KR20210085122A - Toroidal core - Google Patents

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KR20210085122A
KR20210085122A KR1020190177830A KR20190177830A KR20210085122A KR 20210085122 A KR20210085122 A KR 20210085122A KR 1020190177830 A KR1020190177830 A KR 1020190177830A KR 20190177830 A KR20190177830 A KR 20190177830A KR 20210085122 A KR20210085122 A KR 20210085122A
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KR
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core
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toroidal core
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toroidal
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KR1020190177830A
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Korean (ko)
Inventor
신용환
백종석
이상원
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엘지전자 주식회사
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/06Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with core substantially closed in itself, e.g. toroid
    • H01F17/062Toroidal core with turns of coil around it

Abstract

A technical idea disclosed in the present specification relates to a toroidal-shaped core. Provided, in an exemplary embodiment disclosed in the present specification, is the toroidal core comprising: a body provided in a ring shape forming an appearance of the toroidal core; a first surface forming an outer circumferential surface of the body and forming a first height; a second surface forming an inner circumferential surface of the body and forming a second height; and a side surface part that connects the first surface and the second surface, wherein the second height is formed smaller than that of the first height. Therefore, the present invention is capable of reducing unnecessary waste of space that may occur.

Description

트로이달 코어{TOROIDAL CORE}Troidal Core {TOROIDAL CORE}

본 명세서에 게시되는 기술적 사상은 트로이달 형상의 코어에 관한 것이다.The technical idea published herein relates to a toroidal-shaped core.

인덕터는 구리 또는 알루미늄 등을 절연성 재료로 싸서 나사 모양으로 여러 번 감은 솔레노이드를 주로 사용하거나, 도선을 감은 코일 내에 자성체인 코어를 삽입하여 사용하기도 한다.The inductor mainly uses a solenoid wrapped in an insulating material such as copper or aluminum and wound several times in the shape of a screw, or a magnetic core is inserted into a coil wound around a wire.

상기 인덕터는 전류의 흐름에 의해 발생하는 자기장의 필드에 에너지가 저장되는 특징을 이용하여, 다양한 전자회로의 목적에 맞게 전선을 감은 코일이나 코어 주위에 전선을 감는 형태로 제작한 수동 소자를 의미한다.The inductor refers to a passive element manufactured in the form of winding a wire around a coil or a core in which the wire is wound according to the purpose of various electronic circuits by using the characteristic that energy is stored in the field of a magnetic field generated by the flow of current. .

또한 전류가 시간에 대해 변하는 경우 인덕터 양단에 걸리는 전압과의 관계에서 그 인덕터 고유한 상수를 인덕턴스(inductance)라고 하며, 인덕터의 재질 및 모양에 따라 인덕턴스 값을 달리한다.In addition, when the current changes with time, the inductor's intrinsic constant in relation to the voltage across the inductor is called inductance, and the inductance value varies according to the material and shape of the inductor.

그리고 상기 인덕터의 코어는 자성체로 이루어지며, 그 형상에 따라 트로이달 코어(Toroidal core), EER 코어, EE 코어, ER 코어, EQ 코어, PQ 코어, EI 코어 등으로 불린다. 이러한 다양한 형상의 코어 중에서 EER 코어, EE 코어, ER 코어, EQ 코어, PQ 코어, EI 코어 등은 적어도 2개의 자성체 코어가 조립되어 형성되는 자성코어 조립체일 수 있다.And the core of the inductor is made of a magnetic material, and is called a toroidal core, an EER core, an EE core, an ER core, an EQ core, a PQ core, an EI core, etc. depending on the shape. Among the cores having various shapes, the EER core, EE core, ER core, EQ core, PQ core, EI core, etc. may be a magnetic core assembly formed by assembling at least two magnetic cores.

트로이달 코어(Toroidal core)는 링 형상으로 형성된다. 따라서 상기 트로이들 코어가 중공의 링 형상으로 구비됨에 따라 내경의 둘레가 외경의 둘레보다 작게 형성된다.The toroidal core is formed in a ring shape. Therefore, as the Troidel core is provided in a hollow ring shape, the circumference of the inner diameter is formed smaller than the circumference of the outer diameter.

상기 트로이달 코어의 외주면에는 일정 횟수로 코일이 감겨진다. 그러나 상술한 바와 같이 트로이달 코어의 내경과 외경의 둘레가 달라 코일을 복수회 권취시 내경에서 권선이 적층되는 부분이 발생되어 인덕터 전체 높이가 상승하고 또한 불필요한 사공간이 발생할 수 있다.A coil is wound a predetermined number of times on the outer peripheral surface of the toroidal core. However, as described above, since the inner and outer diameters of the toroidal core are different, when the coil is wound a plurality of times, a portion where the windings are stacked occurs at the inner diameter, thereby increasing the overall height of the inductor and also generating unnecessary dead space.

또한 상기 내경에서 적층된 코일에 의해 트로이달 코어가 바닥으로부터 들뜸 현상이 발생하여 별도의 인덕터 케이스에 상기 트로이달 코어를 몰딩 하여도 열전달이 효율이 저하되는 문제가 있다.In addition, since the toroidal core is lifted from the bottom by the coils stacked in the inner diameter, there is a problem in that heat transfer efficiency is lowered even when the toroidal core is molded in a separate inductor case.

