TW202036608A - 變壓器及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種變壓器及其製造方法，所述變壓器係架體、下鐵芯以及上鐵芯組合並繞設導電箔片所製成，架體繞設有線圈且具有複數接腳，複數接腳電性連接線圈。所述製造方法包括本體組裝、導電箔片繞設、連接導線以及帶體包覆等步驟，本體組裝係將架體、下鐵芯以及上鐵芯於黏固後組裝成變壓器之本體；導電箔片繞設之步驟係將導電箔片出料並繞設本體，且切斷處以焊接固定；連接導線之步驟為取導線焊接在導電箔片，且將導線繞設於架體所設之接腳後切斷，並將導線焊接固定於所繞設之接腳上，最後取帶體繞設本體，藉此達到變壓器構件簡單且可自動化生產之功效。

Description

變壓器及其製造方法

本發明係關於一種變壓器及其製造方法，尤指一種變壓器之構造以及自動化生產所述變壓器之製造方法。

變壓器為一種常見的電子產品，主要構造係於架體上繞設有線圈，所述線圈包含一次側及二次側，利用一次側與二次側之線圈的圈數不同，當一次側通以交流電時，透過法拉第定律之電磁感應原理，二次側會產生相應的電壓，藉以達到變壓器之功能。然而，目前市售之變壓器，除了有結構複雜之問題外，組裝工序也相當繁瑣，特別是目前仍須以人工方式製作為主要，無法達到自動化生產，導致變壓器的生產效率無法有效提高，此即本發明所欲解決之重點所在。

為解決上述課題，本發明提供一種變壓器及其製造方法，主要在於簡化變壓器之構件，並以所述製造方法自動化生產所述變壓器。

本發明之一項實施例提供一種變壓器，其包含：一架體，繞設有一線圈，且具有複數接腳，複數接腳電性連接線圈；一下鐵芯，設於架體之一側；一上鐵芯，設於架體而位在下鐵芯相異的一側，下鐵芯和上鐵芯之間上膠黏合，以包覆架體；一導電箔片，繞設於下鐵芯和上鐵芯的周圍，且經焊接而與上鐵芯和下鐵芯固定，導電箔片以一導線繞設於一前述之接腳且焊接固定而電性連接。

其中，下鐵芯和上鐵芯具有對應之形狀，且於包覆架體時相互抵接，且以一帶體繞設於下鐵芯和上鐵芯的周圍。

其中，架體具有一中心孔，下鐵芯和上鐵芯分別具有一中心柱，且下鐵芯和上鐵芯分別以所述中心柱穿經中心孔而相互抵接。

其中，所述上膠之膠體係光固化膠劑，並透過紫外線光照射而固化。

其中，所述導電箔片為銅箔。

其中，帶體於本體繞設於下鐵芯和上鐵芯的周圍係以黏設固定。

本發明之一項實施例提供一種變壓器之製造方法，其係主要由一製造設備以自動化執行以下步驟，所述製造設備依序設有一輸送區、一導電箔片設置區以及一接線區，所述製造方法包括：本體組裝：將一下鐵芯、一繞設線圈之架體和一上鐵芯分別在先後位置依序進料至所述輸送區，且沿一傳送方向依序組裝下鐵芯、架體和上鐵芯，且組裝過程中在下鐵芯、架體和上鐵芯之至少一者上膠，而於黏固後組裝成一變壓器之本體；導電箔片繞設：將本體位移至所述導電箔片設置區，一導電箔片出料而於所述本體繞設在下鐵芯和上鐵芯的周圍，並於繞設完成後將出料之導電箔片切斷，再於切斷處以焊接而固定導電箔片於本體；連接導線：將本體位移至所述接線區，並取一導線於一端焊接在導電箔片，且將導線繞設於架體所設之一接腳後切斷，並將導線焊接固定於所繞設之接腳上；以及帶體包覆：將本體位移至一帶體包覆區，取一帶體於所述本體繞設於下鐵芯和上鐵芯的周圍。

