粉芯和铁基非晶粉芯等广为使用的压粉磁芯材料时，由于使用这些材料生产磁芯时，磁芯在压制成型后，只能采用比铁氧体烧结成型低得多的温度退火工艺而成，因此客观上对压制成型的单位面积的压力要远远超过铁氧体压制的强度(比如至少需要10吨以上/Cm2)，对于这样的生产工艺要求，图2 (C)，图3 (C)的模具尖角，会很快就损坏爆裂。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有技术中的上述缺点，提供了 一种新型的立绕电感器的环形磁芯的制造方法和制造装置。
[0007]根据本发明一方面，提供了一种立绕电感器的环形磁芯的制造方法，包括:使用左模具和右模具、沿磁芯横截面的左右两侧与中心纵轴平行的两条竖直切线对磁芯进行切割；使用上模具和下模具对经左模具和右模具切割的磁芯进行切割，使磁芯横截面具有:自两条竖直切线与磁芯横截面所在圆周的交点向环形磁芯的内部作出的水平切线；和自磁芯横截面的上下两边上距中心纵轴一距离的两侧位置起朝向环形磁芯的中心水平轴并且以远离中心纵轴的角度作出的斜切线，其中，斜切线与水平切线的延伸线形成的锐角为15 — 80 度。
[0008]根据本发明又一方面，竖直切线距中心纵轴的距离为大于磁芯横截面所在圆周的半径的1/3。
[0009]根据本发明又一方面，斜切线与水平切线的延伸线形成的锐角为以下的任一角度:15度、20度、30度、45度、60度、70度、80度。
[0010]根据本发明又一方面，斜切线所指的磁芯的平面是平面或凸状弧面。
[0011]根据本发明又一方面，上下两边是圆周弧线或多边形连成的线。
[0012]根据本发明再一方面，提供了一种立绕电感器的环形磁芯的制造装置，包括:第一组模具，第一组模具包括左模具和右模具，用于沿磁芯横截面的左右两侧与中心纵轴平行的两条竖直切线对磁芯进行切割；以及第二组模具，第二组模具包括上模具和下模具，用于对经第一组模具切割的磁芯进行切割，使磁芯横截面具有:自两条竖直切线与磁芯横截面所在圆周的交点向环形磁芯的内部作出的水平切线；和自磁芯横截面的上下两边上距中心纵轴一距离的两侧位置起朝向环形磁芯的中心水平轴并且以远离中心纵轴的角度作出的斜切线，其中，斜切线与水平切线的延伸线形成的锐角为15 — 80度，其中，第二组模具限制第一组模具仅在竖直方向上移动。
[0013]根据本发明又一方面，竖直切线距中心纵轴的距离为大于磁芯横截面所在圆周的半径的1/3。
[0014]根据本发明又一方面，斜切线与水平切线的延伸线形成的锐角为以下的任一角度:15度、20度、30度、45度、60度、70度、80度。
[0015]根据本发明又一方面，斜切线所指的磁芯的平面是平面或凸状弧面。
[0016]根据本发明又一方面，上下两边是圆周弧线或多边形连成的线。
[0017]应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。
【专利附图】
【附图说明】[0018]包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中:
[0019]图1示出现有技术的环形立绕电感器的立体图。
[0020]图2 (a)示出现有技术的一种环形立绕电感器的磁芯的立体图。
[0021]图2 (b)示出现有技术的一种环形立绕电感器的侧面剖视图。
[0022]图2 (C)示出现有技术的一种环形立绕电感器的磁芯及其成型所用模具的剖面示意图。
[0023]图3 (a)示出现有技术的又一种环形立绕电感器的磁芯的立体图。
[0024]图3 (b)示出现有技术的又一种环形立绕电感器的侧面剖视图。
[0025]图3 (C)示出现有技术的又一种环形立绕电感器的磁芯及其成型所用模具的剖面示意图。
[0026]图4 (a)示出根据本发明的环形立绕电感器的磁芯的立体图。
[0027]图4 (b)示出根据本发明的环形立绕电感器的侧面剖视图。
[0028]图4 (c)示出根据本发明的环形立绕电感器的磁芯的截面示意图。
[0029]图4 (d)示出根据本发明的环形立绕电感器的磁芯及其成型所用模具的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0030]现在将详细参考附图描述本发明的实施例。
[0031]图4 (a)示出根据本发明的环形立绕电感器的磁芯的立体图。图4 (b)示出根据本发明的环形立绕电感器的侧面剖视图。图4 (C)示出根据本发明的环形立绕电感器的磁芯的截面示意图。
[0032]如图4 (a)、4 (b)和4 (C)所示，磁芯402的横截面具有:左右两侧的与中心纵轴410平行的两条竖直切线412 ；自两条竖直切线412与磁芯横截面所在圆周的交点414向环形磁芯402的内部作出的水平切线416 ;和自磁芯横截面所在圆周的上下两边418上距中心纵轴410 —距离的两侧位置420起朝向环形磁芯402的中心水平轴422并且以远离中心纵轴410的角度作出的斜切线424。在一个实施例中，斜切线424与水平切线416的延伸线形成的锐角为15 - 80度。
[0033]由于水平切线416所指代的磁芯的平面，使得上下模具的左右两侧形成一定面积的底部平台来取代现有技术的上下模具的尖角，使得上下模具的两侧有足够的强度防止其发生模具破裂。而且，由于斜切线424所指代的具有相应倾角的平面或凸状弧面，使得磁芯压制时，磁芯的热膨胀所产生的作用与模具对应斜切线处的反作用力方向指向磁芯内部的斜向下的方向，共同的应力反作用使得压制后的磁芯自然脱出。具备该磁芯横截面形状的磁芯保证环形磁芯的可生产性。
