KR20190020788A - 복합라인필터 - Google Patents

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KR20190020788A
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쇼타 미스미
유이치로 나가야마
유키야스 야마우치
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Abstract

복합라인필터(10)의 코일(210, 220)은, 축방향(X방향)으로 이간되어 보빈(100)에 감겨 있다. 보빈(100)은, 자기코어(300)의 폐자로부의 일부(310)에 부착되어 있다. 자기코어(300)의 부자로부(340)는, 폐자로부의 일부(320)로부터 돌출되고 또한 축방향(X방향)에 있어서 코일(210, 220)의 사이에 위치하고 있다. 보빈(100)은 기어(130)를 갖고 있다. 기어(130)는, 축방향에 있어서 코일(210, 220)의 사이에 위치하고 있다.

Description

복합라인필터
본 발명은, 복합라인필터(compound line filter)에 관한 것으로서, 특히 기어(gear)를 구비하는 보빈(bobbin)을 갖는 복합라인필터에 관한 것이다.
특허문헌1에 기재된 라인필터는, 보빈과, 폐자로 자심(閉磁路 磁芯)과, 센터 자심(center 磁芯)과, 단자대(端子臺)를 갖고 있다. 보빈은, 2분할된 스풀(spool)로 이루어지고, 폐자로 자심의 중앙 마그네틱 레그(中央 magnetic leg)에 부착된다. 보빈은, 또한 2개의 외측 돌출부와, 그들의 사이에 위치하는 중앙 돌출부를 갖고 있다. 외측 돌출부의 일방(一方)에는 기어(gear)가 형성되어 있고, 기어에 외력을 부여함으로써 중앙 마그네틱 레그를 축으로 하여 보빈을 회전시킬 수 있다. 이 회전을 이용하여 권선(捲線)이 보빈에 감긴다. 2개의 권선이, 2개의 외측 돌출부의 각각과 중앙 돌출부의 사이에 각각 배치된다. 센터 자심은, 중앙 돌출부에 형성된 관통 가이드구멍에 삽입된다. 특허문헌1의 라인필터는, 센터 자심을 갖음으로써 코먼모드(common mode) 및 노멀모드(normal mode)의 양 모드에 대응하는 복합라인필터로서 기능한다.
: 일본국 공개특허 특개2007―80951호 공보
특허문헌1에 기재된 라인필터의 기어는, 외측 돌출부의 축방향 외측에 형성되어 있어, 라인필터 소형화의 방해 요인 중 하나로 되어 있다.
본 발명은, 축방향의 치수를 저감시킨 복합라인필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 하나의 측면은, 보빈과, 2개의 코일과, 자기코어를 갖는 복합라인필터로서, 상기 코일은, 축방향에 있어서 서로 이간된 상태에서 상기 보빈에 감겨 있고, 상기 자기코어는 폐자로부와 부자로부를 갖고 있고, 상기 보빈은 상기 폐자로부에 부착되어 있고, 상기 부자로부는 상기 폐자로부로부터 상기 축방향과 교차하는 방향으로 연장되어 있고 또한 상기 축방향에 있어서 상기 코일의 사이에 위치하고 있고, 상기 보빈은 기어를 갖고 있고, 상기 기어는 상기 축방향에 있어서 상기 코일의 사이에 위치하고 있는 복합라인필터를 제공한다.
보빈의 기어는, 축방향에 있어서 보빈에 감긴 코일의 사이에 위치하고 있다. 부자로부의 양 옆에 형성된 구획판도 또한 축방향에 있어서 코일의 사이에 위치하고 있다. 축방향과 직교하는 방향에서 보았을 경우에, 기어는 구획판과 적어도 부분적으로 포개져 있다. 이에 따라 축방향에 있어서 기어 전용의 스페이스를 불필요하게 하여, 복합라인필터의 축방향의 치수를 작게 할 수 있다.
첨부된 도면을 참조하면서 하기의 최선의 실시형태의 설명을 검토함으로써, 본 발명의 목적이 정확하게 이해되고 또한 그 구성에 대하여 더 완전하게 이해될 것이다.
도1은, 본 발명의 제1실시형태에 의한 복합라인필터를 나타내는 사시도이다.
도2는, 도1의 복합라인필터를 나타내는 평면도이다.
도3은, 도2의 복합라인필터를 A-A선을 따라 나타내는 단면도이다. 단 코일은 생략되어 있다.
도4는, 도1의 복합라인필터를 나타내는 저면도이다.
도5는, 도1의 복합라인필터를 나타내는 우측면도이다.
도6은, 도1의 복합라인필터에 포함되는 자기코어를 나타내는 사시도이다.
도7은, 도6의 자기코어를 나타내는 평면도이다.
도8은, 도6의 자기코어를 나타내는 우측면도이다. 보이지 않는 돌기부의 일부와 중앙 레그가 파선으로 나타나 있다.
도9는, 도1의 복합라인필터에 포함되는 보빈을 나타내는 사시도이다.
도10은, 도1의 복합라인필터에 포함되는 단자대를 나타내는 사시도이다.
도11은, 돌기부의 두께와 노멀모드 인덕턴스의 관계를 나타내는 그래프이다.
도12는, 갭폭과 노멀모드 인덕턴스의 관계를 나타내는 그래프이다.
도13은, 본 발명의 제2실시형태에 의한 복합라인필터를 나타내는 사시도이다.
도14는, 도13의 복합라인필터를 나타내는 평면도이다.
도15는, 도13의 복합라인필터를 B-B선을 따라 나타내는 단면도이다. 단 코일은 생략되어 있다.
도16은, 도13의 복합라인필터를 나타내는 저면도이다.
