KR20200037387A - 자기 코어 및 자기 코어를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 복수의 갭을 갖는 슬롯형 자기 코어 및 이와 같은 자기 코어의 제조 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 자성 페라이트로 이루어진 본체 내로 복수의 갭이 본체 내에 도입되는데, 이들 갭은 본체 내에 부분적으로만 침투된다. 그 다음에, 갭들을 갖는 본체가 피복에 의해 고정된 후에 본체의 일 섹션이 제거됨으로써, 자성 페라이트는 피복에 의해서만 결합되는 복수의 개별 세그먼트로 해체된다.

Description

자기 코어 및 자기 코어를 제조하기 위한 방법

본 발명은, 슬롯형 자기 코어를 제조하기 위한 방법 및 슬롯형 자기 코어에 관한 것이다.

문헌 DE 10 2015 218 715 A1호는, 인쇄회로기판을 갖는 변류기 모듈을 개시하며, 상기 문헌에서는 인쇄회로기판의 리세스 내에 철심이 통합되어 있다. 이 경우, 변류기 모듈의 2차 회로를 형성하는 권선이 인쇄회로기판상에 배치된다.

전력 전자 분야에서는 에너지 변환을 위한 유도 부품(inductive components)이 매우 빈번하게 사용된다. 이러한 유도 부품에 대한 일례가 스위칭 전원 공급 장치이다. 이 경우, 유도 부품을 위해, 하나 또는 복수의 갭, 특히 에어 갭을 가진, 바람직하게 연자성인 코어가 사용된다.

이 경우, 어셈블리의 소형화의 범주에서 점점 더 소형의 유도 부품이 사용된다. 따라서, 유도 부품을 위해 더 작은 구조 크기를 갖는 코어의 필요성도 점점 더 많아지고 있다.

본 발명은, 특허 청구항 1의 특징들을 갖는 자기 코어, 특히 코일 코어를 제조하기 위한 방법, 및 특허 청구항 8의 특징들을 갖는 자기 코어를 개시한다.

그에 따라, 다음과 같은 구성이 제안된다:

자기 코어를 제조하기 위한 방법. 이 방법은, 자성 페라이트를 갖는 본체를 제공하는 단계를 포함한다. 본체는, 이 본체의 가상 축을 따라 제1 부분 영역과, 가상 축과 관련하여 축방향 또는 반경방향으로 제1 부분 영역에 이어지는 제2 부분 영역을 포함한다. 이 방법은, 본체의 제1 부분 영역 내로 복수의 갭을 도입하기 위한 또 다른 단계를 포함한다. 도입된 갭은 본체 내에서 가상의 축에 대해 반경방향으로 연장된다. 이 경우, 갭은 본체의 제1 부분 영역 내에만 침투된다. 제2 부분 영역은 바람직하게 갭 없이 유지된다. 그 다음 단계에서, 갭을 갖는 본체가 전기 절연 재료로 피복된다. 전기 절연 피복은 동시에, 갭을 갖는 본체를 기계적으로 안정화시키는 기능도 담당한다. 마지막으로, 본체의 제2 부분 영역이 제거됨으로써, 본체의 피복된 슬롯형의 제1 부분 영역만 남게 된다.

또한, 다음과 같은 구성도 제안된다:

가상의 축을 따라 재료가 없는 내부 영역을 포함하는, 자성 페라이트를 가진 본체를 구비한 자기 코어. 내부 영역에는, 가상 축에 대해 반경방향으로 페라이트를 갖는 본체가 이어진다. 본체는, 서로 반경방향으로 연장되는 복수의 갭을 포함한다. 이들 갭은 본체를 복수의 별도의 세그먼트로 분할한다. 또한, 본체는 적어도 부분적으로, 갭을 갖는 본체를 안정화시키는 전기 절연 재료로 피복된다.

본 발명은, 에어 갭을 가진 소형 자기 코어의 제조가 하나의 도전이라는 인식에 기초한다.

코어 내의 에어 갭들로 인해, 자성 페라이트로 이루어진 코어가 복수의 개별 세그먼트로 분할된다. 종래의 코어에서는 개별 세그먼트들이 통상 서로 연결되지 않는다. 그렇기 때문에, 이러한 코어의 개별 세그먼트들을 결합하여 하나의 전체 부품을 형성하는 것이 바로 소형화의 과정에서 하나의 큰 도전이다.

그렇기 때문에, 본 발명은, 상기 인식을 고려하여, 슬롯형 코어, 특히 더 작은 구조 크기의 코어를 제조하기 위한 방법을 제공하려는 사상에 기초하며, 이 방법은 한 편으로는 정확하게 정의된 갭 치수로 간단하게 구현될 수 있고, 더욱이 이 방법은 간단하게, 효율적으로, 그리고 이로써 경제적으로 추가로 가공될 수 있는 코어를 제공한다.

