КАТУШКА С ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ ОБМОТКОЙ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАКОЙ КАТУШКИ Российский патент 2024 года по МПК H01F27/28 H01F27/30 H01F17/04 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к катушке, содержащей электропроводящую обмотку, имеющую первый вывод обмотки и второй вывод обмотки, и магнитный сердечник. Изобретение также относится к способу изготовления катушки. Изобретение также относится к конструкции, содержащей печатную плату и катушку.

Уровень техники

Из международной патентной публикации WO 2018/102578 А1 известен трансформатор, который содержит сильноточную обмотку и слаботочную обмотку. Сильноточная обмотка содержит несколько полувитков, соединенных параллельно. Низкоточная обмотка содержит несколько полных витков, соединенных последовательно.

Раскрытие сущности изобретения

Настоящее изобретение направлено на усовершенствование катушки, способа изготовления катушки и конструкции.

В соответствии с изобретением для этого предусмотрена катушка с признаками по пункту 1 формулы изобретения, способ изготовления катушки с признаками по пункту 14 формулы изобретения и конструкция с признаками по пункту 24 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

В случае катушки с электропроводящей обмоткой обмотка содержит первый вывод обмотки и второй вывод обмотки. Катушка снабжена магнитным сердечником. Обмотка проходит на угол не более 290°, в частности 270°, вокруг сердечника. Обмотка закреплена на сердечнике.

С помощью обмотки, которая проходит на угол не более 290°, может быть реализована очень низкая индуктивность катушки. В то же время такая катушка имеет очень низкое сопротивление постоянному току и очень низкое сопротивление переменному току. При правильном выборе материала для сердечника также может быть достигнут очень высокий ток насыщения. Сердечник может быть изготовлен из магнитомягкого материала, такого как металл или феррит. Крепление обмотки к сердечнику значительно упрощает обращение с катушкой и, в частности, ее автоматическое изготовление и автоматическую сборку в цепи.

В одном варианте осуществления изобретения обмотка проходит на угол по меньшей мере 160°, в частности 180°, вокруг сердечника.

Таким образом, обмотка проходит вокруг сердечника на угол от 160° до 290°. Это позволяет достичь очень низких значений индуктивности.

В одном варианте осуществления изобретения предусмотрены две обмотки, каждая из которых содержит первый вывод обмотки и второй вывод обмотки, и при этом каждая обмотка проходит на угол по меньшей мере 160° и не более 290° вокруг сердечника.

Например, две обмотки, каждая из которых проходит на угол чуть менее 180° вокруг сердечника, накладывают на один и тот же сердечник. Это позволяет расположить две обмотки, экономя место. При необходимости две обмотки также могут быть соединены вместе, чтобы обеспечить почти полный виток.

В одном варианте осуществления изобретения обмотка выполнена по меньшей мере частично из листового металла или из металлической проволоки с квадратным или прямоугольным поперечным сечением.

Таким образом можно достичь очень низкого сопротивления катушки постоянному току. Например, обмотка выполнена из меди, серебра или алюминия. Эти металлы хорошо поддаются обработке и обеспечивают низкое сопротивление постоянному току.

В одном варианте осуществления изобретения обмотка содержит по меньшей мере один первый фиксирующий элемент, а сердечник содержит по меньшей мере один второй фиксирующий элемент, при этом в установленном состоянии обмотки на сердечнике указанный по меньшей мере один фиксирующий элемент обмотки взаимодействует с указанным по меньшей мере одним вторым фиксирующим элементом сердечника, удерживая обмотку на сердечнике.

Для обычных катушек по меньшей мере с одним полным витком нет проблем удерживать обмотку на сердечнике, поскольку обмотка полностью охватывает сердечник по меньшей мере один раз. Если обмотку выполняют с углом 290° или меньше, фиксирующие элементы на обмотке и сердечнике позволяют надежно закрепить обмотку на сердечнике. Это значительно упрощает изготовление и обращение с катушкой.

В одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один первый фиксирующий элемент выполнен в виде выступа на обмотке, который выступает в направлении сердечника, а по меньшей мере один второй фиксирующий элемент на сердечнике выполнен в виде углубления или ступени в сердечнике, причем углубление или ступень в сердечнике выполнены соответствующими выступу на обмотке.

Выступ на обмотке и ступень или углубление на сердечнике позволяют очень просто прикрепить обмотку к сердечнику.

В одном варианте осуществления изобретения предусмотрено экранирующее кольцо из феррита или металлического сплава, не обладающего электропроводностью, которое окружает сердечник и обмотку по меньшей мере на некоторых участках.

Такое экранирующее кольцо не только экранирует электромагнитные волны, генерируемые обмоткой при высокочастотной эксплуатации, но и может внести важный вклад в закрепление обмотки на сердечнике.

