KR101376930B1 - 변압기 - Google Patents

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KR101376930B1
KR101376930B1 KR1020120102458A KR20120102458A KR101376930B1 KR 101376930 B1 KR101376930 B1 KR 101376930B1 KR 1020120102458 A KR1020120102458 A KR 1020120102458A KR 20120102458 A KR20120102458 A KR 20120102458A KR 101376930 B1 KR101376930 B1 KR 101376930B1
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bobbin
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엄준석
김우섭
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엘에스산전 주식회사
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    • H01F27/325—Coil bobbins

Abstract

본 발명은 변압기에 관한 것이다. 일 측면에 따른 변압기는, 하부 코어와, 상기 하부 코어와 결합되는 하부 보빈과, 상기 하부 보빈에 구비되는 제1코일을 구비하는 제1코일 어셈블리; 및 상기 제1코일 어셈블리와 결합되며, 상부 코어와, 상기 상부 코어와 결합되는 상부 보빈과, 상기 상부 보빈에 구비되는 제2코일을 구비하는 제2코일 어셈블리를 포함한다.

Description

변압기{Transformer}
본 발명은 변압기에 관한 것이다.
일반적으로 변압기는 전자기유도현상을 이용하여 교류의 전압이나 전류를 변화시키기 위한 장치이다.
상기 변압기는, 1차 코일과 2차 코일이 감기 위한 보빈과, 보빈과 결합되는 다수의 코어를 포함할 수 있다.
이와 같은 종래의 변압기를 제조하기 위해서는 보빈에 1차 코일 및 2차 코일을 감아야 하는 작업이 요구되므로, 작업 시간이 증가하고, 작업이 번거로운 문제가 있다.
또한, 상기와 같은 1차 코일 및 2차 코일을 사용하는 변압기의 경우, 높은 전류를 인가하는 경우 발열이 증가되나, 효과적인 방열이 어려우므로, 일반적으로 낮은 전류가 인가되는 경우에 사용될 수 있다.
본 발명의 목적은, 높은 전류를 인가하는 경우에도 사용이 가능하고, 구조가 단해지며, 오조립이 방지되는 변압기를 제공하는 것에 있다.
일 측면에 따른 변압기는, 하부 코어와, 상기 하부 코어와 결합되는 하부 보빈과, 상기 하부 보빈에 구비되는 제1코일을 구비하는 제1코일 어셈블리; 및 상기 제1코일 어셈블리와 결합되며, 상부 코어와, 상기 상부 코어와 결합되는 상부 보빈과, 상기 상부 보빈에 구비되는 제2코일을 구비하는 제2코일 어셈블리를 포함하고, 상기 각 보빈은 상기 각 코어에 안착되기 위한 제1플레이트와, 상기 제1플레이트와 이격되는 제2플레이트와, 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트를 연결하기 위한 연결부를 포함하고, 상기 제1코일 및 상기 제2코일 중 하나 이상은 판형 코일로서, 상기 제2플레이트에 안착될 수 있으며, 상기 제2플레이트에는 상기 판형 코일의 안착 위치를 가이드하며, 안착된 판형 코일의 회전을 방지하기 위한 가이드부가 형성된다.
제안되는 발명에 의하면, 코일의 종류로서 판형 코일을 사용하는 경우, 높은 전류를 인가하는 경우에도 양호한 발열 성능을 유지할 수 있으므로, 변압기가 안정적으로 작동할 수 있는 장점이 있다.
또한, 보빈에 판형 코일의 안착 위치를 가이드하기 위한 가이드부가 구비됨에 따라 판형 코일의 오조립이 방지되는 장점이 있다.
또한, 보빈에 판형 코일이 안착될 수 있는 구조가 형성될 뿐만 아니라 와이어 형상의 코일이 감길 수 있는 구조가 구비되므로, 구조 변경 없이 다양한 방식의 변압기를 제조할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기의 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기의 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하부 보빈의 하부 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하부 보빈의 상부 사시도.