특히, 이 경우, 본 발명의 사상은, 슬롯형 자기 코어를 위한 출발 베이스로서, 예를 들어 자성 페라이트를 갖는 중실형 본체를 사용하는 것이다. 이와 같은 중실형 본체 내로 먼저 원하는 갭이 도입된다. 이 경우, 원하는 갭은 일반적으로 본체 내에서 가상의 축을 향해 반경방향으로 연장된다. 하지만, 이 경우, 갭이 축방향 또는 반경방향으로는 본체 내에 완전히 도입되지 않고 부분적으로만 도입됨으로써, 본체는 비슬롯형 부분 영역에 의해 함께 파지된다. 그 다음에, 본체가 적어도 부분적으로 피복된다. 이 경우, 피복은 특히, 갭이 도입된 본체의 외표면의 피복을 포함한다. 또한, 가상의 축이 시작되는 단부면도 적어도 부분적으로 피복될 수 있다. 바람직하게는, 피복 시 갭을 갖는 본체의 영역이 덮인다. 이러한 피복에 의해, 갭을 갖는 본체가 안정화될 수 있다. 그 다음에, 지금까지 슬롯형 본체를 함께 파지하고 있던 본체의 부분 영역이 제거된다. 이 경우, 안정화 작용을 하는 피복으로 인해, 갭에 의해 형성되는 개별 세그먼트들이 서로에 대한 상대 위치에 계속 고정된 상태로 유지된다.

따라서, 본체 내의 갭까지 연장되는 본체의 부분 영역이 가상의 축을 따라 제거될 수 있다. 안정화 작용을 하는 피복으로 인해, 상응하는 부분 영역의 제거 후에도, 자성 페라이트를 갖는 개별 세그먼트들은 계속해서 서로 떨어질 수 없다.

이와 같은 방식으로, 복수의 에어 갭을 갖는 자기 코어가 매우 간단하고 효율적이며 신속하고 비용 효율적인 방식으로 제조될 수 있다. 이 경우, 자기 코어의 개별 세그먼트가 전체 제조 공정 동안 서로에 대한 상대 위치에 고정된 상태로 유지됨으로써, 자기 코어의 별도의 세그먼트들의 복잡한 배열이 생략될 수 있다. 특히, 이때 다름 아닌 소형의 슬롯형 자기 코어의 경우에는 매우 정밀한 에어 갭들이 제공될 수 있다.

갭을 본체 내에 도입하는 공정은 임의의 적합한 방법에 의해서 수행될 수 있다. 예를 들어, 갭은 톱질, 특히 마이크로 톱질에 의해 본체 내에 도입될 수 있다. 또는, 예컨대 레이저 빔을 이용한 구조화 또는 유체 젯(fluid jet), 예컨대 워터젯 등을 이용한 절단과 같은 또 다른 방법도 본체 내로 갭을 도입하는 데 이용될 수 있다. 이러한 방식으로 특히 좁은 갭이 본체 내에 도입될 수 있다. 이 방법은 원칙적으로 단 하나의 갭을 갖는 자기 코어를 위해서도 적합하다. 하지만, 이 방법의 특별한 장점은 다름 아니라 특히 복수의 에어 갭, 예를 들어 2개, 3개, 4개, 6개, 8개 또는 임의의 다른 수의 에어 갭을 갖는 자기 코어에서 나타난다.

이 경우, 에어 갭의 폭은 전체 갭에 걸쳐 반경방향으로 그리고/또는 축방향으로 일정할 수 있다. 대안적으로, 세그먼트의 폭이 반경방향으로 그리고/또는 축방향으로 변하는 것도 가능하다. 따라서, 갭의 폭은 축방향으로 또는 반경방향으로 또는 필요한 경우 양방향 모두로도 연속적으로 또는 단계적으로도 증가 또는 감소할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제2 부분 영역의 제거는 드릴링, 특히 본체 내부 영역의 드릴링을 포함할 수 있다. 또는 예를 들어 밀링; 레이저 빔, 워터 젯 또는 제2 부분 영역을 제거하기 위한 임의의 다른 적합한 방법을 이용한 절단;과 같은 제2 부분 영역을 제거하기 위한 다른 임의의 방법도 가능하다. 제2 부분 영역의 제거를 통해, 제2 부분 영역의 사용된 방법에 따라 각각 코어의 원하는 구조 및 형상이 달성될 수 있다. 제2 부분 영역의 제거는 적어도, 본체의 제1 부분 영역 내에 도입된 갭까지 수행된다. 이러한 방식으로, 갭의 도입 및 제2 부분 영역의 제거 후에, 본체의 피복에 의해서만 상호 고정되는, 자성 페라이트를 갖는 개별 세그먼트가 생성된다.

자기 코어의 외부 치수는, 준비된 본체에 의해 매우 간단하게 사전 설정될 수 있다. 특히, 본체는 임의의 제조 공정에서 얻어질 수 있다. 예를 들어 본체는, 자성 페라이트를 갖는 기본 재료의 압착 및 필요에 따라 그에 후속하여 상기 압착된 기본 재료의 소결을 통해 실현될 수 있다.

원칙적으로는, 예를 들어 본체를 제공하는 단계와 에어 갭을 도입하는 단계를 조합하고, 상응하는 갭을 갖는 본체를 미리 제조하는 것도 가능하며, 상기 본체는 이어서 본 발명에 따라 피복되고, 그런 후에 제2 부분 영역이 제거된다.

