KR20090029971A - 트랜스포머의 코일장치 및 코일결합방법 - Google Patents

트랜스포머의 코일장치 및 코일결합방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인쇄회로기판(PCB) 상의 표면실장에 사용되는 트랜스장치의 코일의 결합구성에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 상·하부가 제1권취부에 의해 일체로 연결된 드럼코어에 단자부재를 결합하여 코일을 권취한 다음 링코어의 공간부에 삽입고정하고 납땜하여 제조하는 트랜스포머의 코일장치이며, 단자부재의 접합부와 드럼코어의의 하부를 접착제로 접합하여 건조하고, 건조된 후 타발한 드럼코어의 제1권취부에 코일을 권취한 다음 단자부재에 권취하는 것으로 권취작업이 완료되는 구성을 제공하여 드럼코어와 단자부재의 결합과 코일의 권취를 용이하게 하고, 간단한 구성으로 인하여 공정불량률이 감소하며, 작업시간의 단축으로 인하여 작업성과 생산성이 향상되는 것이 특징이다.
트랜스포머, 코일, 권취, 타발, 삽입 홈

Description

트랜스포머의 코일장치 및 코일결합방법{Transformer's coil equipment and coil union-method}
본 발명은 인쇄회로기판(PCB) 상의 표면실장에 사용되는 트랜스장치의 코일의 결합구성에 관한 것이다.
종래 표면실장(ＳＭＤ；surface mounted device) 트랜스장치로는 도 １과 같이 일본공개특허공보 2003-224026호가 있는데, 구성을 살펴보면 (A)에서 도시된 바와 같이 표면 실장형 트랜스장치(1)는 ３개의 코일이 감겨있는 드럼코어(2)가 구비되고 드럼코어는 ６개의 단자부재(3)가 고정되어 있는 링 상태의 링코어(4) 내에 삽입되는 구성으로 좀 더 상세하게 설명하면, 6개의 단자부재(3)은 (B)에서 점선으로 나타낸 바와 같이 링코어(4)를 따라 방사상으로 배치되어 있다.
인쇄회로기판(PCB)(10) 중 트랜스장치(1)가 실장되는 부분은 (B)의 배선패턴(12)의 구석에 단자패드(11)가 상기６개의 단자부재(３)에 대응하여 나란히 배치된 구성이며, Ｘ１-Ｘ２는 PCB(10)의 횡방향이고, Ｙ１-Ｙ２는 인쇄회로기판(10)의 세로 방향이며, 트랜스장치(1)는 각 단자부재(3)를 대응하는 단자패드(11)와 납땜 되어 표면실장 된다.
상기 트랜스장치(1)는 다른 전자 부품과 함께 인쇄회로기판(10) 상에 실장되어 인쇄회로기판 유닛을 형성하고, 이 인쇄회로기판 유닛이 최종적으로는 전자기기 내에 삽입고정되어 지는데, 현재 전자기기의 소형화에 따라 인쇄회로기판 유닛의 소형화가 요구되고 있다.
인쇄회로기판(10) 중 트랜스장치(1)가 실장되는 부분에 대해 살펴보면, 단자패드(11)의 줄이 방사상으로 되기 위해서는 배선패턴(12) 중 일부의 배선 패턴은 비스듬하게 연재해 끌어 돌려지고 있다.
각 배선패턴(12)은 Ｘ１-Ｘ２ 혹은 Ｙ１-Ｙ２ 방향으로 늘어나고 있는 메인의 배선패턴으로 연결되어 있다.
