KR101639836B1 - 자성소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자성소자에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자성소자는 코어 및 상기 코어가 수용되는 케이스를 포함하고, 상기 코어는, 코일 및 코일의 양단에서 연장되는 코일 결선부를 포함하는 코일 결합체와, 상기 코일이 감기는 권회부를 포함하는 보빈과, 상기 권회부의 내측공간으로 일 부분이 삽입되고, 나머지 부분은 상기 코일의 일부를 감싸는 자심을 포함하고, 상기 케이스는 상면 및 하면이 개구되며, 상기 보빈이 상기 케이스에 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 자성소자에 따르면, 케이스를 플라스틱으로 형성함으로써 양산 비용을 낮추면서도, 케이스의 상하면을 개구시켜 자성소자에서 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 보빈과 케이스 간의 결합구조를 통하여 고정력을 높일 수 있는 장점이 있다. 아울러, 본 발명의 보빈에는 코일결선 수용홈이 구비되어 코일결선의 이탈이 방지되는 장점이 있다.

Description

자성소자{Magnetic element}

본 발명은 자성소자에 관한 것이다.

자성소자는 충전기 등 전기제품의 내부에 구비되는 부품이다. 자성소자는 인덕터 또는 트랜스 등에 적용되며, 일시적으로 에너지를 저장 및 방출하는 목적으로 사용된다. 이러한 자성소자는 기본적으로 깨지기 쉽고, 작동 중 발열하게 되므로 안정적이면서, 발열이 용이한 구조를 가져야 한다.

자성소자를 전기제품에 안정적으로 고정시키기 위하여 상기 자성소자는 케이스를 포함할 수 있다. 이 경우, 플라스틱 수지는 열전도도가 낮아 방열에 불리하므로, 단가가 높은 알루미늄 등을 사용하는 것이 일반적이었다.

발열효율을 높이기 위하여 자심(코어)의 상단에 클립 등의 탄성체를 이용하여 자성소자를 전기제품에 고정하는 방법도 있다. 그러나, 이 경우 고정이 안정적으로 이루어지지 못하다는 단점이 있었다.

본 발명의 목적은 양산 비용을 낮추면서도, 발열이 효과적인 자성소자를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 보빈과 케이스 간의 결합구조를 통하여 조립이 용이한 자성소자를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 보빈에 코일결선 수용홈을 구비하여 코일결선의 이탈을 방지할 수 있는 자성소자를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자성소자는 코어 및 상기 코어가 수용되는 케이스를 포함하고, 상기 코어는, 코일 및 코일의 양단에서 연장되는 코일 결선부를 포함하는 코일 결합체와, 상기 코일이 감기는 권회부를 포함하는 보빈과, 상기 권회부의 내측공간으로 일 부분이 삽입되고, 나머지 부분은 상기 코일의 일부를 감싸는 자심을 포함하고, 상기 케이스는 상면 및 하면이 개구되며, 상기 보빈이 상기 케이스에 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자성소자에 따르면, 케이스를 플라스틱으로 형성함으로써 양산 비용을 낮추면서도, 케이스의 상하면을 개구시켜 자성소자에서 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 보빈과 케이스 간의 결합구조를 통하여 고정력을 높일 수 있는 장점이 있다. 아울러, 본 발명의 보빈에는 코일결선 수용홈이 구비되어 코일결선의 이탈이 방지되는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자성소자의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 코어의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 코어의 분해 사시도.
도 4는 본발명의 실시예에 따른 보빈의 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 케이스의 사시도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자성소자의 분해 사시도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결' 되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결' 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결' 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함' 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자성소자의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자성소자(10)는 다수의 전기 부품의 결합으로 이루어지는 코어(100)와, 상기 코어(100)의 외관의 적어도 일부를 감싸는 케이스(200) 및 상기 케이스(200)의 일면에 부착되는 냉각 시트(300)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 케이스(200)가 전기제품 등에 고정될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 코어의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 코어의 분해 사시도이고, 도 4는 본발명의 실시예에 따른 보빈의 사시도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 코어(100)는 코일 결합체(110), 보빈(120)(120') 및 자심(140)(140')을 포함한다.