도17은, 도13의 복합라인필터를 나타내는 우측면도이다.
도18은, 도13의 복합라인필터에 포함되는 자기코어를 나타내는 사시도이다.
도19는, 도18의 자기코어를 나타내는 평면도이다.
도20은, 도18의 자기코어를 나타내는 우측면도이다. 보이지 않는 돌기부의 일부와 중앙 레그가 파선으로 나타나 있다.
도21은, 도13의 복합라인필터에 포함되는 단자대를 나타내는 사시도이다.
본 발명에 대해서는 다양한 변형이나 다양한 형태로 실현하는 것이 가능하지만, 그 일례로서 도면에 나타내는 것과 같은 특정한 실시형태에 대하여, 이하에 상세하게 설명한다. 도면 및 실시형태는, 본 발명을 여기에 개시한 특정한 형태에 한정하는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 명시되어 있는 범위 내에서 이루어지는 모든 변형예, 균등물, 대체예를 그 대상에 포함하는 것으로 한다.
(제1실시형태)
도1부터 도5를 참조하면, 본 발명의 제1실시형태에 관한 복합라인필터(compound line filter)(10)는, 보빈(bobbin)(100)과, 2개의 코일(coil)(210, 220)과, 자기코어(magnetic core)(300)와, 단자대(端子臺)(400)를 갖고 있다. 코일(210, 220)은 보빈(100)에 감겨 있다. 상세하게는 코일(210, 220)은, 축방향에 있어서 서로 이간(離間)된 상태에서 보빈(100)에 감겨 있다. 보빈(100)은 자기코어(300)의 폐자로부(閉磁路部)의 일부에 부착되어 있고, 자기코어(300)는 단자대(400)에 부착되어 있다.
도6 및 도7에 나타내는 바와 같이 자기코어(300)는, 중앙 레그(middle leg)(와인딩 코어부(winding core部))(310)와, 2개의 외측 레그(outer leg)(320)와, 2개의 연결부(連結部)(330)와, 2개의 돌기부(突起部)(340)를 갖고 있다. 본 실시형태에 있어서 중앙 레그(310), 외측 레그(320), 연결부(330) 및 돌기부(340)는 일체로 형성되어 있다. 단 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 자기코어(300)는 복수의 부품을 접합하여 구성된 것이더라도 좋다. 그러나 일체로 형성된 자기코어(300)를 이용함으로써 부품 수 및 조립공정 수를 삭감함과 아울러, 조립정밀도에 의존하는 품질저하를 회피할 수 있다.
도6으로부터 이해할 수 있는 바와 같이 중앙 레그(310)는, 대략 원기둥형상을 갖고(도3 및 도8을 참조), 제1방향(X방향, 축방향)으로 연장되어 있다. 외측 레그(320)는, 양단부를 제외하고 편평한 사각기둥형상을 갖고, 중앙 레그(310)와 평행하게 배치되어 X방향으로 연장되어 있다. 외측 레그(320)와 중앙 레그(310)는, X방향과 직교하는 방향(Y방향)으로 소정의 거리만큼 떨어져 있다. 연결부(330)는, 중앙부가 잘록한 사각기둥형상을 갖고, Y방향으로 연장되어 있다. 바꾸어 말하면, 연결부(330)는, 도8에 나타내는 바와 같이 Y방향에 있어서 양단부의 높이가 가장 높고, 중앙부를 향하여 점차적으로 낮아지는 형상을 갖고 있다. 또한 돌기부(340)의 높이(Hp1)는 중앙 레그(310)의 높이(Hm1)보다 높다. 또 높이방향은, X방향(제1방향) 및 Y방향(돌기부(340)의 돌출방향과 평행한 방향)의 쌍방과 직교하는 Z방향(제2방향)이다. 따라서 돌기부(340)의 제2방향에 있어서의 치수(높이(Hp1))는, 중앙 레그(310)의 제2방향에 있어서의 치수(높이(Hm1))보다 길다고도 말할 수 있다. 이와 같이 본 발명에 있어서 부자로부(副磁路部)(돌기부(340))의 치수는, 돌출방향 및 제1방향의 쌍방과 직교하는 제2방향에 있어서 와인딩 코어부(중앙 레그(310))의 치수보다 길다. 이에 따라 부자로부의 단면적이 커지게 되어 자기포화(磁氣飽和)하기 더 어렵게 됨으로써, 원하는 노멀모드 인덕턴스(normal mode inductance)를 얻을 수 있다.
도6 및 도7에 나타내는 바와 같이 연결부(330)는, 2개의 외측 레그(320)와 중앙 레그(310)의 양단부를 각각 연결하고 있다. 상세하게는, 일방(一方)의 연결부(330)는 각 외측 레그(320)의 일방의 단부(端部)와 중앙 레그(310)의 일방의 단부를 연결하고 있고, 타방(他方)의 연결부(330)는 각 외측 레그(320)의 타방의 단부와 중앙 레그(310)의 타방의 단부를 연결하고 있다. 이렇게 하여 연결부(330)와 외측 레그(320)는 서로 연속하여, 중앙 레그(310)의 양단을 2개의 경로에 의하여 연결하는 주자로부(主磁路部)를 형성하고 있다. 또한 각 외측 레그(320)는 중앙 레그(310)와 연결부(330)의 일부와 함께 폐자로부를 형성하고 있다. 또 중앙 레그(310), 외측 레그(320) 및 연결부(330)가 상기와 같이 연결된 자기코어(300)의 형상은, Z방향을 따라 보았을 때에 모난 8자형이다.