본체를 위한 자성 재료로서 임의의 적합한 자성 재료, 특히 강자성(ferromagnetic) 또는 준강자성((ferrimagnetic) 재료가 사용될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 본체 내에 도입되는 갭은 1㎜ 미만의 폭을 갖는다. 특히, 본체 내에 도입되는 갭은 최대 500마이크로미터, 200마이크로미터의 폭을, 경우에 따라서는 최대 100마이크로미터 또는 최대 50마이크로미터의 폭도 가질 수 있다. 더 작은 폭 또는 1밀리미터 이상의 폭을 갖는 갭도 가능하다. 이러한 방식으로, 특히 작은 갭을 갖는 슬롯형 자기 코어가 제조될 수 있다. 특히, 갭의 폭은 축방향으로 그리고/또는 반경방향으로 증가하거나 감소할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 제공된 본체는 회전 대칭 형상을 갖는다. 특히, 회전 대칭 본체의 대칭축은 가상의 축에 상응할 수 있다. 이와 관련하여, 회전 대칭이란, 본체가 대칭축을 중심으로 사전 설정된 각도로 회전됨으로써 자기 자신으로 전이될 수 있음을 의미한다. 이때, 사전 설정된 각도는 특히 360°의 정수 부분의 값에 상응할 수 있다. 이로써, 본체는 예를 들어 규칙적인 다각형의 베이스 면을 가질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 본체는 원형의 또는 타원형의 횡단면을 갖는다. 또한, 본체는 직사각형 또는 정사각형의 횡단면을 가질 수도 있다. 이와 같은 형태의 본체들은 자기 코어로서 사용하기에 매우 적합하다.

일 실시예에 따르면, 본체를 피복하기 위한 단계는 사출 성형 공정을 이용한 본체 피복을 포함한다. 이 경우, 사출 성형 공정은 본체를 의도한 대로 피복하기에 특히 적합하다. 이 경우, 특히 추가로 요구되는 피복의 특성을 위한 피복의 추가 구조화도 실현될 수 있다. 예컨대, 전기 도체를 안내하기 위한 구조물 또는 접속 요소가 피복 내부에 함께 통합될 수 있다. 더 나아가, 하나 또는 복수의 부분으로 이루어진 피복을 본체에 부착하는 것도 가능하다. 상기 부분(들)은 사전에 별도의 공정에서 제조된 것일 수 있다. 사전에 제조된 부분들의 부착은 임의의 적합한 방법을 이용해서, 예를 들어 접착, 주조 등에 의해서 수행될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 본체의 피복은 피복용 재료, 특히 전기 절연 재료를 본체의 갭 내에 도입하는 것을 포함한다. 이러한 방식으로, 자기 코어의 매우 높은 안정화가 성취될 수 있다. 대안적으로, 본체의 피복이 본체의 외부면에만 적용될 수 있는 한편, 본체의 갭은 재료 없는 상태로 유지된다. 이 경우, 본체의 갭은 공기(또는 가스)로 채워져 있고, 자기 코어의 세그먼트의 고정은 외부면에 의해서만 수행된다.

일 실시예에 따르면, 자기 코어는, 갭에 의해 복수의 개별 세그먼트로 분할된 본체를 포함한다. 이 경우, 본체 내의 갭은 수 밀리미터, 1㎜ 또는 1㎜ 미만, 특히 500마이크로미터, 200마이크로미터, 100마이크로미터 미만 또는 50마이크로미터 미만의 폭을 가질 수 있다. 자기 코어의 직경 또는 폭은 1센티미터 이상, 예를 들어 2㎝, 3㎝, 4㎝, 5㎝ 등에 달할 수 있다. 본체의 높이, 다시 말해 가상 축을 따르는 연장부는 예를 들어 1센티미터 이상에 달할 수 있다. 1㎝ 미만, 예를 들어 8㎜, 5㎜ 또는 3㎜의 높이도 가능하다.

일 실시예에 따르면, 본체의 피복은 본체의 내부 영역 내로 적어도 부분적으로 돌출한다. 이 내부 영역은 특히 가상 축 둘레의, 재료가 없는 영역일 수 있다. 내부 영역에는, 가상 축에 대하여 반경방향으로 본체의 페라이트가 이어진다. 내부 영역의 적어도 부분적인 피복은, 예를 들어 제2 부분 영역이 제거된 후에 피복의 추후 변형에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 피복상에는 적합한 구조화부가 제공될 수 있으며, 이 구조화부는 제2 부분 영역의 제거 후에 적합한 방법, 예를 들어 열적 변형 등에 의해 본체의 내부 영역 내로 부분적으로 도입된다. 이러한 방식으로, 추후 슬롯형 자기 코어 둘레에 장착되는 권선이 매우 안전하게 장착될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 자기 코어는 보호 요소를 포함한다. 보호 요소는, 본체의 내부 영역을 향하는 측에 배치된다. 보호 요소는, 본체의 내부 영역 내에 도입될, 미리 제조된 부품일 수 있다. 예를 들어, 보호 요소는 사출 성형 부품 등일 수 있다. 이 경우, 보호 요소는 본체와 접착될 수 있거나, 용접될 수 있거나, 또는 여타의 방식으로 본체와 연결될 수 있다.

