专利名称：线圈绕线方法
技术领域：
本发明涉及一种线圈绕线方法，尤其涉及一种适用于电感元件的线圈绕线方法。
背景技术：
电感元件常作为电子电路中的被动组件，主要包含磁芯及由导线所构成的线圈。当给予线圈电流时在导线周围会产生磁力线，而磁通量与产生此磁通量的电流之比即为电感。
一般而言，电感元件的电感量与线圈的圈数、大小、材质或线圈的绕线方法有关，其中，线圈的绕线方法往往对电感特性的影响较大。请参阅图1，电感元件包括磁芯10和线 圈12,线圈12由一导线螺旋环绕于磁芯10上而形成。在图I中,Pl至P8表不导线环绕磁芯10时在磁芯10上的位置顺序，例如，导线自Pl开始顺时针朝P2绕，接着绕过磁芯10到P3再到P4，接着继续以顺时针方式绕过磁芯10至P5，再依序至P6、P7至P8。图I为线圈绕线方法的理想状况，实际绕线时，导线并不会排列如此整齐。如图2所示，Rl至R9表示导线21环绕磁芯20时在磁芯20上的位置顺序。导线21的一端210悬于磁芯20外,而导线21的另一端环绕于磁芯20上而形成线圈22。由图2可知，导线21环绕磁芯20的方式虽与图I所示的方法相同，然而，当导线21将进行第二层的环绕时，同一列不同层的导线21会因为导线21本身的体积而被向外推挤，如位置R7被位置Rl挤，使得线圈22的排列不均匀。还有，当导线21再继续绕第三层时，导线21会因为内层的导线而被向外推挤，如位置R9被位置Rl和位置R7所推挤，因而此处用来环绕磁芯20的导线21相对较多。另外，此种导线排列不均而导致电感元件的电感特性不稳定的现象，在导线排列数量越少时越易明显。因此，本发明欲提供一种线圈绕线方法，期能避免环绕于磁芯上的导线排列不均匀、或相同层不同列的导线长度不一之问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种线圈绕线方法，能够使线圈各层各列的导线排列、长度均匀一致。本发明提供一种线圈绕线方法，采用了第一绕线机构和第二绕线机构，所述线圈绕线方法包括以下步骤:Al、将导线置于磁芯上，使所述第一及第二绕线机构分别对应夹住所述导线的前段和后段；B1、使所述第一绕线机构夹住所述导线的前段朝一方向环绕所述磁芯，同时所述第二绕线机构夹住所述导线的后段朝另一方向环绕所述磁芯，并当所述第一绕线机构和第二绕线机构运行至一预定换线区域时，所述第一绕线机构放开所述导线的前段并夹住所述导线的后段，同时所述第二绕线机构放开所述导线的后段并夹住所述导线的前段；Cl、使所述第一绕线机构夹住所述导线的后段朝所述另一方向环绕磁芯，同时所述第二绕线机构夹住所述导线的前段朝所述一方向环绕磁芯，并当所述第一绕线机构及所述第二绕线机构运行至另一预定换线区域时，使所述第一绕线机构放开该导线的末段并夹住所述导线的前段，同时所述第二绕线机构放开所述导线的前段并夹住导线的后段。本发明提供一种线圈绕线方法，包括以下步骤A2、将导线置于磁芯上以使该导线的前段和后段分别延伸至所述磁芯的第一侧和第二侧；B2、使所述导线的前段自磁芯的第一侧朝一方向环绕所述磁芯而至磁芯的第二侧，并使导线的后段自所述磁芯的第二侧朝另一方向环绕所述磁芯而至磁芯的第一侧；C2、使所述导线的前段以仅与自身重叠的方式从所述磁芯的第二侧朝所述一方向环绕该磁芯而至该磁芯的第一侧，并令该导线的后段以仅与自身重叠的方式从所述磁芯的第一侧朝所述另一方向环绕该磁芯而至磁芯的第二侧；D2、令所述导线的前段以仅与自身重叠的方式从所述磁芯的第一侧朝所述一方向环绕所述磁芯而至磁芯的第二侧，并令所述导线的后段以仅与自身重叠的方式从所述磁芯的第二侧朝所述另一方向环绕所述磁芯而至磁芯的第一侧，接着返回步骤Cl，以使该导线在该磁芯上形成至少两列的复数层线圈。
