利茲線線圈及加熱裝置製造方法
2023-05-18 01:03:06
利茲線線圈及加熱裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種利茲線線圈及使用該利茲線線圈的加熱裝置，能抑制線圈的阻抗，並能防止利茲線(或裸線)從兩端的端子脫離或產生突起。利茲線線圈通過將集合利茲線卷繞成線圈狀而構成，所述集合利茲線由至少一根向右扭絞利茲線及至少一根向左扭絞利茲線集合而成，在集合利茲線的兩端分別具備僅連接有向右扭絞利茲線的至少一個端子、以及僅連接有向左扭絞利茲線的至少一個端子。加熱裝置具備上述利茲線線圈。
【專利說明】利茲線線圈及加熱裝置
【技術領域】
[0001]本發明的實施方式涉及感應加熱方式的加熱裝置等所使用的利茲線線圈(LitzWire Coil)、以及使用該利茲線線圈的加熱裝置。
【背景技術】
[0002]在電磁烹調機、電子照片裝置等用途中，使用具有利茲線線圈的加熱裝置，該利茲線線圈將利茲線或由多根利茲線集合而成的集合利茲線成型為線圈狀而形成。該加熱裝置將高頻電流通往利茲線線圈，基於電磁感壓的原理使發熱體發熱。在流入有上述高頻電流的線圈中，因線圈導線的趨膚效應或靠近作用而產生的影響有所減小，但線圈的阻抗降低，感應加熱的效率提高，從而存在問題。尤其是，在成型為線圈狀時，施加壓力使線圈體積緊湊化，從而使得裸線間的距離進一步靠近，此時將產生大問題。
[0003]近年來，作為解決上述問題的方法，提出將由多根扭絞方向不同的利茲線集合而成的集合利茲線用作為線圈的導線。利茲線的扭絞方向不同的集合利茲線由於電流方向不一致，因此能降低趨膚效應，其結果是，即使使用多根直徑較細的裸線也能降低因靠近作用而產生的能量損失，並能防止線圈的阻抗增大，實現效率良好的感應加熱。
[0004]然而，對於將採用上述結構的集合利茲線進行卷繞而成型的利茲線線圈，扭絞方向不同的利茲線並存，因此將端子連接於其端部時，即使將線圈端部的集合利茲線從右向左扭轉，構成集合利茲線的從左向右扭絞的利茲線會被朝鬆開方向扭轉，從而也無法進行匯聚。因此，在使用像圓形端子那樣、具有較大的緊固部的端子的情況下，無法施加均等的斂縫力，可能使得利茲線脫離(或裸線脫離)。另外，將利茲線線圈從成型模具上脫膜時，也會有產生「突起(相對成型模具空腔形狀的形變)」的問題。
現有技術文獻 專利文獻
[0005]專利文獻1:日本專利特開2003-115368號公報
【發明內容】
發明所要解決的技術問題
[0006]本發明的實施方式的目的在於提供一種利茲線線圈、以及使用該利茲線線圈的加熱裝置，該利茲線線圈將由多根扭絞方向不同的利茲線集合而成的集合利茲線進行卷繞而成型，其不僅能抑制線圈的阻抗，還能防止利茲線或裸線脫離安裝於兩端的端子，並能防止將利茲線線圈從成型模具上脫膜後產生「突起」。
解決技術問題所採用的技術方案
[0007]本發明的一個實施方式的利茲線線圈通過將集合利茲線卷繞成線圈狀而構成，所述集合利茲線由至少一根向右扭絞利茲線及至少一根向左扭絞利茲線集合而成，在所述集合利茲線的兩端分別具備連接有所述向右扭絞利茲線的至少一個端子、以及連接有所述向左扭絞利茲線的至少一個端子。[0008]本發明的另一個實施方式的加熱裝置具備上述利茲線線圈。
[0009]在本發明的另一個實施方式中，所述集合利茲線具有多根向右扭絞利茲線，這些各向右扭絞利茲線的兩端分別一併連接於共通的端子。
[0010]在本發明的另一個實施方式中，所述集合利茲線具有多根向左扭絞利茲線，這些各向左扭絞利茲線的兩端分別一併連接於共通的端子。
[0011]在本發明的另一個實施方式中，所述集合利茲線中的所述向右扭絞利茲線及所述向左扭絞利茲線的集合數相同。
[0012]在本發明的另一個實施方式中，構成所述向右扭絞利茲線及所述向左扭絞利茲線的裸線的種類及集合數相同。
[0013]在本發明的另一個實施方式中，將所述向右扭絞利茲線及所述向左扭絞利茲線集合成環狀，並使得所述向右扭絞利茲線及所述向左扭絞利茲線相鄰而交替配置。
發明效果
