KR102735510B1 - 코일 부품 및 이를 이용한 코일 권선 방법 - Google Patents

코일 부품 및 이를 이용한 코일 권선 방법 Download PDF

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Abstract

코일 부품의 코일 권선 작업 시 수작업으로 진행되던 코일 단부의 인출 작업을 자동으로 이루어지도록 개선하여 제품의 생산성을 높이고 제품 단가를 절감시킬 수 있도록 하는 코일 부품 및 이를 이용한 코일 권선 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 코일 부품을 이용한 코일 권선 방법은, 코어에 결합된 보빈을 베이스에 안착시키는 제1단계와; 보빈에 코일의 시작선을 걸어 고정하는 제2단계와; 보빈을 정방향으로 회전시켜 코일을 설정 턴수에서 일정 턴수가 추가된 오버 턴수로 보빈에 권선하는 제3단계와; 보빈을 추가된 일정 턴수만큼 역방향으로 회전시켜 코일의 시작선을 코일 인출 안내부를 통해 보빈 외부로 인출시키는 제4단계; 및 코일 인출 안내부를 통해 보빈 외부로 인출된 코일의 시작선을 외부 접속핀에 결선하는 제5단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

코일 부품 및 이를 이용한 코일 권선 방법{Coil component and coil winding method using the same}
본 발명은 코일 부품 및 이를 이용한 코일 권선 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코일 부품의 코일 권선 작업을 개선하여 제품의 생산성을 향상시킬 수 있고 이를 통해 제품 단가를 절감시킬 수 있는 코일 부품 및 이를 이용한 코일 권선 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치나 프린터 및 기타 전기, 전자기기에는 전원 공급장치로 SMPS(Switching Mode Power Supply)가 사용된다.
SMPS는 외부로부터 공급되는 전기를 컴퓨터, TV, VCR, 교환기, 무선 통신 기기 등 각종 전기, 전자기기에 맞도록 변환시켜 주는 모듈형의 전원공급장치로, 반도체 스위칭 특성을 이용해 상용 주파수 이상의 고주파로 단속제어를 하고 출력을 안정화 시켜주는 역할을 한다.
이러한 SMPS에는 전자기 간섭(EMI, electromagnetic interference) 개선을 위해 일반적으로 라인필터(Line filter)가 구비된다. 종래의 라인필터는 사각링 형태로 형성된 코어와, 코어의 평행한 두 부분에 회전 가능하게 구비되는 한 쌍의 보빈과, 보빈에 권선되는 코일과, 코일이 권선된 보빈이 안착되는 베이스로 구성된다.
이러한 종래의 라인필터는 베이스에 보빈을 안착시킨 상태에서 코일을 보빈에 권선하여 제품 형태로 제작된다. 코일 권선 작업 시에는 보빈의 일측 플랜지에 인접하게 배치된 격벽 부분에 코일의 시작선(단부)을 걸고 코일 자동 권선 설비를 이용하여 보빈을 회전시키면서 코일을 권선하게 된다.
이 경우, 종래에는 보빈에 코일 권선 작업이 완료된 이후에 보빈의 플랜지와 격벽 사이의 좁은 틈새 공간에 잠긴 코일의 시작선을 작업자가 일일이 수작업으로 인출한 후 베이스의 접속핀과 연결해야만 했기 때문에 작업 수율이 낮고 생산 효율이 저하되어 제품의 대량 생산이 어렵고 제조 비용이 증가되는 문제점이 있었다.
한국 등록특허 제10-1422898호(2014.07.17)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는, 기존에 수작업으로 이루어지던 코일 시작선의 인출 작업을 자동으로 이루어지게 개선하여 제품 생산성을 높이고 제조 비용을 절감시킬 수 있는 코일 부품 및 이를 이용한 코일 권선 방법을 제공하는 데에 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 코일 부품은, 코어와; 코어에 결합되며 코일이 권선되는 보빈; 및 보빈이 안착되는 보빈 안착홈이 형성되며 외부 접속핀을 구비하는 베이스;를 포함하며, 보빈 안착홈에는 코일의 권선을 위한 보빈의 정방향 회전 시 보빈에 초기 고정된 코일의 시작선의 회전 이동을 안내하고, 보빈의 역방향 회전 시 코일의 시작선이 보빈 외부로 인출되도록 안내하는 코일 인출 안내부가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 코일 인출 안내부는, 보빈의 정방향 회전 시 코일의 시작선의 원주방향으로의 회전 이동을 안내하는 내부 안내면과, 보빈의 역방향 회전 시 코일의 시작선이 보빈의 외부로 인출되도록 안내하는 외부 안내면을 가질 수 있다.
여기서, 상기 코일 인출 안내부는 내부 안내면과 외부 안내면이 만나는 모서리 부분이 보빈 안착홈의 상부로 뾰족하게 돌출된 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 코일 인출 안내부는 내부 안내면과 외부 안내면이 만나는 모서리 부분에 하향 경사진 형태의 경사면이 형성될 수 있다.
