KR200281085Y1 - Magnetic core for inductor - Google Patents
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Abstract
본 고안은 가격이 저렴하고 크기가 소형이면서 대전류 및 고주파 신호, 특히 디지탈 오디오 앰프에 적합한 EPS형 자심을 제공한다. 본 고안의 EPS형 자심은 종래의 EP형 자심을 개량한 것으로서, 자심의 성형 가공시에 자심의 주변부에 절삭부가 함께 형성되어 있고, 누설 자속을 차폐하기 위하여 자심의 저면부와 주변부가 개방부 방향으로 적어도 70% 정도 연장되어 있다. 또한, 본 고안의 EPS형 자심은 자심의 주변부의 두께가 거의 균일하다. 또한, 본 고안의 EPS형 자심은 PCB에 실장시 편리하도록 형상 설계되어 있다.The invention provides a low cost, small size, EPS type magnetic core suitable for high current and high frequency signals, especially digital audio amplifiers. The EPS type magnetic core of the present invention is an improvement of the conventional EP type magnetic core, and the cutting part is formed together at the periphery of the magnetic core during the molding process of the magnetic core, and the bottom part and the peripheral part of the magnetic core are directed toward the open part to shield the leakage magnetic flux. At least 70% of the time. In addition, the EPS type magnetic core of the present invention is almost uniform in thickness of the periphery of the magnetic core. In addition, the EPS-type magnetic core of the present invention is designed to be convenient when mounting on the PCB.
Description
본 고안은 인덕터에 사용되는 자심(磁芯)에 관한 것으로서, 특히 고주파 신호 및 대전류 신호에 적합하고 제조 비용이 저렴한 인덕터용 자심에 관한 것이다. 본 고안은 더 구체적으로는 디지털 오디오 앰프(또는 D-class 오디오 앰프)에 적합한 인덕터용 자심의 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic core used in an inductor, and more particularly, to a magnetic core for an inductor suitable for a high frequency signal and a large current signal and having a low manufacturing cost. The present invention more specifically relates to the construction of a magnetic core for an inductor suitable for a digital audio amplifier (or D-class audio amplifier).
전자 기록 신호 및 제어용 신호의 디지털화가 진행되고 있으며, 오디오 기기에 있어서도 앰프의 디지털화가 진행되고 있다. CD, MD 및 DVD의 디지털 신호의 증폭시 종래에는 아날로그 신호로 변환한 후에 증폭이 행해졌는데, 이 과정에서 고역 신호의 열화, 동적 응답 특성의 미비로 인한 파형의 변화에서 기인하는 음질의 변화 및 저효율 증폭에 의한 방열 문제 등이 있었다. 최신의 디지털 앰프 기술에서는 PCM 신호를 PWM 신호로 변환하는 성능이 좋은 로직이 구현되고, 대전력 디지털 신호의 고속 및 고정도(高精度) 스위칭이 가능해짐에 따라, 디지털 상태에서 음(音)을 충실하게 증폭하는 것이 가능하게 되었다. 이렇게 증폭된 신호를 사람이 들을 수 있도록 하기 위하여, 증폭된 신호에서 고주파 캐리어 신호를 제거하여 스피커에서 나오지 않도록 하여야 한다. 이를 위하여 앰프의 끝단에 인덕터를 포함하는 저대역 필터가 사용된다.Digitization of electronic recording signals and control signals is in progress, and amplifiers are also being digitized in audio equipment. When amplifying digital signals of CDs, MDs and DVDs, amplification is conventionally performed after converting them to analog signals. In this process, sound quality changes and low efficiency due to degradation of a high frequency signal and waveform changes due to insufficient dynamic response characteristics are performed. There was a problem of heat radiation by amplification. State-of-the-art digital amplifier technology enables high-performance logic for converting PCM signals to PWM signals, and enables high-speed and high-precision switching of large-power digital signals, allowing sound to be removed from the digital state. It has become possible to amplify faithfully. In order for humans to hear this amplified signal, the high frequency carrier signal should be removed from the amplified signal so that it does not come out of the speaker. For this purpose, a low pass filter with an inductor at the end of the amplifier is used.
디지털 오디오 앰프 신호는 전술한 바와 같이 고주파 신호이면서, 대전류인 신호이므로, 사용되는 자심은 포화 특성이 좋아야 하며, 큰 전류 변동으로 발생하는 자속을 차폐하여 주변 회로에 영향을 주지 않도록 하여야 한다. 한편, 디지털 오디오 앰프는 종래의 아날로그 오디오 앰프와 비교하여, 현재 오디오 앰프 시장에서 낮은 점유율을 보이고 있다. 디지털 오디오 앰프가 시장 점유율을 높이기 위해서는 저가의 앰프를 제공할 수 있는 기술의 필요성이 있다. 이와 함께, 가전 제품의 모든 분야에서 제품의 소형화는 필수 사항이다. 따라서, 디지털 오디오 앰프의 인덕터에 사용되는 자심은 그 가격이 저렴하고 크기가 소형이면서 대전류 및 고주파 신호에 적합해야 하는 필요성이 있다.Since the digital audio amplifier signal is a high frequency signal and a high current signal as described above, the magnetic core used should have a good saturation characteristic and should not affect the peripheral circuit by shielding the magnetic flux generated by the large current variation. On the other hand, digital audio amplifiers have a low share in the audio amplifier market compared to conventional analog audio amplifiers. For digital audio amplifiers to gain market share, there is a need for technology that can provide low cost amplifiers. At the same time, miniaturization of products is essential in all areas of consumer electronics. Therefore, magnetic cores used in the inductors of digital audio amplifiers need to be inexpensive, small in size, and suitable for high current and high frequency signals.
이하, 도 1a 내지 도 2를 참조하여, 종래의 디지털 오디오 앰프에 사용되었던 인덕터용 자심을 설명한다.1A to 2, the magnetic core for an inductor used in the conventional digital audio amplifier will be described.
종래의 디지털 오디오용 앰프에는 도 1a에 도시된 DR형 자심이나 도 1b에 도시된 DR+Ring형 자심을 사용하는 인덕터, 또는 도 2에 도시된 공심 코일형 인덕터가 사용되었다. 상기 DR형 자심과 상기 DR+Ring형 자심은 전류의 용량이 많은 신호에 적합한 전력용 인덕터로서, 가격이 저렴하여 디지털 오디오 앰프에 사용되어 왔다. 그러나, DR형 자심은 발생되는 자속에 대한 차폐체가 없으므로 자속이 모두 누설되는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 DR+Ring형 자심이 제안되었는데, DR형 자심에 도 1c에 도시된 바와 같은 원형의 차폐체를 결합시킨 것이다. 그러나, DR+Ring형 자심은 DR형 자심과 마찬가지로 여전히 고주파특성에 대해서는 전혀 고려하고 있지 않기 때문에 통과 파형의 충실성이 좋지 않은 문제점이 있었다.In the conventional digital audio amplifier, the inductor using the DR type magnetic core shown in FIG. 1A, the DR + Ring type magnetic core shown in FIG. 1B, or the air core coil type inductor shown in FIG. 2 is used. The DR type magnetic core and the DR + Ring type magnetic core are power inductors suitable for signals having a large amount of current, and have been used in digital audio amplifiers because of their low cost. However, the DR-type magnetic core has a disadvantage in that all magnetic fluxes are leaked because there is no shield for the magnetic flux generated. In order to solve this problem, a DR + Ring type magnetic core has been proposed, in which a circular shield as shown in FIG. 1C is coupled to the DR type magnetic core. However, the DR + Ring type magnetic core, like the DR type magnetic core, still does not consider the high frequency characteristics at all, so there is a problem that the fidelity of the pass waveform is not good.
