TW202139219A - 比流器模組 - Google Patents

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TW202139219A TW110104482A TW110104482A TW202139219A TW 202139219 A TW202139219 A TW 202139219A TW 110104482 A TW110104482 A TW 110104482A TW 110104482 A TW110104482 A TW 110104482A TW 202139219 A TW202139219 A TW 202139219A
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今里雄一
笠谷和宏
森一左
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日商Ｓｈｔ股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種比流器模組，可防止一次側線圈浮起、脫落，且可防止因一次側線圈的***而造成捲線軸破損。本發明的比流器模組12係具備：比流器10，係具有樹脂製的捲線軸20及鐵心50，該捲線軸係於已貫穿開設的一次側線圈孔40中貫穿有U字狀的一次側線圈30，且捲繞有二次側線圈27，該鐵心係裝設於前述捲線軸；及殼體80，係收容前述比流器；前述一次側線圈係U字形接腳，該U字形接腳係具有一對腳部32、32以及連接前述腳部之間的U字形彎曲部31；前述殼體係於與前述一次側線圈的前述U字形彎曲部相向的位置，凹設有抑制前述一次側線圈脫落的抵接部82。

Description

比流器模組
本發明係關於為了進行各種交流機器的輸出控制、過電流保護動作等而檢測流通於機器之電流的比流器模組，更具體而言，係關於一次側線圈採用U字形接腳的比流器模組。
以家用電源運作的空調、IH機器等為例的大功率電氣機器中，為了檢測電流而使用比流器。比流器係具有一次側線圈與二次側線圈、以及形成此等線圈共通的磁路的鐵心(參照例如專利文獻1)。比流器係於二次側線圈連接電流檢測電阻，將電源商用頻率的機器的交流電流對一次側線圈通電，而檢測因應一次側線圈的電流變化而經由磁路產生之流通於二次側線圈的電流所產生的電壓。機器係將其電壓輸入微電腦，控制變換電路(inverter)等，而進行機器的輸出入控制。
一次側線圈係如專利文獻1，採用將導線折彎成U字形狀之所謂的U字形接腳。
一般而言，比流器係將作為一次側線圈的U字形接腳***形成在樹脂製的捲線軸的一次側線圈孔後，捲繞二次側線圈而製成鐵心零件。然後，將鐵心裝設於該鐵心零件而成為比流器，再將比流器收容於樹脂製的殼體而製成 比流器模組。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本實開昭63-18824號公報
採用U字形接腳作為一次側線圈時，將比流器模組安裝於印刷電路板等之際，會有U字形接腳的前端的端子部因印刷電路板推壓而使一次側線圈浮起的情況。
並且，如以上所述，要將作為一次側線圈的U字形接腳***捲線軸之際，因U字形接腳的彎曲精度各異而有U字形接腳難以***的情況，且勉強***時，會有捲線軸破損的情況。
再者，捲線軸模組係先將作為一次側線圈的U字形接腳***捲線軸後，捲繞二次側線圈而製成鐵心零件。並且，於之後的製程中將鐵心裝設於鐵心零件，再***殼體，而製成比流器模組。然而，將U字形接腳***捲線軸之後，至將比流器收容於殼體為止的期間，會有U字形接腳脫落的情形。
