KR20060116235A

KR20060116235A - 코일 및 코일용 보빈

Info

Publication number: KR20060116235A
Application number: KR1020067017458A
Authority: KR
Inventors: 아키라 이케자와
Original assignee: 티디케이가부시기가이샤
Priority date: 2004-01-30
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2006-11-14
Also published as: JP4356928B2; EP1722381A4; JP2005217311A; US7408436B2; WO2005073991A1; KR100829971B1; CN1914698B; US20070171023A1; EP1722381A1; CN1914698A; EP1722381B1

Abstract

본 발명에 따른 보빈은 권선 내부에 삽입가능한 보빈 본체를 구비하고, 상기 보빈 본체의 외주면으로부터 돌출되어 상기 권선의 코일들 사이에 개재가능한 돌기부를 구비한다. 상기 보빈은 보빈의 회전을 방지하기 위한 맞물림 수단을 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 맞물림 수단은 상기 돌기부의 거의 반대쪽에서 상기 보빈 본체의 외주면으로부터 돌출되어, 상기 권선의 접힘부에 형성된 슬릿 안에 끼워지는 맞물림부재이다. 상기 맞물림 수단은 또한 상기 보빈 본체의 단부들에서 연장되어 있는 플랜지들을 구비하고, 코어와 맞물릴 수 있는 맞물림 돌기부들을 구비하도록 구성될 수도 있고, 상기 맞물림 돌기부들은 플랜지 에지부로부터 보빈 본체가 연장되는 반대 방향으로 연장된다. 상기 돌기부의 두께는 상기 권선의 코일들 사이의 간격보다 크거나 같을 수도 있다.

Description

코일 및 코일용 보빈{COIL AND BOBBIN FOR COIL}

본 발명은 코일 및 코일용 보빈(bobbin)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차에 장착된 DC-DC 컨버터, 변압기 등에서 사용하기에 적합한 코일용 보빈의 구조에 관한 것이다.

내연기관자동차, 전기자동차, 또는 내연기관과 모터의 조합을 채택하는 하이브리드자동차는 복수의 전원전압을 필요로 하는 경우가 종종 있다.

예를 들어, 전기자동차 및 하이브리드자동차는 일반적으로 고전압으로 주행하기 위해 모터를 구동하기 위한 고전압배터리를 탑재하고, 각종 전기 구성요소들에 동력을 공급하기 위한 저전압배터리(예컨대, 12V계)를 동시에 탑재하는데, 그 이유는 그들 부품들이 내연기관자동차와 공통으로 사용되기 때문이다. 또한, 내연기관자동차에 있어서, EPS(electric power steering), 성에제거장치(defogger)(뒷유리의 열선) 등에는 보다 높은 전압이 보다 유리한 반면, ECU(electronic control unit)와 같은 차내제어/통신시스템에서는 저전압(예컨대, 5V, 3.3V)이 주류가 된다. 또한, 미래에 더욱 더 높아질 전력요구에 부응하기 위하여, 고전압배터리(예컨대, 35V 또는 42V) 및 현존하는 전기 구성요소들의 정격전압을 지원하는 저전압배터리(12V)를 탑재한 일부 자동차도 제공되어 왔다.

그런데, 이러한 2종류의 고저전원시스템을 구비하는 자동차에서는, 저전압배터리와 고전압배터리 사이에 배치되는 DC-DC 컨버터에 의해 DC 전압이 상승 및 하강되어 차내의 전력을 배분하게 된다. 또한, 단일 배터리가 탑재된 자동차에서도, 배터리로부터 공급되는 전압이 종종 DC-DC 컨버터에 의해 상승 및 하강되어, 복수 종류의 전압에 대한 요구를 효율적으로 수용하게 된다.

이러한 DC-DC 컨버터는 일반적으로 변압기, 다이오드, 캐패시터, 스위칭소자 등과 같은 각각의 소자들을 포함하여 이루어진다. 변압기용 코일로는, 기다란 판형 도전재료(판금)를 나선형으로 구부리거나 또는 판금을 접어서 형성되는 권선을 구비한 것이 폭넓게 사용된다.

