TW201434062A - 磁性元件及其繞線基座 - Google Patents

Abstract

一種繞線基座，包含：第一側壁；第二側壁，與第一側壁相對設置，且第二側壁具有複數個主延伸部，由第二側壁之端緣向外凸出，每一主延伸部分別具有內側面及主凹槽，兩主延伸部之內側面之間相距預定距離且彼此面對面設置，各主凹槽形成於各內側面上且彼此交錯；繞線區，設置於第一及第二側壁之間；通道，貫穿第一、第二側壁及繞線區；複數個第一導接腳，分別對應設置於複數個主延伸部；以及複數個第二導接腳，分別對應設置於主延伸部；其中，第一與第二導接腳分別垂直地設置於對應之各主延伸部之底面，各主延伸部之底面分別與其內側面相互垂直。

Description

磁性元件及其繞線基座

本案係關於一種磁性元件，尤指一種用於自動化繞線製程之磁性元件及其繞線基座。

變壓器為各式電器設備中經常使用之磁性元件，其係利用電能、磁能轉換感應的原理來調整不同之電壓，使其達到電器設備能夠適用的範圍。

由於現今許多製程為了節省人力成本、縮短工時的情況下，又必須考量到產品的品質及良率，故逐漸讓製程的生產方式趨向於全自動化，以透過機器來取代人力，藉此節省人力並可提昇生產效能。請參閱第1A圖，其係為初級繞線繞設於習用之繞線基座之示意圖。如圖所示，習用繞線基座1係包含第一側壁10及第二側壁11、繞線區12以及複數個導接腳13，第一側壁10與第二側壁11彼此相對設置，而繞線區12則是形成於第一側壁10及第二側壁11之間，以供初級繞線14繞設。複數個導接腳13係由第二側壁11向外垂直延伸設置，使得初級繞線14之出線端可纏繞於複數個導接腳13上。

第1A圖所示，初級繞線14係具有第一出線端141及第二出線端142，且第一出線端141及第二出線端142分別對應纏繞於複數個導接腳13之第一導接腳131及第二導接腳132。換言之，自動繞線機在進行繞線作業時，會自動將初級繞線14的第一出線端141繞設於第一導接腳131，而第二出線端142則繞設於第二導接腳132，以完成初級繞線14之繞線作業。然而，由於自動繞線機僅能以直線方向進行繞線作業，以第1A圖為例，當初級繞線14之第二出線端142已纏繞至第二導接腳132後，自動繞線機再將第一出線端141以直線方式直接繞至第一導接腳131進行纏繞，如此會使得第一出線端141直接與第二出線端142重疊交叉，故容易造成短路。為解決上述問題，現有技術係會選擇套設套管，或是貼附膠布來達到初級繞線14之第一出線端141及第二出線端142彼此絕緣的目的，如此將衍生出人力成本、工時增加以及材料成本上升等問題，同時亦無法達到繞線全自動化作業之目的。

請參閱第1B圖，其係為習用繞線基座於繞線完成之部分結構示意圖。如圖所示，習用繞線基座1之第二側壁11更包含複數個延伸部111及複數個理線槽112，複數個延伸部111係由第二側壁11之邊緣向外平行延伸而出，使得複數個導接腳13可對應設置於該複數個延伸部111，至於複數個理線槽112係形成於兩相鄰延伸部111之間，以供初級繞線14之出線端繞設。

習用技術中，繞線基座1之外側延伸部111更具有一理線槽113，使得在人工進行理線作業時，可透過人力將初級繞線14之出線端先繞設於理線槽113之後再使其纏繞於對應之導接腳。然而，為了符合自動化生產之需求，必須透過自動繞線機將繞線作業全自動化，故當初級繞線14之出線端欲繞設於理線槽113時，由於自動繞線機僅能以直線方向進行繞線作業，如此將會造成初級繞線14之出線端掉線，因此當完成繞線作業之繞線基座1欲與磁芯組（未圖示）進行組裝時，則會干涉磁芯組而不易組裝，若強行組裝磁芯組則會導致初級繞線14斷裂，而產生安全性的問題，甚而使得變壓器無法運作。

