KR101389438B1 - 인덕터 및 이러한 인덕터와 인쇄회로기판의 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인덕터 및 이러한 인덕터와 인쇄회로기판의 조립체에 관한 것으로, 본 발명의 인덕터는 그 길이방향에 직각인 방향으로 뻗은 플랜지가 양끝에 형성되어 있는 중공의 관형상 삽입부와, 상기 관형상 삽입부의 저면을 지지하고 단자핀이 형성된 단자부가 일체로 형성된 보빈; 상기 관형상 삽입부의 외주면에 권선되고, 양단이 상기 단자핀에 연결되는 코일; 및 상기 관형상 삽입부의 내부에 삽입되는 환형상 코어를 포함하고 있어서, 예컨대 형광등형 LED 램프나 더미관의 튜브 내에 삽입될 수 있고 인쇄회로기판과 용이하게 결합하여 제품의 양산이 가능하게 되는 효과가 있게 된다.

Description

인덕터 및 이러한 인덕터와 인쇄회로기판의 조립체 {Inductor and assembly of inductor and PCB}

본 발명은 인덕터(Inductor)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 예컨대 형광등형 LED 램프나 더미관 등에서 사용될 수 있도록 튜브 내의 삽입 및 인쇄회로기판(이하 PCB라 함)과의 결합이 용이하여 제품의 양산을 가능하게 하는 인덕터에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 전술한 인덕터와 PCB의 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 전자제품의 전원공급장치나 LED 램프의 구동회로에는 인덕터가 장착되게 된다. 인덕터는 동선(銅線)을 여러 번 감은 형태로 되어 있으며, 전류의 급격한 변화를 억제하는 기능을 하고, 회로에서 응용되는 용도에 따라 공진회로용, 역률개선회로용, 교류전류저지용(소위 쵸크용), DC-DC 컨버터용, 승압용 등 다양한 용도로 사용되고 있다.

이러한 인덕터는 크기에 따라 칩 인덕터와 일반 인덕터로 구분되거나, 권선 형태에 따라 적층형 인덕터와 권선형 인덕터로 구분하기도 한다. 또한, 코어의 형상에 따라 코어가 없는 공심 코일, 토로이덜(Toroidal) 코일, 바(Bar) 코일 등으로 나뉘기도 한다.

한편, 전자제품들은 그 기능이 다양해지고 성능도 좋아지고 있는데, 특히 전자제품들은 소형화 또는 경량화되는 방향으로 발전하고 있다. 이러한 전자제품의 소형화 또는 경량화를 이루기 위해서는 전자제품에 장착되는 부품들의 크기나 부피를 감소시켜야 한다.

예를 들어, 형광등형 LED 램프나 더미관의 튜브 설계에는 튜브 내부에 구동회로를 설치하는 것이 선호되고 있는바, 그 이유는 튜브의 내부에 구동회로를 설치하면 기존 조명기구를 보다 간편하게 교체하여 사용할 수 있기 때문이다. 하지만, 이렇게 튜브 내부에 구동회로를 설치하기 위해서는 모든 부품이 튜브 내에 수용되어야만 하는데, 특히 인덕터가 그 크기로 인해 설치에 많은 제약을 받게 된다.

즉, 반도체 집적회로의 발달로 회로를 어느 정도로 소형화하는 것이 가능해졌지만, 튜브의 내부에 장착되는 인덕터의 부피를 줄이는 것은 여전히 어려운 문제점으로 남아 있다. 따라서, 튜브 내부의 PCB 상에 인덕터를 배치하는데 있어서 공간 활용의 극대화를 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.

이에 본 발명은 튜브 내의 삽입 및 인쇄회로기판과의 결합이 용이하여 제품의 양산을 가능하게 하는 인덕터 및 이러한 인덕터와 인쇄회로기판의 조립체를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 인덕터는, 그 길이방향에 직각인 방향으로 뻗은 플랜지가 양끝에 형성되어 있는 중공의 관형상 삽입부와, 상기 관형상 삽입부의 저면을 지지하고 단자핀이 형성된 단자부가 일체로 형성된 보빈; 상기 관형상 삽입부의 외주면에 권선되고, 양단이 상기 단자핀에 연결되는 코일; 및 상기 관형상 삽입부의 내부에 삽입되는 환형상 코어를 포함하고 있다.