이때, 상기 내부 안내면은 곡면으로 형성되고 외부 안내면은 평면으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 보빈은 코일이 권선되는 몸체부와, 몸체부의 단부에 배치된 플랜지부와, 코일의 시작선이 걸어 고정되고 플랜지부에 인접한 격벽을 포함하되, 코일 인출 안내부는 플랜지부와 격벽 사이에 배치될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 라인필터를 이용한 코일 권선 방법은, 코어에 결합된 보빈을 베이스에 안착시키는 제1단계와; 보빈에 코일의 시작선을 걸어 고정하는 제2단계와; 보빈을 정방향으로 회전시켜 코일을 설정 턴수에서 일정 턴수가 추가된 오버 턴수로 보빈에 권선하는 제3단계와; 보빈을 추가된 일정 턴수만큼 역방향으로 회전시켜 코일의 시작선을 코일 인출 안내부를 통해 보빈 외부로 인출시키는 제4단계; 및 코일 인출 안내부를 통해 보빈 외부로 인출된 코일의 시작선을 외부 접속핀에 결선하는 제5단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 제1단계에서는 보빈의 플랜지와 격벽 사이에 코일 인출 안내부가 위치되도록 보빈을 베이스에 안착시킬 수 있다.
그리고, 상기 제2단계에서는, 보빈의 격벽에 형성된 걸게 홈에 코일의 시작선을 걸고 격벽과 플랜지 사이에 위치한 코일 인출 안내부의 외부 안내면 근처에 시작선을 배치시킬 수 있다.
또한, 상기 제4단계에서는, 제3단계에서 오버 턴수로 코일이 권선된 보빈을 자동권선장치를 이용하여 추가된 일정 턴수만큼 다시 역방향으로 회전시켜 보빈에 감겨 있던 코일의 시작선을 코일 인출 안내부 형상을 통해 보빈 외부로 자동으로 인출시킬 수 있다.
아울러, 상기 제5단계에서는, 코일 인출 안내부를 통해 보빈 외부로 인출된 코일의 시작선을 자동권선장치를 통해 외부 접속핀에 자동 결선할 수 있다.
본 발명에 의하면, 코일 권선 작업 시 보빈에 초기 고정되는 코일의 시작선을 코일 권선 작업이 완료된 직후 코일 인출 안내부를 통해 보빈 외부로 자동 인출시킬 수 있기 때문에, 기존과 같이 보빈에 코일 권선 후 보빈의 플랜지와 격벽 사이의 좁은 공간에 잠긴 코일의 시작선을 작업자가 일일이 수작업으로 인출해야만 했던 번거롭고 까다로운 작업이 수반되지 않아 작업성을 향상시킬 수 있고 작업 수율을 높일 수 있다.
특히, 보빈에 코일의 시작선을 걸고 코일권선장치를 이용하여 보빈을 정방향으로 회전시켜 코일을 설정 턴수에서 일정 턴수가 추가된 오버 턴수로 보빈에 권선한 후, 다시 보빈을 추가된 일정 턴수만큼 역방향으로 회전시키는 간단한 프로그램화된 동작만으로 코일의 시작선이 보빈 밖으로 자동 인출되기 때문에 코일 시작선의 자동 인출을 위한 별도의 복잡한 추가적인 장치를 설치할 필요가 없어 장치 구축에 따른 비용 증가를 억제할 수 있는 장점이 있다.
또한, 보빈에 코일 권선 후 코일 인출 안내부를 통해 보빈 밖으로 자동 인출된 코일의 시작선을 코일권선장치에 구비된 기구물을 이용하여 베이스에 구비된 외부 접속핀에 자동으로 결선하여 마무리하는 자동화 공정을 구현할 수 있기 때문에, 제품의 생산성을 높이고 제조비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 코일의 권선을 위한 보빈의 정방향 회전 시 코일 인출 안내부에 형성된 내부 안내면이 보빈과 함께 회전하는 코일 시작선의 원주방향 이동을 안내하여 정상적인 코일 권선 작업에 지장을 초래하지 않게 하면서, 보빈의 역방향 회전 시 코일 인출 안내부의 내부 안내면과 외부 안내면이 만나는 모서리 부분을 통해 코일의 시작선이 보빈의 외부로 자동 인출되도록 할 수 있다. 이와 같이, 코일의 시작선을 걸어 고정하는 보빈의 플랜지와 격벽 사이에 위치한 보빈 안착홈 부분에 곡면 형상의 내부 안내면과 평면 형상의 외부 안내면을 가지는 상부로 돌출된 구조의 코일 인출 안내부를 형성함으로써, 간단한 형상의 코일 인출 안내부 구조를 이용하여 코일 권선 후 코일 시작선을 보빈 밖으로 자동으로 인출시킬 수 있는 장점이 있다.
