[0001]本申请要求2007年4月19日申请的印度专利申请 No.848/CHE/2007的优先权。本申请还根据U.S.C.119(e)，要求2007 年11月21日申请的美国临时专利申请No.60/989,649的有利之处。 在此所有的现有申请以它们的整体内容作为参考进行结合。

[0002]本发明涉及一种制造线圈壳体的方法。

[0003]线圈壳体通常使用在汽车控制系统中，诸如门、窗、液压 控制和发动机控制等等。其它的使用包括冷藏库、洗衣机和干燥机。 进一步的应用包括电力致动的阀/开关、门扣、扬声器和CRT监控器。

[0004]线圈壳体通常分部分安装，其中中央电极8以任何适合方 式焊接或者固定到杯状物12上，如图1a-1b所示，其中杯状物12通 常从金属片中切下并且弯曲成所示形状。杯状物12通常开始作为从 金属片上切下的平板盘，并且围绕该盘的周边向上弯曲以定义一个提 升壁14或者围绕该周边延伸的提升凸缘。盘的基底16或者保持平面 的盘的一部分，通常焊接或者固定到电极8上。

[0005]制造线圈壳体的另一个方式是加工不同的块，除去或者而 不是将这些块装配到一起。一些方法包括加工杯状物或者电极的至少 一部分。

[0006]然而，以上述方式制造线圈壳体会产生多个不利之处。当 装配这些部件到一起时，诸如焊接电极8到基底16上的情况下会引出 一个弱点，并且通常在电极和基底16之间的接合处通常会产生一些机 械故障。

[0007]此外，由于电磁场通常从电极8流入基底16中并且最终到 上升壁14上，在基底16和电极8的接合处频繁产生瓶颈，因为基底 16是金属片并且它的厚度提供一个电磁场流动通过的小型横截面。因 此，即使电极8具有一个大直径，以初始允许电磁场朝向基底16向下 进入和通过，一旦电磁场从电极8以朝向提升壁16的方式传送到电极 8上时，这种电磁场将通常被妨碍。

[0008]而且，人们认识到基底和提升壁14的纹理结构的方向会抑 制电磁场的流动，因为纹理结构相对于径向行进的电磁场是垂直或者 有角度的。由于杯状物12通常从金属片上切下，纹理结构的方向通常 不是已知的并且通常不是可预测或者可调节的。

[0009]相对于杯状物或者电极8的加工部件，这种操作通常是劳 动密集并且通常是费时的，因为每次不超过千分之几或者百分之几英 寸会被除去，并且以这样速率的除去材料来生产一个螺线管通常会花 费较长的时间。而且，用于加工部件的车床通常是昂贵的并且正常操 作需要大量的空间。而且，在装配部件上从加工部件中获得的任何利 益都会比附带费用更重。[00010]美国专利No.4,217,567在图10和10A中表示，其涉及 一种简单的软铁塞或者嵌条75，其具有相配合的前缘部分，该前缘部 分被施压以过盈配合到向内延伸的电极部分52所形成的外部中空空 间中。该塞75具有通过线轴55的壁60所定义间隙的通量承载量效果。 大体上，在更低成本情况下实现相同的效果，其中通量承载塞装置包 括一个或多个低碳钢球76，对其施压以进入由电极部分52定义的中 空外部腔中。
[00011]Kuroda等申请的美国专利No.6,029,704公开了一种压 力形成或者冷锻的钢板和中空筒形螺线管。然而，因为Kuroda的线 圈壳体和电极由多个部分制成和装配成，它不能高效地传导电磁场。
[00012]Fechant等申请的美国专利No.4,365,223涉及一种成 块装配的线圈壳体。
[00013]因此，需要一种制造线圈壳体的方法，其能够减少弱点而 且不会牺牲制造效率。另外需要一种制造线圈壳体的方法，其能够提 高电磁场的流量。
发明概要
[00014]因此，本发明的一个目的在于提供一种制造单块线圈壳体 的方法。
[00015]另一个目的是制造一种整个线圈壳体都是固体材料的方 法。
[00016]进一步的目的在于提供一种制造线圈壳体的方法，其由单 个固体电磁的渗透性材料形成中央电极、基底和直立侧壁。
[00017]另一个目的在于提供一种制造线圈壳体的方法，其对材料 的纹理结构进行导向，以提高电磁的磁导率。
[00018]本发明的这些和其它目的由制造线圈壳体的方法来实现， 该方法包括制造可锻材料的固体圆筒的步骤，该圆筒具有第一部分和 第二部分；降低圆筒的第一部分的直径到小于圆筒的第二部分的直径。 朝向第一部分在轴向上压缩第二部分，形成通常垂直于第一部分的压 平的盘；在朝向第一部分的方向上提升压平盘周边的至少一部分，以 定义一个提升壁；并且其中第一部分、第二部分和提升周边作为单块 全部整体连接。