Например, экранирующее кольцо приклеено к сердечнику с помощью клея. Это позволяет надежно удерживать обмотку между экранирующим кольцом и сердечником. Клей предпочтительно содержит частицы феррита или частицы металлического сплава, не обладающего электропроводностью. Таким образом, клей также может способствовать экранирующему действию.

В одном варианте осуществления изобретения сердечник снабжен канавкой, проходящей по окружности по меньшей мере на 160° вокруг сердечника, причем обмотка вставлена в канавку на некоторых участках.

В канавке обмотка может быть легко и надежно закреплена на сердечнике. Например, обмотка изготовлена из проволоки с прямоугольным или квадратным поперечным сечением. Таким образом, проволоку можно надежно прикрепить к сердечнику, просто вставив ее в канавку прямоугольной или квадратной формы.

В одном варианте осуществления изобретения обмотка защелкнута в канавке, запрессована в канавке и/или вклеена в канавку.

В одном варианте осуществления изобретения сердечник снабжен по меньшей мере одним проходящим по окружности выступом, при этом обмотка охватывает выступ на некоторых участках.

На сердечниках катушек обычно предусмотрен проходящий по окружности выступ, предназначенный для удержания на сердечнике обычной обмотки. Это связано с тем, что один или два проходящих по окружности выступа предотвращают соскальзывание обмотки в направлении к центральной продольной оси сердечника. В катушке в соответствии с изобретением обмотка проходит на угол не более 290° вокруг сердечника. В такой обмотке проходящий по окружности выступ может служить для удержания обмотки на сердечнике за счет соединения обмотки с выступом на некоторых участках.

Предпочтительно, чтобы один участок обмотки был напрессован на выступ.

Обмотка состоит из металла и может быть обмотана вокруг выступа, предпочтительно параллельно центральной продольной оси сердечника. Если этот участок обмотки затем прижать к выступу, обмотка будет автоматически удерживаться на сердечнике. Например, первый участок обмотки в начале обмотки и второй участок на конце обмотки могут быть запрессованы с помощью проходящего по окружности выступа, чтобы надежно удерживать обмотку на сердечнике.

В способе изготовления катушки в соответствии с изобретением предусмотрены этапы размещения по меньшей мере одной обмотки на сердечнике и закрепления обмотки на сердечнике.

В установленном состоянии обмотка предпочтительно проходит вокруг сердечника на угол более 180° и не более 290°, при этом предусмотрены этапы раздвигания обмотки, надевания обмотки на сердечник и сдвигания или возвращения обмотки в исходное состояние так, чтобы обмотка на некоторых участках прилегала к периферийной поверхности сердечника.

Если обмотка проходит вокруг сердечника на угол более 180°, то обмотка после надевания и сдвигания или возвращения в исходное состояние может образовывать поднутрение. Таким образом обмотка надежно удерживается на сердечнике. Например, обмотку можно просто надеть на сердечник перпендикулярно центральной продольной оси сердечника. Затем при надевании обмотка раздвигается и автоматически возвращается в исходное состояние, когда обмотка находится в правильном положении на сердечнике.

В одном варианте осуществления изобретения обмотка имеет по меньшей мере один первый фиксирующий элемент, а сердечник имеет по меньшей мере один второй фиксирующий элемент, при этом предусмотрено надевание обмотки на сердечник и защелкивание первого фиксирующего элемента во втором фиксирующем элементе.

При надевании обмотки на сердечник фиксирующие элементы могут быть расположены и выполнены таким образом, чтобы они автоматически защелкивались друг в друге. Это может значительно упростить полностью автоматическое изготовление катушки.

В одном варианте осуществления изобретения предусмотрено склеивание обмотки и сердечника.

Склеивание обмотки и сердечника также может обеспечить надежное крепление обмотки к сердечнику.

В одном варианте осуществления изобретения предусмотрено надевание экранирующего кольца на сердечник, при этом обмотка размещается, по меньшей мере некоторыми участками, между экранирующим кольцом и сердечником.

В одном варианте осуществления изобретения предусмотрено приклеивание экранирующего кольца к сердечнику и/или обмотке.

В одном варианте осуществления изобретения сердечник имеет по меньшей мере один проходящий окружности выступ, и при этом предусмотрена напрессовка по меньшей мере одного участка обмотки на выступ.

В одном варианте осуществления изобретения предусмотрена напрессовка первого участка и второго участка обмотки на выступ, при этом первый участок и второй участок проходят параллельно центральной продольной оси сердечника.

Тогда каждый из первого и второго участка ведет к контактной поверхности для катушки, при этом контактные поверхности тогда располагаются либо на нижней стороне сердечника, либо рядом с нижней стороной сердечника. Сердечник предпочтительно выполнен вращательно-симметричным относительно центральной продольной оси.