따라서 본 문서에 의해 게시되는 다양한 실시예는, 상술한 문제를 해결하고자 함을 목적으로 한다.Accordingly, various embodiments published by this document aim to solve the above-described problem.

본 명세서의 다양한 과제 중 하나는, 개선된 트로이달 코어의 구조를 통해 상술한 문제를 해결하고자 한다.One of the various problems of the present specification is to solve the above-mentioned problem through the improved structure of the toroidal core.

본 명세서의 다양한 과제 중 하나는, 트로이달 코어에 코일이 복수회 권선될 경우에도 트로이달 코어의 내경 측에 적층된 코일의 높이와 트로이달 코어의 외경 측에 적층된 코일의 높이 차이를 저감하고자 한다.One of the various tasks of the present specification is to reduce the height difference between the height of the coil stacked on the inner diameter side of the toroidal core and the coil stacked on the outer diameter side of the toroidal core even when the coil is wound on the toroidal core a plurality of times. do.

본 명세서는 본 명세서에서 게시하는 다양한 과제를 해결하기 위해, 아래와 같은 다양한 실시예를 제공한다.The present specification provides various embodiments as follows in order to solve the various problems posted in the present specification.

본 명세서의 예시적인 실시예는, 트로이달 코어의 외측으로부터 내측으로 형성되어있는 코어 형상을 변형하여 코일의 권선 시 전체 코어 높이를 감소시킬 수 있는 개선된 구조의 트로이달 코어를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification provides a toroidal core having an improved structure capable of reducing the overall core height when winding the coil by modifying the shape of the core formed from the outside to the inside of the toroidal core.

본 명세서의 예시적인 실시예는, 트로이달 코어 내경의 와이어 적층으로 인한 전체 부피 증가를 막고, AL-value를 증가시킬 수 있는 트로이달 코어의 비대칭 구조를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification provides an asymmetric structure of the toroidal core that can increase the AL-value while preventing the overall volume increase due to wire lamination of the inner diameter of the toroidal core.

본 명세서의 예시적인 실시예는 링 형상으로 구비되어 트로이달 코어의 외관을 형성하는 몸체와 상기 몸체의 외주면을 형성하고, 제1높이를 형성하는 제1면과 상기 몸체의 내주면을 형성하고, 제2높이를 형성하는 제2면 및 상기 상기 제1면과 상기 제2면을 연결하는 측면부를 포함하고, 상기 제2높이는 상기 제1높이보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 트로이달 코어를 제공한다.An exemplary embodiment of the present specification is provided in a ring shape to form a body forming the exterior of the toroidal core and an outer circumferential surface of the body, forming a first surface forming a first height and an inner circumferential surface of the body, It provides a toroidal core comprising a second surface forming a second height and a side portion connecting the first surface and the second surface, wherein the second height is formed smaller than the first height.

상기 측면부는, 상기 제1면과 상기 제2면의 일단을 연결하고, 상기 제1면으로부터 상기 제2면으로 하향경사지는 경사부를 포함할 수 있고, 상기 측면부는, 상기 제1면으로부터 평행하게 연장되는 평면부를 포함하고, 상기 평면부의 단부에서 상기 제2면의 일단까지 상기 경사부가 형성될 수 있다.The side portion may include an inclined portion that connects one end of the first surface and the second surface and is inclined downwardly from the first surface to the second surface, and the side portion is parallel to the first surface It may include an extended flat portion, and the inclined portion may be formed from an end of the flat portion to one end of the second surface.

또한, 상기 측면부는, 상기 제1면과 상기 제2면의 일단을 연결하는 제3면 및 상기 제1면과 상기 제2면의 타단을 연결하는 제4면을 포함할 수 있다.In addition, the side portion may include a third surface connecting one end of the first surface and the second surface, and a fourth surface connecting the other ends of the first surface and the second surface.

바람직하게 상기 제3면과 상기 제4면은, 상기 제1면으로부터 상기 제2면으로 하향경사지는 경사부를 포함할 수 있고, 상기 경사부는 상기 제1높이 또는 상기 제2높이에 수직한 축을 기준으로 상기 제3면과 상기 제4면에 대칭되게 형성될 수 있다.Preferably, the third surface and the fourth surface may include an inclined portion inclined downward from the first surface to the second surface, and the inclined portion is based on an axis perpendicular to the first height or the second height. As a result, the third surface and the fourth surface may be symmetrically formed.

또한, 상기 제3면과 상기 제4면은, 상기 제1면으로부터 평행하게 연장되는 평면부를 포함하고, 상기 평면부의 단부에서 상기 제2면의 일단까지 상기 경사부가 형성될 수 있고, 상기 제3면과 상기 제4면은, 상기 제1높이 또는 상기 제2높이에 수직한 축을 기준으로 서로 대칭되게 형성될 수 있다.In addition, the third surface and the fourth surface may include a flat portion extending in parallel from the first surface, and the inclined portion may be formed from an end of the flat portion to one end of the second surface, and the third surface may include a flat portion extending in parallel from the first surface. The surface and the fourth surface may be formed symmetrically with respect to an axis perpendicular to the first height or the second height.

상술한 실시예들의 각각의 특징들은 다른 실시예들과 모순되거나 배타적이지 않는 한 다른 실시예들에서 복합적으로 구현될 수 있다.Each feature of the above-described embodiments may be implemented in combination in other embodiments as long as they are not contradictory or exclusive to other embodiments.