[00019]在一些实施例中，通过模具对圆筒的第一部分进行挤压以 减少第一部分的直径。在另一个实施例中，该方法形成第一部分和由 第一部分和面对第一部分的压平盘侧面的接合处所定义的区域。
[00020]在进一步的实施例中，该方法包括在下面任何步骤的至少 一个之后对壳体进行退火：制造具有第一部分和第二部分的可锻材料 的固体圆筒；降低圆筒的第一部分的直径到小于圆筒的第二部分的直 径；朝向第一部分在轴向上压缩第二部分，形成通常垂直于第一部分 的压平的盘；并且在朝向第一部分的方向上提升压平盘周边的至少一 部分。
[00021]在另一个实施例中，该方法相对提升周边的至少一部分的 横截面控制压平盘的横截面。在一些实施例中，该方法降低提升的周 边的厚度到小于压平盘的厚度。
[00022]在进一步的实施例中，该方法对压平盘的多个纹理线路进 行导向，使得该方向处于从压平盘的大体中心径向向外延伸的方向上。 在一些实施例中，该方法进一步对第一部分的多个纹理线路导向使得 其处于沿着第一部分的一段延伸的大体轴向上。
[00023]在另一个实施例中，该方法包括相对第一部分在第二部分 的侧面上制造可锻材料的固体圆筒的第三部分；和通过挤压第三部分， 降低圆筒第三部分的直径到小于第二部分的直径。在一些实施例中， 该方法挤压圆筒的第三部分通过模具，从而使得第三部分具有从正方 形、矩形、三角形、五边形、六边形、八边形、多边形和它们结合组 成的组中选出的横截面形状。在另一个实施例中，该方法挤压圆筒的 第三部分通过模具，从而使得第三部分的直径与第一部分的直径不同。
[00024]在任意的实施例中，该方法提供了在提升周边的上部处的 凸缘。
[00025]在本发明的另一个方面，一种制造线圈壳体的方法包括制 造可锻材料的固体圆筒的步骤，该圆筒具有第一部分和第二部分；降 低圆筒的第一部分的直径到小于圆筒的第二部分的直径；朝向第一部 分在轴向上压缩第二部分，形成通常垂直于第一部分的压平的盘；在 朝向第一部分的方向上提升压平盘周边的至少一部分，以定义一个提 升壁；相对提升周边的至少一部分的横截面控制压平盘的横截面；对 压平盘的多个纹理线路进行导向，使得该方向处于从压平盘的大体中 心径向向外延伸的方向上；和对第一部分的多个纹理线路导向使得其 处于沿着第一部分的一段延伸的大体轴向上。
[00026]在一些实施例中，该方法在下面任何步骤的至少一个之后 对壳体进行磁性退火：制造具有第一部分和第二部分的可锻材料的固 体圆筒；降低圆筒的第一部分的直径到小于圆筒的第二部分的直径； 朝向第一部分在轴向上压缩第二部分，形成通常垂直于第一部分的压 平的盘；在朝向第一部分的方向上提升压平盘周边的至少一部分，以 定义一个提升壁；相对提升周边的至少一部分的横截面控制压平盘的 横截面；对压平盘的多个纹理线路进行导向，使得该方向处于从压平 盘的大体中心径向向外延伸的方向上；和对第一部分的多个纹理线路 导向使得其处于沿着第一部分的一段延伸的大体轴向上。
附图简述
[00027]图1a-1b根据现有技术描述了一个线圈壳体。
[00028]图2根据本发明描述了一种制造线圈壳体的方法。
[00029]图3a-3d更具体描述了根据图2所示的方法制造线圈壳体 的开始步骤。
[00030]图4a-4c更具体描述了根据图2所示的方法制造线圈壳体 的中间步骤。
[00031]图5a-5d更具体描述了根据图2所示的方法制造线圈壳体 的最终步骤。
[00032]图6根据图2所示方法制造线圈壳体。
[00033]图7更具体描述了根据图2所示的方法制造线圈壳体的可 选择实施例。
[00034]图8a-8g描述了使用于图7所示的可选择实施例的模具。
[00035]图9a-9d描述了图2和7所示中央电极的不同形状。
[00036]图10a-10f描述了一个实施例，其中根据图2所示的方法， 凸缘设置在提升壁上。
[00037]图11a-11d描述了一个实施例，其中根据图2所示的方法 成形壳体。
详细说明
[00038]图2描述了根据本发明制造线圈壳体的方法20，其中由可 锻材料106的固体圆筒的单个单元根据方法20制造线圈壳体102(见 图5d)。在一些实施例，材料106是低碳钢，诸如SAE1006，1008， 1010等。
[00039]如图2所示，方法20包括制造可锻材料的固体圆筒的步 骤24，该圆筒包括第一部分和第二部分，降低圆筒的第一部分的直径 到小于圆筒的第二部分直径的步骤26，和朝向第一部分在轴向上压缩 第二部分的步骤28。