[0014]根據本發明的一個實施方式，提供一種利茲線線圈，該利茲線線圈由集合有多根扭絞方向不同的利茲線的集合利茲線卷繞成型而成，能抑制線圈的阻抗，並能防止如下問題的發生:即，利茲線或裸線從安裝於兩端的端子脫離，或者產生突起等。另外，根據本發明的其他實施方式，能提供一種具備具有上述優異特性的利茲線線圈的加熱裝置。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是表示一個實施方式的利茲線線圈的立體圖。
圖2是表示構成圖1的利茲線線圈的集合利茲線的立體圖。
圖3是表示構成圖2的集合利茲線的向右扭絞利茲線及向左扭絞利茲線的立體圖。
【具體實施方式】
[0016]下面，對本發明的實施方式進行說明。基於附圖進行說明，但附圖僅被提供用於說明，本發明並不由附圖來限定。
[0017]圖1是簡要地表示本發明的一個實施方式的利茲線線圈的立體圖，圖2是表示構成圖1所示的利茲線線圈的集合利茲線的立體圖，圖3是表示構成圖1所示的集合利茲線的利茲線的立體圖，圖3(a)表示向右扭絞利茲線，圖3(b)表示向左扭絞利茲線。
[0018]如圖1所示，本實施方式的利茲線線圈10將集合利茲線12卷繞成線圈狀，除了其兩端部(引線部)，其它部分成型為規定形狀(圖1的示例中為長方體狀)，並且分別將多個端子14壓接於集合利茲線12兩端部。在圖1的示例中，將集合利茲線12卷繞成沿縱向相重疊，但也可以卷繞成平面狀，也可以將其相組合。卷繞方法可以根據用途等來適當選擇。
[0019]絞合勵磁線12具有如下結構:將如圖3(a)所示的由裸線(絕緣覆蓋導體)31向右方集合扭絞而成的多根(圖2的示例中為3根)向右扭絞利茲線16A、以及如圖3(b)所示的由裸線31向左方集合扭絞而成的多根(圖2的示例中為3根)向左扭絞利茲線16B如圖2所示那樣集合成環狀，使得右扭絞利茲線16A和左扭絞利茲線16B交替配置，並將其向一個方向(右方或左方)扭絞在一起。此外，在其兩端部，向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B分別連接於不同的端子14A及端子14B。也就是說，多根向右扭絞利茲線16A均與端子14A相連接，多根向左扭絞利茲線16B均與端子14B相連接。[0020]本實施方式中，對於構成向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B的裸線使用例如在銅線、銅合金線等金屬線的外周塗布並煅燒有聚酯樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂等絕緣清漆而構成的直徑為0.05?0.5_左右的漆包線(線圈)。從降低趨膚效應的觀點來看，優選使用直徑在0.2mm以下的漆包線。所集合的裸線數、裸線的扭絞間距並未特別限定，但通常，裸線數為30?500根左右，扭絞間距為利茲線直徑的10?50倍左右。構成向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B的裸線的種類、裸線數、扭絞間距分別可以相同也可以相異。在成型為線圈狀的過程中，施加壓力使線圈的體積緊湊時，為了使從成型用的模具脫離後的線圈形狀的恢復(扭轉)變得極小，優選將相同種類的裸線以相同數量進行集合，並以相同間距相互扭絞在一起來構成。
[0021]另外，構成集合利茲線12的這些向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B的集合數總共可以是2根，也可以大於等於2根，但通常為4?7根左右，特別優選為6根。
[0022]另外，向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B各自的集合數可以相同也可以相異，向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B分別至少包含一根即可。因此，例如也可以包含一根向右扭絞利茲線16A，而其它利茲線均是向左扭絞利茲線16B，另外，也可以包含一根向左扭絞利茲線16B，而其它利茲線均是向右扭絞利茲線16A。然而，在成型為線圈狀時，施加壓力使線圈的體積緊湊時，為了使從成型用的模具脫離後的線圈形狀的恢復(扭轉)變得極小，優選向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B各自的集合數相同。
