CN1624828A - 线圈卷绕方法以及通过所述方法形成的线圈单元 - Google Patents

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Abstract

一种用于形成线圈单元的线圈卷绕方法，包括步骤：围绕芯的第一层位置同时卷绕彼此大致平行的第一线材和第二线材，以形成第一圈；同时卷绕第一线材和第二线材，以形成第二圈，同时第二线材直接围绕芯而设，第二圈的第一线材与第一圈相邻，第二圈的第一线材设置在第一层中第一圈的第一线材和第二线材之间，从而形成第二层；以及同时卷绕第一线材和第二线材，以形成第三圈，同时第二线材直接围绕芯而设，第三圈的第一线材设置在第二层中并且绕卷在第一层中第一圈的第二线材和第二圈的第二线材之间。

Description

线圈卷绕方法以及通过所述方法形成的线圈单元
技术领域
本发明涉及线圈卷绕方法以及通过所述方法形成的线圈单元。
背景技术
日本未审查专利申请公开出版物No.6-318528公开了一种典型的用于形成具有双层结构的线绕线圈的线圈卷绕方法。在这种线圈单元中，线以双层的方式卷绕在磁芯部件周围。根据这种方法，第一线材(wire)首先卷绕在芯部件周围以形成第一层，然后第二线材卷绕在第一层上以形成第二层。
然而，由于只有在第一层的卷绕完成之后才卷绕第二层中的第二线材，因此与单层线材卷绕相比，这种方法需要两倍的时间来完成卷绕过程。
发明内容
为了克服上述问题，本发明的优选实施例提供一种线圈卷绕方法，所述方法能减少卷绕过程所需的时间，并且能实现线材的多层卷绕。本发明的优选实施例还提供一种由这种独特的方法形成的线圈单元。
根据本发明的第一优选实施例，线圈卷绕方法包括以下步骤：围绕芯的第一层位置同时卷绕第一线材和第二线材，以形成第一圈，第一线材和第二线材彼此平行或大致平行；围绕芯同时卷绕第一线材和第二线材，以形成第二圈，第二圈的第一线材与第一圈相邻，第二圈的第一线材设置在芯的第一层中的第一圈的第一线材和第二线材之间的部分上，从而第二圈的第一线材设置在芯的第二层中，第二圈的第二线材直接卷绕在芯上，从而第二圈的第二线材设置在芯的第一层中；以及围绕芯同时卷绕第一线材和第二线材，以形成第三圈，第三圈的第一线材设置在第二层中并且围绕第一层中第一圈的第二线材和第二圈的第二线材之间的部分卷绕，第三圈的第二线材直接卷绕在芯周围，从而第三圈的第二线材设置在芯的第一层中。
此外，根据本发明的第二优选实施例，线圈卷绕方法包括步骤：围绕芯的第一层位置同时卷绕第一线材、第二线材和第三线材，以便形成第一圈，第一线材、第二线材和第三线材彼此平行或大致平行；围绕芯同时卷绕第一线材、第二线材和第三线材，以形成第二圈，第二圈的第一线材和第二线材比第二圈的第三线材更靠近第一圈，第二圈的第一线材设置在芯的第一层中的第一圈的第一线材和第二线材之间的部分上，从而第二圈的第一线材设置在芯的第二层中，第二圈的第二线材设置在第一层中的第一圈的第二线材和第三线材之间的部分上，从而第二圈的第二线材也设置在第二层中，第二圈的第三线材直接卷绕在芯上，从而第二圈的第三线材设置在芯的第一层中；围绕芯同时卷绕第一线材、第二线材和第三线材，以形成第三圈，第三圈的第二线材卷绕在第一层中第一圈的第三线材和第二圈的第三线材之间的部分上，从而第三圈的第二线材设置在第二层中，第三圈的第一线材围绕第二层中第二圈的第一线材和第二圈的第二线材之间的部分卷绕，从而第三圈的第一线材设置在芯的第三层中，第三圈的第三线材直接卷绕在芯周围，从而第三圈的第三线材设置在芯的第一层中；以及围绕芯同时卷绕第一、第二和第三线材，从而第三层的第一线材卷绕在第二层中第二线材的相邻圈之间的部分上，第二层的第二线材卷绕在第一层中第三线材的相邻圈之间的部分上，并且第一层的第三线材直接卷绕在芯上。
此外，根据本发明第三优选实施例，线圈单元包括多个线材和芯，其中基于根据上述本发明的第一和第二优选实施例之一的方法将线材卷绕在芯上。