배선패턴(12)이 비스듬하게 연재해 끌어 돌려지는 것에 의해서 메인의 배선패턴에 도달할 때까지의 부분에 여분의 스페이스가 필요하고, 인쇄회로기판(10) 유닛의 소형화를 도모하는데 있어서는 바람직하지 않았다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것이 도 2의 일본공개특허공보 2006-13360호로서 구성을 살펴보면, 1) 코일을 가지는 드럼 모양의 제1의 코어와, 제１의 코어와 조립되어 제1의 코어 및 코일을 둘러싸는 제2의 코어와, 제2의 코어에 마련해 있는 표면 실장용의 단자부재와 보다 되어, 상기 제1의 코어와 제2의 코어가 자기회로를 구성하는 한편 코일을 형성하는 와이어의 끝부분이 상기 단자 부재에 접속되어 있는 구성의 코일 장치에 대응하고, 상기 제2의 코어(40)는 ４개의 화변부(41~44)를 가지는 4각 테두리형이며, 상기 단자부재(60)는 제2의 코어의 각 범위옆부에 고정되어 있어, 상기 단자부재중 인쇄회로기판상의 단자패드와 접속되는 단자패드접속용 단자부(120)가 실질상 정방형(130)의 변(131) 위에 위치하여 배치되어 있는 코일장치와,
2) 상기 1)의 코일장치에 있어서, 상기 단자패드접속용 단자부는 그 중심선이 상기 정방형의 옆에 직교하는 방향으로 구성한 코일장치와,
3) 상기 1)의 코일장치에 있어서, 상기 표면 실장용의 단자부재는 저판부와, 외(外)측 첫 시작판부와, 내(內)측 첫 시작판부와, 내측 첫 시작판부의 첨단의 완부를 가지는 약어 Ｕ자의 형상이며, 내측 첫 시작판부가 도중의 위치에서 접어 구부러지고, 상기 범위변부를 감싸는 한편 상기 완부가 상기 외측 첫 시작판부 중 상단에 가까운 부분과 대향하고 있으며, 상기 와이어는 상기 외측 첫 시작판부와 상기 완부와의 주위에 감아 돌려 있고, 상기 외측 첫 시작판부의 상단의 부분을 용해한 부분에 의해서 감아 돌려 있는 와이어가 외측 첫 시작판부에 용착되며 한편 상기 완부가 외측 첫 시작판부에 용착 되고 있는 코일장치와,
4) 상기 3)의 코일장치에 있어서, 상기 외측 첫 시작판부 중 상단에 가까운 부분은 다른 부분에 비해 폭의 좁은 부분이며, 상기 와이어는 이 외의 부분에 비해 폭의 좁은 부분에 감아 돌려 있는 코일장치와,
5) 상기 3)의 코일장치에 있어서, 상기 표면 실장용의 단자 부재는 그 외측 첫 시작판부의 선단부에 역으로 접어 꺾여 겹치고 있는 부분을 가지는 구성이며, 이 겹치고 있는 부분이 레이저조사에 의해서 용해된 코일장치로 구성되어 있다.
상기 종래기술의 조립과정을 살펴보자면,
① 먼저 제1코어(드럼코어 21)에 코일(와이어 31 ~ 34)을 권취하는데 코일은 단부가 2개이므로 단자부재가 8 PIN이면 코일은 4개를 감고, 단자부재가 4 PIN이면 코일은 2개를 감는다.
② 다음으로 제2코어(링코어 40)에 단자부재(60)를 결합하는데, 다수개의 단자부재를 각각 끼워서 결합하는 방식이다.
③ 다음으로 제2코어(링코어 40)에 제1코어(드럼코어 21)를 삽입하는데 제1코어(21)에 권취된 코일(31 ~34)을 위쪽 방향으로 비틀어 올린 후 제2코어(40)에 제1코어(21)를 삽입하면 제1코어(21)가 제2코어(40)에 조립되더라도 코일(31 ~ 34)은 상부로 노출되어 진다.
④ 다음으로 제1코어(21)에 권취된 코일(31 ~ 34)을 제2코어(40)에 끼워 고정된 단자부재(60)의 끝단에 권취하여 결합한 후 코일(와이어 31 ~ 34)의 끝단을 을 절하단다.
⑤ 다음으로 단자부재의 끝단에 코일이 권취 된 부분에 레이저를 조사하여 납땜공정을 거치면 납이 골고루 삽입되어 고정되면서 와이어접속부(110)를 형성하여 트랜스장치를 완성한다.