[0023]此外，向右扭絞利茲線16A與向左扭絞利茲線16B的集合方法沒有特別限定，優選如本實施方式那樣，將向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B集合扭絞在一起，使得向右扭絞利茲線16A與向左扭絞利茲線16B交替配置。通過採用上述的集合方法，各利茲線16A、16B彼此的電流方向不容易相一致，從而能降低接近作用的影響。另外，相反的各利茲線16A、16B的內部應力朝向互相相反的方向，從而整體相互抵消，因此能形成保持成型時的形狀的沒有扭曲的集合利茲線12，其結果是，還具有如下優點:能夠得到沒有翹曲的利茲線線圈10。此外，從降低卷繞集合利茲線而得到的利茲線線圈的阻抗、並提高翹曲防止效果的觀點來看，優選為，在向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B的集合總數大於等於4根的情況下，如本實施方式那樣，將向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B集合成環狀，來形成集合利茲線。
[0024]此外，本發明中，向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B的扭絞方法或其扭絞間距也沒有特別限定。例如，如本實施方式那樣，扭絞方法可以是集合扭絞，或也可以是同心扭絞，有時也可以不扭絞而僅進行集合。在穩定線圈形狀、即從成型模具脫膜時，使得各利茲線的每根利茲線不散開，從上述觀點來看，優選採用集合扭絞或同心扭絞。另外，如上所述，從將向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B交替集合、或集合成環狀的觀點來看，更優選為集合扭絞。扭絞間距通常為利茲線直徑的10?50倍左右。
[0025]壓接於集合利茲線12兩端部的端子14A、14B能壓接於所要的向右扭絞利茲線16A或向左扭絞利茲線16B的端部即可，可以使用以往廣泛使用的圓形端子、壓接套筒、子彈形端子等。
[0026]此外，在圖1的示例中，在集合利茲線12的兩端部分別壓接有2個端子14A、14B。然而，若一個端子僅連接有向右扭絞利茲線16A和向左扭絞利茲線16B中的某一個，也就是說，向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B未混合連接於一個端子，則端子數也可以是三個或三個以上。圖1中，標號18是用於保持線圈形狀而卷在集合利茲線12外周的按壓帶，可以使用由諾梅克斯紙、玻璃布、聚醯亞胺、氟樹脂等耐熱性較優的材料構成的膠帶。通過保持線圈形狀，能防止電感值的變化。
[0027]能將由向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B集合而成的集合利茲線12卷繞成線圈狀，除其兩端部分以外將其它部分成型為規定形狀，並將端子14A及端子14B分別壓接於集合利茲線12兩端部，由此來製成本實施方式的利茲線線圈10。例如通過將卷繞成線圈狀的集合利茲線12配置於模具內，將集合利茲線12的兩端部從模具拉出至外部，並在此狀態下進行加壓成型，從而能進行集合利茲線12的成型。通過這樣進行成型，能提高利茲線所佔比率。
[0028]在本實施方式的利茲線線圈10中，將由向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B集合而成的集合利茲線12用作為線圈導線，因此電流方向不同，能防止因接近作用而使得線圈的阻抗增大。