상기 코일 결합체(110)은 코일(111)과, 상기 코일(111)의 양단에 연결되는 코일 결선부(112)(114)와 상기 코일 결선부(112)(114)와 연결되는 단자부(116)(118)를 포함한다.

상기 코일(111)은 일정한 방향으로 감기는 도선으로, 외부전원으로부터 전류를 공급받아 자속을 발생시킨다. 도면과 같이 사각통형으로 형성될 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 원통형으로 형성될 수도 있다.

상기 코일 결선부(112)(114)는 상기 단자부(116)(118)에 인가되는 전류를 상기 코일(111)에 공급한다. 상기 코일 결선부(112)(114)는 효율적인 공간활용을 위하여 전체 자성소자(10)의 형상에 맞추어 다수 회 절곡될 수 있다.

상기 단자부(116)(118)는 상기 코일 결선부(112)(114)와 타 전기부품을 접속시키는 부분이다. 상기 단자부(116)(118)에는 타 전기부품과의 접속을 용이하게 하기 위한 접속홀(116a)(118a)이 형성될 수 있다.

상기 자심(140)(140')은 상기 자성소자(10)가 발생시키는 자속을 증가시키기 위해 사용하는 자기 재료이다. 상기 자심(140)(140')은 서로 분리되는 제 1 자심(140) 및 제 2 자심(140')을 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 제 1 자심(140)은 직육면체의 형상을 가지는 지지 자심(141)과 상기 지지 자심(141)의 일면 중앙에서 돌출되는 중심 자심(142)과 상기 지지 자심(141)의 일면의 양 끝에서 돌출되는 2개의 외측 자심(143)을 포함할 수 있다. 그리고 상기 제 2 자심(140')은 상기 제 1 자심(140)과 동일한 크기 및 모양으로 형성될 수 있다.

상기 보빈(120)(120')은 상기 코일(111) 및 자심(140)(140')을 서로 절연되게 한다. 상기 보빈(120)(120')은 서로 분리되는 제 1 보빈(120) 및 제 2 보빈(120')을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 상기 보빈(120)(120')이 한 몸으로 형성되는 것도 가능할 것이다. 상기 보빈(120)(120')은 플라스틱 수지 등으로 형성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 제 1 보빈(120)은 대략 직사각형 형태를 가지는 지지판(121)과, 상기 지지판(121)의 일면의 중앙에서 돌출되며, 자심 삽입부(124)가 형성되는 권회부(122)와, 상기 지지판(121)의 양측에 형성되는 자심 수용부(121a)(121b)와, 상기 지지판(121)의 일측에서 돌출되는 케이스 결합부(126)와, 상기 지지판(121)의 상측 및 하측에 형성되는 날개부(127)(128)를 포함할 수 있다.

상기 지지판(121)은 상기 코일(111) 및 자심(140) 사이에 위치하는 부분이다. 상기 지지판(121)의 일면은 상기 코일(111)의 일측을 지지하고, 상기 지지판(121)의 타면은 상기 지지 자심(141)와 면 접촉하여 상기 자심(140)을 지지한다.

상기 권회부(122)는 상기 코일(111)이 감기는 부분이다. 상기 권회부(122)는 상기 코일(111)의 내부에 대응되는 크기 및 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 코일(111)이 감기는 형상에 따라, 사각통 또는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 이러한 구조를 통하여, 상기 코일(111)은 상기 제 1 보빈(120)에 안정적으로 고정될 수 있다.

상기 자심 삽입부(124)는 상기 중심 자심(142)이 삽입되는 부분이다. 상기 자심 삽입부(124)는 상기 중심 자심(142)의 크기 및 형상에 대응하도록 형성될 수 있다. 이러한 구조를 통하여, 상기 제 1 자심(140)은 상기 제 1 보빈(120)에 안정적으로 고정될 수 있다.

