KR101511681B1 - 고전압 트랜스포머 보빈 케이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고전압의 2차권선(S2)과 회로기판(C)을 수납하는 보빈 케이스에 관련되며, 그 구성의 특징으로서 열전도성 수지를 이용하여 형성되고, 내부에 2차권선(S2)과 회로기판(C)을 수납하는 수납부(11)(21)를 구비하는 상ㆍ하부케이스(10)(20); 및 상기 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 수납부(11)(21) 일단에 일체로 형성되고, 1차권선(S1)과 자성체(M)를 개재하기 위하여 통공(13)(23)을 구비하는 중공부(30)(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고전압 트랜스포머 보빈 케이스; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명은 코일에서 발생하는 전기의 유출을 부도체인 케이스를 사용하여 절연시키고, 조립 및 생산성을 높이기 위하여 간편하게 구성함과 함께 적층시 접합면 사이에 돌기나 방열판을 통해 발열에 대한 냉각효과를 향상시키는 효과가 있다.

Description

고전압 트랜스포머 보빈 케이스{High-voltage transformer bobbin case}

본 발명은 2차권선과 회로기판을 내부에 수납하는 트랜스포머 보빈 케이스에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 코일에서 발생하는 전기의 유출을 부도체인 케이스를 사용하여 절연시키고, 조립 및 생산성을 높이기 위하여 간편하게 구성함과 함께 적층시 접합면 사이에 돌기나 방열판을 통해 발열에 대한 냉각효과를 향상시키는 고전압 트랜스포머 보빈 케이스에 관한 것이다.

통상적으로 사용되는 트랜스포머에서 종래의 보빈은, 보빈몸통의 상하 양단부에 코일지지편을 일체로 형성하여 그 사이에 코일권선부가 단독으로 형성되도록 된 것으로, 이와 같이 코일지지편과 코일지지편과의 사이에 단독으로 형성된 코일권선부에 1차측코일과 2차특코일을 동시에 권선시키되 이들 1차측코일과 2차측코일과의 사이에 절연지를 끼워 이를 경계로 하여 겹치면서 권선하였다.

그러나 이는 코일지지편과 코일지지편과의 사이에 단독으로 형성된 코일권선부에 권선되는 1차측코일과 2차측코일이 절연지에 의해 근접된 상태에서 이격 되어 있으므로, 고전압을 사용하게 되면 절연성이 떨어지고 감전 및 화재의 위험성이 있다.

이러한 문제를 다소 나마 해소할 수 있도록 하기 위하여 제안된 것으로는, 이와 관련된 선행기술로, 국내실용신안공보 제1978-1437호의 "트랜스용 보빈", 국내실용신안공보 제1978-1594호의 "트랜스용 보빈, 국내공개실용신안공보 제1990-21072호의 "H.V.P.S용 트랜스보빈의 구조", 국내공개실용신안공보 제1990-3974호의 "EVF용 플라이백 트랜스포머의 외장형 고압 보빈의 설치구조" 등이 알려져 있다.

선행특허의 일예로, 국내실용신안공보 제1978-1437호에 따르면, 보빈몸통의 상단과 하단에 플랜지가 형성된 1차측보빈에 1차측코일을 감아주고, 1차측보빈의 외측에 분할된 2차측보빈을 결합하여 2차측코일을 감아주며, 2차측보빈의 외측에서 철심코어를 결합시켜 주도록 된 것이다.

그러나, 상기의 선행문헌은 보빈을 1차측보빈과 2차측보빈으로 분할 형성하되, 2차측보빈은 좌측편과 우측편으로 재차 분할하여 형성하여야 하므로 보빈을 용이하게 성형할 수 없는 문제가 있고, 2차측보빈의 외측에서 결합되는 철심코어를 지지하는 수단이 구비되어 있지 않으므로 철심코어가 흔들리고 철심코어들이 밀접하게 접속되지 못하고 공극이 발생하게 되므로 미세하게 떨리는 바이브레이션 현상에 의해 효율이 떨어지고 열이 많이 발생하게 되는 문제가 있다.

선행특허의 다른 예로, 국내실용신안공보 제1978-1594호와 국내공개실용신안공보 제1990-21072호에 따르면, 상단과 하단에 익편(플랜지;단자핀부)이 형성된 보빈몸통의 중간에 하나 또는 하나 이상의 중간격벽을 형성하여, 그 양측으로 형성된 권선부에 1차코일과 2차코일을 각각 권선시키고, 보빈의 외측에서 철심코어를 결합시켜 주도록 된 것이다.