상기에서 살펴본 바와 같이 종래기술은 크게 5단계의 조립공정을 거치는 것으로 상기의 ②단계에서는 제2코어(링코어)에 단자부재를 결합시에 다수개의 단자부재를 제2코어의 단자부재고정부(48)에 각각 끼워서 결합하는 방식으로 조립이 어려워 작업성이 저하되고 조립시간이 많이 소요되어 생산성이 저하된다는 문제점이 있었으며, 코일(와이어)의 권취과정에서 제1코어에 1차 감기를 하고 코일(와이어)를 상부로 올린 다음 제2코어에 제1코어를 삽입하여 코일을 노출한 다음 제2코어의 단자부재에 권취하는 것으로 코일의 권취과정이 작업공수가 많아 작업성과 생산성이 저하된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상·하부가 제1권취부에 의해 일체로 연결된 드럼코어에 단자부재를 결합하여 코일을 권취한 다음 링코어의 공간부에 삽입고정하고 납땜하여 제조하는 트랜스포머의 코일장치이며, 단자부재에는 드럼코어의 하부에 접합하는 접합부와 접합부의 일단에 직교하는 제1돌기 한 쌍과 한 쌍의 제1돌기 사이에는 코일이 권취되는 제2권취부를 갖춘 구성과, 드럼코어의 하부에는 링코어의 제3돌기가 삽입고정되는 삽입 홈을 갖춘 구성과, 링코어의 공간부 테두리에는 드럼코어의 하부 안쪽에 접합하는 제2돌기와 드럼코어의 하부 삽입 홈에 삽입되는 제3돌기를 갖춘 구성을 제공하는데 그 목적이 있 다.
본 발명은 드럼코어와 단자부재의 결합방법이 용이하고, 간단한 방법으로 코일을 권취하므로, 간단한 구성으로 인하여 불량률이 저하되고 제조단가가 저하되어 가격경쟁력이 향상되는 효과와, 작업시간의 단축으로 인하여 작업성과 생산성이 향상되는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명의 설명에 앞서 종래기술과 동일 구성(트랜스의 재료나 성능 및 기능 등)은 제외하여 본 발명의 구성을 더욱 명료하게 하기로 한다.
도 3은 본 발명의 단자부재에 대한 구성도로서 a)는 타발 전·후의 상태도이고 b)는 타발 후의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 드럼코어에 대한 구성도이며, 도 5는 본 발명의 링코어에 대한 구성도이고, 도 6은 본 발명 드럼코어와 링코어가 조립된 평면도이며, 도 7은 본 발명의 조립도이며, 도 8은 본 발명 링코어의 또 다른 구성도이다.
도 3에서 도시된 바와 같이 본 발명의 단자부재(210)(PIN)는 터미널(200)에 연결된 형태이고, 터미널(200)은 다수개가 연결(예를 들면 공정상에서는 16개를 1조로 하지만 공정상 개수는 선택하여 연결된다.)되어 있는 구성이다.
또한 터미널(200)의 가운데 부분에는 각각의 단자부재(210)가 연결되고, 터 미널(200)과 연결된 단자부재(210)의 일측에는 타발 시 절단이 용이하도록 절단면(220)이 구비되어 있으며, 단자부재(210)의 바닥면에는 드럼코어(300)와 접합이 용이하도록 평면의 접합부(230)가 구비되고, 접합부(230)의 일측에는 접합부와 직교하는 제1돌기(250)가 양쪽으로 2개가 구비되며 제1돌기(250) 사이에는 코일(와이어)(250)이 권취될 수 있도록 ┏ 또는 ┓ 형태의 제2권취부(240)가 제1돌기(250) 사이에 간격을 두고 구비되며, 제1돌기(250)와 제2권취부(240)의 높이는 드럼코어의(300) 하부(330) 턱 높이와 같다.
그리고 단자부재가 4 PIN으로 드럼코어의 제1권취부에는 2개의 코일이 감겨지는데, 만약 단자부재가 8 PIN이라면 드럼코어의 제1권취부에는 4개의 코일이 감겨지는 것은 당연한 기술구성이며, 단자부재의 수에 따라 제1권취부에 감겨지는 코일의 수도 달라진다.