도 6은 도 4의 A-A를 따라 절개한 단면도.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변압기(1)는, 보빈(11, 13)과, 코일(10, 12)과, 코어(14, 15)를 포함할 수 있다.
상세히, 상기 코일(10, 12)은, 제1 판형 코일(10)과, 제2 판형 코일(12)을 포함할 수 있다. 상기 각 판형 코일(10, 12)은, 코일부(101)와, 상기 코일부(101)의 양단에 구비되는 복수의 단자부(102)를 포함할 수 있다.
상기 코일부(101)는 일 예로 "U" 또는 "C"와 같은 형상으로 형성될 수 있다. 상기 단자부(102)에는 다른 전기부품과 접속되기 위한 하나 이상의 홀이 형성될 수 있다.
상기 제1 판형 코일(10)의 단자부 중 어느 하나와 상기 제1 판형 코일(12)의 어느 하나는 상하 방향으로 오버랩될 수 있다. 반면, 상기 제1 판형 코일(10)의 단자부 중 다른 하나와 상기 제1 판형 코일(12)의 다른 하나는 상하 방향으로 미오랩될 수 있다.
상기 보빈(11, 13)은, 하부 보빈(11)과, 상부 보빈(13)을 포함할 수 있다.
상기 하부 보빈(11)과 상부 보빈(13)은 동일항 형상으로 형성되며, 대칭을 이루도록 배치될 수 있다.
상기 하부 보빈(11)에는 상기 제1 판형 코일(10)이 안착될 수 있다. 상기 상부 보빈(13)에는 상기 제1 판형 코일(12)이 안착될 수 있다. 즉, 상기 각 보빈(11, 13)은 상기 각 판형 코일(10, 12)의 위치를 고정하는 역할을 한다.
이 때, 상기 제1 판형 코일(10)은 1차 코일이고, 상기 제2 판형 코일(16)은 2차 코일일 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 판형 코일(10)은 2차 코일이고, 상기 제2 판형 코일(16)은 1차 코일일 수 있다.
상기 제1 판형 코일(10)과 상기 제2 판형 코일(12) 사이에는 중간판(16)이 구비될 수 있다. 상기 중간판(16)은 상기 하부 보빈(11)과 상기 상부 보빈(13)에 연결되어 상기 하부 보빈(11)과 상기 상부 보빈(13)의 상대적 위치가 고정되도록 한다. 뿐만 아니라 상기 중간판(16)은 상기 제1 판형 코일(10)과 상기 제2 판형 코일(12) 간의 전기적 절연이 가능하도록 한다.
상기 중간판(16)은 중앙부에 개구부(161)가 형성되며, 상기 개구부(161)와 인접한 위치에는 상기 각 보빈(11, 13)과 결합되기 위한 다수의 결합부(162)가 형성될 수 있다. 즉, 하나 이상의 결합부(162)가 상기 중간판(16)의 상면 및 하면에 각각 돌출 형성될 수 있다.
상기 결합부(162)는 일 예로 상기 보빈(11, 13)에 삽입될 수 있다. 상기 결합부(162)가 상기 보빈(11, 13)에 삽입되면, 상기 중간판(16)이 상기 제1 판형 코일(10)과 상기 제2 판형 코일(16) 사이에서 회전하는 것이 방지될 수 있다.
상기 코어(14, 15)는, 하부 코어(14)와 상부 코어(15)를 포함할 수 있다. 상기 하부 코어(14)와 상기 상부 코어(15)는 동일한 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 이하에서는 하부 코어(14)의 구조에 대해서만 설명하기로 하며, 하부 코어에 대한 설명은 상기 상부 코어(15)에도 동일하게 적용됨을 밝혀둔다.
상기 하부 코어(14)는 상기 하부 보빈(11)이 안착되는 안착부(141)와, 상기 안착부(141)에 안착된 상기 하부 보빈(11)에 삽입되는 삽입부(142)와, 상기 안착부(141)의 양측에서 돌출되어 상기 안착부(141)에 안착된 상기 하부 보빈(11)의 양측면을 커버하는 복수의 측면 커버(143)를 포함할 수 있다.