本案之目的在於提供一種用於自動化繞線製程之磁性元件及其繞線基座，以解決自動繞線機於習用繞線基座進行繞線作業時會產生繞線重疊交叉，以及掉線而干涉磁芯組組裝之缺失。

本案之另一目的在於提供一種用於自動化繞線製程之磁性元件及其繞線基座，其利於全自動化繞線作業，是以更能減少人力成本，且提升全自動化繞線製程品質，同時提升產品之可靠度。

為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種繞線基座，包含：第一側壁；第二側壁，係與第一側壁相對設置，且第二側壁具有複數個主延伸部，其係由第二側壁之一端緣向外凸出，每一主延伸部分別具有內側面及主凹槽，其中兩主延伸部之內側面之間係相距預定距離且彼此面對面設置，而各主凹槽係分別形成於各內側面上且彼此交錯；繞線區，設置於第一側壁及第二側壁之間；通道，係貫穿第一側壁、繞線區及第二側壁；複數個第一導接腳，分別對應設置於複數個主延伸部；以及複數個第二導接腳，分別對應設置於複數個主延伸部；其中，第一導接腳與第二導接腳係分別垂直地設置於對應之各主延伸部之底面，各主延伸部之底面係分別與其內側面相互垂直。

為達上述目的，本案之另一較廣義實施態樣為提供一種磁性元件，包含：繞線結構，包含至少一初級繞線及次級繞線，且初級繞線具有複數個第一出線端；繞線基座，包含：第一側壁；第二側壁，係與第一側壁相對設置，且第二側壁具有複數個主延伸部，其係由第二側壁之一端緣向外凸出，每一主延伸部分別具有內側面及主凹槽，其中兩主延伸部之內側面之間係相距預定距離且係彼此面對面設置，而各主凹槽係分別形成於各內側面上且彼此交錯，且複數個第一出線端對應設置複數個主凹槽內；繞線區，係設置於第一側壁及第二側壁之間；通道，係貫穿第一側壁、繞線區及第二側壁；複數個第一導接腳，分別對應設置於複數個主延伸部；以及複數個第二導接腳，分別對應設置於複數個主延伸部，第一導接腳與第二導接腳分別垂直地設置於對應之主延伸部之一底面，各主延伸部之底面係分別與其內側面相互垂直；以及磁芯組，其係部份設置於繞線基座之該通道中。

1．．．繞線基座

10、210．．．第一側壁

11、211．．．第二側壁

211a．．．端緣

111．．．延伸部

112、113．．．理線槽

12、212．．．繞線區

13、214．．．導接腳

131、214a．．．第一導接腳

132、214b．．．第二導接腳

14、201．．．初級繞線

141、203．．．第一出線端

203a．．．第一主出線端

203b．．．第一副出線端

142、204．．．第二出線端

2．．．磁性元件

20．．．繞線結構

202．．．次級繞線

21．．．繞線基座

213．．．通道

215．．．主延伸部

215a．．．內側面

215b．．．底面

216．．．副延伸部

217．．．主凹槽

218．．．副凹槽

219．．．溝槽

22．．．磁芯組

221．．．第一磁芯

222．．．第二磁芯

2211、2221．．．連接部

2212、2222．．．中柱

2213、2223．．．側柱

231．．．第一絕緣介質

232．．．第二絕緣介質

H．．．預定距離

第1A圖：係為初級繞線繞設於習用之繞線基座之示意圖。

第1B圖：係為習用繞線基座於繞線完成之部分結構示意圖。

第2圖：係為本案較佳實施例之磁性元件之結構示意圖。

第3A圖：係為第2圖所示之繞線基座於完成繞線時之結構示意圖。

第3B圖：係為第3A圖所示之繞線基座之另一視角示意圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。

請參閱第2圖，其係為本案較佳實施例之磁性元件之結構示意圖。本案之磁性元件2係可為但不限為變壓器或電感器，而於第2圖所示之本實施例中，係為一變壓器為較佳。如第2圖所示，磁性元件2包括繞線結構20、繞線基座21以及磁芯組22，其中繞線結構20包含至少一初級繞線201及次級繞線202，而繞線基座21係用以供初級繞線201及次級繞線202纏繞，且初級繞線201與次級繞線202係彼此絕緣且疊置地纏繞於繞線基座21上。磁芯組22係部分地設置於繞線基座21中且與繞線基座21相組合，以完成磁性元件2之組裝。

