KR102612087B1 - 저압인서트 사출을 이용한 자성코어의 봉지방법과 이를 이용하여 봉지한 자성코어 - Google Patents
저압인서트 사출을 이용한 자성코어의 봉지방법과 이를 이용하여 봉지한 자성코어 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 일 실시예는 자성코어를 인서트물로 하여 금형에 안치하는 인서트물안치단계; 및 상기 금형 내를 저압으로 유지하며 고분자화합물을 사출하여 상기 자성코어의 표면을 상기 고분자화합물로 봉지하여 상기 자성코어의 표면에 고분자 봉지화합물층을 형성하는 봉지화합물층형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 공정단계의 최소화를 통해 전체 공정비용이 축소된다는 효과와 동시에, 함침공정 없이 봉지공정을 진행하지만 저압인서트사출로 봉지함으로써 소정의 압환강도를 확보할 수 있는 효과, 및, 자성특성의 하락이 적은 토로이달 자성코어를 제공하는 효과를 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 공정단계의 최소화를 통해 전체 공정비용이 축소된다는 효과와 동시에, 함침공정 없이 봉지공정을 진행하지만 저압인서트사출로 봉지함으로써 소정의 압환강도를 확보할 수 있는 효과, 및, 자성특성의 하락이 적은 토로이달 자성코어를 제공하는 효과를 가진다.
Description
본 발명은 자성코어의 봉지방법 및 그 제품에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저압인서트 사출을 이용하여 자성코어를 봉지하여 공정비용을 낮추고, 최종자성제품의 자성특성의 하락을 최소화하면서 압환강도는 유지하는 봉지방법에 관한 것이다.
전력변환용, 필터용으로 사용되는 토로이달 자성코어 제품의 제조공정 중에는, 마감부분에 있어서 토로이달 자성코어를 봉지하는 봉지공정을 거친다. 본 봉지공정을 통해 권선 중 와이어에 의해 발생하는 코아의 크랙 및 코일의 스크래치, 자성코어와 코일의 절연, 외기노출에 의한 부식 및 침식을 방지할 수 있게 된다.
이러한 상기 봉지방법으로는, 도1에서 알 수 있듯이 도장에 의한 도장공법과 도2에서 알 수 있듯이 케이스의 조립에 의한 플라스틱 케이싱공법의 두가지가 있으며, 양 방법 중 자성코어의 봉지공정에 적합한 봉지방법을 적절히 선택하여 사용되었다.
다만, 이러한 도장공법과 케이싱공법의 경우에는, 도장코어 및 케이스코어의 경우 일정 이상의 압환강도 확보를 위해, 도장 및 케이싱 전 세척(S10) 및 경화(S15)공정 또는 함침(S20), 세척(S25), 경화(S30)공정이 추가된다. 이러한 함침(S20) 또는 경화공정(S15, S30)은 압환강도의 유지를 위해서는 필수적인 공정이라고 인식되어, 이 공정들을 생략할 수 없어 단가 역시 필연적으로 높아진다는 문제점이 있었다.
또한, 도3을 통해 알 수 있듯이, 종래 리본코어공법의 경우에는, 권선공정 중 발생하는 압력에 의한 특성하락의 방지, 및 몰딩액포팅(potting)공정을 동반하는 경우에는 몰딩액의 내부침투 및 몰딩액의 경화 중 발생하는 팽창압에 의한 특성하락의 방지, 필드에서 동작 중 생기는 진동 및 충격에 의한 특성하락의 방지를 위해, 충격흡수용 추가자재를 추가한 케이싱방법으로 한정된다는 문제점이 있었다.