此外，所述的一方向与所述的另一方向相反。所述导线的前段与导线的后段的长度实质上相等。所述导线的前段朝所述一方向环绕该磁芯所形成的层数与所述导线的后段朝所述另一方向环绕该磁芯所形成的层数相同。在实施例中，所述导线的数量为多条。与现有技术相比较，通过本发明的应用，可使得线圈中外层的导线不会被内层的导线向外推挤而影响各层各列的排列，进而达到稳定电感元件的电感特性的效果。
图I为现有电感元件的线圈绕线的理想状态示意图。图2为现有电感元件的线圈绕线的实际状态示意图。图3为本发明的线圈绕线方法的一实施例的流程图。图4A、4B、4C和图4D为本发明的线圈绕线方法的一实施例的绕线示意图。图5为本发明的线圈绕线方法的另一实施例的流程图。图6A、6B、6C和图6D为本发明的线圈绕线方法另一实施例的绕线示意图。图7A为应用本发明线圈绕线方法所制成的电感元件的剖面图。图7B为图7A的XX切线剖面图。图8为应用本发明的线圈绕线方法实施例一所制成的电感元件的剖面图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。请参阅图3图并配合图4A、4B、4C及图4D，图3为本发明线圈绕线方法一实施例的流程图，图4A、4B、4C及图4D为本发明线圈绕线方法的示意图。在步骤S31中，将导线31置于磁芯30上，以使导线31的前段31a及后段32b分别延伸至磁芯30的第一侧30a及第二侧30b，如图4A所示。需说明的是，将导线31区分为前段31a及中段310，在此非指将导线31真正的切断或分割，而仅是区分为两段以方便进行后续的绕线作业。此外，导线31的前段31a及后段31b的长度实质上相等。在步骤S32中，使导线31的前段31a朝一方向100环绕磁芯30而至磁芯30的第二侧30b ;令导线31的后段31b朝另一方向300环绕磁芯30而至磁芯30的第一侧30a。也就是说，导线31的前段31a原本在磁芯30的第一侧30a，而导线31的后段31b原本在磁芯30的第二侧30b，在此步骤中，导线31的前段31a与后段31b在空中交错(即彼此交换)而形成导线31的前段31a延伸至磁芯30的第二侧30b且导线31的后段31b延伸至磁芯30的第一侧30a。如图4B所示，一方向100若为顺时针方向，另一方向300则为逆时针方向。在步骤S33中，使导线31的前段31a以仅与自身重叠的方式从第二侧30b朝一方向100环绕磁芯30而至第一侧30a ;使导线31的后段31b以仅与自身重叠的方式从第一侧30a朝另一方向300环绕磁芯30而至磁芯30的第二侧31b，如图4C所示。也就是说，在 此步骤中，导线31的前段31a与后段31b又再次在空中交错(即彼此交换)而形成导线31的前段31a延伸至磁芯30的第一侧30a，导线31的后段31b延伸至磁芯30的第二侧30b。且在完成步骤S33后，导线31在磁芯30上便形成一层两列的线圈。此外，导线31的前段31a在环绕中柱部310时不会与后段31b重叠，而导线31的后段31b在环绕中柱部310时也不会与前段31a重叠。接着在步骤S34中，使导线31的前段31a以仅与自身重叠的方式从第一侧30a朝一方向100环绕磁芯30而至第二侧30b;使导线31的后段31b以仅与自身重叠的方式从第二侧30b朝另一方向300环绕磁芯30至第一侧30a，如图4D所示。