특히, 코일 인출 안내부의 내부 안내면과 외부 안내면이 만나는 모서리 부분에 하향 경사진 형태의 경사면이 형성됨에 따라, 보빈의 역방향 회전 시 코일 시작선이 상기 모서리 부분의 경사면을 타고 외부 안내면 측으로 용이하게 안내되어 인출될 수 있는 장점이 있다.
또한, 코일 권선 작업 후 보빈 외부로 인출된 코일의 시작선이 안내홈에 의해 안내되어 좌우로 이동하지 않고 하방에 위치한 외부 접속핀을 향하도록 가이드되기 때문에 코일 자동권선장치에 구비된 기구물이 보빈 외부로 인출된 코일의 시작선을 용이하게 잡고 외부 접속핀에 자동 결선시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 라인필터를 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 라인필터를 하부에서 바라본 저면 사시도.
도 3은 도 1의 라인필터를 측면에서 바라본 측면도.
도 4는 도 1의 라인필터의 구체적인 구성을 보여주는 분해 사시도.
도 5는 도 4의 베이스 구조를 상세하게 보여주는 상세도.
도 6은 코어에 결합된 보빈이 베이스에 안착된 모습을 보여주는 사시도.
도 7은 보빈의 걸게 홈에 코일의 시작선을 걸어 고정한 모습을 보여주는 사시도.
도 8은 보빈의 정방향 회전에 의해 보빈에 코일이 권선된 모습을 보여주는 예시도.
도 9는 보빈의 역방향 회전 시 코일 인출 안내부를 통해 코일 시작선이 보빈 외부로 인출된 모습을 보여주는 예시도.
도 10은 보빈 외부로 인출된 코일 시작선을 포함하는 코일의 양 끝단이 자동권선장치를 통해 베이스 하부의 외부 접속핀에 결선된 상/하 모습을 보여주는 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 라인필터를 도시한 것이다. 그리고, 도 2는 도 1의 라인필터를 하부에서 바라본 것이고, 도 3은 도 1의 라인필터를 측면에서 바라본 것이다. 또한, 도 4는 도 1의 라인필터의 주요 구성부를 보여주는 분해 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 코일 부품은 전원을 공급하는 전원공급장치에 사용되는 필터로서, 전자기 간섭(EMI)을 제거하기 위해 사용되는 코일 부품 형태의 라인필터(Line filter)이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 라인필터(100)는 코어(110)와, 코일(120)이 권선되는 보빈(130)과, 코어(110)에 결합된 보빈(130)이 안착되는 베이스(140)를 포함한다.
코어(core,110)는 절단된 부분이 없는 사각 링 형상으로 형성된다. 코어(110)는 고투자율, 저손실, 높은 포화자속밀도의 특성을 갖는 Mn-Zn계 페라이트(ferrite)로 형성될 수 있다. 그러나, 코어(110)는 이와 같은 형상이나 재질에 한정되는 것은 아니다.
코어(110)는 한 쌍의 보빈(130)과 결합된다. 보빈(130)은 내부 중심에 관통공(131a)이 형성된 몸체부(131)와, 몸체부(131)의 양단에 형성된 플랜지부(132,134)를 포함한다.
몸체부(131)의 관통공(131a)에는 코어(110)의 일부가 관통 삽입된다. 플랜지부(132,134)는 몸체부(131)보다 큰 직경을 가지도록 형성되며 양측의 플랜지부(132,134) 사이에 위치하는 몸체부(131) 외주면에 코일(120)이 권선된다.
플랜지부(132,134)는 몸체부(131)의 일측에 배치되는 제1플랜지부(132)와 타측에 배치되는 제2플랜지부(134)로 구분된다. 제1플랜지부(132)와 제2플랜지부(134) 사이에 위치하는 몸체부(131)의 외주면 공간은 코일(120)이 권선되는 권선부 공간으로 이용된다. 플랜지부(132,134)는 몸체부(131) 외주면에 권선되는 코일(120)을 양측면에서 지지하는 역할과, 외부로부터 코일(120)을 보호하는 역할과, 외부와 코일(120) 간의 절연을 확보하는 기능을 한다.
코어(110)는 제1보빈(130a)과 제2보빈(130b)의 결합에 의해 보빈(130) 내부에 결합된다. 코어(110)에 결합되는 2개의 보빈(130a,130b)은 평행을 이루며 나란하게 배치된다. 이때, 보빈(130)은 기어(133)가 형성된 부분이 동일한 방향을 향하도록 배치될 수 있다.
보빈(130)에서 제1플랜지부(132)의 외부면에는 보빈(130)을 회전시켜 코일(120)을 몸체부(131)의 외주면에 자동으로 권선할 수 있도록 기어(133)가 형성된다. 기어(133)는 제1플랜지부(132)의 외부면에서 외부로 돌출되는 복수의 돌기 형태로 형성될 수 있으며, 원형의 기어 형상으로 형성될 수 있다. 제1플랜지부(132)의 외부면에 형성된 기어(133)는 외부의 자동권선장치(미도시)에 구비된 또 다른 기어와 맞물릴 수 있다. 따라서, 자동권선장치의 작동 시 서로 맞물린 기어들에 의해 보빈(130)이 회전되며 코일을 권선할 수 있다.
