KR0155447B1 - 토로이드 변압기용 권철심 - Google Patents

Abstract

토로이드 변압기용 권철심(11; 12; 13)은 개량된 형상, 예를 들면, 길이방향 단부(11c, 11d; 12c, 12d; 13c, 13d)의 단면이 원형 또는 타원형임으로써, 코일(토로이드 권선)을 권철심에 적절하게 부착한다. 따라서, 권철심은 권철심을 사용하는 토로이드 변압기가 충분하게 성능을 발휘할 수 있도록 하며, 토로이드 변압기의 생산성을 향상시킨다.

Description

토로이드 변압기용 권철심

제1a도는 종래 기술에 따른 토로이드 변압기용 권철심의 일예를 도시한 평면도.

제1b도는 제1a도에 도시한 선 1B-1B을 따라 취한 권철심을 도시한 단면도.

제2도는 토로이드 감기를 갖춘 제1b도의 권철심의 일부를 도시한 도면.

제3a도는 본 발명에 따른 토로이드 변압기용 권철심의 제1 실시예를 도시한 평면도.

제3b도는 제3a도에 도시된 선 3B-3B을 따라 취한 권철심을 도시한 단면도.

제4도는 토로이드 감기를 갖춘 제3b도의 권철심의 일부를 도시한 도면.

제5a도는 제3a도 내지 제4도에 도시된 제1 실시예의 권철심을 개략적으로 도시한 단면도.

제5b도는 제5a도에 의한 다수의 권철심을 형성하기 위하여 스트립 재료를 밴드 형상으로 절단한 패턴을 가진 스트립재료의 일례를 도시한 도면.

제6a도는 본 발명에 따른 토로이드 변압기용 권철심을 형성하기 위하여 지그둘레를 밴드 형상으로 감는 상태를 개략적으로 도시한 도면.

제6b도는 제6a도의 감기를 형성하기 위하여 감는 공정을 설명하는 도면.

제7a도는 본 발명에 따른 토로이드 변압기용 권철심의 제2 실시예를 개략적으로 도시한 단면도.

제7b도는 제7a도에 의한 다수의 권철심을 형성하기 위하여 스트립재료를 밴드 형상으로 절단한 패턴을 가진 스트립재료의 일례를 도시한 도면.

제8a도는 본 발명에 따른 토로이드 변압기용 권철심의 제3 실시예를 개략적으로 도시한 단면도.

제8b도는 제8a도에 의한 다수의 권철심을 형성하기 위하여 스트립재료를 밴드 형상으로 절단한 패턴을 가진 스트립재료의 일례를 도시한 도면.

제9a도는 본 발명에 따른 토로이드 변압기용 권철심의 제4 실시예를 개략적으로 도시한 단면도.

제9b도는 제9a도에 의한 다수의 권철심을 형성하기 위하여 스트립재료를 밴드 형상으로 절단한 패턴을 가진 스트립재료의 일례를 도시한 도면.

제10a도는 본 발명에 따른 토로이드 변압기용 권철심의 제5 실시예를 개략적으로 도시한 단면도.

제10b도는 제10a도에 의한 다수의 권철심을 형성하기 위하여 스트립재료를 밴드 형상으로 절단한 패턴을 가진 스트립재료의 일례를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11, 12, 13, 14, 15 : 권철심 2 : 구리선

31, 32, 33, 34, 35 : 스트립재료

31a, 32b ; 32a,32b : 33a, 33b : 34a : 35a : 밴드형상부

31c : 32c : 33c : 33d : 34b : 35b : 나머지부분

4 : 지그

본 발명은 권철심에 관한 것으로, 특히, 토로이드 변압기용 권철심에 관한 것이다.

최근, 얇고 가벼우며 누출자속이 적은 토로이드 권선을 사용하는 토로이드 변압기가 오디오기기나 컴퓨터 시스템의 모니터에서 종종 사용되어왔다. 높은 생산성을 가지고 토로이드 변압기를 제작함과 동시에 토로이드 변압기의 성능을 충분히 발휘시킬 수 있는 권철심의 제공이 요망되고 있다.

권철심은 대략 0.2 내지 0.3 mm 두께의 방향성 규소 강철스트립으로 원통형 지그둘레를 수백회 감아서 형성되어있다. 종래 기술에 있어서, 권철심은 길이방향이 장방형부와 평면이 도너츠 형상으로 되어 있었다. 또한, 권철심의 표면은 절연필름으로 덮혀있으며, 변압기 (토로이드 변압기)를 형성하기 위하여, 에나멜선과 같은 구리선이 그 둘레를 토로이드 권선기법으로 감고 있었다.

그런데, 권선 철심의 이상적인 단면형상은 원형이다. 많은 특허 및 실용신안등록출원이 원형단면으로 되어 있는 권철심에 대하여 공지하고 있다. 예를 들면, 일본 특허공보(kokoku) 제60-28375, 61-22851, 및 5-29289 (미국 특허 제5,115,703호 및 제5,188,305 호) 에 개시되어있다. 이러한 개시되어있는 기술은 가능한 한 거의 원형에 가까운 철심을 감기 위하여 원통형 코일 보빈을 사용한다.