接着返回步骤S33，在完成步骤S34后，导线31在磁芯30上形成多层两列的线圈，且导线31的前段31a朝一方向100环绕磁芯30的环绕次数与导线31的后段31b以另一方向300环绕30磁芯的环绕次数相同。另外，在实施例一中，如图4A至图4D所示的磁芯30可为包括中柱部301及分别形成于中柱部301两端的上、下端部302及303的「工」字型磁芯，且上、下端部302及303的垂直中柱部301延伸方向的截面积可大于中柱部301的截面积。在此实施例中，可将导线31倾斜于磁芯30的上、下端部301、302，并将导线31的前段31a和后段31b平行于磁芯30的上、下端部301、302的方式来环绕磁芯30。其次，上述利用导线环绕磁芯时，通常会在磁芯的两端设置固持器以固定磁芯来辅助绕线，但导线往往在环绕磁芯一半时便被磁芯卡住而无法绕成一圈。图5及图6A至图6D所示的方法即可解决前述问题，其中，图5为本发明线圈绕线方法的另一实施例的流程图，图6A至图6D为利用绕线机构辅助绕线的俯视图。在步骤S51中，将导线51置于磁芯50上，使第一绕线机构60a及第二绕线机构60b分别夹住导线51的前段51a和后段51b。具体地说，导线51置于磁芯50上以使其前、后段51a、51b分别延伸至磁芯50的第一、二侧50a、50b，并将第一绕线机构60a和第二绕线机构60b分别设置于磁芯50的第一、二侧50a、50b以分别夹住导线51的前、后段51a、51b。接着在步骤S52中，使第一绕线机构60a夹住导线51的前段51a朝一方向100环绕磁芯50，并令第二绕线机构60b夹住导线51的后段51b朝另一方向300环绕磁芯50而至第一侧50a。如图6A所不。接着在步骤S53中，当第一绕线机构60a和第二绕线机构60b运行至一预定换线区域200时，第一绕线机构60a放开导线51的前段51a并夹住到导线51的后段51b，同时第二绕线机构60b放开导线51的后段51b并夹住导线51的前段51b。如图6B所不。接着在步骤S54中，使第一绕线机构60a夹住导线51的后段51b朝另一方向300环绕磁芯50，同时第二绕线机构60b夹住导线51的前段51a朝一方向100环绕磁芯50。如图6C所示。也就是说，当第一绕线机构60a夹着导线51的前段51a自磁芯50的第一侧50a行进至预定换线区域200且第二绕线机构60b夹着导线51的后段51b自磁芯50第二侧50b行进至预定换线区域200时，此时导线51的前、后段51a、51b呈交叉状态，因而第一绕线机构60a和第二绕线机构60b在预定换线区域200中需放开原本所夹住的线段来夹住彼此的线段。在步骤S55中，当第一绕线机构60a及第二绕线机构60b运行至另一预定换线区域400时，第一绕线机构60a放开导线51的后段51b并夹住导线51的前段51a，同时第二 绕线机构60b放开导线51的前段51a并夹住导线51的后段51b。如图6D所示。接着返回步骤S52，重复实施步骤S52至S55，以使导线51在磁芯50上形成至少两列的复数层线圈。需说明的是，虽然第一绕线机构60a和第二绕线机构60b分别夹住导线51的两端以同时将导线的前、后段环绕磁芯50，但详看第一绕线机构60a和第二绕线机构60b的行进路径，第一绕线机构60a负责磁芯50的第一侧50a的半圆形绕线工作，第二绕线机构60b负责磁芯50的第二侧50b的半圆形绕线工作。还需说明的是，图5及图6A至图6D所显示的绕线方法中，一方向100可为顺时针方向，另一方向300可为逆时针方向，导线51的前段51a和后段51b实质上长度相同,且环绕磁芯50时不会相互重叠，而导线51的前段51a朝一方向100环绕磁芯50所形成的层数与导线51的后段51b朝另一方向300环绕磁芯50所形成的层数相同。