본 명세서에 게시되는 다양한 실시예에 의하면, 기존의 코일이 권선된 트로이달 코어에 비해 높이가 감소하여 전체 시스템의 부피가 감소할 수 있다. 따라서 코일이 복수회 권선될 시 발생할 수 있는 불필요한 공간낭비를 저감할 수 있다.According to various embodiments disclosed herein, the volume of the entire system can be reduced by reducing the height compared to the toroidal core on which the conventional coil is wound. Accordingly, it is possible to reduce unnecessary space wastage that may occur when the coil is wound a plurality of times.

본 명세서에서 게시되는 다양한 실시예에 의하면, 트로이달 코어에 코일을 권취 시 권선의 MLP(Mean Length Path)가 감소하여 저항 값을 감소시킬 수 있다.According to various embodiments disclosed herein, when the coil is wound around the toroidal core, the Mean Length Path (MLP) of the winding decreases, thereby reducing the resistance value.

본 명세서에서 게시되는 다양한 실시예에 의하면 사용자가 목표하는 인덕턴스(inductance)를 형성하는데 있어, 코일의 턴수를 감소시켜 전체적인 양산가를 감소시킬 수 있다.According to various embodiments disclosed herein, in forming an inductance targeted by a user, the number of turns of the coil may be reduced, thereby reducing the overall mass production cost.

본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to those described above, and other effects not mentioned will be clearly recognized by those skilled in the art from the following description.

도1은 트로이달 코어에 코일이 권선된 인덕터를 나타낸 도면이다.
도2는 본 명세서에서 게시하는 일 실시예의 코어의 단면을 나타낸 도면이다.
도3은 본 명세서에서 게시하는 일 실시예의 코어의 단면을 나타낸 도면이다.
도4는 다양한 구조의 코어에 코일이 권선된 단면을 나타낸 도면이다.
1 is a view showing an inductor in which a coil is wound on a toroidal core.
2 is a view showing a cross-section of a core according to an embodiment disclosed herein.
3 is a view showing a cross-section of a core according to an embodiment disclosed herein.
4 is a view showing a cross-section in which a coil is wound on a core having various structures.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following detailed description is provided to provide a comprehensive understanding of the methods, apparatus, and/or systems described herein. However, this is merely an example and the present invention is not limited thereto.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification. The terminology used in the detailed description is for the purpose of describing embodiments of the present invention only, and should in no way be limiting. Unless explicitly used otherwise, expressions in the singular include the meaning of the plural. In this description, expressions such as “comprising” or “comprising” are intended to indicate certain features, numbers, steps, acts, elements, some or a combination thereof, and one or more other than those described. It should not be construed to exclude the presence or possibility of other features, numbers, steps, acts, elements, or any part or combination thereof.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B,(a),(b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the component from other components, and the essence, order, or order of the component is not limited by the term.

도1은 트로이달 코어에 코일이 권선된 인덕터를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an inductor in which a coil is wound on a toroidal core.

이하 도1을 참고하여 종래의 인덕터(1)에 대해 설명한다.Hereinafter, a conventional inductor 1 will be described with reference to FIG. 1 .

인덕터(1)는 코어(5)와 상기 코어(5)에 권선되는 코일(3)을 포함한다.The inductor 1 includes a core 5 and a coil 3 wound around the core 5 .

코일(3)은 표면이 절연 소재로 피복된 도선으로 이루어질 수 있다. 도선은 표면이 절연 물질로 피복된 구리, 은, 알루미늄, 금, 니켈, 주석 등일 수 있고, 도선의 단면은 원형 또는 각형을 가질 수 있다.The coil 3 may be formed of a conductive wire whose surface is coated with an insulating material. The conductive wire may be made of copper, silver, aluminum, gold, nickel, tin, etc. whose surface is coated with an insulating material, and the cross-section of the conductive wire may have a circular or prismatic shape.

코일(3)의 양 말단은 전극(미도시)에 연결될 수 있다. 따라서 코일(3)은 인출선(31,33)이 구비될 수 있고, 상기 인출선(31,33)이 상기 전극(미도시)에 연결될 수 있다. 코일이 코어에 권선되는 방향에 따라 상기 코일이 인출되는 방향이 달라질 수 있음은 물론이다.Both ends of the coil 3 may be connected to an electrode (not shown). Accordingly, the coil 3 may include lead wires 31 and 33 , and the lead wires 31 and 33 may be connected to the electrodes (not shown). Of course, the direction in which the coil is drawn out may vary depending on the direction in which the coil is wound around the core.

코일(3)은 코어(5)의 일 영역을 감싸며, 전류의 흐름에 따라 자속(Magnetic flux)을 발생시킨다. 상기 코일(3)에 전류가 흐르면, 전류 및 도선이 감는 방향에 따라 양극성을 가지는 자기장이 발생하고, 전류의 에너지가 자기장 형태로 일시 저장된다.The coil 3 surrounds a region of the core 5 and generates magnetic flux according to the flow of current. When a current flows through the coil 3 , a magnetic field having a polarity is generated according to the current and the direction in which the conductor is wound, and the energy of the current is temporarily stored in the form of a magnetic field.