도1, 도2, 도4, 도6 및 도7로부터 이해할 수 있는 바와 같이 돌기부(340)는, 외측 레그(320)의 X방향에 있어서의 중앙부로부터 X방향과 교차하는 방향으로 돌출되어 있다. 본 실시형태에서는 돌기부(340)는, 외측 레그(320)로부터 Y방향을 따라 중앙 레그(310)를 향하여 돌출되어 있다. 2개의 외측 레그(320)로부터 돌출되는 2개의 돌기부(340)는, 서로 마주 보는 방향(＋Y방향 및 -Y방향)으로 돌출되어 있다. 돌기부(340)는, 외측 레그(320)로부터 중앙 레그(310)를 향하여 돌출됨으로써 부자로부를 형성한다. 이와 같이 부자로부는 폐자로부의 일부로부터 축방향(X방향)과 교차하는 방향으로 연장되어 있다. 또한 부자로부는 축방향에 있어서 코일(210, 220)의 사이에 위치하고 있다. 중앙 레그(310)는, 각 돌기부(340)의 선단과 대향하는 대향부(對向部)(312)를 갖고 있다. 돌기부(340)의 선단과 중앙 레그(310)의 대향부(312)의 사이에는 소정의 갭(간극)이 형성되어 있다. 또 본 실시형태에 있어서, 각 외측 레그(320)의 X방향의 중앙부로서, 중앙 레그(310)와 대향하는 부분이 폐자로부의 제1부분이다. 또한 중앙 레그(310)의 X방향에 있어서의 중앙부로서, 각 외측 레그(320)와 대향하는 부분이 폐자로부의 제2부분이다. 이와 같이 폐자로부의 제1부분은 코일(210, 220)의 일방의 단부 상호간의 사이에 위치하고, 폐자로부의 제2부분은 코일(210, 220)의 타방의 단부 상호간의 사이에 위치하고 있다. 본 실시형태에 있어서 부자로부는 제1부분으로부터 제2부분을 향하여 돌출되어 있다. 단 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에 있어서 부자로부는, 축방향에 있어서 코일(210, 220)의 사이에 위치하고, 와인딩 코어부 및 주자로부의 일방의 일부로부터 나머지 일방의 대향부를 향하여 축방향과 교차하는 방향으로 돌출되어 있으면 좋다. 바꾸어 말하면, 부자로부는 제1부분과 제2부분의 사이에 위치하고, 제1부분 및 제2부분의 적어도 일방으로부터 타방을 향하여 돌출되어 있으면 좋다.
도7에 나타내는 바와 같이 돌기부(340)는 두께(t1)를 갖고 있다. 돌기부(340)의 두께(t1)는, 도1로부터 이해할 수 있는 바와 같이 코일(210, 220)의 축을 포함하는 평면과 평행하고 또한 돌출방향과 직교하는 방향(X방향)의 치수이다. 본 실시형태에 있어서 돌기부(340)의 두께(t1)는 0.5mm 이상으로 설정된다. 바꾸어 말하면, 돌기부(340)의 두께(t1)의 하한은 0.5mm이다. 도11로부터 이해할 수 있는 바와 같이 돌기부(340)의 두께(t1)와 노멀모드에 있어서의 노멀모드 인덕턴스(Ln)는 비례관계에 있으며, 두께(t1)가 0.5mm를 하회하면 필요한 노멀모드 인덕턴스(Ln)가 얻어지지 않기 때문이다. 이것은, 돌기부(340)의 두께(t1)의 감소에 따라 자기코어(300)의 인덕션 계수(induction factor)(AL)가 저하되는 것에 기인한다. 인덕션 계수(AL)의 저하에 대하여, 코일(210, 220)의 권수(卷數)를 증가시킴으로써 노멀모드 인덕턴스(Ln)를 상승시키는 것을 생각할 수 있지만, 그 경우에 저항(Rdc)이 증가하여 버린다. 또한 돌기부(340)의 두께(t1)가 감소되면 자기포화되기 쉽게 된다.
또한 본 실시형태에 있어서 돌기부(340)의 두께(t1)는 D1/2mm 이하로 설정된다. 바꾸어 말하면, 돌기부(340)의 두께(t1)의 상한은 D1/2mm이다. 여기에서 D1은, 도7에 나타내는 바와 같이 돌기부(340)의 돌출방향과 직교하는 X방향에 있어서의 폐자로부의 내부치수이다. 자기코어(300)의 외형 사이즈가 규정되어 있는 경우에 돌기부(340)의 두께(t1)의 증가는, 코일(210, 220)을 감는 스페이스의 감소 즉 코일(210, 220)의 권수 N의 감소를 의미한다. 노멀모드 인덕턴스(Ln)는 코일(210, 220)의 권수 N의 제곱에 비례하기 때문에, 권수 N의 감소는 노멀모드 인덕턴스(Ln)에 크게 영향을 미친다. 따라서 돌기부(340)의 두께(t1)는 D1/2mm 이하일 필요가 있다. 단 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 자기코어의 형상에 따라 폐자로의 내부치수를 대신하여 내경이 채용되는 경우도 있다. 즉 본 발명에 있어서 제1방향에 있어서의 부자로부의 치수의 상한은, 제1방향에 있어서의 폐자로부의 내부치수 또는 내경을 Dmm로 하고, D/2mm이면 좋다. 돌기부(340)의 두께(t1)는 3.0mm 이하이면 더 좋다.
