KR100235574B1 - 코일 구조 - Google Patents

Abstract

바이파일러 코일 구조는 자동차 창문 가열소자에 의해 가열소자를 위한 전원공급회로로부터 선별되는 라디오 신호를 분리시키기 위해 사용된다. 코일구조는 전체적으로 서로 나란하게 배치되는 두 개의 분리식의 권선(9,10)을 구비하고 있다. 내부 실린더형 권선(9) 은 외부 실린더형 권선(10)의 내부에 내장되어 서로 접하게 되며 두 부분의 포트코어(15,16) 는 권선(9,10)의 내부 및 그 주위에서 클램프되어 있다.

Description

[발명의 명칭]

코일 구조

[도면의 간단한 설명]

본 발명은 다음에 개시되는 도면에 의해 예시적으로 설명될 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 바이파일러 코일 구조를 포함한 신호분리장치의 일형태를 도시한 개략도.

제2도는 제4도에서의 A-A 선에 따른 바이파일러 코일 구조의 단면도.

제3도 및 제4도는 제2도에 도시된 구조의 저면도 및 평면도.

제5도는 코일 구조의 외부 권선의 측면도.

제6도 및 제7는 코일 구조의 두 권선의 평면도 및 저면도.

제8도는 제6도에서의 B-B 선에 따른 단면도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 바이파일러 코일 구조(bifilar coil construction) 에 관한 것이다.

[종래기술]

영국특허 GB1520030 및 GB1600987 에는 전기에 의해 가열되는 자동차 창문의 가열소자를 위한 직류전원공급회로를 가열소자와 연결된 라디오 수신기 또는 송신기의 안테나 회로로부터 분리시켜 가열소자가 가열목적으로 사용됨과 동시에 라디오 수신 또는 송신용 안테나로서도 사용될 수 있도록 신호분리장치가 개시되어 있다.

상기의 장치는 신호분리를 위해 바이파일러 코일을 사용한다. 두개의 코일 권선(捲線) 은 각각 가열소자의 대향단부와 직류전원공급회로의 양극·음극 단자에 연결되어 있으며, 여기서 코일은 라디오 신호에 대해서, 직류전류에서 낮은 저항을 갖는 블럭 임피던스를 나타낸다.

통상 바이파일러 코일은 기계적 방법에 의해 권형 (捲型) 에 두개의 도선을 나란하게 권선하므로서 제작된다. 그 결과 두 개의 권선은 동일지름과 동일한 축방향길이를 가지며, 축방향으로 서로 이웃하여 동일방향으로 감겨진다. 상기한 바와 같이 신호분리를 위해서, 권선은 접속을 위하여 권선의 단부가 개구를 통하여 하향의 축방향으로 돌출된 형태로 포트 코어(port core) 구조물 (2 가철의 세락믹 구조물: ferrous ceramic structure) 내부에 내장된다.

최근에는 약 30 amps 또는 그 이상의 고전류 소비형 자동차 창문 가열소자가 사용되는 경향이며 그에 따라 더 굵은 게이지(gauge) 권선으로 된 바이파일러 코일이 요구되고 있다. 그러나 상기한 바와 같은 종래의 구조에서는 굵은 게이지 권선을 사용하면 바람직하지 못한 축방향 부피의 증가가 발생한다. 인입 인덕턴스와 커패시턴서로 인한 동조(tuning) 문제를 최소화하기 위하여 자동차 창문에 근접한 소정의 위치에 용이하게 설치하기 위해서는 축방향으로 간결한 구조가 바람직하다. 또한 종래의 구조에서는 권선의 돌출된 연결단부가 곡선 또는 절곡된 경로를 따라 이웃한 단부 턴(turn)으로 공급되는데, 축방향으로 나란하게 굵은 게이지 도선이 사용되는 경우에는 그에 따라 축방향 부피가 상당히 증가하게 되고 종래의 권선장치로서 이를 제작거나 조절하는 것이 어렵게 된다.

본 발명의 목적은 용이하게 편리하게 제작될 수 있으며 굵은 게이지 도선을 사용하더하도 축방향 부피를 최소화할 수 있는 바이파일러 코일 구조를 제공하는 것이다.

