KR100798448B1 - 전류특성이 개선된 인덕터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전류특성이 개선된 인덕터에 관한 것으로서, 하부탭과 중간탭사이에 형성되어 코일이 권선된 제1 코일 권선축과, 상기 중간탭과 상부탭사이에 형성되어 코일이 권선된 제2 코일 권선축이 상하복층구조를 이루는 이형코아가 소정 내부 공간을 가지고 상하면이 개방된 링코아의 내부로 삽입되고, 상기 권선축들에 권선된 제1 코일 및 제2 코일의 말단부들이 상기 링코아의 측면에 형성된 대전핀에 납땜으로 직접 열 접착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 두 개의 코일 권선축을 가진 복층구조의 이형코아가 링코아와 결합하여 형성된 하나의 인덕터로 두 개의 인덕터가 수행하는 기능을 대신할 수 있도록 하고, 링코아에 가이드 홈을 형성시켜 이형코아의 삽입시 자동적으로 이형코아가 링코아의 중간에 위치되도록 하여 인덕터의 인덕턴스가 일정하게 유지될 수 있도록 하고, 이형코아의 상부탭이 중간 및 하부탭 보다 큰 구조로 형성되도록 하여 더욱 많은 자력을 생성할 수 있으며 이로 인해 권선수 및 저항을 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

전류특성이 개선된 인덕터{INDUCTOR TO IMPROVE CURRENT CHARACTERISTICS}

도 1은 종래의 인덕터를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 전류특성이 개선된 인덕터의 링코아를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 전류특성이 개선된 인덕터의 이형코아와 그 수직단면도를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 전류특성이 개선된 인덕터의 이형코아가 링코아에 삽입되는 과정을 도시한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 전류특성이 개선된 인덕터의 수직 단면도를 도시한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 인덕터와 종래 인덕터에 인가되는 전류 값에 따른 인덕턴스의 값을 나타낸 그래프 도면.

본 발명은 전류특성이 개선된 인덕터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 두 개의 코일 권선축을 가진 복층구조의 이형코아가 링코아와 결합하여 형성된 하나의 인덕터로 두 개의 인덕터가 수행하는 기능을 대신할 수 있도록 하고, 링코아에 가이드 홈을 형성시켜 이형코아의 삽입시 자동적으로 이형코아가 링코아의 중간에 위치되도록 하여 인덕터의 인덕턴스가 일정하게 유지될 수 있도록 하고, 이형코아의 상부탭이 중간 및 하부탭 보다 큰 구조로 형성되도록 하여 더욱 많은 자력을 생성할 수 있으며 이로 인해 권선수 및 저항을 줄일 수 있는 전류특성이 개선된 인덕터에 관한 것이다.

일반적으로 인덕터는 크게 코일이 권선되는 드럼코아와 코일이 권선된 드럼코아가 삽입되는 링코아로 이루어지는데, 본 발명에 따른 드럼코아는 코일 권선축이 두 개인 이형코아인데 반해, 종래 인덕터의 드럼코아는 도 1에 도시된 바와 같이 코일권선축이 하나인 동형코아인 것이 특징이다.

이러한, 종래의 동형코아가 링코아에 삽입되어 만들어진 인덕터는 하나의 인덕터가 한가지 기능을 수행하기 때문에 복수개의 인덕터를 필요로 하는 전자기기에 있어서, 설치면적이 넓으며, 복수개 만큼의 인덕터를 생산하는데 생산 비용이 높다는 문제점이 있다.