또한, 기존의 인서트사출을 이용하여 토로이달 자성코어 제품을 사출할 경우, 자성특성의 하락이 매우 크게 발생하였고, 제품의 압환강도에 따라 크랙을 유발하기도 하였다. 특히, 자왜가 30um/m에 이르는 퍼멀로이 제품과 압환강도가 낮은 MPP 고투자율 제품(열처리후)들의 경우, 각각 코어로스의 큰 증가와 제품크랙이 매우 쉽게 발생한다는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 간단한 공정과정을 통해 토로이달 봉지방법에 있어서 공정비용이 지나치게 높다는 제1문제점을 극복한 자성코어의 봉지방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 함침, 세척, 경화 공정에서 사용되는 환경에 유해한 용액, 세척용액 및 함침용액을 사용함에도, 상기 함침공정을 없이 봉지하면 압환강도를 확보할 수 없다는 제2문제점을 극복한 자성코어의 봉지방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 인서트사출을 이용하는 경우 자성코어 최종제품의 자성특성의 하락이 심하다는 제3문제점을 해결하는 자성코어의 봉지방법 및 그 제품을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 적층된 토로이달코어 또는 보빈 역할부 등과 같은 다양한 형태의 코어들을 일체로 코팅이 가능한 봉지방법이 필요하다는 제4문제점을 해결하는 자성코어의 봉지방법 및 그 제품을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 자성코어를 인서트물로 하여 금형에 안치하는 인서트물안치단계; 및 상기 금형 내를 저압으로 유지하며 고분자화합물을 사출하여 상기 자성코어의 표면을 상기 고분자화합물로 봉지하여 상기 자성코어의 표면에 고분자 봉지화합물층을 형성하는 봉지화합물층형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 자성코어는 토로이달 구조의 자성코어인 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 인서트물안치단계은, 복수개의 자성코어를 상하로 적층하는 단계를 포함하고, 상기 복수개의 자성코어는 일체로 봉지되는 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법일 수 있다.
이때, 상기 복수개는 2개 이상 6개 이하인 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 인서트물안치단계는, 상기 자성코어 이외의 부수물을 안치하는 부수물안치단계를 더 포함하고, 상기 고분자 봉지화합물층은 상기 자성코어와 상기 자성코어 이외의 부수물을 일체로 봉지하는 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법일 수 있다.
이때, 상기 자성코어 이외의 부수물은, 보빈, 보강대, 지지대와 같은 구조 체결과 고정을 위한 형상이나 권선 분할 리브와 같은 돌출 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법일 수 있다.
이때, 상기 봉지화합물층형성단계는, 상기 자성코어와 상기 자성코어 이외의 부수물에 동시(同時)에 사출하는 일체사출 또는 상기 자성코어와 상기 자성코어 이외의 부수물을 이시(異時)에 사출하는 추가사출 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 봉지화합물층형성단계의 고분자화합물은, 슈퍼엔지니어링 플라스틱화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법일 수 있다.
이때, 상기 슈퍼엔지니어링 플라스틱화합물은, 열가소성 슈퍼엔지니어링 플라스틱화합물인 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법일 수 있다.
이때, 상기 열가소성 슈퍼엔지니어링 플라스틱화합물은, 폴리페닐렌설파이드(PolyPhenyleneSulfide, PPS) 폴리프탈아미드(Polyphthalamide, PPA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylen Terephthalate, PBT), 및 액정 결정성 폴리머(Liquid Crystal Polymer, LCP) 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 저압은, 100kgf/cm² 이하인 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 상기 봉지방법에 의해 봉지된, 자성코어를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 봉지공정에 있어서 함침단계, 세척단계, 경화단계를 포함하지 아니함으로써 그 공정단계의 최소화를 통해 전체 공정비용의 축소가 가능하다는 제1효과, 함침공정 없이 봉지공정을 진행하지만 저압인서트사출로 봉지함으로써 소정의 압환강도를 확보할 수 있으며, 함침공정을 배제함으로써 환경 및 인체에 유해한 함침용액, 및 세척용액을 배제하게 된다는 제2효과, 및, 저압인서트 봉지공정을 통해 최종자성제품의 자성특성의 하락이 적으며, 나아가 내전압 특성이 증가한다는 제3효과를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도1 내지 도3은 각각 종래의 도장코어, 케이스코어, 및 리본코어공법의 봉지방법을 나타내는 도면이다.
도4은 본 발명의 일 실시예에 따른, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법의 순서도를 나타내는 도면이다.
도5 및 도6는 본 발명의 일 실시예의 자성코어 봉지방법에 따라 제조된 봉지화합물층을 포함하는 자성코어의 예시도면이다.