[0029]另外，在使用像這樣由向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B集合而成的集合利茲線12的利茲線線圈中，將向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B連接於各不相同的端子14A及端子14B，因此在端子14A及端子14B是像圓形端子那樣具有較大的緊固部的端子的情況下，對於各利茲線16A、16B施加均等的斂縫力，另外，在將利茲線線圈與端子14相連接時，通過將向右扭絞利茲線16A進一步向右扭曲，將向左扭絞利茲線16B進一步向左扭曲來進行聚攏，因此易於導入至圓形端子。因此，能夠防止以往那樣的、在將所有利茲線連接於一個圓形端子時所發生的利茲線脫離、或裸線脫離的情況。
[0030]此外，由於施加於利茲線線圈10兩端的電壓由多個端子分壓，因此能降低各個端子所要求的額定電壓。因此，能使用更廉價的通用端子。
另外，由於能對於多個端子獨立進行供電，因此能提高使用利茲線線圈的設備的設計自由度。
[0031]此外，如後述實施例所示那樣，通過改變與各端子14A、14B相連接的向右扭絞利茲線16A及向左扭絞利茲線16B的引線部長度，能調節各端子間的阻抗差。
[0032]以上對本發明的一個實施方式進行了說明，但本發明並不局限於上述實施方式，能在實施階段在不脫離發明思想的範圍內改變結構要素來進行具體化。例如，在上述實施方式中，對構成向右扭絞利茲線及向左扭絞利茲線的裸線使用利用圓形導體的漆包線，但當然也可以使用利用平角導體的平角漆包線。本發明的利茲線線圈中，即使為了降低趨膚效應的影響而使用直徑較細的裸線，也能通過使向右扭絞利茲線及向左扭絞利茲線混合，來降低接近操作所產生的影響，並且，還能防止該情況下、利茲線的裸線的脫離或端子的破損等問題。在裸線數大於等於200根的情況下，特別容易發生利茲線的裸線的脫離、端子的破損。因此，作為有IOkHz以上的高頻電流流過的利茲線線圈特別有用。
實施例
[0033]下面，利用實施例對本發明進行更詳細的說明，但本發明並不限於這些實施例。
[0034](實施例1)
集合50根直徑為0.14mm的漆包線(裸線)，將它們以25mm的間距向右扭絞在一起以形成向右扭絞利茲線。除了將漆包線的扭絞方向變更為向左扭絞以外，以同樣的方式形成向左扭絞利茲線。將三根所得到的向右扭絞利茲線相靠近，並將三根向左扭絞利茲線相靠近，將總計六根利茲線配置成環狀來進行集合，並將它們以50mm的間距向右扭絞在一起以製成集合利茲線。
[0035]在將上述集合利茲線(全長8米)卷繞成平板線圈狀之後，以將集合利茲線的兩端部(引線部)從模具內拉出20釐米的狀態將其配置於模具內，並施加壓力來成型。成型後，打開模具，將成型的線圈取出後，將集合利茲線兩端部分選成向右扭絞利茲線和向左扭絞利茲線，分別壓接圓形端子(斂縫壓力:300MPa)，以獲得利茲線線圈。在對圓形端子進行壓接時，將構成向右扭絞利茲線與向左扭絞利茲線的漆包線的絕緣被覆機械性地剝離I釐米。通過將各利茲線的端部往右方或左方扭轉，能容易地判斷分選出向右扭絞利茲線與向左扭絞利茲線。也就是說，例如在將利茲線的端部往右方扭轉時，扭絞更緊的是向右扭絞利茲線，而扭絞變松的是向左扭絞利茲線。
[0036](實施例2)
分別將三根所得到的向右扭絞利茲線及向左扭絞利茲線集合成環狀，並使得向右扭絞利茲線與向左扭絞利茲線相鄰並交替配置，除此以外，以與實施例1相同的方式獲得利茲線線圈。
[0037](比較例I)
在集合利茲線兩端部分別一併壓接一個圓形端子，而並不分選成向右扭絞利茲線及向左扭絞利茲線，除此以外以與實施例1相同的方式獲得利茲線線圈。也就是說，在將以與實施例相同的方式製成的集合利茲線卷繞成平板線圈狀之後，以將集合利茲線的兩端部(引線部)從模具內拉出20釐米的狀態將其配置於模具內，並施加壓力來進行成型。成型後，打開模具，將成型的線圈取出後，分別在集合利茲線兩端部壓接圓形端子(斂縫壓力:300MPa)，獲得利茲線線圈。在壓接圓形端子時，機械性地將集合利茲線兩端部的漆包線的絕緣被覆剝離I釐米。
[0038](比較例2)
在集合利茲線兩端部分別一併壓接一個圓形端子，而並不分選成向右扭絞利茲線及向左扭絞利茲線，除此以外以與實施例2相同的方式獲得利茲線線圈。
[0039](比較例3)