상기 삽입부(142)는 상기 하부 보빈(11)에 용이하게 삽입되기 위하여 일 예로 원통 형상으로 형성될 수 있으나, 이와 다른 형상으로 형성되는 것도 가능하다.
상기 측면 커버(143)는 상기 하부 보빈(11)의 둘레면 곡률과 동일한 곡률을 가지는 라운드면을 포함할 수 있다. 상기 측면 커버(143)는 상기 하부 보빈(11)과 접촉하거나 일정 간격 이격될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하부 보빈의 하부 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하부 보빈의 상부 사시도이고, 도 6은 도 4의 A-A를 따라 절개한 단면도이다.
이하에서는 하부 보빈의 구조에 대해서 설명하며, 상기 하부 보빈의 대한 설명은 상기 상부 보빈에도 그대로 적용될 수 있음을 밝혀둔다. 다만, 상부 보빈과 하부 보빈이 선대칭 또는 점대칭을 이루도록 배치되므로, 하부 보빈의 각 구성의 배치는 상기 상부 보빈의 각 구성의 배치와 반대일 수 있다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 하부 보빈(11)은, 상기 하부 코어(14)에 안착되는 제1플레이트(111)와, 상기 제1플레이트(111)와 이격되며 상기 제1 판형 코일(10)이 안착되는 제2플레이트(112)와, 상기 제1플레이트(111)와 상기 제2플레이트(112)를 연결하는 연결부(113)를 포함할 수 있다.
상기 제1플레이트(111)와 상기 제2플레이트(112)는 일 예로 원판 형상으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제1플레이트(111) 및 상기 제2플레이트(112)의 중앙부에는 상기 하부 코어(14)의 삽입부(142)가 삽입되기 위한 홀(도면부호 미표시)이 형성될 수 있다.
상기 연결부(113)는 일 예로 중공(114)을 가지는 원통 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 하부 코어(14)의 삽입부(142)는 상기 각 플레이트(111, 112)의 홀 및 상기 중공(114)을 관통할 수 있다.
본 발명의 변압기(1)는 판형 코일(10, 12)을 사용하거나, 판형 코일(10, 12)을 사용하지 않고, 와이어 형상의 코일을 사용할 수 있다. 상기 와이어 형상의 코일을 사용하는 경우 상기 와이어 형상의 코일은 상기 연결부(113)에 감길 수 있으며, 상기 연결부(113)가 원통 형상으로 형성됨에 따라 상기 와이어 형상의 코일이 상기 연결부(113)에 용이하게 감길 수 있게 된다.
본 발명에서 상기 하부 보빈(11)에 감기는 코일은 1차 코일 또는 2차 코일일 수 있다. 이 경우, 상기 상부 보빈(13)에 감기는 코일은 2차 코일 또는 1차 코일일 수 있다.
따라서, 본 명세서에서 상기 하부 보빈에 안착되거나 감길 수 있는 코일을 제1코일이라 하고, 상기 상부 보빈이 안착되거나 감길 수 있는 코일을 제2코일이라 하기로 한다.
상기 제1플레이트(111)에는 상기 하부 코어(14)에 안착된 상태에서 상기 하부 보빈(11)의 회전이 방지되도록 하기 위한 복수의 회전 방지리브(115)가 형성된다. 복수의 회전 방지리브(115)는 서로 이격되어 배치되며, 이격 거리는 상기 하부 코어(14)의 안착부(141)의 폭과 동일하다. 그리고, 상기 하부 코어(14)의 안착부(141)의 수평 단면은 비원형으로 형성된다.
따라서, 상기 제1플레이트(111)가 상기 하부 코어(14)의 안착부(141)에 안착되면, 상기 복수의 회전 방지리브(115)가 상기 하부 코어(14)의 안착부(141)의 양 측면에 접촉하게 되어 상기 하부 보빈(11)의 회전이 방지된다.