도7은 복수개의 자성코어가 상하로 적층되어 일체로 봉지된 자성코어를 나타내는 도면이다.
도8 내지 도10은, 보빈 또는 보강대 등의 부수물이 일체로 봉지된 자성코어를 나타내는 도면이다.
도4은 본 발명의 일 실시예에 따른, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법의 순서도를 나타내는 도면이다.
도5 및 도6는 본 발명의 일 실시예의 자성코어 봉지방법에 따라 제조된 봉지화합물층을 포함하는 자성코어의 예시도면이다.
도7은 복수개의 자성코어가 상하로 적층되어 일체로 봉지된 자성코어를 나타내는 도면이다.
도8 내지 도10은, 보빈 또는 보강대 등의 부수물이 일체로 봉지된 자성코어를 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
명세서 전체에서 사용된 “자성코어”는, 자성을 가지는 금속물체를 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도1 내지 도3은 각각 종래의 도장코어, 케이스코어, 및 리본코어공법의 봉지방법을 나타내는 도면이다.
도4은 본 발명의 일 실시예에 따른, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법의 순서도를 나타내는 도면이다.
도5 및 도6는 본 발명의 일 실시예의 자성코어 봉지방법에 따라 제조된 봉지화합물층을 포함하는 자성코어의 예시도면이다. 이하에서는 도1 내지 도6를 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 자성코어(200)를 인서트물로 하여 금형에 안치하는 인서트물안치단계(S100); 및 상기 금형 내를 저압으로 유지하며 고분자화합물을 사출하여 상기 자성코어의 표면을 상기 고분자화합물로 봉지하여 상기 자성코어의 표면에 고분자 봉지화합물층(300)을 형성하는 봉지화합물층형성단계(S200)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법을 제공한다.
상기 봉지방법을 거치면, 도5 및 도6를 통해 알 수 있듯이, 자성코어(200)와 상기 자성코어(200)를 둘러싸고 있는 고분자 봉지화합물층(300)을 포함하고 있는 최종자성제품(100)이 형성되게 된다.
본 발명의 인서트사출공법을 이용한 자성코어(200) 봉지방법은, 기존의 도장코어 및 케이스코어에 의한 봉지방법보다, 공정단계가 적은 봉지방법인 바, 공정비용 측면에서 월등히 경제적이다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법은, 기존의 도장코어 및 케이스코어 봉지방법과는 달리, 함침단계(S20), 세척단계(S10, S25), 경화단계(S15, S30)가 포함되지 아니한다.
이때 상기 함침(S20)이란 다공성(多孔性) 물체에 기체 또는 액체 상태의 물질을 침투시켜 그 물체의 특성을 사용 목적에 따라 개선하는 단계를 의미하는데, 기존 공정에서 위 공정들을 포함하는 이유는 자성코어를 구성하는 분말내부 미세기공에 함침액을 침투시키고 경화시켜 기공을 메워 압환강도를 증가시키기 위해 거치는 단계이다.
본 발명의 인서트사출공법을 이용한 자성코어(200) 봉지방법의 경우, 상기 함침, 세척, 경화 공정을 배제하고, 도장 공정을 대체하여 인서트사출로 봉지하는 단계를 포함함으로써 소정의 압환강도가 확보되므로, 상기 세가지 공정 단계를 포함하지 않음으로써 발생할 수 있는 압환강도의 감소도 방지할 수 있다.
이하에서는 상기 인서트물안치단계(S100)를 설명한다.
본 단계(S100)에서는, 자성코어(200)를 인서트물로 하여, 금형 내에 안치시키는 단계(S110)를 포함한다. 또한, 본 단계(S100)에서는, 후술할 바와 같이 사용자의 필요에 따라, 다양한 부수물을 안치시키는 부수물안치단계(S120)도 포함할 수 있다.
이때, 상기 자성코어(200)는 여러가지 형상을 가지는 자성코어일 수 있으며, 예를 들면, 토로이달 구조, 판형 구조, 리본 구조, 등의 다양한 형태의 자성코어일 수 있다. 그러나, 상기 예시로 한정되지 아니하고, 본 발명의 목적과 효과가 달성 가능한 자성코어의 구조는 모두 본 권리범위에 속하는 것으로 해석해야 할 것이다.