根据本发明的优选实施例，第一层可由线材之一形成，同时用剩余的线材在第一层上形成两个或更多的层。结果，可以获得多层线圈单元，其中在相应层中的线材彼此平行或大致平行地卷绕。这样，与传统的线圈卷绕方法相比，根据本发明优选实施例的线圈卷绕方法的卷绕过程所需的时间较短。
根据以下参考附图对本发明优选实施例的详细描述，本发明的其他特征、元件、步骤、特点和优点将变得更加清楚。
附图简述
图1是根据本发明第一优选实施例的线圈单元的简要透视图；
图2是示出根据本发明第一优选实施例的线圈卷绕方法的步骤之一的平面图；
图3是图2的前视图；
图4是图2中所述步骤之后的另一步骤的平面图；
图5是图4中所述步骤之后的另一步骤的平面图；
图6是图5中所述步骤之后的另一步骤的平面图；
图7是图6中所述步骤之后的另一步骤的平面图；
图8是图7中所述步骤之后的另一步骤的平面图；
图9是示出线材卷绕在线圈单元的芯板上的状态的简要剖视图；
图10是图1所示线圈单元的等效电路图；
图11是根据本发明第二优选实施例的线圈卷绕方法的步骤之一的平面图；
图12是图11中所述步骤之后的另一步骤的平面图；
图13是图12中所述步骤之后的另一步骤的平面图；
图14是图13中所述步骤之后的另一步骤的平面图；
图15是图14中所述步骤之后的另一步骤的平面图；
图16是图15中所述步骤之后的另一步骤的平面图；
图17是图16中所述步骤之后的另一步骤的平面图；以及
图18是示出线材卷绕在线圈单元的芯板上的状态的简要剖视图。
具体实施方式
下面将参考附图描述根据本发明的线圈卷绕方法以及使用该方法形成的线圈单元的优选实施例。
第一优选实施例(图1至10)
图1是根据本发明第一优选实施例的线圈单元1的简要透视图。优选线圈单元1包括磁芯部件2、第一线材5和第二线材6。芯部件2设有芯板3，第一线材5和第二线材6以双层的方式卷绕在所述芯板3上，同时第一线材5和第二线材6彼此保持平行或大致平行，腿部4a和4b分别设置在芯板3的两个相对侧。
腿部4a和4b的底表面分别设有电极8a和8b。每个线材5和6的一端与电极8a电连接，每个线材5和6的另一端与电极8b电连接。第一线材5主要围绕芯板3的第二层位置卷绕，第二线材6主要围绕芯板3的第一层位置卷绕。
线圈单元1的顶表面设有包含磁微粒的树脂件10，从而树脂件10覆盖线材5和6。
下面将详细描述线圈单元1的卷绕方法。
参考图2和3，没有树脂件10的芯部件2被已知的竖锭式卷绕机(spindle winder)的夹持机构(在图中未示出)保持，并且以可旋转的方式设置，以使芯部件2能沿箭头K的方向(即，顺时针方向)绕中心轴线C旋转。
接着，设置在芯部件2附近的竖锭式卷绕机的两个线材供给管嘴15和16分别提供线材5和6。然后，各个线材5和6的第一端5a和6a例如通过热压结合固定并电连接到腿部4a的电极8a上。与芯部件2的旋转同步，线材供给管嘴15和16通过平移电动机平行于或大致平行于芯部件2的中心轴线C移动。
参考图4，当芯部件2沿箭头K的方向围绕中心轴线C旋转大约180度时，线材5和6围绕芯板3的第一层位置卷绕，同时保持平行或大致平行并且大致互相接触。参考图5，当芯部件2进一步旋转大约180度时，线材5和6完全卷绕在芯板3上，同时彼此仍然保持平行或大致平行，以形成第一圈。
接着，当线材供给管嘴15和16沿箭头A1所示的大致平行于芯部件2中心轴线C的方向向前移动时，芯部件2进一步旋转，以便围绕芯板3卷绕线材5和6。这样在芯板3的第一层位置中开始第二圈的卷绕过程，同时第二圈与第一圈接触。
参考图6，在芯部件2旋转大约180度之后，线材供给管嘴15和16沿箭头A2所示的方向(与箭头A1的方向相反)向后移动，所述的方向大致平行于芯部件2的中心轴线C。具体而言，参考图7，线材供给管嘴15和16向后移动大约为第一线材5的绕线节距的0.5倍至大约0.75倍的距离。这样，与第一圈相邻的第二圈的第一线材5设置在第一圈的第一线材5和第二线材6之间的部分上，并且卷绕在芯板3上以形成第二层。另一方面，第二圈的第二线材6设置在芯板3的第一层中，同时与第一圈的第二线材6相邻并与其接触。