제2플랜지부(134)와 인접하는 몸체부(131) 상에는 제2플랜지부(134)와 평행하게 배치된 격벽(135)이 형성된다. 격벽(135)에는 보빈(130)에 코일(120) 권선 시 코일(120)의 단부(이하, '시작선'이라 함)을 걸어 고정시킬 수 있는 적어도 하나 이상의 걸게 홈(136)이 형성된다. 이러한 격벽(135)과 걸게 홈(136)은 코일(120) 권선 시 코일의 시작선(122)을 보빈(130)에 고정시키기 위해 구비될 수 있다.
보빈(130)은 내부의 관통공(131a)에 코어(110)의 일부분이 삽입되도록 2개의 파트로 구분된 상태로 코어(110)의 양측에서 결합될 수 있다. 즉, 보빈(130)은 2개의 파트로 등분된 형상의 제1보빈(130a)과 제2보빈(130b)으로 구성되며, 제1보빈(130a)과 제2보빈(130b)이 코어(110)의 상부 및 하부에서 상호 결합됨으로써 코어(110)에 보빈(130)에 결합될 수 있다.
실시예에 따른 보빈(130)은 2개가 구비되어 각각 코어(110)에 결합된다. 이때, 두 개의 보빈(130)은 서로 평행하게 배치되어 코어(110)와 결합될 수 있다. 이러한 보빈(130)은 내열성 및 내전압성이 우수한 절연성 수지 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 보빈(130)은 폴리페닐렌설파이드(PPS), 액정폴리에스테르(LCP), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 및 페놀계 수지 등으로 구성될 수 있다.
코일(120)은 보빈(130)의 몸체부(131) 외주면에 자동 권선된다. 코일(70)은 한 가닥의 와이어가 이용될 수 있으며, 보빈(130)에 권선된 코일(120)의 양쪽 단부는 후술되는 베이스(140) 하부에 구비된 외부 접속핀(150)에 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예의 라인필터(100)는 두 개의 보빈(130)에 권선되는 각각의 코일(120)들이 서로 반대되는 방향으로 권선될 수 있다. 예를 들어 어느 하나의 보빈(130)에 코일(120)이 시계 방향으로 권선되는 경우, 나머지 하나의 보빈(130)에는 코일(120)이 반시계 방향으로 권선될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 필요에 따라 상기와 반대로 권선하거나, 두 개 코일을 모두 동일한 방향으로 권선하는 등 다양한 응용이 가능하다.
코어(110)에 평행을 이루며 나란하게 결합되는 2개의 보빈(130)은 기어(133)가 형성된 부분이 동일한 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 또한, 보빈(130)에 코일 권선 시 보빈(130)의 관통공(131a)에 삽입되는 코어(110) 부분이 보빈(130)의 회전축으로 작용된다. 따라서 코일 권선 시 보빈(130)의 회전이 용이하도록 보빈(130)의 관통공(131a)에 삽입되는 코어(110) 부분은 외부면이 곡면으로 형성되거나 원통형으로 형성될 수 있다.
사각 링 형상의 코어(110)에 2개의 보빈(130)이 결합됨에 따라, 코어(110)는 2개의 보빈(130) 사이를 연결하는 부분이 외부로 노출된다. 그리고, 외부로 노출된 코어(110)의 일측 및 타측은 베이스(140)에 안착된다.
베이스(140)는 보빈(130)이 결합된 코어(110)가 안착된다. 이 경우 보빈(130)의 제1플랜지부(132)에 형성된 기어(133)는 코일(120)의 자동 권선을 위해 일부가 외부로 노출된다.
베이스(140)는 보빈 안착홈(141), 코어 안착부(142,143), 외부 접속핀(150)을 포함한다.
보빈 안착홈(141)은 코어(110)에 결합된 보빈(130)의 형상에 대응하는 홈 형태로 형성된다. 실시예의 경우, 보빈(130)은 2개가 구비되므로 보빈 안착홈(141)도 2개의 개수로 구비된다.
2개의 보빈 안착홈(141) 사이에는 중앙 돌출부(146)가 형성될 수 있다. 중앙 돌출부(146)는 2개의 보빈(130)에 권선된 코일들 간에 간섭을 방지하고 절연을 확보하기 위해 구비된다. 이를 위해 중앙 돌출부(146)는 보빈 안착홈(141)에 안착되는 보빈(130)들 사이의 공간을 가로지르는 형태로 돌출될 수 있다.
보빈 안착홈(141)에는 보빈(130)에 코일 권선 작업이 완료된 이후 코일의 시작선(122)을 자동 인출시킬 수 있는 코일 인출 안내부(147)가 구비된다.
코일 인출 안내부(147)는 제2플랜지부(134)와 격벽(135) 사이에 위치하는 보빈 안착홈(141) 부분에 상부로 뾰족하게 돌출된 갈고리 형상을 가지도록 형성된다. 이러한 코일 인출 안내부(147)는 한 쌍이 중앙 돌출부(146)를 중심으로 서로 마주보는 위치에 배치된다.