本發明的目的在於提供一種比流器模組，可防止一次側線圈的浮起、脫落，且可防止因一次側線圈的***而造成捲線軸破損。
本發明的比流器模組係具備：
比流器，係具有樹脂製的捲線軸及裝設於前述捲線軸的鐵心，該捲線軸係於已貫穿開設的一次側線圈孔中貫穿有U字狀的一次側線圈，且捲繞有二次側線圈；及
殼體，係收容前述比流器；
前述一次側線圈係U字形接腳，該U字形接腳係具有一對腳部以及連接前述腳部之間的U字形彎曲部；
前述殼體係於與前述一次側線圈的前述U字形彎曲部相向的位置，凹設有抑制前述一次側線圈脫落的抵接部。
前述殼體係由上殼部與下殼部形成；
前述抵接部係能夠形成於前述上殼部的上表面內側。
前述一次側線圈的前述腳部較佳係其前端貫穿前述捲線軸的前述一次側線圈孔，且於貫穿前述一次側線圈孔而露出的前述腳部，形成有比前述一次側線圈孔更為擴大的防脫落部為較佳。
前述一次側線圈孔較佳係形成有直徑與前述防脫落部同等或大於前述防脫落部的孔本體、以及於前述孔本體的前端形成為直徑小於前述防脫落部的縮窄部。
前述防脫落部可藉由將前述腳部進行壓潰加工而形成。
本發明的比流器模組由於一次側線圈的U字形彎曲部受到殼體的抵接部抵住，故將一次側線圈的腳部***印刷電路板之際，一次側線圈抵接於抵接部而不會自捲線軸脫落。
並且，本發明的比流器模組係於一次側線圈的腳部的前端形成防 脫落部，而能夠防止一次側線圈自捲線軸的一次側線圈孔脫落。
再者，捲線軸的一次側線圈孔係將孔本體的直徑形成為較大，而將前端的縮窄部的直徑形成為小於防脫落部，故在一次側線圈的腳部***一次側線圈孔之際，能夠容易地***一次側線圈孔而難以拔出，且也能夠防止捲線軸破損。
10:比流器
12:比流器模組
20:捲線軸
22:上側絕緣壁
23:上側凹部
24:下側絕緣壁
25:下側凹部
26:二次側線圈捲繞部
27:二次側線圈
27a:端子線
28:膠帶
30:一次側線圈
30a:端子線
31:U字形彎曲部
32:腳部
33:防脫落部
40:一次側線圈孔
41:孔本體
42:縮窄部
50:鐵心
80:殼體
81:上殼部
81a:受卡合部
82:抵接部
83:上側凸部
85:下殼部
85a:卡合爪
86a,86b:插通孔
87:下側凸部
88:段部
89:資料矩陣
B:箭頭
圖1係本發明之一實施型態之比流器的立體圖。
圖2係將捲線軸與一次側線圈分解而顯示的立體圖。
圖3係沿著一次側線圈將比流器的剖面圖。
圖4係沿著圖3的線A-A的比流器的剖面圖。
圖5係捲線軸的一次側線圈孔與一次側線圈的腳部的放大剖面圖，(a)係顯示將一次側線圈***的途中的狀態，(b)係顯示一次側線圈已***一次側線圈孔的狀態。
圖6係比流器模組的分解立體圖。
圖7係比流器模組的立體圖。
圖8係比流器模組的剖面圖。
圖9係上殼部的底面圖。
圖10係下殼部的俯視圖。
以下參照圖式來說明本發明之一實施型態之比流器10及比流器模組12。
圖1係本發明之一實施型態之比流器10的立體圖，圖2係比流器10的分解立體圖，圖3係沿著比流器10的一次側線圈30的剖面圖，圖4係沿著圖3的線A-A的箭頭方向所見剖面圖。如圖所示，比流器10係於樹脂製的捲線軸20中具有U字狀的一次側線圈30及捲繞細線而成的二次側線圈27，且裝設形成一次側線圈30及二次側線圈27之共通的磁路的鐵心50而構成。
<捲線軸20>
捲線軸20係於靠一方的端部貫穿開設有供U字狀的一次側線圈30***的一次側線圈孔40、40(特別參照圖3)，並且於捲線軸20的中央凹設有供二次側線圈27捲繞的二次側線圈捲繞部26(特別參照圖4)。
圖示的實施型態係於捲線軸20中，於一次側線圈孔40與二次側線圈捲繞部26之間，於上下分別形成有將一次側線圈30與二次側線圈27之間絕緣的上側絕緣壁22與下側絕緣壁24。此等絕緣壁22、24係用以確保一次側線圈30與二次側線圈27的絕緣的沿面距離(沿著絕緣物的表面測量到的最短距離)者。