[발명의 설명]

본 발명의 제1측면에 따르면 가열소자와 연결되기 위한 한 쌍의 제1단자, 가열소자를 위한 자동차 직류전원공급기와 연결되기 위한 한 쌍의 제2단자, 자동차 라디오 송신기 및/ 또는 수신기의 안테나 회로와 연결되기 위한 안테나 단자, 직류전류가 전원공급기로부터 가열소자로 통전될 수 있도록 하는 한편 라디오 신호가 가열소자로부터 직류전원공급기로 블록화되어 흐를 수 있도록 하기 위하여 한 쌍의 제1단자와 한 쌍의 제2단자 사이에 위치한 동일방향의 제1 및 제2권선으로 된 2 중감김코일로 구성되고, 안테나 단자는 가열소자와 2중감김코일 사이를 연결하며, 2 중감긴 코일권선은 전체적으로 서로 나란히 배치된 분리 형성된 권선이고, 2 가철의 코어는 코일구조의 내부 및 그 주위에 내부와 외부를 각각 갖게 마련되며, 2 중으로 감긴 코일의 분리권선은 상이한 직경의 대체로 실린더형인 제1 및 제2권선으로 구성되고, 이에 따라 제1권선의 턴이 제2 권선의 턴의 방사상으로 내향위치되면서 제1권선이 제2권선내에 밀착 정합되고, 제1 및 제2 권선이 그와 실질적으로 동일한 수의 턴을 갖게 되는 것을 특징으로 하는, 자동차 창문 가열소자용 신호분리장치가 제공된다.

신호분리장치는 다른 구성요소, 예를 들면 커패시터, 다이오드, 초크, 가열소자를 라디오 장치의 안테나 회로에 정합시키기 위한 정합회로 및 다향한 진동수 대역(AM, VHF)에서 효과적인 작동이 이루어질 수 있도록 하는 동조회로를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 바이파일러 코일 구조의 분리식 권선은 약간 상이한 지름을 가지고 있어 제1권선이 제2권선내에 밀접하게 끼워지고 제1권선의 턴이 제2권선의 턴에 대해 방사상으로 내부에 위치하는 두 개의 실린더형 (또는 대체적으로 실린더형) 권선으로 구성된다.

본 발명의 제2측면에 따르면 상기한 본 발명의 제1측면에 따른 신호분리장치의 제작방법이 제공되는데, 이에 따른면 횡단면 치수가 2㎜ 이상인 도선으로 만든 대체적인 실린더형 코일로 제1권선을 형성하는 단계, 제1권선코일의 외부지름보다 큰 내부지름을 가지는 동일한 도선으로 만든 분리식의 대체로 실린더형 코일로 제2권선을 형성하는 단계, 그리고 제1권선을 제2권선내에 끼우고 2 중김감코일을 코일구조와 함께 그리고 그 주위에 각각의 내부 및 외부부분을 가진 30㎜ 포트코어 내부에 위치시키는 단계를 포함하여 그에 따라 상기 권선내에 25 내지 35 amps 의 전류송전용량이 가능한 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 신호분리장치의 제조방법이 제공된다.

상기 내부 및 외부 지름은 서로 비슷하여 제1권선의 외부면이 제2권선의 내부면에 접하거나 거의 가까이 근접하는 것이 바람직하다.

이러한 방법에 따르면 비록 굵은 게이지 도선이 사용될지라도, 특허 권선의 단부가 단일도선으로서 이웃한 단부턴으로 공급되고 단부와 턴 사이에서 절곡되거나 곡선화되는 것이 용이하므로 권선이 통산적인 방법에 의해서 용이하게 형성될 수 있다. 권선의 턴이 방사상으로 배열되어 있으므로 축방향 부피는 최소로 유지될 수 있으며, 상기한 단부의 절곡 또는 곡선화가 2 개의 도선이 아닌 하나의 도선에서 일어난다는 사실은 이러한 견해를 지지할 수 있는 것이다.

내부 및 외부권선에 있어서, 전체 코일 구조는 일반적인 실린더 형태를 이루고 있으며, 각각 코일 구조의 내부 및 주위에서 일체의 단부판에 의해 결합된 내부 및 외부 실린더형 부분을 포함하는 통상적인 코어를 사용하는 것도 가능하다 (그리고 바람직하다). 코어는 포트코어일 수도 있으며 볼트·너트와 같은 축방향으로 신장된 클램핑 장치에 의해 서로 클램프되는 두 개의 섹션으로 구성될 수도 있다. 적절한 슬롯을 연견단부를 위해 마련할 수도 있다.

본 발명에 의한 일실시예에서 각 권선들을 코일의 축방향으로 코일과 나란하게 돌출된 직선의 터미널 단부 부분을 가진 절곡단부로 각각 종결되는 최종의 정부 (頂部) 및 저부 (底部) 턴을 구비하고 있다. 바람직하게는 상기의 저부 터미널 단부 부분은 코일로부터 자유로이 떨어져 하향으로 돌출되어 있으며 상기의 정부 터미널 단부 부분은 코일과 나란하게 코일의 외주표면과 일정 간격을 두고 코일로부터 자유롭게 떨어져 하향으로 돌출되어 있다. 또한 바람직하게는 터미널 단부 부분은 서로 원주형태로 위치하고 있다.