[00040]图3a描述了材料106的第一部分108和第二部分110，图 3d描述了在降低第一部分108的直径112之后，第一部分108的直径 112小于第二部分110的直径114。通过接收材料降低直径112的步骤 期间使用第一模具115，其中第一部分108在箭头118方向上插入第 一模具115，其中随后第一部分108压入，或者挤压通过孔口117，以 便于减少第一部分108的直径112。方法20通过对圆筒的第一部分挤 压以通过模具来减少第一部分的直径。
[00041]图4a描述了在箭头122的方向上压缩第二部分110的步 骤，使得与轴向大体上垂直的压平盘126纵向通过第一部分108。如 图所示，在压缩步骤28期间，其中第二部分110压平为盘126，第一 部分108由第二模具119可靠地保持在适当的位置，第二模具成形由 倒角或者其它轮廓，这导致倒角和/或轮廓在压缩步骤之后传送给第一 部分108。在其它实施例中，第一部分由第一模具115保持在适当的 位置。在方法20的一些实施例中，该方法20包括成形第一部分和第 一部分和面对第一部分的压迫盘的侧面接合处(包括倒角的图4a的对 象132)所定义的区域。
[00042]参见图2，该方法20还包括在朝向第一部分的方向上提升 压平盘周边的至少一部分的步骤32，以定义一个提升壁或者提升唇 部。图4b示出了提升壁128，其示出围绕压平盘126的整个周边延伸。 在另一个实施例中，提升壁128围绕压平盘126的整个周边的一部分 延伸。
[00043]如图4b所示，第三模具123成形以具有一个腔，当向下 压在压平盘126上时，向下朝向第一部分108弯曲盘126的周边。当 周边模具123降低以成形提升壁128时，第一部分108通过第一模具 115、第二模具119或者另一个模具保持在适当的位置，以在周边的至 少一部分的提升步骤32期间使得第一部分108固定。图4c描述了从 周边模具123中移出的壳体，其中提升壁128围绕整个压平盘126延 伸，其现在是基底134。
[00044]如图3a-3d所述，材料在每个步骤之间退火或者减轻压力。 在一些实施例中，材料106磁性退火。在进一步的实施例中，退火在 方法20的每个步骤之间实施。退火过程是有利的，因为它降低了在 冷加工期间或者挤压期间施加到材料106上的压力，该压力发生在每 次材料106被施压入模具，弯曲或者其它成形的情况。在没有退火的 情况下，在每个冷加工步骤之后，材料106变得越来越脆，并且在随 后的冷加工步骤中，材料106变得越来越难以成形并且很可能破裂或 者失效。材料106退火越频繁，在随后的步骤中，材料106更容易挤 压或者成形。
[00045]在一个实施例中，退火包括加热材料106到大致850摄氏 度，然后在炉冷材料106到720摄氏度之前允许材料106保持在该温 度，并且在允许材料106冷却到室温之前保持在此温度720摄氏度。
[00046]然而，在退火过程中的成本和时间会导致操作者跳过一个 或多个退火步骤。在一些实施例中，退火在途3a-5d或者方法20提出 的一些步骤期间实施，如在图3a-4c所示的退火或者压力减轻指令中 所示。所需要的是退火需要充分以使得壳体102由方法20制造。在 进一步的实施例中，至少在方法20期间或者图3a-5d所述的步骤期间 实施退火。
[00047]在方法20的进一步实施例中，方法包括相对提升周边的 至少一部分或者提升壁的横截面控制压平盘横截面的步骤34。换句话 说并且参见图5a，基底134的横截面控制为更小、更大或者与提升周 边128的横截面相同。更具体的，基底134的厚度135相对提升壁128 的厚度137进行控制。
[00048]如图所示，该方法增加压平盘的厚度到大于提升周边或者 提升壁的厚度，因为更大的厚度135便于电流、电能、磁能和/或电磁 场的流动，当它们从电极142传送到提升壁128时。在另一个实施例 中，该方法降低提升周边的厚度137到小于压平盘的厚度135。更大 的厚度135具有传导电磁场的更多材料或者相对更薄的基底134允许 电磁能的流动，特别当电磁场达到向外设置的提升壁128时。如图所 示，通过在如箭头127所示的向下和压缩运动反向上，通过将模具125 施压在壁128上，提升壁128构造比基底134更薄，这导致厚度137 小于厚度135，并且壁128远离基底134延长或者伸展。
[00049]由形成基底和然后焊接在中央电极上的提升壁的金属片 制成的现有技术的线圈壳体不能实现可控性(见图1b)，并且因而在 使得电磁场从电极142流动到壁128的线圈壳体的能力受到限制。
