KR20120052031A - Inductor core, inductor using the same and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인덕터 코어와 이를 이용한 인덕터 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 적어도 하나의 천공이 형성되어 있는 비정질 금속의 단일 박판을 다수 적층하여 천공을 관통하여 일체로 정렬시켜 체결함으로써, 별도의 함침 과정 없이 비정질 인덕터 코어를 형성하고 그를 이용하여 인덕터를 형성하기 위한, 인덕터 코어와 이를 이용한 인덕터 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inductor core, an inductor using the same, and a method for manufacturing the same. More specifically, by stacking a plurality of single thin plates of amorphous metal having at least one perforation formed therein, through the perforations, and aligning and fastening them integrally, The present invention relates to an inductor core, an inductor using the same, and a method of manufacturing the same, for forming an amorphous inductor core without using an impregnation process and forming an inductor using the same.
유도장치는 트랜스포머(transformer), 초크 코일(choke coil), 인덕터, 노이즈 대책 부품 등과 같은 다양한 전자 부품에 사용된다. 대부분의 유도장치는 연질 강자성 재료를 포함하는 코어와 코어를 감싸는 하나 또는 그 이상의 코일로 이루어진다. 이러한 유도장치는 DC로부터 ㎓에 걸쳐 원하는 주파수에서 동작할 수 있도록 해당 타입에 따라 최적화된다.Induction devices are used in a variety of electronic components such as transformers, choke coils, inductors, noise countermeasures, and the like. Most induction devices consist of a core comprising a soft ferromagnetic material and one or more coils surrounding the core. These inducers are optimized for their type to operate at the desired frequency from DC to kHz.
특히, 코어는 요구되는 특성들, 효과적인 제조가 가능한 어느 형태에서의 재료의 유용성 및 주어진 시장에서 사용하기에 필요한 크기/비용 등의 조합에 의존하여 연자성 재료가 선택된다.In particular, the soft magnetic material is selected depending on the combination of the required properties, the usefulness of the material in any form that enables effective manufacture, and the size / cost required for use in a given market.
일반적으로, 바람직한 연자성 재료는 코어 크기와 저포화 보자력(coercivity)을 최소화하기 위해, 고 포화유도(saturation induction), 고 투자율(permeability) 및 저 코어 손실(core loss)의 특성을 나타내며, 규소강판(silicon steel sheets), 페라이트(ferrite), 비정질 금속(amorphous metal) 등이 알려져 있다.In general, preferred soft magnetic materials exhibit high saturation induction, high permeability and low core loss to minimize core size and low saturation coercivity. (silicon steel sheets), ferrites, amorphous metals and the like are known.
구체적으로, 규소강판은 재료가 염가이며 밀도는 높지만, 고주파 용도에 있어 자심 손실이 크다는 한계가 있다. 또한, 페라이트는 포화 자속 밀도가 낮고 온도 특성이 좋지 않기 때문에, 대용량 인버터?전원의 코일 부품, 배전용 트랜스포머 등 하이 파워로 사용되는 용도에 있어서 자기적으로 쉽게 포화되어 적합하지 않다. 아울러, 비정질 금속은 구성원자가 액체상태와 유사하게 무질서한 구조를 갖는 것으로 용융된 액상금속을 급랭시켜 제조함으로써 기존의 결정질 재료와는 상이한 여러 가지 특성을 나타내는데, 특히, 우수한 연자성 특성을 나타낸다. Specifically, the silicon steel sheet is inexpensive and has a high density, but has a limit of high magnetic core loss in high frequency applications. In addition, ferrite has a low saturation magnetic flux density and poor temperature characteristics, and therefore, ferrite is easily saturated magnetically and is not suitable for high power applications such as coil components of large capacity inverters and power supplies and transformers for power distribution. In addition, the amorphous metal has a disordered structure similar to the liquid state, and exhibits various characteristics different from the existing crystalline materials by quenching the molten liquid metal, and particularly, exhibits excellent soft magnetic properties.
이러한 비정질 금속은 주성분에 따라 크게 철(Fe)계, 코발트(Co)계로 분류되며, 철계의 경우에 포화자속밀도가 높고 코어 손실이 규소강판에 비해 작기 때문에 대용량 주상변압기나 고주파용 대형 자기코어로 응용되고, 코발트계의 경우에 투자율이 높고 코어 손실 및 보자력이 작아 고주파용 소형 자기코어로 응용된다.These amorphous metals are classified into iron (Fe) and cobalt (Co) based on their main components.In the case of iron, the saturation magnetic flux density is high and the core loss is smaller than that of silicon steel. In the case of the cobalt system, the magnetic permeability is high and the core loss and coercive force are small.
특히, 비정질 금속은 결정구조가 없어 결정 방향에 따라 자성이 다르게 나타나는 결정 자기 이방성(crystalline magnetic anisotropy)이 나타나지 않는다. 이에 따라, 비정질 금속은 유도 자기 이방성(induced magnetic anisotropy)의 영향이 상대적으로 크기 때문에, 열처리중에 자장을 인가하여 상이한 자성을 얻을 수 있다. 일례로, 비정질 금속은 큐리온도(Curie-temperature, Tc) 이하의 고온에서 토로이달(toroidal) 자기코어의 원주방향으로 자장을 인가하면, 포화자속밀도(Bs)와 잔류자속밀도(Br)의 비로 정의되는 각형비(high squarness. Br/Bs)가 높은 특성을 얻을 수 있다. 반면에, 비정질 금속은 자기코어의 높이방향으로 자장을 인가하면, 각형비가 낮은 특성을 얻을 수 있다.In particular, the amorphous metal has no crystal structure and thus does not exhibit crystalline magnetic anisotropy, in which magnetism is different depending on the crystal direction. Accordingly, since amorphous metals have a relatively large influence of induced magnetic anisotropy, different magnetic properties can be obtained by applying a magnetic field during heat treatment. For example, when an amorphous metal applies a magnetic field in the circumferential direction of a toroidal magnetic core at a high temperature below Curie-temperature (Tc), the ratio of saturation magnetic flux density (Bs) and residual magnetic flux density (Br) High squarness (Br / Bs) defined can obtain high characteristics. On the other hand, in the amorphous metal, when the magnetic field is applied in the height direction of the magnetic core, a low angular ratio can be obtained.
참고로, 고각형비 특성을 이용한 제품은 스위칭모드 전원공급장치(Switched-Mode Power Supply: SMPS)용 자기 증폭기, 스파크 킬러 비드코어, 자기 변조기, 자기 스위치 등이 있다.For reference, products using the high-angle ratio feature include a magnetic amplifier for a switched-mode power supply (SMPS), a spark killer bead core, a magnetic modulator, and a magnetic switch.
더욱이, 비정질 금속은 다른 연자성 재료에 비해 코어 손실과 와전류 손실이 작은 특성 때문에, 규소강판 또는 페라이트를 대신하여 자기코어용 연자성 재료로서 각광받고 있다. 이러한 비정질 금속은 고 효율성, 큰 전기 비저항과 같은 와전류 손실에 따른 우수한 고주파 특성, 고 투자율과 고 포화자속밀도에 의한 노이즈 억제 특성, DC 바이어스 특성 및 소형화 요구에 대한 대응성이 뛰어나다.Moreover, amorphous metals are in the spotlight as soft magnetic materials for magnetic cores in place of silicon steel sheets or ferrites because of their characteristics of lower core loss and eddy current loss than other soft magnetic materials. Such amorphous metals have excellent response to high frequency characteristics due to eddy current losses such as high efficiency, large electrical resistivity, noise suppression characteristics due to high permeability and high saturation flux density, DC bias characteristics, and miniaturization requirements.