其中，所述變壓器製造設備包含複數轉盤和複數機械手臂。

其中，所述本體組裝之步驟中，下鐵芯、架體和上鐵芯之進料、上膠和組裝成所述本體之動作，係由所述機械手臂和轉盤之至少一者所完成。

其中，所述本體組裝之步驟中，所述上膠之膠體係光固化膠劑，並透過紫外線光照射而固化。

其中，所述導電箔片繞設之步驟、連接導線之步驟、以及帶體包覆之步驟中，所述本體位移之動作係由所述機械手臂和轉盤之至少一者所完成。

其中，所述導電箔片繞設之步驟中，所述導電箔片出料、繞設、切斷和焊接之動作係由所述機械手臂和轉盤之至少一者所完成。

其中，所述連接導線之步驟中，所述導線焊接、繞設和切斷之動作係由所述機械手臂和轉盤之至少一者所完成。

其中，所述連接導線之步驟中，係由所述機械手臂持導線並使其一端對準所述導電箔片而焊接固定，之後再由所述機械手臂將導線拉至所述接腳並繞設數圈，並將導線於所繞設之接腳上焊接固定。

其中，所述帶體包覆之步驟中，所述帶體繞設之動作係由所述機械手臂和轉盤之至少一者所完成。

其中，所述導電箔片為銅箔。

進一步包括一移出下料之步驟，係於所述帶體包覆之步驟完成後執行，係將完成所述帶體繞設之本體移出所述帶體包覆區，以下料收集。

藉此，所述變壓器之成品，係由架體、下鐵芯以及上鐵芯組合並繞設導電箔片所製成，據此可以達到構件簡化且成本低之功效。且，以製造設備依序在輸送區進行變壓器之本體組裝、在導電箔片設置區設置導電箔片、且在接線區將導線繞設於架體之一接腳並焊接固定，並以帶體包覆本體，此製造方法主要係由製造設備以自動化執行，故於變壓器之製程中可大幅提高生產效率。

為便於說明本發明於上述發明內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件係按適於說明之比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。

請參閱圖1至圖7所示，係本發明所提供一種變壓器及其製造方法之具體實施例，所述變壓器100包含一架體10、一下鐵芯20、一上鐵芯30以及一導電箔片40之主要構件，另所述變壓器之製造方法1包含本體組裝2、導電箔片繞設3、連接導線4以及帶體包覆5之主要步驟，其中：

所述變壓器100，其架體10繞設有一線圈11，且於架體10具有複數接腳12，此複數接腳12電性連接線圈11。所述線圈11包含一次側及二次側 (圖中未示)，俾供線圈11於所述一次側通以交流電時，在二次側會產生相應的電壓，藉以達到變壓器之功能。所述下鐵芯20以及上鐵芯30係作為繞設有線圈11之變壓器100之外殼，下鐵芯20設於架體10之一側，而上鐵芯30是設於架體10，且位在下鐵芯20相異的一側，下鐵芯20和上鐵芯30之間是以上膠的方式黏合，而可包覆架體10，此時複數接腳12是露在上鐵芯30和下鐵芯20之外，俾供可連接於諸如電路板之電子元件上。

所述變壓器100在架體10、下鐵芯20以及上鐵芯30組設後，並有導電箔片40繞設於下鐵芯20和上鐵芯30的周圍，且經焊接而與上鐵芯30和下鐵芯20固定，導電箔片40以一導線41繞設於一前述之接腳12，並經由焊接而使導線41固定於所焊接之接腳12，藉以通過導線41而電性連接所導電箔片40和導線41所焊接之接腳12。