한편, 도 2를 참조하여, 자심이 사용되지 않은 공심(空芯)형 인덕터를 살펴보도록 한다. 이 공심형 인덕터는 자성 재료를 사용하지 않기 때문에 자성 재료 특유의 고주파 특성으로 인한 신호 파형의 왜곡(distortion)이 적어서, 디지털 오디오 앰프에 많이 사용되어 왔다. 그러나, 전술한 공심형 인덕터는 권선수가 증가하여 권선들 사이에 발생하는 용량 성분과 직류 저항이 증가하고, 자속이 모두 누설되며, 인덕터의 크기가 크므로 소형 기기에서는 실장성에 문제가 있었다.Meanwhile, referring to FIG. 2, a hollow core inductor in which a magnetic core is not used will be described. Since the concentric inductor does not use a magnetic material, the distortion of the signal waveform due to the high frequency characteristic peculiar to the magnetic material is small, and thus, it has been widely used in digital audio amplifiers. However, the above-described air-core inductor has an increase in the number of windings, an increase in capacitive components and direct current resistance generated between the windings, leakage of all magnetic fluxes, and large inductors.
즉, 종래에 디지털 오디오 앰프에 사용되었던 인덕터용 자심들은 대부분 대전류 및 고주파 신호에 적합하지 않았을 뿐만 아니라, 실장성도 매우 좋지 못했던 것이다.That is, the magnetic inductors for the inductors used in the conventional digital audio amplifiers are not well suited to large current and high frequency signals, and also have poor mounting performance.
이하, 인덕터용 자심의 제조 가격 측면에서 종래 기술을 살펴보기 위하여, 도 3을 참조하여, 일반적인 자심의 제조 과정을 먼저 살펴보도록 한다. 재료인 자성체 분말은 크게 계량(weighting), 혼합(mixing), 가소(calcining), 분쇄(milling), 및 조립(spray drying) 과정으로 만들어진다. 전술한 과정에 의해 만들어진 자성체 분말은 원하는 자심의 형태를 갖는 금형에 넣어져 성형(pressing:단계 301)된 후, 소성 단계(sintering:단계 302)을 통하여 원하는 형상으로 된다. 이렇게 형성된 자심은 그 표면이 고르지 못하므로, 연마 가능한 외부 표면에 대한 1차 연마 단계(1st grinding: 단계 303)를 거쳐야 한다. 이러한 1차 연마 공정은 전체 표면을 획일적으로 연마시킴으로써, 상기 단계(301, 302)에서 형성된 고르지 못한 표면을 균일하게 처리하게 된다. 이후, 공기갭을 형성하기 위하여 자심의 중심부만을 일정 깊이로 연마하는 2차 연마(2nd grinding: 단계 304)가 행해진다. 이러한 2차 연마는 인덕터의 자기 특성을 결정하는 정밀도가 요구되는 작업이다. 단계 304에 도시된 것과 같은 자심을 복수개 연마하려면, 각각의 자심마다 매번, 연마기를 자심의 중심부에 근접시키고, 연마기의 연마 깊이를 조절하면서 연마한 후,이격시키는 작업을 반복해야 했다. 전술한 바와 같은 종래의 2차 연마 방법은 복수 개의 자심에 대해 일괄적으로 2차 연마를 행할 수 없기 때문에 그 제조 원가가 상승되는 주요 원인이 된다.Hereinafter, in order to look at the prior art in terms of the manufacturing price of the magnetic core for the inductor, the manufacturing process of the general magnetic core will be described with reference to FIG. 3. Magnetic powder, a material, is largely made by weighting, mixing, calcining, milling, and spray drying. The magnetic powder produced by the above-described process is put into a mold having the shape of a desired magnetic core and is pressed (step 301), and then made into a desired shape through sintering (step 302). The magnetic cores thus formed are uneven, so they must undergo a first grinding step (303) on the polishable outer surface. This primary polishing process uniformly polishes the entire surface, thereby uniformly treating the uneven surfaces formed in the steps 301 and 302. Thereafter, 2nd grinding (step 304) is performed in which only the center of the magnetic core is polished to a certain depth to form an air gap. This secondary polishing is a task that requires precision to determine the magnetic characteristics of the inductor. In order to grind a plurality of magnetic cores as shown in step 304, each of the magnetic cores had to be placed close to the center of the magnetic core, polished while adjusting the polishing depth of the polishing machine, and then spaced apart. In the conventional secondary polishing method as described above, secondary polishing cannot be performed on a plurality of magnetic cores collectively, which is a major cause of the increase in the manufacturing cost.
또한, 인덕터용 자심을 구성하는 자성체 분말은 그 자체가 비교적 고가이기 때문에, 자성체 분말 구입 비용은 자심의 총 제조원가 중 높은 비율을 차지하고 있다. 따라서, 자심에 대한 제조 원가를 절감하기 위하여 가능한 한 적은 량의 자성체 분말을 사용하면서도 동일한 효과를 발휘할 수 있는 소형의 디지털 오디오에 사용적합한 인덕터용 자심에 대한 필요성이 대두되었다.In addition, since the magnetic powder constituting the magnetic core for the inductor is relatively expensive in itself, the cost of purchasing the magnetic powder occupies a high proportion of the total manufacturing cost of the magnetic core. Accordingly, there is a need for an inductor magnetic core suitable for use in a small digital audio that can achieve the same effect while using as little magnetic powder as possible to reduce the manufacturing cost for the magnetic core.
본 고안은 디지털 오디오 앰프에 적합한 인덕터용 자심을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 고안은 지금까지 디지털 오디오 앰프에는 잘 사용되지 않았던 EP형 자심을 개량하여, 디지털 오디오 앰프에 적당한 자심을 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기 EP형 자심은 현재 일본 TDK 주식회사를 비롯한 다수의 회사가 출시하고 있는 인덕터용 자심에 대한 상품명으로서, 현재 이 기술분야에서는 널리 알려져 있는 자심의 형태이다. 한편, 본 고안에 따른 개량된 EP형 자심을 EPS형 자심으로 명명한다.The present invention aims to provide a magnetic core for an inductor suitable for a digital audio amplifier. The present invention aims to provide an appropriate magnetic core for a digital audio amplifier by improving an EP type magnetic core, which has not been used well in digital audio amplifiers until now. The EP type magnetic core is a trade name of magnetic cores for inductors currently being released by a number of companies including Japan TDK Co., Ltd. and is a form of magnetic cores widely known in the art. On the other hand, the improved EP type magnetic core according to the present invention is named as EPS type magnetic core.
본 고안은 대전류 및 고주파 신호에 적합한 인덕터용 자심을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a magnetic core for an inductor suitable for high current and high frequency signals.
또한, 본 고안은 대전류 및 고주파 신호에 의해 발생하는 누설 자속을 차폐할 수 있는 자심을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a magnetic core capable of shielding leakage magnetic flux generated by high current and high frequency signals.
한편, 본 고안은 공기갭을 형성하는 연마작업을 효율적으로 행할 수 있고, 적은 량의 자성체 분말로 구성되어질 수 있는, 저렴하고 소형인 인덕터용 자심을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.On the other hand, it is another object of the present invention to provide a cheap and compact magnetic core for an inductor, which can efficiently carry out a polishing operation to form an air gap and can be composed of a small amount of magnetic powder.
도 1a 내지 도 1c는 종래의 DR형 자심 또는 DR+Ring 자심을 도시한다.1A to 1C show a conventional DR type magnetic core or a DR + Ring magnetic core.
도 2는 종래의 공심 코일형 인덕터를 도시한다.2 shows a conventional air core coil type inductor.
도 3은 일반적인 자심의 제조 단계를 도시한다.3 shows the manufacturing steps of a typical magnetic core.
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 각각 종래의 EP형 자심의 평면도, 정면도, 및 배면도를 도시한다.4A, 4B, and 4C show a plan view, front view, and back view, respectively, of a conventional EP-type magnetic core.
도 4d는 도 4a 내지 도 4c의 종래의 EP형 자심과 결합되는 보빈을 도시한다.FIG. 4D shows a bobbin coupled with the conventional EP-type magnetic core of FIGS. 4A-4C.
도 4e는 도 4a 내지 도 4c의 종래의 EP형 자심과 도 4d의 보빈이 결합된 종래의 인덕터를 도시한다.4E illustrates a conventional inductor in which the conventional EP-type magnetic core of FIGS. 4A-4C and the bobbin of FIG. 4D are combined.
도 4f는 도 4e의 종래의 인덕터의 종단면도이다.4F is a longitudinal cross-sectional view of the conventional inductor of FIG. 4E.