또한 본 실시형태에 있어서 돌기부(340)와 대향부(312) 사이의 거리(갭폭)(Wg1)(도7을 참조)는, 0을 포함하지 않고, 대향부(312)와 돌기부(340)의 시작부분(제1부분)까지의 거리보다 짧으면 좋다. 갭폭(Wg1)은 자기코어(300)의 재료나 원하는 노멀모드특성에 따라 설정된다. 예를 들면 갭폭(Wg1)은 0.1mm 이상, 2.0mm 이하로 설정할 수 있다. 이 경우에 갭폭(Wg1)의 하한은 0.1mm이고, 상한은 2.0mm이다. 이와 같이 본 발명에 있어서는, 부자로부(돌기부(340))와 대향부(중앙 레그(310)) 사이의 거리의 하한을 0.1mm로 하고, 상한을 2.0mm로 할 수 있다. 이와 같이 갭폭(Wg1)을 제한하는 것은 다음의 이유에 의한다. 즉 갭폭(Wg1)이 감소되면, 누설자속이 증가하여 자기포화를 일으키기 때문에 직류중첩특성이 악화되기 때문이다. 또한 도12로부터 이해할 수 있는 바와 같이 갭폭(Wg1)이 지나치게 넓어지게 되면, 필요한 노멀모드 인덕턴스(Ln)가 얻어지지 않기 때문이다.
상기한 바와 같이 본 실시형태에 의한 복합라인필터(10)에 있어서, 부자로부(돌기부(340))는 폐자로(중앙 레그(310) 및 외측 레그(320))의 제1부분 및 제2부분으로부터 돌출되도록 구성되어 있기 때문에, 2개의 부품을 조합시키는 경우에 비하여 치수의 불균일을 억제할 수 있어, 특성의 불균일을 억제할 수 있다. 또한 치수의 불균일이 억제되기 때문에, 돌기부(340)의 두께(t1)와 갭폭(Wg1)을 각각 소정의 범위 내에 수용하는 것이 용이하게 된다. 또한 돌기부(340)의 두께(t1)와 갭폭(Wg1)을 각각 소정의 범위 내에 수용할 수 있기 때문에, 노멀모드 인덕턴스(Ln)를 비롯한 특성을 향상시킬 수 있다.
또 본 실시형태에 있어서 돌기부(340)는 외측 레그(320)로부터 중앙 레그(310)를 향하여 돌출되어 있지만, 돌기부(340)는 중앙 레그(310)로부터 외측 레그(320)를 향하여 돌출되도록 형성되어도 좋다. 단 중앙 레그(310)의 굵기에 비하면 외측 레그(320)의 두께쪽이 설계의 자유도(自由度)가 높기 때문에, 돌기부(340)를 외측 레그(320)에 형성한 쪽이 돌기부(340)의 돌출치수를 크게 할 수 있다는 이점이 있다. 또한 돌기부(340)를 중앙 레그(310)에 형성한 경우에는, 보빈(100)을 축방향으로 2분할하지 않으면 회전 불능으로 되기 때문에 부품 수의 증가를 초래한다.
도9에 나타내는 바와 같이 보빈(100)은, 원통부(圓筒部)(110)와, 복수의 돌출부(120)와, 2개의 기어(130)를 갖고 있다. 원통부(110)는, 제1방향(X방향, 축방향)으로 연장되는 중심축을 갖고 있다. 원통부(110)의 외주면 위에 코일(210, 220)이 감김으로써, 코일(210, 220)의 축은 원통부(110)의 중심축과 일치한다. 돌출부(120)는, 중심축과 직교하는 지름방향에 있어서 원통부(110)의 외주면으로부터 외측을 향하여 넓어지고 있다. 돌출부(120)에는, 그 목적에 따라 몇 개의 노치(notch)가 형성되어 있다. 도1, 도2 및 도4로부터 이해할 수 있는 바와 같이 X방향에 있어서 중앙 근처의 6개의 돌출부(120)는, 원통부(110)에 감기는 코일(210, 220)의 X방향의 위치를 규정한다. 특히 X방향에 있어서 가장 내측에 위치하는 2개의 돌출부(120) 즉 내측 돌출부(122)는, X방향에 있어서 코일(210, 220) 사이의 거리를 규정한다.
도9에 나타내는 바와 같이 2개의 기어(130)는, 내측 돌출부(122)의 서로 대향하는 면 위에 형성되어 있다. 바꾸어 말하면, 기어(130)는 X방향에 있어서 내측 돌출부(122)의 사이에 위치한다. 2개의 기어(130)는, 동일 형상을 갖고, X축과 수직인 면에 관하여 경면대칭(鏡面對稱)이 되도록 배치되어 있다. 도1, 도2 및 도4로부터 이해할 수 있는 바와 같이 보빈(100)에 코일(210, 220)이 감긴 상태에서, 기어(130)는 코일(210, 220)의 사이에 위치한다.
도9로부터 이해할 수 있는 바와 같이 보빈(100)은 2개의 스풀부품(spool部品)(102)으로 구성되어 있다. 각 스풀부품(102)은, 중심축을 포함하는 평면으로 보빈(100)을 2분할한 것과 대략 동일하다. 2개의 스풀부품(102)은, 동일 형상으로 형성되어도 좋고, 다른 형상부분을 포함하고 있어도 좋다. 어쨌든 각 스풀부품(102)은, 하프 파이프(half pipe) 모양의 원통부(110)의 일부를 포함하고 있다. 2개의 스풀부품(102)의 사이에 자기코어(300)의 중앙 레그(310)를 끼우도록 이들 스풀부품(102)을 조합시켜서 서로 고정함으로써, 보빈(100)은 자기코어(300)의 중앙 레그(310)에 부착된다. 보빈(100)은, 중앙 레그(310)에 부착된 상태에서 중앙 레그(310)를 중심으로 하여 회전하는 것이 가능하다.