도 15는 DC-DC 컨버터에 사용되는 코일의 일 례를 예시한다. 도 15에 예시된 바와 같이, 상기 코일(100)은 복수의 루프 패턴을 갖도록 나선형으로 구부러진 시트판(sheet plate)으로 형성된 권선(2), 상기 권선(2)을 상하로 커버하는 코어(4a, 4b), 및 상기 권선(2)과 코어(4a, 4b) 사이에 배치되어 양자간 절연을 제공하는 보빈(1a, 1b)을 포함하여 이루어진다.

또한, 미국특허 제6,222,437호에는 시트판을 접어 형성되는 권선을 구비한 코일이 개시되어 있다.

하지만, 시트판으로 형성된 권선을 구비한 상술된 코일에서는, 상기 권선과 코어 사이에 보빈을 배치시켜 양자간 절연이 이루어지지만, 권선들간의 절연성은 상기 권선들 사이의 간격을 개방시켜 형성된 공간에만 의존할 뿐이다.

이와 같이, 자동차와 같은 차량이 이러한 코일을 포함하는 전기 구성요소를 탑재한 경우, 상기 코일 자체는 엔진의 진동과 주행 시의 흔들림(swinging)으로 인해 기계적으로 공진하기 쉬워, 권선들이 서로 접촉하게 됨으로써 단락이 발생하기 쉽다. 특히, 최근 전기 구성요소들의 크기를 줄이기 위한 요청에 부응하여 두께를 줄인 코일에서는 권선들간의 간격이 충분히 보장될 수 없다. 이에 따라, 종래의 코일 구조는 권선들간의 절연성에 관하여 충분한 신뢰성을 확보하는 것이 어려운 실정이다.

다른 한편으로, 권선들 사이의 간극에만 의존하는 대신에, 권선들의 표면에 수지를 코팅하여 절연처리를 수행하는 것도 고려되었다. 하지만, 이러한 구조는 코일의 제조단계의 증가, 보다 높은 제조비용, 및 부품단가의 상승을 초래한다. 또한, 절연코팅이 형성되더라도, 장기간 사용 시 권선들이 서로 반복적으로 충돌하는 경우에는 상기 절연코팅이 손상되거나 약화되어, 단락을 완전하게 막을 수 없게 된다.

그러므로, 본 발명이 해결해야 할 과제는 코일의 권선들간의 불충분한 절연성이고, 본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하여 코일의 신뢰성을 높이는 것에 있다.

상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 코일용 보빈은, 절연재료로 형성되어 코일의 권선 내측에 삽입가능한 보빈 본체, 및 절연재료로 형성되어 상기 보빈 본체의 외주면으로부터 바깥쪽으로 돌출되어 있고, 상기 권선들 사이에 개재가능한 돌기부를 구비한다.

상술된 구성을 갖는 본 발명의 보빈에서는, 상기 보빈이 코일 권선의 내부로 보빈 본체를 삽입하여 코일에 장착될 때, 절연재료로 형성된 돌기부가 상기 권선들 사이에 개재되어, 상기 돌기부가 상기 권선들이 서로 접촉하게 되는 것을 막게 된다. 그러므로, 예컨대 차내에 장착되어 있는 경우에서와 같이, 코일에 진동이 가해지더라도, 상기 코일의 권선들이 서로 접촉되어 단락 사고가 발생하는 것을 막을 수 있어, 코일의 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명이 이것으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 보빈은 시트판을 접어 형성되는 복수의 루프를 구비한 소위 접힌 코일(folded coil)에서 사용하기에 적합하다. 이러한 접힌 코일에서는, 일반적으로 코일(루프)의 일 단부에 만곡부(bend)가 형성되고, 상기 만곡부의 반대쪽 권선부(이하, "루프선단부(loop leading end)"라 함)는 외팔보(cantilever) 방식으로 상기 만곡부에 의해 지지되어, 상기 루프선단부가 진동의 영향을 받기 쉽도록 한다. 그러므로, 본 발명의 보빈이 코일에 장착되는 경우에는, 보빈 본체를 권선 내에 설치하여 상기 돌기부가 루프선단부에 위치되도록 하는 것이 좋다.