코어의 일 실시예에 따르면, 갭은 반경방향으로 그리고/또는 대칭축에 평행한 방향으로 가변적인 폭을 갖는다. 이러한 방식으로, 자기 코어의 인덕턴스 값이 전류에 따라 좌우되도록 형성될 수 있다. 이는 특히 부하 의존적인 효율 및 그와 관련된 장점으로 이어진다.

상기 실시예들 및 개선예들은, 합리적인 한, 서로 임의로 조합될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예들, 개선예들 및 구현예들은 실시예들과 관련하여 앞서 기술했거나 이하에서 기술될 본 발명의 특징들의 명시적으로 언급되지 않은 조합도 포함한다. 특히, 통상의 기술자는, 본 발명의 개별적인 기본 형태들에 대한 개선 또는 보완으로서의 개별 양태들도 추가할 것이다.

본 발명은, 도면부의 개략적인 도면들에 명시된 실시예들을 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 일 실시예에 따른 자기 코어를 제조하기 위한 본체의 개략적인 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 2가지 실시예에 따른 자기 코어를 제조하기 위한 도입된 갭을 갖는 본체의 개략적인 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 2가지 실시예에 따른 자기 코어를 제조하기 위한 피복된 본체의 개략적인 횡단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 2가지 실시예에 따른 피복된 본체의 개략적인 횡단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 자기 코어를 제조하기 위한 피복된 본체의 개략적인 횡단면도이다.
도 6은 또 다른 일 실시예에 따른 자기 코어를 제조하기 위한 피복된 본체의 개략적인 횡단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 슬롯형 자기 코어를 제조하기 위한 방법에 기초한 흐름도의 개략도이다.

도 1은, 예를 들어 슬롯형 자기 코어의 제조를 위한 출발 제품으로서 이용될 수 있는 본체(10)의 사시도를 보여준다. 본 도면에 도시된 실시예에서, 본체(10)는 대칭축(A-A)을 갖는 원통형 본체(10)이다. 여기에 도시된 원통형의 중실형 본체(10)의 실시예는 단지 이해를 돕기 위한 것일 뿐이다. 그 외에 다른 형상을 갖는 임의의 본체(10)도 가능하다. 예를 들면, 타원형 횡단면을 갖는 본체도 본체(10)로서 사용될 수 있다. 마찬가지로, 직사각형 또는 정사각형의 횡단면을 갖는 본체(10)도 가능하다. 또 다른 본체(10), 예를 들어 회전 대칭의 본체(10)도 가능하다. 이 경우, "회전 대칭"이라는 용어는, 사전 설정된 각도만큼의 회전에 의해 자기 자신으로 전이될 수 있는 몸체로 이해될 수 있다. 이 경우, 사전 설정된 각도로서, 360°의 임의의 분율, 특히 360도/n의 각도가 사용될 수 있으며, 이 경우 n은 2 이상의 정수로 이해될 수 있다. 이 경우, 이와 같은 회전 대칭형 본체는 마찬가지로 대칭축을 가지며, 이 대칭축은 특히 원통형 본체(10)의 대칭축(A-A)에 상응할 수 있다. 또한, 임의의 다른 형상을 갖는 본체(10)도 가능하다. 이 경우, 본체(10)에는 대칭축(A-A) 대신 하나의 가상 축이 제공될 수 있다.

본체(10)는, 예컨대 페라이트와 같은 자성 재료로 완전히 제조될 수 있다. 하지만, 원칙적으로는, 본체(10)가 자성 페라이트 외에 또 다른 재료 성분을 포함하는 것도 가능하다. 본체(10)는, 예를 들어 자성 페라이트로 이루어진 분말과 같은 재료의 압착에 의해서 제조될 수 있다. 필요한 경우, 이와 같은 프레스 가공품은 또 다른 공정 단계에서 소결될 수도 있다. 더 나아가, 자성 페라이트를 갖는 본체(10)를 제조하기 위한 임의의 공지된 또는 신규한 방법도 가능하다.

본 도면에 도시된 실시예에서 본체(10)는 중실형 본체이다. 또한, 원칙적으로, 내부 영역(30), 특히 축(A-A)을 따르는 영역에서 재료가 없는 상태로, 다시 말해 중공형으로 구현된 본체도 가능하다.

이하의 설명을 위해, 본체(10) 내에서는 2개 이상의 부분 영역(10a 및 10b)이 구분된다. 이 경우, 제2 부분 영역(10b)은 축(A-A)을 기준으로 축방향으로 또는 반경방향으로 제1 부분 영역(10a)에 직접 접한다. 이 경우, 2개의 부분 영역(10a 및 10b)은 동일한 재료 특성을 가질 수 있다. 특히, 2개의 부분 영역(10a 및 10b)을 갖는 본체(10)는 하나의 제조 단계에서 공통 베이스 재료로부터 제조될 수 있다. 또는, 2개의 부분 영역(10a 및 10b)이 서로 상이한 재료 특성을 갖는 것도 가능하다. 특히, 제1 부분 영역(10a) 내의 재료는 제2 부분 영역(10b) 내의 재료와 상이할 수 있다. 이 경우, 원칙적으로, 본체(10)의 2개의 부분 영역(10a 및 10b)이 처음에는 상호 독립적으로 제조된 다음, 예컨대 접착에 의해 서로 연결될 수도 있다.