상기 코일(3)에서 발생한 자속은 상기 코일(3)이 일 영역을 감싸고 있는 자기 철심의 몸체를 따라 통과하며, 자속이 통과하는 매질의 성질(자기 철심)에 따라 인덕터의 인덕턴스(Inductance) 특성이 결정된다.The magnetic flux generated in the coil 3 passes along the body of the magnetic iron core in which the coil 3 surrounds one region, and the inductance characteristics of the inductor are different depending on the nature of the medium (magnetic iron core) through which the magnetic flux passes. it is decided

코어(5)는 순철 또는 Fe계 자성분말을 포함할 수 있다. Fe계 자성분말은, 예를 들어 Fe-Si-B계 자성 분말, Fe-Ni계 자성 분말, Fe-Si계 자성 분말, Fe-Si-Al계 자성 분말, Fe-Ni-Mo계 자성 분말, Fe-Si-B계 자성 분말, Fe-Si-C계 자성 분말 및 Fe-B-Si-Nb-Cu계 자성 분말로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.The core 5 may include pure iron or Fe-based magnetic powder. Fe-based magnetic powder includes, for example, Fe-Si-B-based magnetic powder, Fe-Ni-based magnetic powder, Fe-Si-based magnetic powder, Fe-Si-Al-based magnetic powder, Fe-Ni-Mo-based magnetic powder, At least one selected from the group consisting of Fe-Si-B-based magnetic powder, Fe-Si-C-based magnetic powder, and Fe-B-Si-Nb-Cu-based magnetic powder may be included, but is not limited thereto.

이를 위하여, 코어(5) 중 일부는 순철 또는 Fe계 자성분말을 세라믹 또는 고분자 바인더로 코팅한 후 절연시키고, 고압에서 성형하는 방법으로 제조될 수 있다. 또는, 코어(5) 중 일부는 순철 또는 Fe계 자성분말을 세라믹 또는 고분자 바인더로 코팅한 후 절연시켜 얻은 복수 매의 자성 시트 층을 적층하는 방법으로 제조될 수도 있다.To this end, a part of the core 5 may be manufactured by coating pure iron or Fe-based magnetic powder with a ceramic or polymer binder and then insulating and molding at high pressure. Alternatively, a part of the core 5 may be manufactured by laminating a plurality of magnetic sheet layers obtained by insulating after coating pure iron or Fe-based magnetic powder with a ceramic or polymer binder.

또는, 코어(5) 중 일부는 페라이트 분말을 포함할 수도 있다. 페라이트 분말은, 예를 들어 Ni-Zn 계 페라이트 분말 또는 Mn-Zn 계 페라이트 분말일 수 있다. 이를 위하여, 코어(5) 중 일부는 페라이트 분말을 세라믹 또는 고분자 바인더로 코팅한 후 절연시키고, 고압에서 성형하는 방법으로 제조될 수 있다.Alternatively, a part of the core 5 may include ferrite powder. The ferrite powder may be, for example, a Ni-Zn-based ferrite powder or a Mn-Zn-based ferrite powder. To this end, a part of the core 5 may be manufactured by coating the ferrite powder with a ceramic or polymer binder and then insulating and molding at a high pressure.

또는, 코어(5) 중 일부는 페라이트 분말을 세라믹 또는 고분자 바인더로 코팅한 후 절연시켜 얻은 복수 매의 자성 시트층을 적층하는 방법으로 제조될 수도 있다.Alternatively, a part of the core 5 may be manufactured by laminating a plurality of magnetic sheet layers obtained by insulating after coating ferrite powder with a ceramic or polymer binder.

즉, 상기 코어(5)는 상기 코일에서 발생된 자속(Magnetic Flux)을 안내하기 위한 다양한 자성체를 형성하는 재질로 제조될 수 있다.That is, the core 5 may be made of a material that forms various magnetic materials for guiding the magnetic flux generated in the coil.

코어(5)는 중공의 링 형상으로 구비될 수 있다. 즉 코어(5)의 중앙부분에 홀(6)이 형성되어 코어(5)는 일종의 트로이달(Toroidal) 코어로 구비될 수 있다.The core 5 may be provided in a hollow ring shape. That is, the hole 6 is formed in the central portion of the core 5 so that the core 5 may be provided as a kind of toroidal core.

상기 코어(5)의 모서리 부분에는 필렛(fillet, 51)이 형성될 수 있다. 상기 필렛(51)은 상기 코어(5)에 권선되는 코일(3)이 파손되는 것을 방지한다. 보다 자세히, 코어(5)의 모서리가 뾰족하다면 코어에 와이어를 권취할 시 장력에 의해 파손될 수 있으므로 상기 코어(5)의 모서리 부분에 필렛(51)을 주어 와이어의 파손을 방지한다.A fillet 51 may be formed at an edge portion of the core 5 . The fillet 51 prevents the coil 3 wound around the core 5 from being damaged. In more detail, if the edge of the core 5 is sharp, it may be damaged by tension when winding the wire around the core. Therefore, the fillet 51 is provided to the edge of the core 5 to prevent the wire from being damaged.