여러 돌기부들이 적어도 코일의 권선수(권선들간의 간극의 수)에 대응하도록 제공되는 것이 좋다. 따라서, 상기 보빈은 2이상의 돌기부를 포함하여 이루어질 수도 있는데, 상기 2이상의 돌기부는 상기 보빈 본체의 길이방향으로 상기 권선들의 피치(코일의 권선들을 인접시켜 형성되는 복수의 간극들의 간격)에 대응하는 소정의 간격으로 서로 이격될 수도 있다.

이러한 보빈에 따르면, 각각의 권선들이 접촉하게 되는 것을 방지하기 위해 3권 이상의 코일에 적용될 수 있다. 또한, 보빈이 접힌 코일에 사용하도록 구성된 경우에는, 이러한 2이상의 돌기부는 상기 보빈 본체의 원주방향에 대한 소정의 간격으로, 즉 권선들의 만곡부에 형성된 슬릿(slit)들 사이의 간격(각도)에 대응하는 간격(각도)으로 이격되어 있다. 접힌 코일의 구조로 인하여, 권선의 만곡부들은 그 형성 시에 코일의 원주방향(또는 수평방향)으로 시프팅되어야 하므로, 슬릿들은 권선 만곡부들에 형성되어 상기 코일(권선 루프)을 가로지르게 된다. 상기 슬릿들은, 상기 만곡부들의 시프트와 연관된 상기 코일의 원주방향에 대해 서로 위치가 다르다. 이에 따라, 상기 돌기부들은 상기 슬릿들의 위치의 이동에 대응하여 위치됨으로써, 상기 보빈이 상기 코일 내에 장착되도록 할 수 있다.

또한, 상술된 보빈에서는, 상기 보빈 본체로부터 돌출되어, 상기 보빈이 회전되는 것을 방지하기 위해 상기 보빈이 상기 코일에 장착될 때 상기 권선 또는 코어에 맞닿는 스토퍼 수단(stopper means)이 상기 보빈에 제공될 수도 있다.

이것은 예컨대 차내에 장착되는 경우에서와 같이, 코일이 진동을 받는 경우에, 보빈이 회전하여, 상기 돌기부들의 위치가 이동하게 되는 것을 방지하고자 함이다.

구체적인 구성예로서, 상기 스토퍼 수단은 예컨대 상기 돌기부의 실질적으로 반대쪽에 상기 보빈 본체의 외주면으로부터 바깥쪽으로 돌출하도록 배치되고, 코일 권선의 만곡부에 형성된 슬릿 안에 끼워지는 스토퍼 피스(stopper piece)를 포함하여 이루어질 수 있다.

대안적으로, 상기 스토퍼 수단은 상기 보빈 본체의 일 단부에서 길이방향으로 상기 보빈 본체의 외주면으로부터 바깥쪽으로 돌출되어 있는 플랜지(flange), 및 상기 플랜지의 에지로부터 상기 보빈 본체가 코어와 맞물리도록 연장되는 방향에 반대 방향으로 돌출되어 있는 하나 이상의 스토퍼 돌기부를 구비할 수도 있다.

또한, 상기 돌기부는, 상기 권선들 사이의 간격보다 크거나 같은 크기로 설정되는 두께 치수를 가질 수도 있고, 이러한 경우 권선들 사이에 돌기부를 압입(press fitting)하여 상술된 스토퍼 수단에 유사한 방식으로 회전 시프팅시키는 것을 상기 보빈이 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 코일은 상술된 여하한의 보빈을 포함하여 이루어지고, 상기 코일은 코어를 구비할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 보빈 및 코일은 변압기 및 DC-DC 컨버터의 일부분을 형성할 수 있다. 상기 변압기 및 DC-DC 컨버터에 있어서, 본 발명의 보빈은 1차 권선 및 2차 권선 중 하나 이상의 권선에 장착된다.

