TWI501270B - Contains the winding structure of the aluminum conductor - Google Patents

Description

包含鋁導體的繞組結構

一種包含鋁導體的繞組結構，特別是一種利用輔助插接元件提供容易焊接的特點，使得該繞組結構可直接纏繞鋁導體的技術。

由於電力需要透過導體傳遞，並且變壓器、電感等基本電子元件亦需要纏繞導體以產生磁性。因此，導體的導電能力對電力、電子產業的發展產生非常重大的影響。

而考慮產量、成本以及導電效果後，以往最常被使用作為電力導線的材料為銅，銅具有導電性能優秀、可塑性高的優點。雖然銀在該些特性上更優於銅，但銅的成本遠低於銀，因而被大量使用在各種規格的導線上。同樣的，習知的變壓器亦常以銅線纏繞形成繞組，並且使用銅線還有另一便利之處：方便焊接。銅跟錫很容易結合，因此可輕易的利用錫將銅導線焊接在電路板或其它電子元件上。

然而，由於銅的重量較高，以重量計價的市場上，相同價位的銅與鋁，所製造出來的銅線明顯的較鋁線還短，其差異超過兩倍。雖然鋁的導電性略遜於銅，但在銅價飆漲的成本與實施成效考量上，以及在產品重量要積極控制的前提下，質輕的鋁線可在部份領域中替代銅線。

然而鋁線最大的問題是不易與錫相容，使得鋁線無法透過簡單的焊接手段與焊錫結合定位。因此，使用鋁線作為導體的話必須要利用特殊的焊接技術，例如氬焊技術，或者利用特別調製的鋁銅焊接劑輔助鋁線與電路板、電子元件接合。

而習知技術如中華民國專利證書第I286869號「鋁/銅電線對接用爆焊合層金屬接續端子製造方法」，該前案的說明書中揭示了鋁/銅電線相接可使用一種「爆壓焊接法」。然而由於電路板上脆弱的電子元件過多，不適合以該方法連接鋁線於電子元件或電路板上。

又，因為現今電子元件普遍追求薄型、小型化，因此無法預留太多空間，必須讓電子元件的端子以佔用空間最小的方式焊接於電路板上。但單純的鋁線不易焊接，限制了鋁線大量應用於電子元件中的可能性。

所以使用鋁導體會碰到以下技術困難：

1.焊接技術困難、焊接成本過高。

2.在精密電子電路上受限於空間、電子元件脆弱的問題，不便使用特殊的鋁焊接方法。

由於銅價起伏大，並且重量較重，而鋁有焊接不易的問題。因此習知技術在成本、重量以及製程難易的問題上無法兼具銅與鋁導體的優點。本案提出一種改良的繞組結構，其技術重點在於使用鋁導體作為繞組，並且提供了一種方便焊接的連接結構，使鋁導體透過該連接結構可輕易與電路板接合。

本案為一種包含鋁導體的繞組結構，該繞組結構包括一繞線架、至少一鋁導體以及複數銅插接件。其中該繞線架包含至少一繞線區域，而該鋁導體則包含了環繞該繞線區域至少一圈的一繞組段，以及該鋁導體末端的兩連接段。該銅插接件則包含一包覆該連接段的夾掣部、一用於插入一連接孔的插接部，該夾掣部包含具可塑性的一第一夾具及一第二夾具，該連接段設置於該第一夾具的兩夾臂及該第二夾具的兩夾臂之間，於該第一夾具的該兩夾臂及該第二夾具的該兩夾臂受塑形而分別自該連接段兩側夾掣 該連接段，且該第一夾具的夾臂長度相異於該第二夾具的夾臂長度。該銅插接件的夾掣部可透過夾掣力道而與該鋁導體結合且電性連接，該銅插接件的插接部則可用於與一電路板或者其他電子裝置結合且電性連接。

在具體實施態樣中，前述的繞線架更包含與該繞線區域相鄰的複數出線開口，該些連接段延伸至該出線開口中與該夾掣部結合且電性連接。而前述的該銅插接件包含一卡掣部，該卡掣部抵頂於該出線開口內壁面以限制該銅插接件位移。對應該卡掣部，該出線開口內包含複數限位部，該限位部與該卡掣部相抵而限制該卡掣部位移。該限位部可為一凸塊，該卡掣部則為抵於該限位部的一倒勾。該插接部係插入一電路板預留之連接孔，並透過焊接令該插接部與該連接孔相結合且電性連接。該鋁導體可為鋁漆包線。