도 5a는 본 고안에 따른 EPS형 자심을 도시한 사시도이며, 도 5b, 5c 및 5d는 각각 도 5a에 도시된 EPS형 자심에 대한 평면도, 정면도 및 배면도이다.5A is a perspective view illustrating an EPS type magnetic core according to the present invention, and FIGS. 5B, 5C, and 5D are plan, front, and rear views of the EPS type magnetic core shown in FIG. 5A, respectively.
도 5e는 도 5a 내지 도 5d의 본 고안에 따른 EPS형 자심에 보빈이 결합된 인덕터를 도시한 사시도이며, 도 5f는 도 5e의 인덕터의 종단면도이다.5E is a perspective view illustrating an inductor coupled with a bobbin to an EPS type magnetic core according to the present invention of FIGS. 5A to 5D, and FIG. 5F is a longitudinal cross-sectional view of the inductor of FIG. 5E.
도 6은 본 고안에 따른 자심 중심부를 연마하는 방법을 도시한다.6 illustrates a method of grinding a magnetic core center according to the present invention.
도 7a 및 도 7b는 주변부에 절삭부를 가지는 본 고안의 실시예에 대한 비교예를 도시하는 것으로서, 각각 RM형 자심과 POT형 자심이다.7A and 7B show a comparative example of an embodiment of the present invention having a cutting portion at its periphery, and are RM type magnetic cores and POT type magnetic cores, respectively.
도 8a는 본 고안에 대한 비교 실시예를 도시한 평면도이며, 도 8b는 도 8a에 도시된 비교 실시예에서 자심 두 개가 결합되어 있는 상태를 도시한 저면도이다.FIG. 8A is a plan view showing a comparative embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a bottom view showing a state in which two magnetic cores are coupled in the comparative embodiment shown in FIG. 8A.
도 9a는 본 고안에 대한 일실시예인 자심을 도시한 평면도이며, 도 9b는 도 9a에 도시된 자심 두 개가 결합되어 있는 상태를 도시한 평면도이다.Figure 9a is a plan view showing a magnetic core as an embodiment of the present invention, Figure 9b is a plan view showing a state in which the two magnetic core shown in Figure 9a is coupled.
도 10a 내지 도 10f는 본 고안의 다양한 변형례들을 도시한 평면도 또는 배면도이다.10A to 10F are plan or rear views illustrating various modifications of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>
400 : EP형 자심400: EP type magnetic core
500 : EPS형 자심500: EPS type magnetic core
405, 505 : 중심부405, 505: center
410, 510 : 주변부410, 510: periphery
415, 515 : 저면부415, 515: bottom part
420, 520 : 개방부420, 520: opening
425, 525 : 보빈425, 525: bobbin
430, 530 : 코일430, 530: coil
512 : 절삭부512: cutting part
540 : 정면부540: front part
550 : 배면부550: rear part
전술한 본 고안의 목적을 달성하기 위한 인덕터용 자심은, 자심의 중심부, 자심 주변부, 자심 저면부 및 상기 주변부가 없는 자심 개방부로 구성되는 EP형 인덕터용 자심을 개량한 EPS형 자심으로서, 상기 저면부와 주변부는 상기 중심부의 중심으로부터 상기 주변부의 내부면에 이르는 길이의 적어도 70% 정도의 길이만큼 상기 자심의 개방부 방향으로 연장되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object of the present invention, the magnetic core for inductor is an EPS type magnetic core which is improved by the magnetic core for EP type inductor, which is composed of the center of the magnetic core, the magnetic core peripheral portion, the magnetic core bottom portion, and the magnetic core opening without the peripheral portion. The portion and the periphery extend in the direction of the opening of the magnetic core by at least 70% of the length from the center of the center to the inner surface of the periphery.
상기 EPS형 자심은 상기 주변부 전체 부분 중 적어도 상기 개방부의 반대 방향에 있는 주변부의 두께가 일정한 것을 추가적인 특징으로 한다. 상기 EPS형 자심은 특히, 상기 주변부가 전체에서 그 두께가 일정하고, 상기 개방부 방향으로 연장된 상기 주변부가 서로 평행한 직선형이며, 상기 개방부의 반대 방향에 있는 상기 주변부가 반원형일 수 있다. 주변부가 반원형인 EPS형 자심의 경우, 상기 개방부의 정반대 방향에 있는 상기 주변부의 외주면에 평평한 평면이 추가로 형성될 수 있다.The EPS magnetic core is further characterized in that the thickness of the peripheral portion in the opposite direction of at least the opening of the entire portion of the peripheral portion is constant. In particular, the EPS type magnetic core may have a constant thickness throughout the periphery, the periphery extending in the opening direction may be straight in parallel with each other, and the periphery in the opposite direction of the opening may be semicircular. In the case of an EPS type magnetic core having a semicircular periphery, a flat plane may be further formed on an outer circumferential surface of the periphery in the opposite direction of the opening.
전술한 EPS형 자심들은 상기 주변부의 소정의 위치에 절삭부를 더 구비하고, 상기 절삭부가 배치되는 주변부에서의 소정의 위치는 상기 개방부의 맞은 편이며, 상기 절삭부의 폭은 상기 중심부의 폭보다 크거나 같으며, 상기 절삭부의 깊이는 연마되어 없어질 상기 중심부의 깊이보다 큰 것을 추가적인 특징으로 할 수 있다.그리고, 상기 절삭부는 상기 중심부, 상기 저면부 및 상기 주변부와 함께 성형되는 것을 특징으로 할 수 있다.The above-described EPS type magnetic cores further include a cutting portion at a predetermined position of the peripheral portion, and a predetermined position at the peripheral portion at which the cutting portion is disposed is opposite to the opening portion, and the width of the cutting portion is larger than the width of the central portion. The depth of the cutting portion may be larger than the depth of the central portion to be polished. The cutting portion may be formed together with the central portion, the bottom portion, and the peripheral portion. .
전술한 EPS형 자심들은 특히, 대전류 및 고주파 신호용으로서, 디지털 오디오 앰프용으로 제작될 수 있다. 본 고안의 자심은 그 중심부가 2차 연마된 상태에 있거나, 연마되기 전의 상태에 있을 수 있다.The above-described EPS type magnetic cores can be manufactured for digital audio amplifiers, especially for high current and high frequency signals. The core of the present invention may be in the state where the center thereof is secondary polished or before the polishing.
한편, 본 고안은 전술한 EPS형 자심 2개가, 2차 연마된 중심부와 개방부에서 코일이 감겨진 보빈에 의해 결합되어 이루어진 인덕터를 제공한다.On the other hand, the present invention provides an inductor in which the above-described two EPS-type magnetic core is coupled by a bobbin wound around a coil in the center and the opening of the secondary polished.
절삭부에 관한 기술적 사상은 후술하는 특징을 갖는 자심의 중심부, 자심 주변부 및 자심 저면부로 구성되고, 두개가 쌍으로 서로 대칭적으로 마주 보고 결합되어 하나의 인덕터를 형성하는데 사용되는 EPS형 자심 이외의 다른 종류의 인덕터용 자심에도 적용될 수 있다. 전술한 특징부를 구체적으로 보면, 상기 자심의 중심부는 인덕터 형성시 코일에 의해 감겨지는 부분으로서, 공기갭을 형성하기 위한 연마가 될 부분이며, 인덕터의 동작시 발생되는 자속이 흐르는 자로를 형성하는 수단이다. 상기 주변부는 상기 자심의 중심부를 에워싸고 있고, 상기 저면부는 상기 중심부와 상기 주변부를 연결하는 부분이다. 상기 주변부와 상기 저면부도 각각 자로를 형성하여 상기 자속이 상기 인덕터 외부로 누설되는 것을 차단하고 있다. 상기 중심부, 상기 주변부 및 상기 저면부에 의해서 정의되는 공간은 상기 코일이 존재하기 위한 부분이다.The technical concept of the cutting part is composed of the center of the magnetic core, magnetic core peripheral portion and magnetic core bottom portion having the characteristics described below, and the two other than the EPS type magnetic core used to form a single inductor by symmetrically facing each other in pairs. It can also be applied to magnetic cores for other kinds of inductors. Specifically, the central portion of the magnetic core is a portion which is wound by a coil when forming an inductor, which is to be polished to form an air gap, and means for forming a magnetic path through which magnetic flux generated during operation of the inductor flows. to be. The peripheral portion surrounds the central portion of the magnetic core, and the bottom portion is a portion connecting the central portion and the peripheral portion. The peripheral portion and the bottom portion also form a magnetic path to prevent the magnetic flux from leaking outside the inductor. The space defined by the central portion, the peripheral portion and the bottom portion is a portion for the coil to exist.
