CN104979074A - 感应部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种感应部件，其包括铁素体材料的壳体、线圈和用于线圈的载体元件。用于线圈的载体元件形成用于其的固定器。线圈被连接至载体元件并且线圈的卷绕端被焊接至载体元件的连接实现部。载体元件随线圈被插入壳体中并且在载体元件上存在的连接触头用于将感应部件连接至印刷电路板。

Description

感应部件
技术领域
本发明涉及一种感应部件、尤其高电流感应器。这些类型的部件在壳体中包括线圈，其卷绕端将被连接至印刷电路板的焊盘(solder pad)。在最简单的情况中，镀锡的卷绕端被实现为SMD焊面(solder face)。
背景技术
然而在松动的线圈端部的情况中，问题是其不总是精确地在一个平面中延伸，这对于SMD组件是必要的。
已经已知使由扁线(flat wire)围绕壳体的底部形成的线圈的卷绕端弯曲，使得卷圈的端部位于一个平面中并且可用作连接触头(connection contact)(文件US 6,922,130 B 2)。
还已知将接触元件附连在壳体的底部上并且将由扁线形成的线圈的卷绕端(其在所有情况中设有孔)以锁止(positive locking)的方式连接至所述接触元件(文件US 2013/0194061 A 1)。
此外，已知将矩形板(其在其彼此相对的端侧面上包括有角度的接触元件)布置在由两部分组成的壳体中并且将线圈端部经由所述板的导体路径连接至有角度的接触元件(文件JP 07-320961 A)。
发明内容
本发明的目的是形成一种尤其适合于自动组装的感应部件。
为了实现该目的，本发明提出一种带有在权利要求1中提及的特征的感应部件。本发明的另外的改进方案是从属权利要求的内容。
由本发明所提出的感应部件因此包括尤其由铁素体材料或由压制的基质粉末制成的壳体，在其中布置有至少一个线圈。线圈由也布置在壳体中的载体元件(carrier element)来承载。载体元件在一侧上包括连接触头以便将感应部件以机械的和操作的方式连接至印刷电路板而在另一侧上包括线圈的卷绕端被附连至的且它们被接合至的连接实现部(connection realization)。
连接触头的平面性因此不再取决于线圈的卷绕端的形状和性质并且线圈的卷绕端能够可靠地且以过程安全的方式被接合至连接实现部。例如，连接实现部形成为卷绕端被焊接至的焊板。
在本发明的另一改进方案中，可设置成载体元件由塑料材构成并且连接触头被注入或压入塑料材料中。这简化了生产。
在本发明的又一改进方案中，可设置成用于连接每个卷绕端的连接实现部与相应相关联的连接触头整体地来实现。因此，在卷绕端与形成或包括连接触头的金属部分之间不需要附加的连接。根据单独情况的要求，所述金属部分可被覆在其侧面上形成连接触头。连接实现部和连接触头然后可部分地被注入载体部分的塑料材料中。
在本发明的又一改进方案中，可设置成载体元件以不可移置的方式被紧固在壳体中。这优选地可由于在载体元件与壳体之间的锁止被实现，此外可能在可应用的地方提供粘合。
在本发明的另一改进方案中，可设置成载体元件在壳体中通过壳体来定心。例如，壳体包括柱状线圈芯而载体元件通过管状部分在线圈芯上来定心。
还可设置成载体元件包括用于芯的定心器件。所述定心器件使可能当组装感应部件时对于载体元件同时形成对于组装的组装辅助。以有利的方式，用于线圈的定心器件被实现为载体元件的管状部分。线圈通过管状部分的外周缘来定心而载体元件通过管状部分的内周缘在壳体上来定心。
在另一改进方案中可设置成壳体包括水平底面和平行于所述底面延伸的水平顶面，甚至在短端侧上的端侧面能够被实现为水平面。底面应被理解为当被附连至印刷电路板时与印刷电路板相对的壳体的侧面。
在另一改进方案中，由本发明提出的感应部件的线圈可由扁线来卷绕，扁线的扁侧垂直于线圈轴线延伸。
