CN101872671A - 平面式电磁感应元件及其铜片绕组 - Google Patents
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Abstract
一种平面式电磁感应元件及其铜片绕组，主要是令一平面式电磁感应元件包括一铜片绕组，该铜片绕组包括数个呈交叠状的第一铜环片、第二铜环片与绝缘膜；该第一铜环片的两端部分别延伸形成一中央连接部及一侧连接部，又第二铜环片的两端呈交叉状，其两端部并分别延伸形成一侧连接部。而各层第一、第二铜环片分别具有相同构造，通过变换方向使其上的连接部在不同位置构成电连接，即可构成绕组，借此可简化铜片绕组的构造，并降低制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种平面式电磁感应元件及其铜片绕组，尤指一种只须利用两种固定形式的铜环片作层叠设置，即可满足各种不同规格绕组需求的铜片绕组及由该铜片绕组所构成的平面式电磁感应元件。
背景技术
例如电感、扼流圈或变压器等电磁感应元件都具有感应线圈，传统感应线圈的制作方法是利用漆包线卷绕，但利用漆包线绕线的作法存在许多限制与问题：
一.体积大，无法有效缩小：按「轻、薄、短、小」几乎是所有电子产品不变的产品开发趋势。然而一旦电子装置要求电磁感应元件必须能允许较大电流通过时，即必须在大型磁芯上采用较大线径的线材线圈，如此构造虽可使其电气特性符合要求，却同时导致该电磁感应元件的体积庞大。
二.不利自动化：前述利用线材绕设线圈的方式，不利于采用连续的自动化生产制程，因而直接影响其制程效率，且同时导致造价居高不下。
基于前述原因，乃有所谓的平面式电磁感应元件问世，以期达到缩小体积、简化构造以及降低成本等目的。
如美国第6,087,922号发明专利案揭露一种折叠箔片式的变压器结构(FOLDED FOIL TRANSFORMER CON-STRUCTION)，主要利用两长型的金属箔片分别施以连续弯折，使其呈螺旋状的叠置状态后，再相互交错层叠设置以分别构成一次侧线圈与二次侧线圈。前述金属箔片须经过连续弯折制程，在制造上原有不便，且由于该专利案是利用非常薄的箔片进行连续弯折，故其弯折处十分脆弱并容易断裂，而影响其特性，甚至造成损坏。
又如美国第5,179,365号发明专利案揭露一种平面式电磁感应元件，主要是以多种不同形式的弧形导电片构成叠层状，再由轴向于各弧形导电片之间穿设一磁芯，借此构成一具磁芯的电磁感应元件。而该等电磁感应元件须同时使用多种不同形式的弧形导电片，方能使各弧形导电片构成层叠卷绕的状态，而不同形式的弧形导电片必须以不同的模具与工序完成，因而提高了该等电磁感应元件在制造上的复杂度及其制造成本。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种平面式电磁感应元件及其铜片绕组，该铜片绕组仅由有限种类的铜片即可构成，借此不仅使平面式电磁感应元件的制程技术得以单纯化，更可进一步降低生产成本。
本发明铜片绕组是：
一种铜片绕组，其特征在于，包括有：数个第一铜环片，具有相同的第一构造，该第一构造主要于一环部上形成一开口，并于该开口处形成两末端，其中一末端向环部以外延伸形成一中央连接部，另一末端亦向环部以外延伸而形成一侧连接部；数个第二铜环片，包括一第一环臂及一第二环臂，该第一、第二环臂具有相同的第二构造，该第二构造主要是于一半环部的一端形成一接合部，另端则向半环部以外延伸而形成一侧连接部；令第一、第二环臂以对向设置，并以对应的接合部相互连接，从而令二者的侧连接部呈交叉状，两侧连接部对应位于第一铜环片的中央连接部的两侧，该两侧连接部与相邻层上第一铜环片的侧连接部电连接；数个绝缘膜，分别位于各交叠的第一、第二铜环片之间。
前述的铜片绕组，其中第一铜环片的环部概呈矩形状，其开口是形成于环部其中一短边且偏离中线，而令其中一末端适位于该短边的中央位置，另一末端偏向该短边的一侧，而两末端分别向外延伸以分别构成该中央连接部及一侧连接部。
