[發明專利]電感裝置、線圈架和制造方法

在審

• 申請號: 201680038308.2
• 申請日: 2016-04-27
• 公開（公告）號: CN107820635A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: F·阿夫埃克斯特龍
• 申請（專利權）人: 霍加納斯股份有限公司
• 主分類號: H01F17/04
• 分類號: H01F17/04;H01F27/30;H01F27/02;H01F27/32
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所11247
• 代理人: 冷妮,吳鵬

技術領域

本發明涉及電感裝置、線圈架(coil former)和用于制造電感裝置的方法。

背景技術

電感裝置的示例包括變壓器和電感器——有時也稱為電抗器或扼流圈(chokes)。

電感器用于諸如信號處理、噪聲過濾、發電、電傳動系統等廣泛應用中。為了提供更緊湊和更高效的電感器，電感器的導電繞組可設置在細長的磁傳導芯部——也稱為磁芯——周圍。

可獲得各種各樣的設計和材料的電感裝置，這些設計和材料都具有它們各自特定的優點和缺點。然而，鑒于不同應用中對電感裝置的日益增加的需求，仍存在對具有靈活且高效的設計并且可用于寬范圍的應用中的電感裝置的需求。

用于電感裝置的磁芯可通過壓制軟磁性粉末材料如鐵粉來制造。粉末可被放入腔室中，粉末可在該腔室中被壓實。

用于電感裝置的磁芯可采用各種設計制造。磁芯的一種設計，有時稱為罐形磁芯設計，磁芯包括基部磁芯部分，外側磁芯部分和內側磁芯部分從該基部磁芯部分沿軸向方向延伸。內側磁芯部分和外側磁芯部分在它們之間限定用于容納繞組的空隙，在此繞組布置在內側磁芯部分周圍。該類型的電感裝置提供了對電磁場的高度屏蔽，所述電磁場否則會影響電感器附近的其它電氣元件。此類電感裝置常常設置有線圈架，常常也稱為繞線筒(bobbin)，繞組圍繞該繞線筒卷繞。

US 4549158公開了該類型的現有技術電感器，其包括與一對罐形磁芯接合的線圈繞線筒。該繞線筒包括繞組卷繞在其周圍的圓筒體以及位于圓筒體的相對兩端的上凸緣和下凸緣。

US 3430174描述了一種利用罐型磁芯的電感線圈，其中繞線筒上的線圈繞組在組裝之前被封裝在絕緣熱塑性樹脂的模具中。通過這種方法，可以在保持緊湊設計以及特別是線圈繞組與磁芯之間的小距離的同時獲得具有高電介質擊穿電壓的罐型磁芯線圈。

然而，仍然希望提供允許高效的制造和組裝的改進的電感器。

發明內容

本文公開了一種電感裝置的實施例，其包括：

限定軸向方向的繞組；

線圈架；和

磁芯，其包括基部磁芯部分，外側磁芯部分和內側磁芯部分從該基部磁芯部分沿軸向方向延伸以便形成用于容納線圈架和繞組的空隙；

其中，線圈架包括一個或多個壁，其共同限定用于接納繞組的空隙并且將繞組與內側磁芯部分和外側磁芯部分隔開。

因此，可在線圈架提供繞組與磁芯之間的有效絕緣的同時以有效的方式將線圈架和繞組與磁芯組裝在一起。

此外，電感裝置的實施例以具有成本效益且比較簡單的方式提供了小型化和輕量化的電感裝置。

在一些實施例中，線圈架包括內壁、外壁和一個或多個端壁。內壁從所述一個或多個端壁中的一個端壁沿軸向方向延伸。外壁從所述一個或多個端壁——例如從與內壁相同的端壁或從相對的端壁——沿軸向方向延伸。內壁在相對于限定軸向方向的線圈的縱向軸線看去時比外壁在更徑向內側。內壁插置在內側磁芯部分與繞組之間以便將內側磁芯部分與繞組隔開，并且外壁插置在外側磁芯部分與繞組之間以便將外側磁芯部分與繞組隔開。特別地，內壁可形成具有與內側磁芯部分相面對的徑向面向內的表面和與繞組相面對的徑向面向外的表面的分隔層。類似地，外壁可形成具有與繞組相面對的徑向面向內的表面和與外側磁芯部分相面對的徑向面向外的表面的分隔層。特別地，分隔層可以是絕緣層。

內壁和外壁均可呈管狀，即至少部分環繞圍繞線圈軸線的圓周延伸。外壁和內壁因此可在它們之間限定容納繞組的環形空隙。在一些實施例中，內壁和/或外壁可形成為部分圓筒體，其例如不完全包圍繞組的整個外周，而是在外壁中限定一個或多個軸向狹縫。

壁中的一個或多個可形成為連續的壁和/或它/它們可被一個或多個孔洞中斷。

在一些實施例中，線圈架包括沿軸向方向彼此間隔開的第一端壁和第二端壁；并且其中內壁和外壁在兩個端壁之間沿軸向方向延伸以便在內壁與外壁之間限定用于容納繞組的環形空隙。第一端壁插置在基部磁芯部分與繞組的端面之間。

出于本描述的目的，術語徑向、軸向和周向用來指代相對于繞組的軸向方向限定的柱面坐標系的相應方向。

在一些實施例中，內側磁芯部分、內壁、繞組、外壁和外側磁芯部分圍繞軸向方向同軸地布置，其中內側磁芯部分位于徑向最內側，并且由內壁、繞組、外壁和外側磁芯部分依次包圍。