請再參閱第2圖，繞線基座21包含第一側壁210、第二側壁211、繞線區212及通道213，其中第一側壁210與第二側壁211係相對設置，且繞線區212係設置於第一側壁210及第二側壁211之間，以供初級繞線201與次級繞線202繞設。通道213係貫穿第一側壁210、繞線區212及第二側壁211，以用於容置部分之磁芯組22。於本實施例中，繞線基座21係以一體成型為較佳。初級繞線201和次級繞線202係以具有外絕緣層之導線為較佳。初級繞線201和次級繞線202於纏繞至繞線基座21之繞線區212時，其兩者之間可透過第一絕緣介質231，例如絕緣膠帶，加以隔離，此外，次級繞線202之外圍亦可選擇性地包覆第二絕緣介質232，以達到絕緣之目的。初級繞線201具有複數個第一出線端203，而次級繞線202亦具有複數個第二出線端204，且初級繞線201之第一出線端203與次級繞線202之第二出線端204係朝相對方向自繞線基座21之繞線區212延伸而出，而初級繞線201之第一出線端203係纏繞於對應之導接腳214，次級繞線202之第二出線端204則是於其尾端部塗覆銲錫後，再與電路板（未圖示）電性連接。

磁性元件2之磁芯組22包括第一磁芯221和第二磁芯222，於本實施例中，第一磁芯221與第二磁芯222係以EE型磁芯（EE core）之組合為佳，但不以此為限。第一磁芯221與第二磁芯222係分別具有連接部2211、2221、中柱2212、2222與兩側柱2213、2223，各兩側柱2213、2223係分別由各連接部2211、2221之兩相對側邊垂直地向外延伸，各中柱2212、2222係分別由各連接部2211、2221之中心區域垂直地向外延伸且分別設置於各兩側柱2213、2223之間。當第一磁芯221和第二磁芯222與繞線基座21組合時，第一磁芯221之中柱2212和第二磁芯之中柱2222可容設於繞線基座21 之通道213中，第一磁芯221之連接部2211和第二磁芯222之連接部2221可分別貼附於繞線基座21之第一側壁210和第二側壁211，且第一磁芯221之兩側柱2213和第二磁芯222之兩側柱2223可部份包覆於繞線結構20及繞線基座21的外圍。於一些實施例中，第一磁芯221與第二磁芯222間亦可選擇性地透過黏著介質（未圖示）黏接，俾將繞線結構20及繞線基座21穩固地設置於第一磁芯221與第二磁芯222之間而構成磁性元件2。

請參閱第3A圖及第3B圖並配合第2圖，其中第3A圖係為第2圖所示之繞線基座於完成繞線時之結構示意圖；第3B圖係為第3A圖所示之繞線基座之另一視角示意圖。如第3A圖所示，於本實施例中，繞線基座21之第二側壁211包含兩主延伸部215及兩副延伸部216，且兩主延伸部215與兩副延伸部216係由第二側壁211之端緣211a向外凸出。於本實施例中，主延伸部215與副延伸部216之數目係分別為兩個為佳，但不以此為限，且兩個主延伸部215係相鄰設置並於兩者間形成一溝槽219，兩個副延伸部216可分別設置於主延伸部215之兩側，而主延伸部215向外凸出之長度實質上係大於副延伸部216向外凸出之長度。初級繞線201之第一出線端203包含複數個第一主出線端203a及複數個第一副出線端203b，此外，每一主延伸部215分別具有一內側面215a及一主凹槽217，其中兩主延伸部215之內側面215a之間係相距一預定距離H且彼此面對面設置，而主凹槽217則是形成於內側面215a上。於一些實施例中，兩主延伸部215之兩主凹槽217係彼此交錯設置，以分別供初級繞線201之複數個第一主出線端203a設置，並避免設置於主凹槽217的複數個第一主出線端203a彼此接觸，如此一來，便可以隔絕不同繞組的初級繞線201，以改善習用磁性元件結構於自動化繞線機進行繞線作業所造成繞線交叉而導致短路之缺失。