前述的铜片绕组，其中第一、第二环臂的半环部概呈一匚形状，为第一铜环片的环部的一半，又半环部具有相对的两短边，其中一短边长于另一短边，该较短短边的自由端上形成一接合部，该较长短边的自由端则向半环部以外延伸而形成一侧连接部。
前述的铜片绕组，其中第一铜环片的中央连接部及侧连接部分别形成一个以上的定位孔及定位凸粒；其中：该侧连接部上的定位凸粒是由表面向下突出，中央连接部上的定位凸粒及间隙子是由底面向下突出；该第二铜环片的侧连接部上分别形成有一个以上的定位孔及定位凸粒。
前述的铜片绕组，其中第一铜环片的中央连接部及侧连接部上进一步形成至少一与定位凸粒的间隙子；该第二铜环片的侧连接部上亦形成一个以上的间隙子。
前述的铜片绕组，其中第二铜环片的侧连接部上的定位孔及定位凸粒位于对角位置，且该间隙子高度小于定位凸粒。
前述的铜片绕组，其中第一、第二环臂的侧连接部上进一形成有一卡槽，该卡槽邻近于侧连接部的端缘处；该第一铜环片的中央连接部及侧连接部上分别形成有一卡槽，该卡槽并邻近于中央连接部及侧连接部的端缘处。
前述的铜片绕组，其中第一、第二环臂的半环部的较短短边由自由端向半环部以外延伸以形成接合部。
本发明平面式电磁感应元件是：
一种平面式电磁感应元件，其特征在于，包括有：一线架，其上形成有一绕线部；一如权利要求1至8中任一项所述的铜片绕组，是设于前述绕线部上；一磁芯，是穿设于前述线架上的绕线部。
前述的平面式电磁感应元件，其中线架是设于一电路板上，又线架概呈矩形状，其上的绕线部是呈环状；该铜片绕组通过一组导电片与电路板连接。
利用前述第一、第二铜环片以相对方向配置并交叠后，又使各第一铜环片上的中央连接部、侧连接部分别对应于第二环片上的两侧连接部并构成电连接，随即构成一铜片绕组；由于铜片绕组的数个第一铜环片均为相同的第一构造，数个第二铜环片亦是由相同构造的第一、第二环臂所组成，换言之，只须两种铜环片即可依需要叠构出所需规格的铜片绕组，如此不仅大幅简化铜片绕组的制造技术，并可提高制造效率及降低成本。
本发明的有益效果是，该铜片绕组仅由有限种类的铜片即可构成，借此不仅使平面式电磁感应元件的制程技术得以单纯化，更可进一步降低生产成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一较佳实施例的分解示意图。
图2A、图2B是本发明一较佳实施例第一铜环片的平面图正面及翻面后的平面图。
图3是本发明一较佳实施例第一铜环片的局部立体示意图。
图4A、图4B是本发明一较佳实施例第二铜环片的第一、第二环臂平面图。
图5是本发明一较佳实施例第二铜环片的第一、第二环臂的立体示意图。
图6是本发明一较佳实施例第二铜环片的组合平面图。
图7是本发明第一较佳实施例的一组合剖视图。
图8是本发明一较佳实施例第一铜环片的又一局部立体示意图。
图9是本发明一较佳实施例第二铜环片的第一、第二环臂又一立体示意图。
图10是本发明第一较佳实施例的又一组合剖视图。
图11是本发明第二较佳实施例的分解示意图。
图12是本发明第三较佳实施例的立体示意图。
图中标号说明：
10、10’第一铜环片 11环部
110开口
12、12’中央连接部 13、13’侧连接部
121、131定位孔 122、132卡槽
123、133定位凸粒 134、218间隙子
20第二铜环片 21第一环臂
22第二环臂 211、221接合部
212、222侧连接部 213、214、223、224定位孔
215、225卡槽 216、217、226、227定位凸粒
30绝缘膜
40导电片 50第二铜环片
51第一环臂 52第二环臂
510、520半环部 511、521接合部
512、522侧连接部 60电路板
70线架 71绕线部
80磁芯
具体实施方式
关于本发明的一较佳实施例，是提供一种铜片绕组，主要是以铜环片取代传统绕匝线圈，如图1所示，本实施例中的铜片绕组是由数个第一铜环片10、数个第二铜环片20及数个绝缘膜30交叠组成；其中：