또한, 본 발명에 따른 전기 구성요소 및 차량용 전기 구성요소는 본 발명에 따른 코일을 포함한다.

본 발명에서 언급된 차량은 자동차에 국한되는 것이 아니라, 2륜차량, 3륜차량, 철도차량, 항공기, 선박 등과 같은 다양한 이동체를 포함한다. 또한, 자동차에 관해서는, 승용차 이외에도, 트럭과 버스, 및 건설차량과 군용차량과 같은 특수차량 등도 포함된다. 또한, 본 발명에 따른 보빈, 코일, 또는 전기 부품은, 차량 이외에 진동 및 흔들림에 노출되기 쉬운 각종 장치, 기계 및 설비(예컨대, 운반되는 것을 전제로 하는 각종 휴대용 장치, 공작기계, 공사용기계 등)에서 사용하기에 적합하다.

본 발명에 따르면, 권선들간의 절연성이 보다 확실하게 이루어져 코일의 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명의 기타 목적, 특징 및 장점들은 후술하는 본 발명의 실시예들에 대한 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 코일용 보빈을 예시한 사시도;

도 2는 제1실시예에 따른 보빈을 사용하는 코일을 예시한 분해사시도;

도 3은 제1실시예에 따른 보빈의 장착상태를 예시한 평면도;

도 4는 제1실시예에 따른 보빈의 변형예를 예시한 사시도;

도 5는 도 4에 예시된 보빈의 평면도;

도 6은 도 4의 보빈을 사용하는 코일을 예시한 사시도;

도 7은 도 6의 코일을 예시한 평면도;

도 8은 제1실시예에 따른 보빈의 또다른 변형예를 예시한 사시도;

도 9는 도 8의 보빈을 분해된 형태로 예시한 단면도;

도 10은 제1실시예에 따른 보빈의 또다른 변형예를 예시한 사시도;

도 11a는 본 발명의 제2실시예에 따른 코일용 보빈을 예시한 측면의 사시도;

도 11b는 본 발명의 제2실시예에 따른 코일용 보빈을 예시한 이면의 사시도;

도 12a는 본 발명의 제3실시예에 따른 코일용 보빈을 예시한 측면도;

도 12b는 본 발명의 제3실시예에 따른 코일용 보빈을 예시한 평면도;

도 13은 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터의 일 례를 예시한 회로도;

도 14는 본 발명에 따른 DC-DC 컨버터의 일 례를 예시한 개략적인 사시도; 및

도 15는 종래의 코일의 일 례를 예시한 분해사시도이다.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부도면의 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명한다.

[제1실시예]

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 코일용 보빈을 예시한다. 보빈(11)에는 원통형 보빈 본체(12)의 외주면 상에 스페이서 돌기부(spacer protrusion; 13)가 형성된다. 예컨대, 열가소성 수지로 만들어진 보빈(11)은 일체형으로 몰딩된 보빈 본체(12)와 스페이서 돌기부(13)를 구비한다. 상기 스페이서 돌기부가 돌출되는 방향(보빈 본체의 외주면에 형성되는 각도)은 적용되는 코일의 구조(슬릿의 형상/방향)에 적합하도록 적절하게 설정된다.

도 2는 코어를 구비한 코일에 장착될 때의 코일용 보빈(11)의 분해사시도이다. 상기 코일용 보빈(11)은 권선(21)과 코어(41, 42)를 포함하여 이루어지는 코일(101)에 장착되어, 이들 권선(21)과 코어(41, 42)간에 절연을 형성하게 된다. 보빈 본체(12)는 권선(21)의 내측에 삽입될 수 있고, 상기 보빈 본체(12)의 외주면으로부터 바깥쪽으로 실질적으로 수평방향으로 연장되는 스페이서 돌기부(13)는 상기 코일의 권선들 사이에 삽입될 수 있다.