토로이드 변압기용 철심은 그 단면을 길이방향으로 길게 연장하여, 변압기에 의한 점유면적을 감소한다. 철심의 직경을 짧게하여 그 중량을 감소시킬 필요가 있다. 장방형 형상의 철심은 그 체적에 대하여 철과 구리의 비율이 높은 변압기를 생산한다.

앞서 공지한 바와 같이, 종래 기술에 있어서, 토로이드 변압기용 권철심의 단면은 장방형이며, 구리선은 토로이드 권선기법에 따라 권철심 둘레를 감아서, 토로이드 코일을 형성한다. 따라서, 권철심과 토로이드 코일 사이에는 공간이 형성된다.

권철심과 코일(토로이드 코일)사이에 공간은 코일의 크기를 증가시키며 권철심 둘레를 감을 때마다의, 구리선의 길이를 증가시켜 권선의 저항을 증가시킨다. 더욱이, 공간은 소음 및 진동을 발생한다.

본 발명의 목적은 충분한 특성을 발휘함과 동시에 토로이드 변압기의 생산성을 향상시키는 권철심을 토로이드 변압기에 제공하는데 있다.

본 발명에 따라서, 길이방향 단부의 단면이 원형 형상이거나 타원형 형상으로 형성된 권철심이 토로이드 변압기에 제공된다. 또한, 본 발명에 따라서, 길이방향 단부의 단면이 다각형 형상으로된 권철심이 토로이드 변압기에 제공된다. 또한, 본 발명에 따라서, 시작부분과 종료부분의 단면이 원형 형상 또는 타원형 형상으로 된 권철심이 토로이드 변압기에 역시 제공된다. 그 밖에, 본 발명에 따라서, 시작부분과 종료부분의 단면이 다각형 형상으로 된 권철심이 토로이드 변압기에 제공된다.

본 발명에 따라서, 타원형 단면으로 된 권철심이 토로이드 변압기에 제공된다. 또한, 본 발명에 따라서, 모서리를 곡선으로 처리한 단면으로 된 권철심이 토로이드 변압기에 제공된다. 또한, 본 발명에 따라서, 모서리를 비스듬하게 한 단면으로 된 권철심이 토로이드 변압기에 제공된다.

본 발명에 따라서, 권철심 및 토로이드 권선으로 이루어진 토로이드 변압기가 제공되는 바, 여기서, 권철심은 길이방향 단부의 단면이 원형 또는 타원형 형상이다. 또한, 본 발명에 따라서, 권철심 및 토로이드 권선으로 이루어진 토로이드 변압기가 제공되는 바, 여기서, 권철심은 길이방향 단부의 단면이 다각형 형상이다. 또한, 본 발명에 따라서, 권철심 및 토로이드 권선으로 이루어진 토로이드 변압기가 또한 제공되는 바, 여기서, 권철심은 시작부분과 종료부분의 단면이 원형 또는 타원형 형상이다. 그 밖에, 본 발명에 따라서, 권철심 및 토로이드 권선으로 이루어진 토로이드 변압기가 제공되는바, 여기서, 권철심은 시작부분과 종료부분의 단면이 다각형 형상이다.

본 발명에 따라서, 권철심 및 토로이드 권선으로 이루어진 토로이드 변압기가 제공되는 바, 여기서, 권철심은 타원형 단면이다. 또한, 본 발명에 따라서, 권철심 및 토로이드 권선으로 이루어진 토로이드 변압기가 제공되는 바, 여기서, 권철심은 모서리를 곡선으로 처리한 단면을 가진다. 또한, 본 발명에 따라서, 권철심 및 토로이드 권선으로 이루어진 변압기가 제공되는 바, 여기서, 권철심은 모서리를 비스듬하게 처리한 단면을 가진다.

권철심은 밴드형상부로 스트립재료를 계속해서 절단하고 밴드형상부의 단위길이로 지그둘레를 감음으로써 제조될 수 있다. 지그는 원통형이며 밴드형상부의 단위길이로 지그둘레를 감기 위하여 그 축둘레를 회전하여 권철심을 형성한다.

밴드형상부 각각의 길이방향 중심선은 지그의 가로방향 중심과 정렬되고, 밴드형상부의 길이유니트는 지그둘레를 감게 된다. 스트립재료는 제1 밴드의 최대 및 최소폭밴드형상부가 밴드형상부중 제2 밴드의 최소 및 최대폭에 사실상 인접하도록 밴드형상부로 절단되어진다.

스트립재료는 하나 또는 두개의 밴드형상부의 선형 측면가장자리처럼 사용하는 스트립재료의 선형 측면가장자리로 스트립 밴드를 절단 할 수 있다. 스트립재료는 각각의 밴드형상부의 선형 측면가장자리처럼 사용하는 스트립재료의 각 선형 측면가장자리로, 그리고, 밴드형 상부의 제2 밴드의 넓고 좁은 부분에 사실상 인접하는 밴드형상부의 제1 밴드의 좁고 넓은 부분으로 두개의 스트립 밴드를 절단할 수 있음으로써, 제1 및 제2 밴드형상부 사이에 스트립재의 나머지를 버린다.