各第一铜环片10具有相同的第一构造，请参阅图2A所示，该第一构造主要是于一环部11上形成一开口110，并于该开口110处形成两末端，其中一末端向环部11以外延伸形成一中央连接部12，另一末端亦向环部11以外延伸而形成一侧连接部13；于本实施例中，该环部11概呈矩形状，前述开口110形成于环部11其中一短边且偏离中线，借此令其中一末端位于该短边的中央位置，另一末端偏向该短边的一侧，而两末端分别向外延伸后，即分别构成一中央连接部12及一侧连接部13。又以图面显示方向为例，该侧连接部13位于中央连接部12的左侧，当第一铜环片10左右方向翻面后，该侧连接部13则位于中央连接部12的右侧(如图2B所示)，再者，当二层以相反方向排列的第一铜环片10交叠时，其二者的中央连接部12将重叠，而两侧连接部13分别位于中央连接部12的左右侧。
又前述中央连接部12及侧连接部13供与第二铜环片20作结构上的接合及电连接，请参阅图3所示，为满足前述需求，本发明在中央连接部12及侧连接部13上分别形成一个以上的定位孔121、131及一个以上的定位凸粒123、133，于本实施例中，该中央连接部12上形成有四定位孔121及两定位凸粒123，并两两相对排列，其中两定位凸粒123位于对角线位置，而分别与比邻的两定位孔121并排，且两定位凸粒123由中央连接部12的底面突出；又侧连接部13上亦形成有相同数量且作相同排列方式的定位孔131及定位凸粒133，不同处在于：侧连接部13上的两定位凸粒133由侧连接部13的表面突出。
再者，前述中央连接部12及侧连接部13上可进一步形成一卡槽122、132，其中卡槽122、132分别位于中央连接部12及侧连接部13的接近端缘处。
再请参阅图1及图4A、4B所示，各第二铜环片20分别由一第一环臂21与一第二环臂22所组成，该第一、第二环臂21、22具有相同的第二构造，该第二构造具有一半环部210、220，于本实施例中，该半环部210、220概呈一匚形状，而为前述环部11的一半，又半环部210、220具有相对的两短边，其中一短边长于另一短边，该较短短边的自由端上形成一接合部211、221，该较长短边的自由端则向半环部210、220以外延伸而形成一侧连接部212、222。
又请参阅图5所示，第一、第二环臂21、22于其接合部211、221上分别形成有一个以上定位孔213、223及一个以上的定位凸粒217、227，于本实施例中，该接合部211、221上分别形成有六个定位孔213、223及三个定位凸粒217、227，并作如九宫格的矩阵排列，其中，定位凸粒217、227位于接合部211、221的外侧边缘处。再者，第一、第二环臂21、22的侧连接部212上则形成有一个以上的定位孔214、224及一个以上的定位凸粒216226，于本实施例中，该侧连接部212、222上形成有四定位孔214、224及两定位凸粒216、226，并两两相对排列，其中两定位凸粒216、226位于对角线位置，而分别与比邻的两定位孔214、224并排。
再者，前述侧连接部212、222上可进一步形成一卡槽215、225，该卡槽215、225是邻近于侧连接部212222的端缘处。
又请参阅图6所示，当第一、第二环臂21、22以对向设置(即以半环部210、220的开口相对)，又令对应的接合部211、221相互叠合，并使位于外侧的定位凸粒217、227与位于内侧的定位孔213、223相互楔合而构成定位，而未构成楔合且相对应的其它定位孔213、223则提供更大的焊锡容置空间，以便加强焊接效果。随后第一、第二环臂21、22的侧连接部212、222即呈交叉状，且两侧连接部212、222对应位于第一铜环片10中央连接部12的两侧；
数个绝缘膜30，分别位于各层交叠的第一、第二铜环片10、20之间及第二铜环片20的第一、第二环臂21、22之间，以便将相邻的第一、第二铜环片10、20及第一、第二环臂21、22予以隔离，于本实施例中，该绝缘膜30的形状是匹配于第一、第二铜环片10、20的形状。
由上述说明可了解本发明铜片绕组中各主要元件的详细构造，至于第一、第二铜环片构成绕组的方式详述如下：