도10을 참조하면, 단자대(400)는, 기부(基部)(410)와, 2쌍의 벽부(壁部)(420)와, 2쌍의 핀(pin)(430)(도4를 참조)을 갖고 있다. 각 벽부(420)는 메인부(main部)(422)와 구획판(區劃板)(424)을 갖고 있다. 이와 같이 본 실시형태에서는 구획판(424)은 단자대(400)의 일부이다. 기부(410)는 대략 사각형의 프레임 형상을 갖고 있다. 벽부(420)는, 기부(410)의 Y방향에 있어서 서로 대향하는 2개의 내측 가장자리를 따라 형성되고, 기부(410)로부터 상방(＋Z방향)으로 돌출되어 있다. 상세하게는 벽부(420)의 메인부(422)는 기부(410)의 내측 가장자리를 따라 형성되어 있다. 쌍을 이루는 벽부(420)의 메인부(422)는, 서로 다른 기부(410)의 내측 가장자리에 형성되고, Y방향에 있어서 서로 대향하고 있다. X방향으로 배열되는 메인부(422)는 서로 다른 벽부(420)의 쌍에 속한다. X방향으로 배열되는 메인부(422)는 소정의 거리만큼 서로 떨어져 있다. 구획판(424)은, X방향으로 배열되는 2개의 메인부(422)의 X방향에 있어서의 내측의 단부에 각각 형성되어 있다. 쌍을 이루는 벽부(420)의 구획판(424)은 서로 마주 보도록 Y방향을 따라 돌출되어 있다. 기부(410)와 벽부(420)는 수지(樹脂)를 사용하여 일체로 성형될 수 있다. 핀(430)은, 기부(410)의 네 모퉁이 부근에 형성되고, 기부(410)로부터 하방(-Z방향)을 향하여 돌출되어 있다. 쌍을 이루는 핀(430)은 Y방향으로 배열되어 있다. 핀(430)은 금속제이고, 인서트 성형(insert molding)에 의하여 기부(410) 및 벽부(420)와 일체로 성형될 수 있다. 도4에 나타내는 바와 같이 핀(430)에는, 코일(210, 220)을 구성하는 권선의 단부가 감겨서 접속된다. 각 코일(210, 220)의 권선의 단부는 쌍을 이루는 핀(430)에 각각 접속된다.
본 실시형태의 복합라인필터(10)는 개략적으로 다음의 공정에 의하여 제조된다. 우선 도9의 보빈(100)을 도6의 자기코어(300)에 부착한다. 다음에 보빈(100)이 부착된 자기코어(300)를 도10의 단자대(400)에 부착한다. 다음에 보빈(100)에 코일(210, 220)의 권선을 감고, 그 단부를 단자대(400)의 핀(430)에 고정(접속)한다. 이렇게 하여 복합라인필터(10)가 완성된다.
코일(210, 220)의 권선을 보빈(100)에 감는 공정에 있어서 기어(130)가 이용된다. 상세하게는, 도면에 나타내지 않은 구동모터 등에 의하여 구동되는 구동기어의 톱니(도면에 나타내지 않는다)를 기어(130)의 톱니와 맞물리게 하고, 중앙 레그(310)를 축으로 하여 보빈(100)을 회전시킨다. 본 실시형태에 있어서 2개의 기어(130)는 단일의 구동기어에 의하여 구동된다. 상세하게는 2개의 기어(130)의 톱니폭(X방향의 두께)은 구동기어의 톱니폭에 비하여 상당히 좁다. 그리고 2개의 기어(130)는 구동기어의 톱니폭방향(X방향)의 양단부에 있어서 구동기어와 맞물리도록 배치된다. 이 구성에 의하여, 구동기어의 톱니폭에 대응하는(동일한 정도 사이즈의) 톱니폭의 기어를 보빈(100)에 형성하였을 경우와 동등한 구동안정성과 신뢰성을 실현할 수 있다. 또 기어(130)의 강도를 확보할 수 있으면, 기어(130)의 수는 1개이더라도 좋다.
도9로부터 이해할 수 있는 바와 같이 보빈(100)의 단체(單體)에 있어서, 2개의 기어(130) 사이에는 아무것도 존재하지 않는다. 한편 도1, 도2 및 도4에 나타내는 바와 같이 보빈(100)이 자기코어(300)에 부착된 상태에서, 기어(130)의 사이에는 돌기부(340)가 배치된다. 즉 본 실시형태에서는, X방향에 있어서 구동기어(도면에 나타내지 않는다)의 톱니폭에 대응하는 범위 내에, 그 구동기어와 맞물리는 기어(130)뿐만 아니라 돌기부(340)가 형성되어 있다. 이에 따라 본 실시형태에서는, 구동기어의 톱니폭에 대응하는 톱니폭을 갖는 기어를 보빈(100)에 형성한 경우에 비하여 축방향의 사이즈를 작게 할 수 있다.
도1부터 도4까지의 도면에서 이해할 수 있는 바와 같이 본 실시형태에서는, X방향을 따라 보았을 경우에 기어(130)와 돌기부(340)는 부분적으로 포개져 있다. 즉 기어(130)의 지름은 돌기부(340)의 존재에 의하여 제한되지 않는다. 그리고 기어(130)의 지름을 크게 함으로써, 작은 구동력에 의해서도 권선을 확실하게 감을 수 있다. 또한 작은 구동력으로 권선을 감기 때문에, 기어(130)에 요구되는 강도도 작아지게 된다.