상기 권선(21)은 시트판(동판)을 스탬핑(stamping)하여 형성되는 양 단에 배치된 입출력 단자(22, 23) 사이에 루프형 전류유로를 형성하는 2개의 권선부(24, 25)를 형성하고, 양 권선부 사이의 일부분(만곡부(31))이 접혀 이들 권선부(24, 25)들이 일정한 간격을 두고 이격하여 겹치게 배치된다. 상기 코일 자체의 구조는 시트판이 접혀 권선을 형성하도록 되어 있고, 시단부와 종단부간의 권선(24, 25)을 분할하기 위해, (상기 권선의 내측영역(33)과 외측영역 사이에서 연장되어 있는) 슬릿(32)이 각각의 권선부(24, 25)에 형성되어 있다. 다른 한편으로, 강자성체로 만들어진 코어(41, 42)들은 권선(21)을 상하로 그 사이에 끼워져, 상기 권선(21)의 내측과 주위에 자속로(magnetic flux path)를 형성하게 된다.

상기 스페이서 돌기부(13)는 권선부(24)의 슬릿(32)에 삽입될 수 있도록 상기 슬릿(32)의 폭보다 작은 폭 치수를 가지고, 상기 권선(24)과 상기 권선(25) 사이의 간격보다 약간 크거나 같은 두께 치수를 가진다. 상기 스페이서 돌기부(13)는 권선부(24, 25) 사이에 압입되고, 상기 보빈 본체(12)가 회전되어, 상기 스페이서 돌기부(13)가 루프선단부(35)(만곡부(31)의 반대쪽에 있는 권선부들 사이)에 배치될 수 있도록 하며, 상기 위치에 배치된 후에 상기 코일(101)에 의해 수용되는 진동 등으로 인해 용이하게 위치를 시프팅(회전)하지 않도록 할 것이다.

상기 보빈(11)을 장착하기 위하여, 상기 스페이서 돌기부(13)는 권선부(24)의 슬릿(32)에 정합(register)되고, 상기 스페이서 돌기부(13)는 상기 슬릿(32) 안으로 낙하되는 한편, 상기 보빈 본체(12)는 상기 권선의 내측(33)으로 삽입된다. 그 후, 상기 스페이서 돌기부(13)가 하측권선부(25)의 상면과 접촉하게 됨에 따라, 상기 보빈 본체(12)는 상기 스페이서 돌기부(13)를 선회하도록 회전됨으로써, 도 3에 예시된 바와 같이 상기 스페이서 돌기부(13)를 루프선단부(35)에 배치시킨다. 이렇게 상기 스페이서 돌기부(13)를 루프선단부(35)에 배치함으로써, 상기 권선부(24, 25)들이 이전보다 더욱 신뢰성 있게 서로 접촉되는 것을 막을 수 있다.

도 4 및 도 5는 3권 코일(3-turn coil)에 적용될 수 있는 보빈의 구성예를 예시한다. 이들 도면에 예시된 바와 같이, 상기 3권 코일은 권선부들 사이에 2개의 공간을 포함하기 때문에, 상기 보빈(51)에는 그것에 대응하여 보빈 본체(52) 상에 2개의 스페이서 돌기부(53a, 53b)가 제공된다.

각각의 스페이서 돌기부(53a, 53b)들은, 보빈(51)이 권선에 삽입될 수 있도록 권선부들에서의 슬릿들의 위치들에 정합하여 회전방향으로 시프팅된 위치들에 배치된다. 구체적으로는, 3권 코일(60)(도 6, 도 7 참조)의 최상층 권선부(64)의 슬릿(62a)과 다음(아래에 있는) 권선부(65)의 슬릿(62b)간의 거리(각도) a에 적합하게 a로 설정된 거리(각도)만큼 상부 스페이서 돌기부(53a)가 하부 스페이서 돌기부(53b)로부터 이격되어 있다.