참고로, 저 코어 손실 특성을 이용한 제품은 초크 코어, 인버터용 고주파 트랜스, 배전용 트랜스, 각종 리액터 등이 있고, 고 투자율 특성을 이용한 제품은 펄스 트랜스, 승압 트랜스, 오디오용 트랜스, 커런트 트랜스, 노이즈 필터 등이 있다. 이 경우, 자기코어는 상대적으로 소용량의 갭타입 토로이달 형상 코어와 대용량의 사각형상 커트 코어(cut core)로 구분된다.For reference, products using low core loss characteristics include choke cores, high frequency transformers for inverters, transformers for transformers, and various reactors. Products using high permeability characteristics include pulse transformers, boost transformers, audio transformers, current transformers, and noise. Filter and the like. In this case, the magnetic core is divided into a relatively small gap type toroidal core and a large rectangular cut core.
이하, 종래의 비정질 자기 코어에 대한 제조방법에 대해 간단히 설명한다.Hereinafter, a manufacturing method for a conventional amorphous magnetic core will be briefly described.
먼저, 전술한 바와 같이 비정질 금속은 용융상태의 액체금속을 고속으로 회전하고 있는 고열전도체(구리 등)로 이루어진 냉각 로울러상에 분사시켜 106℃/sec이상의 고속으로 냉각시킴에 의해, 균일한 두께를 갖는 얇고 연속적인 리본(ribbon)으로 제공된다. First, as described above, the amorphous metal is sprayed onto a cooling roller made of a high thermal conductor (copper, etc.) rotating at a high speed in a molten liquid state and cooled at a high speed of 10 6 ° C / sec or more, thereby providing a uniform thickness. It is provided as a thin, continuous ribbon with:
이후, 슬리팅 공정이 수행된다. 즉, 일측에 권취된 비정질 금속 리본이 텐션(tension)이 조절되면서 타측의 지지바(또는 지지봉)에 감겨 토로이달 또는 사각형태로 권취된 후 절단된다.Thereafter, the slitting process is performed. That is, the amorphous metal ribbon wound on one side is wound after being wound in a toroidal or rectangular shape while being wound on a support bar (or support rod) on the other side while the tension is adjusted.
다음으로, 열처리 공정이 수행된다. 즉, 권취된 토로이달 또는 사각형태의 비정질 금속이 자기적인 특성과 권취시 응력의 해소를 위해 열처리된다.Next, a heat treatment process is performed. In other words, the wound toroidal or rectangular amorphous metal is heat-treated to relieve magnetic properties and stress during winding.
그런 후, 함침 및 건조 공정이 수행된다. 즉, 열처리된 토로이달 또는 사각형태의 비정질 금속이 형태 유지용 함침액에 침지된 후 건조된다.Thereafter, an impregnation and drying process is performed. That is, the heat-treated toroidal or rectangular amorphous metal is dipped in the shape maintaining impregnation liquid and then dried.
그런 다음, 절단 공정이 수행된다. 즉, 갭 타입 비정질 토로이달 코어 또는 비정질 커트 코어에 대한 고유한 자기적 특성을 부여하기 위한 갭이 형성되어 비정질 자기 코어가 제공된다. 이때, 비정질 자기 코어는 케이스에 조립되어 최종적인 제품으로 완성된다.Then, the cutting process is performed. That is, a gap is formed to impart unique magnetic properties to the gap type amorphous toroidal core or amorphous cut core to provide an amorphous magnetic core. At this time, the amorphous magnetic core is assembled to the case to complete the final product.
다만, 비정질 금속은 다른 강자성 재료들에 비해 월등한 자성 특성을 나타내지만, 그 물리적 특성으로 인해 재료 가공에 있어 어려움이 존재한다. 즉, 종래에는 비정질 토로이달 코어 또는 비정질 커트 코어에 고유한 자기적 특성을 부여하기 위한 갭을 형성하는 절단 공정을 수행함에 있어 제조 공구 등에 과도한 마모를 발생시킬 수 있다.Amorphous metals, however, exhibit superior magnetic properties compared to other ferromagnetic materials, but there are difficulties in material processing due to their physical properties. That is, in the related art, excessive wear may be generated in a manufacturing tool or the like in performing a cutting process for forming a gap for imparting unique magnetic properties to an amorphous toroidal core or an amorphous cut core.
한편, 대한민국 공개특허 제2005-67222호에는 다수의 평면 박판 각각을 형성하기 위하여 비정질 금속 스트립 재료를 절단한 후, 박판들을 3차원 형상을 갖는 박판 적층체로 형성하기 위해 적층하고 정렬하고, 부품의 자기 특성들을 개선시키기 위해 박판들을 어닐링한 후, 박판 적층체를 접착제로서 접착시키는 방법이 제안되었다. 즉, 대한민국 공개특허 제2005-67222호에는 별도의 브라켓(bracket) 없이 박판 적층체를 접착제로 접착시켜 서로 인접하게 평행을 이루도록 병렬로 조립하는 구조가 개시되어 있다. 이는 I형의 단일 박판 적층체 각각을 결합하여 'E-I형' 또는 '사각형'의 비정질 자기 코어를 형성할 때, 단일 박판 적층체 각각에 대한 간격과 평행 상태를 조절하여 기계적으로 조립하기 어려워 최종적인 코어 형상이 나타나도록 재조정이 필요한 경우가 발생할 수 있다.Meanwhile, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-67222 discloses cutting an amorphous metal strip material to form each of a plurality of planar thin plates, and then laminating and aligning the thin plates to form a thin laminate having a three-dimensional shape, and the magnetic of the part. After annealing the thin plates to improve the properties, a method of adhering the thin laminate as an adhesive has been proposed. That is, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-67222 discloses a structure for assembling in parallel to form a parallel laminate adjacent to each other by adhering a thin laminate with an adhesive without a bracket (bracket). When the single thin laminates of type I are combined to form an 'EI' or 'square' amorphous magnetic core, it is difficult to mechanically assemble by adjusting the spacing and parallelism for each single thin laminate. Occasional cases may require recalibration to reveal the core shape.
또한, 일본 공개특허 제1985-21511호에는 2쌍의 철심체결부재와 볼트/너트를 사용하여 적층체를 비관통형으로 조립 및 고정한 구조가 제안되었고, 일본 공개특허 제1999-186082호에는 프레임과 볼트/너트를 이용하여 적층체를 조립하는 구조가 제안되었다. 이러한 일본 공개특허 제1985-21511호 및 제1999-186082호는 적층체를 비관통형으로 체결하기 위한 외부 구조를 구비하여 조립체의 부피를 증가시키고, 외부 구조에 의한 볼트/너트를 통해 적층체를 조립하기 때문에 적층체를 정렬시키기 어려운 한계가 있다.In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 1985-21511 proposes a structure in which a laminate is assembled and fixed in a non-penetrating manner by using two pairs of iron core fastening members and bolts / nuts. A structure for assembling a laminate using bolts / nuts has been proposed. These Japanese Patent Laid-Open Publication Nos. 1985-21511 and 1999-186082 have an external structure for fastening the laminate in a non-penetrating manner to increase the volume of the assembly, and to laminate the laminate through bolts / nuts by the external structure. Because of the assembly, there is a limit that is difficult to align the laminate.
특히, 이러한 비정질 자기 코어의 경우에는 단일 박판을 고정하여 일정한 박판 적층체를 형성하려 할 때 접착제를 침착시켜 접착하게 되는데, 대용량 유도장치[일례로, 7㎏?10㎏의 무게를 갖고 20㎝×10㎝×2?5㎝의 사이즈를 가짐]의 경우 적용하기 어렵다. 즉, 풍력 발전 또는 태양광 발전 등의 효율 개선에 사용되는 대용량 유도장치는 접착제를 이용하여 박판 적층체를 형성할 때 진공 함침에 이은 열처리 공정을 수행해야 하는데, 이러한 공정을 수행하기 위한 장비가 필수적으로 요구되므로 대용량 유도 장치를 수용하기 위한 시설 비용이 비싸지고, 함침과 열처리 공정 시간이 많이 소요되는 어려움이 있다.In particular, in the case of such an amorphous magnetic core, when a single thin plate is fixed to form a constant thin laminate, the adhesive is deposited and adhered. Having a size of 10 cm × 2 to 5 cm]. That is, a large-capacity induction device used to improve efficiency such as wind power or solar power generation needs to perform a heat treatment process following vacuum impregnation when forming a thin laminate using an adhesive, and equipment for performing such a process is essential. As it is required, the facility cost for accommodating a large-capacity induction apparatus is expensive, and the impregnation and heat treatment process takes a lot of time.