並且，如圖1至圖4所示，捲線軸20係在一次側線圈30與二次側線圈27之間所設的上側絕緣壁22與一次側線圈30之間，形成有上側凹部23，以上側凹部23與後述之形成在上殼部81的上側凸部83(參照圖8、圖9)嵌合，而與上側絕緣壁22一同確保絕緣的沿面距離。
再者，如圖4所示，捲線軸20係於下側絕緣壁24與一次側線圈30之間，形成有下側凹部25，以下側凹部25與後述之形成在下殼部85的下側凸部87(參照圖6、圖8及圖10)嵌合，而與下側絕緣壁24一同確保絕緣的沿面距離。
更詳細說明上述捲線軸20的一次側線圈孔40時，一次側線圈孔40係對捲線軸20大致垂直地貫穿開設。一次側線圈孔40係形成為至少一部分的直徑小於後述之一次側線圈30的腳部32的防脫落部33。一次側線圈孔40、40可形成為孔本體41的直徑係從供腳部32***的基端側至防脫落部33貫穿通過的前端側為止皆為相同尺寸，惟如圖3、圖5等所示，一次側線圈孔40也可於孔本體41的前端形成直徑小於防脫落部33的縮窄部42。藉由形成縮窄部42，孔本體41的直徑能夠形成為與防脫落部33同等或大於防脫落部33的直徑，因此，能夠將腳部32平順地***孔本體41而能夠防止捲線軸20破損。在此，縮窄部42係例如將與孔本體41的連接部分形成錐狀，而能夠使一次側線圈30的腳部32、防脫落部33平順地通過。再者，使孔本體41的基端(供腳部32***之側)形成錐狀時，也能夠容易地***一次側線圈30。
再者，如圖3所示，捲線軸20中，沿著與一次側線圈30、二次側線圈27正交的方向，形成有中空部21，該中空部21中可裝設鐵心50。
<一次側線圈30>
如圖1至圖4所示，一次側線圈30係將導線折彎而構成的所謂的U字形接腳，具有一對腳部32、32以及連接腳部32、32之間的U字形彎曲部31。一次側線圈30中，於腳部32、32的一方或雙方，形成有線徑變粗的防脫落部33。
如圖2至圖5所示，U字狀的一次側線圈30係於腳部32、32形成有防脫落部33、33。防脫落部33能夠將導線藉由鉚沖等進行壓潰加工而製成。防脫落部33可在腳部32***捲線軸20的一次側線圈孔40而將一次側線圈30裝設於捲線軸20的狀態下，形成於從一次側線圈孔40的前端露出的位置，防脫落部33的直徑較佳係外徑形成為大於上述一次側線圈孔40的孔本體41及縮窄部42。
一次側線圈30的腳部32、32的前端係在形成比流器模組12之際，成為從後述之下殼部85的插通孔86a伸出的端子線30a、30a。
就一次側線圈30之具體的尺寸而言，一次側線圈30能夠採用直徑1.0mm至2.0mm者。腳部32的防脫落部33的直徑以形成為比導線的直徑大0.05mm以上為佳，以形成為比導線的直徑大0.08mm左右為較佳。另一方面，若防脫落部33比導線的直徑大很多時，防脫落部33就無法***一次側線圈孔40，或者，即使可***時，相較於防脫落部33，防脫落部33以外的部分相對地較細，故無法適當地固定於一次側線圈孔40，而有一次側線圈30虛位晃動的情形。因此，防脫落部33較佳係形成為相較於一次側線圈30的直徑最多增大0.13mm左右。
此外，採用上述一次側線圈30的情形下，形成於捲線軸20的一次側線圈孔40為同樣的孔本體41時，直徑可適當地形成為與防脫落部33同等，或與一次側線圈30的直徑同等，或比一次側線圈30的直徑大0.02mm左右。另一方面，於孔本體41形成縮窄部42時，縮窄部42的直徑較佳係形成為與防脫落部33同等，或比防脫落部33小0.05mm至0.1mm左右的較小尺寸。
<二次側線圈27>