본 고안은 전술한 특징부를 갖는 자심으로서, 상기 주변부에 상기 중심부의 연마를 용이하도록 중심부의 폭보다 크거나 같은 폭과, 연마되어 없어질 상기 중심부의 깊이보다 큰 깊이를 갖는 절삭부를 하나 또는 그 이상 추가로 갖고, 이 절삭부는 상기 중심부, 저면부 및 주변부와 함께 성형(pressing)되는 것을 특징으로 하는 인덕터용 자심을 제공한다.The present invention is a magnetic core having the above-mentioned features, and one or more cutting portions having a width greater than or equal to the width of the center portion and a depth greater than the depth of the center portion to be polished to facilitate polishing of the center portion on the peripheral portion. In addition, the cutting portion provides a magnetic core for the inductor, which is pressed together with the central portion, the bottom portion and the peripheral portion.
본 고안은 전술한 특징부를 갖는 자심으로서, 자심의 주변부가 없는 개방부와, 상기 개방부의 정반대 방향의 주변부에, 상기 중심부의 폭보다 크거나 같은 폭과, 연마되어 없어질 상기 중심부의 깊이보다 큰 깊이를 갖는 절삭부를 추가로 갖으며, 이 절삭부는 상기 중심부, 저면부 및 주변부와 함께 성형되는 것을 특징으로 하는 인덕터용 자심을 제공한다. 즉, 본 고안의 절삭부는 EP형 자심에도 적용될 수 있는 것이다.The present invention is a magnetic core having the above-mentioned features, which includes an opening having no periphery of the magnetic core, a width greater than or equal to the width of the central portion, and a depth greater than the depth of the central portion to be polished away at the peripheral portion in the opposite direction of the opening portion. It further has a cut having a depth, the cut providing a magnetic core for the inductor, characterized in that it is molded together with the central portion, the bottom portion and the peripheral portion. That is, the cutting part of the present invention can be applied to the EP-type magnetic core.
또한, 본 고안의 자심은 그 중심부가 2차 연마된 상태에 있거나, 연마되기 전의 상태에 있을 수 있다.In addition, the magnetic core of the present invention may be in the state where the center thereof is secondary polished or before the polishing.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 인덕터용 자심의 구성 및 그 제조방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and manufacturing method of the magnetic core for the inductor according to the present invention.
본 고안은 종래의 EP형 자심을 개량한 EPS형 자심에 관한 것이다. 종래의 EP형 자심은 고주파 소신호용으로서 통신 및 신호 전송용으로 개발되었다. EP형 자심(400)은 도 4a의 평면도, 도 4b의 정면도 및 도 4c의 배면도로 도시되어 있다. 자심의 중심부(405)가 기둥 모양의 형상을 하고 있고, 자심의 주변부(410)가 상기 자심의 중심부 주위를 에워싸고 있으며, 상기 저면부(415)가 상기 중심부와 상기 주변부를 연결하고 있다. 주변부(410)와 저면부(415)는 인덕터에서 발생되는 자속을 차폐하는 기능을 한다. 자심의 정면 부분으로서 주변부가 없는 부분을 자심의개방부(420)로 명명한다. 주변부(410)의 외부 윤곽은 직사각형이고 내부 윤곽은 원형으로서, 주변부의 두께가 일정하지 않고 모서리 부분이 두껍다. 이러한 EP형 자심 두 개가 보빈에 의해 결합되어 하나의 인덕터를 형성하게 된다. 보빈(425)에 의해 EP형 자심이 결합되는 모습이 도 4d에 도시되어 있고, 완성된 인덕터가 도 4e에 도시되어 있다. 코일(430)이 감긴 보빈 속으로 두 개의 자심의 중심부(405)가 들어가고, 두 개의 자심의 주변부가 서로 맞닿아 하나의 인덕터가 형성된다. 자심의 중심부(405)는 보빈(425)에 의해서 실질적으로 코일이 감겨지게 되는 부분으로 되고, 자심의 개방부(420)는 보빈(425)과 접촉하는 부분으로 되며, 코일(430)은 자심의 중심부(405), 주변부(410) 및 저면부(415)로 정의되는 공간에 존재하게 되는 것이다.The present invention relates to an EPS type magnetic core which is an improvement of a conventional EP type magnetic core. Conventional EP type magnetic cores have been developed for communication and signal transmission for high frequency small signals. EP type magnetic core 400 is shown in plan view in FIG. 4A, in front view in FIG. 4B, and in rear view in FIG. 4C. The central portion 405 of the magnetic core has a columnar shape, a peripheral portion 410 of the magnetic core is wrapped around the central portion of the magnetic core, and the bottom portion 415 connects the central portion and the peripheral portion. The peripheral portion 410 and the bottom portion 415 serve to shield the magnetic flux generated in the inductor. The part without a peripheral part as a front part of a magnetic core is called the open part 420 of a magnetic core. The outer contour of the perimeter 410 is rectangular and the inner contour is circular, the thickness of the periphery is not constant and the edges are thick. These two EP-type magnetic cores are combined by bobbins to form one inductor. An EP-type magnetic core is coupled by the bobbin 425 is shown in FIG. 4D, and the completed inductor is shown in FIG. 4E. The central portion 405 of the two magnetic cores enters into the bobbin wound around the coil 430, and the periphery of the two magnetic cores abuts each other to form one inductor. The core 405 of the magnetic core is a portion in which the coil is substantially wound by the bobbin 425, the opening 420 of the magnetic core is a portion in contact with the bobbin 425, and the coil 430 is a portion of the magnetic core. It is present in the space defined by the central portion 405, the peripheral portion 410 and the bottom portion 415.
완성된 인덕터의 종단면이 도 4f에 도시되어 있다(보빈은 도시 생략). 자심의 중심부는 소정의 깊이만큼 2차 연마되어 공기갭(435)을 형성하고 있다. 자심의 중심부(405), 주변부(410) 및 저면부(415)는 인덕터의 동작시 발생되는 자속이 흐르는 자로가 화살표 방향으로 형성됨으로써, 자속이 인덕터 외부로 누설되는 것을 차단하고 있다. 전술한 종래의 EP형 자심은 일반적으로 공기갭(435)이 없거나, 공기갭이 있다 하더라도 수 ㎛에서 수십 ㎛이기 때문에, 전류 변화가 적은 소신호 파형에 충실한 통과 특성을 가지며, 자기 결합이 좋아 전송 손실이 적은 구조로 되어 있다.The longitudinal cross section of the completed inductor is shown in FIG. 4F (the bobbin is not shown). The central portion of the magnetic core is secondary polished to a predetermined depth to form an air gap 435. The central portion 405, the peripheral portion 410, and the bottom surface portion 415 of the magnetic core block magnetic flux from leaking outside the inductor by forming a magnetic path in which the magnetic flux generated during operation of the inductor flows in the direction of the arrow. The conventional EP-type magnetic core described above has a passing characteristic faithful to a small signal waveform with a small current change, since there is no air gap 435 or even an air gap, which is several micrometers to several tens of micrometers. It has a low loss structure.