В одном варианте осуществления изобретения предусмотрена прокатка обмотки из меди.

В одном варианте осуществления изобретения предусмотрена штамповка обмотки из листовой меди.

В конструкции с печатной платой и катушкой в соответствии с изобретением первый вывод обмотки и второй вывод обмотки выполнены в виде контактных площадок и припаяны к контактным поверхностям печатной платы.

Тогда катушка изготавливается в виде компонента поверхностного монтажа (SMD, от англ. Surface Mounted Device) и может быть легко установлена на контактных поверхностях печатной платы, а затем припаяна к ним. Это облегчает полностью автоматическую сборку катушки в соответствии с изобретением в схеме на печатной плате.

Прочие признаки и преимущества изобретения следуют из формулы изобретения и нижеследующего описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылкой на чертежи. Отдельные признаки различных показанных и раскрытых вариантов осуществления могут быть при этом произвольно скомбинированы друг с другом, не выходя за рамки изобретения. Это также относится к комбинации отдельных признаков без каких-либо других отдельных признаков, в связи с которыми они показаны или раскрыты.

Краткое описание чертежей

На чертежах показаны:

Фиг. 1 - катушка в соответствии с изобретением согласно первому варианту осуществления на виде под углом сверху,

Фиг. 2 - катушка с фиг. 1 на виде снизу,

Фиг. 3 - сердечник и обмотка катушки с фиг. 1 на виде под углом сверху без экранирующего кольца,

Фиг. 4 - сердечник катушки с фиг. 1,

Фиг. 5 - обмотка катушки с фиг. 1,

Фиг. 6 - катушка с фиг. 1 на виде снизу, при этом сердечник скрыт,

Фиг. 7 - вид в разрезе сердечника с размещенной на нем обмоткой катушки с фиг. 1 на виде под углом сверху,

Фиг. 8 - сердечник, вырезанный с фиг. 7,

Фиг. 9 - обмотка, вырезанная с фиг. 7,

Фиг. 10 - еще один вид в разрезе сердечника с намотанной на него обмоткой,

Фиг. 11 - катушка в соответствии с изобретением согласно второму варианту осуществления изобретения на виде под углом сверху,

Фиг. 12 - обмотка с фиг. 11,

Фиг. 13 - сердечник с фиг. 11,

Фиг. 14 - вид катушки с фиг. 11 на виде снизу,

Фиг. 15 - катушка в соответствии с изобретением согласно третьему варианту осуществления на виде под углом сверху,

Фиг. 16 - катушка с фиг. 15 на виде снизу,

Фиг. 17 - сердечник и обмотки катушки с фиг. 15 на виде под углом сверху,

Фиг. 18 - обмотки с фиг. 17,

Фиг. 19 - экранирующее кольцо катушки с фиг. 15 на виде под углом снизу,

Фиг. 20 - вид в разрезе катушки на виде фиг. 15 без сердечника,

Фиг. 21 - вид в разрезе катушки с фиг. 15 без экранирующего кольца,

Фиг. 22 - катушка в соответствии с изобретением согласно четвертому варианту осуществления на виде под углом сверху,

Фиг. 23 - катушка с фиг. 22 на виде снизу,

Фиг. 24 - катушка с фиг. 22 без экранирующего элемента,

Фиг. 25 - катушка с фиг. 22 без экранирующего элемента на виде, повернутом примерно на 180° относительно фиг. 24,

Фиг. 26 - катушка с фиг. 22 без экранирующего элемента на виде сбоку,

Фиг.27 - катушка с фиг. 22 на виде под углом снизу, при этом сердечник скрыт,

Фиг. 28 - сердечник катушки с фиг. 22 и

Фиг. 29 - обмотка катушки с фиг. 22,

Фиг. 30 - вид в разрезе катушки с фиг. 22 без экранирующего элемента.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 показана катушка 10 в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения. Катушка 10 содержит сердечник 12, изготовленный из магнитомягкого материала, например феррита, не видимую на фиг. 1 обмотку и экранирующий элемент 16, выполненный в виде экранирующего кольца из феррита или металлического сплава, не обладающего электропроводностью.

На фиг. 2 показана катушка 10 с фиг. 1 на виде снизу. На этом изображении видны две контактные площадки 18, 20 одной обмотки. Контактные площадки 18, 20 расположены на нижней стороне сердечника 12, так что катушка 10 может быть установлена на контактные поверхности схемы на печатной плате, а контактные площадки 18, 20 затем могут быть припаяны к контактным поверхностям на печатной плате. Таким образом, катушка 10 образует компонент поверхностного монтажа (SMD, от англ. Surface Mounted Device). Экранирующее кольцо 16 выполнено параллелепипеидальным в форме квадрата на виде в плане. Это позволяет легко захватывать экранирующее кольцо с помощью захвата или присоски.