另一方面，繞線基座21更可包含複數個副凹槽218，其係形成於主延伸部215與副延伸部216之間，以供初級繞線201之第一副出線端203b設置，並藉由複數個主凹槽217及副凹槽218的設置，使得不同繞組的初級繞線201之第一出線端203可以沿著複數個主凹槽217及副凹槽218設置再纏繞於對應之導接腳214。藉此，可有效地將初級繞線201之複數個第一出線端203集中，以解決自動繞線機僅能以直線方式進行繞線作業之問題，以避免掉線而干涉磁芯組22與繞線基座21組裝。

請再參閱第3B圖，繞線基座21之導接腳214更包含兩第一導接腳214a及兩第二導接腳214b，兩第一導接腳214a係分別對應設置於該兩主延伸部215，且兩第二導接腳214b亦分別對應設置於該兩主延伸部215。更詳細地說，兩第一導接腳214a與兩第二導接腳214b係分別垂直地設置於對應之各主延伸部215之底面215b，且各該主延伸部之底面215b係分別與其內側面215a相互垂直，各第一導接腳214a係分別與各第二導接腳214b並列設置。於本實施例中，第一導接腳214a與第二導接腳214b之數目分別為兩個，且各第一導接腳214a與各第二導接腳214b各一前後並列設置於各主延伸部215，當然第一導接腳214a與第二導接腳214b之數量並不以此為限，可依照實施方式任施變化。如此一來，藉由第一導接腳214a與第二導接腳214b前後並列設置，可有效地將初級繞線201之複數個第一出線端203集中，以解決自動繞線機僅能以直線方式進行繞線作業，以及防止繞線交叉以及掉線等問題。

請再參閱第3A圖及3B圖，初級繞線201之第一主出線端203a係可分別沿著主延伸部215之主凹槽217設置至第一導接腳214a並與其纏繞固定，而初級繞線201之第一副主出線端203b係沿著副延伸部216與主延伸部215之間的副凹槽218設置至第二導接腳214b並與其纏繞固定。當然，第一出線端203之繞設方式並不限於上述方式，亦可依照實施方式任施變化。如此一來，藉由複數個主凹槽217及副凹槽218可避免不同繞組之初級繞線201之第一出線端203的複數個第一主出線端203a之間和複數個第一副出線端203b之間產生繞線交叉之問題，藉此可解決磁性元件易造成短路之缺失。此外，導接腳214之第一導接腳214a及第二導接腳214b係以前後並列之方式設置，以將第一出線端203集中，如此不但解決自動繞線機僅能以直線方式進行繞線作業，更能避免造成掉線之缺失，以使磁芯組22能順利與繞線基座21組裝，以完成磁性元件2之組裝作業。

綜上所述，本案用於自動化繞線製程之繞線基座及其磁性元件主要係由繞線基座之第二側壁之主延伸部包含複數個主凹槽，且主凹槽係彼此交錯設置於對應之主延伸部上，因此當初級繞線之複數個第一主出線端分別沿著對應的主凹槽繞設至導接腳上時，該交錯設置之主凹槽可將設置於主延伸部之複數個第一主出線端彼此錯開，以避免繞線接觸。如此一來，便可以隔絕不同繞組的初級繞線，以改善自動化繞線機進行繞線作業，會造成繞線交叉而導致短路之缺失。此外，本案之繞線基座於副延伸部與主延伸部之間形成副凹槽，以供初級繞線之第一副出線端設置，藉此不但解決自動繞線機僅能以直線方式進行繞線作業，更能避免造成掉線之缺失，以使磁芯組能順利與繞線基座組裝。另一方面，透過至少一第一導接腳及至少一第二導接腳係前後並列設置於繞線基座之第二側壁之主延伸部之底部，藉此將初級繞線的第一出線端集中，進而避免造成掉線以及繞線交叉之缺失，以利於全自動化繞線作業，是以更能減少人力成本，且提升全自動化繞線製程品質，同時提升產品之可靠度。