仍请参阅图1所示，其上揭露有数个第一铜环片10、10’、数个第二铜环片20及数个分别介于各第一、第二铜环片10、10’、20间的绝缘膜30。
首先请参阅最底层的第一铜环片10’，该第一铜环片10’与其上层的第一铜环片10为相同构造，不同处在于最底层的第一铜环片10’作了垂直方向的翻转，因此第一铜环片10’的侧连接部13’位于中央连接部12’的右侧。又位于第一铜环片10’上层的第一铜环片10，其中央连接部12对应于下层第一铜环片10’的中央连接部12’，又第一铜环片10的侧连接部13则位于中央连接部12的左侧。
再者，第一铜环片10上层依序叠合一绝缘膜30及一第二铜环片20，该第二铜环片20上的两侧连接部212、222分别对应于第一铜环片10的侧连接部13及第一铜环片10’的侧连接部13’，而前述相对应的中央连接部12、12’及相对应的侧连接部13、222；请配合参阅图7所示，该第一铜环片10是以侧连接部13上的定位孔131及定位凸粒133与相邻层上第二铜环片20的定位凸粒226、定位孔224相互楔合，除此以外，由于第一、第二铜环片10、20之间及第一、第二环臂21、22之间分设有绝缘膜30作为隔离而形成间隙，然后以未构成楔合关系的其它定位孔131、224将配合前述间隙提供更多的焊锡容置空间，使其接合关系更臻稳固确实。
又如图8、图9所示，揭示有前述第一、第二铜环片10、20上的另种接合构造，主要是于第一铜环片10的侧连接部13的对角位置分别形成一定位孔131及一定位凸粒133，该侧连接部13上的定位凸粒133由表面向上突出，侧连接部13上进一步形成一相邻该定位凸粒133的间隙子(spacer)134；再者，中央连接部12上形成有相同数量、相同排列方式的定位孔、定位凸粒及间隙子(图中未示)，不同处是中央连接部12上的定位凸粒及间隙子是由底面向下突出。
又请参阅图9所示，该第二铜环片20的侧连接部212、222上分别形成有一定位孔214、一定位凸粒216及一间隙子(spacer)218，其中，定位孔214及定位凸粒216位于对角位置，又间隙子218高度小于定位凸粒216。请参阅图10所示，当第一、第二铜环片10、20以不同方向依序叠合时，该第一铜环片10仍以侧连接部13上的定位孔131及定位凸粒133与相邻层上第二铜环片20的定位凸粒226、定位孔224相互楔合，除此以外，由于第一、第二铜环片10、20的中央连接部12与侧连接部13上分设有间隙子134、218，可进一步使各连接部之间形成更大的焊锡容置空间，使其接合关系更臻稳固确实。
而利用前述方式可使第一、第二铜环片10、10’、20形成绕组，至于绕匝多寡则视实际需要，通过增减第一铜环片10及/或第二铜环片20的数量以符合要求。
如图1所示，位于第三层的第二铜环片20上方仍可与前述方式相同，依序叠设翻面摆设的第一铜环片10’、正向摆设的第一铜环片10及第二铜环片20，直至绕匝数符合要求为止。而各层第一、第二铜环片10、10’20经以中央连接部12、12’及侧连接部13、13’、212、222构成电连接后，最下层第一铜环片10’的侧连接部13’及顶层第一铜环片10的侧连接部13可保留作为外部电连接的接脚，于本实施例中，该侧连接部13’、13的卡槽内可插设一导电片40，该导电片40的一端形成与卡槽槽形匹配的插接部，以插接于该卡槽内，导电片40另端则可插接至一电路板上，供外部连接用。
以上是本发明铜片绕组的一较佳实施例，如图11所示，揭露有本发明第二较佳实施例，其构造与前一实施例大致相同，主要是由数个第一铜环片10、10’、数个第二铜环片50及数个绝缘膜30所组成，其中，第二铜环片50仍是由相同构造的第一环臂51与第二环臂52所组成，该第一、第二环臂51、52的构造与前一实施例的第一、第二环臂21、22大致相同，均具有一半环部510、520，该半环部510、520具有相对的两短边，其中一短边较长于另一短边，且该半环部510、520较长短边的自由端向半环部510、520以外延伸而形成一侧连接部512、522，而与前一实施例不同处在于：该半环部510、520较短短边的自由端向半环部510、520以外延伸而形成一接合部511、521，该接合部511、521除供第一、第二环臂51、52相互接合外，亦方便在铜片绕组上形成抽头。