코일 인출 안내부(147)는 코일(120)의 권선을 위한 보빈(130)의 정방향 회전 시 보빈(130)에 초기 고정된 코일의 시작선(122)이 자유롭게 회전 이동하도록 안내하고, 보빈(130)의 역방향 회전 시 코일의 시작선(122)이 보빈(130) 외부로 인출되도록 안내한다.
코일 인출 안내부(147)는 보빈(130)의 정방향 회전 시 코일의 시작선(122)의 원주방향으로의 회전 이동을 안내하는 내부 안내면(147a)과, 보빈의 역방향 회전 시 코일의 시작선이 보빈(130)의 외부로 인출되도록 안내하는 외부 안내면(147b)을 갖는다. 이때, 내부 안내면(147a)은 보빈(130)의 정방향 회전 시 코일의 시작선(122)이 제2플랜지부(134)와 격벽(135) 사이의 몸체부(131) 외주면에 감긴 상태에서 자유로운 회전 이동이 가능하도록 몸체부(131)의 곡률과 대응하는 곡률을 갖는 곡면으로 형성되고 외부 안내면(147b)은 수직 평면 형태로 형성될 수 있다.
코일 인출 안내부(147)는 내부 안내면(147a)과 외부 안내면(147b)이 만나는 모서리 부분이 보빈 안착홈(141)의 상부로 뾰족하게 돌출된 갈고리 형상을 갖는다. 코일 인출 안내부(147)는 내부 안내면(147a)과 외부 안내면(147b)이 만나는 모서리 부분에 하향 경사진 형태의 경사면(147c)이 형성될 수 있다. 경사면(147c)은 보빈(130)의 역방향 회전 시 보빈(130)과 함께 회전되는 코일의 시작선(122)이 코일 인출 안내부(147)의 외부 안내면(147b) 측으로 용이하게 자동 인출될 수 있도록 안내하는 기능을 담당한다.
한편, 보빈 안착홈(141)의 일단에는 보빈(130)의 2개의 플랜지부(132,134) 중 기어(133)가 형성된 제1플랜지부(132)가 배치될 수 있다. 이에 따라, 보빈 안착홈(141)에 배치되는 보빈(130)은 기어(133)가 상부로 노출되고, 보빈(130)의 제1플랜지부(132) 측으로 노출된 코어(110)의 일부분도 베이스(140)의 외부로 노출된다. 반면, 보빈(130)의 플랜지부(132,134) 중 기어(133)가 없는 제2플랜지부(134)는 보빈 안착홈(141)의 타단에 수용된다.
코어 안착부(142,143)는 보빈(130)이 결합된 코어(110)의 양측 부분이 안착된다. 코어 안착부(142,143)는 보빈(130)의 제1플랜지부(132) 및 제2플랜지부(134)와 각각 인접하는 베이스(140)의 양 단 부분에 형성된다.
코어 안착부(142,143)는 제1코어 안착부(142) 및 제2코어 안착부(143)를 포함한다. 두 개의 보빈(130)들 외부로 노출된 코어(110)의 양쪽 부분 중, 제1플랜지부(132) 측으로 노출된 코어(110) 부분은 제1코어 안착부(142)에 안착되고, 제2플랜지부(134) 측으로 노출된 코어(110) 부분은 제2코어 안착부(143)에 안착된다.
제1코어 안착부(142)의 외곽에는 제1코어 안착부(142)에 안착된 코어(110)의 측면 부분을 지지해줄 수 있는 상부로 돌출된 구조의 지지벽(144)이 형성된다. 이때, 제1플랜지부(132)의 외면에는 코일(120)의 자동 권선을 위한 기어(133)가 형성되기 때문에 기어(133)가 가려지지 않도록 제1코어 안착부(142)의 외곽 일부에만 제1플랜지부(132)와 평행을 이루도록 지지벽(144)이 형성된다. 이에 따라, 제1코어 안착부(142)에 안착된 코어(110)의 측면은 지지벽(144)에 의해 지지됨으로써 제1코어 안착부(142)에서 이탈되는 것이 방지된다.
아울러, 제2코어 안착부(143)의 외곽 둘레에는 제2코어 안착부(143)에 안착된 코어(110)의 측면 부분을 둘러싸는 형태의 측벽(145)이 형성된다. 측벽(145)은 제2플랜지부(134) 측으로 노출된 코어(110) 부분의 형상을 따라 코어(110)의 측면을 감싸는 형태로 형성된다. 따라서 제2코어 안착부(143)에 안착된 코어(110)는 제2코어 안착부(143)의 둘레에 형성된 측벽(145)에 의해 안정적으로 안착되며 고정될 수 있다.