도1, 도2 및 도4를 참조하면, 돌기부(340)는, X방향에 있어서 코일(210, 220)의 사이에 위치하고 있고 또한 기어(130)의 사이에 위치하고 있다. 또한 돌기부(340)는, Y방향에 있어서 외측 레그(320)의 일부와 중앙 레그(310)의 대향부(312)(도6을 참조)의 사이에 위치하고 있다. 구획판(424)은, X방향에 있어서 돌기부(340)의 양 옆에 형성되어 있고 또한 코일(210, 220)의 사이에 위치하고 있다. 기어(130)도 또한 X방향에 있어서 코일(210, 220)의 사이에 위치하고 있다. 기어(130)는 또한 X방향에 있어서 돌기부(340)의 외측에 위치하고 있다. 즉 각 기어(130)는, X방향에 있어서 돌기부(340)와 내측 돌출부(122) 중 어느 일방과의 사이에 위치하고 있다. 그리고 기어(130)는, Y방향을 따라 보았을 경우에 적어도 부분적으로 구획판(424)과 포개져 있다. 여기에서 구획판(424)은, 코일(210, 220)과 돌기부(340)의 사이에 필요한 절연거리(연면거리(沿面距離))를 확보하기 위한 것으로서 필요불가결한 것이다. 기어(130)의 적어도 일부는, 이 구획판(424)과 포개지도록 배치되어 있기 때문에, 그 부분에 관해서는 X방향에 있어서 설치를 위한 특별한 스페이스를 필요로 하지 않는다. 본 실시형태에서는, 기어(130)의 대부분이 구획판(424)과 포개져 있어, 기어(130)를 형성하기 위한 특별한 스페이스를 거의 필요로 하지 않는다. 따라서 본 실시형태에서는, 외측 돌출부의 일방에 기어를 형성하는 특허문헌1의 라인필터에 비하여 축방향의 치수를 작게 할 수 있다.
(제2실시형태)
도13부터 도17을 참조하면, 본 발명의 제2실시형태에 관한 복합라인필터(10A)는, 제1실시형태에 관한 복합라인필터(10)에 있어서의 자기코어(300)의 외측 레그(320)의 일방과 연결부(330)의 일부를 제거한 것과 같은 구성을 갖고 있다. 이하, 복합라인필터(10A)의 복합라인필터(10)와 다른 점에 대하여 설명한다.
본 실시형태의 복합라인필터(10A)의 자기코어(300A)는, 도18 및 도19에 나타내는 바와 같이 중앙 레그(와인딩 코어부)(310A)와, 1개 외측 레그(320A)와, 2개의 연결부(330A)와, 1개 돌기부(340A)를 갖고 있다. 연결부(330A)와 외측 레그(320A)는 서로 연속되어 있어, 중앙 레그(310A)의 양단을 연결하여 주자로부를 형성하고 있다. 또한 중앙 레그(310A), 외측 레그(320A) 및 연결부(330A)는 폐자로부를 형성하고 있다. 중앙 레그(310A), 외측 레그(320A) 및 연결부(330A)가 이렇게 연결된 자기코어(300A)의 형상은, Z방향을 따라 보았을 때에 네모난 프레임 모양이다. 돌기부(340A)는, 외측 레그(320A)의 X방향에 있어서의 중앙부로부터 중앙 레그(310A)를 향하여 Y방향을 따라 돌출되어 있다. 제1실시형태와 마찬가지로 돌기부(340A)의 선단과 중앙 레그(310A)의 대향부(312A)의 사이에는 소정의 갭(간극)이 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서 자기코어(300A)는, 도20으로부터 이해할 수 있는 바와 같이 상하대칭의 형상으로 형성되어 있다.
도19에 나타내는 바와 같이 돌기부(340A)는 X방향의 치수인 두께(t2)를 갖고 있다. 두께(t2)는, 제1실시형태의 두께(t1)와 마찬가지로 0.5mm 이상, D2/2mm 이하(D2 : 폐자로부의 X방향에 있어서의 내부치수)로 설정된다. 또한 돌기부(340A)와 대향부(312A) 사이의 거리(갭폭)(Wg2)는 0.1mm 이상, 2.0mm 이하로 설정된다. 모두 제1실시형태와 동일한 이유에 의한다. 본 실시형태에 있어서도 돌기부(340A)의 두께(t2)와 갭폭(Wg2)을 각각 소정의 범위 내에 수용하도록 함으로써 노멀모드 인덕턴스(Ln)를 비롯한 특성의 향상이 실현된다.
도21을 참조하면, 단자대(400A)는, 기부(410A)와, 2개의 벽부(420A)와, 2대의 핀(430A)(도16을 참조)을 갖고 있다. 각 벽부(420A)는 메인부(422A)와 구획판(424A)을 갖고 있다. 기부(410A)는, 대략 사각형의 프레임부(412)와, 프레임부(412)의 중앙에 형성된 빔부(beam部)(414)를 갖고 있다. 프레임부(412)의 상면의 일부에는, 도17에 나타내는 바와 같이 자기코어(300A)의 형상에 대응하는 경사가 형성되어 있다. 또한 도21에 나타내는 바와 같이 빔부(414)에는, 보빈(100)의 기어(130)(도9 및 도13을 참조)의 일부를 수용하는 오목부(416)가 형성되어 있다. 각 벽부(420A)는, 기부(410A)의 Y방향에 있어서 서로 대향하는 2개의 내측 가장자리의 일방을 따라 형성되어 있다. 2개의 벽부(420A)의 메인부(422A)는, 빔부(414)를 사이에 두고 X방향으로 배열되어 있고, 기부(410A)로부터 상방(＋Z방향)으로 돌출되어 있다. 또한 2개의 벽부(420A)의 구획판(424A)은, 2개의 메인부(422)의 X방향에 있어서의 내측의 단부로부터 Y방향을 따라 돌출되어 있다. 핀(430A)은, 기부(410A)의 네 모퉁이로부터 약간 떨어진 위치에 형성되어 있다.