本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

21．．．繞線基座

210．．．第一側壁

211．．．第二側壁

211a．．．端緣

212．．．繞線區

203．．．第一出線端

203a．．．第一主出線端

203b．．．第一副出線端

213．．．通道

215．．．主延伸部

215a．．．內側面

216．．．副延伸部

217．．．主凹槽

218．．．副凹槽

219．．．溝槽

H．．．預定距離

Claims (9)

1. 一種繞線基座，包含：　
     一第一側壁；　
     一第二側壁，係與該第一側壁相對設置，且該第二側壁具有複數個主延伸部，其係由該第二側壁之一端緣向外凸出，每一主延伸部分別具有一內側面及一主凹槽，其中兩主延伸部之該內側面之間係相距一預定距離且係彼此面對面設置，而各該主凹槽係分別形成於各該內側面上且係彼此交錯；　
     一繞線區，係設置於該第一側壁及該第二側壁之間；　
     一通道，係貫穿該第一側壁、該繞線區及該第二側壁；　
     複數個第一導接腳，分別對應設置於該複數個主延伸部；以及　
     複數個第二導接腳，分別對應設置於該複數個主延伸部；
     其中，該複數個第一導接腳與該複數個第二導接腳係分別垂直地設置於對應之各該主延伸部之一底面，各該主延伸部之該底面係分別與其該內側面相互垂直。
2. 如申請專利範圍第1項所述之繞線基座，其更包含複數個副延伸部，該複數個副延伸部係由該第二側壁之該端緣向外凸出並設置於該複數個主延伸部之兩側，且該主延伸部向外凸出之長度係大於該副延伸部向外凸出之長度。
3. 如申請專利範圍第2項所述之繞線基座，其更包含複數個副凹槽，其係形成於該複數個主延伸部與該複數個副延伸部之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之繞線基座，其中該第一導接腳係與該第二導接腳前後並列設置。
5. 一種磁性元件，包含：　 
     一繞線結構，包含至少一初級繞線及一次級繞線，且該初級繞線具有複數個第一出線端；　
     一繞線基座，包含：　
      一第一側壁；　
      一第二側壁，係與該第一側壁相對設置，且該第二側壁具有複數個主延伸部，其係由該第二側壁之一端緣向外凸出，每一主延伸部分別具有一內側面及一主凹槽，其中兩主延伸部之該內側面之間係相距一預定距離且係彼此面對面設置，而各該主凹槽係分別形成於各該內側面上且彼此交錯，且該複數個第一出線端係分別對應設置於該複數個主凹槽；
      一繞線區，係設置於該第一側壁及該第二側壁之間；　
      一通道，係貫穿該第一側壁、該繞線區及該第二側壁；　
      複數個第一導接腳，分別對應設置於該複數個主延伸部；以及
      複數個第二導接腳，分別對應設置於該複數個主延伸部，該複數個第一導接腳與該複數個第二導接腳分別垂直地設置於對應之該主延伸部之一底面，各該主延伸部之該底面係分別與其該內側面相互垂直；以及　
     一磁芯組，其係部份設置於該繞線基座之該通道中。
6. 如申請專利範圍第5項所述之磁性元件，其中該繞線基座更包含複數個副延伸部，該複數個副延伸部係由該第二側壁之該端緣向外凸出並設置於該複數個主延伸部之兩側，且該主延伸部向外凸出之長度係大於該副延伸部向外凸出之長度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之磁性元件，其更包含複數個副凹槽，其係形成於該複數個主延伸部與該複數個副延伸部之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述之磁性元件，其中該初級繞線之該第一出線端更包含一第一主出線端及一第一副出線端，其中該第一主出線端係沿該主延伸部之該主凹槽設置至該第一導接腳並纏繞固定於該第一導接腳，該第一副主出線端係沿該副凹槽設置至該第二導接腳並纏繞固定於該第二導接腳。
9. 如申請專利範圍第5項所述之磁性元件，其中該第一導接腳係與該第二導接腳前後並列設置。