따라서 본 발명은 적어도 하나의 천공이 형성되어 있는 비정질 금속의 단일 박판을 다수 적층하여 천공을 관통하여 일체로 정렬시켜 체결함으로써, 별도의 함침 과정 없이 비정질 인덕터 코어를 형성하고 그를 이용하여 인덕터를 형성하기 위한, 인덕터 코어와 이를 이용한 인덕터 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, in the present invention, by stacking a plurality of single thin plates of amorphous metal having at least one perforation formed therein through the perforations to be integrally aligned and fastened, forming an inductor core without a separate impregnation process and forming an inductor using the same. An object of the present invention is to provide an inductor core, an inductor using the same, and a method of manufacturing the same.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the invention may be realized and attained by means of the instrumentalities and combinations particularly pointed out in the appended claims.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 인덕터 코어는 적어도 하나의 천공이 형성된 비정질 금속의 단일 박판을 다수 적층한 비정질 적층체; 상기 비정질 적층체의 상부 및 하부를 커버하기 위한 상부 및 하부 커버; 및 상기 비정질 적층체의 천공을 통해 상기 상부 및 하부 커버를 일체로 정렬하여 조립하기 위한 체결부;를 포함한다.In order to achieve the above object, the inductor core of the present invention comprises: an amorphous laminate in which a plurality of single thin plates of amorphous metal having at least one aperture formed therein; Upper and lower covers for covering upper and lower portions of the amorphous laminate; And a fastening part for integrally aligning and assembling the upper and lower covers through the perforation of the amorphous laminate.
상기 체결부는, 일단이 상기 상부 커버 또는 상기 하부 커버에 고정되고, 상기 비정질 적층체의 천공을 관통하여 연장된 지지대; 및 상기 지지대의 타단에 결합되어 상기 상부커버, 상기 비정질 적층체 및 상기 하부커버를 일체화시키는 체결부재;로 구성된다.The fastening part may include: a support having one end fixed to the upper cover or the lower cover and extending through a perforation of the amorphous laminate; And a fastening member coupled to the other end of the support to integrate the upper cover, the amorphous stack, and the lower cover.
상기 체결부는, 상기 비정질 적층체의 천공을 통해 상기 상부 커버 및 상기 하부 커버를 관통 결합하여 용접 또는 리벳팅하기 위한 지지봉인 것을 특징으로 한다.The fastening part is characterized in that the support rod for welding or riveting the upper cover and the lower cover through the aperture of the amorphous laminate.
상기 비정질 적층체는, I형, C형, E형, T형, 사다리꼴 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.The amorphous laminate is formed of any one of I type, C type, E type, T type, and trapezoid.
본 발명의 인덕터 코어는 스프레이(spray) 또는 딥핑(dipping)에 의해 코어의 외주면에 형성되는 산화 방지용 코팅막을 더 포함한다.The inductor core of the present invention further includes an anti-oxidation coating film formed on the outer circumferential surface of the core by spraying or dipping.
상기 상부 커버 및 상기 하부 커버는, I형, C형, E형, T형, 사다리꼴 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.The upper cover and the lower cover, characterized in that formed in any one of the type I, C, E, T, trapezoid.
한편, 본 발명의 인덕터는, 천공이 형성된 비정질 금속의 단일 박판을 다수 적층하여 일체로 체결되고, 자기회로를 형성하도록 조합되는 적어도 두 개의 인덕터 코어; 상기 인덕터 코어의 레그(leg)에 장착하여 절연하기 위한 보빈; 및 상기 보빈에 권선되는 적어도 하나의 코일;을 포함한다.On the other hand, the inductor of the present invention, at least two inductor cores are integrally fastened by stacking a plurality of single thin plate of amorphous metal having a perforation formed, and combined to form a magnetic circuit; A bobbin mounted to and insulated a leg of the inductor core; And at least one coil wound around the bobbin.
상기 인덕터 코어 각각은, 적어도 하나의 천공이 형성된 비정질 금속의 단일 박판을 다수 적층한 비정질 적층체; 상기 비정질 적층체의 상부 및 하부를 커버하기 위한 상부 및 하부 커버; 및 상기 비정질 적층체의 천공을 통해 상기 상부 및 하부 커버를 일체로 정렬하여 조립하기 위한 체결부;를 포함한다.Each of the inductor cores may include: an amorphous laminate including a plurality of single thin plates of an amorphous metal having at least one aperture formed therein; Upper and lower covers for covering upper and lower portions of the amorphous laminate; And a fastening part for integrally aligning and assembling the upper and lower covers through the perforation of the amorphous laminate.
상기 인덕터 코어는, 상기 비정질 적층체의 결합면에 삽입되는 적어도 하나의 스페이서를 더 포함한다.The inductor core further includes at least one spacer inserted into a coupling surface of the amorphous laminate.
상기 인덕터 코어는, 다수의 비정질 적층체를 일체화하기 위해 스트립 형태의 고정 밴드를 더 포함한다.The inductor core further includes a fixing band in the form of a strip for integrating a plurality of amorphous laminates.
상기 인덕터 코어는, 멀티 갭 타입 구조, 노멀 갭 타입 구조, 원 웨이 타입 구조 및 엘 타입 구조 중 어느 하나의 구조로 구현되는 것을 특징으로 한다.The inductor core may be implemented in any one of a multi-gap type structure, a normal gap type structure, a one-way type structure, and an L type structure.
또한, 본 발명의 인덕터는, 천공이 형성된 비정질 금속의 단일 박판을 다수 적층하고, 적어도 두 개의 조합으로 자기회로를 형성하기 위한 인덕터 코어; 내부에 상기 인덕터 코어를 내포하고, 외주부에 상기 인덕터 코어의 레그에 해당되는 부분을 구분하기 위한 플랜지를 구비하는 케이스; 및 상기 케이스의 플랜지에 따라 권선되는 코일;을 포함한다.In addition, the inductor of the present invention comprises: an inductor core for stacking a plurality of single thin plates of amorphous metal having perforations formed therein and forming a magnetic circuit in at least two combinations; A case including the inductor core therein and having a flange for distinguishing a portion corresponding to a leg of the inductor core at an outer circumference thereof; And a coil wound along the flange of the case.
상기 인덕터 코어는, 적어도 하나의 천공이 형성된 비정질 금속의 단일 박판을 다수 적층한 비정질 적층체; 상기 비정질 적층체의 상부 및 하부를 커버하기 위한 상부 및 하부 커버; 및 상기 비정질 적층체의 천공을 통해 상기 상부 및 하부 커버를 일체로 정렬하여 조립하기 위한 체결부;를 포함한다.The inductor core may include an amorphous laminate including a plurality of single thin plates of an amorphous metal having at least one aperture formed therein; Upper and lower covers for covering upper and lower portions of the amorphous laminate; And a fastening part for integrally aligning and assembling the upper and lower covers through the perforation of the amorphous laminate.
상기 인덕터 코어는, 노멀 갭 타입 구조로 구현되는 것을 특징으로 한다.The inductor core may be implemented in a normal gap type structure.