보빈(51)을 코일(60)에 장착하기 위하여, 상기 하부 스페이서 돌기부(53b)는 우선 최상층 권선부(64)의 슬릿(62a) 안으로 낙하되고, 하층 권선부(65)의 슬릿(62b)의 위치로 회전된다. 결과적으로, 상부 스페이서 돌기부(53a)는 최상층 권선부(64)의 슬릿(62a)의 위치에 이르러, 상기 하부 스페이서 돌기부(53b)가 상기 하층 권선부(65)의 슬릿(62b) 안으로 낙하되도록 하는 동시에, 상부 스페이서 돌기부(53a)는 최상층 권선부(64)의 슬릿(62a) 안으로 낙하되도록 한다. 그 후, 상기 보 빈 본체(52)는 양 스페이서 돌기부(53a, 53b)를 루프선단부(75)에 배치시키도록 더욱 회전된다. 이러한 방식으로, 상기 스페이서 돌기부(53a, 53b)들이 각각 권선 간극(S1, S2)에 개재될 수 있다.

코일이 도 6 및 도 7에 도시된 예시들에서와 같이 방사상으로 형성되지 않은 슬릿들을 구비하는 경우, 예를 들면 하층 슬릿(62b)이 최상층 슬릿(62a)과 평행하게 형성되어 있는 경우에는, 상기 스페이서 돌기부가 슬릿 폭과 비교하여 폭 치수가 감소될 수도 있어, 보빈 본체가 회전되어 스페이서 돌기부를 하층 슬릿의 위치로 가져갈 때, 상기 슬릿과 스페이서 돌기부간의 각도 시프트(angular shift)를 흡수할 수 있는 충분한 마진(유극)을 제공하게 된다. 이러한 방식으로, 스페이서 돌기부(53b)가 하층의 권선 간극(S2)에 배치될 수 있다.

이러한 예시에서, 보빈 본체(52)는 일체(one piece)로(단일 부품으로서) 형성되어 있지만, 상기 보빈 본체(52)는, 도 8 및 도 9에 예시된 바와 같이, 예컨대 보빈 본체(52)가 전체 높이의 거의 1/2의 높이 위치에서 수평방향으로 분할되는 2개의 원통형 부재(52a, 52b)로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 상부 원통형 부재(52a)에는 그 하단에서 직경이 줄어드는 소형직경부(55)가 형성되는 한편, 하부 원통형 부재(52b)에는 그 상단에서 상기 소형직경부(55)를 수용하기 위한 대형직경부(56)가 형성되어, 양 실린더 부재(52a, 52b)들이 서로 중첩되게 연결될 수 있게 된다. 또한, 각각의 원통형 부재(52a, 52b)에는 외주면들 상에 스페이서 돌기부(53a, 53b)들이 제공된다. 장착 시, 각각의 원통형 부재(52a, 52b)는 개별적으로 권선 안으로 삽입될 수 있고, 각각의 스페이서 돌기부(53a, 53b)들은 각각 권선(S1, S2)들 에 배치될 수 있다.

또한, 4권 코일에 있어서는, 도 10에 예시된 바와 같이, 보빈 본체(82)에 각각의 권선부들 사이에 삽입된 3개의 스페이서 돌기부(83a, 83b, 83c)가 형성될 수도 있고, 유사한 방식으로 5권 이상의 코일용 보빈이 구성될 수도 있다. 이 경우, 도 8 및 도 9에 도시된 예시와 유사한 방식으로, 복수의 원통형 부재들이 보빈 본체를 구성하도록 연결될 수도 있다.

[제2실시예]

도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제2실시예에 따른 코일용 보빈을 예시한다. 이들 도면에 예시된 보빈은 상기 제1실시예와 유사한 스페이서 돌기부(92)를 구비한 원통형 보빈 본체(91)의 상단에 수평방향으로 연장되어 있는 플랜지(93)와, 상기 플랜지(93)의 네 코너에 상기 플랜지의 상면으로부터 더욱 위쪽으로 돌출되어 있는 스토퍼 돌기부(94)를 포함하여 이루어진다. 상기 코일용 보빈은, 보빈(11) 대신에 도 2에 예시된 코일(101)에 장착될 때에 권선 간격(S1)에 상기 스페이서 돌기부(92)가 개재되도록 구성되어 있다. 상기 스토퍼 돌기부(94)들은, 상기 보빈이 권선 내에 장착되어 코어가 커버될 때 상기 코어(41)의 측면 에지들에 맞닿는다. 이러한 스토퍼 돌기부(94)들을 제공함으로써, 상기 보빈의 회전 시프트가 방지될 수도 있다.