透過上述的技術特徵，該銅插接件可透過緊迫夾掣該鋁導體的連接段而結合且電性連接，而利用該銅插接件的插接部可輕易的與焊錫結合，可利用機械自動焊接或者過錫爐等已知技術達到快速焊接的效果。因此，可同時兼具焊接便利性以及鋁導體成本較低、質輕的優點。

1‧‧‧繞組結構

10‧‧‧繞線架

11‧‧‧出線開口

111‧‧‧限位部

2‧‧‧鋁導體

20‧‧‧繞組段

21‧‧‧連接段

3‧‧‧銅插接件

31‧‧‧夾掣部

32‧‧‧插接部

33‧‧‧卡掣部

34‧‧‧第一夾具

341‧‧‧夾臂

35‧‧‧第二夾具

351‧‧‧夾臂

4‧‧‧電路板

5‧‧‧焊錫

圖1為本案之繞組結構分解圖。

圖2-1為該銅插接件3之結構示意圖(一)。

圖2-2為該銅插接件3之結構示意圖(二)。

圖3為該銅插接件3之另一實施態樣之結構示意圖。

圖4為該繞組結構焊接於一電路板之示意圖。

本案為一種包含鋁導體的繞組結構，以下將配合各圖式說明本案的技術。

請參閱圖1、圖2-1、圖2-2與圖4，圖1中所示為一繞組結構1，其中該繞組結構1係由一繞線架10、至少一鋁導體2以及複數銅插接件3所構成的。該繞線架10包含至少一繞線區域，該繞線區域被該鋁導體2所包覆而未於圖中示出，該繞線架10的繞線區域為該技術領域具一般知識者所熟知的，因而未另繪製圖示揭示該繞線區域。再者，該繞線架10的型態以及材質並非本案所要限定的技術特徵，本案亦不限定該繞線架10所設置的繞線區域數量。該鋁導體2則包含了環繞該繞線區域至少一圈的一繞組段20，以及該鋁導體2末端的兩連接段21。當該繞線架10具有多個繞線區域時(如圖1所示之態樣具有兩個繞線區域)，亦可使用多個鋁導體2分別環繞於不同的繞線區域上，並且多個鋁導體2延伸出多個連接段21。每一連接段21與一銅插接件3結合。如圖1、圖2-1、圖2-2所示，該銅插接件3包含了一包覆該連接段21的夾掣部31，以及一插接部32。其中該夾掣部31包含具可塑性的一第一夾具34及一第二夾具35，該第一夾具34及該第二夾具35都具有對稱設置的兩夾臂341、351，且該連接段21設置於該第一夾具34的兩夾臂341及該第二夾具35的兩夾臂351之間，而該第一夾具34的兩夾臂341及該第二夾具35的兩夾臂351可於施加壓力後產生形變，進而自該連接段21兩側緊密夾掣該連接段21，使該鋁導體2與該銅插接件3結合且電性連接。此外，該第一夾具34的夾臂341長度相異於該第二夾具35的夾臂351長度。由於該銅插接件3末端的插接部32為銅材質，可自然的與焊錫5結合，且不需特殊的助焊劑或複雜的焊接過程，使得該鋁導體2得以透過該銅插接件3電性連接其他電子元件。最基本的實施態樣如圖4所示，該繞線架10上的鋁導體2透過與該銅插接件3連接且電性連接一電路板4，該電路板4上預留有複數連接孔(為該技術領域之習知技術，故未標號示出)，而該銅插接件3的插接部32可插入該連接孔，並透過焊接而令該插接部32固定於該連接孔。由於該銅插接件3可自然的與焊錫5結合，因此可使用自 動點焊機械或者連同整片電路板4一起過錫爐的習知方式，而將該插接部32快速焊接於該電路板4的連接孔中。仍請參閱圖1、圖2-1、圖2-2，為了定位該銅插接件3，該繞線架10設有複數出線開口11，該出線開口11中包含複數限位部111。該鋁導體2的連接段21延伸至該出線開口11中與該夾掣部31結合且電性連接。而該銅插接件3包含一卡掣部33，該卡掣部33抵頂於該出線開口11內壁面，更具體的，該卡掣部33是抵頂於該些限位部111以限制該銅插接件3位移。在圖中所示的具體態樣中，該限位部111為一凸塊，該卡掣部33為抵於該限位部111的一倒勾。在圖1、圖4中所示的繞線架10上，該出線開口11為開放的，為了避免該銅插接件3向外脫離該出線開口11，在實施製造過程中，可能使用部份封閉的出線開口11，或者使用膠著劑將該銅插接件3黏著於該出線開口11中，固定該銅插接件3的手段為該技術領域具通常知識者所能輕易思及的，故不再贅述。