所述下鐵芯20和上鐵芯30具有對應之形狀，而於本實施例中，下鐵芯20和上鐵芯30於包覆架體10時為相互抵接(如圖3所示)。詳言之，本實施例之架體10，其具有一中心孔13，下鐵芯20具有一中心柱21，上鐵芯30同樣具有一中心柱31，下鐵芯20和上鐵芯30分別以中心柱21、31穿經中心孔13而相互抵接，所述相互抵接處皆為前述之上膠黏合處，故而得將下鐵芯20和上鐵芯30於包覆架體10時以所上的膠黏合。所述導電箔片40，其於本實施例中為銅箔，沿著前述下鐵芯20和上鐵芯30相互抵接之處而繞設，並有一帶體50繞設於下鐵芯20和上鐵芯30的周圍並以黏設固定，所述帶體50和導電箔片40繞設於下鐵芯20和上鐵芯30的周圍的方向相差90度。

所述變壓器之製造方法1，係由一製造設備200全程自動化執行以下步驟，配合圖4至圖5所示，所述製造設備200依序設有一輸送區300以執行本體組裝2之步驟、一導電箔片設置區400以執行導電箔片繞設3之步驟、以及一接線區500以執行連接導線4之步驟，並包括一帶體包覆區600，以執行帶體包覆5之步驟。並配合圖6至圖7，所述製造方法1之上述步驟，如下所述：

所述本體組裝2之步驟，是將下鐵芯20、繞設有線圈11之架體10和一上鐵芯30分別在先後位置依序進料至所述輸送區300，且沿一傳送方向D依序組裝下鐵芯20、架體10和上鐵芯30，且組裝過程中在下鐵芯20、架體10和上鐵芯30之至少一者上膠，而於黏固後組裝成一變壓器之本體60。於本實施例中，所述輸送區300為輸送帶設備。

所述本體組裝2之步驟中，所述下鐵芯20先於架體10進料至所述輸送區300，而在下鐵芯20和架體10進料至所述輸送區300前，下鐵芯20和架體10分別由一倉儲區301送至托盤待料區302，再送至位在輸送區300旁之直線供料區303後，再經定位而進料至輸送區300，下鐵芯20和架體10於輸送區300傳送的過程中會經上膠動作，且經檢查若有不良品則排出。所述上鐵芯30為後於下鐵芯20和架體10進料至輸送區300，係由一倉儲區301送至托盤待料區302後，經由一上膠區304上膠後定位，並經翻轉至和下鐵芯20相對後進料至輸送區300，下鐵芯20、架體10和上鐵芯30在輸送區300的傳送過程中會經過壓合動作(約略10秒)。

於本實施例中，前述上膠之膠體係光固化膠劑，而在輸送區300之一路徑上設置有紫外線燈70，藉以照射紫外線而將前述為光固化膠劑之膠體固化而定型，以組成所述本體60，並透過前述接腳12測量以進行性能測試，不良之本體60皮排出輸送區300，而良好的本體60則經由一轉盤80位移至導電箔片設置區400，以進行導電箔片繞設3。所述本體60於輸送區300和導電箔片設置區400間之位移，除可利用轉盤80之轉動而達成，亦可藉由機械手臂(圖中未示)之動作而達成，當然亦可由轉盤配合機械手臂之動作達成。

所述導電箔片繞設3之步驟中，藉由導電箔片40出料而於所述本體60繞設在下鐵芯20和上鐵芯30的周圍，並於繞設完成後，將出料之導電箔片40切斷，再於切斷處以焊接而固定導電箔片40於本體60，接著將繞設有導電箔片40之本體60位移置所述接線區500，以進行連接導線4之步驟。所述本體60於導電箔片設置區400和接線區500間之位移，以及所述導電箔片40出料、繞設、切斷和焊接之動作，係可由轉盤(如同圖中所示之轉盤80)配合機械手臂之動作達成。

所述導線焊接4之步驟中，取導線41於一端焊接在導電箔片40，且將導線41繞設於架體10所設之一接腳12後切斷，並將導線41焊接固定於所繞設之接腳12上。於本實施例中，所述連接導線4之步驟，係由所述機械手臂(圖中未示)持導線41並使其一端對準所述導電箔片40而焊接固定，之後再由所述機械手臂將導線41拉至所述接腳12，並在接腳12繞設數圈，並將導線41於所繞設之接腳12上焊接固定。此外，所述連接導線4之步驟中，所述導線41焊接、繞設和切斷之動作係可由轉盤(如同圖中所示之轉盤80)配合機械手臂之動作達成。