상기 케이스 결합부(126)에는 상기 케이스(200)가 결합될 수 있다. 상기 케이스 결합부(126)에는 상기 케이스(200)와 결합을 위한 체결부재(미도시)가 삽입되는 제 1 구멍(126a)(126b)이 하나 이상 형성될 수 있다. 또한, 상기 케이스 결합부(126)의 일측에는 강도 보강을 위해, 상기 지지판(121)과 연결되는 하나 이상의 리브(부호없음)가 형성될 수 있다. 이러한 구조를 통하여, 상기 제 1 보빈(120)은 상기 케이스(200)에 안정적으로 고정될 수 있다.

상기 날개부(127)(128)는 상기 제 1 자심(140)이 상기 제 1 보빈(120)에 안정적으로 지지될 수 있도록 상기 제 1 자심(140)의 움직임을 제한하는 역할을 한다. 그리고 상기 날개부(127)(128)는 상기 권회부(122)가 형성된 일면과 반대방향에 돌출 형성될 수 있다. 상기 날개부(127)(128) 사이의 거리는 상기 제 1 자심(140)의 높이에 대응하도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 날개부(127)(128)의 일측에는 강도 보강을 위해, 상기 지지판(121)과 연결되는 하나 이상의 리브(부호없음)가 형성될 수 있다. 이러한 구조를 통하여, 상기 제 1 자심(140)은 상기 제 1 보빈(120)에 안정적으로 고정될 수 있다.

한편, 도 4와 같이 상기 케이스 결합부(126) 및 날개부(127)(128)는 한 몸으로 형성될 수도 있다.

상기 케이스 결합부(126) 또는 날개부(127)(128)에는 상기 코일 결선부(112)(114)가 안착될 수 있는 수용홈(126c)(126d)이 형성될 수 있다. 상기 수용홈(126c)(126d)은 상기 케이스 결합부(126)의 일 모서리가 함몰된 형태로 제공될 수 있다. 상기 수용홈(126c)(126d)의 너비는 상기 코일 결선부(112)(114)의 너비와 대응하도록 형성될 수 있다.

또한, 코일 결선부(112)(114)와의 접촉 면적을 증가시키기 위하여 상기 수용홈(126c)(126d)을 따라서 코일 결선부 가이드(126e)(126f)가 형성될 수도 있다. 상기 코일 결선부 가이드(126e)(126f)는 상기 수용홈(126c)(126d)의 상측 및/또는 하측으로 연장되는 판 형태로 제공될 수 있다.

상기 코일 결선부 가이드(126e)(126f) 및 지지판(121) 사이에는 강도 보강을 위한 하나 이상의 리브(부호없음)가 형성될 수 있다. 이러한 구조를 통하여, 상기 코일 결선부(112)(114)는 상기 제 1 보빈(120)에 안정적으로 고정될 수 있다.

한편, 상기 제 2 보빈(120')의 구조는 상기 제 1 보빈(120)의 구조와 동일할 수 있다. 다만, 상기 코일 결선부(112)(114)가 위치하는 방향에 따라, 상기 수용홈(126c)(126d) 및 코일 결선부 가이드(126e)(126f)는 생략될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 케이스의 사시도이다.

상기 케이스(200)는 대략 직육면체 형상으로 제공될 수 있으며, 상측과 하측은 개구된다. 따라서, 열이 상측 및 하측 개구를 통하여 용이하게 배출될 수 있으므로, 알루미늄 대신 플라스틱 수지 등으로 구성될 수도 있다.

상기 케이스(200)는, 코어 수용부(250)가 형성되는 프레임(210)을 포함한다.