또한, 상기 자성코어(200)는, 예를 들면, Fe, Ni, Mo, Si 및Cr을 포함하는 군 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있고, 상기 예시로 한정되지 아니함은 물론이다. 상기 최종자성제품(100)이 필요한 산업분야 또는 기술분야에 따라 사용자는 필요에 따라 자성코어의 성분을 선택할 수 있을 것이다.
도7은 복수개의 자성코어가 상하로 적층되어 일체로 봉지된 자성코어를 나타내는 도면이다. 이하에서는 도7을 참조하여 여러 자성코어를 적층하여 자성코어를 봉지하는 방법을 설명한다.
후술할 바와 같이, 본 발명의 봉지방법에서는, 사출단계에서 여러가지 부수물 또는 자성코어들을 함께 사출함으로써, 여러 부수물들을 일체로 하여 최종자성제품(100)을 형성할 수 있다.
이때, 상기 인서트물안치단계(S100)에서는, 복수개의 자성코어를 순차적으로 안치한 뒤 일체로 사출하여 봉지함으로써, 복수개의 자성코어(210, 220)를 상하로 적층하는 것을 포함하여, 봉지화합물층 내에 복수개의 자성코어가 일체로 봉지되도록 하는 봉지방법을 제공할 수 있다.
다수의 자성코어를 적층하여 사용하는 기술분야에서, 각 자성코어들이 분리되어 봉지되면, 자성코어가 적층된 이후에 이들간에 봉지를 위한 코팅층이 자성코어를 분리시켜 전기적 특성을 저하시키며 이들을 일체로 고정시키기 위해 별도의 공정과정이 필요하다는 단점과, 고정시키지 않으면 적층된 형태가 불안정하다는 단점이 있는 바, 상기 복수개의 자성코어를 일체로 봉지하게 되면 이러한 단점들이 극복되게 된다.
이때, 상기 복수개의 자성코어는, 2개 이상 6개 이하 또는 높이 150mm 이하로 적층되는 형태의 자성코어일 수 있다.
상기 복수개의 자성코어(210, 220)의 개수범위는, 사용되는 자성코어(200)의 너비 또는 표면적의 크기와, 후술할 봉지화합물층형성단계(S200)에서 사용되는 고분자화합물인 슈퍼엔지니어링 플라스틱의 종류에 따라 그 상한도 달라질 수 있다.
다만, 상기 적층된 자성코어(210, 220)가 6개를 초과하게 되는 경우에는, 적층구조의 수직방향으로의 외력에 취약하게 되며, 이에 따라 봉지화합물층에 균열이 생겨 봉지화합물층에 손상이 가하게 된다. 또한 복수개의 제품을 적층한 구조가 수직방향으로 150mm 이상 길어지게 될 경우 봉지화합물층을 사출하는 사출금형의 구성이 불가능하다.
도8 내지 도10는, 보빈 또는 보강대 등의 부수물이 일체로 봉지된 자성코어를 나타내는 도면이다. 이하에서는 도8 내지 도10을 참조하여 부수물 안치단계(S120)를 더 포함하는 인서트물안치단계(S100)를 설명한다.
본 인서트물안치단계(S100)에서는, 자성코어 외에 다양한 부수물(400, 500)을 안치하는 부수물안치단계(S120)를 더 포함하여, 봉지화합물층 내에 다양한 부수물들을 포함하는 일체형 자성코어도 제조할 수 있다.
이때 상기 부수물에는 구체적으로는, 보빈 또는 보강대에 대응되는 부수물일 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고 자성코어의 사용에 필요한 다양한 부수물을 포함할 수 있음은 물론이다.
이때 상기 보빈, 및 보강대의 구성성분은 바람직하게는 상기 봉지화합물층(300)과 동일한 성분으로 이루어진 것일 수 있으나, 이에 한정되지 아니하고 폴리페닐렌설파이드(PolyPhenyleneSulfide, PPS), 폴리프탈 아미드(Polyphthalamide, PPA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylen Terephthalate, PBT) 등으로 구성된 열가소성 수지 등을 구성성분으로 가지는 보빈 및 보강대를 사용할 수 있다.
