CN216794728U - 线圈及发电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种线圈及发电机。在本实用新型提供的线圈及发电机中，发电机的线圈是包括壳体和设置在壳体中的内通道，通过填充内通道形成导电材料层，由此提供了有别于传统漆包线的发电机，可以实现微型化。

Description

线圈及发电机

技术领域

本实用新型涉及微电子机械(MEMS)领域，特别涉及一种线圈及发电机。

背景技术

现有的发电机是采用漆包线来进行绕线，以此来进行线圈切割磁感线，达到发电的目的。

但是，漆包线很难做到小型化，例如毫米级别、微米级别，甚至更小。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种线圈及发电机，以实现微型线圈、微型发电机。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的第一方面，提供一种线圈，所述线圈包括壳体和设置在所述壳体中的具有多圈的内通道，所述内通道中填充有导电材料层，所述导电材料层两端在所述壳体侧边分别引出两个连接极。

可选的，对于所述的线圈，所述导电材料层两端的各两个连接极位于同一表面，属于同一端的连接极位于相对侧。

根据本实用新型的第二方面，提供一种发电机，包括如第一方面所述线圈。

可选的，对于所述的发电机，包括外壳，设置在所述外壳内的磁铁及与所述磁铁一一对应的线圈，相邻磁铁的磁极相反设置，相邻所述线圈反向连接。

可选的，对于所述的发电机，还包括金属片，设置在所述壳体内。

可选的，对于所述的发电机，所述金属片外缘具有多个齿，每个所述齿设置在一个所述线圈的通孔中。

可选的，对于所述的发电机，相邻的所述线圈相同端且相近的连接极通过打线连接，留有一对相邻线圈之间不相互连接但引出至一电路板。

根据本实用新型的第三方面，提供一种线圈，包括多个线圈单元，每个线圈单元包括壳体和设置在所述壳体中的具有多圈的内通道，所述内通道中填充有导电材料层，一个所述线圈单元的导电材料层的两端分别与相邻的两个所述线圈单元的导电材料层的外端和内端相连接，相邻的外端或者内端引出连接极。

可选的，对于所述的线圈，第一个线圈单元的导电材料层自内而外沿顺时针方向旋绕并在外端连接相邻的第二个线圈单元的导电材料层的外端，所述第二个线圈单元的导电材料层自外而内逆时针旋转并在内端连接相邻的第三个线圈单元的导电材料层的内端。

根据本实用新型的第四方面，提供一种发电机，包括如第三方面所述线圈。

可选的，对于所述的发电机，包括外壳，设置在所述外壳内磁铁和所述线圈，所述磁铁一一对应于所述线圈单元，相邻磁铁的磁极相反设置。

可选的，对于所述的发电机，还包括金属片，设置在所述壳体内。

可选的，对于所述的发电机，所述金属片外缘具有多个齿，每个所述齿设置在一个所述线圈的通孔中。

可选的，对于所述的发电机，留有一对相邻线圈单元之间不相互连接但引出至一电路板。

在本实用新型提供的线圈及发电机中，发电机的线圈是包括壳体和设置在壳体中的内通道，通过填充内通道形成导电材料层，由此提供了有别于传统漆包线的发电机，可以实现微型化。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中的线圈的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例一中的线圈的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例二中的发电机的结构示意图一；

图4为本实用新型实施例二中的发电机的结构示意图二；

图5A为本实用新型实施例二中的发电机的线圈的结构示意图一；

图5B为本实用新型实施例二中的发电机的线圈的结构示意图二；

图6为本实用新型实施例二中的发电机去除线圈后的结构示意图；

图7为本实用新型实施例二中的金属片与线圈的关系示意图；

图8为本实用新型实施例三中的线圈的结构示意图；

图9为本实用新型实施例四中的发电机的结构示意图一；

图10为本实用新型实施例四中的发电机的结构示意图二；

图11为本实用新型实施例四中的金属片的结构示意图；

图12为本实用新型实施例四中的金属片与线圈的关系示意图一；

图13为本实用新型实施例四中的金属片与线圈的关系示意图二；

图14为本实用新型实施例四中的金属片与线圈的关系示意图三。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的线圈及发电机作进一步详细说明。根据下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例一

图1为本实用新型一实施例中的线圈的一种结构示意图。本实用新型实施例中的线圈2包括壳体21和设置在所述壳体21中的具有多圈的内通道，所述内通道中填充有导电材料层22，所述导电材料层22两端在所述壳体21侧边分别引出两个连接极。如图1所示，一端引出两个连接极231，另一端引出两个连接极232。

所述连接极23优选为设置在壳体边缘，以便于引出或者与其他连接极相连接。

具体的，所述导电材料层22两端的各两个连接极位于同一表面，属于同一端的连接极位于相对侧。进一步的，每个连接极更靠近导电材料层各自端部，即如图2所示，连接极232引出自导电材料层22的内端，连接极231引出自导电材料层22的外端，连接极232相比连接极231更靠近内端，而连接极231更靠近外端。