그런데, EP형 자심에 대전류를 흐르게 하면, 자기 포화가 쉽게 발생하므로, 미포화 영역과 포화 영역간의 전류의 변동이 큰 오디오 앰프에서는 파형이 충실히전달되지 않을 수 있다. 또한, 디지털 오디오 앰프 신호는 대전류이면서 고주파 신호이므로 인덕터에서 주변 회로에 큰 영향을 주는 자계(磁界)의 강도가 강하다. 그런데, EP형 자심에서는 자심의 저면부(415) 및 주변부(410)가 코일을 반원 형태로만 에워싸고 있으므로, 대전류이면서 고주파 신호가 흐르게 되는 경우에는, 개방부(420)에서 누설된 자속이 다른 부품이나 주변 배선에 영향을 미치는 원인이 될 수 있다.However, when a large current flows through the EP-type magnetic core, magnetic saturation easily occurs, so that the waveform may not be faithfully transmitted in an audio amplifier in which the current variation between the unsaturated region and the saturation region is large. In addition, since the digital audio amplifier signal is a high current and a high frequency signal, the strength of the magnetic field in the inductor having a great influence on the peripheral circuit is strong. However, in the EP type magnetic core, since the bottom portion 415 and the peripheral portion 410 of the magnetic core surround the coil only in a semicircle shape, when the high current and the high frequency signal flow, the magnetic flux leaked from the open portion 420 is different. It may also affect the peripheral wiring.
즉, 종래의 EP형 자심은 도 4a에서와 같이, 중심부의 중심에서 주변부의 내부면까지의 길이(r)의 40% 내지 45%까지만 개방부(420) 방향으로 연장되어 있다. 따라서, 종래의 EP형 자심은 도 4f에서 볼 수 있는 바와 같이, 주변부와 저면부가 없는 개방부(420)에서 일부의 코일이 외부에 노출되었고, 이로 인한 자속 차폐에 문제가 있을 수 있다는 것이다.That is, the conventional EP-type magnetic core extends in the direction of the opening portion 420 only to 40% to 45% of the length r from the center of the center portion to the inner surface of the peripheral portion as shown in FIG. 4A. Therefore, the conventional EP-type magnetic core is that some of the coils are exposed to the outside in the open portion 420 without the peripheral portion and the bottom portion, as can be seen in Figure 4f, there may be a problem in the magnetic flux shielding.
이에, 본 고안의 EPS형 자심은 대전류 및 고주파 신호에도 쉽게 포화되지 않고 대신호를 통과할 수 있을 정도로 공기갭을 확대하고, 적절한 자기 차폐가 이루어지도록 자심의 저면부 및 주변부를 개방 부분 방향으로 확대하는 것을 특징으로 한다. 본 고안에 따른 인덕터용 자심의 공기갭은 사용되는 대신호의 크기 및 특성에 따라 용이하게 변동될 수 있는 것이고, 인덕터용 자심은 공기갭을 위한 2차 연마를 하지 않고 1차 연마만 된 채 유통될 수도 있다. 따라서, 본 고안을 자심의 저면부와 주변부의 연장에 초점을 맞추어 설명하기로 한다.Therefore, the EPS type magnetic core of the present invention does not easily saturate even a large current and a high frequency signal, and enlarges the air gap so that the large signal can pass, and expands the bottom portion and the periphery of the magnetic core toward the open portion so that proper magnetic shielding is achieved. Characterized in that. The air gap of the magnetic core for the inductor according to the present invention can be easily changed according to the size and characteristics of the large signal used, and the magnetic core for the inductor may be distributed with only primary polishing without performing secondary polishing for the air gap. have. Therefore, the present invention will be described focusing on the extension of the bottom portion and the peripheral portion of the magnetic core.
이하, 도 5a 내지 도 5f를 참조하여, 본 고안에 따른 EPS형 자심의 구성 및 그 동작을 구체적으로 설명한다. 도 5a는 본 고안에 따른 EPS형 자심을 도시한 사시도이며, 도 5b, 도 5c, 도 5d는 각각 도 5a에 도시된 자심에 대한 평면도, 정면도 및 배면도이다.Hereinafter, the configuration and operation of the EPS type magnetic core according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5A to 5F. 5A is a perspective view illustrating an EPS type magnetic core according to the present invention, and FIGS. 5B, 5C, and 5D are plan, front, and rear views of the magnetic core shown in FIG. 5A, respectively.
본 고안의 EPS형 자심(500)은 저면부(515) 및 주변부(510)가 중심부(505)의 중심으로부터 개방부(520)의 반대편의 주변부의 내면까지의 길이(r)의 적어도 70%(ℓ)만큼 개방부(520) 방향으로 연장되는 것을 특징으로 한다. 본 고안자는 상기 연장된 길이(ℓ)만큼 저면부(515)와 주변부(510)가 연장되면, 대신호 및 고주파 신호에서도 자속의 차폐가 효과적으로 이루어짐을 발견하였다. 설명의 편의를 위하여, 자심 중심부의 중심을 기준으로 하여, 연장된 부분을 정면부(540)라 정의하고, 개방부의 반대편 부분을 배면부(550)라 정의한다. 따라서, 정면부의 저면부 및 주변부를 각각 정면 저면부(540, 515) 및 정면 주변부(540, 510)로 명명하고, 배면부의 주변부 및 저면부를 배면 저면부(550, 515) 및 배면 주변부(550, 510)로 명명한다. 종래 EP형 자심에서 코일에 의한 자속 누설을 방지하기 위해서 자심의 저면부 및 주변부를 개방부 방향으로 많이 연장시키면 시킬수록 차폐효과는 뛰어날 것이므로, 길이 ℓ을 최대로 길이 r의 100%가 되도록 하면 원하는 차폐 효과를 볼 수 있을 것이라고 먼저 생각하였다.The EPS type magnetic core 500 of the present invention has a bottom portion 515 and a peripheral portion 510 of at least 70% of the length r from the center of the central portion 505 to the inner surface of the peripheral portion opposite to the opening portion 520 ( It extends in the direction of the opening 520 by l). The present inventors have found that when the bottom portion 515 and the peripheral portion 510 are extended by the extended length ℓ, the shielding of the magnetic flux is effectively performed even in a large signal and a high frequency signal. For convenience of description, the extended portion is defined as the front portion 540 and the opposite portion of the opening is defined as the rear portion 550 based on the center of the magnetic core. Therefore, the bottom part and the peripheral part of the front part are called the front bottom part 540 and 515 and the front peripheral part 540 and 510, respectively, and the peripheral part and the bottom part of the back part are the bottom bottom part 550 and 515 and the back peripheral part 550, 510). In order to prevent the magnetic flux leakage by the coil in the conventional EP type core, the more the bottom part and the periphery of the magnetic core are extended toward the opening part, the better the shielding effect will be. Therefore, if the length ℓ is at most 100% of the length r, First thought that a shielding effect could be seen.
본 고안자는 이에 더 나아가, 완성된 인덕터에서 보빈 또는 인덕터의 중심부에 코일(530)을 감을 때, 코일(530) 자체의 두께 때문에 코일이 주변부의 내면에 바짝 근접하여 감아질 수 없다는 점, 다시 말하면 감겨진 코일(530)이 상기 길이(r)의 100%를 차지하도록 감을 수 없다는 점에 착안하였다. 즉, 종래의 자심에서 코일(530)이 감기는 길이(r')는 상기 길이(r)의 70% 이하인 경우는 드물었고,74%인 경우, 80% 인 경우 등이 있었음을 확인하였다. 따라서, 본 고안자는 효과적인 자속 차폐 효과를 보면서도 길이 ℓ을 가능한 짧게 구성하고자 한다. 따라서, 본 고안은, 누설 자속을 차페하면서도 자심의 소형화와 사용되는 자성 재료의 절약이라는 효과를 달성할 수 있고, 사용되는 보빈의 높이가 높아짐에 따른 코일 권선 작업의 효율성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.The present inventor further goes that, when winding the coil 530 in the center of the bobbin or inductor in the finished inductor, the coil cannot be wound close to the inner surface of the periphery due to the thickness of the coil 530 itself. It was noted that the wound coil 530 could not be wound to occupy 100% of the length r. That is, in the conventional magnetic core, the length r 'of winding the coil 530 was rarely 70% or less of the length r, and 74% or 80%. Therefore, the present inventors intend to construct the length L as short as possible while looking at the effective magnetic flux shielding effect. Therefore, the present invention can achieve the effect of miniaturization of the magnetic core and saving of the magnetic material used while shielding the leakage magnetic flux, and can prevent the efficiency of coil winding work from being lowered as the height of the bobbin used is increased. have.