[제3실시예]

또한, 도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제3실시예에 따른 코일용 보빈을 예시한다. 이들 도면에 예시된 바와 같이, 상기 보빈은, 보빈의 회전 시프트를 방지하 기 위한 수단으로서, 권선부의 슬릿(32)(도 2 참조) 안으로 삽입되는 스토퍼 피스(97)를 포함하여 이루어진다.

상기 스토퍼 피스(97)는 평면도(도 12b)에서 보는 바와 같이, 스페이서 돌기부(96)의 대략 반대쪽에 배치되어, 스페이서 돌기부(96)가 루프선단부(35)에 위치되도록 회전될 때, 권선부(24)의 슬릿(32)의 위치로 가게 된다. 또한, 상기 스토퍼 피스(97)는 가소성이고, 상기 보빈 본체(95)의 상단에 제공된다. 그러므로, 스페이서 돌기부(96)가 슬릿(32) 안으로 낙하되는 경우, 상기 스토퍼 피스(97)는 (도 12a에 2점쇄선으로 도시된) 위쪽으로 왜곡(distort)되어, 상기 보빈 본체(95)가 권선의 내측(33)으로 삽입되도록 한다. 다른 한편으로, 보빈이 스페이서 돌기부(96)를 루프선단부(35)에 위치시키도록 회전됨에 따라, 상기 스토퍼 피스(97)는 슬릿(32) 안으로 낙하하고, (도 12a의 실선으로 나타낸) 원래의 수평 상태로 복귀한다. 이러한 방식으로, 상기 스토퍼 피스(97)는 슬릿(32) 안으로 삽입되고, 보빈이 회전되는 것을 막을 수 있게 된다.

[제4실시예]

앞선 실시예들에 따른 보빈들은, 예컨대 변압기에서 그리고 DC-DC 컨버터의 코일에 사용될 수 있다. 도 13 및 도 14는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 DC-DC 컨버터의 회로도 및 개략적인 사시도이다.

이들 도면에 예시된 바와 같이, 상기 DC-DC 컨버터(201)는, DC 전원(도시안됨), 예컨대 자동차용 배터리에 연결되어 그 전류를 평활화하는 입력평활회로(202); 상기 입력평활회로(202)로부터 입력되는 DC 전력을 AC 전력으로 변환하기 위한 인버터회로(203); 상기 인버터회로(203)의 출력전압을 변경하기 위한 변압기(204); 상기 변압기(204)의 출력을 정류하기 위한 전파정류회로모듈(full wave rectifier circuit module; 205); 및 상기 전파정류회로모듈(205)의 출력전압을 평활화하기 위한 출력평활회로(206)를 포함하여 이루어진다. 상기 출력평활회로(206)는 평활캐패시터(207) 및 초크코일(208)을 포함하여 이루어지고, 상기 인버터회로(203), 전류센서(도시안됨) 등을 제어하기 위한 컨트롤러(도시안됨)를 더 포함하여 이루어진다. 그 후, 상술된 실시예에 따른 보빈은 변압기(204)의 1차권선 및 2차권선 중 하나 이상의 권선(209)에, 그리고 상기 초크코일(208)에 장착된다. 상기 도면들에 예시된 DC-DC 컨버터는 단지 일 예로서 예시된 것으로, 각각의 구성요소들을 위한 여타의 회로 구성예 및 여타의 레이아웃들이 채택될 수도 있다.

지금까지 본 발명의 실시예들을 도면들을 참조하여 설명하였지만, 당업계의 당업자에게는, 본 발명이 이것으로 국한되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위 내에서 다양한 변형예로 실시될 수 있다는 것이 자명하다.