На фиг. 3 показаны сердечник 12 и обмотка 14, при этом экранирующее кольцо на изображении фиг. 3 скрыто. Контактные площадки 18, 20 показаны на изображении фиг. 3 в основном скрытыми. Начиная с контактной площадки 18, участок 22 обмотки проходит параллельно центральной продольной оси сердечника 12, на фиг. 3, то есть снизу вверх, и расположен вокруг первого проходящего по окружности выступа 24 сердечника. Сердечник выполнен в виде катушки для ниток с центральным участком 26, нижний конец которого образован проходящим по окружности выступом 24, а верхний конец которого образован вторым проходящим по окружности выступом 28. Но на фиг. 3 уже видно, что центральный участок 26 состоит из двух участков разного диаметра, причем на переходе между этими двумя участками в каждом случае образована ступень 30, 32.

Обмотка 14 имеет центральный участок 34 обмотки, который соединяет друг с другом участки 22, 36 обмотки 14, расположенные вокруг проходящего по окружности выступа 24, и который проходит вокруг сердечника 12 на угол чуть более 180°. Центральный участок 34 обмотки проходит между проходящими по окружности выступами 24, 28 сердечника 12 и имеет постоянную высоту, соответствующую расстоянию между выступами 24, 28, но также может быть меньше в соответствии с изобретением.

На фиг. 3 видно, что на каждом из обоих концов центрального участка 34 обмотки 14 выполнен выступающий внутрь выступ 38 или 40, соответственно, который входит в зацепление со ступенью 30 или 32, соответственно.

Таким образом, обмотка 14 закреплена на сердечнике 12 за счет того, что участки 22, 36 обмотки 14 охватывают выступ 24, причем выступы 38, 40 обмотки 14 входят в зацепление со ступенями 30, 32 сердечника и при этом центральный участок 34 обмотки расположен между выступами 24, 28 сердечника.

На фиг. 4 показан вид сердечника 12 на виде под углом сверху, при этом обмотка и экранирующее кольцо скрыты. На этом изображении хорошо видны две ступени 30, 32, каждая из которых проходит параллельно центральной продольной оси 42 сердечника 12 между первым, на фиг. 4 - нижним, выступом 24 и вторым, на фиг. 4 - верхним, выступом 28. Таким образом, центральный участок 26 сердечника 12 состоит из двух участков, причем оба участка образуют части круглых цилиндров с различным радиусом. Первый участок, на фиг. 4 - передний, имеет несколько меньший диаметр, а второй участок, на фиг. 4 - задний, имеет несколько больший диаметр. Участок с несколько большим диаметром проходит на угол чуть более 180° вокруг центральной продольной оси 42, например, на угол 210°. Участок с несколько меньшим диаметром проходит на угол чуть менее 180° вокруг центральной продольной оси 42, например, на угол 150°. Между участком с большим диаметром и участком с меньшим диаметром выполнены две ступени 30, 32. Ступени 32 при этом проходят радиально к центральной продольной оси 42. Ступени 32 могут также образовывать небольшое поднутрение для обеспечения зацепления выступов 38, 40 обмотки 14.

На фиг. 5 показана обмотка 14 на виде под углом сверху. Обмотка и, в частности, центральный участок 34 обмотки проходит на угол чуть более 180° вокруг центральной продольной оси 42, например на угол 210°. Обмотка 14 выполнена из листовой меди. За счет этого может быть достигнуто очень низкое сопротивление постоянного тока, а также низкое сопротивление переменному току. Поскольку обмотка 14 проходит вокруг сердечника 12 только на угол чуть более 180°, посредством катушки 10 в соответствии с изобретением с фиг. 1 могут быть достигнуты очень низкие значения индуктивности, менее 1 мкГн. Показанная на фиг. 1 катушка 10 с показанной на фиг. 5 обмоткой 14 достигает значения индуктивности примерно от 80 нГн до 130 нГн. В рамках изобретения индуктивность катушки может также составлять менее 1 нГн или также более 1 мкГн. Правильный выбор материала сердечника 12 также позволяет достичь очень высокого тока насыщения.

На фиг. 5 видны контактные площадки 18, 20, а затем также участки 22, 36 обмотки 14, проходящие вокруг выступа 24 на сердечнике.

Также на фиг. 14 можно видеть выступы 38, 40 обмотки, выступающие в направлении центральной продольной оси 42 и расположенные на концах центрального участка 34 обмотки. Выступы 38, 40 образуют первые фиксирующие элементы на обмотке 14, а ступени 30, 32 на сердечнике 12 образуют вторые фиксирующие элементы на сердечнике 12.