如圖4所示，二次側線圈27係將細線捲繞於捲線軸20的二次側線圈捲繞部26而形成，並且如圖1等所示，以膠帶28保護外周。二次側線圈27的電性端緣係端子線27a、27a，且從後述之下殼部85的插通孔86b、86b伸出。
<鐵心50>
鐵心50係裝設成跨過捲線軸20之側方及中空部21(參照圖3)的電磁鋼板。鐵心50係例如可將藉由沖壓加工矽鋼板等而得的E型鐵心積層而得的鐵心零件或是E型鐵心與I型鐵心積層而得的鐵心零件，從中空部21的兩側交互地***再一 體化，而藉此裝設於捲線軸20。在此，鐵心50的構成、裝設方法等不限於圖示的實施例。
<比流器10>
如圖2至圖5所示，更詳細而言，如圖5(a)之箭頭B所示，將一次側線圈30***捲線軸20的一次側線圈孔40。由於一次側線圈孔40可構成為孔本體41的直徑大於腳部32的外徑，故將腳部32***孔本體41時，可防止捲線軸20破損。並且，如圖5(b)所示，腳部32、32貫穿一次側線圈孔40、40至防脫落部33超過縮窄部42而露出時，防脫落部33係相對於縮窄部42成為止脫構件，使得一次側線圈30可相對於一次側線圈孔40、40固定成不可後退。
在此，由於防脫落部33超過縮窄部42而貫穿一次側線圈孔40，故防脫落部33不會使應力殘留於一次側線圈孔40，亦即殘留於孔本體41、縮窄部42至殘留於捲線軸20，於一次側線圈30***時、***之後，也可防止捲線軸20發生破損。
一次側線圈30***之後，將二次側線圈27捲繞於捲線軸20的二次側線圈捲繞部26，並將鐵心50裝設於捲線軸20，而製成比流器10。當然，一次側線圈30、二次側線圈27、鐵心50的安裝順序不限於此。本發明中，由於一次側線圈30藉由防脫落部33而能夠不脫落地裝設於捲線軸20，因此，即使以預先裝設一次側線圈30的狀態來進行各種作業，一次側線圈30也不會從捲線軸20脫落，而能夠儘可能地使比流器10的製造作業效率化。
<比流器模組12>
如上述製得的比流器10能夠收容於殼體80而作為比流器模組12來使用。圖6係比流器10與收容比流器10的殼體80的分解立體圖。圖7係比流器模組12的立體 圖，圖8係縱剖面圖。此外，圖9係構成殼體80之上殼部81的底面圖，圖10係下殼部85的俯視圖。
如圖所示，殼體80係由上殼部81與下殼部85形成。上殼部81係收容鐵心50及捲線軸20之下面呈開口的殼體形狀，下殼部85係形成供載置捲線軸20且能夠封閉上殼部81之下面的板狀形狀。
如圖8及圖9所示，上殼部81係於上表面內側形成有抵接部82，該抵接部82係於收容比流器10時，抵接於一次側線圈30的U字形彎曲部31。抵接部82能夠形成為沿著一次側線圈30之外形的凹陷形狀。將比流器模組12安裝於印刷電路板等之際，即使一次側線圈30的端子線30a、30a因印刷電路板推壓，也能夠藉由抵接部82防止一次側線圈30自捲線軸20浮起的情況。此功效能夠與形成一次側線圈30之防脫落部33的功效相乘而發揮更優異的功效。
並且，上殼部81係設有與形成在上側絕緣壁22與一次側線圈30之間的上側凹部23嵌合的上側凸部83。
再者，如圖6及圖7所示，上殼部81能夠於下緣附近形成供下殼部85的卡合爪85a嵌合的受卡合部81a。
如圖6至圖10所示，下殼部85係形成有供成為一次側線圈30的腳部32、32的前端的端子線30a、30a以及二次側線圈27的端子線27a、27a分別伸出的插通孔86a、86b。
並且，下殼部85係形成有可嵌合於設在捲線軸20之下側絕緣壁24與一次側線圈30之間的下側凹部25的下側凸部87。
再者，下殼部85能夠形成嵌合於上殼部81之受卡合部81a的卡合爪85a。
並且，比流器10係將各端子線30a、27a***插通孔86a、86b而裝設於下殼部85。此時，如圖8所示，下殼部85的下側凸部87係嵌合於捲線軸20的下側凹部25。