또한, 동형코아가 사용된 종래의 인덕터는 높은 인덕턴스의 값을 내기 위해 코일권선 횟수를 증가시켜야 하는데, 결국 코일의 권선 횟수가 증가됨에 따라 그만큼 인가되는 전류에 저항이 많이 생기에 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 드럼코아의 내부로 삽입되어 인덕터를 형성하는 드럼코아로 수직단면 구조가 복층구조인 이형코아를 사용하여 하나의 인덕터로 두 개의 인덕터가 수행하는 기능을 대신할 수 있도록 하며 또한, 상기 이형코아가 삽입되는 링코아에 가이드 홈을 형성시켜 삽입되는 이형코아가 정중앙에 위치하도록 하여 일정한 인덕턴스의 값을 유지하도록 하는 전류특성이 개선된 인덕터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 전류특성이 개선된 인덕터는 하부탭(23)과 중간탭(22)사이에 형성되어 코일이 권선된 제1 코일 권선축(24)과 상기 중간탭(22)과 상부탭(21)사이에 형성되어 코일이 권선된 제2 코일 권선축(25)이 상하복층구조로 이루어진 이형코아(20)가 소정 내부 공간을 가지고 상하면이 개방된 링코아(20)의 내부로 삽입되고, 상기 권선축들(24, 25)에 권선된 제1 코일 및 제2 코일(40, 40`)의 말단부들이 상기 링코아(20)의 측면에 형성된 대전핀(30)에 납땜으로 직접 열 접착되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 링코아(10)의 상부 테두리면(12)에는 권선된 상기 코일들(40, 40`)의 말단부가 외부로 노출 되도록 해당 말단부들과 각각 대응되는 절개부(11)들이 형성되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 링코아(10)의 상부 테두리면(12)에는 삽입되는 상기 이형코아(20)와의 갭이 형성되도록 절연성의 이격체(50)가 적층된 후 해당 이형코아(20)가 상기 링코아(10)에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 이형코아(20)가 상기 링코아(10)의 정중앙으로 삽입되도록 상기 링코아(10)의 상부 테두리면(12)에 가이드 홈(13)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 이형코아(20)의 중간탭(22)과 링코아(10)의 내측면 사이의 거리(d, d`)는 0.5mm ~ 1.2mm 값을 가지는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 이형코아(20)의 하부탭(23), 중간탭(22) 및 상부탭(21)의 직경은 제 1권선축(24) 및 제 2권선축(25)의 직경에 비해 큰 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

이하에서, 본 발명은 코일이 권선되어 링코아의 내부로 삽입된 후 인덕터를 형성하는 드럼코아를 수직 단면구조가 복층구조인 이형코아로 사용하여, 링코아에 삽입시 하나의 인덕터로 두 개의 인덕터가 수행하는 기능을 대신할 수 있도록 하는 전류특성이 개선된 인덕터를 바람직한 실시예로 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

본 발명에 따른 전류특성이 개선된 인덕터는 링코아(10), 이형코아(20), 대전핀(30) 및 코일들(40, 40`)로 구성된다.

도 2는 본 발명에 따른 전류특성이 개선된 인덕터의 링코아를 도시한 사시도 이다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 링코아(10)는 직육면체 구조로서 본 발명에 따른 인덕터의 다른 구성요소가 삽입될 수 있도록 마주보는 두 개의 면 또는 상하면이 관통되어 있고 관통되지 않은 나머지 4면으로 둘러싸여 형성된 링 구조이다.

상기 링코아(10)는 일실시예로서 4면으로 둘러싸여 형성된 링구조로 설명되고 있지만, 4면이 아닌 상기 이형코아(20)가 삽입될 수 있는 소정의 공간을 형성할 수 있는 다양한 형상으로 실시 가능하다.

상하면이 관통됨에 따라 링코아(10)의 상하면에는 상·하부 테두리면(12, 12`)이 형성되는데 특히, 상단에 형성된 상부 테두리면(12)의 일측면에는 등간격으로 두 개의 절개구(11)가 형성되고, 마주보는 테두리면(12)의 타측면 역시 소정간격으로 두 개의 절개구(11)가 형성되어 총 4개의 절개구(11)가 상기 상부 테두리면(12)에 형성된다.

또한, 상기 상단 테두리면(12)의 코너부분에는 가이드 홈(13)이 형성되어 있는데, 상기 가이드 홈(13)은 후술되는 이형코아(20)가 링코아(10)의 정중앙으로 삽입되도록 한다.