한편, 본 고안은 공기갭을 형성하기 위하여 자심의 중심부를 연마하는 2차 연마 작업을 효율적으로 행하기에 적당한 자심 구조 및 연마 방법을 제공한다. 도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 본 고안의 EPS형 자심은 배면 주변부에 절삭부(512)를 구비한 것을 특징으로 한다. 이 절삭부(512)는 EPS형 자심의 다른 구성 부분, 예를 들어 자심의 중심부(505), 주변부(510), 저면부(515)와 함께 성형 및 소결될 수 있도록 애초에 금형을 제작함으로써 형성된다. 이 절삭부(512)는 다른 주변부(510)보다 높이가 낮으므로, 절삭부의 표면은 1차 연마에 의해서 연마되지 않는다. 따라서, 1차 연마되는 다른 주변부보다 그 표면이 미세하게 거칠다고 볼 수 있다. 도 5b 및 도 5c에 도시된 절삭부의 폭(w)과 깊이(d)는 형성될 공기갭의 길이를 고려하여 결정된다. 다시 말하면, 본 고안은 2차 연마되어 없어질 자심의 중심부의 깊이보다 큰 깊이(d)를 갖고, 상기 중심부의 지름(E)보다 같거나 큰 폭(w)을 가진 절삭부를 구비한다.On the other hand, the present invention provides a magnetic core structure and a polishing method suitable for efficiently performing a secondary polishing operation for polishing the center of the magnetic core to form an air gap. 5a to 5d, the EPS-type magnetic core of the present invention is characterized in that the cutting portion 512 is provided on the rear periphery. The cutting portion 512 is formed by initially manufacturing a mold to be molded and sintered together with other constituent parts of the EPS type magnetic core, for example, the central portion 505, the peripheral portion 510, and the bottom portion 515 of the magnetic core. . Since the cut portion 512 is lower in height than other peripheral portions 510, the surface of the cut portion is not polished by primary polishing. Therefore, it can be seen that the surface is finer than other peripheral parts which are first polished. The width w and depth d of the cutout shown in FIGS. 5b and 5c are determined in consideration of the length of the air gap to be formed. In other words, the present invention includes a cutting portion having a depth d greater than the depth of the central portion of the magnetic core to be secondary polished and having a width w that is equal to or larger than the diameter E of the central portion.
본 고안의 절삭부를 가진 EPS형 자심의 중심부의 연마는 도 6에서 볼 수 있는 방법으로 진행된다. 본 고안의 EPS형 자심을 절삭부, 중심부 및 개방부로 이어지는 선을 기준선으로 하여 일렬로 정렬시킨 후, 2차 연마를 위한 연마기의 진행방향을 자심의 정렬 방향(a 방향)으로 하여, 각 자심의 절삭부와 중심부를 차례로 지나면서, 제1 EPS형 자심(601)에서 제n 번째 EPS형 자심까지 연속적으로 연마할 수 있다. 이 절삭부의 폭은 자심의 중심부의 지름보다 넓고, 연마되는 중심부의 깊이보다 깊으므로, 2차 연마기는 어떠한 제한을 받지 않고 한번에 연속적으로 진행할 수 있는 것이다. 이러한 방법에 의하여 공기갭 형성의 생산성이 월등히 향상된다.Polishing of the center of the EPS-type magnetic core with the cutting portion of the present invention is carried out in the method shown in FIG. After aligning the EPS type magnetic cores of the present invention in a line with the lines leading to the cutting portion, the center portion, and the opening portion as a reference line, the traveling direction of the polishing machine for the secondary polishing is the alignment direction (a direction) of the magnetic cores. Passing through the cutting portion and the center in turn, it is possible to continuously polish from the first EPS type magnetic core 601 to the nth EPS type magnetic core. Since the width of the cutting portion is wider than the diameter of the central portion of the magnetic core and deeper than the depth of the central portion to be polished, the secondary polishing machine can proceed continuously at one time without any limitation. By this method, the productivity of air gap formation is greatly improved.
한편, 도 5e 내지 도 5f를 참조하여, 상기 절삭부(512)가 누설 자속의 차폐에 미치는 영향은 특별히 고려할 만큼 의미있는 값을 가지지 않는다는 점을 설명한다. 도 5e는 본 고안에 따른 EPS형 자심에 보빈(525)이 결합된 인덕터를 도시한 사시도이며, 도 5f는 도 5e의 인덕터의 종단면도이다. 도 5f를 살펴보면, 자로에서 자속이 a 방향으로 흐를 때는 반드시 공기갭(535)을 통과하여야 하지만, b 방향으로 흐를 때는 절삭부(512) 외에도 다른 많은 경로가 있기 때문에, 누설 자속의 차폐에는 거의 영향이 없다고 볼 수 있다. 그렇다고 하여, 본 고안의 절삭부의 폭과 높이를 무한정 크게 할 것이 아니라, 실질적인 누설 자속의 영향이 없는 범위로 한정되어야 한다는 점을 이 기술분야의 기술자라면 누구나 쉽게 이해할 수 있을 것이다.On the other hand, with reference to Figures 5e to 5f, it will be described that the effect of the cutting portion 512 on the shielding of the magnetic flux leakage does not have a meaningful value to consider in particular. 5E is a perspective view illustrating an inductor having a bobbin 525 coupled to an EPS type magnetic core according to the present invention, and FIG. 5F is a longitudinal cross-sectional view of the inductor of FIG. 5E. Referring to FIG. 5F, the magnetic flux must pass through the air gap 535 when the magnetic flux flows in the a direction. However, when the magnetic flux flows in the b direction, there are many other paths besides the cutting portion 512. It can be seen that there is no. Therefore, it will be readily understood by those skilled in the art that the width and height of the cutting part of the present invention should not be enlarged indefinitely, but should be limited to the range without the influence of the actual leakage magnetic flux.
참고로, 도 7에서 도시된 바와 같이, 종래의 통신용 인덕터용 자심 중 하나인 RM 자심(701)과 POT 자심(705) 등에도 절삭부를 가지고 있었지만, 이는 도선 인출과 방열을 위한 목적으로 사용된 것이고, 그 형상에서 있어서도 본원 고안의 절삭부와 상이한 것임을 알 수 있다. 또한, 절삭부를 구비하지 아니한 자심을 일렬로정렬시켜놓고 연속적으로 2차 연마를 행하는 방법도 있을 수 있겠으나, 자심의 중심부 외에 자심의 주변부도 동시에 연마하여야 하므로 연마기에 불필요한 부하가 걸리게 될 뿐만 아니라, 두께가 얇은 자심의 주변부가 파손되지 않도록 연마기의 속도 제한이 필요하는 문제점이 발생할 것이다. 이러한 문제점은 공기갭의 형성 작업이 페라이트(Ferrite) 자기(磁器)를 미세하게 연마하는 작업이므로, 시간이 소요되고, 가공 도중에 자기(磁器)의 파손으로 인한 손실이 많다는 점을 감안하여 쉽게 이해할 수 있을 것이다.For reference, as shown in FIG. 7, although the RM magnetic core 701 and the POT magnetic core 705, which are one of the conventional magnetic cores for communication inductors, also have a cutting part, this is used for the purpose of drawing lead wires and dissipating heat. It is understood that the shape is different from that of the cutting part of the present invention. In addition, there may be a method of performing secondary polishing continuously by arranging the magnetic cores without the cutting part in a row, but the peripheral part of the magnetic cores should be polished at the same time in addition to the center of the magnetic cores, which not only takes an unnecessary load on the polishing machine. There will be a problem that the speed limit of the grinder is necessary so that the periphery of the thin magnetic core is not broken. This problem is easy to understand in view of the fact that the air gap forming process is a fine grinding of the ferrite porcelain, which takes time and the loss due to the breakage of the porcelain during processing. There will be.