도 4에서 도시한 바와 같이 드럼코어(300)는 장구형태로서 상부(320)는 하부(330)보다 넓이가 작게 구비되고, 상부(320)와 하부(330) 사이에는 코일(와이어)(500)이 권취되는 제1권취부(310)가 구비되어 상부와 하부를 연결해주며, 하부(330)에는 링코어(400)의 제3돌기(430)가 삽입되어 고정되는 삽입 홈(340)이 마주보고 2개가 구비되어 있는데, 드럼코어(300)와 링코어(400)가 결합시 방향키홈 역할을 하며, 드럼코어의 형태에 따라 2개 이상의 삽입 홈(340)이 구비될 수도 있다.
도 5에서 도시한 바와 같이 링코어(400)는 사각형 모양으로 가운데가 뚫린 공간부(410)가 구비되고, 공간부(410)의 테두리에는 제2돌기(420)가 마주보며 2개 가 구비되며, 제2돌기(420)와 교차하는 방향에 제3돌기(430)가 서로 마주보며 2개가 구비되는데, 제2돌기(420)는 드럼코어(300)의 하부(330) 안쪽에 접합하고, 제3돌기(430)는 하부(330)의 삽입 홈(340)에 삽입되어 결합한다.
상기의 구성으로 결합 된 드럼코어(300)와 링코어(400)를 도 6에서 도시하였다.
도 7은 본 발명의 사시도(㉮)와 조립과정을 나타낸 것인데, 조립과정을 상세하게 설명하자면;
① 먼저 다수개로 연결되어 있는 터미널(210)과 연결된 단자부재(210)의 접합부(230)에 접착제를 도포한 후 드럼코어(300)의 하부(330)를 접촉시킨 후 접착제가 건조되면 단자부재(210)와 드럼코어(300)가 접합하고, 그 후 터미널(200)을 타발하면 터미널(200)과 단자부재(210) 사이에 구비된 절단부(220)에 의하여 용이하게 절단되며, 그 형태는 ㉯와 같다.
② 단자부재(210)가 접합 된 드럼코어(300)의 제1권취부(340)에 와이어인 코일(500)을 권취한 후 단자부재(210)의 제2권취부(240)에 코일을 권취하면 코일의 권취가 마무리되며, 그 형태는 ㉰와 같고, 딥핑(Dipping) 작업으로 납땜과정을 거치게 되는데, 단자부재(210)의 제2권취부(240)와 제1돌기(250) 사이의 틈새로 납이 스며들게되어 확실한 납땜이 된다.
③ 납땜이 완료된 상태에서 링코어(400)의 공간부(410)에 드럼코어(300)의 상부(320)를 삽입시키면, 링코어(400)의 제2돌기(420)는 드럼코어(300)의 하부(330) 안쪽에 접합하고, 링코어(400)의 제3돌기(430)는 드럼코어(300)의 하부(330)에 구비된 삽입 홈(340)에 삽입되어 고정되며, 그 형태는 ㉱와 같다.
④ 상기의 순서로 조립된 상태에서 링코어(400)와 결합 된 드럼코어(300)의 상부(320) 사이의 틈에 접착제를 도포하여 건조되면 조립공정이 완료된다.
상기의 구성과 같이 본 발명은 드럼코어와 단자부재의 결합이 용이하고, 코일을 권취하는 과정이 간단하며, 간단한 구조인 만큼 불량률이 저하되어 제조단가가 저렴해지며, 작업시간도 단축되어 작업성과 생산성을 향상시키는 구성이다.
도 8은 본 발명 링코어의 또 다른 구성도로서, ㉮는 링코어(400)의 상면(440)에 한 쌍의 접착제도포 홈(450)이 구비한 구성도이고, ㉯는 조립된 상태에서 접착제도포 홈(450)에 접착제를 도포하기 전의 사시도이며, ㉰는 조립된 상태에서 접착제도포 홈(450)에 접착제를 도포한 후의 사시도이다.
여기서, 링코어(400)의 상면(440)에 구비된 접착제도포 홈(450)은 한 쌍에 한정한 것이 아니라 코어의 크기나 형상에 따라 다 수개가 구비될 수도 있다.
