KR100594714B1 - 자동차 오디오용 리액터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중심코어의 주변에, 감겨진 권선이 위치하도록 판 형상의 I자형 철편이 적층된 상부코어와 판 형상의 E자형 철편이 적층된 하부코어를 상하로 배치하여 일체형으로 결합한 자동차 오디오용 리액터에 있어, 상기 I자형 철편의 하단부에 상기 하단부의 중심으로부터 일정 폭이 일정한 깊이로 절삭된 절삭부를 형상하므로써 상기 상부코어와 상기 하부코어 사이에 공극(air gap)이 형성되어 자속의 과도한 증가를 막을 수 있도록 하고, 상기 I자형 철편의 일면에는 일정높이의 결합돌기가 형성되고, 다른 일면에는 해당 I자형 철편의 옆에 적층되는 I자형 철편의 결합돌기에 대응하는 결합홈이 일정깊이로 형성되도록 함으로써 리액터의 특성을 그대로 유지하면서도 I자형 철편을 포함하는 리액터의 구조를 단순화함과 동시에 리액터의 조립을 용이하게 한다.

오디오용 리액터, 잡음 혼입, 공극, I자형 철편, E자형 철편, 인덕턴스.

Description

자동차 오디오용 리액터{reactor for car audio}

도1 및 도2는 종래의 자동차 오디오용 리액터를 나타낸 개략도이다.

도3은 본 발명에 의한 자동차 오디오용 리액터를 나타낸 분해 사시도이다.

도4는 본 발명에 의한 자동차 오디오용 리액터의 결합상태를 나타낸 개략 단면도이다.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

10 : 상부코어 11 : 하부코어

12 : 중심코어 13a, 13b : 외심코어

14 : 보빈 15 : 권선

16, 16a, 16b : I자형 철편 17, 17a, 17b : E자형 철편

18 : 하단부 19 : 결합돌기

20: 결합홈 20a :결합공

21 : 절삭부 22 : 공극

본 발명은 잡음 혼입을 차단하기 위한 자동차 오디오용 리액터에 관한 것이다. 특 히 본 발명은 리액터를 구성하는 I자형 철편의 구조를 변경하여 리액터의 특성을 그대로 유지하면서도 I자형 철편을 포함하는 리액터의 구조를 단순화함과 동시에 조립이 용이하도록 하는 자동차 오디오용 리액터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 오디오 등에 적용되어 잡음 혼입을 차단하는 역할을 하는 리액터(reactor)라 함은 저항, 커패시터와 함께 중요한 전자부품 중의 하나로서 자기 에너지를 축적할 수 있는 부품이다. 이 리액터는 권선을 감아서 제작하는데, 이때 감기는 권선을 코일이라 한다.

한편, 인덕턴스란 코일에서 그 내부나 주위에 생기는 자기장의 변화로 전류 흐름의 변화를 방해하는 설정을 말하며, 이는 자속이 통과하는 면적(A)이 클수록, 자속이 통과하는 길이가 짧을수록, 자속이 통과하는 물질의 투자율(μ)이 높을수록, 코일을 감은 권선 수(N)가 많을수록 커진다.

코일만으로 구성된 리액터를 공심 리액터라 하는데, 공심 리액터는 투자율이 낮고 인덕턴스도 작다. 인덕턴스를 크게 하기 위하여 코어가 사용되는데, 이는 코어의 투자율이 공기의 수천 배가 되어 인덕턴스를 매우 크게 할 수 있기 때문이다. 여기서, 코어의 재질로는 저주파수에서는 철편을 그리고 고주파수에서는 페라이트를 보통 사용한다.

위에서와 같이 자기회로에 코어(core)를 사용하면 인덕턴스(inductance)를 크게 할 수 있지만, 큰 전류가 흐르는 전력용 리액터의 경우는 권선에 전류가 흐르게 되면 코어(철편)를 통과하는 자속이 매우 많게 되어 철편의 포화자속 한도를 초과하게 되고, 결국 코어로서의 역할을 할 수 없게 된다. 따라서 이를 방지하기 위하여 전 력용 리액터는 철편코어의 자기회로에 공극을 삽입하여 자속의 과도한 증가를 막아야 한다.

그러므로 전력용 리액터는 통상적으로 다층 철편 코어에 코일을 감고 공극을 넣은 코어 리액터 형태로 사용하는데, 코어의 형태를 EE형 또는 EI형을 주로 사용한다.

한편 리액터의 권선에 전류가 흐르면 코어에 큰 자속이 생성되고 자기회로의 자기력에 의하여 힘이 코어에 작용한다. 즉, 권선에 흐르는 전류의 방향에 따라 공극의 상부 코어와 하부코어에는 서로 다른 자극(N극 및 S극)이 생기고, 공극을 사이에 두고 코어 사이에 인력이 작용한다.