또한, 본 발명에 따른 인덕터와 인쇄회로기판의 조립체는, 외주면에 코일이 권선되고 내부에 코어가 삽입되는 관형상 삽입부와, 상기 관형상 삽입부의 저면을 지지하고 단자핀이 형성된 단자부가 일체로 형성된 보빈을 구비한 인덕터; 및 상기 인덕터의 길이와 상응한 길이를 갖고서 상기 코어의 폭과 상응한 폭을 가진 관통공과, 상기 단자핀이 삽입 관통하기 위한 핀홀이 형성되어 있는 인쇄회로기판을 포함하고 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 예컨대 형광등형 LED 램프나 더미관의 튜브 내에 삽입될 수 있고 인쇄회로기판과 용이하게 결합하여 제품의 양산이 가능하게 되는 효과가 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 인덕터에서, 코일을 생략한 채로 분해하여 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인덕터와 PCB 조립체의 한 예를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 인덕터와 PCB 조립체의 다른 예를 도시한 정면도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예를 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 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 인덕터에서, 코일을 생략한 채로 분해하여 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 인덕터와 PCB 조립체의 한 예를 도시한 정면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인덕터(100)는 외주면에 코일(20)이 권선되고 내부에 코어(30)가 삽입되는 관형상 삽입부(11)와, 이 관형상 삽입부(11)의 저면을 지지하고 단자핀(14)이 형성된 단자부(12)가 일체로 형성된 보빈(10)을 구비한다.

보빈(10)은 예컨대 플라스틱과 같은 재질로 성형에 의해 만들어지며, 전체적으로 중공(中空)의 관형상 삽입부(11)를 가진 대략 관형상의 부재이다.

관형상 삽입부(11)의 양끝에는 관형상 삽입부(11)의 길이방향에 직각인 방향으로 뻗은 플랜지(13)가 형성되어 있다. 이들 플랜지(13)는 도 2에 도시된 바와 같이 코일(20)이 권선되는 권선영역을 구획하게 된다.

관형상 삽입부(11)의 중공 형상은, 각각 대체로 'U'자 형상을 갖는 제1코어부재(31)와 제2코어부재(32)가 접합하게 될 때, 이들 코어부재(31, 32)가 관형상 삽입부(11)에 대한 회전을 방지하도록 사각형과 같은 다각형의 단면을 갖는 것이 좋다.

또한, 관형상 삽입부(11)의 양끝에는 저면을 지지하기 위한 단자부(12)가 쌍으로 마련되어 있는데, 각 단자부(12)에는 코일(20)의 전기적인 결선을 위한 단자핀(14)이 형성되어 있다. 이들 단자핀(14)은 도체로 만들어지며, 보빈(10)의 성형시 단자부(12)에 삽입 설치되게 된다. 관형상 삽입부(11)의 폭방향으로 떨어져 있는 단자부(12) 사이의 거리는 대략 'U'자 형상을 갖는 제1코어부재(31)와 제2코어부재(32)가 접합하게 될 때, 이들 코어부재(31, 32)가 안착될 수 있는 정도로 코어부재(31, 32)의 폭과 동일하거나 다소 큰 간격이면 된다.

관형상 삽입부(11)의 양끝에 있는 플랜지(13)와 단자부(12) 사이에는 코일(20)의 단부를 끼워 고정하기 위한 걸림홈(15)이 형성될 수 있다. 또, 단자부(12)의 일측면에는 코일(20)의 단부를 미리 정해진 방향으로 위치되게 유도하는 안내홈(16)이 형성되어, 코일(20)과 단자핀(14) 사이의 전기적인 결선을 안정되게 유지할 수 있다.

코일(20)은 절연된 도체로서, 코어(30)가 삽입된 보빈(10)의 관형상 삽입부(11) 상에 권선되어 본 발명의 인덕터(100)를 구성하게 된다. 이러한 코일(20)로는 에나멜이 코팅된 각형 동선(銅線)이나 원형 동선이 사용될 수 있다. 보빈(10)의 관형상 삽입부(11) 주위에서, 에나멜 동선으로 된 코일(20)의 양끝을 걸림홈(15)에 끼우고 안내홈(16) 내에 위치시켜 움직이지 않게 함으로써, 권선의 풀림을 방지하도록 한다.

또한, 코일(20)의 양끝을 단자핀(14)에 연결할 때에는, 코일(20)의 양끝이 해당 단자핀(14)에 각각 접촉한 상태에서 고온의 땜납조에 담그게 되는데, 이렇게 하면 코일(20)의 에나멜 코팅이 용융되어 없어지면서 코일(20)의 양끝에 절연물이 없게 됨과 동시에 전기적인 결선이 이루어지게 되는 것이다.

한편, 코일(20)을 보빈(10)의 관형상 삽입부(11)의 외주면에 권선한 후 바니시(Varnish)와 같은 절연 도료에 함침시켜 건조시키는 것이 바람직하다. 추가로, 절연 도막이 형성된 다음에, 절연 테이프를 감아 피복시킬 수 있다.

코어(30)는 예컨대 규소 강판과 같이 금속 재료로 된 다수의 박판을 적층하여 용접 또는 접착한 후 대략 'U'자 형상을 갖도록 하여 만들어진 제1코어부재(31)와 제2코어부재(32)를 접착제에 의해 접착시킴으로써 형성되게 된다.