본 발명에 따른 자기 코어를 제조하기 위해, 도 2a 또는 도 2b에 도시된 바와 같이, 먼저 복수의 갭(11)이 본체(10)의 제1 부분 영역(10a) 내에 도입된다. 도 2a에서는, 2개의 부분 영역(10a 및 10b)이 반경방향으로 인접하여 배치되어 있다. 이때, 제2 부분 영역(10b)이 가상의 축(A-A)에 더 가까이 위치한다. 갭(11)이 도입되는 제1 부분 영역(10a)에는, 반경방향 외측으로 제2 부분 영역(10b)이 이어진다.

도 2b에는, 2개의 부분 영역(10a 및 10b)이 가상의 축(A-A)을 따라 축방향으로 인접하여 배치되어 있다. 이 경우, 도 2b에 또한 도시된 바와 같이, 본체(10) 내의 내부 영역(30)이 재료가 없이 형성될 수 있다. 따라서, 여기서 본체(10)는 내부가 비어 있다. 따라서, 원형 횡단면인 경우, 본체(10)가 중공 실린더를 형성한다. 2개의 부분 영역(10a 및 10b)이 축방향으로 인접하여 배치된 본체(10)의 경우에는, 갭(11)이 제1 부분 영역(10a) 내에서 반경방향으로 본체(10)를 완전히 관통할 수 있다.

갭(11)을 본체(10) 내에 도입하기 위해, 임의의 적합한 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 갭(11)은 톱질, 특히 마이크로 톱질에 의해 본체(10) 내에 도입될 수 있다. 본체(10) 내에 갭(11)을 톱질하기 위해, 예를 들어 원하는 폭을 가진 회전, 진동 또는 발진하는 톱날이 사용될 수 있다. 더 나아가, 본체(10) 내에 갭(11)을 도입하기 위한 임의의 또 다른 방법도 가능하다. 예를 들어, 갭(11)은 레이저 빔을 이용해서도 본체(10) 내에 도입될 수 있다. 마찬가지로, 예를 들어 액체 젯 등을 이용해서 갭(11)을 본체(10) 내에 도입하는 방법도 가능하다.

본체(10) 내에 도입되는 갭(11)은, 바람직하게는 추후에 본체(10)에 감길 와이어의 직경보다 더 작은 폭을 갖는다. 바람직하게는, 갭(11)이 1㎜ 미만의 폭을 가질 수 있다. 특히, 갭(11)은 500마이크로미터 이하, 예를 들어 200마이크로미터, 100마이크로미터, 50마이크로미터, 20마이크로미터 또는 그 미만의 폭을 가질 수 있다.

본 도면에 도시된 실시예에서, 갭(11)의 폭(b)은 반경방향으로 그리고 대칭축(A-A)에 평행하게 일정하다. 더 나아가, 갭(11)의 폭(b)을 반경방향으로 그리고/또는 대칭축(A-A)에 평행하게 변동시키는 것도 가능하다. 예를 들어, 개별 갭(11)은 상이한 폭(b)을 갖는 복수의 섹션을 구비할 수 있다. 이와 같은 방식은, 갭(11)의 폭(b)을 반경방향으로 그리고/또는 대칭축(A-A)에 평행하게 단계적으로 증가(또는 감소)시킬 수 있다. 이는 예를 들어, 갭(11)을 복수의 단계로 본체(10) 내에 도입됨으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 단계를 거쳐 갭(11)을 위해 상이한 절단 폭이 연속적으로 가공될 수 있는데, 이 경우 절단 폭이 증가함에 따라 갭 가공 깊이가 각각 감소한다. 예컨대, 상이한 폭을 갖는 갭(11)이 본체(10) 내에 연속적으로 톱질되거나 절단될 수 있으며, 이 경우 더 작은 폭을 갖는 갭이 본체(10) 내에 더 깊게 도입되는 한편, 더 큰 폭을 갖는 갭은 본체(10) 내에 덜 깊게 도입된다. 대안적으로, 갭(11)의 폭(b)은 반경방향으로 또는 대칭축(A-A)에 평행하게 연속적으로 변경될 수도 있다.

갭(11)의 폭(b)의 변동에 의해, 자기 코어(1)의 인덕턴스 값이 전류 의존적으로 형성될 수 있다. 이는 특히, 상응하는 자기 코어를 갖는 용례의 부하 의존적 효율로 이어진다.

본체(10) 내에 도입되는 갭(11)은 가상의 축, 예를 들어 축(A-A)을 향해 바람직하게 반경방향으로 연장된다. 하지만, 이 경우, 갭(11)은 본체(10)를 완전히 통과하지 않고, 오히려 본체(10) 내에 부분적으로만 침투한다. 특히, 갭(11)은 제1 부분 영역(10a) 내로만 도입되는 한편, 제1 부분 영역(10a)에 축방향으로 또는 반경방향으로 이어지는 제2 부분 영역(10b)은 갭(11)에 의해 관통되지 않는다. 따라서, 갭(11)을 본체(10)의 제1 부분 영역(10a) 내에 도입한 후에도 본체(10)가 복수의 부분 섹션으로 해체되지 않는 구조가 얻어진다. 갭들(11)에 의해 도출되는, 본체(10)의 제1 부분 영역(10a) 내 세그먼트들(12)은, 본체(10)의 제2 부분 영역(10b)에 의해 결합되어 있게 된다.