Для сборки катушки 10 обмотку 14 надевают на сердечник 12 перпендикулярно центральной продольной оси 42, так чтобы центральный участок 34 обмотки 14 оказался между двумя проходящими по окружности выступами 24, 28. Обмотка 14 при этом немного изгибается, так как выступы 38, 40 затем скользят по внешней поверхности сердечника на участке с большим диаметром. В изображении на фиг. 4 обмотка 14 была бы, таким образом, надета на сердечник 12 сзади. Обмотку 14 надевают на сердечник 12 до тех пор, пока выступы 38, 40 на обмотке 14 не защелкнутся за ступенями 30, 32. При этом обмотка 14 возвращается в исходное состояние и затем надежно удерживается на сердечнике 12 с геометрическим замыканием.

Обмотку 14 можно дополнительно прикрепить к сердечнику 12, прижав участки 22, 36, а также контактные площадки 18, 20 к выступу 24 сердечника 12. Это обеспечивает еще более надежное крепление обмотки 14 к сердечнику 12.

На фиг. 6 показан вид катушки 10 с фиг. 1 на виде снизу, причем сердечник 12 скрыт.На этом изображении видно, что центральный участок 34 обмотки 14 расположен на одинаковом расстоянии от внутренней поверхности сквозного отверстия экранирующего кольца 16. Участки 22, 36 обмотки 14, с другой стороны, прилегают своими некоторыми участками к внутренней поверхности сквозного отверстия в экранирующем кольце 16. После надевания экранирующего кольца 16 обмотка 14, таким образом, дополнительно закрепляется на сердечнике 12.

На фиг. 7 показан вид в разрезе сердечника 12 с размещенной на нем обмоткой 14. Плоскость разреза проходит перпендикулярно центральной продольной оси 42, ср. фиг. 4 и фиг. 5. На этом виде в разрезе хорошо видно, как выступ 38 обмотки 14 входит в зацепление со ступенью 30 сердечника 12 и как выступ 40 катушки 14 входит в зацепление со ступенью 32 сердечника 12. На фиг. 7 также видно, что центральный участок 34 обмотки 14 проходит на угол чуть более 180°, в частности на угол 210°, вокруг периферийной поверхности сердечника 12.

Однако очевидно, что в рамках изобретения обмотка 14 также может быть выполнена таким образом, чтобы она проходила вокруг периферийной поверхности сердечника 12 на угол менее 180°, например на угол 160°. В рамках изобретения обмотка 14 может проходить вокруг сердечника 12 на угол не более 290°.

На фиг. 8 показан сердечник, вырезанный с фиг. 7, без обмотки 14. На этом виде хорошо видны ступени 30, 32 на сердечнике 12.

На фиг. 9 показана обмотка, вырезанная с фиг. 7, без сердечника 12. На этом виде хорошо видны выступы 38, 40 обмотки 14.

На фиг. 10 показан другой вид в разрезе сердечника 12 и обмотки 14, расположенной на сердечнике 12, причем плоскость разреза на фиг. 10 проходит параллельно центральной продольной оси 42 и включает в себя центральную продольную ось 42. На этом изображении видно, как участки 22, 36 обмотки 14 частично охватывают проходящий по окружности выступ 24 на сердечнике 12 и, таким образом, также закрепляют обмотку 14 на сердечнике 12. Кроме того, видно, что контактные площадки 18, 20 прилегают к нижней стороне сердечника 12.

На фиг. 11 показана катушка в соответствии с изобретением согласно третьему варианту осуществления. Катушка 50 содержит сердечник 52 с расположенной на ней обмоткой 54. Экранирующий элемент на фиг. 11 не показан, поскольку он может быть либо исключен, но в любом случае был бы выполнел также, как и в случае показанной на фиг. 1-10 катушки 10. Сердечник 52 лишь немного отличается от сердечника 12, так что ниже раскрыты только признаки, отличные от признаков сердечника 12. Центральный участок 56 сердечника 52 выполнен круглоцилиндрической формы с постоянным радиусом и не имеет ступеней.

Обмотка 54 выполнена очень схожей с обмоткой 14, поэтому ниже раскрыты только различия. Обмотка 54 не имеет выступов, которые должны проходить к сердечнику 52, но в остальном выполнена также, как и обмотка 14.

Вследствие этого обмотка 54 удерживается на сердечнике 52 участками 22, 36, которые проходят в направлении контактных площадок 18 или 20, и которые расположены вокруг нижнего проходящего по окружности выступа 24 сердечника 52. Центральный участок обмотки 14 прилегает плоско к центральному участку 56 сердечника 52. Кроме того, обмотка 54 удерживается на сердечнике 52 благодаря тому, что центральный участок обмотки 54 проходит вокруг центрального участка 56 сердечника 52 на угол чуть более 180°, в частности на угол 210°, и при этом высота центрального участка обмотки равна расстоянию между выступами 24, 28 на сердечнике 52.