그러나, 상기의 선행문헌은 1차코일과 2차코일을 중간격벽에 의해 분할된 권선부에 각각 권선시키므로 이들 1차코일과 2차코일 간에는 다소의 절연효과를 얻을 수 있으나, 1차코일 및 2차코일과 철심코어와의 사이를 단순히 절연지에 의해 절연시키므로 절연효과가 떨어지는 문제가 있고, 철심코어를 지지하는 수단이 구비되어 있지 않으므로 철심코어가 흔들리고 철심코어들이 밀접하게 접속되지 못하고 공극이 발생하게 되므로 미세하게 떨리는 바이브레이션 현상에 의해 효율이 떨어지고 열이 발생하게 되는 문제가 있다.

국내실용신안공보 제1978-1437호 "트랜스용 보빈"(공고일자: 1978. 12. 08.) 국내실용신안공보 제1978-1594호 "트랜스용 보빈"(공고일자: 1978. 12. 23.) 국내공개실용신안공보 제1990-21072호 "H.V.P.S용 트랜스보빈의 구조"(공개일자: 1990. 12. 14.) 국내공개실용신안공보 제1990-3974호 "EVF용 플라이백 트랜스포머의 외장형 고압 보빈의 설치구조"(공개일자: 1990. 02. 08.)

이에 따라 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 근본적으로 해결하기 위한 것으로서, 코일에서 발생하는 전기의 유출을 부도체인 케이스를 사용하여 절연시키고, 조립 및 생산성을 높이기 위하여 간편하게 구성함과 함께 적층시 접합면 사이에 돌기나 방열판을 통해 발열에 대한 냉각효과를 향상시키는 고전압 트랜스포머 보빈 케이스를 제공하려는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 고전압의 2차권선과 회로기판을 수납하는 보빈 케이스에 있어서: 열전도성 수지를 이용하여 형성되고, 내부에 2차권선과 회로기판을 수납하는 수납부를 구비하는 상ㆍ하부케이스; 및 상기 상ㆍ하부케이스의 수납부 일단에 일체로 형성되고, 1차권선과 자성체를 개재하기 위하여 통공을 구비하는 중공부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 본 발명에 의한 상기 상부케이스는 회로기판을 방열하도록 세라믹이나 절연성 열전도체로 이루어진 방열판을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 상ㆍ하부케이스는 일면에 다수개의 적층 과정에서 서로 접하는 부분에 방열을 위한 이격돌기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 상ㆍ하부케이스는 타단에 개재되는 부착턱을 구비하고, 상기 부착턱에 삽입ㆍ고정되어 회로기판으로부터 고압커넥터를 결선 및 단선하는 커넥터삽입공을 구비하는 커넥터부를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

한편, 이에 앞서 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상의 구성 및 작용에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 고전압 트랜스포머 보빈 케이스는 코일에서 발생하는 전기의 유출을 부도체인 케이스를 사용하여 절연시키고, 조립 및 생산성을 높이기 위하여 간편하게 구성함과 함께 적층시 접합면 사이에 돌기나 방열판을 통해 발열에 대한 냉각효과를 향상시키는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 보빈 케이스의 결합상태를 나타낸 결합사시도.
도 2는 본 발명에 따른 보빈 케이스의 분해상태를 나타낸 정면분해사시도.
도 3은 본 발명에 따른 보빈 케이스의 분해상태를 나타낸 저면분해사시도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예를 나타낸 결합사시도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예를 분해하여 나타낸 정면분해사시도.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예를 분해하여 나타낸 저면분해사시도.
도 7은 본 발명에 따른 일실시예의 사용상태를 나타낸 사용상태도
도 8은 본 발명에 따른 일실시예의 사용상태를 측면에서 나타낸 측면사용상태도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 고전압의 2차권선(S2)과 회로기판(C)을 수납하는 보빈 케이스에 관련되며 상ㆍ하부케이스(10)(20), 중공부(30)(40)를 주요 구성으로 하는 고전압 트랜스포머 보빈 케이스에 관한다.