예를 들어, 앞선 실시예들은 코어를 구비한 코어드 코일(cored coil)을 예시하였지만, 본 발명에 따른 코일 및 본 발명에 따른 보빈이 적용된 코일은 코어를 구비하지 않은 에어-코어 코일(air-core coils)일 수도 있다. 또한, 보빈 본체, 스페이서 돌기부(돌기부), 및 상기 보빈의 회전 시프트를 방지하기 위한 스토퍼 수단은 권선 및 코어의 형상 등에 따라 다양한 구조를 취할 수 있으며, 앞선 실시예들의 형상이나 구조로 국한되지 아니한다. 또한, 코일의 권수(권선수)도 2권 또는 3권으로 제한되지 않으며, 4권 이상일 수도 있다.

또한, 본 발명의 코일 및 본 발명의 보빈을 사용하는 코일은 인덕턴스 소자들로서 다양한 회로를 형성할 수 있으며, 다양한 디바이스의 일부, 예컨대 스위칭전원유닛, 노이즈필터, 변압기, DC-DC 컨버터, 인버터 등을 형성할 수 있다.

* 부호의 설명 *

11, 51 코일용 보빈

12, 52, 82, 91, 95 보빈 본체

13, 53a, 53b, 83a, 83c, 92, 96 스페이서 돌기부

21, 60 권선

22, 23, 68, 69 입출력 단자

24, 25, 65, 66 권선부

31, 61a, 61b 만곡부

32, 62a, 62b 슬릿

35, 75 루프선단부

41, 42 코어

93 플랜지

94 스토퍼 돌기부

97 스토퍼 피스

101 코일

201 DC-DC 컨버터

202 입력평활회로

203 인버터회로

204 변압기

205 전파정류회로모듈

206 출력평활회로

207 평활필터

208 초크필터

209 변압기의 권선

Claims

코일용 보빈에 있어서,

절연재료로 형성되어, 코일의 권선 내측에 삽입가능한 보빈 본체; 및

절연재료로 형성되어, 상기 보빈 본체의 외주면으로부터 바깥쪽으로 연장되어 있고, 상기 권선들 사이에 개재가능한 돌기부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일용 보빈.
제1항에 있어서,

상기 보빈은 2이상의 상기 돌기부를 포함하여 이루어지고,

상기 2이상의 돌기부는 상기 보빈 본체의 길이방향에 대한 상기 권선들의 피치에 대응하는 소정의 간격으로 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 코일용 보빈.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 보빈 본체로부터 돌출되어, 상기 보빈이 회전되는 것을 방지하기 위해 상기 보빈이 상기 코일에 장착될 때 상기 권선 또는 코어에 맞닿는 스토퍼 수단을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일용 보빈.
제3항에 있어서,

상기 스토퍼 수단은, 상기 돌기부의 거의 반대쪽에 상기 보빈 본체의 외주면으로부터 바깥쪽으로 돌출하도록 배치되고, 코일 권선의 만곡부에 형성된 슬릿 안에 끼워지는 스토퍼 피스를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일용 보빈.
제3항에 있어서,

상기 스토퍼 수단은,

상기 보빈 본체의 일 단부에서 길이방향으로 상기 보빈 본체의 외주면으로부터 바깥쪽으로 돌출되어 있는 플랜지; 및

상기 플랜지의 에지로부터 상기 보빈 본체가 코어와 맞물리도록 연장되는 방향의 반대 방향으로 돌출되어 있는 하나 이상의 스토퍼 돌기부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일용 보빈.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 돌기부는 상기 권선들 사이의 간격보다 크거나 같은 크기로 설정되는 두께 치수를 가지는 것을 특징으로 하는 코일용 보빈.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 상기 보빈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일.
제7항에 있어서,

코어를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 코일.
1차 권선 및 2차 권선 중 하나 이상의 권선에 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 상기 보빈을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 변압기.
제9항에 따른 상기 변압기를 포함하는 것을 특징으로 하는 DC-DC 컨버터.
제7항 또는 제8항에 따른 상기 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품.
차량에 장착되는 전자부품에 있어서,

제7항 또는 제8항에 따른 상기 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자부품.