На фиг. 12 показана только обмотка 54. Поскольку центральный участок обмотки 54 проходит вокруг центральной продольной оси на угол чуть более 180°, в частности на угол 210°, обмотка 54 может быть надета на сердечник 56 сбоку, при этом ее слегка раздвигают, а затем возвращают в исходное состояние или сдвигают, так что обмотка 54 затем автоматически удерживается на круглоцилиндрическом центральном участке 56.

На фиг. 13 показан сердечник 56, который, как он был выполнен, имеет центральный участок 56 круглоцилиндрической формы, но в остальном выполнен так же, как сердечник 12 катушки 10.

На фиг. 14 показан вид в разрезе катушки 50 сверху, при этом плоскость разреза проходит перпендикулярно центральной продольной оси 42. Можно видеть, что обмотка 54 охватывает центральный участок 56 сердечника 52 своим центральным участком обмотки на угол чуть более 180°, в частности 210°, и, таким образом, удерживается на центральном участке 56.

На фиг. 15 показана катушка 60 в соответствии с изобретением согласно третьему варианту осуществления. Катушка 60 имеет не показанный на фиг. 15 сердечник, экранирующий элемент 66 и две обмотки 64А, 64В, каждая из которых проходит вокруг сердечника на угол чуть менее 180°.

На фиг. 16 показана катушка 60 на виде снизу. Экранирующий элемент 66 выполнен в форме горшка и окружает своей окружной стенкой сердечник 62 кольцеобразно. Каждая из двух обмоток 64А, 64В имеет первый вывод обмотки и второй вывод обмотки, причем каждый вывод обмотки выступает радиально от сердечника 62.

На фиг. 17 показана катушка 60 с фиг. 15 без экранирующего кольца. Можно видеть, что сердечник 62 имеет круглоцилиндрическую форму, но на его периферийной поверхности имеется проходящая по окружности канавка. В эту проходящую по окружности канавку вставлены обмотки 64А, 64В. Каждая из обмоток 64А, 64В выполнена из проволоки с прямоугольным поперечным сечением.

На фиг. 18 показаны обмотки 64А, 64В. Обе обмотки 64А, 64В выполнены зеркально симметричными друг другу. Каждая из обмоток 64А, 64В имеет центральный участок обмотки в виде участка кругового кольца. Согласно тому, как обмотка была выполнена, центральный участок обмотки проходит на угол чуть менее 180° вокруг сердечника или центральной продольной оси 42.

На фиг. 19 показан экранирующий элемент 66, выполненный в виде горшка, на виде под углом снизу. Окружная стенка экранирующего элемента 60 имеет две противоположно расположенные выемки 68А, 68В, которые в смонтированном состоянии принимают участки обмоток 64А, 64В, которые затем ведут к контактным площадкам обмоток 64А, 64В.

На фиг. 20 показан вид в разрезе катушки 60, при этом плоскость разреза расположена перпендикулярно центральной продольной оси 42. Плоскость разреза проходит через проходящую по окружности канавку в сердечнике 62. На фиг. 20 видно, что обмотки 64А, 64В прилегают к основанию канавки в сердечнике 62 своими соответствующими внутренними поверхностями. Внешняя поверхность обмоток 64А, 64В проходит заподлицо с внешней поверхностью сердечника 62 и с очень небольшим зазором обращена к внутренней поверхности экранирующего элемента 66.

Обмотки 64А, 64В удерживаются в канавке сердечника 62 благодаря тому, что, прежде всего, прямоугольное поперечное сечение обмоток 64А, 64В соответствует поперечному сечению канавки, так что обмотки 64А, 64В, например, легко могут быть запрессованы (вдавлены) в канавку. С другой стороны, обмотки 64А, 64В удерживаются в канавке также за счет того, что экранирующий элемент 66 предотвращает смещение обмоток 64А, 64В в радиальном направлении из канавки.

На фиг. 21 показан вид в разрезе сердечника 62 с двумя обмотками 64А, 64В. Плоскость разреза включает в себя центральную продольную ось стержня 62. Можно видеть, что внешняя поверхность обмоток 64А, 64В заделана вместе с внешней поверхностью сердечника 62.

На фиг. 22 показан вид катушки 70 в соответствии с изобретением согласно четвертому варианту осуществления изобретения. На фиг. 22 по существу виден только один экранирующий элемент 76, который имеет форму горшка и выполнен очень похожим на экранирующий элемент 66 катушки 60. На фиг. 22 конец обмотки 74 виден только частично.

