CN1006745B - 小型电感器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

小型电感器有一个被焊在连接导轨上的线圈，导轨对跨接在呈空心骰子状的压注塑料罩的两个相对设置的侧壁上，此两侧壁间有一个实体部分和一个空间部分，有一个中心开孔通过两侧壁及罩的实体部分和空间部分，该孔确定了可移动磁芯的活动空间，磁芯上至少有一部分有螺纹。线圈与中心开孔同轴向并被树脂灌封在上述的空间部分内。中心开孔在通过塑料罩实体部分的一段上有螺纹，该螺纹与磁芯上的螺纹相配合。

Description

本发明涉及到一种小型的自感系数可变的电气元件，它有一个与一个可移动磁芯相配合的线圈，磁芯进入线圈的深度是可调的。

为了简化这种元件的生产和改进其电气特性，把附加于线圈和磁芯的小零件数量减少到最少是很重要的，特别是避免使用任何形式的安装基座、接线柱、用以支撑绕组的线圈架、借以把线圈安装在基座上的垫片以及支撑磁芯并可使其移动的其它零件等。

根据法国专利2，486，704可知，用热粘导线绕成的无支架线圈可以做到这一点。把线圈焊在一对由条状金属片冲压成的导轨上，封在冷模和活动铸模内的热聚合树脂中，模内穿过一个工艺螺杆，造出轴向局部螺纹孔，以容纳可移动的磁芯，该磁芯是一端具有螺纹的磁棒。

这种小型电感器有时会出现一些表面疵点，如，由于树脂在浇注时气泡截留在模具壁上引起的 小坑，或由于活动注模的磨损而出现不需要的凸起，这些疵点除了不美观以外，还可能影响元件的质量，这是因为可能形成的小坑会留有装配元件使用焊剂时所残留的腐蚀物质。

由于本方法要使每个元件都进行单独的中心校正，因此实践起来是十分困难的。在聚合树脂时，活动模具就要受热形变，从而就会改变两个顺序元件的印记距离，因而必须分别使用每对连接导轨，换句话说，就是要分割冲压有连接导轨的金属片，而不是保持原来的金属片不变，以利于进行中心校正。另外，用来形成可移动磁芯活动空间的工艺螺杆会被树脂残留物弄脏，因此，对有关部分的每一细小部位都必须进行细心的清理及性能检查。

本发明的目的是在保持低成本不变的情况下，克服各种缺点。

一方面，本发明包括一个小型可变电感器，这种电感器包含如下部件：一个线圈，一对焊接线圈用的连接导轨，一个可移动磁芯，磁芯上至少有一部分带有螺纹，还有一个呈空心骰子状的压注塑料罩，连接导轨就固定在塑料罩的两个相对设置的侧壁上，这两侧壁间还有一个实体部分和一个中空部分，一个穿过两侧壁及罩的实体部分和中空部分的中心开孔确定了磁芯的移动空间，另外还含有一种灌封线圈的树脂，该线圈被与中心开孔同轴地置于中空部分内，穿过塑料罩实体部分的中心开孔上有螺纹，该螺纹和磁芯的螺纹相配合。

另一方面，本发明还包括生产小型可变电感器的方法，该电感器包括一个线圈，一对焊接线圈用的连接导轨，一个可移动磁芯，磁芯上至少有一部分带有螺纹，还包括一个呈空心骰子状的压注塑料罩，连接导轨就跨接在该罩的两个相对设置的侧壁上，两侧壁有一个实体部分和一个中空部分，一个穿过该两侧壁及实体部分和中空部分的中心开孔确定了磁芯的活动空间，另外，还包括一种用于灌封线圈的树脂，该线圈被与中心开孔同轴地设置在中空部分内，穿过塑料罩实体部分的一段中心开孔上有螺纹，可以和磁芯上的螺纹相配合。这种生产方法包括如下步骤：

-绕制线圈，方法是把涂有热粘绝缘材料的导线在热空气环境里缠绕到一个临时线圈架上，然后拆去临时线圈架，

-制造磁芯，方法是在其直径小于线圈直径的磁棒一端的外部套制出平头螺纹，

-制作连接导轨对，方法是在条状金属片上冲压出连接导轨对，但不使它们与金属片分离，从而使得到的每对导轨都处于金属片上相对的两侧，其相互之间的距离和在已制成的电感器上的两导轨之间的距离一样，导轨和中心扣环在金属片上是交替排布的，