接著，在比流器10配置於下殼部85的狀態下，覆蓋上殼部81。上殼部81係以受卡合部81a嵌合於下殼部85的卡合爪85a而卡合於下殼部85，藉此構成殼體80。此時，上殼部81係覆蓋於比流器模組12，而上殼部81的上側凸部83係嵌合於捲線軸20的上側凹部23。
如上所述，能夠製得將比流器10收容在殼體80的比流器模組12。圖7顯示所製得的比流器模組12。
將比流器模組12安裝於印刷電路板等之際，比流器模組12係以形成在上殼部81的抵接部82抵接於一次側線圈30的U字形彎曲部31，即使一次側線圈30的端子線30a、30a因印刷電路板推壓，也能夠防止一次側線圈30的浮起。
本發明的比流器模組12中，如圖8所示，比流器10的上表面側係於捲線軸20設有上側絕緣壁22，進一步地，藉由捲線軸20的上側凹部23與上殼部81的上側凸部83嵌合而確保絕緣的沿面距離。並且，比流器10係於捲線軸20的下表面側設有下側絕緣壁24，進一步地，藉由捲線軸20的下側凹部25與下殼部85的下側凸部87嵌合而確保絕緣的沿面距離。藉此，能夠確保一次側線圈30與二次側線圈27的絕緣。
此外，比流器模組12有小型化的需求。為了謀求比流器模組12的小型化，而有將比流器10小型化的需求。另一方面，如以上所述，比流器10有一次側線圈30與二次側線圈27絕緣的需求，然而，本發明中，如以上所述，藉由上側絕緣壁22、上側凹部23、上側凸部83、以及下側絕緣壁24、下側凹部25、下側 凸部87而確保絕緣的沿面距離。因此，可不增高上側絕緣壁22與下側絕緣壁24的突出高度就能夠謀求良好的絕緣，而能夠達成比流器10的小型化以至於比流器模組12的小型化。
上述內容係用以說明本發明者，而應理解為非用以限定申請專利範圍中記載的發明或限縮其範圍。並且，本發明的各部構成不限於上述實施例，在申請專利範圍記載的技術範圍內當可進行各種變更。
例如，於下殼部85設置支撐捲線軸20之下表面的段部88，捲線軸20抵接到下殼部85時，使捲線軸20的下表面抵接於段部88，使得捲線軸20保持成不會在殼體80內傾斜被。
再者，製成比流器模組12之後，可分別測量輸出電壓特性，且如圖7所示，將所獲得的特性資料以資料矩陣89印刷或貼附於上殼部81。藉此，將比流器模組12應用於交流機器時，可讀取資料矩陣89而根據對應的特性資料在控制上進行特性調整。藉此，能夠達成更高精度的輸出電壓特性。
[實施例]
使導線彎曲而製成作為一次側線圈30的U字形接腳，並對於防脫落部33的外徑進行各種變化，而依據拉伸強度來測量、比較將一次側線圈30***捲線軸20的一次側線圈孔40時的固定狀況。
一次側線圈30係使直徑1.6mm的鍍錫銅線折彎成U字狀而形成，且如表1所示，對兩腳部32、32施以壓潰加工，使防脫落部33的外徑成為1.63mm至1.75mm，長度成為2.0mm(實施例1至實施例7)之如圖5(b)所示者。一次側線圈孔40係將酚樹脂製的捲線軸20貫穿開設成為孔本體41的直徑成為1.8mm，縮窄部42的直徑成為1.63mm，孔深成為5mm。一次側線圈孔40係形成為從孔本體41朝 向縮窄部42設成錐形而縮窄孔徑。在此，圖5中僅顯示一個腳部32及一個一次側線圈孔40，然而一次側線圈30之兩側的腳部32、32皆形成有防脫落部33，且一次側線圈孔40、40亦為一對。
並且，測量將一次側線圈30的腳部32、32***一次側線圈孔40、40之際的一次側線圈30的推入貫穿強度，以及將一次側線圈30自一次側線圈孔40拉出之際的拉出強度，而判定固定狀況。將結果顯示於表1。在此，固定狀況判定係例如以手使裝設有一次側線圈30的捲線軸20旋轉，或者，為了捲繞二次側線圈27而使捲線軸20以12000轉/分鐘的轉速旋轉20秒時，若一次側線圈30無法自捲線軸20脫離的狀態則為「OK」，若脫離的情形則為「NG」。