상기 필렛(51)은 코어의 전체적인 형상을 변경하는 것이 아니라 와이어를 코어에 권취 시 와이어가 파손되는 것을 방지하기 위해 일종의 마모된 면을 제공하는 것이다. 따라서 상기 필렛에 의해 코어의 모서리 부분의 형상이 미세하게 변경되기는 하나, 전체적인 코어의 형상 변화에 영향을 주는 것은 아니다.The fillet 51 does not change the overall shape of the core, but provides a kind of worn surface to prevent the wire from being damaged when the wire is wound around the core. Accordingly, although the shape of the corner portion of the core is slightly changed by the fillet, it does not affect the overall shape change of the core.

상술한 종래의 인덕터 코어의 경우 코어에 와이어를 권취 시 홀(6)에 의해 정의되는 내경과 코어(5)의 외주면에 의해 정의되는 외경의 길이가 서로 다르므로 코일(3)이 복수회 권선될 시 상기 내경 측에 코일이 적층되어 인덕터(1)의 전체적이 높이가 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 그리고 상기 인덕터의 높이가 증가함에 따라 코어에 열전달 효율이 떨어져 인덕터 성능의 저하도 동반될 수 있다.In the case of the above-described conventional inductor core, when the wire is wound around the core, the inner diameter defined by the hole 6 and the outer diameter defined by the outer circumferential surface of the core 5 have different lengths, so that the coil 3 is wound a plurality of times. When the coil is stacked on the inner diameter side, there may be a problem in that the overall height of the inductor 1 is increased. In addition, as the height of the inductor increases, heat transfer efficiency to the core decreases, and thus, the performance of the inductor may be deteriorated.

도2는 본 명세서에서 게시하는 일 실시예의 코어의 단면을 나타낸 도면이고, 도3은 본 명세서에서 게시하는 일 실시예의 코어의 단면을 나타낸 도면이다.Figure 2 is a view showing a cross-section of the core of one embodiment published in the present specification, Figure 3 is a view showing a cross-section of the core of one embodiment published in the present specification.

이하 도2 및 도3을 참고하여 설명한다.Hereinafter, it will be described with reference to FIGS. 2 and 3 .

본 실시예의 트로이달 코어(100)는 링 형상으로 구비되어 트로이달 코어의 외관을 형성하는 몸체(100a)와 상기 몸체(100a)의 외주면을 형성하고 제1높이(111)를 형성하는 제1면(110)과 상기 몸체(100a)의 내주면을 형성하고 제2높이(131)를 형성하는 제2면(130) 및 상기 제1면(110)과 상기 제2면(130)을 연결하는 측면부(150)를 포함한다.The toroidal core 100 of this embodiment is provided in a ring shape to form a body 100a forming the outer appearance of the toroidal core, and an outer circumferential surface of the body 100a and a first surface forming a first height 111 . (110) and a second surface 130 forming an inner circumferential surface of the body 100a and forming a second height 131, and a side portion connecting the first surface 110 and the second surface 130 ( 150).

상기 제1면(110)은 상기 트로이달 코어(100)의 바깥 면을 형성하고, 상기 제2면(130)은 상기 트로이달 코어(100)가 링 형상으로 구비됨에 따라 형성되는 코어 중앙부분의 홀의 원주면을 형성한다.The first surface 110 forms the outer surface of the toroidal core 100 , and the second surface 130 is formed as the toroidal core 100 is provided in a ring shape. It forms the circumferential surface of the hole.

상기 측면부(150)는 본 실시예에서 트로이달 코어(100)의 상부면 하부면을 의미할 수 있다. 상기 측면부(150)는 상기 제1면(110)의 일단과 상기 제2면(130)의 일단을 연결하는 제3면(151)과 상기 제1면(110)의 타단과 상기 제2면(130)의 타단을 연결하는 제4면(153)을 포함한다.The side part 150 may refer to the upper surface and lower surface of the toroidal core 100 in this embodiment. The side part 150 includes a third surface 151 connecting one end of the first surface 110 and one end of the second surface 130 , and the other end of the first surface 110 and the second surface ( 130) and a fourth surface 153 connecting the other end.

상기 측면부(150)는 상기 제1면(110)으로부터 상기 제2면(130)으로 하향경사지는 경사부(1513)를 포함할 수 있다. 상기 경사부(1513)는 상기 측면부(150)의 일부를 형성할 수 있다. 또는 상기 경사부(1513)는 상기 측면부(150)에 대응될 수 있다. 상기 경사부(1513)가 상기 측면부(150)에 대응될 경우, 상기 경사부(1513)는 상기 제1면(110)의 일단으로부터 상기 제2면(130)의 일단까지 하향경사를 형성할 수 있다.The side portion 150 may include an inclined portion 1513 inclined downward from the first surface 110 to the second surface 130 . The inclined portion 1513 may form a part of the side portion 150 . Alternatively, the inclined portion 1513 may correspond to the side portion 150 . When the inclined portion 1513 corresponds to the side portion 150 , the inclined portion 1513 may form a downward slope from one end of the first surface 110 to one end of the second surface 130 . have.

상기 경사부(1513)가 상기 측면부(150) 중 일부를 형성하는 경우, 상기 측면부(150)는 상기 제1면(110)으로부터 평행하게 연장되는 평면부(1531)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 경사부(1513)는 상기 평면부(1531)의 단부에서 제2면(130)의 일단까지 형성될 수 있다.When the inclined portion 1513 forms a part of the side portion 150 , the side portion 150 may include a flat portion 1531 extending in parallel from the first surface 110 . In addition, the inclined portion 1513 may be formed from an end of the flat portion 1531 to one end of the second surface 130 .