由上述的实施例可以了解，本发明可采用少数种类的铜环片以轻易完成铜片绕组的制作，而本发明进一步提供一种利用前述铜片绕组所构成的电磁感应元件，例如电感、变压器或扼流圈等。
请参阅图12所示，一种采用前述铜片绕组的扼流圈，其包括一电路板60、一设于前述电路板60上的线架70、一设于前述线架70上的铜片绕组及一通过线架70的磁芯80；其中，线架70概呈矩形状，其上形成有一环状的绕线部71，供容置前述铜片绕组，如前面所述，该铜片绕组由具相同构造的第一、第二铜环片所组成，其经以对应的中央连接部及侧连接部相互连接后构成绕组，而绕组两端则通过导电片40与电路板60上的线路(图中未示)构成电连接。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种铜片绕组，其特征在于，包括有：
数个第一铜环片，具有相同的第一构造，该第一构造主要于一环部上形成一开口，并于该开口处形成两末端，其中一末端向环部以外延伸形成一中央连接部，另一末端亦向环部以外延伸而形成一侧连接部；
数个第二铜环片，包括一第一环臂及一第二环臂，该第一、第二环臂具有相同的第二构造，该第二构造主要是于一半环部的一端形成一接合部，另端则向半环部以外延伸而形成一侧连接部；令第一、第二环臂以对向设置，并以对应的接合部相互连接，从而令二者的侧连接部呈交叉状，两侧连接部对应位于第一铜环片的中央连接部的两侧，该两侧连接部与相邻层上第一铜环片的侧连接部电连接；
数个绝缘膜，分别位于各交叠的第一、第二铜环片之间。
2.如权利要求1所述的铜片绕组，其特征在于：所述第一铜环片的环部概呈矩形状，其开口是形成于环部其中一短边且偏离中线，而令其中一末端位于该短边的中央位置，另一末端偏向该短边的一侧，而两末端分别向外延伸以分别构成该中央连接部及一侧连接部。
3.如权利要求2所述的铜片绕组，其特征在于：所述第一、第二环臂的半环部概呈一匚形状，为第一铜环片的环部的一半，又半环部具有相对的两短边，其中一短边长于另一短边，该较短短边的自由端上形成一接合部，该较长短边的自由端则向半环部以外延伸而形成一侧连接部。
4.如权利要求1至3中任一项所述的铜片绕组，其特征在于：所述第一铜环片的中央连接部及侧连接部分别形成一个以上的定位孔及定位凸粒；其中：该侧连接部上的定位凸粒是由表面向下突出，中央连接部上的定位凸粒及间隙子是由底面向下突出；
该第二铜环片的侧连接部上分别形成有一个以上的定位孔及定位凸粒。
5.如权利要求4所述的铜片绕组，其特征在于：所述第一铜环片的中央连接部及侧连接部上进一步形成至少一与定位凸粒的间隙子；
该第二铜环片的侧连接部上亦形成一个以上的间隙子。
6.如权利要求5所述的铜片绕组，其特征在于：所述第二铜环片的侧连接部上的定位孔及定位凸粒位于对角位置，且该间隙子高度小于定位凸粒。
7.如权利要求6所述的铜片绕组，其特征在于：所述第一、第二环臂的侧连接部上进一形成有一卡槽，该卡槽邻近于侧连接部的端缘处；
该第一铜环片的中央连接部及侧连接部上分别形成有一卡槽，该卡槽并邻近于中央连接部及侧连接部的端缘处。
8.如权利要求7所述的铜片绕组，其特征在于：所述第一、第二环臂的半环部的较短短边由自由端向半环部以外延伸以形成接合部。
9.一种平面式电磁感应元件，其特征在于，包括有：
一线架，其上形成有一绕线部；
一如权利要求1至8中任一项所述的铜片绕组，是设于前述绕线部上；
一磁芯，是穿设于前述线架上的绕线部。
10.如权利要求9所述的平面式电磁感应元件，其特征在于：所述线架是设于一电路板上，又线架概呈矩形状，其上的绕线部是呈环状；
该铜片绕组通过一组导电片与电路板连接。
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