한편, 본 발명의 인덕터의 제조방법은, 비정질 금속의 리본으로부터 천공이 형성된 단일 박판을 생성하는 제1 단계; 상기 단일 박판이 적층된 비정질 적층체에 상부 및 하부 커버를 배치한 후 천공에 대한 체결부를 결합시킴에 의해 상기 비정질 적층체, 상기 상부 및 하부 커버를 일체화하여 인덕터 코어를 형성하는 제2 단계; 상기 인덕터 코어에 대한 열처리를 실시하는 제3 단계; 및 상기 열처리가 실시된 인덕터 코어를 적어도 두 개로 조합하여 자기회로가 형성된 인덕터를 제조하는 제4 단계;를 포함한다.On the other hand, the manufacturing method of the inductor of the present invention, the first step of producing a single thin plate formed with a perforation from the ribbon of amorphous metal; A second step of forming an inductor core by integrating the amorphous laminate, the upper and lower covers by disposing an upper and lower cover on the amorphous laminate on which the single thin plate is laminated, and then engaging fastening portions for perforations; Performing a heat treatment on the inductor core; And a fourth step of manufacturing the inductor on which the magnetic circuit is formed by combining the heat-treated inductor core into at least two.
상기 제3 단계는, 상기 인덕터 코어의 외벽에 산화 방지용 코팅 공정 이전 또는 이후에 실시되는 것을 특징으로 한다.The third step may be performed before or after the anti-oxidation coating process on the outer wall of the inductor core.
상기 제3 단계는, 380℃?450℃의 온도조건에서 2?10시간 동안 실시되는 것을 특징으로 한다.The third step is characterized in that carried out for 2 to 10 hours at a temperature condition of 380 ℃ ~ 450 ℃.
상기 제4 단계는, 상기 인덕터 코어의 레그에 보빈이 결합되고 코일이 권선되는 것을 특징으로 한다.In the fourth step, a bobbin is coupled to a leg of the inductor core, and a coil is wound.
상기 제2 단계는, 상기 인덕터 코어를 조합하여 멀티 갭 타입 구조, 노멀 갭 타입 구조, 원웨이 갭 타입 구조, 엘 타입 구조 중 어느 하나로 자기회로를 형성하는 것을 특징으로 한다.In the second step, the inductor core may be combined to form a magnetic circuit having any one of a multi-gap type structure, a normal gap type structure, a one-way gap type structure, and an L type structure.
상기 제4 단계는, 상기 인덕터 코어를 플랜지가 형성된 케이스에 내포한 후 코일을 권선하는 것을 특징으로 한다.In the fourth step, the coil is wound after the inductor core is enclosed in a case having a flange.
상기한 바와 같이, 본 발명은 적어도 하나의 천공이 형성되어 있는 비정질 금속의 단일 박판을 다수 적층하여 천공을 관통하여 일체로 정렬시켜 체결함으로써, 별도의 함침 과정 없이 빠르게 비정질 인덕터 코어를 형성하는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of rapidly forming an amorphous inductor core without a separate impregnation process by stacking a plurality of single thin plates of amorphous metal having at least one perforation formed therethrough through the perforations to be aligned and fastened. have.
또한, 본 발명은 별도의 함침 과정을 수행하지 않기 때문에 저비용의 설비투자로 대형 인덕터를 형성하기 용이한 효과가 있다.In addition, since the present invention does not perform a separate impregnation process, it is easy to form a large inductor at low cost of equipment investment.
또한, 본 발명은 권취형 코어를 제작한 후 절단하여 제작된 인덕터 코어에 비해 코어로스(core loss)를 감소시키는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of reducing the core loss (core loss) compared to the inductor core manufactured by cutting after winding the core.
도 1a는 본 발명에 따른 인덕터 코어의 제1 실시예에 대한 분해 사시도,
도 1b는 도 1a의 인덕터 코어에 대한 사시도,
도 2a는 본 발명에 따른 인덕터 코어의 제2 실시예에 대한 분해 사시도,
도 2b는 도 2a의 인덕터 코어에 대한 사시도,
도 3a는 본 발명에 따른 인덕터 코어의 제3 실시예에 대한 분해 사시도,
도 3b는 도 3a의 인덕터 코어에 대한 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 인덕터 구성의 제1 실시예에 대한 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 인덕터 구성의 제2 실시예에 대한 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 인덕터 구성의 제3 실시예에 대한 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 인덕터 구성의 제4 실시예에 대한 구성도,
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 인덕터 구성의 제5 실시예에 대한 구성도,
도 9는 본 발명에 따른 인덕터 제조방법에 대한 흐름도,
도 10은 도 3a 및 도 3b의 인덕터 코어와 종래의 인덕터 코어를 비교한 그래프를 나타낸 도면이다.1A is an exploded perspective view of a first embodiment of an inductor core according to the present invention;
1B is a perspective view of the inductor core of FIG. 1A,
2A is an exploded perspective view of a second embodiment of an inductor core according to the present invention;
FIG. 2B is a perspective view of the inductor core of FIG. 2A;
3A is an exploded perspective view of a third embodiment of an inductor core according to the present invention;
3B is a perspective view of the inductor core of FIG. 3A,
4 is a configuration diagram of a first embodiment of an inductor configuration according to the present invention;
5 is a configuration diagram of a second embodiment of an inductor configuration according to the present invention;
6 is a configuration diagram of a third embodiment of an inductor configuration according to the present invention;
7 is a configuration diagram of a fourth embodiment of an inductor configuration according to the present invention;
8A and 8B are schematic views of a fifth embodiment of an inductor configuration according to the present invention;
9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an inductor according to the present invention;
FIG. 10 is a graph illustrating a comparison of the inductor core of FIG. 3A and FIG. 3B with a conventional inductor core. FIG.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명을 설명하기에 앞서, '비정질 적층체'라 함은, 사전에 결정된 형상을 갖는 다수의 단일 박판을 적층 및 정렬함에 따라 코어를 형성하기 위한 3차원 모체를 의미한다. 이때, 비정질 적층체는 각각의 단일 박판을 접착 또는 조립하기 위해 별도의 함침 공정을 실시하지 않고, 적층된 다수의 단일 박판을 고정 및 조립하기 위한 '상부 및 하부 커버, 비정질 적층체와 상부 및 하부 커버에 대한 체결을 위한 체결부재 및 지지대 등'(이하 통칭하여 "조립용 브라켓"이라 함)에 의해 결합상태가 유지된다. 다만, 비정질 적층체는 다수의 단일 박판이 적층된 상태를 장시간 함침 용액에 담그는 함침 공정이 아닌 스프레이(spray) 또는 딥핑(dipping)에 의한 단시간에 산화 방지용 코팅 공정이 외벽 주위에 실시될 수도 있다. 이는 산화 방지 목적뿐만 아니라 타발 성형에 따른 비정질 금속 재료의 부스러기의 이탈을 방지하기 위함이다. 이때, 산화 방지용 코팅제는 에폭시(epoxy), 실리콘(silicone), 우레탄(urethane) 등의 재질로 이루어진 코팅제가 이용될 수 있다.Prior to describing the present invention, the term 'amorphous laminate' refers to a three-dimensional matrix for forming a core by laminating and aligning a plurality of single thin plates having a predetermined shape. At this time, the amorphous laminate does not perform a separate impregnation process for bonding or assembling each single thin plate, and the upper and lower covers, the amorphous laminate and the upper and lower portions for fixing and assembling a plurality of stacked single thin plates. The coupling state and the support for fastening to the cover, etc. (hereinafter referred to as "assembly bracket for assembly") is maintained in the engaged state. However, the amorphous laminate may be subjected to an anti-oxidation coating process around the outer wall in a short time by spraying or dipping rather than an impregnation process in which a plurality of single thin plates are stacked in an impregnation solution for a long time. This is not only for the purpose of preventing oxidation, but also for preventing the debris of the debris of the amorphous metal material due to punching molding. At this time, the antioxidant coating agent may be a coating agent made of a material such as epoxy (epoxy), silicon (silicone), urethane (urethane).