-压注呈空心骰子状的塑料罩，它有两个相对设置的侧壁，两壁间的距离和条状金属片上两个导轨间的距离相同，该两壁被塑料罩的实体部分和中空部分所隔开，和磁芯尺寸相匹配的中心开孔通过上述两侧壁及罩的实体部分，并且实体部分的一段孔壁上有螺纹，以便和磁芯上的螺纹相配合，罩的中空部分可容纳与中心开孔同轴的线圈，罩的实体部分和罩的侧壁由一些凹槽分开，这些凹槽使侧壁的各边暴露出来，

-把线圈端部镀锡并弯折，

-把线圈按导轨宽度方向置于金属片的导轨上，并将线圈的两端焊于其上，

-把塑料罩置于基座中，该基座具有和条状金属片同样细长的形状并有许多可容纳塑料罩的空腔，这些空腔的间距和金属片上与中心扣环交错排布的导轨对之间的间距相同，基座上的中心销和金属片上的中心扣环具有同样的相对位置，每一个塑料罩都是倒过来放置的，其中心开孔与基座的长度方向垂直，

-把装在金属片连接导轨对上的线圈插入位于基座内的塑料罩的中空部分，并确保各销正确置于中心扣环内，

-使工艺螺杆通过与塑料罩中心开孔同轴的一个水平开口插进基座，工艺螺杆的外形就确定了磁芯可移动的空间，

-用灌封树脂填满各塑料罩里的中空部分，

-待灌封树脂固化后，取出工艺螺杆，

-从基座里取出各塑料罩，

-把导轨与所在的金属片分离，

-把磁芯装进由工艺螺杆制得的开孔里。

本发明的其它特性与优点将以举例和图解的方式详述如下，其中：

图1所示的是按照本发明的一台小型可变电感器，它是从下方观察的视图，可移动磁芯已经取出。

图2是预先切割好了的条状金属片，图1中小型电感器的连接导轨即由此片弯曲制得。

图3说明了在装配过程中，把已装有一对连接导轨的线圈插入图1小型电感器塑料罩的情况，此时导轨对仍附着在金属片上。

图4所示的是用以灌封塑料罩内线圈的基座，此时，塑料罩及带有固定在导轨上线圈的金属片尚未与基座组装。

为了使图更清晰，小型电感器的各组成元件都进行了放大。事实上，它们的实际尺寸都小于1厘米。

如图1所示，小型电感器是一个长方形六面体，它包括塑料罩1，塑料罩上有导轨2、3，里面还有一个用树脂密封的圆柱形线圈4，并配有可移动磁芯5。

塑料罩1的整个形状象一个底部开口的空心骰子。它有两个相对布置的侧壁6、7，在此两侧壁的边上装有连接导轨2、3，有一个中心开孔通过这两个侧壁，并为可移动磁芯5提供了活动空间，两侧壁6、7被塑料罩的实体部分8和中空部分10所分开，中心开孔在实体部分的一段上有螺纹9，中空部分10可视为和中心开孔同轴的圆柱形线圈4的箱体，在实体部分8的周围沿塑料罩1的侧壁内有凹槽11、12、13，可使连接导轨3能夹在靠近实体部分8的侧壁6的边上，以便于线圈4和导轨3的电气连接，并可使树脂由空隙部分进入，从而增加了导轨3的固定强度。

连接导轨2和3是相同的，它们的形状可以从图2和图3中清楚地看出。每一个导轨都有沿纵向弯成U形的舌状金属条，它具有两个高度基本相同的翼片15和16，由基部17连在一起，基部17跨在塑料罩壁的边上，一个翼片15靠在罩的外面，它有一个长方形的外形，在它的中部有一个大圆弧形缺口18，以露出被视为可动磁芯居所的中心开孔。另一个翼片16有两个燕尾形凸片19和20，它们位于塑料罩的内侧，以便使导轨固定在灌封塑料材料中，其中一凸片19，横向伸出一固定指状片21，线圈4的一端就固定在它上面。