接着，参考图8，芯部件2旋转预定的次数，以将线材5和6卷绕在芯板3上，同时线材供给管嘴15和16沿箭头A1的方向向前移动。由此，卷绕的第二线材6形成芯板3的第一层，同时第二线材6的相邻圈彼此接触。另一方面，第一线材5围绕第一层中第二线材6的相邻圈之间的部分卷绕，以便设置在芯板3的第二层位置中，同时第一线材5的相邻圈彼此接触。在线材5和6的卷绕过程完成之后，各个线材5和6的第二端5b和6b例如通过热压结合而固定并且电连接到腿部4b中的电极8b上。
图9是线材5和6围绕芯板3卷绕的状态的简要剖视图。为每个线材5和6设置的下标数字表示圈数。例如，标号51表示第一线材的第一圈。从图9中可以看出，围绕芯板3卷绕的线材5和6的第一圈与线材5和6的最后一圈不对称。
根据上述第一优选实施例的线圈卷绕方法，第二线材6的第一层可以形成在芯板3上，同时在第一层之上形成第二层的第一线材5，这意味着两个线材5和6能同时围绕芯板3卷绕。由此，能够获得双层线圈单元1，其中在第一层和第二层中的线材5和6彼此平行或者大致平行地卷绕。这样，根据本发明第一优选实施例的卷绕过程所需的时间大约为传统线圈卷绕过程所需时间的一半。图10示出了线圈单元1的等效电路图。
第二优选实施例(图11至18)
下面将描述根据本发明的第二优选实施例。根据第二优选实施例，第一优选实施例中的芯部件2还设有第三线材7，从而第一线材5、第二线材6和第三线材7以三层的方式卷绕，同时彼此保持平行或大致平行。
参考图11，设置在芯部件2附近的竖锭式卷绕机的线材供给管嘴15和16以及线材供给管嘴17分别供给第一线材5、第二线材6和第三线材7。然后，各个线材5、6和7的第一端5a、6a和7a例如通过热压结合固定和电连接在腿部4a的电极8a上。与芯部件2的旋转同步，线材供给管嘴15、16和17通过平移电动机平行于或大致平行于芯部件2的中心轴线C移动。
参考图12，当芯部件2沿箭头K的方向围绕中心轴线C旋转大约180度时，线材5、6和7围绕芯板3的第一层位置卷绕，同时保持平行或大致平行并且大致相互接触。参考图13，当芯部件2进一步旋转大约180度时，线材5、6和7完全卷绕在芯板3上，同时彼此仍然保持平行或大致平行，以形成第一圈。
接着，当线材供给管嘴15、16和17沿箭头A1所示的大致平行于芯部件2中心轴线C的方向向前移动时，芯部件2进一步旋转，以便围绕芯板3卷绕线材5、6和7。这样在芯板3的第一层位置中开始第二圈的卷绕过程，同时第二圈与第一圈接触。
参考图14，在芯部件2旋转大约180度之后，线材供给管嘴15、16和17沿箭头A2所示的方向(与箭头A1的方向相反)向后移动，所述的方向大致平行于芯部件2的中心轴线C。具体而言，参考图15，线材供给管嘴15、16和17向后移动大约为第一线材5的绕线节距的5/6的距离。这样，与线材5、6和7的第一圈较靠近的第二圈的线材5和6分别设置在第一圈的第一线材5和第二线材6之间的部分上以及第一圈的第二线材6和第三线材7之间的部分上。这样，第二圈的线材5和6卷绕在芯板3上以形成第二层。另一方面，第二圈的第三线材7设置在芯板3的第一层中，同时与第一圈的第三线材7相邻并与其接触。
接着，参考图16，芯部件2进一步旋转大约180度，同时线材供给管嘴15、16和17沿箭头A1的方向向前移动。这样完成了线材5、6和7的第二圈的卷绕。
参照图17，芯部件2进一步旋转大约180度，同时线材供给管嘴15、16和17沿箭头A2的方向(与箭头A1的方向相反)向后移动，从而围绕芯板3卷绕线材5、6和7。这样开始第三圈的卷绕过程。第三圈的第一线材5围绕芯板3的第三层位置卷绕，同时被设置在第二层中第二圈的第一线材5和第二线材6之间的部分上。第三圈的第二线材6设置在第一层中第一圈的第三线材7和第二圈的第三线材7之间的部分上，从而第三圈的第二线材6围绕芯板3的第二层位置卷绕，同时与第二层中第二圈的第二线材6邻近并接触。第三圈的第三线材7围绕芯板3的第一层位置卷绕，同时与第二圈的第三线材7邻近并接触。