为了进一步改进组装和紧固的稳定性，载体元件可包括第三面，其构造为接触面使得可使用与将连接触头连接至印刷电路板相同的技术将其附连到印刷电路板。然而，所述第三连接面当其不传导性地被连接至线圈时不形成任何接触。代替第三面，还可提供多个这样的面以便确保可靠地紧固在印刷电路板上。作为对这个的备选方案，第三面或另外的面可还由塑料材料构成，例如在塑料材料销或塑料材料柱(plastics material stud)的端部处其然后被按压或热冲(hot-staked)至印刷电路板。
所述解决方案首先应用于带有仅仅一个线圈的感应部件。
已提及载体元件还用于定心和保持线圈。为了该目的，载体元件可包括中心环形部分或管状部分，其用于将载体元件相对于壳体定心和用于将载体元件相对于线圈定心或者反之亦然。
所述中心环形部分可以以板形的方式来实现，其基本上位于一个平面中。其外边缘及其内边缘都可用于相对于壳体的定心的目的。
为了定心线圈，可将平行于环形部分的平面延伸的单独的指部附连在环形部分的内边缘上。
中心环形部分然而也可以是柱状的。环形部分的柱形可用于紧固载体元件和用于定心线圈。
在本发明的另一改进方案中，载体元件可包括至少一个腿，其伸至感应部件的壳体的底面并且在那里设足部。足部的底面优选地似位于壳体的底面的平面中。
连接触头可在足部的底面中露出并且其那么还位于一个平面中使得其特别适合于SMD与印刷电路板接触。
在另一改进方案中可设置成，为了连接线圈的卷绕端，连接实现部以直角伸出一面、优选地伸出载体元件的足部的顶面。因此，有面可用于在卷绕端与连接实现部之间的结合，该面使能够对于组装和对于接头的制造自由接近，例如对于焊接接头。连接实现部例如还可包括以U形的方式弯曲的金属片，卷绕端被推到金属片的腿之间并且然后被连接至其。
附图说明
本发明的另外的特征、细节和参照由权利要求和摘要(它们二者的表述作为参照说明书的内容的结果来做出)、由本发明的优选的实施例的接下来的说明以及通过附图得出。不同实施例的单独的特征可在该情况中以任意方式来组合，而不超出本发明的框架。附图如下：
图1显示了根据本发明的第一实施例的感应部件的从斜上方的等距示图，
图2显示了图1的感应部件的分解图示，
图3显示了图1和2的感应部件的载体元件的从斜下方的示图，
图4显示了根据本发明的另一实施例的根据本发明的感应部件的组装的几个步骤，
图5显示了根据本发明的另一实施例的感应部件的组装的几个步骤，
图6显示了根据本发明的另一实施例的感应部件的一个壳体半部的侧视图，
图7显示了在图6的壳体半部的从上方的顶视图，
图8显示了用于根据本发明的感应部件的线圈的顶视图，
图9显示了图8中的线圈的侧视图，
图10显示了带有两个根据图6的壳体半部和根据图8的线圈的完成的感应部件的侧视图，
图11从偏移90°的方向显示了图10的感应部件的示图，
图12显示了图10的感应部件的从下方的示图，
图13显示了图10的感应部件的从上方的示图，
图14显示了图10的感应部件的载体元件的从下方的示图，
图15显示了图14的载体元件的从上方的示图，
图16显示了图14的载体元件的从侧面的示图，
图17显示了图14的载体元件的正视图，
图18显示了本发明的另一实施例的载体元件的从下方的示图，
图19显示了图18的载体元件的从上方的示图，
图20显示了图18的载体元件的从侧面的示图，
图21显示了图18的载体元件的正视图，
图22显示了由本发明提出的感应部件的透视图。
具体实施方式
图1显示了根据第一实施例的根据本发明的感应部件的从斜上方的透视图。感应部件包括底壳体半部1a和顶壳体半部1b，其彼此相同地来实现。线圈7布置在壳体内。线圈由扁材料卷绕并且包括卷绕端8、9，其相对于线圈的实际卷圈以直角弯曲。卷绕端8、9布置在连接实现部31(其在任何情况中是U形的)内并且与所述连接实现部31焊接。连接实现部布置在载体部分32上，载体部分32还保持线圈7，如下面再次解释的那样。
图2中的图示显示出图1的感应部件的分解图示。带有卷绕端8、9的线圈7放置到载体部分32上并且通过三个辐板(web)26(其布置在环形部件16的中心孔的周缘上并且跟随孔的曲率)保持在载体部分32的环形部分16处。因此，辐板26限定了与线圈7的内径匹配的柱状表面的部分并且因此将线圈7在载体部分32上定心。连接部分31的U形实现可在分解图示中看见，卷绕端8、9被压到U形连接部分31的相应的内部中。卷绕端8、9然后可被焊接至连接部分31。如果线圈7以该方式被连接至载体元件32，那么载体元件32被插入底壳体半部1a中。顶壳体半部1b然后也可被放置就位并且这两个壳体半部可被连接、例如粘合在一起。