특히 바람직한 실시예에 있어서 상부 및 하부의 절곡단부중 적어도 하나는 옆으로 단을 이루고 있어 두 권선의 정부 터미널 단부 부분이 서로 떨어져 위치하며, 저부의 터미널 단부 부분도 이와 같다.

코어는 정부굴곡단부와 저부굴곡단부가 통과하여 돌출하게 되는 방사상으로 뻗은 상부 및 하부 슬롯을 구비할 수도 있다.

[본 발명의 최선 실시예]

도시된 신호분리장치는 자동차 라디오용 수신안테나로 사용 가능한 통상의 자동차 후미 가열창문에 사용되기 위한 것이다.

본 장치는 가열창문(2) 가까이에, 즉 후미의 화물용 선반 아래 또는 지붕의 라이닝 내에 고정하여 차 내부에 수용된 회로(1) 를 포함한다.

내부수용회로(1) 는 부재번호 3,4,5,6,7의 5 개 단자를 포함하는데 3 번 및 4 번의 두개 단자는 창문의 가열소자(2) 와 연결되고 5 번 및 6 번의 두개 단자는 각각 통상의 대쉬보드 스위치를 거쳐 자동차 직류전원 공급기의 양극 및 접지부와 연결되며 7 번의 단자는 차폐 케이블을 이용하여 자동차 라디오 안테나 입력회로와 연결된다.

내부수용회로(1) 는 각각 직류의 양극 그리고 접지부 그리고 가열소자(2) 의 두 개의 단부 사이에 위치한 동일방향의 두개의 권선(9,10)을 구비한 바이파일러 코일(8)을 포함한다.

도면에 있어서 안테나 단자(7) 는 가열소자(2) 와 바이파일러 코일 구조(8) 사이에서 가열소자(2) 에 연결되어 있다. 정합, 동조, 분리의 보조, 가열소자의 단부에서의 신호평형 등을 위한 다른 구성요소들도 이와 결합되지만 현재 이들 요소들이 전부 도시되어 있지는 않다.

바이파일러 코일 구조는 저항에 따른 심각한 전압손실을 일으키지 않으며 과열도 없는 30 amps 의 송전용량을 가진 굵은 게이지 구리도선을 이용하여 5 회의 권선수를 가지도록한 두 개의 분리식 권선(9,10)을 포함한다.

각각의 권선코일(9,10)은 그 축에 나란하게 코일로부터 하향돌출된 절곡단부(11,12) 로 종료되는 저부턴을 갖는다. 또한 각각의 코일은 그 축과 나란한 코일의 외부표면에서 일정간격을 두고 코일과 나란하게 하향돌출된 절곡단부(13,14) 로 종결되는 정부턴을 갖는다.

내부코일(9) 의 외부지름은 외부코일(10)의 내부지름보다 아주 조금 작다. 내부코일의 단부(11)는 직하향으로 절곡되어 있으며, 이 때문에 내부코일 및 외부코일의 단부(12,13,14)는 하향절곡되기 전에 한 측으로 단을 이룬다. 내부코일(9) 은 외부코일(10)내에 끼워져 서로 가까이 접하고 있다. 저부의 돌출단부(11,12) 는 상기에서 기술한 바와 같은 단을 가지고 있으므로 서로 나란하게 배치되면서도 일정간격을 가지고 있다. 정부의 돌출단부(13,14) 도 이와 같은 배치를 갖는다.

앞서 설명한 바와 같이 단부(11)가 직하향으로 절곡되고 다른 단부(12,13,14)는 단을 이루고 있으므로 단부(11,12,13,14) 에 대해 또 다른 절곡이나 성형없이도 권선작업후에 내부코일(9) 을 신속하고 용이하게 외부코일(10)내로 삽입할 수 있다.

이상에서 설명한 코일은 단일 도선이 권선되는 것이기 때문에 통상의 권선장치를 이용하여 쉽게 제작할 수 있다. 특히 단부(11,12,13,14) 는 쉽게 절곡될 수 있으며 간단하고 정확한 방법으로 결합된 단부턴에 (또는 그로부터) 공급될 수 있으며 굵은 게이지 도선일지라도 과도한 축방향 꼬임 또는 이동을 야기하지도 않는다.