接着，芯部件2旋转预定的次数，以将线材5、6和7卷绕在芯板3上，同时线材供给管嘴15、16和17沿箭头A1的方向向前移动。由此，第三线材7形成芯板3的第一层。第二线材6卷绕在第一层中第三线材7的相邻圈之间的部分上，从而被设置在芯板3的第二层位置中，同时第二线材6的相邻圈彼此接触。第一线材5围绕第二层中第二线材6的相邻圈之间的部分卷绕，以便设置在芯板3的第三层位置中，同时第一线材5的相邻圈彼此接触。
在线材5、6和7的卷绕过程完成之后，各个线材5、6和7的第二端5b、6b和7b例如通过热压结合而固定并且电连接到腿部4b中的电极8b上。
图18是线材5、6和7围绕芯板3卷绕的状态的简要剖视图。从图18中可以看出，围绕芯板3卷绕的线材5、6和7的第一圈与线材5、6和7的最后一圈不对称。
根据上述第二优选实施例的线圈卷绕方法，第三线材7的第一层可以形成在芯板3上，同时在第一层之上形成第二层的第二线材6以及在第二层上形成第三层的第一线材5，这意味着三个线材5、6和7能同时围绕芯板3卷绕。由此，能够获得三层的线圈单元1，其中在第一层、第二层和第三层中的线材5、6和7彼此平行或者大致平行地卷绕。这样，根据本发明第二优选实施例的卷绕过程所需的时间大约为传统线圈卷绕过程所需时间的三分之一。
可选的优选实施例
本发明的技术范围不限于上述优选实施例，在本发明的实质和范围内允许有变更实施方式。例如，线圈单元1可以是具有四层或更多层的多层线圈单元，其中线材彼此平行或大致平行地布置。并且，线圈单元1例如可以是双股卷绕的线圈单元或者三股卷绕的线圈单元。
尽管已经针对优选实施例描述了本发明，然而对于本领域技术人员来说，所公开的本发明可以以多种方式实施变更，并且可以具有除以上已经特别展示和描述的实施例之外的许多实施例。由此，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的实质和范围内的本发明的所有变更实施方式。

Claims (18)

1.一种用于形成线绕线圈单元的线圈卷绕方法，包括步骤：
围绕芯的第一层位置同时卷绕第一线材和第二线材，以形成第一圈，第一线材和第二线材彼此大致平行；
围绕芯同时卷绕第一线材和第二线材，以形成第二圈，第二圈的第一线材与第一圈相邻，第二圈的第一线材设置在芯的第一层中的第一圈的第一线材和第二线材之间的部分上，从而第二圈的第一线材设置在芯的第二层中，第二圈的第二线材直接卷绕在芯上，从而第二圈的第二线材设置在芯的第一层中；以及
围绕芯同时卷绕第一线材和第二线材，以形成第三圈，第三圈的第一线材设置在第二层中并且围绕第一层中第一圈的第二线材和第二圈的第二线材之间的部分卷绕，第三圈的第二线材直接卷绕在芯周围，从而第三圈的第二线材设置在芯的第一层中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述线绕线圈单元包括多层线绕线圈单元，其中多层中的线材彼此大致平行。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括将第一和第二线材的端部连接到芯的第一和第二腿部的底表面的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括将具有磁微粒的树脂盖连接到芯上以覆盖第一和第二线材的步骤。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括在卷绕步骤中的至少一个卷绕步骤中，使芯围绕其中心轴线旋转大约180度的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括在卷绕步骤中的每个卷绕步骤中，使芯围绕其中心轴线旋转大约180度至少一次的步骤。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在卷绕步骤中由线材供给件提供第一和第二线材，所述方法还包括在卷绕步骤中的至少两个卷绕步骤之间，沿大致平行于芯的纵向轴线的方向移动线材供给件的步骤。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在卷绕步骤中由线材供给件提供第一和第二线材，所述方法还包括在卷绕步骤中的各个卷绕步骤之间，沿大致平行于芯的纵向轴线的方向移动线材供给件的步骤。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，在卷绕步骤中由线材供给件提供第一和第二线材，所述方法还包括在卷绕步骤中最先的两个卷绕步骤之间，沿大致平行于芯的纵向轴线的第一方向移动线材供给件的步骤，以及在卷绕步骤中其后的两个卷绕步骤之间，沿与第一方向相反的第二方向移动线材供给件的步骤。