이때 권선에 흐르는 전류가 변하면 자기력도 변하게 되고, 코어에 작용하는 힘의 세기도 변하게 된다. 코어 사이에 인력이 작용하더라도 전류가 일정하면 인력의 크기가 일정하여 진동이 발생하지 않으나, 통상적으로 전류의 파형은 일정하지 않고 맥류가 흐르므로 공극의 상하부의 코어에 작용하는 인력은 맥류파형에 따라 변하게 되어 코어가 기계적으로 견고하게 고정되어 있지 않으면 코어가 진동하게 되어 진동소음이 발생한다. 더욱이 전력용 리액터는 매우 큰 전류가 흐르므로 그 진동소음 또한 매우 크다. 이러한 진동소음을 줄이기 위하여 코어를 견고히 고정하기도 하지만, 에폭시 수지 등을 사용하여 함침하기도 한다.

도1은 종래의 EE형 리액터를 나타낸 것으로서, 권선(104)이 감겨진 중심 코어에 공극(108)이 삽입되어 있고, 외심코어는 상부 및 하부코어(102)(106)가 서로 맞붙어 있으므로 진동이 비교적 적다는 장점이 있으나, 코어를 EE형 형태로 제작하는 것이 어렵고 이로 인하여 제조비용이 상승한다.

도2는 종래의 EI형 리액터를 나타낸 것으로서, 중심 코어에 권선(204)이 위치할 수 있도록 상부코어(202)와 하부코어(206)를 일체형으로 결합하되, 중심코어나 외심코어에 관계없이 진동소음을 줄이기 위한 공극(208)을 상부코어(202)와 하부코어(206) 사이에 둠으로써 종래의 리액터에 비해 구조가 간단하여 도1의 리액터와는 달리 제작이 용이하다.

하지만, 도1 및 도2 리액터의 경우 상부코어와 하부코어 사이에 공극(air gap)을 형성하기 위하여 별도의 절연재질인 종이를 상부코어와 하부코어 사이에 삽입해야 하고, 판 형상으로 가공된 철편을 다층으로 적층해야 하므로 리액터를 조립하기 위한 공정이 어렵고 길어진다.

특히, 철편을 적층하고 공극을 형성하는 과정에서 리액터의 특성이 달라질 수 있어, 고도로 숙련된 숙련공만이 철편을 적층하고 공극을 형성해야 하므로 작업성이 매우 낮다.

본 발명의 목적은 리액터의 특성을 그대로 유지하면서도 코어와 권선 등 리액터를 구성하는 각 구성요소들을 보다 쉽고 정확하게 조립할 수 있도록 리액터의 구조를 변경한 자동차 오디오용 리액터를 제공하는데 있다.

본 발명에 의한 자동차 오디오용 리액터는, 중심코어의 주변에 감겨진 권선이 위치하도록 판 형상의 I자형 철편이 적층된 상부코어와 판 형상의 E자형 철편이 적층된 하부코어를 상하로 배치하여 일체형으로 결합한 자동차 오디오용 리액터에 있어서, 상기 I자형 철편의 하단부에 상기 하단부의 중심으로부터 일정 폭이 일정한 깊이로 절삭된 절삭부를 형성하므로써 상기 상부코어와 상기 하부코어 사이에 공극(air gap)이 형성되어 자속의 과도한 증가를 막을 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 절삭부의 폭은, 상기 중심코어의 폭보다는 넓고 양측에 위치한 외심코어의 폭보다 좁게 형성되는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 의한 자동차 오디오용 리액터는, 중심코어의 주변에 감겨진 권선이 위치하도록 판 형상의 I자형 철편이 적층된 상부코어와 판 형상의 E자형 철편이 적층된 하부코어를 상하로 배치하여 일체형으로 결합한 자동차 오디오용 리액터에 있어서, 상기 I자형 철편의 일면에는 일정높이의 결합돌기가 형성되고, 다른 일면에는 해당 I자형 철편의 옆에 적층되는 I자형 철편의 결합돌기에 대응하는 결합홈이 일정깊이로 형성되도록 한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 결합홈의 깊이와 상기 결합돌기의 높이는 상기 I자형 철편 두께의 1.5 내지 2배인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 상부코어를 구성하는 I자형 철편 중에 최외곽에 위치한 2장의 I자형 철편에는 결합홈 및 결합돌기가 형성되지 않고, 결합공만이 관통되게 형성되는 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 의한 자동차 오디오용 리액터를 나타낸 분해 사시도로서, 본 발명에 의한 리액터는, 중심코어(12)의 주변을 감싸면서 외심코어(13a)(13b) 사이에 권선(15)이 감겨진 보빈(14)이 위치하도록 판 형상의 I자형 철편(16)이 적층된 상부 코어(10)가 판 형상의 E자형 철편(17)이 적층된 하부코어(11) 위에 안착되어 일체형으로 결합된 구조를 갖는다. 특히, 하부코어(11)를 구성하는 E자형 철편(17)들은 권선(15)이 감겨진 보빈(14)의 아래에서 위로 결합되는데, 최외곽에 위치한 E자형 철편(17a)(17b)만이 위에서 아래로 결합된다. 이는 보빈(14)과 일체형으로 결합된 하부코어(11)의 상부에 I자형 철편(16)으로 이루어진 상부코어(10)를 결합하기 위한 공간을 마련하기 위함이다.