아울러, 단일 박판은 비정질 금속 재료의 평면 박판으로서, 통상의 다양한 방식에 의한 절단 공정을 통해 형성된다. 이때, 단일 박판은 "I" 또는 "C"와 같이 식별되는 문자와 유사한 형상으로 절단되며, I형 단일 박판이 적층되어 정렬된 비정질 적층체를 이하 "I형 적층체"라 하고, C형 단일 박판이 적층되어 정렬된 비정질 적층체를 이하 "C형 적층체"라 한다. 여기서, I형 단일 박판의 경우에는 슬리팅(slitting)이 진행된 후 커팅(cutting)되며, C형 단일 박판의 경우에는 슬리팅이 진행된 후 타발 성형된다.In addition, the single thin plate is a planar thin plate of amorphous metal material, and is formed through a cutting process by various conventional methods. In this case, the single thin plate is cut into a shape similar to a letter identified as "I" or "C", and the amorphous laminate in which the I-type single thin plates are stacked and aligned is referred to as "I-type laminate", and C-type single An amorphous laminate in which thin plates are stacked and aligned is referred to as a "C laminate" below. Here, in the case of the I-type single thin plate, the cutting is performed after slitting is performed, and in the case of the C-type single thin plate, the slitting is formed and then punched out.
특히, I형 및 C형 적층체에는 조립용 브라켓에 의한 고정 및 결합을 위해, 각각의 단일 박판 표면에 조립용 브라켓과의 결합용 천공(즉, 관통구멍)이 형성된다. 이를 위해, I형 단일 박판은 커팅하면서 천공하며, C형 단일 박판은 타발 성형하면서 천공한다. 부가적으로, I형 단일 박판 및 C형 단일 박판은 에칭 공정에 의해서도 제조할 수 있다.In particular, the I-type and C-type laminates are provided with joining holes (i.e., through-holes) with the mounting bracket on each single sheet surface for fixing and joining by the mounting bracket. To this end, the I-type single sheet is punched while cutting, and the C-type single sheet is punched while punching. In addition, type I single thin plates and type C single thin plates can also be produced by an etching process.
한편, 본 발명에서는 I형 적층체 및 C형 적층체를 이용하여 인덕터 코어를 구현할 수 있는데, 1개의 I형 적층체를 이용하여 제조한 인덕터 코어(후술할 도 1a 및 도 1b 참조)(이하 "I형 인덕터 코어"라 함), 3개의 I형 적층체를 조합하여 C형 적층체를 제조한 인덕터 코어(후술할 도 2a 및 도 2b 참조)(이하 "C형 조합 인덕터 코어"라 함), C형 적층체를 이용하여 제조한 인덕터 코어(후술할 도 3a 및 도 3b 참조)(이하 "C형 단일 인덕터 코어"라 함)에 대하여 상세히 설명한다.Meanwhile, in the present invention, an inductor core may be implemented by using an I-type laminate and a C-type laminate, and an inductor core manufactured using one I-type laminate (see FIGS. 1A and 1B to be described below) I-type inductor core "), an inductor core manufactured by combining three I-type laminates to form a C-type laminate (see FIGS. 2A and 2B to be described below) (hereinafter referred to as" C-type inductor core "), An inductor core (see FIGS. 3A and 3B to be described later) manufactured using a C-type laminate (hereinafter, referred to as "C-type single inductor core") will be described in detail.
전술한 바와 같이, 인덕터를 제조하기 위한 인덕터 코어는 별도의 함침 공정 및 열처리 공정을 수행하지 않기 때문에, 대형 인덕터를 빠르고 용이하게 제조할 수 있으며, 그 결과 저비용으로 제조할 수 있다.As described above, since the inductor core for manufacturing the inductor does not perform a separate impregnation process and heat treatment process, a large inductor can be manufactured quickly and easily, and as a result, a low cost can be manufactured.
도 1a는 본 발명에 따른 인덕터 코어의 제1 실시예에 대한 분해 사시도이고, 도 1b는 도 1a의 인덕터 코어에 대한 사시도이다.1A is an exploded perspective view of a first embodiment of an inductor core according to the present invention, and FIG. 1B is a perspective view of the inductor core of FIG. 1A.
도 1a 및 도 1b에 도시된 인덕터 코어(100)는, I형 인덕터 코어로서, 조립용 브라켓[즉, 상부 커버(12), 하부 커버(13), 체결부재(14a), 지지대(14b)]을 이용하여 I형 적층체(11)를 구성하는 각각의 단일 박판을 고정 및 조립한다. 여기서, 조립용 브라켓은 서스(SUS), 합성수지, 실리콘 스틸 등으로 이루어질 수 있다.The
전술한 바와 같이, I형 인덕터 코어(100)는 다수의 단일 박막이 적층된 I형 적층체(11)의 상부에 상부 커버(12)를 배치하고 하부에 하부 커버(13)를 배치하여 I형 적층체(11)의 상부 및 하부를 커버한다. 이때, I형 인덕터 코어(100)는 상부 커버(12)-I형 적층체(11)-하부 커버(13)를 체결부(14a) 및 지지대(14b)의 체결에 의해 일체로 조립된다. As described above, the I-
여기서, I형 적층체(11)는 I형 단일 박판에 형성된 적어도 하나의 천공을 하부 커버(13)에 일체로 형성된 지지대(14b)에 관통시켜 I형 단일 박판을 정렬 및 적층하여 형성한다. 또한, 상부 커버(12)에는 I형 단일 박판에 형성된 천공에 따라 동일한 위치, 크기 및 개수로 천공이 형성된다. 이와 같이, I형 적층체(11) 및 상부 커버(12)는 각각 도면상의 수직 방향을 따라 일체형 관통 경로로서 적어도 하나의 천공을 형성한다(일례로, 도 1a의 경우에 2개 형성함). 이는 상부 커버(12)-I형 적층체(11)-하부 커버(13) 순서로 적층된 구조에서 체결부재(14a) 및 지지대(14b)를 이용하여 조립하기 위함이다.Here, the I-
한편, 체결부재(14a) 및 지지대(14b)는 다양한 방식으로 구현될 수 있는데, 여기서는 체결부재(14a)의 외측에 나사산이 형성된 볼트(bolt) 구조를 구현하고, 지지대(14b)의 내측에 체결부재(14a)의 나사산에 대응된 너트(nut) 구조를 구현한 경우를 나타낸다. 이때, 체결부재(14a)는 지지대(14b)와 결합을 통해 상부 커버(12)의 천공에 내포되어 돌출되지 않는 것이 바람직하다. 지지대(14b)는 I형 적층체(11)를 지지 및 정렬하며, 체결부재(14a)와 결합을 위한 나사산이 선단부에 일부 형성되는 것이 바람직하다. 반면에, 체결부재(14a)는 내측에 나사산이 형성된 소켓형 너트 구조를 구현하고, 지지대(14b)는 외측에 볼트 구조를 구현할 수도 있다. 여기서, 지지대(14b)는 조립성을 높이기 위해 하단이 하부 커버(13)에 미리 고정되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the
또한, 체결부재(14a)는 일반적인 다각형 헤드 너트 구조를 채용하고, 지지대(14b)는 체결부재(14a)에 대응하는 볼트 구조를 채용할 수 있다. 이때, 체결부재(14a)는 상부커버(12)의 표면상에 돌출될 수도 있다.In addition, the
아울러, 체결부재(14a) 및 지지대(14b)에 의한 볼트-너트 구조를 이용하여 조립하는 방식은, 하부 커버(13)에도 천공을 형성한 후 블라인드 리벳(blind rivet)으로 천공에 대한 리벳 체결을 수행하는 방식, 하부 커버(13)에도 천공을 형성한 후 해당 천공을 관통하는 지지봉을 삽입하여 상부 커버(12) 및 하부 커버(13)에 접하는 지지봉의 양끝단에 대해 용접(welding)을 수행하는 방식에 의해 대체될 수 있다.In addition, the method of assembling using the bolt-nut structure by the
여기서, 상부 커버(12) 및 하부 커버(13)를 정렬하여 조립하기 위해 사용되는 체결부재(14a) 및 지지대(14b), 블라인드 리벳 및 지지봉 등을 통칭하여 이하 "체결부"라 한다.Here, the
전술한 상부 커버(12)-I형 적층체(11)-하부 커버(13)에 대한 체결시에는, 상부 커버(12)와 하부 커버(13) 양단에 가압용 지그가 설치된 후 압착되면서 조립되는 것이 바람직하다.At the time of fastening to the above-described upper cover 12-I stacked body 11-
이와 같이, I형 인덕터 코어(100)는 상부 커버(12)-I형 적층체(11)-하부 커버(13)를 체결부를 이용하여 기계적으로 조립함으로써, 별도의 함침 공정을 수행하지 않더라도 자동 또는 반자동 방식의 단순 기계식 조립을 통해 대량으로 양산할 수 있다.As such, the I-
한편, I형 단일 박판은 필요에 따라 그 길이를 상이하게 커팅될 수도 있다. 이는 사각형의 인덕터를 형성할 때, 상부 및 하부 요크(yoke), 보빈이 결합되어 코일이 권선되는 좌우 레그(leg)를 위한 인덕터 코어를 구별하여 형성하기 위함이다(후술할 도 2a 및 도 2b 참조).On the other hand, the I-type single thin plate may be cut differently in length as needed. This is to distinguish and form the inductor cores for the left and right legs of the coil in which the upper and lower yokes and bobbins are wound when the rectangular inductor is formed (see FIGS. 2A and 2B to be described later). ).