10.一种用于形成线绕线圈单元的线圈卷绕方法，包括步骤：
围绕芯的第一层位置同时卷绕第一线材、第二线材和第三线材，以便形成第一圈，第一线材、第二线材和第三线材彼此大致平行；
围绕芯同时卷绕第一线材、第二线材和第三线材，以形成第二圈，第二圈的第一线材和第二线材比第二圈的第三线材更靠近第一圈，第二圈的第一线材设置在芯的第一层中第一圈的第一线材和第二线材之间的部分上，从而第二圈的第一线材设置在芯的第二层中，第二圈的第二线材设置在第一层中第一圈的第二线材和第三线材之间的部分上，从而第二圈的第二线材也设置在第二层中，第二圈的第三线材直接卷绕在芯上，从而第二圈的第三线材设置在芯的第一层中；
围绕芯同时卷绕第一线材、第二线材和第三线材，以形成第三圈，第三圈的第二线材卷绕在第一层中第一圈的第三线材和第二圈的第三线材之间的部分上，从而第三圈的第二线材设置在第二层中，第三圈的第一线材卷绕在第二层中第二圈的第一线材和第二圈的第二线材之间的部分上，从而第三圈的第一线材设置在芯的第三层中，第三圈的第三线材直接卷绕在芯周围，从而第三圈的第三线材设置在芯的第一层中；以及
围绕芯同时卷绕第一、第二和第三线材，从而第三层的第一线材卷绕在第二层中第二线材的相邻圈之间的部分上，第二层的第二线材卷绕在第一层中第三线材的相邻圈之间的部分上，并且第一层的第三线材直接卷绕在芯上。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述线绕线圈单元包括多层线绕线圈单元，其中多层中的线材彼此大致平行。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，还包括将第一、第二和第三线材的端部连接到芯的第一和第二腿部的底表面的步骤。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，还包括将具有磁微粒的树脂盖连接到芯上以覆盖第一、第二和第三线材的步骤。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，还包括在卷绕步骤中的至少一个卷绕步骤中，使芯围绕其中心轴线旋转大约180度的步骤。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，还包括在卷绕步骤中的每个卷绕步骤中，使芯围绕其中心轴线旋转大约180度至少一次的步骤。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，在卷绕步骤中由线材供给件提供第一、第二和第三线材，所述方法还包括在卷绕步骤中的至少两个卷绕步骤之间，沿大致平行于芯的纵向轴线的方向移动线材供给件的步骤。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，在卷绕步骤中由线材供给件提供第一、第二和第三线材，所述方法还包括在卷绕步骤中的各个卷绕步骤之间，沿大致平行于芯的纵向轴线的方向移动线材供给件的步骤。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，在卷绕步骤中由线材供给件提供第一、第二和第三线材，所述方法还包括在卷绕步骤中最先的两个卷绕步骤之间，沿大致平行于芯的纵向轴线的第一方向移动线材供给件的步骤，以及在卷绕步骤中其后的两个卷绕步骤之间，沿与第一方向相反的第二方向移动线材供给件的步骤。
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