제1코어부재(31)와 제2코어부재(32)는 보빈(10)과의 조립시 일측 단부는 관형상 삽입부(11) 내에서 밀착됨과 더불어, 타측 단부는 보빈(10)의 밖에서 서로 밀착되어 접합된다. 더구나, 이들 코어부재(31, 32)는 보빈(10)의 폭방향으로 간격을 두고 위치한 단자부(12)들 사이 공간에 안정되게 보유지지됨과 동시에 그들의 단면 형상으로 인해 관형상 삽입부(11)에 대한 회전이 방지되게 된다.

추가로, 제1코어부재(31)와 제2코어부재(32)가 접합하게 될 때, 이들 코어부재(31, 32)가 확실히 접합 고정되도록 제1코어부재(31) 및 제2코어부재(32)의 외주면 일부와, 코일(20)이 권선된 보빈(10)의 외주면 일부를 둘러싸도록 절연 테이프를 감아 두어도 된다. 이러한 절연 테이프는 열차폐용 테이프로도 작용하게 된다.

본 명세서에서는 대략 타원으로 된 환형상의 코어(30)를 예시하고 있지만, 코어의 형상은 이에 한정되지 않으며 EI 또는 EE 형태의 것도 채용될 수 있음은 물론이다. 이러한 경우에, 보빈(10)은 'E'자 형상으로 된 코어부재의 가운데 단부에 끼워질 수 있다.

이렇게 하여 완성된 본 발명의 인덕터(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 PCB(200) 상에 조립되게 된다. 이때, PCB(200)에는 미리 본 발명의 인덕터(100)의 길이와 상응한 길이를 갖고서 코어(30)의 폭과 상응한 폭을 가진 관통공(210)과, 단자핀(14)이 삽입 관통하기 위한 핀홀(220)이 형성되어 있다.

인덕터(100)가 PCB(200)의 관통공(210)에 삽입되면, 코어(30)는 관통공(210)을 통과하지만 보빈(10)의 아래에 있는 단턱부(17)의 저면, 즉 단자부(12)가 관통공(210)을 통과하지 못하고 지지되어, 인덕터(100)가 소정이 깊이 이상으로 삽입되지 않는다. 이러한 상태에서, PCB(200)의 인덕터 실장면 반대측에서는 핀홀(220)을 통과한 단자핀(14)이 납땜 등으로 접합되어 PCB(200) 상의 전도층과 결선되게 된다.

이와 같이, 인덕터(100)가 PCB(200)에 반쯤 걸친 상태로 접합되기 때문에 보빈(10)의 상단으로 이루어지는 높이가 회로의 최종 높이가 된다. 이로써, 인덕터가 PCB 위에 놓이는 경우보다 회로의 최종 높이가 낮아지기 때문에, 예컨대 형광등형 LED 램프나 더미관의 튜브 내에 인덕터가 삽입될 수 있게 되는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 인덕터와 PCB 조립체의 다른 예를 도시한 정면도로서, 이에 도시된 변형예는 인덕터를 PCB 상에 직립되게 설치하기 위해서 단자부 및 단자핀의 위치 또는 방향성만 상이할 뿐 나머지 구성요소는 동일하므로, 이하에서는 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하고 차이 나는 부분만 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 인덕터(100')에서, 수직으로 직립한 보빈(10)의 일측에는 저면을 지지하기 위한 단자부(12)가 하측 플랜지(13)에 인접하여 쌍으로 마련되어 있는데, 각 단자부(12)에는 코일(20)의 전기적인 결선을 위한 단자핀(14)이 하방으로 형성되어 있다. 이들 단자핀(14)은 도체로 만들어지며, 보빈(10)의 성형시 단자부(12)에 삽입 설치되게 된다.

보빈(10)의 양끝에 있는 플랜지(13)와 단자부(12) 사이에는 코일(20)의 단부를 끼워 고정하기 위한 걸림홈이 형성될 수 있다. 또, 단자부(12)의 일측면에는 코일(20)의 단부를 미리 정해진 방향으로 위치되게 유도하는 안내홈이 형성되어, 코일(20)과 단자핀(14) 사이의 전기적인 결선을 안정되게 유지할 수 있다.

코일(20)은 절연된 도체로서, 코어(30)가 삽입된 보빈(10) 상에 권선되어 본 발명의 인덕터(100')를 구성하게 된다. 이러한 코일(20)로는 에나멜이 코팅된 각형 동선(銅線)이나 원형 동선이 사용될 수 있다. 보빈(10)에서, 에나멜 동선으로 된 코일(20)의 양끝을 걸림홈에 끼우고 안내홈 내에 위치시켜 움직이지 않게 함으로써, 권선의 풀림을 방지하도록 한다.