도 2a는 본 발명에 따른 인덕터 코어의 제2 실시예에 대한 분해 사시도이고, 도 2b는 도 2a의 인덕터 코어에 대한 사시도이다.Figure 2a is an exploded perspective view of a second embodiment of the inductor core according to the present invention, Figure 2b is a perspective view of the inductor core of Figure 2a.
도 2a 및 도 2b에 도시된 인덕터 코어(200)는 C형 조합 인덕터 코어로서, 조립용 브라켓[즉, 상부 커버(24), 하부 커버(25), 체결부재(26a), 지지대(26b)]을 이용해 제1 내지 제3 I형 적층체(21 내지 23)를 고정 및 조립하여 C형 구조를 구현한다.The
상부 커버(24) 및 하부 커버(25)는 제1 내지 제3 I형 적층체(21 내지 23) 각각을 일체로 고정 및 조립할 수 있는 C형으로 이루어진다. 즉, 제1 I형 적층체(21) 및 제3 I형 적층체(23)는 C형 구조의 좌우에 병렬로 배치되며, 제1 I형 적층체(21) 및 제3 I형 적층체(23) 각각은 제2 I형 적층체(22)의 양끝단에 배치된다. 이때, 제1 I형 적층체(21) 및 제3 I형 적층체(23)는 인덕터 형성시에 보빈이 결합되어 코일이 권선되는 레그를 형성하며, 제2 I형 적층체(22)는 상부 또는 하부 요크를 형성한다. 따라서, 제1 I형 적층체(21) 및 제3 I형 적층체(23)를 구성하는 I형 단일 박판은 제2 I형 적층체(22)를 구성하는 I형 단일 박판에 비해 상대적으로 길게 커팅되는 것이 바람직하다.The
제1 내지 제3 I형 적층체(21 내지 23) 각각에는 상부 커버(24) 및 하부 커버(25)에 조립하기 위한 적어도 하나의 천공이 형성된다. 이때, 체결부재(26a) 및 지지대(26b)는 제1 내지 제3 I형 적층체(21 내지 23) 각각의 천공을 통해 일체로 정렬하여 체결한다.Each of the first to third I-
도 3a는 본 발명에 따른 인덕터 코어의 제3 실시예에 대한 분해 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 인덕터 코어에 대한 사시도이다.Figure 3a is an exploded perspective view of a third embodiment of the inductor core according to the present invention, Figure 3b is a perspective view of the inductor core of Figure 3a.
도 3a 및 도 3b에 도시된 인덕터 코어(300)는 C형 단일 인덕터 코어로서, 조립용 브라켓[즉, 상부 커버(32), 하부 커버(33), 체결부재(34a), 지지대(34b)]을 이용해 다수의 박판으로 이루어진 C형 적층체(31)를 고정 및 조립하여 C형 구조를 구현한다. 즉, 상부 커버(32) 및 하부 커버(33)는 C형 적층체(31)를 일체로 고정 및 조립할 수 있는 C형 구조로 이루어진다. 이때, C형 적층체(31)는 일체로 구성되어 있으나, 서로 마주보는 부분의 경우에 인덕터 형성시에 보빈이 결합되어 코일이 권선되는 레그를 형성하며, 서로 마주보는 부분의 양단에 결합되는 부분은 상부 또는 하부 요크를 형성한다.The
C형 적층체(31)에는 상부 커버(32) 및 하부 커버(33)에 조립하기 위한 적어도 하나의 천공이 형성된다. 이때, 체결부재(34a) 및 지지대(34b)는 C형 적층체(31)의 천공을 통해 일체로 정렬하여 체결한다.The C-shaped
이하, 전술한 인덕터 코어를 이용한 인덕터 구성에 대하여 설명한다. 여기서는 설명의 편의상 인덕터에 보빈 및 코일이 결합된 상태를 도시하지 않는다. Hereinafter, an inductor configuration using the inductor core described above will be described. For convenience of description, the bobbin and the coil are not shown in the inductor.
한편, 인덕터는 인덕터 코어 간 간격(즉, 자기갭)에 스페이서(spacer)를 배치하는데, 이때 자기갭의 간격이 멀어질수록 인덕턴스가 낮아지는 특성을 고려하여 와전류 손실을 줄일 수 있도록 인덕터 코어 간 간격을 조절하여 구성한다.On the other hand, the inductor arranges a spacer in the gap between the inductor cores (that is, the magnetic gap), where the gap between the inductor cores is reduced to reduce the eddy current loss in consideration of the characteristic that the inductance is lowered as the magnetic gap becomes farther apart. Configure by adjusting.
또한, 인덕터는 적어도 두 개의 인덕터 코어를 조립할 때, 서스(SUS) 재질의 스트립 형태 분리 방지 고정 밴드로 고정 및 체결하는 것이 바람직하다. 이때, 인덕터는 최종적으로 에폭시, 아크릴, 우레탄 중 어느 하나로 바니시 몰딩(varnish molding)을 수행하여 절연한다.In addition, when assembling at least two inductor cores, the inductor is preferably fastened and fastened with a strip-type separation prevention fixing band made of sus material. At this time, the inductor is finally insulated by performing varnish molding with any one of epoxy, acrylic, and urethane.
도 4는 본 발명에 따른 인덕터 구성의 제1 실시예에 대한 구성도이다.4 is a configuration diagram of a first embodiment of the inductor configuration according to the present invention.
도 4에 도시된 인덕터(400)는 두 쌍의 I형 인덕터 코어(40a 내지 40d)를 한 쌍씩 서로 마주보도록 배치하여 사각형을 형성하고, 두 쌍의 스페이서(41a 내지 41d) 각각을 I형 인덕터 코어(40a 내지 40d)가 서로 접하는 갭에 배치하는 멀티 갭 타입(multi-gap type) 구조를 구현한다.The
도 5는 본 발명에 따른 인덕터 구성의 제2 실시예에 대한 구성도이다.5 is a configuration diagram of a second embodiment of the inductor configuration according to the present invention.
도 5에 도시된 인덕터(500)는 한 쌍의 C형 조합 인덕터 코어(50a,50b)를 서로 마주보도록 배치하여 사각형을 형성하고, 한 쌍의 스페이서(51a,51b) 각각을 C형 조합 인덕터 코어(50a,50b)가 서로 접하는 갭에 배치하는 노멀 갭 타입(normal gap type) 구조를 구현한다.The
도 6은 본 발명에 따른 인덕터 구성의 제3 실시예에 대한 구성도이다.6 is a configuration diagram of a third embodiment of the inductor configuration according to the present invention.