바람직하게는 본체(10) 내에 복수의 갭(11)이 도입된다. 예를 들어, 본체(10) 내에 2개 이상의 갭(11) 또는 심지어 3개, 4개, 6개, 8개 또는 임의의 다른 수의 갭(11)이 본체(10) 내에 도입될 수 있다.

본 도면에 도시된 예에서, 갭(11)은 본체(10) 내에 균일하게, 다시 말해 등거리로 배열되어 있다. 하지만, 이러한 갭들(11)의 등거리 분포가 강제적인 것은 아니다. 대안적으로, 본체(10)의 일 섹션 내에 갭들(11)의 축적부(accumulation)를 제공하는 것도 가능하다. 이 경우, 본체(10)의 개별 세그먼트(12)는 모두 동일한 형상을 갖지는 않는다.

이어서 그 다음 공정 단계에서는, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 갭(11)을 갖는 본체(10)가 전기 절연 재료로 피복된다. "피복"이라는 용어는, 예를 들어 본체(10)의 외부면의 적어도 일부가 전기 절연 재료로 코팅되는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 본체(10)의 피복은 사출 성형 공정 등에 의해 수행될 수 있다. 또한, 본체(10) 상에 피복(20)을 제공하기 위한 또 다른 방법도 가능하다. 예를 들어, 요구되는 층 두께를 갖는 적합한 전기 절연 물질이 본체(10) 상에 증착될 수 있다. 마찬가지로, 이로써 본체(10)의 피복(20)을 제조하기 위해 적합한 재료를 본체(10)에 분무하거나 증착시킬 수도 있다.

또한, 하나 또는 복수의 부분으로 이루어진 피복을 본체(10) 상에 설치하는 것도 가능하다. 이 경우, 부착될 부분(들)은 사전에 제조될 수 있다. 상기 별개의 플라스틱 부분들도 예컨대 사출 성형 공정에 의해 제조될 수 있다. 별개의 부분들의 부착은 임의의 적합한 방법에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 이들 부분은 접착 등에 의해 본체(10) 상에 고정될 수 있다.

본체(10)의 피복 과정 중에는, 전기 절연 재료가 본체(10)의 외부면에만 적용될 수 있거나, 대안적으로 전기 절연 재료를 본체(10)의 갭(11) 내에도 도입하는 것도 가능하다. 전기 절연 재료가 본체(10)의 갭(11) 내에도 도입된다면, 이 경우 대략 공기의 투과성에 상응하는 투과성을 갖는 재료가 선택되어야 한다. 이러한 방식으로, 도입된 재료에 의해서도 갭(11)은 갭을 갖는 자기 코어의 원하는 특성을 갖는 점이 보장될 수 있다.

본체(10)의 피복에 의해, 갭(11)을 갖는 본체(10)가 외부 영역에서 안정화된다. 필요한 경우, 본체(10)의 피복 중에 피복(20)의 구조화도 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 피복(20)의 구조화는 추후에 부착될 전기 도체 트랙의 프로파일을 제공할 수 있다. 더욱이, 피복 중에 접속 요소 등과의 전기 접촉을 제공하기 위한 구조화가 미리 제공될 수도 있다.

그 다음 공정 단계에서는, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 본체(10)의 제2 부분 영역(10b)이 제거될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 부분 영역이 본체(10)로부터 제거됨으로써, 본체(10)의 나머지 재료가 제1 부분 영역(10a) 내의 갭(11)으로 인해 개별 세그먼트들(12)로 해체된다. 그에 따라, 나머지 본체(10)의 상기 개별 세그먼트들(12)은 피복(20)에 의해서만 고정된다.

제2 부분 영역(10b)의 제거는, 예를 들어 본체(10) 내에 구멍을 천공하는 방법으로 수행될 수 있다. 이 경우, 천공은 바람직하게 가상의 축(A-A)을 따라 수행될 수 있다. 그러나 제2 부분 영역(10b) 내의 재료를 제거하기 위한 임의의 다른 방법도 가능하다. 따라서, 예를 들어 제2 부분 영역(10b)은 밀링에 의해서도 제거될 수 있다. 레이저 빔, 액체 젯 또는 임의의 다른 방법을 이용한 제2 부분 영역(10b)의 절단 또는 파단도 가능하다.

특히, 제2 부분 영역(10b)이 제1 부분 영역(10a)과 다른 재료로 이루어지는 경우에는, 그에 상응하게 제2 부분 영역(10b)의 재료를 제거하기에 적합한 다른 방법도 사용될 수 있다. 따라서, 이 경우 필요에 따라 제2 부분 영역(10b)의 재료가 용매 등에 의해서도 제1 부분 영역(10a)으로부터 분리될 수 있다.