[表1]
Figure 110104482-A0202-12-0012-1
參照表1可知，實施例1、實施例2的推入貫穿強度為0N，拉出強度也為0N。亦即，腳部32雖嵌合於一次側線圈孔40，但防脫落部33可無阻礙地通 過縮窄部42。並且，固定狀況判定也為NG。
實施例3至實施例6的推入貫穿強度為13N至50N(一根的強度)，拉出強度為11N至42N(一根的強度)。就推入強度而言，如實施例7所示，60N左右時，捲線軸20發生了破損，然而，若為50N以下，則腳部32、32不會彎曲，且捲線軸20也不會發生破損。因此，實施例3至實施例6中，將一次側線圈30裝設於捲線軸20之際並無特別的問題。
就拉出強度而言，一般地，即使以手使裝設有一次側線圈30的捲線軸20旋轉或是為了捲繞二次側線圈27而使捲線軸20以12000轉/分鐘的轉速旋轉20秒時，一次側線圈30無法自捲線軸20脫離的力，或是將比流器模組12安裝於印刷電路板之際施加於比流器模組12的力，若最大為10N左右(一根的強度)則足夠。亦即，拉出強度有確保於10N以上的需求。由於實施例3至實施例6之任一實施例的拉出強度都超過10N，所以即使進行二次側線圈27的捲繞等，一次側線圈30也不會自捲線軸20脫落，而且，即使將比流器模組12裝設於印刷電路板，一次側線圈30也不會脫離。因此，固定狀況判定也成為OK的結果。此係於腳部32、32形成防脫落部33所致的功效。
相對於此，防脫落部33的外徑為1.75mm的實施例7中，將腳部32、32***一次側線圈孔40、40之際，需要60N(一根的強度)的力，且推入時捲線軸20破損。因此，未測量拉出強度，而且，因不能夠判定固定狀況而成為無法判定。
如以上所述，可得知縮窄部42的直徑為1.63mm時，將防脫落部33的外徑調整成1.68mm至1.73mm，能夠適當地將一次側線圈30固定於捲線軸20，而且也能夠防止捲線軸20的破損。
10:比流器
12:比流器模組
22:上側絕緣壁
23:上側凹部
24:下側絕緣壁
25:下側凹部
27:二次側線圈
27a:端子線
30:一次側線圈
30a:端子線
31:U字形彎曲部
32:腳部
33:防脫落部
40:一次側線圈孔
50:鐵心
80:殼體
81:上殼部
82:抵接部
83:上側凸部
85:下殼部
87:下側凸部
88:段部

Claims (5)

  1. 一種比流器模組，係具備：
    比流器，係具有樹脂製的捲線軸及裝設於前述捲線軸的鐵心，該捲線軸係於已貫穿開設的一次側線圈孔中貫穿有U字狀的一次側線圈，且捲繞有二次側線圈；及
    殼體，係收容前述比流器；
    前述一次側線圈係U字形接腳，該U字形接腳係具有一對腳部以及連接前述腳部之間的U字形彎曲部；
    前述殼體係於與前述一次側線圈的前述U字形彎曲部相向的位置，凹設有抑制前述一次側線圈脫落的抵接部。
  2. 如請求項1所述之比流器模組，其中，
    前述殼體係由上殼部與下殼部形成；
    前述抵接部係形成於前述上殼部的上表面內側。
  3. 如請求項1或2所述之比流器模組，其中，
    前述一次側線圈的前述腳部的前端貫穿前述捲線軸的前述一次側線圈孔，且於貫穿前述一次側線圈孔而露出的前述腳部，形成有比前述一次側線圈孔更為擴大的防脫落部。
  4. 如請求項3所述之比流器模組，其中，
    前述一次側線圈孔係形成有直徑與前述防脫落部同等或大於前述防脫落部的孔本體、以及於前述孔本體的前端形成為直徑小於前述防脫落部的縮窄部。
  5. 如請求項3或4所述之比流器模組，其中，
    前述防脫落部係藉由將前述腳部進行壓潰加工而形成。
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