이때 상기 자성코어와 자성코어 이외의 부수물을 봉지하는 봉지화합물층형성단계(S200)에서는, 상기 자성코어와 상기 자성코어 이외의 부수물에 동시(同時)에 사출하는 일체사출 또는 상기 자성코어와 상기 자성코어 이외의 부수물을 이시(異時)에 사출하는 추가사출 중 어느 하나일 수 있다.
상기 일체사출을 하는 경우에는 부수물과 자성코어간에 별도의 조립공정이 제외되는 효과가 있다. 반면, 추가사출을 하는 경우에는 자성코어 표면에 조립용 형상을 먼저 사출하여 부수물의 추가형상과 조립성이 높아지는 효과가 가능한 바, 형상이 복잡한 부수물의 경우에 사용이 가능할 것이다. 또한, 사용자가 사용하려는 산업분야, 기술분야, 및 부수물들의 구조의 복잡성 등을 고려하여 사용상황에 맞추어 상기 방법을 적절히 선택하여 사출시기를 정할 수 있을 것이다.
상기 봉지화합물층형성단계(S200) 중 추가사출 과정은, 제1-1결합부(410)가 형성되어 있는 보강대(400)와 제2-1결합부(420)가 형성되어 있는 자성코어의 봉지화합물층이 결합될 수 있으며, 이때 상기 결합과정은 도8을 통해 알 수 있듯이, 토로이달 자성코어의 중심부를 관통하며 결합되는 것일 수 있다.
또다른 상기 추가사출 과정은, 제1-2결합부(510)가 형성되어 있는 보강대(500)와 제2-2결합부(520)가 형성되어 있는 자성코어의 봉지화합물층이 결합할 수도 있으며, 이때 상기 결합과정은 도9을 통해 알 수 있듯이, 자성코어를 수직으로 세워 결합하는 것일 수 있다.
또다른 상기 추가사출 과정은, 도10을 통해 알 수 있듯이, 상기 분할리브(610)가 형성되어 있는 자성코어의 봉지화합물층이 결합될 수 있다. 이때, 상기 분할리브(610)는, 그 기능에 따라 편심권선을 하거나 분할권선을 하기 위해, 리브형상을 수직으로 세워 공간을 분리하는 기능을 수행하게 된다.
이하에서는, 상기 봉지화합물층형성단계(S200)를 설명한다.
본 봉지화합물층형성단계(S200)에서는, 상기 인서트물안치단계(S100)를 통해 자성코어가 내부에 위치하는 금형에, 고분자화합물을 사출(S210)하여, 상기 자성코어의 표면을 상기 고분자화합물로 봉지하여, 상기 자성코어의 표면에 고분자 봉지화합물층을 형성하는 단계이다.
이때 상기 고분자화합물은 슈퍼엔지니어링 플라스틱화합물을 포함할 수 있다. 슈퍼엔지니어링 플라스틱화합물은, 내열성이 높으며 기계적 강도가 강하고 치수안정성과 전기적 특성이 좋은 바, 상기 봉지화합물층(300)에 사용되기에 적합한 화합물이다.
이때 상기 슈퍼엔지니어링 플라스틱화합물은 구체적으로는 열가소성 슈퍼엔지니어링 플라스틱화합물일 수 있다. 상기 열가소성 슈퍼엔지니어링 플라스틱화합물은, 예를 들어, 폴리페닐렌설파이드(PolyPhenyleneSulfide, PPS), 폴리프탈아미드(Polyphthalamide,PPA), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybutylen Terephthalate, PBT), 액정 결정성 폴리머(Liquid Crystal Polymer, LCP) 등으로 이루어진 열가소성수지 대부분으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나, 상기 예시로 한정되지 아니함은 물론이다.