본 발명은 첨부된도면을 참고로 하여 이하 설명한 바와 같이 바람직한 실시예의 설명으로 부터 더욱 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

바람직한 실시예를 더욱 이해하기 위하여, 관련 기술의 문제점을 제1a도, 제1b도 및 제2도를 참고로 하여 설명하기로 한다.

제1도는 종래 기술에 따른 토로이드 변압기용 권철심의 일례를 도시한 평면도이고, 제1b도는 제1a도에 도시한 1B-1B 선을 따라 취한 권철심의 단면도이다.

권철심은 방향성 규소 강철 스트립으로 제조되며 권선의 시작부분(111a)과 권선의 종료부분(111b)을 포함한다. 권철심은 또한 상부(111c)와 하부(111d)를 또한 포함한다. 권철심은 토로이드 권선(토로이드 코일)(200)을 가진다.

권철심(111)은 대략 0.2 내지 0.3mm 두께의 방향성 규소 강철스트립으로 원통형 지그둘레를 수백회의 감아서 제조되어있다(제6a도 및 제6b도 참조). 권철심(111)은 제1a도 및 제1b도에 도시한 바와 같이, 길이방향 단면이 장방형이며 평면이 도너츠 형상으로 되어 있다. 권철심의 표면은 절연필름으로 덮혀있으며, 변압기를 형성하기 위하여, 에나멜선(200)과 같은 구리선이 그 둘레를 토로이드 권선기법으로 감고 있다.

권선 철심의 이상적인 단면형상은 원형이다. 많은 특허 및 실용 신안등록출원이 원형단면으로 되어 있는 권철심에 대하여 공지하고 있다. 예를 들면, 일본 특허공보(kokoku) 제60-28375 호, 제61-22851 호, 및 제5-29289 호이다. 일본 특허공보 제5-29289 호는 미국 특허 제5,115, 703 호 및 제5,188,305 호와 대응한다.

이러한 개시되어있는 기술은 가능한 한 거의 원형에 가까운 철심을 감기 위하여 원통형 코일 보빈을 사용한다.

토로이드 변압기용 철심은 그 단면을 길이방향으로 길게 연장하여, 변압기에 의한 점유면적을 감소시킨다. 철심의 직경을 짧게하여 그 중량을 감소시켜야 한다. 장방형 형상의 철심은 변압기의 체적에 대하여 철과 구리의 높은 비율을 가진다. 따라서, 철심의 단면에서 긴 측면 대 짧은 측면의 비율은 1 : 0.9 내지 0.3 이 바람직하다.

이것은 제1a도와 제1b도에 도시한 바와 같이, 통상적인 토로이드 변압기가 장방형 단면을 가지는 권철심을 사용하기 때문이다. 금형에 따라서 자유롭게 성형되는 페라이트 철심과 같은 주조 성형된 철심은 본 발명의 범위 이외의 것이다.

제2도는 토로이드 권선으로 된 제1b도의 권철심의 일부를 도시한 것이다. 제2도의 권철심(111)의 단면도는 제1b도에서의 오른쪽 부분의 권철심(111)과 대응한다.

제2도에 있어서, 토로이드 변압기용 권철심(11)의 단면은 장방형이다. 구리선(2)은 토로이드 권선기법에 따라 권철심(111)의 둘레를 감아서 토로이드 코일(200)을 형성한다. 공간(400)은 권철심(111)의 내측부(시작 부분) (111a)와 코일(200)의 내측부의 가장 안쪽의 부분 (200a)사이에, 권철심(111)의 외측부(종료 부분) (111b)와 코일(200)의 외측부의 가장 안쪽의 부분(200b)사이에, 권철심(111)의 상측부(111c)와 코일(200)의 상부의 가장 안쪽의 부분(200c)사이에 그리고, 권철심(111)의 하부(111d)와 코일(200)의 바닥의 가장 안쪽의 부분(200d)사이에 형성되어있다.

권철심(111)과 코일(200)사이에 있는 공간(400)은 코일(200)의 크기를 증가시키며 권철심(111)의 둘레를 감을 때마다, 구리선의 길이를 증가시켜 코일의 저항을 증가시킨다. 그 밖에, 공간(400)은 소음 및 진동을 발생한다.

제2도에 있어서, 트로이달 코일(200)은 권철심(111)의 모서리(500)와 접촉하여 모서리에서 휘어진다. 선(2)(코일(200))은 선(2)을 끌어당김으로써 권철심(111)에 강력하게 부착된다. 이 때, 모서리에서 선(2)에 적용되는 과도한 응력은 선(2)의 에나멜 도장에 손상을 입히고 선(2)을 변형시킨다. 이러한 변형은 구리의 고유저항을 증가시켜, 코일의 저항을 증가하고 토로이드 변압기를 사용하는 오디오기기의 음질을 나쁘게 한다.

토로이드 변압기의 제조시, 코일권선은 매우 중요하다. 불규칙한 권철심은 균일하지 않은 권선밀도에 의해 누출자속을 일으킨다. 따라서, 코일 권선작업은 긴 시간을 필요로 한다. 이러한 문제점은 통상적인 토로이드 변압기를 제조할 때에 필할 수 없었다.