连接触头33(其被连接至连接实现部31以便是导电的)被设置在载体元件的底面上，并且尤其一个连接面33和一个连接实现部31在任何情况中组成整体的弯曲金属片。在由塑料制造载体部分32期间，所述弯曲金属片被注入所述载体部分中。这确保连接触头33位于一个共同的平面中。因此，容易地能够通过连接触头33将感应部件连接至在印刷电路板35上的焊盘34。
在图2中的图示中，印刷电路板35包括第三焊盘36。所述焊盘36设置用于被连接、例如焊接至载体元件32的腿37的底面的目的，参见图3。以该方式，感应部件可在三个点处可靠地焊接至印刷电路板35。然而，焊盘36优选地是绝缘的并且从电气观点是不可操作的。因为腿37在生产载体元件32时来浇注且在其底面处包括例如浇注的金属面，当生产载体元件32时可确保连接触头33和腿37的底面精确地处在一个平面中并且根据本发明的感应部件因此能够可靠地被焊接至印刷电路板35。
图3中的图示显示了载体元件32的从下方的示图。
图4中的图示显示了当组装根据另一实施例的根据本发明的感应部件时的几个步骤。载体15在图4中在左手侧示出，所述载体通过图14至17再次更详细地来解释。所述载体15被插入底壳体半部1a中。在下一步骤中，线圈7被放置到载体元件15上并且线圈端部8、9焊接至在载体元件15上的连接实现部。在最后的步骤中，顶壳体半部1b被放置到底壳体半部1a上并且这两个壳体半部被连接、例如粘合在一起。不同于在图4中所示的步骤，可首先将线圈7连接至载体元件15并且然后将由载体元件15和线圈17所制造的单元插入底壳体半部1a中。
图5中的图示显示了当组装根据另一实施例的根据本发明的感应部件时的各个步骤。在该情况中，载体元件32不同于载体元件15来开发并且将通过图18至21下面再次更详细地来解释。然而至于其它，组装如在图4中所示来实现并且再次可首先将线圈7连接至载体元件32并且仅然后插入底壳体半部1a中。
图6显示了由本发明提出的感应部件的壳体的一个半部。所述半部示出为底半部。顶半部是相同的、但是以精确地相反的方式来布置并且放置到示出的底半部上。该壳体半部包括两个翼1，其在左手侧和在右手侧被示出并且在任何情况中包括水平外边界面2。中间的芯3(其包括圆柱形)在壳体半部的中间示出。在这两个翼1之间可见底部分4。所述底部分4在任何情况中形成水平支撑表面5，其位于芯3与翼1之间并且其在图2中更清晰地可见。支撑表面5设置用于在图6中未示出的线圈。
在该情况中，这两个壳体半部不需要必须以相同的方式来实现。例如，一个壳体半部可以以板的形状来实现而另一个壳体半部可以以近似E形的方式来实现。
如在图2中可见，这两个翼1的彼此面对的边界面6以相对于芯3同心的方式来实现并且在任何情况中位于圆柱形外表面上。因此，环形通道(其向下由底部分4的支撑表面5来限定)形成在底部分4上，而其在内侧和外侧由这两个翼1的相应的壁部分6或者芯3的外表面来限定。
当从上方观察、参见图7在顶部或底部，该壳体半部设有缺口使得支撑表面5因此不在芯3的整个范围上延伸、但是在任何情况中在两侧覆盖近似90°。
已提及的环形通道用于容纳在图8和9中所示的线圈7。线圈7是多层线圈，其个别的卷圈围绕中央的圆形开口来卷绕。线圈7包括两个卷绕端8、9，其在图8中的图示中仍位于个别的卷圈的相应的平面中。卷圈的绝缘部10在两个卷绕端8、9处被移除。顶卷绕端9伸出得比底卷绕端8略微更远。这两个卷绕端向下以直角围绕线A相对于图8的绘图平面弯曲使得在图9中的图示中它们可在正示图中可见。由于顶卷绕端9比底卷绕端8略微更长，这两个卷绕端在图9中的弯曲状态中在相同的平面中终止。
通过尚待说明的载体元件将线圈7插入在底壳体半部的面6与芯3之间的环形通道中，并且如已提及的那样将第二壳体半部在相反的位置中放置到底半部上。因此制造出如在图10至13中所示的壳体的形状。