도 3은 본 발명에 따른 전류특성이 개선된 인덕터의 이형코아와 그 수직단면도를 도시하고 있다.

상기 이형코아(20)는 원기둥을 권선축으로 해당 원기둥의 수평 단면구조보다 큰 원형의 상부탭(21)과 중간탭(22) 및 하부탭(23)이 형성된 구조로서 더욱 상세하게는 그 수직 단면도의 구조가 복층의 구조를 가진다.

이때, 원형의 상기 상부탭(21)은 상기 링코아(10)가 상기 링코아(10)의 내부로 삽입되지 않고 상기 테두리면(12)에 걸쳐지도록 상기 링코아(10)의 내부로 삽입 되는 원형의 상기 중간탭(22) 및 하부탭(23)의 직경 보다 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 상부탭(21)을 상기 중간탭(22) 및 하부탭(23)의 직경보다 크게 하는 또 다른 이유는 자기장이 증가되기 때문인데, 해당 자기장의 증가는 자기장의 크기와 비례하는 코일의 권선횟수를 그만큼 감소시킬 수 있다는 의미가 된다.

또한, 코일의 권선회수가 줄기 때문에 보다 굵은 코일을 사용할 수 있는데, 굵은 코일은 인가되는 전류가 저항을 덜 받게되어 전류특성의 개선을 유도할 수 있다.

상기 대전핀(30)은 도 2에 도시된 바와 같이 얇은 도체판으로서 양 말단이 갈고리 형태로 절곡된 모양의 핀으로 형성된다.

즉, 상기 대전핀(30)은 양 말단에 형성된 갈고리 모양의 일단이 상기 링코아(10)의 상부 테두리면(12)에 등간격으로 형성된 절개부(11)에 걸림에 따라 그 위치가 결정되고 좌우로의 움직임이 방지되며 또한, 갈고리 형태의 타단이 상기 링코아(10)의 하부 테두리면(12`)에 걸려 위치한다.

그리고, 상기 코일들(40, 40`)은 상기 이형코아(20)에 권선되어 전류가 인가됨에 따라 자기장을 발생시킨다.

상기 자기장은 상기 이형코아(20)에 권선되는 코일의 권선횟수에 비례하여 증가한다.

상술한 구성들로 이루어진 본 발명에 따른 전류특성이 개선된 인덕터에 관하여 코일이 권선된 이형코아(20)가 링코아(10)에 삽입되는 과정이 도시된 도 4를 참 고하여 더욱 상세히 설명한다.

상기 코일(40)은 상기 이형코아(20)에 권선되는데, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 이형코아(20)의 원형 탭들(21, 22, 23)에 의해 두 부분으로 구분된 권선축들(24, 25)에 권선 된다.

즉, 상기 코일(40)은 상기 하부탭(23)과 중간탭(22)으로 구분된 부분의 제1 코일 권선축(24)과 상기 중간탭(22)과 상부탭(21)으로 구분된 부분의 제2 코일 권선축(25)에 각각 권선된다.

상술한 바와 같이 두 영역으로 구분된 이형코아(20)의 제1 및 제2 권선축(24, 25)들에 코일(40)의 권선이 완료되면, 해당 이형코아(20)는 링코아(10)에 삽입되지만, 상기 이형코아(20)에 권선된 코일들(40, 40`)의 양말단부들은 상기 링코아(10)의 테두리면(12)에 형성된 절개부(11)를 따라 외부로 노출되어 상기 대전핀(30)에 납땜처리된다.

상기 제1 및 제2 코일 권선축(24, 25)에 권선된 코일에 전류가 인가됨에 따라 각각의 코일에서는 자기장이 발생하게 되는데, 이러한 각각의 자기장은 서로 간섭을 일으켜 커플링을 발생시킨다.

한편, 상기 커플링으로 인해 인덕턴스의 변화가 발생하게 되는데, 이러한 커플링으로 인한 인덕턴스의 변화는 상기 이형코아에 형성된 중간탭의 직경에 따라 용이하게 조절가능한데, 상기 중간탭(22)의 직경을 크게 할수록 커플링 값은 작아지고 반대로, 상기 중간탭(22)의 직경을 작게 할수록 커플링의 값은 커진다.