상기 측면부(150)가 상술한 바와 같이 하향경사를 형성함에 따라 상기 제1면(110)의 제1높이(111)는 트로이달 코어(100)의 전체 높이와 동일하게 구비될 수 있다.As the side portion 150 forms a downward slope as described above, the first height 111 of the first surface 110 may be the same as the overall height of the toroidal core 100 .

상기 제3면(151)과 상기 제4면(153)는 상기 제1높이(111) 또는 상기 제2높이(131)에 수직한 축(L)을 기준으로 서로 대칭되게 구비될 수 있다. 즉, 상기 수직축(L)을 기준으로 제3면의 평면부(1511), 경사부(1513)는 상기 제4면의 평면부(1531), 경사부(1533)와 서로 대칭될 수 있다.The third surface 151 and the fourth surface 153 may be provided symmetrically with respect to an axis L perpendicular to the first height 111 or the second height 131 . That is, the flat portion 1511 and the inclined portion 1513 of the third surface may be symmetrical to the flat portion 1531 and the inclined portion 1533 of the fourth surface with respect to the vertical axis L.

상술한 구조에 의해 본 실시예의 트로이달 코어(100)는 내경으로 갈수록 높이가 낮아지는 비대칭 형태로 구비될 수 있다. 상기 트로이달 코어(100)가 비대칭 형태로 구비됨에 따라 자속이 이동하는 길(magnetic flux path, f)는 상대적으로 제2면(130)에 가깝게 형성된다. 즉 상기 자속(f)은 트로이달 코어(100)의 내경측에 가깝게 형성된다.Due to the above-described structure, the toroidal core 100 of the present embodiment may be provided in an asymmetrical shape in which the height is lowered toward the inner diameter. As the toroidal core 100 is provided in an asymmetrical shape, a magnetic flux path f is formed relatively close to the second surface 130 . That is, the magnetic flux f is formed close to the inner diameter side of the toroidal core 100 .

본 실시예와 같은 비대칭 형태가 아닌 코어 단면이 사각형인 트로이달 코어의 경우 내경과 외경의 중앙부분에 자속이 형성된다. 본 실시예는 트로이달 코어의 내경으로 갈수록 높이가 낮아지는 비대칭 형태로 구비됨에 따라 상기 자속(f)이 내경과 외경의 중앙부분을 기준으로 내경측에 가깝게 형성된다.In the case of a toroidal core having a quadrangular cross-section, which is not asymmetrical as in the present embodiment, magnetic flux is formed at the center of the inner and outer diameters. As the present embodiment is provided in an asymmetric form in which the height is lowered toward the inner diameter of the toroidal core, the magnetic flux f is formed close to the inner diameter side with respect to the central portion of the inner diameter and the outer diameter.

즉, 코어 단면이 사각형인 트로이달 코어에 비해 본 실시예의 경우 자속(f)의 길이가 줄어들게 된다. 상기 자속(f)의 길이가 줄어 들면서, AL-value 값은 증가하게 되어 사용자가 원하는 인덕턴스(inductance)를 맞추기 위한 와이어의 턴수가 줄어들 수 있다. 따라서 인덕터를 생산하기 위한 전체적인 양산가 감소하는 효과가 있다.That is, the length of the magnetic flux f is reduced in the present embodiment compared to the toroidal core having a quadrangular core cross-section. As the length of the magnetic flux f decreases, the AL-value increases, so that the number of turns of the wire to match the inductance desired by the user may be reduced. Therefore, there is an effect of reducing the overall mass production cost for producing the inductor.

그리고 와이어의 턴수가 증가함에 따라 트로이달 코어의 내경측에서 와이어가 적층되어 인덕터의 전체 높이가 증가하는 문제가 발생하는데, 본 실시예와 같이 내경측으로 갈수록 높이가 낮아지는 비대칭 구조에 의해 상기 문제를 해결할 수 있다.And as the number of turns of the wire increases, the wires are stacked on the inner diameter side of the toroidal core, causing a problem that the overall height of the inductor increases. can be solved

따라서 본 실시예의 제2높이(131)는 상기 제1높이(111)보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 높이의 차이만큼 상기 제1면의 양단에서 상기 제2면의 양단까지 경사가 형성되는 측면부가 구비된다.Therefore, it is preferable that the second height 131 of the present embodiment is smaller than the first height 111 . In addition, a side portion having an inclination formed from both ends of the first surface to both ends of the second surface by the difference in height is provided.

도3을 참고하면, 트로이달 코어(100)에 권선된 코일은 외경측에 적층된 코일(31)과 내경측에 적층된 코일(35)과 상기 외경과 내경 사이에 적층되는 코일(33)로 편의상 분리할 수 있다.3, the coil wound on the toroidal core 100 is a coil 31 stacked on the outer diameter side, a coil 35 stacked on the inner diameter side, and a coil 33 stacked between the outer diameter and the inner diameter. It can be separated for convenience.