另外，请参阅图7A，图7A为利用图3或图5所示的线圈绕线方法所制作的电感元件的剖面图。在图7A中，导线31的前段31a具有al至a6截面，导线31的后段31b具有bl至b6截面，且导线前段31a与导线后段31b两者的环绕方向相反。由图7A可知，第一列线圈321为由导线31的前段31a重叠环绕磁芯30所形成，第二列线圈322为由导线31的后段31b重叠环绕磁芯30所形成。图7A所示的线圈32具有三层两列，其仅为例示性范例。另外，请参阅图7B，其为图7A的XX切线剖面图。由图7B可知，导线31的前段31a朝顺时针方向环绕磁芯30，而导线31的后段31b朝逆时针方向环绕磁芯30，且导线31所环绕的圆圈为同心圆。因此，利用本发明所揭露的线圈绕线方法来进行导线的环绕，可避免以往仅利用导线的一端进行单一方向的环绕时，由于导线本身的体积占用导线环绕的空间，导致导线排列不均的问题。以上所述仅示意一条导线的情况，然而本发明也可应用于多条导线的实施例，请参阅图8。图8为利用两条导线环绕磁芯以形成两层四列的线圈。利用第一条导线LI、第二条导线L2两者同时环绕磁芯40可加快线圈形成速度。具体来说，首先，第一条导线LI的前段Lla和后段Llb分别延伸至磁芯40的相异侧，且第二条导线L2的前段L2a和后段L2b分别延伸至磁芯40的相异侧。也就是说，第一条导线LI的前段Lla的截面Llal和第二条导线L2的前段L2a的截面L2al在同侧，而第一条导线LI的后段Llb的截面Llbl和第二条导线L2的后段L2b的截面L2bl在另一侧。接着，第一条导线LI的前段Lla及第二条导线L2的前段L2a—起以平行于磁芯40的上端部402的方式环绕磁芯40的中柱部401，因而形成第一条导线LI的前段Lla的截面Lla2、Lla3和Lla4，第二条导线L2的前段L2a的截面L2a2、L2a3和L2a4 ;同时第一条导线LI的后段Llb及第二条导线L2的后段L2b —起以平行于磁芯40的下端部403的方式、以相反于前段的方向环绕磁芯40的中柱部401，因而形成第一条导线LI的后段Llb的截面Llb2、Llb3和Llb4，第二条导线L2的后段L2b的截面L2b2、L2b3和L2b4。这样利用两条导线一起环绕磁芯且以区分为导线前段朝一方向环绕磁芯而导线后段朝另一方向环绕磁芯的方式形成线圈，可避免以往只用导线的一段进行一种环绕方向的环绕时，所产生的导线纠结的困扰。因此，本发明的线圈绕线方法，适用于电感元件，尤其适用于电感元件的线圈的排列数(即磁芯的中柱部所能容纳环绕的线圈排列数)较少的实施例，例如两列。在列数为两排的线圈的实施例中，导线排列的均匀与否的电感元件的特性影响很大，其中一列线圈的 排列不均即是二分之一的影响。综上所述，本发明的线圈绕线方法是将导线置于磁芯上以使导线的前段及后段分别以相反方向环绕磁芯，并于环绕时导线的前段仅与自身重叠而不与后段重叠，而导线的后段也一样。故，解决了以往由于内层导线占有体积导致导线排列不均的问题。此外，利用绕线机构进行线圈绕线时，导线的前、后段每环绕该磁芯半圈，夹住该前段的绕线机构和夹住该后段的绕线机构会放开原本所夹住的导线而去夹住彼此的导线，因而可迅速完成，节省整理复数条导线的时间。