На фиг. 23 показана катушка 70 с фиг. 22 на виде снизу. На этом изображении видны противоположные концы обмотки 74, которая проходит на угол немного больше 180°, в частности, на угол примерно 190°, вокруг сердечника 72.

На фиг. 24 показан сердечник 72 с обмоткой 74, расположенной на сердечнике, на виде под углом сверху. Центральный участок обмотки 74 расположен в проходящей по окружности канавке сердечника 72. Сердечник выполнен в форме круглого цилиндра, но имеет проходящую по окружности канавку.

На фиг. 25 показаны сердечник 72 и обмотка 74, причем указанный вид был повернут примерно на 180° относительно фиг. 24. На изображении фиг. 25 виден центральный участок обмотки 74 обмотки, который расположен в проходящей по окружности канавке сердечника 72 и внешняя поверхность которого находится заподлицо с внешней поверхностью сердечника 72.

На фиг. 26 показаны сердечник 72 и обмотка 74 на виде сбоку. Обмотка 74 выполнена из проволоки с прямоугольным поперечным сечением. Переход от внешней поверхности сердечника 72 к канавке в каждом случае выполнен закругленным. За счет этого обмотка 74 может быть очень легко и, например, машинным способом, вставлена в канавку в сердечнике 72.

На фиг. 27 показаны экранирующий элемент 76 в форме горшка и обмотка 74 на виде под углом снизу без сердечника 72. Концы обмотки 74 заделаны в соответствующие углубления в окружной стенке экранирующего элемента 76. Таким образом, контактные площадки, выполненные на концах обмотки 74, лишь немного выступают от 27 выходит за верхний край экранирующего элемента 76. С помощью этих контактных площадок катушку 70 можно затем припаять к контактным поверхностям схемы на печатной плате. Показанный на фиг. 27 верхний край экранирующего элемента 26 расположен, таким образом, лишь немного выше печатной платы и может быть удобно закреплен на печатной плате. Благодаря этому может быть реализовано механически очень устойчивое, например к вибрации, соединение катушки 70 с печатной платой.

На фиг. 28 показан сердечник 72 без обмотки 74. Можно видеть, что проходящая по окружности канавка имеет прямоугольное поперечное сечение и что, как было выполнено, переходы от внешней поверхности сердечника 72 к канавке выполнены закругленными, чтобы облегчить вкладывание или вставку обмотки 74. Например, обмотка 74 может быть запрессована в канавку для того, чтобы ее также можно было механически закрепить на сердечнике 72.

Разумеется, в рамках настоящего изобретения обмотка 74 также может быть вклеена в канавку сердечника 72.

На фиг. 29 показана обмотка 74 без сердечника 72.

На фиг. 30 показан вид в разрезе сердечника 72 с обмоткой 74, вставленной в канавку сердечника 72. Можно видеть, что центральный участок обмотки 74 обмотки проходит до основания канавки в сердечнике 72. Начиная с центрального участка, предусмотрены участки, отогнутые под прямым углом к центральному участку обмотки, за которыми затем следуют в свою очередь также отогнутые под прямым углом концы обмотки, нижние стороны которых затем образуют контактные площадки.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к катушке с электропроводящей обмоткой. Технический результат заключается в упрощении изготовления и обращения с катушкой. Электропроводящая обмотка (14; 54; 64; 74) катушки (10; 50; 60; 70) имеет первый вывод обмотки и второй вывод обмотки. Электропроводящая обмотка (14; 54; 64; 74) проходит вокруг магнитного сердечника (12; 52; 62; 72) на угол не более 290 градусов, в частности на угол 270 градусов, и при этом обмотка (14; 54; 64; 74) закреплена на сердечнике (12; 52; 62; 72). Сердечник (12; 52) снабжен по меньшей мере одним проходящим по окружности выступом (24, 28), при этом обмотка (14; 54) частично охватывает указанный выступ (24, 28). 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 30 ил.

1. Катушка (10, 50, 60, 70) с электропроводящей обмоткой (14, 54, 64, 74), причем обмотка (14, 54, 64, 74) имеет первый вывод обмотки и второй вывод обмотки, а также с магнитным сердечником (12, 52, 62, 72), причем обмотка (14, 54, 64, 74) проходит вокруг сердечника (12, 52, 62, 72) на угол не более 290 градусов, в частности на угол 270 градусов, и при этом обмотка (14, 54, 64, 74) закреплена на сердечнике (12, 52, 62, 72), отличающаяся тем, что причем сердечник (12, 52) снабжен по меньшей мере одним проходящим по окружности выступом (24, 28), при этом обмотка (14, 54) частично охватывает указанный выступ (24, 28).