이러한 문제점은 토로이드 변압기용 권철심의 모서리를 제거한다면 해결될 수 있을 것이다.

그러나, 장방형 단면을 가지는 권철심의 모서리를 선반등을 사용해서 깎거나 갈기 위해서는 시간이 오래걸린다. 제거작업은 칼날을 마모시키고, 권철심을 변형하며 권철심에 흠집을 발생함으로써, 권철심의 특성을 저하시킨다. 저하된 권철심은 소둔처리를 했더라도 음의 상태를 복구하기 어렵다. 흠집은 권철심의 층사이에 절연을 파괴하여 층을 단락함으로써 철의 손실을 크게 증가시킨다. 모서리를 깎는 것은 재료 및 경제적인 손실과 같은 것이다.

이하, 첨부된도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 변압기용 권철심의 실시예를 설명하기로 한다.

제3a도는 본 발명에 따른 토로이드 변압기(평면도)용 권철심(11)의 제1 실시예를 도시한 평면도이고, 제3b도는 제3a도에 도시한 선 3B-3B 을 따라 취한 권철심의 단면도이다.

권철심(11)은 스트립재료(제5b도 참조)로 이루어진다. 권철심(11)은 권선의 시작부분(11a), 권선의 종료부분(11b), 상부(11c) 및 하부(11d)를 구비한다. 토로이드 권선(토로이드 코일)(20)은 권철심(11) 둘레에 형성된다.

권철심은 예컨대 0.2 내지 0.3 mm 두께의 방향성 규소 강철스트립으로 원통형 지그(제6a도와 제6b도)둘레를 수백회의 감아서 제조 되어있다. 권철심(11)은 길이방향 단부가 반원형 단면이다. 즉, 본 발명에서 통상 권철심(111(11))의 상부(111c(11c))와 하부(111d(11d))는 각각 반원형 단면이다. 권철심(11)의 시작부분과 종료부분(11a, 11b)의 각 단면형상은 반원형 상부와 하부(11c, 11d)에 따라서 곡선이다. 권철심(11)의 다른 부분은 선형이며, 제1b도의 통상적인 권철심(111)과 유사하다.

제1 실시예의 권철심(11)은 제3a도에 도시한 바와 같이 도너츠 형상이다. 권철심(11)의 표면은 절연필름으로 덮혀있으며, 변압기를 형성하기 위하여, 에나멜선(2)과 같은 구리선이 그 둘레를 토로이드 권선기법으로 감고 있다.

제4도는 토로이드 코일(20)을 갖춘 제3b도의 권철심(11)의 일부를 도시한 것이다. 제4도의 권철심(11)은 제3b도에서의 오른쪽 부분의 권철심(11)과 대응함에 주목하라.

제4도를 참고하면, 권철심(11)은 길이방향 단부가 반원형 단면이다. 구리선(2)이 토로이드 권선기법에 따라 권철심(11) 둘레를 감는다면, 권철심(11)의 내측부에 시작부분(11a)과 코일(20)의 가장 안쪽 부분(20a)사이에 그리고, 권철심(11)의 외측부의 종료부분(11b) 사이에는 어떠한 공간도 생기지 않는다. 또한, 권철심의 상부(11c)와 코일(20)의 상부의 가장 안쪽의 부분(20c)사이에 그리고, 권철심(11)의 하부(11d)와 코일(20)의 하부의 가장 안쪽의 부분(20d) 사이에는 어떠한 공간도 생기지 않는다. 즉, 이 실시예에서는 제2도의 공간(400)이 결코 형성되지 않는다.

그 결과, 코일(20)은 결코 팽창하지 않으며, 코일(20)의 크기는 최소화된다. 권철심(11) 둘레를 회전할 때마다 코일의 길이는 최소화되어 권선의 저항을 억제한다. 권철심(11)이 코일(20)과 단단히 접촉하기 때문에, 어떠한 소음이나 진동도 발생하지 않을 것이다.

본 발명은 제2도의 통상적인 권철심(111)의 모서리에서의 문제점을 또한 해결한다. 제1 실시예는 코일(20)을 권철심에 강력하게 부착하도록 코일(20)을 끌어당길 필요가 없다. 따라서, 구리선(20)의 에나멜 도장은 벗겨지지 않을 것이며, 구리선은 내부의 변형에 견디지 않음으로써 그 저항을 증가한다. 그 결과, 토로이드 변압기는 충분히 능력을 발휘하고, 토로이드 변압기를 사용하는 오디오기기는 예상된 음질을 제공한다.

이렇게 하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 권철심은 통상적인 토로이드 변압기의 고유문제점을 해결한다. 즉, 제1 실시예의 권철심은 코일이 철심둘레에 가깝게 형성되고, 균일한 권선밀도를 실현하며, 누출자속을 방지하고 권선을 감는 시간을 줄이는 것을 가능하게 한다.

제1 실시예는 토로이드 변압기의 생산성을 향상시킨다.

