ИНДУКТИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2015 года по МПК H01F17/04 H01F27/30 

Настоящая заявка претендует на приоритет на основании немецкой патентной заявки №102010028325.8. Полное содержание этой предшествующей заявки включено в настоящую заявку посредством ссылки.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к индуктивному элементу и корпусу для изготовления такого индуктивного элемента.

Уровень техники

Индуктивные элементы часто применяются в электронике. Они содержат ферритовый сердечник и, по меньшей мере, одну катушку, намотанную на этот ферритовый сердечник. Затем все устройство окружается наружным экраном. Индуктивные элементы выполняются так, что они могут быть прикреплены к печатной плате, причем одновременно с креплением устанавливается также и электрическое соединение.

В известном индуктивном элементе этого типа (патент США 6847280), предусмотрен двусоставный кожух, включающий как экран, так и сердечник для катушки. Концы проволоки, образующей катушку, выводятся наружу через боковые отверстия.

Известен также индукционный элемент, в котором сердечник катушки с двумя фланцами окружен экраном, причем имеется изготовленное из изолирующего материала промежуточное кольцо, расположенное между периферическими краями фланцев, имеющих одинаковые размеры, и кольцом экрана (DE 10212930).

Известны также индуктивные элементы, в которых внутри магнитной цепи имеется воздушный зазор для обеспечения конкретных электрических свойств. Поскольку этот воздушный зазор оказывает влияние на электрические свойства индуктивного элемента, необходимо обеспечить постоянство правильных размеров воздушного зазора. Для этой цели было предложено размещать индуктивный элемент, включающий корпус катушки и экран, внутри пластмассового кожуха и помещать в этом пластмассовом кожухе центровочные средства, которые центруют как корпус катушки, так и экран относительно пластмассового кожуха и тем самым обеспечивают также нужное взаимное расположение корпуса катушки и экрана (DE 102007063170).

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить опционное средство для обеспечения правильных размеров воздушного зазора в индуктивном элементе.

Для решения вышеуказанной задачи изобретение предлагает индуктивный элемент, отличающийся признаками пункта 1 формулы изобретения. Разработки настоящего изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

Таким образом, индуктивный элемент, предложенный в настоящем изобретении, содержит корпус катушки и окружающее ее кольцо экрана, служащее для экранирования. Корпус катушки, в свою очередь, содержит сердечник, обычно - но не обязательно - цилиндрический, на который намотана катушка. По меньшей мере, на одном торце сформирован фланец, причем этот фланец имеет внутреннюю сторону, обращенную к сердечнику катушки, и противоположную наружную сторону. Этот фланец ограничивает пространство, в котором размещается катушка. Далее, экранирующее кольцо, которое, по меньшей мере в одной точке, ограничивает воздушный зазор относительно корпуса катушки, позиционируется относительно фланца с помощью позиционирующих средств так, что воздушный зазор предусмотренных размеров возникает в предусмотренном месте. В данном случае позиционирующие средства работают непосредственно между экранирующим кольцом и фланцем. Для такого позиционирования дополнительного пластмассового кожуха и/или центровки экранирующего кольца уже не требуется.

Позиционирующие средства, расположенные между экранирующим кольцом и фланцем и связанные с ними, могут быть реализованы посредством совместимых по форме исполнений экранирующего кольца и/или фланца. Поскольку оба эти объекта изготовлены из металлических или металлоподобных материалов, в настоящем изобретении предлагается конструировать как можно более простые геометрические формы.

Изобретение может предусматривать, чтобы экранирующее кольцо имело внутреннюю ступеньку на торце, обращенном к фланцу, причем одна сторона этой ступеньки образует опорную поверхность, помещаемую на фланец. Другая сторона этой внутренней ступеньки может тогда образовывать опорную поверхность, упирающуюся в периферический край фланца. В результате эта ступенька, соответствующая размерам фланца, образует позиционирующее средство, которое центрует и позиционирует экранирующее кольцо так, что воздушный зазор между корпусом катушки и экранирующим кольцом приобретает правильные размеры и правильно располагается.

В соответствии с настоящим изобретением корпус катушки может иметь два фланца, расположенных на расстоянии от сердечника катушки, при этом воздушный зазор создается между периферическим краем одного из фланцев и поверхностью внутренней стенки экранирующего кольца.

Изобретение может предусматривать, чтобы ступенька на торце экранирующего кольца проходила по всей периферии экранирующего кольца. В результате экранирующее кольцо предохраняется от смещений в любом направлении.