从图6已可见壳体的底面11位于一个平面中。从图10中的侧视图(其从相同的方向示出)可见壳体的顶面12也位于平行于壳体的底面11延伸的一个平面中。图11从图10中左边的方向示出壳体。从该图可见壳体的后侧13和前侧14(除了在图7中可见的缺口之外)各还相同地位于一个平面中，所述平面彼此平行地延伸。除了缺口之外，壳体因此包括近似长方体的形状。线圈卷圈相对于壳体的前侧14和后侧13稍微伸出。
图12从下方示出感应部件而图13从上方示出感应部件。下面将再次阐述在图12和图13中可见的其它细节。感应部件的透视图在图22中示出。
根据第一实施例，已提及的载体元件在图14至17中示出。载体元件15包括环形部分16，其围绕中央的圆孔17。所述孔17的直径对应于壳体的芯3的外径。环形部分16的外轮廓还在周缘的大部分上对应于一圆，其直径对应于在壳体的翼1的内侧面6之间的间距。载体元件15包括在环形部分16的两个平侧上的装置，其彼此相对定位，以便将载体元件连接至印刷电路板。
为此，现在参照图16，其从侧面示出载体元件15。在所述实施例的情况中，环形部分16包括板的形状。在环形部分16的与壳体的前侧14相关联的一侧上，载体元件包括腿18，其相对于环形元件16的平面以直角向下成角度。在其端部处，腿18包括足部19，其底面20位于与环形元件16的平面平行的平面中。
在环形部分16的与壳体的后侧13相关联的相反定位的侧面上，载体元件15还包括腿21，其底面22位于与足部19的底面20相同的平面中。两个金属的有角度的元件30(其水平的底肢(limb)相对于足部19的底面20稍微伸出并且在那里在任何情况中形成连接触头23)被注入由塑料材料整体喷注的载体元件15的足部19中。所述连接触头23在图14中示出且还在从下方示出壳体的图12中可见。
成角度的元件30的指向上的第二肢向上以直角相对于足部19的顶面伸出并且在那里形成在任何情况中用于线圈7的一个卷绕端8、9的连接实现部24。
金属水平元件25(然而其不形成用于卷绕端的任何连接实现部)还被注入或压入后腿21的底面中。当感应部件要被焊接至印刷电路板的焊盘时，后腿21不仅形成对准辅助而且形成紧固可能性，因为金属元件25还可在该点处被与非操作性的焊盘焊接。
跟随孔17的边缘的曲率的三个指部26整体地成形在环形元件16的顶面上，见图15，直接在孔17的边缘上。载体元件15用于在线圈7被插入壳体中之前安装和固定线圈7。三个指部26将线圈7保持成使得线圈7的成角度的卷绕端8、9直接紧靠连接实现部24并且能够在那里被焊接至所述连接实现部。由此由载体元件15和线圈7形成的单元那么可被插入壳体中并且粘合至所述壳体。线圈甚至无粘合地以与载体元件15锁止的方式布置在壳体中。在载体元件15的足部19、21的底面上的连接触头23那么用于连接至印刷电路板的焊盘。在图14至17中所示的载体元件15的实施例的情况中，这三个指部26用于定心目的而环形元件16用于支撑线圈7。
以下的附图18至21显示了载体元件27的第二实施例。所述载体元件27再次包括中心环形元件28，其现在被实现为短的管状套筒。环形元件28的内径对应于芯3的外径。腿18(其并入与在前述实施例的情况中的足部19相同的方式来实现的足部19中)再次整体地成形在环形元件28的底面上，参见图20。连接实现部24向上以直角从足部19的顶面伸出并且连接触头23在足部19的底面上露出。
第二腿21(其在所述实施例的情况中实现为角撑架并且在其底面上包括金属面25)整体地成形在载体元件27的后侧上，在图20中在左边。所述金属面25具有与在前述实施例的情况中相同的功能，其因此用于固定在印刷电路板上。
环形元件18用于定心线圈7，其内径稍微大于壳体的芯3的外径，使得其能够被压到环形部分28上。辐板29(其整体地成形在环形部分28的底面上并且径向向外伸出)用于在轴向上固定线圈7的位置。线圈7位于该辐板29上。
对于组装根据本发明的感应部件，首先生产线圈7和载体元件15或27。线圈的卷绕端8、9被剥去其绝缘部并且以在图9中所示的方式成角度。然后将线圈7放置到载体元件15或27上并且将卷绕端8、9焊接至连接实现部24。在这之后，将在任何情况中由线圈和载体元件15或27形成的单元插入底壳体半部中，在其中所述单元以锁止的方式被固定。然后可将二顶壳体半部放置到底壳体半部上并且连接至所述底壳体半部。由此形成适合于使用SMT技术连接至印刷电路板的感应部件。连接触头23和金属元件25位于限定的平面(其当生产载体元件时被限定)中。