이때, 상기 이형코아(20)가 링코아(10)에 삽입시 상기 이형코아(20)와 링코 아(10)가 일정한 간격을 유지하면서 내습 및 내열을 방지할 수 있도록 상기 링코아(10)의 테두리면(12)과 해당 테두리면(12)과 맞닿는 이형코아(20)의 상부탭(21)으로는 온도에 강하며 열에 의한 변형이 없는 이격체(50)로서 필름(Film)이 삽입되거나, 대체물질로서 액상의 본드가 도포되는 것이 바람직하다.

상기 이격체(50)는 상기 이형코아(20)가 링코아(10)에 삽입되어 접촉되는 부분인 링코아(10)의 상부 테두리면(12)과 이형코아(20)의 상부탭(21)을 소정간격만큼 이격시킴으로써, 인덕턴스가 일정하게 유지되도록 하여 본 발명에 따른 전류특성이 개선된 인덕터가 전자기기 등에 사용시 전기적 특성의 안정화를 유도한다.

하지만, 상기 링코아(10)의 상부 테두리면(12)과 이형코아(20)의 상부탭(21)이 너무 많이 이격되면 인덕턴스의 값이 떨어지기 때문에 상기 이격체(50)는 얇은 필름이나 얇게 도포된 액상의 본드가 사용된 것이다.

또한, 상기 이격체(50)는 미세한 불평형 상태의 상부 테두리면(20)이 평형상태를 유지하도록 상기 이형코아(20)가 링코아(10)의 정중앙으로 삽입되도록 하여 인덕턴스의 값이 일정하게 유지 되도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 전류특성이 개선된 인덕터의 수직 단면도를 도시하고 있다.

도 5를 참고하여 상술한 커플링에 대해 더욱 상세히 설명하면, 상기 중간탭(22)의 직경(R)이 길수록 커플링의 값은 작아져 인덕턴스의 값이 일정하게 유지되며, 반대로 상기 중간탭(22)의 직경(R)이 짧을수록 커플링의 값이 커져 인덕턴스의 변화가 커지게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 인덕터가 안정적으로 일정한 인덕턴스의 값을 유지하기 위해서는 상기 중간탭(22)의 외주면과 상기 링코아(10)의 내주면과의 거리들(d, d`)이 짧을수록 좋지만 가장 이상적인 거는 0.5mm ~ 1.2mm 인 것이 가장 바람직하다.

또한, 상기 이형코아(20)가 링코아(10)에 삽입될 때, 상기 이형코아(20)의 상부탭(21)이 링코아(10)의 상부 테두리면(12)에 형성된 가이드홈(13)들 안쪽으로 위치함에 따라 상기 이형코아(20)는 자동으로 상기 링코아(10)의 정중앙으로 위치되어 삽입되게 된다.

즉, 상기 가이드홈(13)에 의해 상기 이형코아(20)가 상기 링코아(10)의 정중앙으로 삽입되었을 때, 상기 이형코아(20)의 중간탭(22) 외주면과 상기 링코아(10)의 내주면과의 거리(d, d`)들이 같게 되어 일정한 인덕턴스를 유지하게 되어 본 발명에 따른 인덕터가 사용된 전자 기기 등의 안정화를 유도할 수 있다.

본 발명에 따른 이형코아(20)는 전류량에 따른 인덕턴스가 도 6에 알기 쉽게 도시되어 있다.

본 발명에 따른 이형코아(20)는 중앙에 형성된 중간탭(22)에 의한 커플링의 조절이 가능하고, 상기 상부탭(21)이 상기 중간탭(22) 및 하부탭(23)보다 크게 형성됨에 따라 큰자기장이 발생하기 때문에 코일의 적은 권선 횟수만으로도 종래의 동형코아(2)보다 우수한 인덕턴스의 값을 낼 수 있다.