제5a도는 제3a도 내지 제4도에 도시한 제1 실시예의 권철심의 단면을 개략적으로 도시한 것이고, 제5b도는 밴드형상부를 제5a도의 다수의 권철심을 형성하도록 절단하는 패턴을 가진 스트립재료의 일실시예를 도시한 것이다. 제5a도의 권철심(11)은 제3b도 및 제4도의 권철심(11)과 대응한다는 것에 주목하라. 제5b도의 스트립재료는 길이방향으로 대략 1/200 으로 축적된 것이다. 동일한 축적을 제7b도, 제8b도, 제9b도 및 제10b도에 또한 적용하였다.

제5b도를 참조하며, 스트립재료(31)는 두개의 절단선(311, 312)을 따라 밴드형상부(31a, 31b)로 계속해서 절단된다. 제1 실시예의 제5a도의 권철심(11)은 예정된 단위길이(310)의 밴드형상부(31a)로 이하 설명되어질 지그(4)의 둘레를 수백회 감음으로써 형성된다. 지그(4)는 권철심을 계속해서 형성하여 토로이드 변압기의 생산성을 향상시킨다.

다수의 밴드형상부(31a, 31b)(제5b도에서 2개)은 스트립재료(31)로 절단되어 밴드형상부(31a)의 최대폭(MAX) 및 최소폭(MIN)이 다른 밴드 (31b)의 최대폭(MAX) 및 최소폭(MIN)에 인접하도록 한다. 이러한 배열은 스트립재료(31)의 사용효과를 향상시킨다. 즉, 이것은 밴드형상부(31a, 31b)를 스트립재료(31)로 부터 절단하고 난 뒤, 제거될 나머지부분(31)의 양을 감소시킨다. 제1 실시예에 따라서, 단지 하나의 부분(31c)이 제거된다.

제5b도에 있어서, 밴드형상부(31a, 31b)은 스트립재료(31)로 부터 오려냄으로써 스트립재료(31)의 선형에지는 밴드형상부(31a)의 선형에지와 같이 사용된다. 이것은 스트립재료 (31)에서 절단된 선의 수를 감소시킨다. 제5b도의 실시예에 따라서, 두개의 밴드형상부(31a, 31b)이 두개의 절단선(311, 312)을 따라 절단된다.

제1 실시예는 물론 제2 실시예 내지 제4 실시예를 따라, 하나 또는 그 이상의 밴드형상부(31a, 31b(32a, 31b; 33a, 33b; 34a; 35a)이 하나의 스트립재료(31(32; 33; 34; 35)에서 오려내어진다. 단일의 스트립재료로 부터 여러개(3개, 4개, 5개 등등)의 밴드형상부를 오려내는 것이 가능하다.

제6도는 본 발명에 따른 토로이드 변압기용 권철심을 형성하기 위하여 밴드형상부로 지그둘레를 감는 상태를 개략적으로 도시한 도면이고, 제6b도는 제6a도의 권철심을 형성하기 위하여 권선공정을 설명한 도면이다. 제6a도는 정도이고 제6b도는 도면부호(B)로 부터 도시한 측면도임에 주목하라.

제6a도 및 제6b도에 있어서, 제5b도의 예정된 단위길이(310)의 밴드형상부(31a)로 원통형지그(4) 둘레를 감아서, 토로이드 변압기용 권철심(11)을 형성한다. 지그(4)는 그 축둘레가 감겨지고, 중심일치 안내 롤러(41(42))는 밴드형상부(31a)의 길이방향 중심선(31a')을 지그(4)의 폭방향 중심(4')과 정렬한다. 따라서, 밴드형상부(31a 또는 31b)이 곡선이더라 도, 지그(4)의 둘레를 바르게 감아서, 중심선 (31a'(4'))에 대하여 대칭인 상부(11c) 및 하부(11d)를 가지는 권철심(11)을 형성한다. 밴드형상부(31a(310))의 각각의 측면에지는 안내롤러(41)에 의해 지지되어, 밴드형상부(31a) 의 중심선(31a')은 지그(4)의 중심선(4')과 정렬한다.

제6a도와 제6b도의 지그(4) 둘레를 밴드형상부(31a(310))로 감는 공정은 이하 설명되어질 제2 실시예 내지 제5 실시예에 적용되어진다. 제6b도에 있어서, 지그(4)의 폭은 밴드형상부(31a(310))의 최대폭(MAX)보다 길다. 지그(4)의 폭은 감겨지게될 밴드의 최대폭과 같거나 또는 그 보다 짧다.

제7a도는 본 발명의 제2 실시예의 권철심의 단면을 개략적으로 도시한 도면이고, 제7b도는 제7a도의 다수의 권철심을 형성하기 위하여 스트립재료를 밴드형상부로 절단하는 패턴을 가진 스트립재료의 일 실시예이다.