Для того чтобы предохранить экранирующее кольцо также и от кручения - и одновременно для его позиционирования, в соответствии с настоящим изобретением может быть предусмотрено, чтобы фланец, относительно которого работают позиционирующие средства, имел наружный контур, отклоняющийся от кругового. Например, может быть предусмотрено, чтобы наружный контур фланца имел форму круга с двумя параллельными прямолинейными срезами.

При наличии двух фланцев изобретение может предусматривать, чтобы средства позиционирования экранирующего кольца относительно фланцев размещались на фланце, служащем для крепления индуктивного элемента к печатной плате. Этот фланец также имеет больший размер в радиальном направлении, чем противоположный фланец.

Краткое описание чертежей

Дальнейшие особенности, детали и преимущества настоящего изобретения вытекают из формулы изобретения и реферата, тексты которых включены в содержание настоящего описания посредством ссылки, из нижеследующего описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения и чертежей, на которых представлены:

Фиг.1 показывает вид сбоку индуктивного элемента согласно настоящему изобретению;

Фиг.2 показывает разрез по III-III на Фиг.1;

Фиг.3 показывает увеличенную деталь части Фиг.2;

Фиг.4 показывает вид индуктивного элемента снизу;

Фиг.5 показывает аксонометрическую проекцию индуктивного

элемента при взгляде снизу;

Фиг.6 показывает аксонометрическую проекцию индуктивного

элемента при взгляде сверху и

Фиг.7 показывает разрез соответствующего Фиг.2

модифицированного варианта осуществления индуктивного элемента

согласно настоящему изобретению.

Осуществление изобретения

Индуктивный элемент, изображенный на виде сбоку на Фиг.1, содержит фланец 1, нижняя сторона 2 которого выполнена и сконструирована для крепления по технологии поверхностного монтажа (SMT, Surface Mounting Technology - технология поверхностного монтажа) к печатной плате. Над фланцем 1 можно видеть экран 3, который, однако, как будет показано ниже, частично закрывает периферию фланца 1.

Фиг.2, к которой мы теперь обращаемся, показывает поперечный разрез изображенного элемента по III-III на Фиг.1. Элемент содержит корпус 4 катушки, который, в свою очередь, содержит сердечник 5 катушки. Этот сердечник 5 катушки - цилиндрический и имеет круглое поперечное сечение. Упоминавшийся ранее фланец 1 сформирован на нижнем торце сердечника 5 катушки, причем фланец имеет плоскую внутреннюю поверхность 6 и нижнюю сторону 2. Этот фланец ограничивает пространство, имеющееся для катушки. На противолежащем торце корпуса 4 катушки имеется второй фланец 7, который не выступает так далеко в радиальном направлении, как нижний фланец 1. Экранирующее кольцо 3 помещено на нижний фланец 1, причем верхний торец 8 этого экранирующего кольца лежит в одной плоскости с верхней стороной 9 верхнего фланца 7. Воздушный зазор 11 сформирован между периферией верхнего фланца 7 и внутренней стороной 10 экранирующего кольца 3. Этот воздушный зазор проходит по всей периферии без перерыва.

Нижний фланец 1, нижняя сторона 2 которого выполнена для крепления к печатной плате, содержит сквозное отверстие 12, которое непосредственно соседствует с периферией сердечника 5 катушки. Оно служит для проталкивания сквозь него конца образующей катушку проволоки, чтобы последняя могла быть припаяна на нижней стороне.

Как уже можно было заметить из Фиг.2, экранирующее кольцо 3 опирается на внутреннюю сторону 6 нижнего фланца 1. Это можно яснее видеть на Фиг.3. На нижнем торце 13 экранирующее кольцо 3 имеет обращенную внутрь ступеньку 14. Эта ступенька имеет первую сторону 15, идущую параллельно торцу 13, и вторую сторону 16, идущую перпендикулярно упомянутой первой стороне и концентрично наружной поверхности. Экранирующее кольцо 3 опирается на внутреннюю сторону 6 нижнего фланца 1 первой стороной 15 ступеньки 14. Вторая сторона 16 упирается в наружную периферию 17 нижнего фланца 1. Расстояние между наружной периферией 17 и стороной 16 показано в увеличенном масштабе на Фиг.3 для того, чтобы яснее проиллюстрировать взаимодействие деталей.

Поскольку ступенька 14 идет вдоль всей периферии экранирующего кольца 3, это предотвращает смещение экранирующего кольца 3 относительно нижнего фланца 1 в любом направлении.