成果、也就是完成的感应部分再次以透视图在图17中示出。
在所示的示例中，线圈7的卷绕端8、9被焊接至连接实现部24的正面。还可设想它们被焊接至连接实现部的背面。也可能以U形的方式实现连接实现部使得卷绕端8、9靠在U的两个肢之间，参见图1至3。

Claims (14)

1. 一种感应部件、尤其高电流感应器，其具有：
- 壳体，其形成所述感应部件的芯，
- 至少一个线圈(7)，其布置在所述壳体中，
- 用于所述线圈(7)的载体元件(15, 27, 32)，其布置在所述壳体中并且包括：
- 连接触头(23)，其从所述壳体的外表面能够接近用于将所述线圈(7)连接至印刷电路板，以及
- 用于连接所述线圈(7)的卷绕端(8, 9)的连接实现部(24)，
- 所述卷绕端被接合、尤其焊接至所述连接实现部(24)。
2. 根据权利要求1所述的感应部件，其特征在于，所述连接触头(23)至少部分地位于所述载体元件(15, 27, 32)的底侧上。
3. 根据权利要求2所述的感应部件，其特征在于，所述连接触头相对于所述载体元件(15, 27, 32)的底侧以较小程度伸出。
4. 根据权利要求2或3所述的感应部件，其特征在于，所述连接触头(23)至少部分地能够从所述载体元件(15, 27, 32)的一侧接近。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的感应部件，其中，所述载体元件(15, 27)由塑料材料制成并且所述连接触头(23)被注入或压入所述塑料材料中。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的感应部件，其中，用于连接每个卷绕端(8, 9)的所述连接实现部(24)与相应的连接触头(23)整体地来实现。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的感应部件，其中，所述载体元件(15, 27)以不可移置的方式被紧固在所述壳体中，优选地作为锁止的结果。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的感应部件，其中，所述载体元件(15, 27)在所述壳体中通过所述壳体来定心并且/或者包括用于所述线圈(7)的定心器件。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的感应部件，其中，所述线圈(7)由扁线来卷绕，所述扁线的扁侧垂直于线圈轴线延伸。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的感应部件，其中，所述载体元件(15, 27)包括用于连接至所述印刷电路板的第三接触面(25)。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的感应部件，其中，所述载体元件(15, 27)包括用于其相对于所述壳体和/或相对于所述线圈(7)定心的中心环形部分(16, 28)。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的感应部件，其中，所述载体元件(15, 27)包括至少一个腿(18, 21)，其伸至所述感应部件的壳体的底面并且在那里设有足部(19)。
13. 根据权利要求12所述的感应部件，其中，至少一个所述足部(19)包括水平底面(20)，其近似地位于所述壳体的底面(11)的平面中并且在其中所述连接触头(23)露出。
14. 根据前述权利要求中任一项所述的感应部件，其中，用于连接所述卷绕端(8, 9)的所述连接实现部(24)以直角伸出表面。
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