제7a도에 있어서, 제2 실시예의 권철심은 길이방향 단면이 타원형 단부(12c, 12d)이다. 권철심(12)의 권선의 시작부분(12a)과 종료부분(12b)은 타원형이다. 이러한 구성은 권철심(12)에 대한 코일(20)의 부착을 향상시키고, 이로써, 코일(20)의 크기를 최소화하며, 코일의 저항을 억제하고, 소음 및 진동을 방지한다. 이는 코일(20)을 권철심(12)에 강력하게 부착시킬 필요가 없음으로써, 코일의 에나멜 도막에 손상을 입히지 않으며 코일의 구리선은 그 저항을 증가시키는 어떠한 내부의 변형에도 견딜 수 있다.

제7b도에 있어서, 스트립재료(32)는 두개의 절단선(321, 322)을 따라 계속해서 절단하여, 두개의 밴드형상부(32a, 32b)를 형성한다. 권철심(12)은 밴드형상부(32b)의 중심선(32b')을 지그(4)의 중심(4')(제6a도와 제6b도)에 정렬시키고 지그(4) 둘레를 밴드형상부(32b)의 각각의 단위길이(320)로 감음으로써 형성된다.

다수의 밴드형상부(32a, 32b) (제7b도에서 2개)를 스트립재료(32)에서 오려냄으로써 밴드(32a)의 가장 넓은 부분과 가장 좁은 부분은 밴드형상부(32B)의 가장 넓은 부분과 가장 좁은 부분에 인접하게 된다. 스트립재료(32)의 밴드형상부(32a, 32b) 사이에 나머지 부분(32c)은 버린다. 이러한 구성은 스트립재료에 대한 사용의 효율성을 향상시킨다. 즉, 밴드형상부(32a, 32b)이 스트립재료(32)로 부터 오려진 뒤 버려질 부분(32c)의 양은 감소하게 된다. 제2 실시예에 따라서, 단지 하나의 스트립(32c)만이 버려지게 된다.

제7b도에 있어서, 스트립재료(32)는 스트립재료(32)의 각각의 선형 측면가장자리가 밴드형상부(32a, 32b)의 각각의 측면가장자리중 하나와 같이 사용되도록 하기 위하여 절단된다. 이것은 스트립재료(32)에서의 절단선의 수를 감소시킨다. 제7b도에 따라서, 두개의 절단선(321, 322)은 두개의 밴드형상부(32a, 32b)를 절단하기에 충분하다.

제8a도는 본 발명의 제3 실시예의 권철심의 단면을 개략적으로 도시한 것이고, 제8b도는 제8a도의 다수의 권철심을 형성하기 위하여 스트립재료를 밴드형상부로 절단하는 패턴을 가진 스트립재료의 일예를 도시한 것이다.

제8a도에 있어서, 제3 실시예의 권철심(13)은 타원형 단면을 가진다. 즉, 권철심(14)은 타원형 단면의 길이방향 단부(13c, 13d)를 가진다. 권철심(13)의 권선의 시작부분(13a)과 종료부분(13b)은 또한 단면이 타원형이다. 이러한 구성은 권철심(13)에 대한 코일(20)의 부착을 더욱 향상시키고, 이로써 코일(20)의 크기를 최소화하며, 코일의 저항을 억제하고, 소음 및 진동을 방지한다. 이는 코일(20)을 권철심(13)에 강력하게 부착시킬 필요가 없음으로써, 코일(20)의 에나멜 도막에 손상을 입히지 않으며 코일의 구리선은 그 저항을 증가시키는 어떠한 내부의 변형에도 견딜 수 있다.

제8b도에 있어서, 스트립재료(33)는 두개의 절단선(331, 332)을 따라 계속해서 절단하여, 두개의 밴드형상부(33a, 33b)를 형성한다. 권철심(13)은 밴드형상부(33a)의 예정된 단위길이(330)로 지그(4)를 감고 (제6a도와 제6b도), 반면에 밴드형상부(33a)의 중심선(33a')을 지그(4)의 중심 (4')에 정렬시킴으로써 형성된다.

다수의 밴드형상부(33a, 33b)(제8b도에서 2개)를 스트립재료(33)에서 오려냄으로써 밴드형상부(33a)의 최대폭(MAX)과 최소폭(MIN)이 밴드 형상부(33b)의 최소폭(MIN)과 최대폭(MAX)에 인접하게 된다. 스트립재료(32)의 밴드형상부(32a, 32b) 사이에 나머지 부분(32c)은 버린다. 이러한 구성은 스트립재료(33)에 대한 사용의 효율성을 향상시킨다.

즉, 밴드형상부(33a, 33b)이 스트립재료(33)로 부터 오려진 뒤 나머지 부분(33c, 33d)이 감소하게 된다. 제3 실시예에 따라서, 2 개의 나머지 부분(31c, 31d)이 버려지게 된다. 스트립재료(33)가 각 가장자리에 결점을 가지고 있다면, 결점을 나머지 부분(31c, 31d)에 위치하도록 한다. 즉, 밴드형상부(33a, 33b)은 결점을 포함하지 않게되어, 권철심(13)의 질을 유지한다.

제9a도는 본 발명의 제4 실시예의 권철심의 단면을 개략적으로 도시한 도면이고, 제9b도는 제9a도의 다수의 권철심을 형성하기 위하여 스트립재료를 밴드형상부로 절단하는 패턴을 가진 스트립재료의 일 실시예이다.

