電子線圈製造:線槽設計 ( I )

閱讀時間約 3 分鐘

對筆者而言,電子線圈與空心線圈的差異,僅在是否連同絕緣塑膠架一併繞線,除此之外的繞線工藝皆如出一轍。但也因為絕緣塑膠架的加入,其實對量產而言,多了一個不穩定因素;過往經驗曾遇過塑膠架太薄,繞完後的漆包線圈過於緊迫,竟然造成塑膠架變形的詭異情況;亦有製造穩定性不足,塑膠架尺寸差異過大,進而影響到電子線圈生產品質等等。故在電子線圈的生產製造上,往往需要優先確認塑膠架。

最常見的絕緣塑膠架設計缺失,就是起繞線的線槽未規劃。如下圖所示,無論是空心線圈或是電子線圈,起繞線會在線圈的最內側,是個突兀的存在;空心線圈會在繞線模具上挖出一個空間,使起遶線頭有地方躲藏,避免影響後續繞線工作;同理,電子線圈亦需在塑膠架上有所規劃。

起繞線在線圈最內側

起繞線在線圈最內側

然而大部分的設計者,在缺乏實際繞線經驗的情況下,容易忽略起繞線頭位置一事,僅提供平整的塑膠面來執行繞線工作,所造成的後果就如同下圖所示;當塑膠架強度不足,則起繞線會被後續的線圈推擠,最後造成塑膠變形,甚至破裂。若塑膠強度足以支撐的情況下,反倒是起繞線會佔據漆包線圈原定的繞線空間,導致最終完成線形不美觀,且尺寸不如預期;甚至因為每次繞線時,起遶線段與後續繞線的線圈不斷的擠壓摩擦,有可能造成漆包絕緣層磨損,進而引起的漏電風險。

起遶線未規劃

起遶線未規劃

甚至更好的塑膠線槽規劃,可加上金屬端子的設計,將線圈出口線固定住,避免電子線圈在後續的作業程序當中,意外鬆散的風險。主要是因為漆包線圈具有一定的剛性強度,繞完後的尾線在線圈最外層,容易向外彈開;如下圖範例,將漆包線圈的出口線纏在絕緣塑膠架的金屬端子上,除了保護線圈完整性之外,後續作業也更為容易運用。

線圈纏繞在固定端子上

線圈纏繞在固定端子上

雖然漆包線圈捲繞成型後,具有一定的固定強度,但從機械領域而言,仍具備一定的可變形量,而被歸類為撓性結構,也代表著位置、尺寸等機械要素上,都有相對於剛性結構上的不穩定性。對於人工作業而言,撓性結構並不會產生困擾,但對於使用設備進行的自動化生產上,撓性結構就成為一大困擾;以出口線位置為例,人會"看"到出口線位置,直接抓取作業,但機台設備若未具備視覺系統,它並不知道出口線在空間中的何處,無法直接工作,會需要治具或軌道設計來強制出口線位置,方可進行作業。

然金屬端子則為剛性結構,將電子線圈的出口線,直接與金屬端子固定後,對自動化設備而言,就可以將電子線圈視為剛性零配件,在後續組裝上就可以直接作業完成。

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