본체(10)의 제2 부분 영역(10b)의 제거 후에는, 본체(10) 내에서 자성 페라이트를 갖는 개별 세그먼트들(12)이 피복(20)에 의해서만 상호 고정된다. 따라서, 본체(10)로부터, 가상의 축(A-A)을 따라 재료가 없는 내부 영역(30)을 갖는 본체(10)를 구비한 자기 코어가 생성된다. 내부 영역(30)의 제거 후에, 본체(10)는 반경방향으로 연장되는 복수의 갭(11)에 의해 개별 세그먼트들(12)로 분할된다. 개별 세그먼트들(12)의 안정화를 위해, 본체(10)는 전기 절연 재료(20)로 적어도 부분적으로 피복된다.

이어서, 상기와 같은 슬롯형 자기 코어에 전기 도체, 예컨대 와이어가 감길 수 있고, 이로써 적합한 인덕턴스가 형성될 수 있다.

필요에 따라, 또 다른 일 공정 단계에서는, 피복(20)이 내부 영역(30) 내에 적어도 부분적으로 도입될 수도 있다. 이를 위해, 예컨대 본체(10)의 전술한 피복 과정 중에, 피복(20)이 내부 영역(30)의 위치에서, 예컨대 도 4a 및 도 4b에 참조 부호 "21"로 표시된 바와 같이, 보강될 수 있다. 본체(10)의 내부 영역(30) 내의 재료를 제거한 후에, 상기 보강된 영역(21)이 적합한 방법에 의해 내부 영역(30) 내로 가공될 수 있다. 예를 들어, 이를 위해 재료의, 특히 재료가 보강된 영역(21)의 열적 변형이 이루어질 수 있다. 이로써, 예컨대 영역(21) 내의 재료는 플랜징(flanging) 또는 여타의 적합한 방법에 의해 내부 영역(30) 내로 가공될 수 있다. 이러한 방식으로, 예컨대 도 5에 도시된 바와 같이, 내부 영역(30)에서도 적어도 부분적으로 피복(22)이 실현될 수 있다. 이렇게 함으로써, 추후 자기 코어 둘레에 장착될 도체 트랙은 본체(10) 둘레에 적어도 거의 일정한 간격을 두고 장착될 수 있다. 더욱이, 피복(20)의 부분(22)에 의해, 내부 영역(30) 쪽 에지에 있는 도체 트랙이 날카로운 에지로 인한 손상으로부터 보호된다.

도 6은, 또 다른 일 실시예에 따른 자기 코어의 횡단면도를 보여준다. 본 실시예는 전술한 실시예와 대체로 동일하며, 특히 본체(10)의 내부 영역(30) 내에 추가 보호 요소(25)가 도입되었다는 차이가 있다. 보호 요소(25)는, 본체(10)의 내부 영역(30) 내에 도입될, 미리 제조된 부품일 수 있다. 예를 들어, 보호 요소(25)는 사출 성형 부품 등일 수 있다. 이 경우, 보호 요소(25)는 본체(10)와 접착될 수 있거나, 용접될 수 있거나, 여타의 방식으로 본체(10)와 연결될 수 있다. 더 나아가, 보호 요소(25)는 본체(10)의 내부 영역(30) 내로 압입될 수도 있다. 보호 요소(25)의 형상은 본체의 내부 영역(30)의 형상에 매칭된다. 내부 영역(30)이 예를 들어 둥근 횡단면을 가지면, 보호 요소(25)는 예컨대 중공 실린더로서 형성될 수 있다.

도 7은, 일 실시예에 따른 슬롯형 자기 코어를 제조하기 위한 방법에 기초한 개략적인 순서도를 보여준다. 이 방법은 이미 전술한 순서에 상응한다. 단계 "S1"에서는 먼저, 전술한 바와 같이, 자성 페라이트를 갖는 본체(10)가 제공된다. 본체는 특히 전술한 인접하는 부분 영역(10a 및 10b)을 포함할 수 있다. 본체(10)는 완전히 자성 페라이트로 이루어질 수 있거나, 적어도 높은 비율의 자성 페라이트를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본체(10)는 거의 임의의 형상을 가질 수 있다. 특히, 본체(10)는 그 외부 치수에 있어서, 실현될 원하는 자기 코어의 외부 치수에 상응하는 형상을 가질 수 있다. 본체(10)는, 수 밀리미터 내지 수 센티미터의 높이를 가질 수 있다. 본체의 폭은 수 밀리미터 내지 수 센티미터일 수 있다.

그 다음 단계 "S2"에서는, 복수의 갭(11)이 본체(10) 내에 도입된다. 갭은 바람직하게 본체(10) 내에서 가상의 축(A-A)에 대해 반경방향으로 연장된다. 특히, 갭(11)은 축방향 또는 반경방향으로 부분적으로만 본체(10) 내로 침투한다. 이로써, 제1 부분 영역(10a)이 갭(11)을 구비하는 한편, 제2 부분 영역(10b)은 갭을 전혀 구비하지 않는 본체(10)가 얻어진다. 따라서, 제1 부분 영역(10a) 내의 개별 부분들은 연속하는 제2 부분 영역(10b)에 의해 결합되어 있게 된다. 이 경우, 본체(10) 내로의 갭(11)의 도입은, 전술한 바와 같이, 임의의 방법에 의해 수행될 수 있다. 원칙적으로는, 이미 본체(10)의 제조 시, 갭(11)을 갖는 제1 부분 영역(10a) 및 갭(11)을 갖지 않는 제2 부분 영역(10b)을 구비한 본체를 미리 제공하는 것도 가능하다. 이 경우, 단계 "S1"과 "S2"가 일치한다.