또한, 상기 고분자화합물을 사출하는 봉지화합물층형성단계(S210)는, 상기 사출공정에서 사용하는 금형의 온도를 90℃에서 150℃로 유지하고, 사출압력을 저압으로 유지하고, 사출기에서 상기 고분자화합물의 주입속도를 0mm/s 초과 50mm/s 이하로 유지하며, 공정시간을 5초 이하로 하도록 할 수 있다.
이때 상기 저압이라 함은, 100kgf/cm² 이하로 유지하도록 하는 것일 수 있다. 이때 상기 압력이 100kgf/cm² 을 초과하는 경우에는 그 압력이 과도하게 높아져 최종제품의 자기적 특성에 악영향을 미치는 문제점이 발생한다.
이에, 상기 압력을 100kgf/cm²이하로 유지하는 저압상태의 인서트사출공정을 진행함으로써, 표면이 열가소성 수퍼엔플라로 봉지된 상기 연자성 금속분말 코어를 얻을 수 있다.
이하에서는 실시예 및 실험예를 통해 본 발명에 대해 더욱 상세하게 설명한다. 하지만 본 발명이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
실시예1
본 발명의 일 실시예에 따라 봉지공정을 거쳐, 토로이달 자성코어를 제조하였다. 구체적인 공정단계는 하기 단계와 같다.
상기 자성코어는 연자성 금속분말을 압축성형하여 제조하며, 상기 자성코어를 열처리 한 후, 함침, 경화, 도장 공정을 제외한 뒤 이를 대체하기 위해 사출공정을 진행하며 이때 상기 코어를 인서트물로 사용하여 사출 금형 내부에 상기 안서트물을 삽임하고 상기 연자성 금속분말 코어의 표면에 열가소성 수퍼엔플라 수지를 사출공정으로 도포한 뒤 상기 자성코어의 표면에 봉지화합물층을 형성하였다.
이와 같이, 상기 공정단계를 거침으로써, 성공적으로 토로이달 자성코어를 제조할 수 있었다.
실시예2
본 발명의 일 실시예에 따라, 2개의 자성코어를 적층한 뒤, 2개의 자성코어를 일체로 봉지하여, 2개의 자성코어가 일체로 봉지된 토로이달 자성코어를 제조하였다. 구체적인 공정단계는 하기 단계와 같다.
본 실시예2에서는, 상기 실시예1의 자성코어를 금형에 적층하여 삽입한 환경에서 금형에 사출하는 단계에서, 2개의 자성코어를 사출하는 것을 제외하고는, 상기 실시예1에서와 동일한 방법으로 토로이달 자성코어의 제조를 진행하였다.
도11은, 본 실시예2에서 제조한 2개의 자성코어를 일괄적으로 봉지한 토로이달 자성코어의 실시예를 보여주는 도면이다.
이와 같이 도11을 통해 알 수 있듯이, 본 실시예2에서는 상기 공정단계를 거침으로써, 성공적으로 2개 적층된 자성코어를 일괄적으로 봉지한 토로이달 자성코어를 제조할 수 있었다.
실시예3
본 발명의 일 실시예에 따라, 봉지화합물층 형성단계에서 보빈을 함께 사출하여, 보빈 일체형 토로이달 자성코어를 제조하였다. 구체적인 공정단계는 하기 단계와 같다.
본 실시예3에서는, 상기 실시예1의 슈퍼엔지니어링 플라스틱을 사출하는 단계에서, 보빈을 함께 사출하는 것을 제외하고는, 상기 실시예1과 동일한 방법으로 토로이달 자성코어의 제조를 진행하였다.
이와 같이, 상기 공정단계를 거침으로써, 성공적으로 보빈 일체형 토로이달 자성코어를 제조할 수 있었다.
실험예1
본 실험예1에서는, 상기 실시예1에서 제조한 토로이달 자성코어의 자기적특성의 저하정도를 확인하는 실험을 진행하였다. 본 실험예1의 구체적인 실험방법은 하기 방법과 같다.
본 실험예1에서는, 토로이달 자성코어를 일반적으로 봉지한 제품과 본 발명의 자성코어 봉지방법을 사용한 제품을 제작하여 양 특성의 비교실험을 진행하였다.