Обратимся теперь к Фиг.4, которая показывает индуктивный элемент с нижней стороны. Нижняя сторона 2 разделена на три зоны, в том числе, две наружных зоны с проводящим покрытием и центральную зону между двумя покрытыми зонами 18, причем центральная зона остается без покрытия. Наружный контур 17 этого нижнего фланца 1 имеет форму двух круговых дуг, которые соединены двумя прямолинейными участками, идущими параллельно друг другу. Такая форма, которая отклоняется от круга, также предотвращает кручение экранирующего кольца 3 относительно фланца 1.

Торец 13 экранирующего кольца 3 окружает наружный контур 17 нижнего фланца 1 со всех сторон.

Аксонометрическая проекция на Фиг.5 показывает индуктивный элемент снизу. Здесь также видно, что нижний торец 13 экранирующего кольца 3 окружает фланец 1 со всех сторон.

Фиг.6, далее, показывает в аксонометрии индуктивный элемент сверху. Здесь можно видеть воздушный зазор 11, образованный между фланцем 7 и экранирующим кольцом 3. Предмет настоящего изобретения относится к правильному поддержанию этого воздушного зазора 11.

Обратимся теперь к модифицированному варианту осуществления согласно Фиг.7. На ней изображен корпус 24 катушки, в котором только сердечник 25 корпуса катушки имеет фланец 1 на нижнем торце, тогда как в верхней зоне сердечник оканчивается без фланца. Вместо этого экранирующее кольцо 23 в зоне его верхнего торца 8 имеет обращенную внутрь плоскокольцевую часть 27. Воздушный зазор 21 также образован между внутренним краем этой части 27 и наружной стороной сердечника 25 корпуса катушки, причем правильные размеры и положение воздушного зазора поддерживаются так же, как в предшествующем варианте осуществления. Для этой цели также служат позиционирующее средство, образованное ступенькой 14 между нижним фланцем 1 и экранирующим кольцом 23.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в обеспечении постоянства воздушного зазора. Индуктивный элемент содержит корпус катушки с сердечником и два выступающих в радиальном направлении фланца, образованных на противоположных торцах сердечника. Один из фланцев предназначен для крепления к печатной плате и по размерам больше, чем другой фланец. С наружной стороны корпус катушки окружен экранирующим кольцом, посаженным на больший из фланцев. Для этой цели экранирующее кольцо на нижнем торце имеет обращенную внутрь ступеньку, одна сторона которой образует опорную поверхность, помещаемую на внутреннюю сторону фланца. Другая сторона ступеньки образует опорную поверхность, упирающуюся в наружную периферию фланца. Ступенька предпочтительно проходит вдоль всей периферии экранирующего кольца. В результате воздушный зазор, образованный между верхним фланцем и внутренней стороной экранирующего кольца, фиксирован в отношении его размеров и положения. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Индуктивный элемент, включающий корпус (4, 24) катушки, который имеет сердечник (5, 25) катушки для ее удержания и, по меньшей мере, один фланец (1, 7), выступающий в радиальном направлении за сердечник (5, 25) катушки, и экранирующее кольцо (3), которое окружает сердечник (5, 25) катушки на расстоянии от него и которое вместе с сердечником (5, 25) катушки образует воздушный зазор (11, 21) между сердечником катушки и экранирующим кольцом, по меньшей мере, в одном положении, а также действует вместе с позиционирующими средствами между фланцем (1) и экранирующим кольцом (3) для обеспечения требуемых размеров воздушного зазора (11, 21), при этом экранирующее кольцо (3) имеет на своем торце (13) внутреннюю выемку (14), обращенную к фланцу (1), причем одна сторона (15) этой выемки образует опорную поверхность, помещаемую на фланец (1), а другая сторона (16) этой выемки образует опорную поверхность, упирающуюся в периферический край (17) фланца (1).

2. Индуктивный элемент по п. 1, отличающийся тем, что корпус (4) катушки имеет два фланца (1, 7), расположенные на расстоянии от сердечника (5) катушки, причем воздушный зазор (11) сформирован между периферическим краем одного из фланцев (7) и внутренней стороной (10) экранирующего кольца (3).

3. Индуктивный элемент по п. 1, отличающийся тем, что наружный контур (17) фланца и внутренний контур экранирующего кольца (3) отклоняются от круговой формы.

4. Индуктивный элемент по п. 2, отличающийся тем, что в случае наличия двух фланцев (1, 7) позиционирующие средства предусмотрены между экранирующим кольцом (3) и фланцем (1), который связан с печатной платой и служит для целей крепления.

5. Индуктивный элемент по п. 1, отличающийся тем, что фланец (1, 7) сформирован в виде пластины.