물론, 보빈(14)에 감겨진 권선(15)에는 도시되지 않은 인쇄회로기판(printed circuit board)과의 기구 및 전기적인 결합을 위한 리드선(lead wire)이 연장되어 있고, 상부코어(10)와 하부코어(11)의 외곽에는 도면에는 도시하지 않았으나 일체형으로 결합된 상부코어(10)와 하부코어(11)를 인쇄회로기판 등에 고정하기 위한 케이스가 감싸여져 있다.

또한, I자형 철편(16)의 하단부(18)에는 하단부(18)의 중심으로부터 일정 폭이 일정한 깊이로 절삭된 절삭부(21)를 형성하므로써 도4에서와 같이 리액터를 완전히 조립하였을 때 상부코어(10)와 하부코어(11) 사이에 공극(22)(air gap)이 형성되어 자속의 과도한 증가를 막을 수 있다. 물론, 이는 종래와 달리 리액터를 조립하는 과정에서 하부코어(11)와 상부코어(10) 사이에 별도의 종이를 넣어야 하는 공정을 제거할 수 있는 이점도 있다.

이때 상부코어(10)를 구성하는 판형상의 I자형 철편(16)에 형성되는 절삭부(21)의 폭은 중심코어(12)의 폭보다는 넓고 양측에 위한 외심코어(13a)(13b)의 폭보다는 좁게 형성하는 것이 바람직하다.

그리고 상부코어(10)를 구성하는 각 I자형 철편(16)의 일면에는 일정높이(전방으로 돌출된 정도를 일컫는다.)의 결합돌기(19)가 형성되고, 다른 일면에는 해당 I자형 철편(16)의 옆에 적층되는 I자형 철편(16)의 결합돌기(19)에 대응하는 결합홈(20)이 일정깊이(전방으로 내입된 정도를 일컫는다.)로 형성되어 있어, I자형 철편을 조립하는 과정에서 하나의 I자형 철편의 결합홈과 이에 인접되게 적층되는 다른 I자형 철편의 결합돌기가 결합되도록 적층한 상부코어(10)를 하부코어(11)의 상부에 안착함으로써 숙련공이 아니더라도 리액터의 특성에 큰 영향을 주지 않는 범위에서 리액터를 간단히 조립할 수 있다.

여기서, I자형 철편(16)에 형성된 결합홈(20)의 깊이와 결합돌기(19)의 높이는 I자형 철편(16)의 두께의 1.5 내지 2배인 것이 바람직하다.

뿐만 아니라, 상부코어(10)를 구성하기 위하여 적층되는 I자형 철편(16) 중에 최외곽에 위치한 2장의 I자형 철편(16b)에는 결합공(20a)만을 관통되게 형성함으로써 최외곽의 결합돌기(19)에는 2장의 I자형 철편(16)이 적층되므로 결합돌기(19)의 단부가 I자형 철편(16b)의 외부로 돌출하지 않게 되어 상부코어(10)를 하부코어(11)의 상부, 즉 I자형 상부코어(10)를 E자형 하부코어(11)의 E자형 철편(17a)(17b) 사이에 보다 긴밀하게 결합할 수 있게 된다.

따라서 본 발명은 I자형 철편의 양측면에 각각 결합돌기와 결합홈을 형성하고, 하단부에 공극 형성을 위한 절삭부를 형성하므로써 리액터의 특성을 그대로 유지하면서도 코어와 권선 등 리액터를 구성하는 각 구성요소들을 보다 쉽고도 정확하게 조 립할 수 있는 효과가 있다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 하나의 바람직한 구체적인 실시예에 대해서만 기술하였으나, 상기의 구체적인 실시예를 바탕으로 한 본 발명의 기술사상 범위 내에서의 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며 또한 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (5)

1. 중심 코어의 주변에 감겨진 권선이 위치하도록 판 형상의 I자형 철편들이 적층된 상부 코어와 판 형상의 E자형 철편들이 적층된 하부 코어를 상하로 배치하여 일체형으로 결합한 자동차 오디오용 리액터에 있어서,

   상기 I자형 철편들의 하단부에는 상기 하단부의 중심으로부터 중심 코어의 폭보다는 넓고 양측에 위치한 코어의 폭보다는 좁게 일정깊이로 절삭된 절삭부가 형성되어 상기 상부 코어와 상기 하부 코어 사이에 자속의 과도한 증가를 막기 위한 공극(air gap)이 형성되고, 상기 I자형 철편들의 일면에는 I자형 철편 두께의 1.5 내지 2배 높이의 결합 돌기가 형성되고 다른 일면에는 해당 I자형 철편의 옆에 적층되는 I자형 철편의 결합 돌기와의 결합을 위한 I자형 철편 두께의 1.5 내지 2배의 깊이를 갖는 결합 홈이 형성되되, 상기 상부코어를 구성하는 I자형 철편 중에 최외곽에 위치한 2장의 I자형 철편에는 결합 홈 및 결합 돌기가 형성되지 않고, 결합공만이 관통되게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 오디오용 리액터.
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