결과적인 코일 구조(8) 는 두 권선(9,10)의 턴을 방사상으로 배치하고 단부턴의 상기의 축소된 이동에 의하여 축방향 부피를 줄일 수 있다. 코일 구조(8) 는 정확한 형상을 가지므로 도면에 도시된 바와 같이 통상적인 포트코어와도 쉽게 조립될 수 있다.

포트코어는 각각 내부 중공 실린더(17)와 외부 중공 실린더(18) 및 단부 판(19)으로 구성된 두 개의 반편(15,16)으로 구성된다.

이들 실린더(17,18) 및 단부판(19)은 2 가철 (2) 세라믹 구조물로부터 일편으로 일체적으로 구성된다.

외부실린더(18)와 단부판(19) 사이에는 간격이 있어 방사상의 슬롯(20)을 형성하며 단부판(19)에는 중앙구멍(21)이 있다.

코어의 반편(15,16) 은 돌출단부(11,12,13,14) 를 수용하기 위해 갈라져 있는 방사상 슬롯(20)을 가지며 코일구조 주위에서 상·하에 결합된다. 반편(15,16) 은 구멍(21)과 내부실린더(17)를 통과한 볼트(22)가 너트(23)와 결합되므로서 서로 접한 위치에서 단단하게 클램프된다.

본 발명이 단지 예시로서 설명된 상기의 실시예의 상세한 구성에만 국한되지 않음은 물론 이해될 것이다.

Claims (4)

1. 가열소자에 연결되기 위한 한 쌍의 제1단자, 가열소자를 위한 자동차 직류전원공급기와 연결되기 위한 한 쌍의 제2단자, 자동차 라디오 송신기 및/ 또는 수신기의 안테나 회로와 연결되기 위한 안테나 단자, 직류전류가 전원공급기로부터 가열소자로 통전될 수 있도록 하는 한편 라디오 신호가 가열소자로부터 직류전원공급기로 블록화되어 흐를 수 있도록 하기 위하여 한 쌍의 제1단자와 한 쌍의 제2단자 사이에 위치한 동일방향의 제1 및 제2권선을 가진 2 중감김코일로 구성되고; 안테나 단자는 가열소자와 2 중감김코일 사이를 연결하며, 2 중으로 감긴 코일권선은 전체적으로 서로 나란히 배치된 분리형성된 권선이고, 2 가철의 코어는 코일구조의 내부 및 그 주위에 내부와 외부를 각각 갖게 마련되며, 2 중으로 감긴 코일의 분리권선은 상이한 직경의 대체로 실린더형인 제1 및 제2권선으로 구성되고; 이에 따라 제1권선의 턴이 제2권선의 턴의 방사상으로 내향위치되면서 제1권선이 제2권선내에 밀착 정합되고, 제1 및 제2권선이 그와 실질적으로 동일한 수의 턴을 갖게 되는 것을 특징으로 하는, 자동차 창문 가열소자용 신호분리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 권선의 최종적인 정부 및 저부 턴은 각각 절곡단부로 종결되고 제1권선의 하나의 절곡단부는 직하향으로 절곡되어 있으며 제1 및 제2권선의 다른 절곡단부는 옆으로 단을 이룬 후 직하향으로 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 신호분리장치.
3. 횡단면 치수가 2㎜ 이상인 도선으로 만든 대체로 실린더형의 코일로 제1권선을 형성하는 단계, 제1권선코일의 외부지름보다 큰 내부지름을 가지는 동일한 도선으로 만든 분리식의 대체로 실린더형의 코일로 제2 권선을 형성하는 단계, 그리고 제1권선을 제2권선내에 끼우고 2 중감김코일을 코일구조와 함께 그리고 그 주위에 각각의 내부 및 외부부분을 가진 30㎜ 포트코어 내부에 위치시키는 단계를 포함하며, 이에 의하여 상기 권선내에 25 내지 35 amps 의 전류송전용량이 가능한 것을 특징으로 하는 제1항 또는 제2항에 따른 신호분리장치의 제조방법.
4. 횡단면 치수가 2.5㎜ 이상인 도선으로 만든 대체로 실린더형의 코일로 제1권선을 형성하는 단계, 제1권선코일의 외부지름보다 큰 내부지름을 가지는 동일한 도선으로 만든 분리식의 대체로 실린더형의 코일로 제2권선을 형성하는 단계, 그리고 제1권선을 제2권선내에 끼우고 2 중감김코일을 코일구조와 함께 그리고 그 주위에 각각의 내부 및 외부부분을 가진 36㎜ 포트코어 내부에 위치시키는 단계로 구성되고, 이에 의하여 상기 권선내에 35 내지 45 amps의 전류송전용량이 가능한 것을 특징으로 하는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 신호분리장치의 제조방법.