본 실시형태에 있어서도 도9에 나타내는 보빈(100)을 사용하여, 도13 및 도14에 나타내는 바와 같이 기어(130)의 사이에 돌기부(340A)를 배치하도록 하였기 때문에, 구동기어의 톱니폭에 대응하는 톱니폭을 갖는 기어를 보빈(100)에 형성한 경우에 비하여 축방향의 사이즈를 작게 할 수 있다.
또한 본 실시형태에 있어서도 도13부터 도15까지의 도면에서 이해할 수 있는 바와 같이 X방향을 따라 보았을 경우에, 기어(130)와 돌기부(340A)는 부분적으로 포개져 있다. 따라서 기어(130)의 지름은 돌기부(340A)의 존재에 의하여 제한되지 않아서, 기어(130)의 지름을 크게 함으로써 작은 구동력에 의해서도 권선을 확실하게 감을 수 있다.
또한 도13 및 도14로부터 이해할 수 있는 바와 같이 본 실시형태에 있어서도 돌기부(340A)는, X방향에 있어서 코일(210, 220)의 사이에 있어서 기어(130)의 사이에 위치하고 있다. 또한 돌기부(340A)는, Y방향에 있어서 외측 레그(320A)의 일부와 중앙 레그(310A)의 대향부(312A)의 사이에 위치하고 있다. 구획판(424A)은, X방향에 있어서 돌기부(340A)의 양 옆에 형성되어 있고 또한 코일(210, 220)의 사이에 위치하고 있다. 기어(130)도 또한 X방향에 있어서 코일(210, 220)의 사이에 위치하고 있다. 즉 각 기어(130)는, X방향에 있어서 돌기부(340A)와 내측 돌출부(122) 중 어느 일방과의 사이에 위치하고 있다. 그리고 기어(130)는, Y방향을 따라 보았을 경우에 적어도 부분적으로 구획판(424A)과 포개져 있다. 본 실시형태에 있어서도 제1실시형태와 마찬가지로 기어(130)의 적어도 일부는 구획판(424A)와 포개져 있기 때문에, 그 부분에 관해서는 X방향에 있어서 형성을 위한 특별한 스페이스를 필요로 하지 않는다. 따라서 본 실시형태의 복합라인필터(10A)는, 외측 돌출부에 기어를 형성하는 특허문헌1의 라인필터에 비하여 축방향의 치수를 작게 할 수 있다.
이상, 본 발명에 대하여 실시형태를 들어 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니어서 다양한 변형, 변경이 가능하다. 예를 들면 상기 실시형태에서는, 일체로 형성된 자기코어(300, 300A)를 사용하였지만, 자기코어(300, 300A)는 복수의 코어부품을 갭이 형성되지 않도록 조합시켜서 구성되어도 좋다. 또한 자기코어(300, 300A)는, 소정의 특성을 실현할 수 있는 한도 내에서 그 형상을 변경하는 것이 가능하다.
본 발명은 2016년 6월 23일에 일본국 특허청에 제출된 일본국 특허출원 제2016―124759호 및 2016년 6월 24일에 일본국 특허청에 제출된 일본국 특허출원 제2016―125887호에 의거하고 있으며, 본 발명의 내용은 상기 일본국 특허출원들을 참조하여 본 명세서의 일부로 한 것이다.
본 발명의 최선의 실시형태에 대하여 설명하였지만, 당업자에게는 명백한 바와 같이 본 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위에서 실시형태를 변형하는 것이 가능하고, 그러한 실시형태는 본 발명의 범위에 속하는 것이다.
10, 10A : 복합라인필터
100 : 보빈
102 : 스풀부품
110 : 원통부
120 : 돌출부
122 : 내측 돌출부
130 : 기어
210, 220 : 코일
300, 300A : 자기코어
310, 310A : 중앙 레그(와인딩 코어부)
312, 312A : 대향부
320, 320A : 외측 레그
330, 330A : 연결부
340, 340A : 돌기부
400, 400A : 단자대
410, 410A : 기부
412 : 프레임부
414 : 빔부
416 : 오목부
420, 420A : 벽부
422, 422A : 메인부
424, 424A : 구획판
430, 430A : 핀

Claims (14)

  1. 보빈(bobbin)과, 2개의 코일(coil)과, 자기코어(magnetic core)를 갖는 복합라인필터(compound line filter)로서,
    상기 코일은, 축방향에 있어서 서로 이간(離間)된 상태에서 상기 보빈에 감겨 있고,
    상기 자기코어는, 폐자로부(閉磁路部)와, 부자로부(副磁路部)를 갖고 있고,
    상기 보빈은, 상기 폐자로부에 부착되어 있고,
    상기 부자로부는, 상기 폐자로부로부터 상기 축방향과 교차하는 방향으로 연장되어 있고 또한 상기 축방향에 있어서 상기 코일의 사이에 위치되어 있고,
    상기 보빈은, 기어(gear)를 갖고 있고,
    상기 기어는, 상기 축방향에 있어서 상기 코일의 사이에 위치하고 있는
    복합라인필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폐자로부는, 상기 축방향으로 연장되는 와인딩 코어부(winding core部)와, 상기 와인딩 코어부의 양단을 연결하는 주자로부(主磁路部)를 갖고 있고,
    상기 보빈은, 상기 와인딩 코어부에 부착되어 있고,
    상기 부자로부는, 상기 축방향과 직교하는 방향에 있어서 상기 주자로부의 일부와 상기 와인딩 코어부의 사이에 위치하고 있는
    복합라인필터.