실험결과는 하기 표1과 같으며, 이와 같이, 본 실험예1을 통해, 본 발명의 자성코어 봉지방법을 사용하는 경우, 종래의 일반적으로 봉지한 제품들과는 달리 자기적 특성의 저하 정도가 낮으며, 코어손실이 더 낮게 제작될 수 있음을 알 수 있었다.
| Entry |
Permalloy 분말 자성코어
(투자율 60μ) |
Permalloy 분말 자성코어
(투자율 125μ) |
Ni-Fe-Mo 분말 자성코어
(투자율 60μ) |
Ni-Fe-Mo 분말 자성코어
(투자율 125μ) |
| 코아손실(mW/cc) | 코아손실(mW/cc) | 코아손실(mW/cc) | 코아손실(mW/cc) | |
| Entry1 | 207 | 300 | 144 | 249 |
| Entry2 | 170 | 242 | 135 | 226 |
| Entry3 | 175 | 251 | 131 | 233 |
| Entry4 | 179 | 250 | 122 | 218 |
상기 표1에서 entry1은 종래 도장방법을 이용하여 도장한 도장품을 의미하는 것이며, 상기 entry2는 폴리페닐렌설파이드 수지로 봉지한 본 발명의 도장품을 의미하는 것이며, 상기 entry3는 폴리프탈아미드 수지로 봉지한 본 발명의 도장품을 의미하는 것이며, 상기 entry4는 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지로 봉지한 본 발명의 도장품을 의미하는 것이다.
실험예2
본 실험예2에서는, 상기 실시예1에서 제조한 토로이달 자성코어의 압환강도의 유지정도를 확인하는 실험을 진행하였다. 본 실험예2의 구체적인 실험방법은 하기 방법과 같다.
본 실험예2에서는, 토로이달 자성코어를 토로이달 자성코어를 일반적으로 봉지한 제품과 본 발명의 자성코어 봉지방법을 사용한 제품을 제작하여 압환강도 장비를 이용해 강도비교 실험을 진행하였다.
이와 같이, 상기 실험예2를 통해, 본 발명의 자성코어 봉지방법을 사용하는 경우, 종전의 다른 봉지방법들과는 달리 함침공정 등을 포함하지 않더라도, 압환강도가 유지될 수 있음을 알 수 있다. 그 결과는 하기 표2와 같다.
| 토로이달 코어 크기 | 종래 제품 | 폴리페닐렌설파이드 수지로 봉지한 본 발명의 제품 |
| 강도(kgf/cm²) | 강도(kgf/cm²) | |
| Ø23 | 49.7 | 69.9 |
| Ø27-1 | 100 | 136.2 |
| Ø27-2 | 111.5 | 121.3 |
| Ø33 | 98.9 | 101.5 |
실험예3
본 실험예3에서는, 상기 실시예1에서 제조한 토로이달 자성코어의 내전압의 특성을 확인하는 실험을 진행하였다. 본 실험예3의 구체적인 실험방법은 하기 방법과 같다.
본 실험예3에서는, 본 발명의 자성코어 봉지방법을 사용한 제품을 제작하여 극한의 상황을 시험하기 위해, 단순히 본 발명의 발명품을 준비하여 절연성 테스트를 진행하였다. 내전압 장비를 이용해 AC @5.0kV로 2.0초, 60초 두가지 조건으로 내전압 실험을 진행하였다.
실험결과는 하기 표3과 같으며, 이와 같이, 본 실험예3을 통해, 본 발명의 자성코어 봉지방법을 사용하는 경우, 종전의 일반적인 도장으로 봉지된 토로이달 자성코어는 내전압 특성의 제한을 1.0kV로 두는 것에 반해, 내전압 특성이 우수하게 유지될 수 있음을 알 수 있다.