透過上述的技術特徵，該銅插接件3可透過緊迫夾掣該鋁導體2的連接段21而結合且電性連接，而利用該銅插接件3的插接部32可輕易的與焊錫5結合，可利用機械自動焊接或者過錫爐等已知技術達到快速焊接的效果。因此，可同時兼具焊接便利性以及鋁導體2成本較低、質輕的優點。特別是為了將小型的繞組結構1直接插入電路板4中焊接固定，以適用於中小型電子產品的製程。

請再參閱圖3，前述的銅插接件3的具體實施態樣可為多種不同規格的形態，只要該銅插接件3具有用於與鋁導體2結合的夾掣部31，以及與其他元件焊接結合的插接部32，皆包含在本案可解釋的態樣中。前述的鋁導體2可為鋁漆包線，或者以鋁為主要材質的鋁合金導體。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，而所作之些許更動與 潤飾，皆應涵蓋於本發明中，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

綜上所述，本發明較習知之創作增進上述功效，應已充分符合新穎性及進步性之法定創新專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵創作，至感德便。

1‧‧‧繞組結構

10‧‧‧繞線架

11‧‧‧出線開口

111‧‧‧限位部

2‧‧‧鋁導體

20‧‧‧繞組段

21‧‧‧連接段

3‧‧‧銅插接件

31‧‧‧夾掣部

32‧‧‧插接部

33‧‧‧卡掣部

Claims (7)

1. 一種包含鋁導體的繞組結構，係包括：一繞線架，該繞線架包含至少一繞線區域；至少一鋁導體，該鋁導體包含了環繞該繞線區域至少一圈的一繞組段，以及該鋁導體末端的兩連接段；複數銅插接件，該銅插接件包含一包覆該連接段的夾掣部、一用於插入一連接孔的插接部，該夾掣部包含具可塑性的一第一夾具及一第二夾具，該連接段設置於該第一夾具的兩夾臂及該第二夾具的兩夾臂之間，於該第一夾具的該兩夾臂及該第二夾具的該兩夾臂受塑形而分別自該連接段兩側夾掣該連接段，且該第一夾具的夾臂長度相異於該第二夾具的夾臂長度。
2. 如申請專利範圍第1項所述的包含鋁導體的繞組結構，其中該繞線架具有與該繞線區域相鄰的複數出線開口，該些連接段延伸至該出線開口中與該夾掣部結合且電性連接。
3. 如申請專利範圍第2項所述的包含鋁導體的繞組結構，其中該銅插接件包含一卡掣部，該卡掣部抵頂於該出線開口內壁面以限制該銅插接件位移。
4. 如申請專利範圍第3項所述的包含鋁導體的繞組結構，其中該出線開口內包含複數限位部，該限位部與該卡掣部相抵而限制該卡掣部位移。
5. 如申請專利範圍第4項所述的包含鋁導體的繞組結構，其中該限位部為一凸塊，該卡掣部為抵於該限位部的一倒勾。
6. 如申請專利範圍第1項所述的包含鋁導體的繞組結構，其中該鋁導體為鋁漆包線。
7. 如申請專利範圍第1項所述的包含鋁導體的繞組結構，其中該插接部係插入一電路板預留之連接孔，並透過焊接令該插接部與該連接孔相結合且電性連接。