본 발명에 따른 상ㆍ하부케이스(10)(20)는 열전도성 수지를 이용하여 형성되고, 내부에 2차권선(S2)과 회로기판(C)을 수납하는 수납부(11)(21)를 구비한다. 상ㆍ하부케이스(10)(20)는 명칭에서도 알 수 있듯이 상하가 대칭되는 형상으로 구성된다. 이러한 상ㆍ하부케이스(10)(20)는 열을 잘 전달하는 물질인 열전도성 수지를 재료로 만들어진다. 상ㆍ하부케이스(10)(20)를 열전도성 수지로 구성하는 이유는 교류의 전압 변환과 임피던스 변환을 하는 회로 부품인 트랜스의 보빈을 위한 케이스로 사용하기 때문이다. 즉, 승압하는 과정에서 열이 발생하는데, 이러한 열을 외부로 이동시켜 트랜스의 역할을 지속적으로 실행하도록 하는 것이다. 열을 외부로 발산하지 못하면, 승압과정에 장애요소가 발생함은 물론 온도상승으로 화재발생의 문제도 일어날 수 있다. 이를 방지하기 위하여 상ㆍ하부케이스(10)(20)를 열전도성 수지의 재료로 구성하는 것이다.

이러한 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 내부에는 2차권선(S2)과 회로기판(C)을 수납하는 수납부(11)(21)를 구비하는데, 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 일측으로는 2차권선(S2)을 , 타측으로는 회로기판(C)을 수납한다. 즉, 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 내부가 일정한 깊이만큼 패어진 형상을 가지며, 이러한 내부의 일측과 타측으로 2차권선(S2)과 회로기판(C)이 수납한 다음 오일 또는 실리콘 등의 열전도성수지로 몰딩하여 내부가 채워진다.

이때, 본 발명의 세부구성에 의하면 상기 상부케이스(10)는 회로기판(C)을 방열하도록 세라믹이나 절연성 열전도체로 이루어진 방열판(17)을 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 상부케이스(10)에 회로기판(C)을 방열하는 방열판(17)을 구비한다고 하였으나, 이는 본 발명의 구성에 있어서 임의적으로 설정한 것일 뿐, 상ㆍ하부케이스(10)(20) 중 어느 하나를 택일하여 적용하는 것도 가능하다. 즉, 상ㆍ하부케이스(10)(20)는 상ㆍ하로 분리, 결합하는 대칭형상의 케이스이기 때문에 가능한 것이다.

한편, 상ㆍ하부케이스(10)(20)가 열전도성 수지로 이루어져 열을 외부로 발산하는 역할을 수행하지만, 상부케이스(10)와 하부케이스(20)가 서로 결합하여 사용하는 구조이므로 트랜스 사용에 따른 열의 원활한 외부발산은 솔직히 어렵다 할 것이다. 이를 위하여, 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 내부에 수납되어 있는 회로기판(C)에 세라믹이나 절연성 열전도체로 이루어진 방열판(17)을 직결하여 상ㆍ하부케이스(10)(20)와 연동하여 열의 외부발산을 원활하게 수행한다.

즉, 회로기판(C)이 수납된 상부케이스(10)에 관통공(16)을 형성하여 회로기판(C)과 방열판(17)이 서로 밀착 결합되도록 함으로서 상ㆍ하부케이스(10)(20)만으로 열을 발산하는 수치를 향상시켜 원활한 냉각효과를 제공하는 것이다. 더구나 회로기판(C)과 방열판(17)을 밀착 결합하되, 회로기판(C)과 접하는 방열판(17)의 저면에 AL 또는 CU 방열핀(부호 미기재)을 더 구비하여 열의 발산을 증가시킬 수도 있다.

이때, 본 발명의 세부구성에 의하면 상기 상ㆍ하부케이스(10)(20)는 일면에 다수개의 적층 과정에서 서로 접하는 부분에 방열을 위한 이격돌기(18)(28)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명을 적층하여 사용하는 경우, 상ㆍ하부케이스(10)(20)가 서로 접하여 열의 외부로의 발산이 어렵다. 상기 방열판(17)을 구비하여 회로기판(C)의 열을 외부로 발산하는 것은 가능하나, 상ㆍ하부케이스(10)(20) 전체를 기준으로 하는 경우에는 공기의 순환이 원활하지 못하게 된다. 이 때문에 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 일면에 이격돌기(18)(28)를 구비하여 상ㆍ하부케이스(10)(20)가 적층되더라도 공간부를 형성하여 상ㆍ하부케이스(10)(20) 전체에서 열을 발산하기 원활하게 구성하는 것이다.

또, 본 발명에 따른 중공부(30)(40)는 상기 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 수납부(11)(21) 일단에 일체로 형성되고, 1차권선(S1)과 자성체(M)를 개재하기 위하여 통공(13)(23)을 구비한다. 중공부(30)(40)는 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 수납부(11)(21) 일단에 일체로 형성되는 바, 상ㆍ하부케이스(10)(20) 내부에 2차권선(S2)이 수납되는 일단에 구비한다. 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 수납부(11)(21)에는 2차권선(S2)과 회로기판(C)이 수납되는데, 2차권선(S2)이 수납되는 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 일단으로 통공(13)(23)을 형성하여 1차권선(S1)과 자성체(M)를 개재하는 중공부(30)(40)를 구비하는 것이다.