| 5.0kV@60Hz, 60sec, 1mA↓ (내전압 테스터기 Max 5kV) | |||
| 봉지방법 | 실험시료 | 절연성 | 절연성 합격 적부 |
| 누설 전류 평균 [mA] | 1mA 이하 만족할 것 | ||
| entryA | entryA.1 | 1.00 (30sec 경과후) | 불합격 |
| entryA.2 | 0.16 | 합격 | |
| entryA.3 | 0.14 | 합격 | |
| entryB | entryB.1 | 0.09 | 합격 |
| entryB.2 | 0.12 | 합격 | |
| entryB.3 | 0.10 | 합격 | |
| entryB.4 | 0.12 | 합격 | |
| entryC | entryC | 0.10 | 합격 |
| entryD | entryD.1 | 0.13 | 합격 |
| entryD.2 | 0.12 | 합격 | |
| entryD.3 | 0.10 | 합격 | |
| entryD.4 | 0.12 | 합격 | |
상기 표3에서, entryA는 종래 도장방법을 사용한 제품군을 의미하며, 상기 entryB는 폴리페닐렌설파이드 수지로 봉지한 본 발명의 제품군을 의미하며, 상기 entryC는 폴리프탈아미드 수지로 봉지한 본 발명의 제품을 의미하며, 상기 entryD는 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지로 봉지한 본 발명의 제품군을 의미한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 최종자성제품
200 : 자성코어
210, 220 : 복수개의 적층된 자성코어들
300 : 봉지화합물층
400 : 보강대
410 : 보강대의 제1-1결합부
420 : 봉지화합물층의 제2-1결합부
500 : 보강대
510 : 보강대의 제1결합부
520 : 봉지화합물층의 제2-2결합부
610 : 분할리브
200 : 자성코어
210, 220 : 복수개의 적층된 자성코어들
300 : 봉지화합물층
400 : 보강대
410 : 보강대의 제1-1결합부
420 : 봉지화합물층의 제2-1결합부
500 : 보강대
510 : 보강대의 제1결합부
520 : 봉지화합물층의 제2-2결합부
610 : 분할리브
Claims (12)
- 자성코어를 인서트물로 하여 금형에 안치하는 인서트물안치단계;
상기 금형에 상기 자성코어 이외의 부수물을 안치하는 부수물 안치단계; 및
상기 금형 내를 저압으로 유지하며 고분자화합물을 사출하여 상기 자성코어 및 상기 부수물의 표면을 상기 고분자화합물로 봉지하여 상기 자성코어 및 상기 부수물의 표면에 고분자 봉지화합물층을 형성하는 봉지화합물층형성단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 고분자 봉지화합물층은 상기 자성코어와 상기 자성코어 이외의 부수물을 일체로 봉지하는 것을 특징으로 하는 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법. - 제1항에 있어서,
상기 자성코어는 토로이달 구조의 자성코어인 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법. - 제1항에 있어서,
상기 인서트물안치단계는, 복수개의 자성코어를 상하로 적층하는 단계를 포함하고,
상기 복수개의 자성코어는 일체로 봉지되는 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법. - 제3항에 있어서,
상기 복수개는 2개 이상 6개 이하인 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 자성코어 이외의 부수물은, 보빈, 보강대, 지지대, 및 권선분할리브, 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법. - 제1항에 있어서,
상기 봉지화합물층형성단계는, 상기 자성코어와 상기 자성코어 이외의 부수물에 동시(同時)에 사출하는 일체사출 또는 상기 자성코어와 상기 자성코어 이외의 부수물을 이시(異時)에 사출하는 추가사출 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법. - 제1항에 있어서,
상기 봉지화합물층형성단계의 고분자화합물은, 슈퍼엔지니어링 플라스틱화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법. - 제8항에 있어서,
상기 슈퍼엔지니어링 플라스틱화합물은, 열가소성 슈퍼엔지니어링 플라스틱화합물인 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법. - 제9항에 있어서,
상기 열가소성 슈퍼엔지니어링 플라스틱화합물은, 폴리페닐렌설파이드(PolyPhenyleneSulfide, PPS) 폴리프탈아미드(Polyphthalamide, PPA), 폴리부틸렌테레프탈레이트(Polybutylen Terephthalate, PBT), 및 액정 결정성 폴리머(Liquid Crystal Polymer, LCP)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법. - 제1항에 있어서,
상기 저압은, 100kgf/cm² 이하인 것을 특징으로 하는, 인서트사출공법을 이용한 자성코어 봉지방법. - 삭제
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