본 고안의 EPS형 자심의 또 다른 특징은, 도 5a와 도 5b에서 도시된 바와 같이, 자심의 주변부(510)의 두께(t)가 일정하다는 것으로서, 종래 EP형 자심과 비교하여 특히, 배면의 주변부(550, 510)의 두께가 일정하다. 본 고안은 주변부(510)의 외부 윤곽과 내부 윤곽을 동일하게 하여 불필요하게 소요되는 고가의 자성 재료의 양을 줄일 수 있게 한 것이다. 자심 주변부(510)의 외부 윤곽 및 내부 윤곽은 사각형 또는 원형으로도 가능은 하지만, 자심의 불량율을 고려하면 원형이 더 바람직할 것이다. 자심의 주변부를 원형으로 하는 경우에는 로봇을 이용하여 PCB에 실장할 때의 편리성을 고려하여, 자심의 주변부의 적어도 일부분을 평면 부분으로 하면 더욱 바람직하다. 즉, 도 5b에서 보는 바와 같이, 연장되어 형성된 정면 주변부(540, 510)의 양쪽을 서로 평행한 직선 형태로 형성하여, 이 양쪽 부분을 통해 로봇이 잡을 수 있도록 한다. 이와 함께 또는 선택적으로, 개방부의 정반대 방향의 배면 주변부(550, 510)를 평면으로 하여 로봇이 이 평평한 부분을 진공 흡착을 통해 쉽게 잡을 수 있게 된다. 한편, 주변부의 내외면이 동일한 윤곽으로서 주변부의 두께(t)를 일정하면서 자심이 비뚤어지거나 구부러짐 없으려면, 분말 형태의 자성체를 성형할 때에 압력 분포를 균등하게 하여야 할 것이다.Another feature of the EPS-type magnetic core of the present invention is that, as shown in Figure 5a and 5b, the thickness (t) of the peripheral portion 510 of the magnetic core is constant, especially compared to the conventional EP-type magnetic core, The thickness of the peripheral portions 550 and 510 is constant. The present invention allows the outer contour and the inner contour of the peripheral portion 510 to be the same, thereby reducing the amount of expensive magnetic material that is unnecessary. The outer and inner contours of the magnetic core peripheral portion 510 may be rectangular or circular, but the circular shape may be more preferable in consideration of the defective rate of the magnetic core. When the periphery of the magnetic core is circular, it is more preferable to make at least a portion of the periphery of the magnetic core a flat part in consideration of the convenience of mounting it on a PCB using a robot. That is, as shown in FIG. 5B, both sides of the extended front peripheral parts 540 and 510 are formed in a straight line parallel to each other, so that the robot can catch them through these parts. Along with this or alternatively, the back periphery 550, 510 in the opposite direction of the opening is made flat so that the robot can easily grasp this flat portion through vacuum suction. On the other hand, if the inner and outer surfaces of the periphery have the same contour and the thickness t of the periphery is constant and the magnetic core is not crooked or bent, it is necessary to equalize the pressure distribution when forming the magnetic body in powder form.
이하, 도 9a 및 도 9b를 참조하여, 바람직한 실시예를 통하여 본 고안을 더욱 구체적으로 살펴본다. 도 9a는 전술한 바와 같이 본 고안의 실시예에 대한 평면도를 다시 도시한 것이고, 도 9b는 본 고안에 따른 도 5a의 EPS형 자심이 두 개가 결합되어 있는 상태를 도시한 도면 또는 도 5e를 위에서 본 평면도이다. 도 8a과 도 8b는 비교예를 설명하기 위한 것으로서, 도 8a는 EP형 자심의 평면도를 다시 도시한 것이고, 도 8b는 두 개의 EP형 자심이 결합되어 있는 상태를 도시한 도 4e를 아래에서 본 저면도이다. 참고로, 도 8b 및 도 9b는 자심의 중심부(805, 905)에 공기갭을 형성하기 이전의 상태를 도시하고 있다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 9A and 9B. Figure 9a is again showing a plan view of an embodiment of the present invention as described above, Figure 9b is a view showing a state in which two of the EPS-type magnetic core of Figure 5a according to the present invention is combined or Figure 5e from above This is a plan view. 8A and 8B are for explaining a comparative example, FIG. 8A is a plan view again showing an EP type magnetic core, and FIG. 8B is a view of FIG. 4E showing a state in which two EP type magnetic cores are combined. Bottom view. For reference, FIGS. 8B and 9B show a state before forming an air gap in the central portions 805 and 905 of the magnetic core.
상기 도면에는 각 자심의 특징부의 치수를 나타내는 기호가 도시되어 있다. 기호 A 내지 F는, 도 8a 및 도 8b에 표시된 바와 같이, 기존 EP형 자심의 제품의 치수를 나타내기 위한 사용되어 온 기호인데, 본 고안의 EPS형 자심에도 적용하기 위하여 대응되는 부분을 도 9a 및 도 9b에 표시하여 두었다. 또한, w, d, ℓ, r는 각각 절삭부의 윗부분의 폭, 절삭부의 깊이, 정면 주변부 및 정면 저면부의 길이, 배면 주변부의 내부 반경을 특정하기 위하여 본 명세서에서 새로 사용한 치수를 나타낸다. 상기 치수의 단위는 mm이다.The figure shows symbols representing the dimensions of the features of each magnetic core. Symbols A to F, as shown in Figures 8a and 8b, have been used to indicate the dimensions of the product of the existing EP-type magnetic core, the corresponding portion for applying to the EPS-type magnetic core of the present invention is also shown in Figure 9a And FIG. 9B. In addition, w, d, l, r represent the dimensions newly used herein to specify the width of the upper portion of the cutting portion, the depth of the cutting portion, the length of the front peripheral portion and the front bottom portion, and the inner radius of the rear peripheral portion, respectively. The unit of said dimension is mm.
본 고안의 제1 실시예인 EPS 13, 제2 실시예인 EPS 17, 제1 비교예인 EP 13 및 제2 비교예인 EP 17의 특징부의 치수를 다음 표 1에 기재해 놓았다.The dimensions of the features of the first embodiment of the present invention EPS 13, the second embodiment EPS 17, the first comparative example EP 13 and the second comparative example EP 17 are described in Table 1 below.
<EPS 13><EPS 13>
EPS 13의 배면 주변부는 내부의 반지름(r)이 5 mm이고, 정면의 주변부 및 저면부는 길이(ℓ)가 3.7 mm로서, 상기 배면 주변부의 내부 반지름의 약 74%에 해당하는 값이다. 배면 주변부에 위치한 절삭부의 윗 부분의 폭(w)을 보면, 6.30 mm로서 중심부의 지름(E)인 4.35 mm 보다 크다. 값이 (A-D)/2로 결정되는 주변부의 두께는 1.1 mm로 균일하다. 다만, 절삭부 주위의 주변부의 두께는 0.7 mm로 다른 주변부보다 약간 얇게 되어 있는데, 이는 PCB에 실장을 용이하게 하도록 평평한 부분이 형성되어 있기 때문이다. 정면 주변부는 서로 평행한 직선형으로 되어 있는 것도 같은 이유다.The rear periphery of EPS 13 has an internal radius r of 5 mm, the front periphery and the bottom of its frontal length l having a length of 3.7 mm, corresponding to about 74% of the internal radius of the rear periphery. Looking at the width w of the upper part of the cut located at the back periphery, it is 6.30 mm, which is larger than the diameter E of 4.35 mm. The thickness of the periphery, whose value is determined as (A-D) / 2, is uniform at 1.1 mm. However, the thickness of the periphery around the cutting portion is 0.7 mm, which is slightly thinner than other periphery, because the flat portion is formed on the PCB to facilitate mounting. The front periphery is a straight line parallel to each other for the same reason.