導線41於所繞設之接腳12上焊接固定後，並進行清潔以及測試之動作，如有不良之本體60即排出。而良好的本體60位移至帶體包覆區600，以進行帶體包覆5之步驟。所述本體60於接線區500和帶體包覆區600間之位移，除了可由轉盤(如同圖中所示之轉盤80)之轉動而達成，亦可藉由機械手臂(圖中未示)之動作而達成，當然亦可由轉盤配合機械手臂之動作達成。

所述帶體包覆5之步驟，係取帶體50於所述本體60繞設於下鐵芯20和上鐵芯30的周圍，即帶體50沿著前述下鐵芯20和上鐵芯30相互抵接之處而繞設。於本實施例中，在帶體包覆5之步驟後進一步包括一移出下料6之步驟，係於所述帶體包覆5之步驟完成後執行，係將完成所述帶體50繞設之本體60移出所述帶體包覆區600，以下料收集，藉此完成所述變壓器之製造。

由上述之說明不難發現本發明之優點在於，本發明之變壓器成品，由架體10、下鐵芯20以及上鐵芯30組合，且有導電箔片40繞設，並以導線41繞設接腳12即可製成，據此可以達到構件簡化且成本低之功效。

此外，本發明變壓器之製造方法1，係以製造設備200依序在輸送區300進行變壓器之本體60組裝、在導電箔片設置區400設置導電箔片40、且在接線區500將導線41繞設於架體10之一接腳12並焊接固定，並包覆帶體50後移出下料，係由製造設備以自動化執行，相較於習知以人工方式製造者，於變壓器之製程中可達到大幅提高生產效率之功效。

以上所舉實施例僅用以說明本發明而已，非用以限制本發明之範圍。舉凡不違本發明精神所從事的種種修改或變化，俱屬本發明意欲保護之範疇。

1:製造方法 2:本體組裝 3:導電箔片繞設 4:連接導線 5:帶體包覆 6:移出下料 10:架體 11:線圈 12:接腳 13:中心孔 20:下鐵芯 21:中心柱 30:上鐵芯 31:中心柱 40:導電箔片 41:導線 50:帶體 60:本體 70:紫外線燈 80:轉盤 100:變壓器 200:製造設備 300:輸送區 301:倉儲區 302:托盤待料區 303:直線供料區 304:上膠區 400:導電箔片設置區 500:接線區 600:帶體包覆區

圖1係本發明之變壓器之立體圖。 圖2係本發明之架體、下鐵芯及上鐵芯之分解配置圖。 圖3係本發明之架體、下鐵芯及上鐵芯組成變壓器的本體的立體圖。 圖4係本發明之變壓器製造方法之流程圖。 圖5係本發明之變壓器之製造設備之示意圖。 圖6係本發明之架體、下鐵芯及上鐵芯在輸送區組成變壓器的本體的示意圖。 圖7係延續圖6之變壓器的本體繞設導電箔片、連接導線以及包覆帶體的示意圖。

1:製造方法

2:本體組裝

3:導電箔片繞設

4:連接導線

5:帶體包覆

6:移出下料

Claims (17)