상기 경사부(1513,1533)가 구비됨에 따라 상기 제2높이(131)는 상기 제1높이(111)보다 작게 형성되고, 따라서 상기 내경 측에 적층되는 코일(35)과 상기 제2높이(131)의 합은 상기 외경 측에 적층되는 코일(31)과 상기 제1높이(111)의 합과 동일하게 형성될 수 있다. 이 경우 상기 외경과 내경 사이에 적층되는 코일(33) 부분에서 인덕터의 최대 높이가 형성될 수 있다.As the inclined portions 1513 and 1533 are provided, the second height 131 is formed to be smaller than the first height 111 , and thus the coil 35 and the second height 131 stacked on the inner diameter side. ) may be equal to the sum of the coil 31 stacked on the outer diameter side and the first height 111 . In this case, the maximum height of the inductor may be formed in the portion of the coil 33 stacked between the outer diameter and the inner diameter.

물론, 코일이 권선된 후 트로이달 코어의 외경측의 전체 높이와 내경측의 전체 높이를 동일하게 형성하기 위해 상술한 바와 같이 측면부가 경사부와 대응되도록 형성될 수 있다.Of course, in order to make the total height of the outer diameter side and the inner diameter side of the toroidal core the same after the coil is wound, the side part may be formed to correspond to the inclined part as described above.

그러나, 상기 측면부가 경사부와 대응되게 형성될 경우 코일이 코어에 권선된 후, 코어의 내경측과 외경측의 높이는 동일하게 형성됨과 동시에 상기 내경과 외경측의 높이가 인덕터의 최대 높이가 될 수 있으나, 이 경우 코일의 턴수가 본 실시예에 비해 줄어들게 된다. 보다 자세히 도4를 참고하여 설명한다.However, when the side portion is formed to correspond to the inclined portion, after the coil is wound on the core, the inner and outer diameter sides of the core are formed to have the same height, and at the same time, the height of the inner diameter and the outer diameter side can be the maximum height of the inductor. However, in this case, the number of turns of the coil is reduced compared to the present embodiment. It will be described in more detail with reference to FIG. 4 .

도4는 다양한 구조의 코어에 코일이 권선된 단면을 나타낸 도면이다.4 is a view showing a cross-section in which a coil is wound on a core having various structures.

이하 도4를 참고하여 설명한다.Hereinafter, it will be described with reference to FIG.

도4(a)는 본 실시예와 같은 경사부가 형성되지 않고 단면이 사각형으로 구비되는 코어에 코일이 권선된 단면을 나타낸 도면이다. 도4(a)를 참고하면 코일을 코어에 복수회 권선할 시 제2면(130a)측에 코일(35a)이 적층되어 제1면(110a)측에 권선된 코일(31a)의 총 높이보다 더 높게 형성된다. 따라서 코어의 외경측보다 내경측의 높이가 더 높게 형성된다.4(a) is a view showing a cross-section in which a coil is wound on a core having a rectangular cross-section without an inclined portion as in the present embodiment. Referring to FIG. 4( a ), when the coil is wound on the core a plurality of times, the coil 35a is laminated on the second surface 130a side, and the total height of the coil 31a wound on the first surface 110a side is higher than the total height. formed higher. Accordingly, the height of the inner diameter side is higher than the outer diameter side of the core.

도4(b)는 상술한 바와 같이 측면에 경사부(150b)만 형성된 경우 코어에 코일이 권선된 단면을 나타낸 도면이다. 도4(b)를 참고하면, 코일을 코어에 복수회 권선할 시 제1면(110b)과 제2면(130b)의 높이를 동일하게 형성할 수 있다. 따라서 코어의 외경측과 내경측의 높이가 동일하게 형성될 수 있다.4(b) is a view showing a cross-section in which a coil is wound around a core when only the inclined portion 150b is formed on the side surface as described above. Referring to FIG. 4B , when the coil is wound on the core a plurality of times, the first surface 110b and the second surface 130b may have the same height. Accordingly, the height of the outer diameter side and the inner diameter side of the core may be the same.

그러나 이 경우 도4(c)의 형상에 비해 와이어의 턴수가 감소하여, 도4(c)에 의해 인덕터의 효율이 낮을 수 밖에 없다. 만약, 도4(c)와 같이 평면부와 경사부가 형성된 코어와 동일한 턴수로 와이어를 권선하는 경우, 도4(a)와 같이 코어 내경 측의 전체 높이가 코어 외경 측의 전체 높이보다 높게 형성되는 문제가 발생할 수 있다.However, in this case, the number of turns of the wire is reduced compared to the shape of FIG. 4(c), and thus the efficiency of the inductor is inevitably low according to FIG. 4(c). If the wire is wound with the same number of turns as the core in which the flat part and the inclined part are formed as shown in FIG. 4(c), the total height of the inner diameter side of the core is higher than the total height of the core outer diameter side as shown in FIG. 4(a). Problems can arise.

이렇게 코어가 내경측에서 더 많이 적층되어 내경측의 전체 높이가 외경측의 전체 높이보다 높아질 경우, 인덕터의 전체 부피 증가뿐만 아니라 코일의 내구성이 약화될 수 있다. 왜냐하면, 와이어의 권취시 장력에 의해 코어의 내경측에서 코어와 접촉하는 와이어의 경우 상대적으로 많은 하중을 받을 수 밖에 없는 구조이기 때문이다. 그리고, 코어의 내경측에서 와이어가 서로 접촉하면서 복수회 권선될 경우 코일의 표면이 벗기어져 절연성능이 약화될 수도 있다.In this way, when more cores are stacked on the inner-diameter side so that the total height of the inner-diameter side is higher than the total height of the outer-diameter side, the overall volume of the inductor and durability of the coil may be weakened. This is because the wire in contact with the core from the inner diameter side of the core due to the tension during winding of the wire has a structure in which it cannot but receive a relatively large load. In addition, when the wire is wound a plurality of times while in contact with each other on the inner diameter side of the core, the surface of the coil may be peeled off, thereby weakening the insulation performance.