<EPS 17><EPS 17>
EPS 17의 배면 주변부는 내부의 반지름(r)이 6 mm이고, 정면의 주변부 및 저면부는 길이(ℓ)가 4.84 mm로서, 상기 배면 주변부의 내부 반지름의 약 80%에 해당하는 값이다. 배면 주변부에 위치한 절삭부의 윗 부분의 폭(w)을 보면, 7.70 mm로서 중심부의 지름(E)인 5.68 mm 보다 크다. 값이 (A-D)/2로 결정되는 주변부의 두께는 1.5 mm로 균일하다. 다만 절삭부 주위의 주변부의 두께는 1.04 mm로 다른 주변부보다 약간 얇게 되어 있는데, 이는 PCB에 실장을 용이하게 하도록 하기 위함이다. 정면의 주변부가 서로 평행한 직선형으로 되어 있는 것도 같은 이유다.The rear periphery of EPS 17 has an internal radius r of 6 mm, the front periphery and the bottom of the front side having a length of 4.84 mm, corresponding to about 80% of the internal radius of the rear periphery. Looking at the width w of the upper part of the cut located in the periphery of the back, it is 7.70 mm, which is larger than the diameter E of 5.68 mm. The thickness of the periphery, whose value is determined as (A-D) / 2, is uniform at 1.5 mm. However, the thickness of the peripheral part around the cutting part is 1.04 mm, which is slightly thinner than other peripheral parts, to facilitate mounting on the PCB. This is the same reason that the peripheral portions of the front face are parallel to each other.
한편, EPS 13과 EPS 17의 절삭부의 깊이가 1.5 mm임을 확인할 수 있다. 공기갭은 2차 연마된 두 개의 자심의 중심부 사이의 갭에 의해서 정의되는 것이므로, EPS 13이나 EPS 17에 의해서 형성되는 자기 갭은 3 mm 이하임을 예상할 수 있는데, 본 실시예에서는 대략 0.5 mm의 공기갭을 디지털 오디오 앰프용 인덕터에 사용하였다.On the other hand, it can be seen that the depth of the cut portion of the EPS 13 and EPS 17 is 1.5 mm. Since the air gap is defined by the gap between the centers of two secondary polished magnetic cores, it can be expected that the magnetic gap formed by EPS 13 or EPS 17 is 3 mm or less. The air gap was used in the inductor for the digital audio amplifier.
한편, 도 9a의 S 부분은 주변부의 두께를 균일하게 한다는 본 고안의 또 다른 특징을 설명하기 위하여 도시되어 있다. 주변부와 저면부가 개방부 방향으로 연장되거나, 또는 주변부에 절삭부를 구비하고 있다면, 주변부의 두께가 균일하지 않더라도 본 고안의 범위에 속한다. 나아가, 도 9a와 같이, 주변부의 모서리인 S 부분이 없어진다면, 자심의 제작에 사용되는 자성 재료를 줄일 수 있다는 본 고안의 또 다른 특징을 달성할 수 있다. 감소되는 구체적인 수치는 S×(주변부의 높이)×(자심 재료의 밀도)에 의해 쉽게 구해질 수 있을 것이다.On the other hand, the portion S of Figure 9a is shown to explain another feature of the present invention to make the thickness of the peripheral portion uniform. If the peripheral portion and the bottom portion extend in the direction of the opening portion, or if the peripheral portion includes a cutting portion, the thickness of the peripheral portion is within the scope of the present invention even if it is not uniform. Further, as shown in Figure 9a, if the S portion of the edge of the periphery disappears, it is possible to achieve another feature of the present invention that can reduce the magnetic material used in the production of the magnetic core. The specific value to be reduced may be easily obtained by S x (height of the periphery) x (density of the core material).
이러한 본원 고안의 특징은 상기 표 1에 기재된 비교례를 통해서 다시 한번 확인할 수 있다. 상기 표 1에서 G는 자심의 무게를 나타내는 파라미터로서 g 단위이다. EPS 13의 무게는 EP 13의 무게의 75%(=3.8/5.1)로서 25%의 중량 감소를 가져온다. EPS 17의 무게는 EP 17의 중량의 53%(=6.4/12.0)으로서 47%의 중량 감소를 가져온다.This feature of the present invention can be confirmed once again through the comparative example described in Table 1. In Table 1, G is a parameter indicating the weight of the magnetic core is in g units. The weight of EPS 13 is 75% (= 3.8 / 5.1) of EP 13, resulting in a 25% weight loss. The weight of EPS 17 is 53% (= 6.4 / 12.0) of the weight of EP 17, resulting in a 47% weight loss.
비록, 본 실시예의 EPS형 자심이 비교례의 EP형 자심보다 중량이 감소한 이유의 일부는 주변부 또는 저면부가 두께가 얇게 된 것으로부터 비롯된 부분도 있으나, 본 실시예의 자심은 비교례와 달리 주변부와 저면부가 개방부 방향으로 더 연장되어 있다는 점을 감안하면 상기 중량 감소의 효과를 본 고안의 특징과 연관되어 있다는 점을 이해할 것이다. 즉, 상기 표 1에서 내부 공간의 크기를 나타내는 치수 D, E, F는 본 실시예와 비교례에서 서로 거의 동일하면서도, 개방부로 더 연장된 주변부와 저면부에 의해서 비교례보다 더 효과적으로 자속의 누설을 차폐하고, 비교례보다 중량도 더 작다.Although the weight of the EPS type magnetic core of the present embodiment is lower than that of the EP type core of the comparative example, part of the reason is that the peripheral portion or the bottom portion is thinner, but the magnetic core of the present embodiment is different from the peripheral portion and the bottom surface, unlike the comparative example. It will be appreciated that the effect of this weight reduction is related to the features of the present invention, given that the addition extends further in the direction of the opening. That is, in Table 1, the dimensions D, E, and F indicating the size of the internal space are substantially the same as in the present embodiment and the comparative example, but the leakage of magnetic flux is more effective than the comparative example by the peripheral portion and the bottom portion extending further to the open portion. And the weight is smaller than the comparative example.
<변형 실시예>Modified Example
본 고안의 범위 내에서, 저면부와 주변부가 중심부의 중심으로부터 상기 주변부의 내부면에 이르는 길이의 적어도 70% 정도의 길이만큼 상기 자심의 개방부 방향으로 연장되는 구체적인 형태, 두께가 일정한 주변부의 구체적인 형태, 그리고 절삭부의 형태에 당업자의 기술 수준에서 다양한 변형이 가능하다. 도 10a 내지 도 10e는 본 고안의 다양한 주변부의 형태를 보여주고 있고, 도 10f는 다양한 절삭부의 형태를 보여주고 있다.Within the scope of the present invention, the bottom portion and the peripheral portion extend in the direction of the open portion of the magnetic core by at least 70% of the length from the center of the center to the inner surface of the peripheral portion, the specific thickness of the peripheral portion Various modifications are possible in the form of the shape and of the cutting part at the skill level of those skilled in the art. 10A to 10E show various peripheral shapes of the present invention, and FIG. 10F shows various cutting shapes.
또한, 종래의 EP형 자심에서도 본 고안의 절삭부에 따른 효과가 달성될 수 있으며, 본 고안이나 종래 EP형 자심에서와 같은 개방부가 없는 자심의 경우에도 자기 중심부를 중심으로 하여 양쪽에 절삭부를 각각 구비하도록 하면 본 고안의 절삭부에 따른 효과는 달성될 수 있을 것이다.In addition, the effect according to the cutting part of the present invention can also be achieved in the conventional EP-type magnetic core, even in the case of the magnetic core without the open portion as in the present invention or the conventional EP-type magnetic core, each of the cutting portions on both sides of the magnetic center If provided, the effect of the cutting unit of the present invention may be achieved.
나아가, 본 고안의 EPS형 자심은 대신호용으로 고안된 것이지만, 소신호용에적용되어도 본 고안의 효과는 달성될 수 있다.Furthermore, although the EPS type magnetic core of the present invention is designed for a large signal, the effect of the present invention can be achieved even when applied to a small signal.
본 고안의 자심은 그 중심부가 2차 연마되지 않은 상태 또는 연마된 후의 상태로 유통될 수 있다.The magnetic core of the present invention can be distributed in a state in which the central portion thereof is not secondary polished or after being polished.
본 고안에 따른 EPS형 자심은 오디오 앰프 신호와 같이 고주파이면서 대전류 신호에 적합하고 소형이면서 가격이 저렴하다. 더 나아가, 본 고안에 따른 EPS형 자심은 PCB에 실장시 편리성도 함께 달성할 수 있다.EPS type magnetic core according to the present invention is suitable for high frequency, high current signal, small size and low cost like audio amplifier signal. Furthermore, the EPS-type magnetic core according to the present invention can also achieve convenience when mounting on the PCB.
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