应当理解的是，上述各实施例仅用于说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种线圈绕线方法，其特征在于，包括以下步骤 Al、将导线置于磁芯上，使第一绕线机构和第二绕线机构分别对应夹住所述导线的前段和后段； BI、使第一绕线机构夹住该导线的前段朝一方向环绕所述磁芯，同时使所述第二绕线机构夹住所述导线的后段朝另一方向环绕该磁芯；当所述第一绕线机构和第二绕线机构运行至一预定换线区域时，所述第一绕线机构放开所述导线的前段并夹住所述导线的后段，同时所述第二绕线机构放开所述导线的后段并夹住所述导线的前段； Cl、使所述第一绕线机构夹住所述导线的后段朝所述另一方向环绕所述磁芯，同时所述第二绕线机构夹住所述导线的前段朝所述一方向环绕所述磁芯，并当所述第一绕线机构和第二绕线机构运行至另一预定换线区域时，使所述第一绕线机构放开所述导线的末段并夹住所述导线的前段，同时使第二绕线机构放开所述导线的前段并夹住所述导线的后段。
2.根据权利要求I所述的线圈绕线方法，其特征在于，所述导线的前段以仅与自身重叠的方式朝所述一方向环绕磁芯，所述导线的后段以仅与自身重叠的方式朝所述另一方向环绕该磁芯，且所述导线的前段环绕所述磁芯所形成的层数与所述导线的后段环绕所述磁芯所形成的层数相同。
3.根据权利要求I所述的线圈绕线方法，其特征在于，所述导线为多条。
4.根据权利要求I所述的线圈绕线方法，其特征在于，所述一方向与所述另一方向相反。
5.根据权利要求I所述的线圈绕线方法，其特征在于，导线前段的长度与导线后段的长度相等。
6.一种线圈绕线方法，其特征在于，包括以下步骤 A2、将导线置于磁芯上使导线的前段和后段分别延伸到所述磁芯的第一侧和第二侧；B2、使导线的前段自磁芯的第一侧朝一方向环绕所述磁芯至所述磁芯的第二侧，并使导线的后段自所述磁芯的第二侧朝另一方向环绕所述磁芯至磁芯的第一侧； C2、使导线的前段以仅与自身重叠的方式从所述磁芯的第二侧朝所述一方向环绕所述磁芯至磁芯的第一侧，并使导线的后段以仅与自身重叠的方式从所述磁芯的第一侧朝所述另一方向环绕所述磁芯至磁芯的第二侧； D2、使所述导线的前段以仅与自身重叠的方式从所述磁芯的第一侧朝所述一方向环绕所述磁芯至磁芯的第二侧，并使所述导线的后段以仅与自身重叠的方式从所述磁芯的第二侧朝所述另一方向环绕所述磁芯至磁芯的第一侧，接着返回步骤C2，以使所述导线在所述磁芯上形成至少两列的复数层线圈。
7.根据权利要求6所述的线圈绕线方法，其特征在于，所述一方向与所述另一方向相反。
8.根据权利要求6所述的线圈绕线方法，其特征在于，导线前段的长度与导线后段的长度相等。
9.根据权利要求6项所述的线圈绕线方法，其特征在于，所述导线的前段以仅与自身重叠的方式朝所述一方向环绕所述磁芯所形成的层数，与所述导线的后段以仅与自身重叠的方式朝所述另一方向环绕该磁芯所形成的层数相同。
10.根据权利要求6项所述的线圈绕线方法，其特征在于，所述导线为多条。
全文摘要
本发明公开了一种线圈绕线方法，首先将至少一导线置于磁芯上以使导线的前、后段分别延伸到磁芯的两侧，再采用第一绕线机构夹住导线的前段以自身重叠的方式朝一方向环绕磁芯，并采用第二绕线机构夹住导线的后段以自身重叠的方式朝另一方向环绕磁芯，其中，所述第一绕线机构、第二绕线机构运行至换线区域时交换彼此所夹住的线段且导线的前、段于环绕磁芯时不相互重叠，从而使导线在磁芯上形成至少两列的复数层线圈。因此，本发明可使导线排列整齐，提升电感元件的稳定性。
文档编号H01F41/06GK102810394SQ20111014372
公开日2012年12月5日 申请日期2011年5月31日 优先权日2011年5月31日
发明者罗鹏程 申请人:美桀电子科技(深圳)有限公司