상기 프레임(210)은 상기 케이스(200)의 측면을 이루는 부분이다. 상기 프레임(210)의 일측에는 하나 이상의 돌출부(211)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 돌출부(211)에는 상기 체결부재(미도시)가 삽입될 수 있는 제 2 구멍(211a)이 하나 이상 형성될 수 있다. 상기 제 2 구멍(211a)은 도 5를 기준으로 상기 프레임(210)의 상하방향으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 제 2 구멍(211a)이 상기 돌출부(211)에 형성되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리, 상기 프레임(210)은 상기 돌출부(211)를 구비하지 않을 수도 있다. 이 경우, 상기 제 2 구멍(211a)은 상기 프레임(210) 자체에 형성되는 것으로 이해될 수 있다.

도 5를 기준으로 상기 케이스(200)의 하측에는 상기 냉각시트(300)가 부착될 수 있다. 상기 냉각시트(300)는 열 전도율이 높을 물질로 이루어져 상기 코어(100)에서 발생되는 열을 외부로 잘 방출할 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 또한, 동시에 상기 냉각시트(300)는 전기 전도율이 낮은 물질로 이루어지므로 상기 코어(100)를 타 전기부품과 절연되게 한다. 또한, 상기 냉각시트(300)는 상기 케이스(200)의 하면을 차단하는 커버부(310) 및 돌출부(311)를 포함할 수 있다. 상기 돌출부(311)에는 상기 제 2 구멍(211a)에 대응되는 제 3 구멍(311a)이 형성될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자성소자의 분해 사시도이다. 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 자성소자의 결합과정을 설명한다.

먼저, 상기 코어(100)의 결합과정을 살펴본다.

상기 코어(100)는 상기 코일 결합체(110), 보빈(120)(120') 및 자심(140)(140')의 결합으로 이루어진다.

상기 코일 결합체(110)의 양측으로는 상기 보빈(120)(120')이 결합된다. 상기 코일 결합체(110)의 양 단은 상기 보빈(120)(120')의 지지판(121)에 의해 지지된다. 그리고 상기 코일 결합체(110)의 내벽에는 상기 보빈(120)(120')의 권회부(122)가 삽입된다. 그리고 상기 코일 결선부(112)(114)는 상기 보빈(120)(120')에 형성된 수용홈(126c)(126d)에 안착되어 움직임이 제한된다. 따라서, 상기 코일 결합체(110)는 상기 보빈(120)(120')에 안정적으로 결합될 수 있다.

한편, 도면과 다르게 상기 보빈(120)(120')이 한 몸으로 형성되는 경우라면, 상기 코일 결합체(110)는 상기 보빈(120)(120')에 상기 코일을(111) 감는 방법으로 결합될 수 있다.

상기 보빈(120)(120')의 양측으로는 상기 자심(140)(140')이 결합된다. 상기 보빈(120)의 지지판(121)에는 상기 자심(140)의 지지 자심(141)이 지지된다. 그리고 상기 보빈(120)의 자심 수용부(121a)(121b)에는 상기 자심(140)의 외측 자심(143)(144)이 수용된다. 그리고 상기 보빈(120)의 날개부(127)(128)에는 도 6을 기준으로 상기 자심(140)의 상면 및 하면이 면 접촉된다. 따라서, 상기 보빈(120)(120')에 상기 자심(140)(140')이 안정적으로 지지될 수 있다.

다음으로, 상기 코어(100)가 상기 케이스(200)에 결합되는 과정을 설명한다.

상기 코어(100)는 상기 케이스(200)에서 개구된 상면을 통하여 상기 코어 수용부(250)에 수용될 수 있다. 이때, 상기 자심(140)(140')의 외벽은 상기 코어 수용부(250)의 내벽에 밀착될 수 있다. 그리고, 상기 보빈(120)(120')의 케이스 결합부(126)는 상기 케이스(200)의 돌출부(211)에 안착될 수 있다.

한편, 상기 코어(100) 및 케이스(200)의 결합을 견고히 하기 위하여, 상기 케이스(200)의 코어 수용부(250)에는 접착물질이 주입될 수 있다. 접착물질로는 일례로 에폭시가 사용될 수 있다.