제9a도에 있어서, 제4 실시예에 따른 권철심(14)은 모서리를 곡선으로 처리한 단면(4e, 14f, 14g, 14h)을 가진다. 이러한 구성은 제1a도 내지 제2도의 종래 기술에서 보다 권철심(13)에 대한 코일(20)의 부착을 향상시키고, 이로써, 코일(20)의 크기를 최소화하며, 코일의 저항을 억제하고, 소음 및 진동을 방지한다. 이는 코일(20)을 권철심(13)에 강력하게 부착시킬 필요가 없음으로써, 코일의 에나멜 도막에 손상을 입히지 않으며 코일의 구리선은 그 저항을 증가시키는 어떠한 내부의 변형에도 견딜 수 있다.

제9b도에 있어서, 스트립재료(34)는 절단선(341)을 따라 계속해서 절단한다. 권철심(14)은 밴드형상부(34a)의 예정된 단위길이(340)로 지그(4)를 감고( 제6a도와 제6b도), 배드형상부(34a)의 중심선(34a')을 지그(4)의 중심선(4')에 정렬시킴으로써 형성된다.

제4 실시예는 스트립재료(34)에서 밴드형상부(34a)를 절단함으로써 스트립재료(34)의 선형 측면가장자리가 밴드형상부(34a)의 선형 측면가장자리처럼 놓여있다. 이것은 스트립재료(34)상에 절단선의 수를 감소시키는 결과를 가져온다. 제9b도의 실시예에 따라서, 단일 절단선(341)은 스트립재료(34)에서 밴드형상부(34a)를 절단하기에 충분하다.

제10a도는 본 발명의 제5 실시예의 권철심의 단면을 개략적으로 도시한 것이고, 제10b도는 제10a도의 다수의 권철심을 형성하기 위하여 스트립재료를 밴드형상부로 절단하는 패턴을 가진 스트립재료의 일예를 도시한 것이다.

제10a도에 있어서, 제5 실시예의 권철심(15)은 단면이 선형으로 비스듬한 모서리(15e, 15f, 15g, 15h)를 가진다. 즉, 제5 실시예의 권철심(15)은 다각형 단면의 길이방향 단부(15c, 15d)를 가진다. 권철심(15)의 권선의 시작부분(15a)과 종료부분(15b)의 단면 또한 다각형이다. 이 실시예에서, 권철심의 단면형상은 6각형, 8각형, 12각형 또는 어떤 다른 적절한 형상일 수 있다.

권철심(15)에 대한 코일(토로이드 코일)(20)의 부착을 제1a도 내지 제2도에서의 종래 기술보다 더욱 향상시키고, 이로써, 코일(20)의 크기를 최소화하며, 코일의 저항을 억제하고, 소음 및 진동을 방지한다. 이는 코일(20)을 권철심(15)에 강력하게 부착시킬 필요가 없음으로써, 코일(20)의 에나멜 도막에 손상을 입히지 않으며, 코일의 구리선은 그 저항을 증가시키는 어떠한 내부의 변형에도 견딜수 있다. 제5 실시예는 권철심과 코일사이에 정전기 용량을 감소함과 동시에, 장방형 단면을 가지는 통상적인 권철심의 문제점을 해소하기 위하여, 코일(20)을 권철심에 너무 단단히 부착하지 않을 경우에 적당하다.

제10b도에 있어서, 스트립재료(35)는 절단선(351)을 따라 밴드형 상부(35a)로 계속해서 절단한다. 제10a도에서의 제5 실시예의 권철심(15)은 밴드형상부(35a)의 예정된 단위길이(350)로 지그(4)를 감고 (제5a도와 제6b도), 밴드형상부(35a)의 중심선(35a')을 지그(4)의 중심선(4')에 정렬시킴으로써 제조된다.

제5 실시예는 밴드형상부(35a)의 선형 측면가장자리처럼 스트립재료(35)의 선형 측면가장자리를 사용한다. 이것은 스트립재료(35)상에 절단선의 수를 감소시킨다. 제10b도의 실시예에 따라서, 단일 절단선(351)은 스트립재료에서 밴드형상부(35a)를 절단하기에 충분하다.

이러한 실시예는 구리선에 과도한 응력을 인가하지 않고서도 권철심둘레를 구리선의 코일로 적절히 맞춤으로써, 구리선의 왜곡을 방지하고, 회전할때마다 구리선의 길이를 짧게 하며, 공간팩터를 개선하여 코일을 질서정연하게 배열한다. 이러한 실시예는 장방형 단면을 가진 통상적인 권철심의 문제를 효과적으로 해결하고, 권선작업을 더욱 용이하게 하며, 권철심의 생산성을 향상시키고 이러한 권철심을 사용하는 토로이드 변압기가 충분히 성능을 발휘 할 수 있도록 한다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 권철심은 개량된 형상을 가짐으로써 코일을 권철심에 적절하게 부착시킨다. 이러한 권철심은 권철심을 사용하는 토로이드 변압기가 충분하게 성능을 발휘할 수 있도록 하며, 토로이드 변압기의 생산성을 향상시킨다.