도 6에 도시된 인덕터(600)는 상측에 위치하는 1개의 I형 인덕터 코어(60a)에 대해 하측에 C형 조합 인덕터 코어 또는 C형 단일 인덕터 코어 중 어느 하나를 배치하여 사각형을 형성하고, 한 쌍의 스페이서(61a,61b) 각각을 상측 인덕터 코어(60a)와 하측 인덕터 코어(60b)가 서로 접하는 갭에 배치하는 원웨이 갭 타입(oneway gap type) 구조를 구현한다. 여기서는 하측에 C형 조합 인덕터 코어(61b)를 배치한다.The
도 7은 본 발명에 따른 인덕터 구성의 제4 실시예에 대한 구성도이다.7 is a configuration diagram of a fourth embodiment of the inductor configuration according to the present invention.
도 7에 도시된 인덕터(700)는 두 쌍의 I형 인덕터 코어(70a 내지 70d)에서 서로 직각으로 만나는 I형 인덕터 코어(70a-70b,70c-70d) 각각을 서로 직각으로 결합하는 한 쌍의 L형 고정틀(72a,72b)을 이용하여 사각형을 형성하고, 일측 공간에 한 쌍의 스페이서(71a,71b)를 각각 배치하는 엘 타입(L type) 구조를 구현한다.The
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 인덕터 구성의 제5 실시예에 대한 구성도이다.8A and 8B are schematic diagrams of a fifth embodiment of the inductor configuration according to the present invention.
도 8a 및 도 8b에 도시된 인덕터(800)는 전술한 도 5 내지 도 7과 같이 인덕터를 구성하기 위한 별도의 보빈과 결합이 필요 없는 구조를 나타낸다. 즉, 인덕터(800)는 한 쌍의 C형 단일 인덕터 코어(80a,80b)를 수용하기 위한 각각의 케이스(82a 및 82c, 83a 및 83c)를 구비하며, 이때, 각 케이스(82a 및 82c, 83a 및 83c)에는 코일(도면에 미도시)의 권선을 위한 플랜지(82b 및 82d, 83b 및 83d, flange)를 각각 구비한다. 여기서, 제5 실시예의 케이스(82a 및 82c, 83a 및 83c)는 인덕터 코어(80a,80b)의 형상에 대응하는 수용홈을 구비하고, 상측이 개방된 케이스 본체(82c,83c), 케이스 본체(82c,83c)의 개방부를 커버하는 커버(82a,83a)로 이루어진다. 또한, 제5 실시예의 인덕터(800)는 케이스 내부에 인덕터 코어(80a,80b)가 내장되고 보빈이 제거된 구조이므로 전체적인 크기를 최소화하여 패키징될 수 있다. 이때, 인덕터 코어(80a,80b)는 상부 및 하부 커버를 결합한 후 케이스 내부에 내장되거나, 상부 및 하부 커버의 결합없이 케이스 내부에 내장될 수도 있다.The
한 쌍의 C형 단일 인덕터 코어(80a,80b)는 케이스(82a 및 82c, 83a 및 83c)에 수용되어 서로 마주보도록 배치되고, 한 쌍의 스페이서(81a,81b) 각각이 서로 접하는 갭에 배치된다.The pair of C-type
도 9는 본 발명에 따른 인덕터 제조방법에 대한 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an inductor according to the present invention.
먼저, 슬리팅 공정이 수행된 후 단일 박판이 생성된다(S901). 즉, I형 단일 박판은 균일한 두께를 갖는 얇고 연속적인 광폭 리본으로 제공되는 비정질 금속 리본이 원하는 폭으로 슬리팅된 후 커팅되어 생성되며, C형 단일 박판은 광폭의 비정질 금속 리본이 원하는 폭으로 슬리팅된 후 C형으로 타발 성형되거나 에칭으로 생성된다. 이때, 단일 박판에는 천공이 동시에 형성된다.First, after the slitting process is performed, a single thin plate is generated (S901). In other words, type I single sheet is produced by cutting an amorphous metal ribbon provided as a thin, continuous wide ribbon having a uniform thickness after slitting to a desired width, and forming a type C single sheet using a wide amorphous metal ribbon to a desired width. After slitting, it is punched into Form C or produced by etching. At this time, perforations are simultaneously formed in a single thin plate.
다음으로, 다수의 단일 박판이 적층된 비정질 적층체를 이용하여 인덕터 코어를 형성된다(S902). 즉, 인덕터 코어는 비정질 적층체에 상부 및 하부 커버가 배치되어 천공에 대한 체결부의 관통결합을 통해 조립되어 체결된다. 이때, 인덕터 코어에는 스프레이(spray) 또는 딥핑(dipping)에 의한 단시간에 산화 방지용 코팅 공정이 외벽 주위에 실시되는 것이 바람직하다.Next, an inductor core is formed using an amorphous laminate in which a plurality of single thin plates are stacked (S902). In other words, the inductor core is assembled and fastened through the through coupling of the fastening portion for the perforations, the upper and lower covers are disposed on the amorphous laminate. At this time, the inductor core is preferably subjected to an anti-oxidation coating process around the outer wall in a short time by spraying or dipping.
이후, 비정질 적층체의 자기적 특성과 적층 조립시 응력 해소를 위해 인덕터 코어에 자기장 열처리가 실시된다(S903). 이때, 열처리 공정은 380℃?450℃의 온도조건에서 2?10시간 실시된다. 이러한 열처리 공정은 산화 방지용 코팅 공정의 이전 또는 이후에 실시될 수 있다.Subsequently, magnetic field heat treatment is performed on the inductor core in order to relieve the magnetic properties of the amorphous laminate and the stress in the laminate assembly (S903). At this time, the heat treatment step is carried out for 2 to 10 hours at a temperature condition of 380 ℃ ~ 450 ℃. This heat treatment process may be carried out before or after the oxidation coating process.
그런 후, 적어도 두 개의 인덕터 코어에 대한 조합으로 자기회로가 형성된 후, 인덕터 코어의 레그에 보빈이 결합되고 코일이 권선되어 인덕터가 제조된다(S904). 이 경우 코일이 권선된 보빈을 인덕터 코어의 레그에 결합시키는 것도 가능하다. 이때, 인덕터는 멀티 갭 타입 구조, 노멀 갭 타입 구조, 원웨이 갭 타입 구조, 엘 타입 구조 중 어느 하나로 자기회로가 형성된다. 여기서, 적어도 두 개의 인덕터 코어가 조합될 때에는 조합된 인덕터 코어의 외주에 서스(SUS) 또는 실리콘 스틸 스트립으로 이루어진 고정 밴드에 의해 고정되는 것이 바람직하다.Then, after the magnetic circuit is formed by the combination of the at least two inductor core, the bobbin is coupled to the legs of the inductor core and the coil is wound to manufacture the inductor (S904). In this case it is also possible to couple the coiled bobbin to the legs of the inductor core. At this time, the inductor has a magnetic circuit formed of any one of a multi-gap type structure, a normal gap type structure, a one-way gap type structure, and an L type structure. Here, when at least two inductor cores are combined, it is preferable to be fixed to the outer circumference of the combined inductor core by a fixing band made of sus or silicon steel strip.
한편, 인덕터 코어가 플랜지가 형성된 케이스에 내포된 후 코일이 권선되어 인덕터가 제조될 수도 있다. 이때, 인덕터는 노멀 갭 타입 구조로 자기회로가 형성되는 것이 바람직하다.Meanwhile, an inductor may be manufactured by winding a coil after the inductor core is embedded in a flanged case. In this case, the inductor is preferably formed of a magnetic circuit having a normal gap type structure.