本实用新型连接极的设置，能够更方便的运用在其他结构中。

在本实用新型实施例中，所述壳体21例如可以是硅材质。此外，根据实际需要，还可以选择其他合适的材料。

所述壳体21例如可以呈长筒形状，中间具有开口。

具体的，例如可以是具有四个侧壁围绕而成的结构。

进一步的，根据实际需要，所述壳体21的形状可以为其他形式，例如三棱柱状、多边形状等。

此外，所述壳体21的形状可以在以上基础上进行变形，例如从一端到另一端逐渐变细等。

所述壳体21还可以是其他形式，即凡是能够具有内通道以形成导电材料层的结构，都可以认为是本实用新型所述的壳体。

请参考图2，示意了本实用新型一实施例中内通道中设置有导电材料层22的示意图。

在本实用新型实施例中，导电材料层的线宽可以是在20微米以下，因此能够大大缩小尺寸。

由此，本实用新型实现了线圈的小型化，可达微米级，规避了现有技术中漆包线的线圈形式，并且通过多个连接极的设置，能够灵活选择所需要的导电线路。

实施例二

本实用新型实施例二提供一种发电机，包括如实施例1所述的线圈。

具体的，如图3-图4所示，所述发电机，包括外壳1，设置在所述外壳1内的一一对应的磁铁3和所述线圈2，相邻磁铁3的磁极相反设置，相邻所述线圈2反向连接。由此，当外接电路板时，两两之间会形成一个闭合磁路，通过旋转所述外壳1，就可以实现发电的目的。

在本实用新型实施例中，所述外壳1为圆筒状，所述磁铁3均匀排布在所述外壳1的内壁上。相应的，所述线圈2也可以是均匀分布。

所述线圈2可以是靠近所述磁铁3的一端设置。

如图5A所示，多个线圈2围绕呈一圈排布。其中，图中没有画出相邻线圈的连接极的连接情况，本领域技术人员可以根据需要，在本实用新型思想下，自行连接。

在本实施例中，相邻所述线圈2反向连接。具体的，以下列举两种绕线方式，以阐述不同的连接方法，请参考图5B所示，以线圈X、线圈Y和线圈Z为例，且线圈X、线圈Y和线圈Z结构相同，绕线方向一致，线圈X、线圈Y和线圈Z都包括导电材料层及两端的连接极A1、A2，B1、B2。线圈X的连接极B2通过打线9连接线圈Y的连接极B1，线圈Y的连接极A2通过打线9连接线圈Z的连接极A1，依次类推，实现本实用新型的线圈的连接。

即线圈可以是相邻线圈结构一致，采用相邻线圈外端通过打线相连接，临近的另一个相邻线圈内端通过打线相连接的形式。

另外，可以是相邻线圈本身绕向就是相反的，这样选择所需要的导电材料层依次首尾连接即可。

在本实用新型实施例中，对所述线圈2的数量并不做限制。

请参考图6所示，还包括金属片4，设置在所述壳体1内。所述金属片例如可以选择硅钢，以便于提高磁导率。

如图6和图7所示，所述金属片4外缘具有多个齿41，每个所述齿41设置在一个所述线圈的通孔24中。

在本实用新型实施例中，任意一对相邻的所述线圈2引出至一电路板，从而可以实现对电能的收集利用。具体的，例如对图5A和图5B所示结构，B2和B1不进行连接，而是分别通过导线引出至电路板。

所述电路板可以设置在所述壳体1中所述线圈下方，或者设置在其他可行位置。

基于此，本实用新型能够实现小型化的发电机。

在一个例子中，以12个线圈，大约1400r/min的情况下，峰值电压能够达到2.1V，短路电流能够达到8.8mA。可以应用在系统级芯片中，实现自主供电，无需外接电源。

实施例三

本实用新型实施例提供一种线圈20，请参考图8，并结合图12-14所示，包括多个线圈单元，每个线圈单元包括壳体和设置在所述壳体中的具有多圈的内通道，所述内通道中填充有导电材料层202，一个所述线圈单元的导电材料层的两端分别与相邻的两个所述线圈单元的导电材料层的外端和内端相连接。

由于本实用新型实施例中的所述导电材料层202是设置在所述壳体内，为了便于图示，省略了壳体，只示意出导电材料层202。

所述线圈单元的数量在3个以上，例如10-100个，或者其他数量等。

在本实施例中，第一个线圈单元的导电材料层202自内而外沿顺时针方向旋绕并在外端连接相邻的第二个线圈单元的导电材料层的外端，所述第二个线圈单元的导电材料层自外而内逆时针旋转并在内端连接相邻的第三个线圈单元的导电材料层的内端。