본 발명의 많은 다른 실시예는 본 발명의 정신 및 범위로 부터 벗어나지 않고서도 구성될 수 있으며, 또한, 이들 실시예는 본 발명은 첨부된 청구범위에 공지된 것을 제외하고는, 명세서에 공지된 특정실시시예로 제한되지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (7)

1. 스트립 재료(31; 32; 33; 34; 35)를 연속적으로 절단하여 소정 형상의 밴드 형상부 (31a, 31b; 32a, 32b; 33a, 33b; 34a; 35a)를 취출하고, 상기 밴드 형상부의 미리 정해진 단위 길이(310; 320; 330; 340; 350)를 원형의 외주 형상을 갖는 지그(4)에 감아서 평면 형상의 도너츠 형상이 되도록 형성하고, 외측에 코일(20)이 토로이드 권선법에 의해 형성되어 있는 토로이드 변압기용 권철심에 있어서, 상기 권철심(11; 12; 13)의 상부(11c; 12c; 13c) 및 하부 (11d; 12d; 13d)의 단면 현상을, 원형 또는 타원형의 일부 형상이 되도록 하고, 상기 밴드 형상부의 폭에 상당하는 권철심의 높이를 1 로하여, 상기 지그(4)에 감아진 밴드 형상부의 두께에 상당하는 권철심의 두께가 0.9 ∼ 0.3 정도가 되도록 한 것을 특징으로 하는 토로이드 변압기용 권철심.
2. 스트립 재료(31; 32; 33; 34; 35)를 연속적으로 절단하여 소정 형상의 밴드 형상부 (31a, 31b; 32a, 32b; 33a, 33b; 34a, 35a)를 취출하고, 그 밴드 형상부의 미리 정해진 단위 길이 (310; 320; 330; 340; 350)를 원형의 외주 형상을 갖는 지그(4)에 감아서 평면 형상의 도너츠 형상이 되도록 형성하고, 외측에 코일(20)이 토로이드 권선법에 의해 형성되어 있는 토로이드 변압기용 권철심에 있어서, 그 권철심 (13)의 단면 형상을, 타원형의 형상이 되도록 하고, 상기 밴드 형상부의 폭에 상당하는 권철심의 높이를 1로 하여, 상기 지그(4)에 감아진 밴드 형상부의 두께에 상당하는 권철심의 두께가 0.9 ∼ 0.3 정도가 되도록 한 것을 특징으로 하는 토로이드 변압기용 권철심.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 지그(4)는 원통형 형상이고, 그 원통형 축을 중심으로해서, 상기 지그(4)를 회전시킴으로서 상기 밴드 형상부의 미리 정해진 단위 길이(310; 320; 330; 340; 350)를 감아서 권철심을 제조하는 것을 특징으로 하는 토로이드 변압기용 권철심.
4. 제3 항에 있어서, 상기 밴드 형상부의 미리 정해진 단위 길이 (310; 320; 330; 340; 350)의 감기 공정을, 해당 밴드 형상부의 폭방향의 중심선 (31a'; 32a'; 33a'; 34a'; 35a')을 상기 지그(4)의 폭방향 중심선(4')에 일치시켜서 감은 것은 특징으로 하는 토로이드 변압기용 권철심.
5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 스트립 재료(31; 33)로부터 소정 형상의 밴드 형상부를 절단하는 공정에서, 복수의 밴드 형상부(31a; 31b; 33a; 33b)를 절단하여, 그 복수의 밴드 형상부 안쪽의 인접하는 2 개의 밴드 형상부(31a, 31b; 33a, 33b)를, 제1 밴드 형상부(31a;, 33a)의 최대폭 위치 근방 또는 최소폭 위치 근방이 제2 밴드 형상부(31b; 33b)의 최소폭 위치 근방 및 최대폭 위치 근방에 대응토록 밀착시켜서 절단한 것을 특징으로 하는 토로이드 변압기용 권철심.
6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 스트립 재료(31; 33)로부터 소정 형상의 밴드 형상부를 절단하는 공정에서, 복수의 밴드 형상부(31a; 31b; 32a; 32b)를 절단하여, 그 복수의 밴드 형상부 안쪽의 하나 또는 2 개의 밴드 형상부(31a, 32a, 33b)를, 상기 스트립 재료(31; 32)의 직선 모양의 둘레 부분을 그대로 이용해서 한쪽이 직선 모양이 되도록 절단한 것을 특징으로 하는 토로이드 변압기용 권철심.
7. 제6 항에 있어서, 상기 스트립 재료(32)의 직선 모양의 둘레 부분을 이용해서 절단을 행하는 밴드 형상부(32a, 32b)는 2 개이며, 제1 밴드 형상부(32a)의 볼록부 및 오목부를 제2 밴드 형상부(32b)의 오목부 및 볼록부에 대응시켜서 절단하여, 그 두개의 밴드 형상부(32a, 32b)의 사이에 위치하는 스트립 재료(32)의 나머지(32c)를 폐기토록 한 것을 특징으로 하는 토로이드 변압기용 권철심.