在集合利茲線兩端部分別壓接兩個圓形端子，使得各端子上向右扭絞利茲線與向左扭絞利茲線混合，除此以外以與實施例1相同的方式獲得利茲線線圈。也就是說，在將以與實施例1相同的方式製成的集合利茲線卷繞成平板線圈狀之後，以將集合利茲線的兩端部(引線部)從模具內拉出20釐米的狀態將其配置於模具內，並施加約20MPa的壓力來進行成型。成型後，打開模具，將成型的線圈取出後，分別在集合利茲線兩端部壓接兩個圓形端子，在一個端子壓接兩根向右扭絞利茲線及一根向左扭絞利茲線，在另一個端子壓接一根向右扭絞利茲線及兩根向左扭絞利茲線(斂縫壓力:300MPa)，獲得利茲線線圈。在壓接圓形端子時，機械性地將集合利茲線兩端部的漆包線的絕緣被覆剝離I釐米。
[0040](比較例4)
集合50根直徑為0.14mm的漆包線(裸線)，將它們以25mm的間距向右扭絞在一起以形成向右扭絞利茲線。集合六根所獲得的向右扭絞利茲線，將它們以50mm的間距向右扭絞在一起以製成集合利茲線。
[0041]在將上述集合利茲線(全長8米)卷繞成平板線圈狀之後，以將集合利茲線的兩端部(引線部)從模具內拉出的狀態將其配置於模具內，並施加壓力來進行成型。成型後，打開模具，將成型的線圈取出後，分別在集合利茲線兩端部壓接圓形端子(斂縫壓力:300MPa)，獲得利茲線線圈。在對圓形端子進行壓接時，將構成向右扭絞利茲線和向左扭絞利茲線的漆包線的絕緣被覆機械性地剝離I釐米。
[0042]對上述實施例1、2以及比較例I~4中獲得的利茲線線圈的端子壓接部的接合特性進行下述接合實驗來進行評價。另外，通過如下方法對所獲得的各利茲線線圈的「突起」以及阻抗進行評價。
[接合實驗]
在端子固定的狀態下，以25mm/分鐘的牽拉速度沿著向右扭絞利茲線或向左扭絞利茲線的插入方向對向右扭絞利茲線或向左扭絞利茲線進行牽拉，對構成利茲線的裸線發生斷線或被拉出時的牽引張力進行測定(實施例1、2以及比較例3將線圈的單側的兩端子匯集並固定來進行測定，比較例1、2、4將線圈的單側的一端子固定來進行測定)。對10個產品進行測定，計算其平均值作為端子壓接部的接合強度。另外，對於所有10個產品，將以400N以上的牽引張力進行接合實驗之後達到線圈斷線狀態的情況判斷為「合格」，而在至少有一個產品以小於400N的牽引張力進行接合實驗後就達到裸線從端子脫離的狀態的情況判斷為「不合格」。
[利茲線線圈的突起]
將利茲線線圈的線圈部(成型部)放置在水平板上，對10個產品從水平板表面突出的部分的最大高度進行測定。
[利茲線線圈的阻抗]
施加50kHz的高頻，對10個產品的阻抗(交流阻抗)進行測定並求出平均值，將實施例2的平均值設為100，計算出相對交流電阻值。
[0043]表1示出了這些結果。
[0044][表 I]
【權利要求】
1.一種利茲線線圈，該利茲線線圈通過將集合利茲線卷繞成線圈狀而構成，所述集合利茲線由至少一根向右扭絞利茲線及至少一根向左扭絞利茲線集合而成，所述利茲線線圈的特徵在於， 在所述集合利茲線的兩端分別具有:僅連接有所述向右扭絞利茲線的至少一個端子；以及僅連接有所述向左扭絞利茲線的至少一個端子。
2.如權利要求1所述的利茲線線圈，其特徵在於， 所述集合利茲線具有多根向右扭絞利茲線，這些各向右扭絞利茲線的兩端分別一併連接於共通的端子。
3.如權利要求1或2所述的利茲線線圈，其特徵在於， 所述集合利茲線具有多根向左扭絞利茲線，這些各向左扭絞利茲線的兩端分別一併連接於共通的端子。
4.如權利要求1至3的任一項所述的利茲線線圈，其特徵在於， 所述集合利茲線中的所述向右扭絞利茲線及所述向左扭絞利茲線的集合數相同。
5.如權利要求1至4的任一項所述的利茲線線圈，其特徵在於， 構成所述向右扭絞利茲線及所述向左扭絞利茲線的裸線的種類及集合數相同。
6.如權利要求2至5的任一項所述的利茲線線圈，其特徵在於， 將所述向右扭絞利茲線及所述向左扭絞利茲線集合成環狀，並使得所述向右扭絞利茲線及所述向左扭絞利茲線相鄰而交替配置。
7.一種加熱裝置，其特徵在於， 包括如權利要求1至6的任一項所述的利茲線線圈。
【文檔編號】H05B6/36GK104025706SQ201280065427
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年11月28日 優先權日:2012年3月15日
【發明者】永井正弘 申請人:昭和電線儀器技術株式會社