图1中所示的可移动磁芯包括一个磁棒24，该磁棒配有螺纹头25，它和中心开孔上的螺纹9相配合，并有一个跨越直径的旋动用槽26。

把刚才讨论过的小型可变电感器连到印刷电路或以陶瓷作基片的混合电路中，其连接方法与侧面有连接端的片状小型电子元件的连接方法是一样的，即，在线路板上用焊锡熔成锡球与小型电感的导轨相连接，或者在此处设置调节间隙元件。

其生产可以按下列步骤进行：

用涂有热粘绝缘材料的导线在热空气环境中缠绕到临时线圈架上形成线圈4，绕完后除去线圈架，线圈4的两端镀锡，并把其中一端进行弯折。

可移动磁芯由磁棒构成，磁棒的直径比线圈直径小，并在磁棒的一端套制一段塑料螺纹。

连接导轨是通过切割、弯折条状金属片成对生产的，如，金属片可采用0.1毫米厚的铜片用光刻蚀技术切成，用电解技术镀锡，然后进行弯折。图2表示了切割后弯折前的这种金属片，在这种金属片上切制出若干对导轨，而且导轨对和是交错排布的。在每对导轨内，都包含有跨越开孔31的桥状片。这些桥状片以它们最终的分离距离面对面排布在金属片的宽度方向上。这些桥状片通过颈状窄片32和33连在开孔31的边上，以利于以后的分离。

其实体部分带有螺纹中心开孔的罩由热硬化塑料如邻苯二甲酸二丙烯等注入模具模压而成。这种刚性模具由几部分组成，并在产品拔出方向上进行内部抛光，以利于将产品从模具中取出。这种压注技术由于模具的刚度和因浇注压力使模内存留空气得以很好排出而消除了产品的凹坑、凸起等外观缺陷，另外也不需要使用任何分离剂。

在各部件生产出来以后，就开始进行小电感器的组装。先把线圈4的两端焊在导轨对的翼片21上，这时，导轨对仍附着在原来的金属片上，并暂时保持其应在的位置。

如图3所见，线圈4的方向平行于金属片的宽度方向，它的一端35没有弯折，该端在线圈的切线方向并和连接导轨2的翼片21垂直相接。而另一端36在切线方向的某处被弯折，弯折部分平行于线圈的轴线，并沿轴线方向与另一导轨3的翼片21相接。这样的安排可使线圈向一条导轨移动，以便把线圈插入塑料罩的中空部分，而和另一导轨之间则留有足够的空间来容纳带有螺纹的塑料罩的实体部分，可移动磁芯就装在该实体部分的螺纹上。

下一步装配使用一种细长的刚性塑料罩基座。 如图4所示，该基座有一系列排成一直线的空腔40，空腔之间的距离与金属片上导轨对之间的距离相同，该基座还有一系列定心销41，这些销与金属片上中心扣环30的位置相对应。每个空腔都可装进一个塑料罩1，塑料罩要开口向下放置，它的中心开孔取向于基座的宽度方向。空腔侧壁上还有一个和塑料罩的中心开孔同轴线的开孔42，用以插入确定可移动磁芯活动空间的工艺螺杆43，该工艺螺杆有一个从台肩伸出的光滑段44，还有一段直径稍大并与塑料罩上的螺纹9相配合的螺纹部分45，接下来是一段非螺纹部分46，终端是操作头47。

将待浇注的塑料罩1倒置于空腔40上，其中心开孔对准基座上的开孔42，然后将带有导轨对并固定好线圈的条状金属片面对面扣在基座上，以便使线圈4插进塑料罩1的中空部分，导轨则跨接在塑料罩侧壁的边上，并借助于基座中心销上端锥面的引导，将金属片的中心扣环扣入基座的中心销，以便使金属片得到精确定位。在定位销41和扣环30装在一起后，就把工艺螺杆43插入基座开孔42，并把它拧进塑料罩上的螺孔9，以确定可移动磁芯在线圈4内的活动空间。然后用热硬化灌封塑料填充塑料罩的中空部分。灌封塑料通过塑料罩实体部分的凹槽11、12、13流入，一直达到导轨的基部，并灌封住了导轨的凸起部分，还通过毛细作用，一直渗入到导轨与侧壁之间。当灌封塑料固化后，取出工艺螺杆42，从塑料罩的基座上取下条状金属片，再从空腔里取出已经和金属片分离的小型电感器，最后装上可移动磁芯。