상기 케이스(200)는 효율적인 발열을 위하여 상하면이 모두 개구된 상태로 형성된다. 따라서, 상기 접착물질을 상기 케이스(200)에 채우기 위해 상기 케이스(200)의 하면에는 상기 냉각시트(300)가 부착될 수 있다.

상기 코어(100), 케이스(200) 및 냉각시트(300)가 모두 결합되면, 상기 보빈(120)의 제 1 구멍(126a), 케이스(200)의 제 2 구멍(211a) 및 냉각시트(300)의 제 3 구멍(311a)은 상하로 정렬된다. 따라서, 상기 자성소자(10)는 하나의 체결부재(미도시)에 의하여 간단히 결합할 수 있게 된다. 나아가, 상기 자성소자(10)가 다른 부품에 고정될 필요가 있을 경우, 상기 다른 부품에 별도의 결합공을 내어 원하는 위치에 간단히 고정시킬 수도 있을 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 케이스(200)가 플라스틱 수지로 이루어져 상기 자성소자(10)의 제조단가를 낮출수 있다는 장점이 있다. 또한, 상기 케이스(200)의 상하면이 모두 개구된 형태로 이루어지므로, 발열효과가 뛰어나다는 장점이 있다. 또한, 상기 보빈(120)(120')의 날개부(127)(128) 및 자심 수용부(121a)(121b)의 구조를 통하여, 상기 자심(140)(140')이 안정적으로 상기 보빈(120)(120')에 지지될 수 있다. 또한, 상기 보빈(120)(120')에 형성된 상기 케이스 결합부(126)를 통하여 상기 보빈(120)(120') 및 케이스(200)가 견고하게 결합될 수 있다. 그리고, 상기 케이스 결합부(126)의 제 1 구멍(126a)과 상기 케이스(200)의 제 2 구멍(211a)과 상기 냉각시트(300)의 제 3 구멍(311a)의 중심이 하나의 축 상에 위치하도록 구성함으로써 조립의 용이성을 높이는 장점이 있다. 즉, 본 발명에 따른 자성소자(10)는 종래의 자성소자에 비하여 발열효과가 뛰어나면서도, 제조단가가 낮고, 조립이 용이하다는 장점이 있다.

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

1. 코어;
   상기 코어가 수용되는 케이스; 및
   상기 케이스의 하면에 구비되며, 상기 코어의 열을 방출하는 매개체인 냉각 시트를 포함하고,
   상기 코어는, 코일 및 코일의 양단에서 연장되는 코일 결선부를 포함하는 코일 결합체와,
   상기 코일이 감기는 권회부를 포함하는 보빈과,
   상기 권회부의 내측공간으로 일 부분이 삽입되고, 나머지 부분은 상기 코일의 일부를 감싸는 자심을 포함하고,
   상기 보빈은 상기 케이스에 결합되고, 상기 코일 결합체의 양단을 지지하는 지지판과,
   상기 지지판의 일측에서 돌출되어 상기 케이스와 결합되기 위한 케이스 결합부를 포함하고,
   상기 케이스 결합부에는 제 1 구멍이 형성되고,
   상기 케이스는 상면 및 하면이 개구되고, 상기 케이스에 제 1 구멍에 대응하는 제 2 구멍이 형성되며,
   상기 냉각 시트는 상기 케이스의 하면을 차단하는 커버부 및 돌출부를 포함하고 상기 돌출부에 제 2 구멍에 대응되는 제 3 구멍이 형성되는 자성소자.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 케이스는 플라스틱 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성소자.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 보빈은,
   상기 지지판의 일측에서 돌출되는 날개부를 포함하고,
   상기 날개부는 상기 자심의 일부를 감싸며, 상기 자심의 움직임을 제한하는 것을 특징으로 하는 자성소자.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 보빈에는, 상기 코일 결선부가 수용되는 수용홈이 형성되는 자성소자.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 수용홈을 따라서 형성되는 코일 결선부 가이드가 더 포함되는 자성소자.

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