[0034]在一个实施例中，竖直切线412距中心纵轴410的距离为为大于外切圆半径的1/3。
[0035]在一个实施例中，斜切线与水平切线的延伸线形成的锐角为以下的任一角度:15度、20度、30度、45度、60度、70度、80度。本领域的技术人员能够理解，根据应用的不同需求，该角度可以是15度至80度之间的任一值，并非仅限于上述列出的角度值，而是可以包括上述角度值附近的各种变化。例如，该角度值也可以是17.5度、50.5度等等。
[0036]在一个实施例中，斜切线424所指的磁芯的平面是平面或凸状弧面。
[0037]在一个实施例中，上下两边418是圆周弧线或多边形连成的线。
[0038]图4 (d)示出根据本发明的环形立绕电感器的磁芯及其成型所用模具的剖面示意图。如图4 (d)所示，本发明的立绕电感器的环形磁芯的制造装置包括:第一组模具和第二组模具，其中，所述第二组模具限制所述第一组模具仅在竖直方向上移动。这一实施例中，第一组模具包括左模具406和右模具408，用于沿磁芯横截面的左右两侧与中心纵轴平行的两条竖直切线对磁芯402进行切割。第二组模具包括上模具403和下模具405，用于对经所述第一组模具切割的磁芯402进行切割，使所述磁芯横截面具有图4 (c)所示的结构，在此不予赘述。
[0039]本发明的立绕电感器的环形磁芯的制造装置不仅利于压制成型后的脱模作业。而且，如图4 Cd)所示，在本发明的立绕电感器的环形磁芯的制造装置中，上模具403和下模具405不再具有现有技术的上下模具中的尖角，而是代之以压制成型时接触面积较大的凸台结构404。因此，本发明的立绕电感器的环形磁芯的制造装置可以很好地解决铁粉芯、铁硅粉芯、铁硅铝粉芯、铁基非晶粉芯、铁镍粉芯的准轮胎形环形磁芯的高强度压制工艺。本发明的立绕电感器的环形磁芯的制造装置同样也适用于压制强度相对比较小的铁氧体磁芯的生广，以到达大幅提闻|旲具寿命的目的。
[0040]本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。
【权利要求】
1.一种立绕电感器的环形磁芯的制造方法,包括: 使用左模具和右模具、沿磁芯横截面的左右两侧与中心纵轴平行的两条竖直切线对磁芯进行切割； 使用上模具和下模具对经左模具和右模具切割的磁芯进行切割，使所述磁芯横截面具有: 自所述两条竖直切线与所述磁芯横截面所在圆周的交点向所述环形磁芯的内部作出的水平切线；和 自所述磁芯横截面的上下两边上距中心纵轴一距离的两侧位置起朝向所述环形磁芯的中心水平轴并且以远离中心纵轴的角度作出的斜切线， 其中，所述斜切线与所述水平切线的延伸线形成的锐角为15 - 80度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述竖直切线距所述中心纵轴的距离为大于所述磁芯横截面所在圆周的半径的1/3。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述斜切线与所述水平切线的延伸线形成的锐角为以下的任一角度:15度、20度、30度、45度、60度、70度、80度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述斜切线所指的所述磁芯的平面是平面或凸状弧面。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上下两边是圆周弧线或多边形连成的线。
6.一种立绕电感器的环形磁芯的制造装置，包括: 第一组模具，所述第一组模具包括左模具和右模具，用于沿磁芯横截面的左右两侧与中心纵轴平行的两条竖直切线对磁芯进行切割；以及 第二组模具，所述第二组模具包括上模具和下模具，用于对经所述第一组模具切割的磁芯进行切割，使所述磁芯横截面具有: 自所述两条竖直切线与所述磁芯横截面所在圆周的交点向所述环形磁芯的内部作出的水平切线；和 自所述磁芯横截面的上下两边上距中心纵轴一距离的两侧位置起朝向所述环形磁芯的中心水平轴并且以远离中心纵轴的角度作出的斜切线， 其中，所述斜切线与所述水平切线的延伸线形成的锐角为15 - 80度，其中，所述第二组模具限制所述第一组模具仅在竖直方向上移动。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述竖直切线距所述中心纵轴的距离为大于所述磁芯横截面所在圆周的半径的1/3。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述斜切线与所述水平切线的延伸线形成的锐角为以下的任一角度:15度、20度、30度、45度、60度、70度、80度。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述斜切线所指的所述磁芯的平面是平面或凸状弧面。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上下两边是圆周弧线或多边形连成的线。
【文档编号】H01F41/02GK103824692SQ201410092933
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】郭雄志 申请人:深圳市铂科磁材有限公司