도 8의 특징을 자세하게 설명하자면, 도 7의 조립순서 ④에서 링코어(400)와 결합 된 드럼코어(300)의 상부(320) 사이의 틈에 접착제를 도포하여 건조한 후 조립이 완료되는 구성을 보완한 것으로, 링코어(400)의 공간부(410)에 드럼코어(300)를 삽입하여 링코어(400)의 상면(440)과 드럼코어(300)의 상부(320)가 평편하게 조립된 상태에서 접착제도포 홈(450)에 접착제를 도포하면, 드럼코어(300)의 상부(320)측면과 링코어(400)의 상면(440)이 접착되고, 그 후 건조과정을 거치면 접착에 의하여 견고한 조립과 조립 후 제품에 접착제가 보이지 않아 제품의 미관이 깨끗해지고 신뢰성이 상승한다.
도 1은 종래 표면실장용 트랜스포머장치도
도 2는 도 다른 종래 표면실장용 트랜스포머장치도
도 3은 본 발명의 단자부재에 대한 구성도로서, a)는 타발 전·후의 상태도이고 b)는 타발 후의 사시도
도 4는 본 발명의 드럼코어에 대한 구성도
도 5는 본 발명의 링코어에 대한 구성도
도 6은 본 발명 드럼코어와 링코어가 조립된 평면도
도 7은 본 발명의 조립도
도 8은 본 발명 링코어의 또 다른 구성도
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100. 트랜스포머 200. 터미널
210. 단자부재 220. 절단부
230. 접합부 240. 제2권취부
250. 제1돌기 300. 드럼코어
310. 제1권취부 320. 상부
330. 하부 340. 삽입 홈
400. 링코어 410. 공간부
420. 제2돌기 430. 제3돌기
440. 상면 450. 접착제도포 홈
500. 코일(와이어)

Claims (4)

  1. 상·하부를 연결하는 연결부에 코일이 권취된 드럼코어에 단자부재를 결합하여 코일을 권취한 다음 링코어의 공간부에 삽입고정하고 납땜하여 제조되는 트랜스포머의 코일장치에 있어서,
    상기 단자부재(210)에는 드럼코어의(300) 하부(330)와 접합하는 접합부(230)와, 접합부(230)의 일단에 직교하는 제1돌기(250) 한 쌍과, 한 쌍의 제1돌기(250) 사이에는 코일(250)이 권취되는 제2권취부(240)가 구비되고,
    상기 드럼코어(300)의 하부(330)에는 링코어(400)의 제3돌기(430)가 삽입고정되는 삽입 홈(340)이 구비되며,
    상기 링코어(400)의 공간부(410) 테두리에는 드럼코어(300)의 하부(330) 안쪽에 접합하는 제2돌기(420)와, 드럼코어(300)의 하부(330) 삽입 홈(340)에 삽입되는 제3돌기(430)가 구비된 것을 특징으로 하는 트랜스포머의 코일장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 단자부재(210)의 접합부(230)와 드럼코어의(300)의 하부(330)를 접착제로 접합하여 건조하는 것을 특징으로 하는 트랜스포머의 코일장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 링코어(400)와 드럼코어(300)가 조립된 후 접착제의 도포가 용이하도록 링코어(400)의 상면(440)에 접착제도포 홈(450)이 구비된 것을 특징으로 하는 트랜스포머의 코일장치.
  4. 드럼코어의 상·하부를 연결하는 연결부에 코일을 1차로 감고 다음으로 코일을 상부로 올리며 다음으로 드럼코어에 단자부재를 각각 끼워서 결합하고 다음으로 링코어에 드럼코어를 삽입하며 다음으로 연결부에 권취된 코일을 단자부재에 권취한 후 납땜하여 결합하는 트랜스포머의 코일결합방법에 있어서,
    상기 단자부재(210)와 드럼코어(300)를 접착제를 도포하여 타발하고, 상기 드럼코어(300)의 제1권취부(310)에 코일(500)을 권취한 다음 단자부재(210)에 권취한 후 딥핑(Dipping) 작업으로 코일결합이 완료되는 것을 특징으로 하는 트랜스포머 코일결합방법.
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