[00050]可选择的，该方法20提供了在提升周边的上部处的凸缘 58。在图5b-5c中更具体地描述了凸缘146，并且其在模具129，131 之间放置提升周边128之后形成，其中模具129，132随后旋转以弯曲 提升周边128到一个所需的几何结构，从而形成凸缘146。图5d描 述了在最后磁性退火处理过程之前的壳体102。
[00051]在另一个实施例和现有技术上的另一个优点上，方法20 包括在通常径向上导向压平盘126的多个纹理线路的步骤36。如上所 述，电磁场经过压平盘126从电极142传送到提升壁128上。除了控 制压平盘的横截面之外，包括一定厚度，以便于电磁场通过压平盘126 的传送，在大体径向上导向压平盘的多个纹理线路进一步便于电磁场 的传送，因为当能量朝向提升壁128移动时，电磁场沿纹理线路的大 体径向传送。
[00052]在通常的现有技术壳体中，其中纹理线路不被导向，该纹 理线路可在随机、相对电磁场的传播方向上垂直或者成角度方向上导 向，在这种情况下，纹理线路抑制电磁场的流动，而不是有利于该流 动。
[00053]因为方法20压缩第二端110，第二端110向外伸展，或者 第二端110的直径在尺寸上增加，从而产生压平盘126。当第二端110 向外伸展时，在盘126内部的纹理线路还在向外方向上移动，并且在 大体径向或者第二端110伸展的向外方向上它们自动导向。
[00054]在另一个实施例和现有技术上的另一个优点上，方法20 包括在沿着第一部分的一段延伸的通常轴向上对第一部分108的多个 纹理线路导向的步骤40。如上所述，电磁场通过电极142的一段到压 平盘126上。因此，导向第一部分108的多个纹理线路以处于大体轴 向上便于电磁场通过第一部分108的传送，因为当能量朝向压平盘126 移动时，能量沿着纹理线路的大体轴向传递。参见图6，示出了具有 如上所述导向的纹理线路104的壳体102的示意图。
[00055]在通常的现有技术壳体中，其中纹理线路不被导向，该纹 理线路可在随机、相对电磁场的传播方向上垂直或者成角度方向上导 向，在这种情况下，纹理线路抑制能量流，而不是有利于该流动。
[00056]通过在沿着第一端108的纵向上推动材料106进入第一模 具105中，因为该方法20挤压第一端108，在第一端108内部的纹理 线路同样还沿着第一端108的长度在纵向上移动，或者在该方向上第 一端108挤压出。
[00057]在另一个实施例中，该方法20还包括在相对第一部分108 的第二部分110的一侧上制造材料106的固体圆筒的第三部分的步骤 44，和通过挤压第三部分来降低圆筒的第三部分的直径到小于第二部 分的直径的步骤48。
[00058]在图7所示的另一个实施例中，除了第一电极142之外制 造第二电极148。如图8a所示，通过挤压第二部分110经过模具161 的孔口158，得到第三部分或者第二电极148，其中通过冲床163，材 料106压入孔口158中，其中冲床163装配在模具161内部(见图8b)。 当冲压块163从模具161中除去时，顶出器159从相对材料106的端 部进入孔口158，并且推动材料106从模具161中出来。
[00059]当具有孔口156的模具153施压于模具167(见图8c)时， 然后，产生的材料106的第三部分或者第二电极148保持在模具167 的适当位置，使得第一端108通过孔口156挤压出，以提供第一电极 142和压平盘126(见图8d-8e)。
[00060]一旦压平盘126完成，模具153移出并且喷射器155喷射 材料106，其现在包括提供在相对第一电极142的压平盘126的一侧 上的第二电极148。
[00061]应该理解的是根据孔口156，158，电极142，148在直径 或者形状上不同。如图8a-8b所示，孔口156的尺寸与第一部分108 (第一电极142)的直径112无关，其中孔口156可以具有与直径112 相比更大、更小或者相同的直径。根据操作者的选择，确定孔口156 的尺寸，第二电极148挤压或者施压通过模具161，从而使得第二电 极148的直径与第一电极142的直径不同。
[00062]另外，孔口158的形状与第一电极或者孔口156形状无关。 在一些实施例中，方法挤压第三部分或者第二电极148通过模具161 或者孔口158，以提供具有一定横截面的第二电极，该横截面是从正 方形、矩形、三角形、五边形、六边形、八边形、多边形和它们结合 组成的组中选择出。如图9a-9d所示，一些产生的第二电极148横截 面或者形状的例子被示出，其中该形状取决于孔口158。应该理解的 孔口117和/或孔口156的限制包括与孔口158以及孔口158形状一样 的限制。