  3. 제2항에 있어서,
    2개의 구획판(區劃板)을 더 갖고,
    상기 구획판은, 상기 축방향에 있어서 상기 부자로부의 양 옆에 형성되어 있고 또한 상기 코일의 사이에 위치하고 있고,
    상기 기어는, 상기 축방향과 직교하는 방향에서 본 경우에 적어도 부분적으로 상기 구획판과 포개져 있는
    복합라인필터.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 기어와 상기 부자로부는, 상기 축방향을 따라 보았을 경우에 부분적으로 포개져 있는 복합라인필터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보빈에는, 상기 코일의 위치결정을 하는 복수의 돌출부가 형성되어 있고,
    상기 돌출부는, 상기 축방향에 있어서 내측에 위치하는 2개의 내측 돌출부를 포함하고 있고,
    상기 축방향에 있어서 상기 내측 돌출부의 사이에 상기 기어가 2개 형성되어 있고,
    상기 부자로부는, 상기 축방향에 있어서 상기 기어의 사이에 위치하고 있고,
    상기 기어는, 상기 축방향을 따라 보았을 경우에 서로 대향하고 있는
    복합라인필터.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 자기코어는, 일체로 형성되어 있고,
    상기 부자로부는, 상기 주자로부로부터 상기 와인딩 코어부를 향하여 연장되어 있는
    복합라인필터.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 코일의 권선(捲線)의 단부(端部)가 접속되는 핀을 구비하는 단자대(端子臺)를 더 갖고 있고,
    상기 구획판은, 상기 단자대의 일부인
    복합라인필터.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 부자로부는, 상기 코일의 일방(一方)의 단부 상호간의 사이에 위치하는 상기 폐자로부의 제1부분과, 상기 코일의 나머지 일방의 단부 상호간의 사이에 위치하는 상기 폐자로부의 제2부분의 사이에 위치하고 있고,
    상기 부자로부는, 상기 제1부분 및 상기 제2부분의 적어도 일방으로부터 타방(他方)을 향하여 돌출되어 있고,
    상기 부자로부의 선단과 상기 선단이 대향하는 대향부(對向部)와의 사이에는 간극이 형성되어 있고,
    상기 대향부는, 상기 부자로부가 상기 제1부분 및 상기 제2부분의 일방으로부터 돌출되어 있을 때에는, 상기 제1부분 및 상기 제2부분의 타방이고, 상기 부자로부가 상기 제1부분 및 상기 제2부분의 양방으로부터 돌출되어 있을 때에는, 2개의 부자로부의 선단의 어느 일방이고,
    상기 부자로부가 돌출된 돌출방향과 직교하는 제1방향에 있어서의 상기 부자로부의 치수의 하한이 0.5mm인
    복합라인필터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 폐자로부는, 와인딩 코어부를 갖고 있고,
    상기 부자로부는, 상기 와인딩 코어부를 향하여 연장되어 있고,
    상기 보빈은, 상기 와인딩 코어부에 부착되어 있고,
    상기 돌출방향 및 상기 제1방향의 쌍방과 직교하는 제2방향에 있어서, 상기 부자로부의 치수는 상기 와인딩 코어부의 치수보다도 긴
    복합라인필터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 폐자로부는, 상기 와인딩 코어부의 양단을 연결하는 주자로부를 갖고 있고,
    상기 와인딩 코어부는, 상기 대향부를 갖고 있고,
    상기 와인딩 코어부는, 상기 축방향으로 연장되어 있고,
    상기 부자로부는, 상기 주자로부로부터 상기 대향부를 향하여 돌출되어 있고,
    상기 돌출방향은 상기 축방향과 교차하는 방향인
    복합라인필터.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 부자로부와 상기 대향부 사이의 거리의 하한이 0.1mm인 복합라인필터.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제1방향에 있어서의 상기 폐자로부의 내부치수 또는 내경(內徑)을 Dmm로 하고,
    상기 제1방향에 있어서의 상기 부자로부의 상기 치수의 상한이 D/2 mm인
    복합라인필터.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 부자로부와 상기 대향부 사이의 상기 거리의 상한이 2.0mm인 복합라인필터.
  14. 자기코어와 2개의 코일을 구비하는 복합라인필터로서,
    상기 자기코어는, 일체로 형성되고 또한 폐자로부와 부자로부를 갖고 있고,
    상기 코일은, 상기 폐자로부에 서로 이간된 상태에서 감겨 있고,
    상기 부자로부는, 상기 코일의 일방의 단부 상호간의 사이에 위치하는 상기 폐자로부의 제1부분과, 상기 코일의 나머지 일방의 단부 상호간의 사이에 위치하는 상기 폐자로부의 제2부분의 사이에 위치하고 있고,
    상기 부자로부는, 상기 제1부분 및 상기 제2부분의 적어도 일방으로부터 타방을 향하여 돌출되어 있고,
    상기 부자로부의 선단과 상기 선단이 대향하는 대향부의 사이에는 간극이 형성되어 있고,
    상기 대향부는, 상기 부자로부가 상기 제1부분 및 상기 제2부분의 일방으로부터 돌출되어 있을 때에는, 상기 상기 제1부분 및 상기 제2부분의 타방이고, 상기 부자로부가 상기 제1부분 및 상기 제2부분의 양방으로부터 돌출되어 있을 때에는, 2개의 부자로부의 선단의 어느 일방이고,
    상기 부자로부가 돌출된 돌출방향과 직교하는 제1방향에 있어서의 상기 부자로부의 치수의 하한이 0.5mm인
    복합라인필터.
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