단계 "S3"에서는, 갭(11)을 갖는 본체(10)가 전기 절연 재료로 피복된다. 다시 말해, 갭(11)을 갖는 본체(10)의 외부면이 전기 절연 재료로 적어도 부분적으로 코팅된다. 본체(10)의 피복은 임의의 적합한 방법에 의해 수행될 수 있다. 특히, 본체(10)의 피복은 사출 성형 공정에 의해 수행될 수 있다. 이때, 경우에 따라 피복의 구조화가 동시에 수행될 수도 있다. 이러한 방식으로, 피복의 또 다른 기능상의 특성이 실현될 수 있다. 예를 들면, 피복의 구조화에 의해 자기 코어의 외부면에서 도체 트랙 경로가 연장될 수 있다. 또한, 피복은 와이어 또는 라인을 위한 접속 요소를 동시에 제공할 수도 있다.

마지막으로, 단계 "S4"에서는, 본체(10)의 내부 영역(30)의 제거가 수행된다. 이때, 본체(10)의 제2 부분 영역(10b)이 제거된다. 이러한 방식으로, 본체(10)가 자성 페라이트를 갖는 복수의 개별 세그먼트(12)로 "해체(disintegrated)"된다. 이들 개별 세그먼트(12)는 본체(10) 둘레의 피복(20)에 의해서만 결합되어 있게 된다.

요약하면, 본 발명은, 복수의 갭을 갖는 슬롯형 자기 코어, 그리고 이와 같은 자기 코어의 제조 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 자성 페라이트로 이루어진 본체 내로 복수의 갭이 도입되지만, 이들 갭은 부분적으로만 본체 내로 침투한다. 그런 다음, 갭을 갖는 본체가 피복에 의해 고정되고, 이어서 본체의 일 영역이 제거됨으로써, 자성 페라이트는 피복에 의해서만 결합되는 복수의 개별 세그먼트로 해체된다.

Claims (12)

1. 자기 코어를 제조하기 위한 방법으로서,
   자성 페라이트를 갖는 본체(10)를 제공하는 단계(S1)로서, 이때 본체(10)는 가상의 축(A-A)을 따라 축방향 또는 반경방향으로 제1 부분 영역(10a) 및 제2 부분 영역(10b)을 포함하는, 단계,
   본체(10)의 제1 부분 영역(10a) 내에 복수의 갭(11)을 도입하는 단계(S2)로서, 이때 갭(11)은 본체(10) 내에서 가상의 축(A-A)에 대해 반경방향으로 연장되는, 단계,
   갭들(11)을 갖는 본체(10)를 기계적으로 안정화시키기 위해, 갭들(11)을 갖는 본체(10)를 전기 절연 재료로 피복하는 단계(S3), 및
   본체(10)의 제2 부분 영역(10b)을 제거하는 단계(S4)
   를 포함하는, 자기 코어 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 갭(11)이 본체(10) 내에서 1밀리미터 미만의 최대 폭을 갖는, 자기 코어 제조 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 부분 영역(10b)을 제거하는 단계(S4)가 보링, 밀링, 그라인딩 및/또는 절단을 포함하는, 자기 코어 제조 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 본체(10)가 회전 대칭 형상을 가지며, 본체(10)의 가상 축(A-A)이 회전 대칭 본체의 대칭축에 상응하는, 자기 코어 제조 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 본체(10)가 직사각형, 정사각형, 원형 또는 타원형의 횡단면을 갖는, 자기 코어 제조 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 본체(10)를 피복하는 단계(S3)가 사출 성형 공정에 의해 수행되는, 자기 코어 제조 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 본체(10)를 피복하는 단계(S3)가 갭(11) 내에 전기 절연 재료를 도입하는 것을 포함하는, 자기 코어 제조 방법.
8. 가상의 축(A-A)을 따라 재료가 없는 내부 영역(30)을 구비한, 자성 페라이트를 가진 본체(10)를 갖춘, 자기 코어로서,
   반경방향으로 연장되는 복수의 갭(11)이 본체(10) 내에 도입되며, 상기 본체(10)는, 갭(11)을 갖는 본체(10)를 안정화시키는 전기 절연 재료로 적어도 부분적으로 피복되어 있는, 자기 코어.
9. 제8항에 있어서, 갭들(11)이 본체(10)를 복수의 개별 세그먼트(12)로 분할하며, 이때 갭(11)이 본체(10) 내에서 1㎜ 미만의 폭을 갖는, 자기 코어.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 본체(10)의 피복(20)이 본체(10)의 내부 영역(30) 내로 적어도 부분적으로 돌출하는, 자기 코어.
11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 내부 영역(30) 쪽을 향하는 본체(10)의 일 측에 배치된 보호 요소(25)를 갖는, 자기 코어.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 갭(11)이 반경방향으로 그리고/또는 대칭축(A-A)에 평행한 방향으로 가변적인 폭(b)을 갖는, 자기 코어.

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