코어(110)와 결합된 보빈(130)이 베이스(140)에 안착되는 경우 코일 인출 안내부(147)는 상호 인접하는 제2플랜지부(134)와 격벽(135) 사이에 배치된다. 이때, 곡면으로 이루어진 코일 인출 안내부(147)의 내부 안내면(147a)은 제2플랜지부(134)와 격벽(135) 사이의 공간 내부에 배치되고 수직 평면으로 이루어진 외부 안내면(147b)은 제2플랜지부(134) 및 격벽(135) 외부에 배치된다.
베이스(140)의 외측 테두리 부분에는 보빈(130)에 권선된 코일(120)의 양쪽 단부가 전기적으로 결속될 수 있는 복수의 외부 접속핀(150)이 체결된다. 이에 따라, 보빈(130)에 코일 권선 작업이 완료된 이후 보빈(130)의 제2플랜지부(134) 외부로 인출된 코일의 단부(시작선 부분)는 코일 인출 안내부(147)와 접촉한 상태에서 인접하는 외부 접속핀(150)과 결선되고, 제1플랜지부(132) 외부로 인출된 코일의 타측 단부는 인접하는 외부 접속핀(150)과 결선될 수 있다.
베이스(140)에는 코일(120)의 양측 단부를 베이스(140)의 외부 접속핀(150)과 결선할 때 코일(120)의 단부를 외부 접속핀(150) 측으로 향하도록 안내하는 안내홈(148)이 돌출 형성된다.
특히, 코일의 시작선(122)과 인접한 위치에 배치되는 안내홈(148)은 코일 인출 안내부(147)와 인접하는 베이스(140) 부분에 형성될 수 있다. 이 경우 안내홈(148)은 보빈(130) 외부로 인출된 코일의 시작선(122)을 외부 접속핀(150) 측으로 안내한다. 이와 같은 안내홈(148)에 의해 코일(120)의 시작선(122)은 코일 인출 안내부(147)의 외부 안내면(147b)과 접촉한 상태에서 상기 외부 안내면(147b)을 따라 안정적으로 외부 접속핀(150)까지 인출될 수 있다. 또한 안내홈(148)에 의해 코일 시작선(122)의 수평방향으로의 유동을 억제할 수 있다.
외부 접속핀(150)은 베이스(140)의 하부로 돌출되는 형태로 베이스(140)에 체결된다. 실시예의 라인필터(100)는 2개의 보빈(130)에 각각 권선되는 2개의 코일(120)을 포함하도록 구성되기 때문에 2개의 코일(120) 양측 단부를 연결하기 위해 베이스(140)에는 4개의 외부 접속핀(150)이 체결된다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 라인필터(100)는 보빈(130), 코어(110), 베이스(140)가 모두 결합된 상태에서 코일 자동권선장치(미도시)를 이용하여 코일(120)을 보빈(130)에 자동 권선할 수 있다. 즉, 본 발명의 라인필터(100)는 코일 자동권선장치를 이용하여 보빈(130)에 코일(120)을 권선하는 경우 일체의 수작업 없이 완전하게 자동화된 방식으로 코일을 권선할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 라인필터(100)를 이용한 코일 권선 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명의 라인필터(100)를 이용한 코일 권선 방법은, 코어(110)에 결합된 보빈(130)을 베이스(140)에 안착시키는 제1단계와; 보빈(130)에 코일의 시작선(122)을 걸어 고정하는 제2단계와; 보빈(130)을 정방향으로 회전시켜 코일(120)을 설정 턴수에서 일정 턴수가 추가된 오버 턴수로 보빈(130)에 권선하는 제3단계와; 보빈(130)을 추가된 일정 턴수만큼 역방향으로 회전시켜 코일의 시작선(122)을 코일 인출 안내부(147)를 통해 보빈(130) 외부로 인출시키는 제4단계; 및 코일 인출 안내부(147)를 통해 보빈(130) 외부로 인출된 코일의 시작선(122)을 외부 접속핀(150)에 결선하는 제5단계;를 포함한다.
도 6은 코어에 결합된 보빈이 베이스에 안착된 모습을 보여주는 것이다.
도 6을 참조하면, 제1단계에서는 보빈(130)에 코일 권선 작업이 본격적으로 수행되기 전에 코어(110)에 보빈(130)을 결합하여 베이스(140)에 안착시키는 작업을 수행하게 된다.
이 경우, 보빈(130)은 전술한 바와 같이 제1보빈(130a)과 제2보빈(130b)이 코어(110)를 사이에 두고 조립됨에 따라 코어(110)와 결합될 수 있다.
그런 다음, 코어(110)에 결합된 보빈(130)을 베이스(140)에 형성된 보빈 안착홈(141)에 안착시켜 베이스(140)에 결합한다. 이때, 보빈(130)은 코어(110)를 회전축으로 하여 회전 가능하도록 코어(110)에 결합된다.
코어(110)에 결합된 보빈(130)을 베이스(140)에 결합하는 경우, 보빈 안착홈(141)에 형성된 코일 인출 안내부(147)가 보빈(130)의 제2플랜지부(134)와 격벽(135) 사이에 위치하도록 보빈(130)을 베이스(140)에 결합하여 조립하게 된다.