상기 제1플레이트(111)에는 와이어 형상의 코일이 상기 하부 보빈(111)에 감길 때, 코일의 고정이 가능하고, 결선이 가능하도록 상기 코일이 위치하기 위한 절개부(116)가 형성될 수 있다.
상기 제2플레이트(112)에는 상기 제1 판형 코일(10)의 안착 위치를 가이드하는 가이드부(117)를 포함할 수 있다. 상기 가이드부(117)는, 상기 제1 판형 코일(10)의 회전을 방지할 수 있다.
상기 가이드부(117)에는 상기 중간판(16)의 결합부(162)가 삽입되는 삽입홈(119)을 형성하기 위한 다수의 리브(118)가 형성될 수 있다.
상기 가이드부(117)의 적어도 일부는 상기 제2플레이트(112)의 중앙부 측에서 반경 방향으로 연장될 수 있다.
상기 다수의 리브(118)는 이격되어 배치되며, 상기 다수의 리브(118) 사이에 상기 삽입홈(119)이 형성될 수 있다. 다른 예로서 상기 리브(118)에 삽입홈(119)이 형성되는 것도 가능하다.
또는, 상기 리브(118)가 상기 가이드부(117)에 형성되지 않고, 상기 가이드부(117)와 이격된 위치에서 상기 제2플레이트(112)에서 직접 돌출되는 것도 가능하다.
이하에서는 본 발명의 변압기의 조립 방법에 대해서 설명하기로 한다.
본 명세서에서 하부 코어, 하부 보빈 및 제1 판형 코일을 제1 코일 어셈블리라 이름하고, 상부 코어, 하부 보빈 및 제2 판형 코일을 제2 코일 어셈블리라 하기로 한다.
먼저, 제1 코일 어셈블리와 제2코일 어셈블리를 완성한다.
상기 제1 코일 어셈블리를 완성하기 위해서는, 하부 보빈(11)의 제2플레이트(112)에 제1 판형 코일(10)을 안착시킨다. 그리고, 상기 하부 보빈(11)을 상기 하부 코어(14)에 안착(결합)시킨다.
상기 제2 코일 어셈블리를 완성하기 위해서는, 상부 보빈(13)의 제2플레이트에 제2 판형 코일(12)을 안착시킨다. 그리고, 상기 상부 보빈(13)을 상기 상부 코어(15)에 안착(결합)시킨다.
그 다음, 상기 제1 코일 어셈블리와 상기 제2 코일 어셈블리 사이에 중간판(16)을 위치시킨 상태에서 상기 제1 코일 어셈블리와 상기 제2 코일 어셈블리를 결합한다.
이 때, 상기 제1코일 어셈블리와 상기 제2 코일 어셈블리는 일 예로 상기 상부 코어와 상기 하부 코어가 체결수단에 의해서 결합되는 것에 의해서 결합될 수 있다.
본 발명에서 상기 변압기의 제조 순서는 위에서 언급한 것에 한정되지 않고, 하부 코어에서부터 상부 코어 까지 순차적으로 조립되거나 그 반대로 조립하는 것도 가능하다.
제안되는 발명에 의하면, 판형 코일을 사용함에 따라 높은 전류를 인가하는 경우에도 양호한 발열 성능을 유지할 수 있으므로, 변압기가 안정적으로 작동할 수 있는 장점이 있다.
또한, 보빈에 판형 코일의 안착 위치를 가이드하기 위한 가이드부가 구비됨에 따라 판형 코일의 오조립이 방지되는 장점이 있다.
또한, 보빈에 판형 코일이 안착될 수 있는 구조가 형성될 뿐만 아니라 와이어 형상의 코일이 감길 수 있는 구조가 구비되므로, 구조 변경 없이 다양한 방식의 변압기를 제조할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서 상기 변압기에는 1차 코일 및 2차 코일로서 판형 코일 또는 와이 형상의 코일이 사용되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 1차 코일 및 2차 코일 중 어느 하나를 판형 코일로 사용하고 다른 하나는 와이어 형상의 코일로 사용하는 것도 가능함을 밝혀둔다.