2. Катушка по п. 1, отличающаяся тем, что обмотка (14, 54, 64, 74) проходит вокруг сердечника (12, 52, 62, 72) на угол по меньшей мере 160 градусов, в частности на угол 180 градусов.

3. Катушка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что обмотка (14, 54, 64, 74) выполнена по меньшей мере частично из листового металла или из металлической проволоки с квадратным или прямоугольным поперечным сечением.

4. Катушка по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что обмотка (14) имеет по меньшей мере один первый фиксирующий элемент, а сердечник (12) имеет по меньшей мере один второй фиксирующий элемент, причем в установленном состоянии обмотки (14) на сердечнике (12) указанный по меньшей мере один фиксирующий элемент обмотки (14) взаимодействует с указанным по меньшей мере одним фиксирующим элементом сердечника (12) для удержания обмотки (14) на сердечнике (12).

5. Катушка по п. 4, отличающаяся тем, что указанный по меньшей мере один первый фиксирующий элемент выполнен в виде выступа (38, 40) на обмотке (14), выступающего в направлении сердечника (12), а указанный по меньшей мере один второй фиксирующий элемент на сердечнике (12) выполнен в виде углубления или ступени (30, 32) на сердечнике (12), при этом углубление или ступенька (30, 32) на сердечнике (12) выполнены соответствующими выступу (38, 40) на обмотке (14).

6. Катушка по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что в ней предусмотрен экранирующий элемент (16, 66, 76) из феррита или металлического сплава, не обладающего электропроводностью, который окружает сердечник (12, 62, 72) и обмотку (14, 64, 74) по меньшей мере частично.

7. Катушка по п. 6, отличающаяся тем, что экранирующий элемент приклеен к сердечнику с помощью клея.

8. Катушка по п. 7, отличающаяся тем, что клей содержит частицы феррита или частицы металлического сплава, не обладающего электропроводностью.

9. Катушка по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что сердечник (12, 52, 62, 72) снабжен проходящей по окружности канавкой, проходящей вокруг сердечника (12, 52, 62, 72) на угол по меньшей мере 160 градусов, при этом обмотка (14, 54, 64, 74) частично вставлена в указанную канавку.

10. Катушка по п. 9, отличающаяся тем, что обмотка защелкнута в канавке, запрессована в канавку и/или вклеена в канавку.

11. Катушка по п. 1, отличающаяся тем, что участок (22, 36) обмотки (14, 54) напрессован на выступ (24).

12. Способ изготовления катушки (10, 50, 60, 70) по одному из предыдущих пунктов, включающий в себя этапы размещения по меньшей мере одной обмотки (14, 54, 64, 74) на сердечнике (12, 52, 62, 72) и закрепления указанной обмотки (14, 54, 64, 14) на сердечнике (12, 52, 62, 72), причем сердечник(12, 52) имеет по меньшей мере один проходящий по окружности выступ (24), отличающийся тем, что по меньшей мере один участок (22, 36) обмотки (14, 54) напрессовывают на выступ (24).

13. Способ по п. 12, в котором обмотка (14, 54) в установленном состоянии проходит на угол более 180 градусов и не более 290 градусов вокруг сердечника (12, 52), отличающийся тем, что включает в себя раздвигание обмотки (14, 54), надевание обмотки (14, 54) на сердечник (12, 52) и сдвигание или возвращение обмотки (14, 54) в исходное состояние так, чтобы обмотка (14, 54) частично охватывала периферийную поверхность сердечника (12, 52).

14. Способ по п. 12 или 13, в котором обмотка имеет по меньшей мере один первый фиксирующий элемент, а сердечник имеет по меньшей мере один второй фиксирующий элемент, отличающийся тем, что включает в себя надевание обмотки на сердечник и защелкивание первого фиксирующего элемента во втором фиксирующем элементе.

15. Способ по одному из пп. 12-14, отличающийся тем, что включает в себя склеивание обмотки и сердечника.

16. Способ по одному из пп. 12-15, отличающийся тем, что включает в себя надевание экранирующего элемента (16, 66, 76) на сердечник, при этом обмотка (14, 64, 74) размещается по меньшей мере частично между экранирующим элементом (16, 66, 76) и сердечником (12, 62, 72).

17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что включает в себя приклеивание экранирующего элемента к сердечнику и/или обмотке.

18. Способ по п. 12, отличающийся тем, что включает в себя напрессовку первого участка и второго участка обмотки на выступ, при этом указанные первый участок и второй участок проходят параллельно центральной продольной оси сердечника.

19. Способ по одному из пп. 12-18, отличающийся тем, что включает в себя прокатку обмотки из меди.

20. Способ по одному из пп. 12-19, отличающийся тем, что включает в себя штамповку обмотки из листовой меди.