应注意的是，在这种生产方法中，任何可能出现的外观疵点只可能是在塑料罩压注中造成的，因此，不需要报废该元件。

为了说明本发明的特性，我们在此处图解和描述了各部的细节、材料和布局，有关这些方面的各种变化，可以在专利权利要求所表示的原则和范围内，通过熟练的工艺技术来实现。

Claims (4)

1、小型可变电感器，它含有一个线圈，一个在其上焊有线圈的连接导轨对，灌封线圈的树脂，一个与该线圈同轴布置的中心开孔，和一个适应该中心开孔的至少有一部分带有螺纹的可移动的磁芯，该中心开孔作为磁芯活动的空间，其特征在于：它具有一个呈空心骰子状的压注塑料罩，该罩具有两个相对设置的侧壁，两侧壁间有一个实体部分和一个中空部分，连接导轨就固定在这两个侧壁上，所述中心开孔通过两个侧壁及罩的实体部分和中空部分线圈处于该塑料罩的中空部分并用树脂灌封，在通过塑料罩实体部分的一段中心开孔的孔壁上有螺纹，该螺纹与磁芯上的螺纹相配合。

2、根据权利要求1所述的电感器，其特点是在塑料罩的实体部分与侧壁间还带有与实体部分邻近的凹槽，以利于导轨跨接在每个所述的靠近塑料罩实体部分的侧壁边上，该凹槽还为安装线圈和导轨间的电气连接提供了空间，另外，为了加强连接导轨的附着，还可允许所说的树脂在凝固前可以经过凹槽进入塑料罩的中空部分。

3、根据权利要求1所述的电感器，其特点还在于连接导轨具有燕尾状凸片，借此把导轨固定在树脂中。

4、按权利要求1的小型可变电感器的制造方法，该方法的特点在于它具有如下步骤：

-绕制线圈，方法是把涂有热粘绝缘材料的导线在热空气环境中缠绕到一个临时线圈架上，绕完后再移去该线圈架。

-制造磁芯，方法是把其直径小于线圈的磁棒的一端外部套制出平头螺纹。

-制作连接导轨对，方法是：在条状金属片上冲压出连接导轨对并使它们暂不与金属片分离，从而使得到的每对导轨都处在金属片上相对的两侧，其相互间的距离与电感器上两导轨间的距离相同，导轨和中心扣环在金属片上交替排布。

-压注呈空心骰子状的塑料罩，这种塑料罩有两个相对设置的侧壁，其间距和条状金属片上的导轨对的间距相同，这两个侧壁被塑料罩的实体部分和中空部分所隔开，和磁芯尺寸相匹配的中心开孔穿过两侧壁和塑料软的实体部分，并在实体部分的一段孔壁上有螺纹，以便和磁芯上的螺纹相配合，塑料罩的中空部分可以容纳和中心开孔同轴的线圈，罩的实体部分通过凹槽和罩的侧壁分开，这些凹槽使侧壁的各边暴露出来。

-把线圈的端部镀锡并弯折，

-把线圈按条状金属片的宽度方向置于金属片上的连接导轨上，并把线圈的两端焊于其上，

-把塑料罩置于基座中，该基座与条状金属片具有同样细长的形状，并有许多可容纳塑料罩的空腔，空腔的位置与条状金属片上导轨对的位置相同，基座上的空腔与中心销交错排布，这些销钉的相对位置与金属片上中心扣环的位置相同，每个塑料罩都口朝下放置，罩的中心开孔垂直于基座的长度方向，

-把固定在条状金属片连接导轨上的线圈插入已放入基座的塑料罩的空间内，并保证销准确地插入中心扣环，

-使工艺螺杆通过和塑料罩中心开孔同轴的侧孔插进基座空腔内，该工艺螺杆的形状确定了磁芯的活动空间，

-把灌封树脂注入每个塑料罩的中空部分，

-待灌封树脂固化后移去工艺螺杆，

-从基座内取出塑料罩，

-把磁芯安装到由工艺螺杆制成的开孔内。

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