또한, 본 발명의 세부구성에 의하면 상기 상ㆍ하부케이스(10)(20)는 타단에 개재되는 부착턱(15)(25)을 구비하고, 상기 부착턱(15)(25)에 삽입ㆍ고정되어 회로기판(C)으로부터 고압커넥터(H)를 결선 및 단선하는 커넥터삽입공(53)을 구비하는 커넥터부(50)를 더 구비한다. 커넥터부(50)는 상ㆍ하부케이스(10)(20)에 수납되는 회로기판(C)이 고압커넥터(H)와의 결선 및 단선할 수 있도록 커넥터삽입공(53)을 구비하여 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 부착턱(15)(25)에 삽입ㆍ고정된다. 즉, 커넥터삽입공(53)을 구비하는 커넥터부(50)가 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 부착턱(15)(25)에 삽입 및 고정되어 회로기판(C)과 고압커넥터(H)를 결선하거나 단선하도록 구성하는 것이다.

본 발명의 결합과정을 간단히 설명하면, 대칭되는 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 내부에 수납부(11)(21)를 형성하고, 이 수납부(11)(21)에 2차권선(S2)과 회로기판(C)을 수납한다. 회로기판(C)이 수납되는 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 일측으로 부착턱(15)(25)을 형성하는 바, 회로기판(C)과 고압커넥터(H)를 결선하거나 단선하는 커넥터부(50)를 부착턱(15)(25)에 삽입, 고정한다.

상기의 구성이 갖추어지면 상ㆍ하부케이스(10)(20)를 결합하여 일체화시킨다. 일체화된 본 발명을 상부로 적층하여 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 중공부(30)(40)에 1차권선(S1)과 자성체(M)를 개재하여 고전압 트랜스를 작동시킨다. 상기의 구성을 기본으로 하되, 회로기판(C)을 방열하도록 방열판(17) 및 본 발명의 적층 과정에서 서로 접하는 부분에 방열을 위한 이격돌기(18)(28)를 더 구비하여 절연과 방열 기능을 극대화시킬 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 코일에서 발생하는 전기의 유출을 부도체인 케이스를 사용하여 절연시키고, 조립 및 생산성을 높이기 위하여 간편하게 구성함과 함께 적층시 접합면 사이에 돌기나 방열판을 통해 발열에 대한 냉각효과를 향상시킨다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 상부케이스 11: 수납부
13: 통공 15: 부착턱
16: 관통공 17: 방열판
18: 이격돌기 20: 하부케이스
21: 수납부 23: 통공
25: 부착턱 28: 이격돌기
30, 40: 중공부 50: 커넥터부
53: 커넥터삽입공 C: 회로기판
H: 고압커넥터 M: 자성체
S1: 1차권선 S2: 2차권선

Claims (4)

1. 고전압의 2차권선(S2)과 회로기판(C)을 수납하는 보빈 케이스에 있어서:
   열전도성 수지를 이용하여 형성되고, 내부에 2차권선(S2)과 회로기판(C)을 수납하는 수납부(11)(21)를 구비하는 상ㆍ하부케이스(10)(20); 및
   상기 상ㆍ하부케이스(10)(20)의 수납부(11)(21) 일단에 일체로 형성되고, 1차권선(S1)과 자성체(M)를 개재하기 위하여 통공(13)(23)을 구비하는 중공부(30)(40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고전압 트랜스포머 보빈 케이스.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상부케이스(10)는 회로기판(C)을 방열하도록 세라믹이나 절연성 열전도체로 이루어진 방열판(17)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고전압 트랜스포머 보빈 케이스.
3. 제1항에 있어서,
   상기 상ㆍ하부케이스(10)(20)는 일면에 다수개의 적층 과정에서 서로 접하는 부분에 방열을 위한 이격돌기(18)(28)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고전압 트랜스포머 보빈 케이스.
4. 제1항에 있어서,
   상기 상ㆍ하부케이스(10)(20)는 타단에 개재되는 부착턱(15)(25)을 구비하고, 상기 부착턱(15)(25)에 삽입ㆍ고정되어 회로기판(C)으로부터 고압커넥터(H)를 결선 및 단선하는 커넥터삽입공(53)을 구비하는 커넥터부(50)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고전압 트랜스포머 보빈 케이스.

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