도4(c)는 본 실시예와 같이 코어의 단면이 비대칭 형상으로 구비되는 코어에 코일이 권선된 단면을 나타낸 도면이다. 본 실시예의 경우 도4(b)에 비해 더 많은 턴수로 와이어를 권선할 수 있으며, 코일이 코어에 권선된 경우 코어의 내경과 외경측의 높이가 동일하게 형성될 수 있다.4(c) is a view showing a cross-section in which a coil is wound on a core having an asymmetrical cross-section as in the present embodiment. In the present embodiment, the wire may be wound with a greater number of turns than that of FIG. 4(b), and when the coil is wound on the core, the inner diameter and the outer diameter of the core may have the same height.

이상에서 본 발명의 다양한 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although various embodiments of the present invention have been described in detail above, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention with respect to the above-described embodiments. . Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should be defined by the claims described below as well as the claims and equivalents.

100: 트로이달 코어 110: 제1면
130: 제2면 151: 제3면
153: 제4면 1511,1531: 평면부
1513,1533: 경사부 31,33,35: 코일
100: toroidal core 110: first side
130: second side 151: third side
153: fourth surface 1511,1531: flat part
1513,1533: inclined part 31,33,35: coil

Claims (8)

링 형상으로 구비되어 트로이달 코어의 외관을 형성하는 몸체;
상기 몸체의 외주면을 형성하고, 제1높이를 형성하는 제1면;
상기 몸체의 내주면을 형성하고, 제2높이를 형성하는 제2면; 및
상기 상기 제1면과 상기 제2면을 연결하는 측면부;를 포함하고,
상기 제2높이는 상기 제1높이보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 트로이달 코어.
a body provided in a ring shape to form an outer appearance of the toroidal core;
a first surface forming an outer circumferential surface of the body and forming a first height;
a second surface forming an inner circumferential surface of the body and forming a second height; and
and a side portion connecting the first surface and the second surface.
The second height is a toroidal core, characterized in that formed smaller than the first height.
제1항에 있어서,
상기 측면부는, 상기 제1면과 상기 제2면의 일단을 연결하고, 상기 제1면으로부터 상기 제2면으로 하향경사지는 경사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 트로이달 코어.
According to claim 1,
The side portion connects one end of the first surface and the second surface, and an inclined portion that is inclined downwardly from the first surface to the second surface; toroidal core comprising a.
제2항에 있어서,
상기 측면부는, 상기 제1면으로부터 평행하게 연장되는 평면부;를 포함하고,
상기 평면부의 단부에서 상기 제2면의 일단까지 상기 경사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 트로이달 코어.
3. The method of claim 2,
The side portion includes a planar portion extending in parallel from the first surface,
The toroidal core, characterized in that the inclined portion is formed from the end of the flat portion to one end of the second surface.
제1항에 있어서,
상기 측면부는,
상기 제1면과 상기 제2면의 일단을 연결하는 제3면; 및
상기 제1면과 상기 제2면의 타단을 연결하는 제4면;을 포함하는 것을 특징으로 하는 트로이달 코어
According to claim 1,
The side part,
a third surface connecting one end of the first surface and the second surface; and
A toroidal core comprising a; a fourth surface connecting the other ends of the first surface and the second surface
제4항에 있어서,
상기 제3면과 상기 제4면은,
상기 제1면으로부터 상기 제2면으로 하향경사지는 경사부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 트로이달 코어.
5. The method of claim 4,
The third side and the fourth side are
A toroidal core comprising a; an inclined portion inclined downwardly from the first surface to the second surface.
제5항에 있어서,
상기 경사부는, 상기 제1높이 또는 상기 제2높이에 수직한 축을 기준으로, 상기 제3면과 상기 제4면에 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 트로이달 코어.
6. The method of claim 5,
The inclined portion is a toroidal core, characterized in that formed symmetrically to the third surface and the fourth surface with respect to an axis perpendicular to the first height or the second height.
제5항에 있어서,
상기 제3면과 상기 제4면은,
상기 제1면으로부터 평행하게 연장되는 평면부;를 포함하고,
상기 평면부의 단부에서 상기 제2면의 일단까지 상기 경사부가 형성되는 것을 특징으로 하는 트로이달 코어.
6. The method of claim 5,
The third side and the fourth side are
Including; a flat portion extending in parallel from the first surface;
The toroidal core, characterized in that the inclined portion is formed from the end of the flat portion to one end of the second surface.
제7항에 있어서,
상기 제3면과 상기 제4면은, 상기 제1높이 또는 상기 제2높이에 수직한 축을 기준으로 서로 대칭되는 것을 특징으로 하는 트로이달 코어.
8. The method of claim 7,
The third surface and the fourth surface are toroidal core, characterized in that symmetrical with respect to an axis perpendicular to the first height or the second height.
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