10: 제1 판형 코일 11: 하부 보빈
12: 제2 판형 코일 13: 상부 보빈
14: 하부 코어 16: 상부 코어

Claims (9)

  1. 하부 코어와, 상기 하부 코어와 결합되는 하부 보빈과, 상기 하부 보빈에 구비되는 제1코일을 구비하는 제1코일 어셈블리; 및
    상기 제1코일 어셈블리와 결합되며, 상부 코어와, 상기 상부 코어와 결합되는 상부 보빈과, 상기 상부 보빈에 구비되는 제2코일을 구비하는 제2코일 어셈블리를 포함하고,
    상기 각 보빈은 상기 각 코어에 안착되기 위한 제1플레이트와, 상기 제1플레이트와 이격되는 제2플레이트와, 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트를 연결하기 위한 연결부를 포함하고,
    상기 제1코일 및 상기 제2코일 중 하나 이상은 판형 코일로서, 상기 제2플레이트에 안착될 수 있으며,
    상기 제2플레이트에는 상기 판형 코일의 안착 위치를 가이드하며, 안착된 판형 코일의 회전을 방지하기 위한 가이드부가 형성되는 변압기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드부는 상기 제2플레이트의 중앙부에서 반경 방향으로 외측을 향하여 연장되는 변압기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1코일 및 상기 제2코일 사이에 배치되며,
    상기 제1코일과 상기 제2코일의 절연을 위한 중간판을 더 포함하는 변압기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 중간판에는 상기 각 보빈과 결합되기 위한 하나 이상의 결합부를 포함하고, 상기 각 보빈의 제2플레이트에는 상기 하나 이상의 결합부가 삽입되기 위한 하나 이상의 삽입홈이 형성되는 변압기.
  5. 하부 코어와, 상기 하부 코어와 결합되는 하부 보빈과, 상기 하부 보빈에 구비되는 제1코일을 구비하는 제1코일 어셈블리; 및
    상기 제1코일 어셈블리와 결합되며, 상부 코어와, 상기 상부 코어와 결합되는 상부 보빈과, 상기 상부 보빈에 구비되는 제2코일을 구비하는 제2코일 어셈블리를 포함하고,
    상기 각 보빈은 상기 각 코어에 안착되기 위한 제1플레이트를 포함하고,
    상기 제1플레이트에는 상기 코어에 안착된 상태에서 회전을 방지하기 위한 회전 방지리브를 포함하는 변압기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 각 보빈은 상기 제1플레이트와 이격되는 제2플레이트와, 상기 제1플레이트와 상기 제2플레이트를 연결하기 위한 연결부를 더 포함하는 변압기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1코일 및 상기 제2코일 중 하나 이상은 판형 코일이며,
    상기 판형 코일은 상기 제2플레이트에 안착될 수 있는 변압기.
  8. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 제1코일 및 상기 제2코일 중 하나 이상은 상기 연결부에 감길 수 있는 와이어 형상의 코일인 변압기.
  9. 하부 코어와, 상기 하부 코어와 결합되는 하부 보빈과, 상기 하부 보빈에 구비되는 제1코일을 구비하는 제1코일 어셈블리; 및
    상기 제1코일 어셈블리와 결합되며, 상부 코어와, 상기 상부 코어와 결합되는 상부 보빈과, 상기 상부 보빈에 구비되는 제2코일을 구비하는 제2코일 어셈블리를 포함하고,
    상기 각 보빈은 상기 코어에 안착되기 위한 제1플레이트를 포함하고,
    상기 제1코일 및 상기 제2코일 중 하나 이상은 와이어 형상의 코일이며,
    상기 제1플레이트에는 상기 와이어 형상의 코일이 위치하기 위한 절개부가 형성되는 변압기.
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