1. 一種變壓器，其包含： 一架體，繞設有一線圈，且具有複數接腳，該複數接腳電性連接該線圈； 一下鐵芯，設於該架體之一側； 一上鐵芯，設於該架體而位在該下鐵芯相異的一側，該下鐵芯和該上鐵芯之間上膠黏合，以包覆該架體； 一導電箔片，繞設於該下鐵芯和該上鐵芯的周圍，且經焊接而與該上鐵芯和該下鐵芯固定，該導電箔片以一導線繞設於一前述之接腳且焊接固定而電性連接。
2. 如請求項1所述之變壓器，其中，該下鐵芯和該上鐵芯具有對應之形狀，且於包覆該架體時相互抵接，且以一帶體繞設於該下鐵芯和該上鐵芯的周圍。
3. 如請求項2所述之變壓器，其中，該架體具有一中心孔，該下鐵芯和該上鐵芯分別具有一中心柱，且該下鐵芯和該上鐵芯分別以所述中心柱穿經該中心孔而相互抵接。
4. 如請求項3所述之變壓器，其中，所述上膠之膠體係光固化膠劑，並透過紫外線光照射而固化。
5. 如請求項4所述之變壓器，其中，所述導電箔片為銅箔。
6. 如請求項4所述之變壓器，其中，該帶體於所述本體繞設於該下鐵芯和該上鐵芯的周圍係以黏設固定。
7. 一種變壓器之製造方法，其係由一製造設備全程自動化執行以下步驟，所述製造設備依序設有一輸送區、一導電箔片設置區以及一接線區，所述製造方法包括： 本體組裝：將一下鐵芯、一繞設線圈之架體和一上鐵芯分別在先後位置依序進料至所述輸送區，且沿一傳送方向依序組裝該下鐵芯、該架體和該上鐵芯，且組裝過程中在該下鐵芯、該架體和該上鐵芯之至少一者上膠，而於黏固後組裝成一變壓器之本體； 導電箔片繞設：將該本體位移至所述導電箔片設置區，一導電箔片出料而於所述本體繞設在該下鐵芯和該上鐵芯的周圍，並於繞設完成後將出料之導電箔片切斷，再於切斷處以焊接而固定該導電箔片於該本體； 連接導線：將該本體位移至所述接線區，並取一導線於一端焊接在該導電箔片，且將該導線繞設於該架體所設之一接腳後切斷，並將該導線焊接固定於所繞設之接腳上；以及 帶體包覆：將該本體位移至一帶體包覆區，取一帶體於所述本體繞設於該下鐵芯和該上鐵芯的周圍。
8. 如請求項7所述之變壓器之製造方法，其中，所述變壓器製造設備包含複數轉盤和複數機械手臂。
9. 如請求項8所述之變壓器之製造方法，其中，所述本體組裝之步驟中，該下鐵芯、該架體和該上鐵芯之進料、上膠和組裝成所述本體之動作，係由所述機械手臂和轉盤之至少一者所完成。
10. 如請求項9所述之變壓器之製造方法，其中，所述本體組裝之步驟中，所述上膠之膠體係光固化膠劑，並透過紫外線光照射而固化。
11. 如請求項8所述之變壓器之製造方法，其中，所述導電箔片繞設之步驟、連接導線之步驟、以及帶體包覆之步驟中，所述本體位移之動作係由所述機械手臂和轉盤之至少一者所完成。
12. 如請求項8所述之變壓器之製造方法，其中，所述導電箔片繞設之步驟中，所述導電箔片出料、繞設、切斷和焊接之動作係由所述機械手臂和轉盤之至少一者所完成。
13. 如請求項8所述之變壓器之製造方法，其中，所述連接導線之步驟中，所述導線焊接、繞設和切斷之動作係由所述機械手臂和轉盤之至少一者所完成。
14. 如請求項13所述之變壓器之製造方法，其中，所述連接導線之步驟中，係由所述機械手臂持該導線並使其一端對準所述導電箔片而焊接固定，之後再由所述機械手臂將該導線拉至所述接腳並繞設數圈，並將該導線於所繞設之接腳上焊接固定。
15. 如請求項8所述之變壓器之製造方法，其中，所述帶體包覆之步驟中，所述帶體繞設之動作係由所述機械手臂和轉盤之至少一者所完成。
16. 如請求項7所述之變壓器之製造方法，其中，所述導電箔片為銅箔。
17. 如請求項7所述之變壓器之製造方法，進一步包括一移出下料之步驟，係於所述帶體包覆之步驟完成後執行，係將完成所述帶體繞設之本體移出所述帶體包覆區，以下料收集。

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