이 경우, 코일 인출 안내부(147)에서 곡면 형상을 갖는 내부 안내면(147a)은 제2플랜지부(134)와 격벽(135) 사이의 내부 공간에 삽입되어 완전히 가려지게 되고, 수직 평면 형상의 외부 안내면(147b)은 제2플랜지부(134)와 격벽(135) 사이에서 외부로 노출된다.
이때, 내부 안내면(147a) 및 외부 안내면(147b)과 수직으로 배치되는 코일 인출 안내부(147)의 양쪽 측면은 제2플랜지부(134)와 격벽(135)의 내면과 직접 접촉하지 않고 소정 간격 이격됨으로써 코일 권선 작업 시 보빈(130)이 코일 인출 안내부(147)와 접촉하지 않고 원활하게 회전될 수 있다.
이와 같이 코어(110)와 결합된 보빈(130)을 베이스(140)에 조립하는 제1단계 작업이 모두 완료되면, 다음으로 본격적으로 보빈(130)에 코일(120)을 권선하는 작업이 수행된다.
보빈(130)에 코일(120) 권선 시에는 보빈(130)의 격벽(135)에 코일의 시작선(122)을 걸고 자동권선장치(미도시)를 이용하여 코일 권선 작업을 자동으로 수행할 수 있다.
도 7은 보빈의 격벽에 형성된 걸게 홈에 코일의 시작선을 걸어 고정한 모습을 보여주는 것이다.
도 7을 참조하면, 제2단계에서는 보빈(130)에 코일 권선 작업을 수행하기 위해 보빈(130)의 격벽(135)에 형성된 걸게 홈(136) 부분에 코일의 시작선(122)을 걸어 고정한다.
이 경우, 코일의 시작선(122)의 일부분을 격벽(135)의 걸게 홈(136)에 걸은 다음 시작선(122)의 단부를 제2플랜지부(134)와 격벽(135) 사이의 공간으로 위치시켜 코일의 시작선(122)이 코일 인출 안내부(147)의 외부 안내면(147b)에 닿도록 늘어뜨려 외부 안내면(147b) 밖으로 노출되도록 한다.
이때, 코일 인출 안내부(147)의 외부 안내면(147b) 밖으로 늘어뜨려진 코일의 시작선(122)은 코일 인출 안내부(147)와 인접하는 안내홈(148)에 의해 보빈(130)의 몸체부(131) 안쪽으로 이동되는 것이 방지되기 때문에 코일 인출 안내부(147)의 정해진 위치에 안정적으로 위치할 수 있다.
이와 같이, 보빈(130)에 코일의 시작선(122)을 걸어 고정하는 제2단계 작업이 모두 완료되면, 다음으로 제3단계에서는 자동권선장치(미도시)를 통해 보빈(130)을 정방향(보빈에 코일이 권선되는 방향)으로 회전시켜 코일(120)을 설정 턴수에서 일정 턴수가 추가된 오버 턴수로 보빈(130)에 권선한다.
도 8은 보빈의 정방향 회전에 의해 코일이 보빈에 권선되는 모습을 보여주고 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 자동권선장치를 이용하여 코일(120)을 보빈(130)에 권선하는 제3단계 과정에서는, 보빈(130)의 제2플랜지부(134)와 격벽(135) 사이에 위치된 코일의 시작선(122)이 보빈(130)과 함께 정방향으로 연속적으로 회전하게 되고, 이 과정에서 제2플랜지부(134)와 격벽(135) 사이에 감긴 코일의 시작선(122)이 코일 인출 안내부(147)의 내부 안내면(147a)을 타고 보빈(130)과 함께 반복적으로 적으로 회전 이동하게 된다.
이처럼 코일의 시작선(122)이 제2플랜지부(134)와 격벽(135) 사이의 틈새 공간에서 코일 인출 안내부(147)의 내부 안내면(147a)을 따라 자유로운 회전 이동이 가능하게 되기 때문에 코일의 시작선(122)이 플랜지부와 격벽 사이에 끼거나 꼬이게 되어 보빈의 회전을 방해하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 자동권선장치를 이용하여 보빈(130)을 정방향으로 회전시켜 코일(120)을 보빈(130)에 자동 권선하는 경우에는, 코일(120)을 설계된 설정 턴수에서 일정 턴수만큼 추가된 오버 턴수로 보빈(130)에 권선하게 된다. 이때, 설정 턴수에서 0.25 ~ 1 턴수만큼 추가된 오버 턴수로 코일(120)이 권선되도록 자동권선장치를 이용하여 보빈(130)을 정방향으로 회전시키게 된다.
이와 같이, 코일(120)을 설정 턴수에서 일정 턴수만큼 추가된 오버 턴수로 보빈(130)에 권선하는 이유는 다음 단계인 보빈(130)의 역방향 회전 시 코일의 시작선(122)을 코일 인출 안내부(147)를 통해 보빈(130) 외부로 자동 인출시키기 위함이다.