[00063]为了从压平盘126中完成提升壁128，图8f描述了在固定 方式保持第一电极142，无论保持在模具153或者另一个模具(如果 用于挤压第一电极142的模具153不适合固定第一电极142，可采用 另一个模具)。
[00064]具有通道165的模具157和具有孔口158′的内部模具169 (其具有与孔口158相同尺寸)相对压平盘126向下产生，产生提升 壁128(见图8g)。由于内部模具169由弹簧171弹簧加压，内部模具 169推入通道165中，其允许提升壁128通过施压形成在模具157和 模具153(见图8g)之间。模具153从通道165中除去并且喷射器173 从模具153中喷射材料106。
[00065]重要的是应该注意到第二电极148和制造第二电极142的 方法包括第一电极142和制造第一电极142方法的所有有利之处和限 制，包括纹理线路方向，第二电极148的可控厚度，并且其中第二电 极148与线圈壳体102的剩余部分整体连接，并且第二电极从单个材 料106挤压和成形。另外，在途8a-8b所示的至少一个步骤之间实施 退火。
[00066]如图10a-10f所示，描述了壳体200的另一个实施例，其 中凸缘204固定到外壁206上。如图10a所示，包括第一端108和第 二端110的材料以上述方式制造，并且凸缘204与第一端108和第二 端110相同的材料挤压出，其中在图10a-10f所述的所有组件整体连 接，其中退火和/或压力降低发生在图10a-10f所示的至少一个步骤之 间。
[00067]如图10b所示，第二端110设置在模具207中并且通过模 具207的侧壁209抑制。应该理解的是侧壁209不必与第二端110相 连，在一些实施例中，在第二端110和模具207之间存在余隙。
[00068]当具有孔口213的冲压块相对材料106向下运动时，提升 壁228由在模具207和冲压块211之间施力的第二端110形成。与上 述提升壁128类似，提升壁228围绕第二端110的整个圆周延伸，在 一些实施例中，包括与提升壁128相同的限制。见图10c。孔口213 的尺寸和形状表现出第一端108的尺寸和形状，该第一端108最终变 成电极208(见图10f)。
[00069]在另一个实施例中，在放置在模具207中之前，第一端106 不必挤压出，因为冲压块211放置在材料上，当放置在模具201内部 将推动材料进入孔口213并且形成电极208。在这些实施例中，当放 入模具207时，材料仅仅是一个圆筒。
[00070]图10d描述了当从模具207除去时，具有电极208、提升 壁228和基底226的材料206。
[00071]如图10e所示，材料206倒置和放置在模具215内部，其 中电极208和提升壁228固定并且基底226被暴露。如图10f所示， 冲压块217降低在第二端110上，以形成压平盘232，其中盘232的 最外周边延伸过提升壁228的直径以定义凸缘204，并且其中凸缘204 从相同材料挤压和/或冲压出，该材料用于制造提升壁228、基底226 和电极208。
[00072]如另一个实施例所示，图11a描述了具有六边形提升壁224 的壳体222。应该理解的是提升壁224成形为六边形，其它实施例具 有成形类似于八边形、正方形、矩形、三角形或者任何多边形的壁。 形状的变化是无限制的。如图2所示，该方法20包括使得提升壁成形 的步骤，从而使得它具有从正方形、矩形、三角形、五边形、六边形、 八边形、多边形和它们结合组成的组中选出的横截面形状。
[00073]根据上述实施例的描述，具有不同形状的提升壁224与壳 体22整体相连，并且其中图11a-11d描述的所有组件整体连接，其中 退火和/火应力降低发生在图11a-11d所示的至少一个步骤之间。
[00074]如图11b所示，在图4a描述的电极234和压平盘236被 提供并且相对具有六边形形状的冲压块，围绕它的周边235放置。具 有孔口238的模具225相对盘236降低，其中冲压块227和盘236装 配在孔口238内部，其中孔口还具有六边形。这些更具体在图11c-11d 中描述。
[00075]如图11b-11d所示，冲压块227包括放置和固定电极234 的孔口239。