由于多个线圈单元围绕呈环状，因此，以环外沿处为外端，靠近中心处为内端。

所述线圈可以是呈发散状排布，即每个线圈单元靠近内端处较细，靠近外端处较粗。

在本实用新型实施例中，所述壳体例如可以是硅材质。此外，根据实际需要，还可以选择其他合适的材料。

所述壳体例如可以中间具有通孔的呈饼状，且沿径向也设置有多个通孔。

进一步的，根据实际需要，所述壳体的形状可以为其他形式，例如多边形状等。

由此，本实用新型实现了线圈的小型化，可达微米级甚至更小，规避了现有技术中漆包线的线圈形式，并且线圈由多个线圈单元直接组成，无需设置多个线圈，提高了可靠性，降低了工艺需求。

本实施例可以涵盖变形，例如相邻线圈单元的绕向相反。

实施例四

本实用新型实施例提供一种发电机，请参考图9所示，包括如实施例三所述线圈。

具体的，本实用新型实施例的发电机，还包括外壳10，设置在所述外壳10内的磁铁30和所述线圈20，所述磁铁30一一对应于所述线圈单元，的相邻磁铁30的磁极相反设置。由此，外接电路板之后，两两之间会形成一个闭合磁路，通过旋转所述外壳1，就可以实现发电的目的。

在本实用新型实施例中，所述外壳10为圆筒状，所述磁铁30均匀排布在所述外壳10的内壁上。相应的，所述线圈20也可以是均匀分布。

所述线圈20可以是靠近所述磁铁30的一端设置。

具体的，还包括金属片40，设置在所述壳体10内。所述金属片40例如可以选择硅钢，以便于提高磁导率。

请参考图11-图14所示，所述金属片40外缘具有多个齿401，每个所述齿401设置在一个所述线圈单元的通孔中。

在本实用新型实施例中，留有一对相邻线圈单元之间不相互连接但外端和/或内端引出至一电路板，从而可以实现对电能的收集利用。

本实用新型中的线圈的制备方法可以主要采用微铸造技术形成，此外，也可以采用其他工艺实现，本实用新型对此并不做特别限制。

可以理解的是，本领域技术人员在以上实施例的基础上，还可以进行其他可行的变动。

综上所示，本实施例提供的线圈及发电机中，发电机的线圈是包括壳体和设置在壳体中的内通道，通过填充内通道形成导电材料层，由此提供了有别于传统漆包线的发电机，可以实现微型化。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (14)

1.一种线圈，其特征在于，所述线圈包括壳体(21)和设置在所述壳体中的具有多圈的内通道，所述内通道中填充有导电材料层(22)，所述导电材料层两端在所述壳体侧边分别引出两个连接极(23)。

2.如权利要求1所述的线圈，其特征在于，所述导电材料层两端的各两个连接极位于同一表面，属于同一端的连接极位于相对侧。

3.一种发电机，其特征在于，包括如权利要求1或2所述线圈。

4.如权利要求3所述的发电机，其特征在于，包括外壳，设置在所述外壳内的磁铁(3)及与所述磁铁(3)一一对应的线圈(2)，相邻磁铁的磁极相反设置，相邻所述线圈反向连接。

5.如权利要求4所述的发电机，其特征在于，还包括金属片(4)，设置在所述壳体内。

6.如权利要求5所述的发电机，其特征在于，所述金属片外缘具有多个齿(41)，每个所述齿设置在一个所述线圈的通孔(24)中。

7.如权利要求4所述的发电机，其特征在于，相邻的所述线圈相同端且相近的连接极通过打线连接，留有一对相邻线圈之间不相互连接但引出至一电路板。

8.一种线圈(20)，其特征在于，包括多个线圈单元，每个线圈单元包括壳体和设置在所述壳体中的具有多圈的内通道，所述内通道中填充有导电材料层(202)，一个所述线圈单元的导电材料层的两端分别与相邻的两个所述线圈单元的导电材料层的外端和内端相连接。

9.如权利要求8所述的线圈，其特征在于，第一个线圈单元的导电材料层自内而外沿顺时针方向旋绕并在外端连接相邻的第二个线圈单元的导电材料层的外端，所述第二个线圈单元的导电材料层自外而内逆时针旋转并在内端连接相邻的第三个线圈单元的导电材料层的内端。

10.一种发电机，其特征在于，包括如权利要求8或9所述线圈。

11.如权利要求10所述的发电机，其特征在于，包括外壳，设置在所述外壳内磁铁(30)和所述线圈(20)，所述磁铁一一对应于所述线圈单元，相邻磁铁的磁极相反设置。

12.如权利要求11所述的发电机，其特征在于，还包括金属片(40)，设置在所述壳体内。

13.如权利要求12所述的发电机，其特征在于，所述金属片外缘具有多个齿(401)，每个所述齿设置在一个所述线圈的通孔(24)中。

14.如权利要求11所述的发电机，其特征在于，留有一对相邻线圈单元之间不相互连接但引出至一电路板。

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