상기 이형코아(20)에 권선되는 코일의 권선 횟수가 줄어든 만큼 해당 코일의 두께를 굵게 할 수 있으며, 코일의 두께가 굵어지면 해당 코일에 흐르는 전류가 저 항을 덜 받게 되어, 더 높은 전류 인가 시에도 인덕턴스의 값은 일정하게 유지될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 동형코아(2)가 이용된 인덕터는 해당 동형코아(2)에 권선된 코일의 권선횟수가 많아 코일에 흐르는 전류가 그만큼 코일의 저항을 많이 받게 되어 전류 값이 증가 됨에 따라 오히려 인덕턴스의 값이 떨어지게 된다.

반면, 본 발명에 따른 이형코아(20)가 이용된 인덕터는 해당 이형코아(20)에 권선된 코일의 권선횟수가 적고 권선된 코일의 두께가 굵어 해당 코일에 인가되는 전류가 그만큼 코일의 저항을 받지않게 되어, 더 높은 전류 인가 시에도 인덕턴스의 값이 일정한 값으로 유지되게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 인덕터는 각종 전자기기 등에 사용되어 두 개의 인덕터 사용을 하나의 인덕터 사용으로 대체함에 따라 인덕터 생산비용의 절감은 물론 인덕터의 설치면적이 좁아져 전자기기의 부피를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 이형코아에 형성된 중간탭이 커플링을 용이하게 조절하여 인덕터에서 발생하는 인덕턴스의 변화가 발생하지 않고 일정하게 유지하기 때문에 전자기기들 이 안정적으로 작동하도록 하는 효과가 있다.

또한, 링코아의 상부 테두리면으로는 가이드 홈이 형성되어 있어, 링코아로 삽입되는 이형코아가 자동적으로 링코아의 정중앙에 위치되도록 하는 효과가 있으며, 그에 따라 인덕턴스 값이 일정하게 유지되도록 하는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 하부탭(23)과 중간탭(22)사이에 형성되어 코일이 권선된 제1 코일 권선축(24)과 상기 중간탭(22)과 상부탭(21)사이에 형성되어 코일이 권선된 제2 코일 권선축(25)이 상하복층구조로 이루어진 이형코아(20)가 소정 내부 공간을 가지고 상하면이 개방된 링코아(20)의 내부로 삽입되고, 상기 권선축들(24, 25)에 권선된 제1 코일 및 제2 코일(40, 40`)의 말단부들이 상기 링코아(20)의 측면에 형성된 대전핀(30)에 납땜으로 직접 열 접착되는 것을 특징으로 하는 전류특성이 개선된 인덕터.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 링코아(10)의 상부 테두리면(12)에는 권선된 상기 코일들(40, 40`)의 말단부가 외부로 노출 되도록 해당 말단부들과 각각 대응되는 절개부(11)들이 형성되는 것을 특징으로 하는 전류특성이 개선된 인덕터.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 링코아(10)의 상부 테두리면(12)에는 삽입되는 상기 이형코아(20)와의 갭이 형성되도록 절연성의 이격체(50)가 적층된 후 해당 이형코아(20)가 상기 링코아(10)에 삽입되는 것을 특징으로 하는 전류특성이 개선된 인덕터.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 이형코아(20)가 상기 링코아(10)의 정중앙으로 삽입되도록 상기 링코아(10)의 상부 테두리면(12)에 가이드 홈(13)이 형성되는 것을 특징으로 하는 전류특성이 개선된 인덕터.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 이형코아(20)의 중간탭(22)과 링코아(10)의 내측면 사이의 거리(d, d`)는 0.5mm ~ 1.2mm 값을 가지는 것을 특징으로 하는 전류특성이 개선된 인덕터.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 이형코아(20)의 하부탭(23), 중간탭(22) 및 상부탭(21)의 직경은 제 1권선축(24) 및 제 2권선축(25)의 직경에 비해 큰 것을 특징으로 하는 전류특성이 개선된 인덕터.

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