여기서는 I형 및 C형 단일 박판을 이용하여 인덕터 코어를 제작하는 경우에 대해서만 설명하였으나, 필요에 따라 E형, T형, 사다리꼴의 단일 박판을 다수 적층하여 인덕터 코어를 제작할 수도 있다. 이때, E형 및 T형 인덕터 코어는 E형 및 T형으로 타발 성형된 단일형 구조가 형성되거나 I형 단일 박판의 조합형 구조로 형성될 수 있다. 사다리꼴 인덕터 코어는 I형 단일 박판의 좌측과 우측 사선방향이 커팅된 후 적층되어 형성된다. 사다리꼴 인덕터 코어는 사각형의 4 변에 배치하여 사각형 인덕터를 구성한다. 이에 대한 자세한 설명은 전술한 바를 통해 당업자라면 쉽게 이해할 수 있음으로 생략하기로 한다.Here, only the case where the inductor core is manufactured by using the I-type and C-type single thin plates is described, but the inductor core may be manufactured by stacking a plurality of E-type, T-type, and trapezoidal single thin plates as necessary. In this case, the E-type and T-type inductor cores may be formed of a single-type structure punched out of the E-type and T-type, or may be formed of a combination structure of I-type single thin plates. The trapezoidal inductor core is formed by stacking the left and right oblique directions of the I-type single thin plate. The trapezoidal inductor core is arranged on four sides of the square to form a square inductor. Detailed description thereof will be omitted since it can be easily understood by those skilled in the art through the foregoing.
도 10은 도 3a 및 도 3b의 인덕터 코어와 종래의 인덕터 코어를 비교한 그래프를 나타낸 도면이다. 여기서, 종래의 인덕터 코어는 권취형으로 코어를 제작한 후 C형 인덕터 코어로 절단하여 제작된다.FIG. 10 is a graph illustrating a comparison of the inductor core of FIG. 3A and FIG. 3B with a conventional inductor core. FIG. Here, the conventional inductor core is manufactured by cutting the core to a C-type inductor core after winding the core.
이때, 도 3a 및 도 3b의 인덕터 코어(300)는 대기중에서 410℃로 1시간 동안 승온한 후 7시간 유지하여 열처리를 실시하였다. 마찬가지로, 종래의 인덕터 코어(301)도 대기중에서 410℃로 1시간 동안 승온한 후 7시간 유지하여 열처리를 실시하였다.In this case, the
또한, 각 인덕터 코어(300,301)는 코어로스(core loss)를 측정하기 위해 코어로스 장비를 사용하였다. 이때, 측정 주파수는 20㎑로 하여 측정에 필요한 코일 권선은 1차측에 18회와 2차측에 5회로 권선하였다.In addition, each
도 10과 같이 도 3a 및 도 3b의 인덕터 코어(300)는 약 5.0W/㎏의 코어로스값을 나타내며, 종래의 인덕터 코어(301)는 10.1W/㎏의 코어로스값을 나타내었다. 이는 도 3a 및 도 3b의 인덕터 코어(300)에서 종래의 인덕터 코어(301)에 비해 2배 정도 코어 로스가 감소한 결과를 나타낸다.As shown in FIG. 10, the
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.
11: I형 적층체 12: 상부 커버
13: 하부 커버 14a: 체결부재
14b: 지지대 100: 인덕터 코어11: Type I laminate 12: Top cover
13:
14b: support 100: inductor core
Claims (21)
상기 비정질 적층체의 상부 및 하부를 커버하기 위한 상부 및 하부 커버; 및
상기 비정질 적층체의 천공을 통해 상기 상부 및 하부 커버를 일체로 정렬하여 조립하기 위한 체결부;
를 포함하는 인덕터 코어.An amorphous laminate in which a plurality of single thin plates of amorphous metal having at least one perforation formed thereon are laminated;
Upper and lower covers for covering upper and lower portions of the amorphous laminate; And
A fastening portion for integrally aligning and assembling the upper and lower covers through the perforation of the amorphous laminate;
Inductor core comprising a.
상기 체결부는,
일단이 상기 상부 커버 또는 상기 하부 커버에 고정되고, 상기 비정질 적층체의 천공을 관통하여 연장된 지지대; 및
상기 지지대의 타단에 결합되어 상기 상부커버, 상기 비정질 적층체 및 상기 하부커버를 일체화시키는 체결부재;로 구성되는 인덕터 코어.The method of claim 1,
The fastening portion
A support having one end fixed to the upper cover or the lower cover and extending through the perforation of the amorphous laminate; And
And a fastening member coupled to the other end of the support to integrate the upper cover, the amorphous stack, and the lower cover.
상기 인덕터 코어의 레그(leg)에 장착하여 절연하기 위한 보빈; 및
상기 보빈에 권선되는 적어도 하나의 코일;
을 포함하는 인덕터.At least two inductor cores that are integrally fastened by stacking a plurality of single thin plates of amorphous metal having perforations formed thereon and combined to form a magnetic circuit;
A bobbin mounted to and insulated a leg of the inductor core; And
At least one coil wound on the bobbin;
Inductor comprising a.
상기 인덕터 코어 각각은,
적어도 하나의 천공이 형성된 비정질 금속의 단일 박판을 다수 적층한 비정질 적층체;
상기 비정질 적층체의 상부 및 하부를 커버하기 위한 상부 및 하부 커버; 및
상기 비정질 적층체의 천공을 통해 상기 상부 및 하부 커버를 일체로 정렬하여 조립하기 위한 체결부;
를 포함하는 인덕터.The method of claim 7, wherein
Each of the inductor cores,
An amorphous laminate in which a plurality of single thin plates of amorphous metal having at least one perforation formed thereon are laminated;
Upper and lower covers for covering upper and lower portions of the amorphous laminate; And
A fastening portion for integrally aligning and assembling the upper and lower covers through the perforation of the amorphous laminate;
Inductor comprising a.
내부에 상기 인덕터 코어를 내포하고, 외주부에 상기 인덕터 코어의 레그에 해당되는 부분을 구분하기 위한 플랜지를 구비하는 케이스; 및
상기 케이스의 플랜지에 따라 권선되는 코일;
을 포함하는 인덕터.An inductor core for stacking a plurality of single thin plates of amorphous metal having perforations formed therein and forming a magnetic circuit in at least two combinations;
A case including the inductor core therein and having a flange for distinguishing a portion corresponding to a leg of the inductor core at an outer circumference thereof; And
A coil wound along the flange of the case;
Inductor comprising a.
상기 인덕터 코어는,
적어도 하나의 천공이 형성된 비정질 금속의 단일 박판을 다수 적층한 비정질 적층체;
상기 비정질 적층체의 상부 및 하부를 커버하기 위한 상부 및 하부 커버; 및
상기 비정질 적층체의 천공을 통해 상기 상부 및 하부 커버를 일체로 정렬하여 조립하기 위한 체결부;
를 포함하는 인덕터.The method of claim 12,
The inductor core,
An amorphous laminate in which a plurality of single thin plates of amorphous metal having at least one perforation formed thereon are laminated;
Upper and lower covers for covering upper and lower portions of the amorphous laminate; And
A fastening portion for integrally aligning and assembling the upper and lower covers through the perforation of the amorphous laminate;
Inductor comprising a.
비정질 금속의 리본으로부터 천공이 형성된 단일 박판을 생성하는 제1 단계;
상기 단일 박판이 적층된 비정질 적층체에 상부 및 하부 커버를 배치한 후 천공에 대한 체결부를 결합시킴에 의해 상기 비정질 적층체, 상기 상부 및 하부 커버를 일체화하여 인덕터 코어를 형성하는 제2 단계;
상기 인덕터 코어에 대한 열처리를 실시하는 제3 단계; 및
상기 열처리가 실시된 인덕터 코어를 적어도 두 개로 조합하여 자기회로가 형성된 인덕터를 제조하는 제4 단계;
를 포함하는 인덕터의 제조방법.As a method of manufacturing an inductor,
A first step of creating a single sheet having a perforation formed from a ribbon of amorphous metal;
A second step of forming an inductor core by integrating the amorphous laminate, the upper and lower covers by disposing an upper and lower cover on the amorphous laminate on which the single thin plate is laminated, and then engaging fastening portions for perforations;
Performing a heat treatment on the inductor core; And
A fourth step of manufacturing an inductor having a magnetic circuit by combining the heat-treated inductor cores into at least two;
Method of manufacturing an inductor comprising a.
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