코어(30)는 예컨대 규소 강판과 같이 금속 재료로 된 다수의 박판을 적층하여 용접 또는 접착한 후 대략 'U'자 형상을 갖도록 하여 만들어진 제1코어부재(31)와 제2코어부재(32)를 접착시킴으로써 형성되게 된다. 제1코어부재(31)와 제2코어부재(32)는 일측 단부는 보빈(10) 내에서 밀착됨과 더불어, 타측 단부는 보빈(10)의 밖에서 서로 밀착되어 접합되게 된다. 더구나, 이들 코어부재(31, 32)는 보빈(10)의 폭방향으로 간격을 두고 위치한 단자부(12)들 사이 공간에 안정되게 보유지지됨과 동시에 그들의 단면 형상으로 인해 보빈(10)에 대한 회전이 방지되게 된다.

완성된 본 발명의 인덕터(100')는 도 3에 도시된 바와 같이 PCB(200) 상에 조립되게 된다. 이때, PCB(200)에는 미리 본 발명의 인덕터(100')에 있는 코어(30)의 길이(높이방향에 직각인 수평방향으로의 길이)와 상응한 길이 및 코어(30)의 폭과 상응한 폭을 가진 관통공(210)과, 단자핀(14)이 삽입 관통하기 위한 핀홀(220)이 형성되어 있다.

인덕터(100')가 PCB(200)의 관통공(210)에 삽입되면, 코어(30)는 관통공(210)을 통과하지만 보빈(10)의 하측 플랜지(13)의 저면, 즉 단자부(12)는 관통공(210)을 통과하지 못하고 지지되어, 인덕터(100')가 소정의 깊이 이상으로 삽입되지 않는다. 이러한 상태에서, PCB(200)의 인덕터 실장면 반대측에서는 핀홀(220)을 통과한 단자핀(14)이 납땜 등으로 접합되어 PCB(200) 상의 전도층과 결선되게 된다.

이와 같이, 인덕터(100')가 PCB(200)에 어느 정도 걸친 상태로 접합되기 때문에 코어(30)의 상면으로 이루어지는 높이가 회로의 최종 높이가 된다. 이로써, 인덕터가 PCB 위에 놓이는 경우보다 회로의 최종 높이가 낮아지기 때문에, 예컨대 형광등형 LED 램프나 더미관의 튜브 내에 인덕터가 삽입될 수 있게 되는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 보빈 20 : 코일
30 : 코어 100, 100' : 인덕터
200 : PCB

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 외주면에 코일이 권선되고 내부에 코어가 삽입되는 관형상 삽입부와, 상기 관형상 삽입부의 저면을 지지하고 단자핀이 형성된 단자부가 일체로 형성된 보빈을 구비한 인덕터; 및
   상기 인덕터의 길이와 상응한 길이를 갖고서 상기 코어의 폭과 상응한 폭을 가진 관통공과, 상기 단자핀이 삽입 관통하기 위한 핀홀이 형성되어 있는 인쇄회로기판
   을 포함하는 인덕터와 인쇄회로기판의 조립체.
7. 제6항에 있어서,
   상기 인덕터가 상기 인쇄회로기판의 관통공에 삽입될 때, 상기 코어는 상기 관통공을 통과하고, 상기 보빈은 상기 관통공을 통과하지 못하여 지지되는 인덕터와 인쇄회로기판의 조립체.
8. 제7항에 있어서,
   상기 인쇄회로기판의 인덕터 실장면 반대측에서는 상기 핀홀을 통과한 단자핀이 접합되어 상기 인쇄회로기판 상의 전도층과 결선되는 인덕터와 인쇄회로기판의 조립체.
9. 외주면에 코일이 권선되고 내부에 코어가 삽입되는 관형상 삽입부와, 상기 관형상 삽입부의 저면을 지지하고 단자핀이 형성된 단자부가 일체로 형성된 보빈을 구비하고, 수직으로 직립한 인덕터; 및
   상기 코어의 길이와 상응한 길이 및 상기 코어의 폭과 상응한 폭을 가진 관통공과, 상기 단자핀이 삽입 관통하기 위한 핀홀이 형성되어 있는 인쇄회로기판
   을 포함하는 인덕터와 인쇄회로기판의 조립체.
10. 제9항에 있어서,
    상기 인덕터가 상기 인쇄회로기판의 관통공에 삽입될 때, 상기 코어는 상기 관통공을 통과하고, 상기 보빈은 상기 관통공을 통과하지 못하여 지지되는 인덕터와 인쇄회로기판의 조립체.
11. 제10항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 인덕터 실장면 반대측에서는 상기 핀홀을 통과한 단자핀이 접합되어 상기 인쇄회로기판 상의 전도층과 결선되는 인덕터와 인쇄회로기판의 조립체.

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