이와 같이 보빈(130)을 정방향으로 회전시켜 코일(120)을 설정 턴수에서 일정 턴수(1 턴수 이하)만큼 추가된 오버 턴수로 보빈(130)에 권선하는 제3단계의 작업이 모두 완료되면, 다음으로, 제4단계에서는 보빈(130)을 제3단계에서 추가된 일정 턴수만큼 다시 역방향으로 회전시켜 코일의 시작선(122)을 갈고리 형상을 갖는 코일 인출 안내부(147)를 이용하여 보빈(130) 외부로 자동 인출시킨다.
도 9는 보빈의 역방향 회전 시 코일 인출 안내부 형상을 통해 코일 시작선이 보빈 외부로 자동 인출된 모습을 보여주는 것이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 제4단계에서는 자동권선장치를 통해 보빈(130)을 제3단계에서 추가된 일정 턴수만큼 다시 역방향(권선된 코일이 풀리는 방향)으로 회전시켜 코일의 시작선(122)을 코일 인출 안내부(147)를 통해 보빈(130) 외부로 자동 인출시킨다.
여기서, 보빈(130)이 제3단계에서 추가된 일정 턴수(예를 들어, 0.25 턴수 ~ 1 턴수)만큼 역방향으로 회전되는 경우 제2플랜지부(134)와 격벽(135) 사이에 감겨 있던 코일의 시작선(122)이 코일 인출 안내부(147)의 내부 안내면(147a)과 외부 안내면(147b)이 만나는 모서리 부분에 형성된 경사면(147c)을 타고 외부 안내면(147b) 측으로 용이하게 안내되면서 보빈(130) 외부로 자동 인출될 수 있다.
이어서, 제5단계에서는 보빈(130)의 역방향 회전에 의해 코일 인출 안내부(147)를 통해 보빈(130) 외부로 자동 인출된 코일의 시작선(122)을 자동권선장치에 구비된 기구물이 잡고 외부 접속핀(150)에 자동 결선할 수 있다. 이와 함께, 권선 작업이 완료된 코일의 다른 쪽 단부도 마찬가지로 자동권선장치에 의해 인접하는 외부 접속핀에 자동 결선시킴으로써 코일 권선 및 결선 작업을 모두 완료하게 된다. 도 10은 코일의 권선 작업이 완료된 이후 보빈 외부로 인출된 코일 시작선을 포함하는 코일의 양 끝단이 자동권선장치를 통해 베이스 하부의 외부 접속핀에 결선된 상/하 모습을 보여주고 있다.
상술한 바와 같이, 코일 권선 작업 시 보빈(130)에 초기 고정되는 코일의 시작선(122)을 코일 권선 작업이 완료된 직후 코일 인출 안내부(147)를 통해 보빈(130) 외부로 자동 인출시킬 수 있도록 구성됨으로써, 기존과 같이 보빈에 코일 권선 후 보빈의 플랜지와 격벽 사이의 좁은 공간에 감겨 있던 코일의 시작선을 작업자가 일일이 수작업으로 인출해야만 했던 번거롭고 까다로운 작업이 수반되지 않기 때문에 코일 권선 작업을 완전하게 자동화하여 제품의 생산성을 높일 수 있고 제조 단가를 낮출 수 있다.
특히, 보빈(130)에 코일의 시작선(122)을 걸고 보빈(130)을 정방향으로 회전시켜 코일(120)을 설정 턴수에서 일정 턴수가 추가된 오버 턴수로 보빈(130)에 권선한 후, 다시 보빈(130)을 추가된 일정 턴수만큼 역방향으로 회전시키는 간단한 프로그램화된 동작만으로 코일의 시작선(122)을 코일 인출 안내부(147) 형상을 이용하여 보빈(130) 외부로 자동 인출시킬 수 있기 때문에 코일 시작선(122)의 자동 인출을 위한 별도의 복잡한 추가적인 장치를 설치할 필요가 없어 추가적인 장치 구축에 따른 비용 증가를 억제할 수 있는 장점이 있다.
또한, 보빈(130)의 정방향 회전 과정에서 코일 인출 안내부(147) 안쪽에 배치된 내부 안내면(147a)이 보빈(130)과 함께 회전하는 코일 시작선(122)의 원주방향 이동을 안내하여 정상적인 코일 권선 작업에 지장을 초래하지 않게 하면서, 보빈(130)의 역방향 회전 시 코일 인출 안내부(147)의 내부 안내면(147a)과 외부 안내면(147b)이 만나는 모서리 부분의 경사면(147c)을 통해 코일의 시작선(122)이 보빈(130) 외부로 용이하게 자동 인출되도록 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 코일 권선 작업 이후 보빈(130) 외부로 인출된 코일의 시작선(122)이 안내홈(148)으로 인해 좌우로 이동하지 않고 하방에 위치한 외부 접속핀(150)을 향하도록 안정적으로 안내되기 때문에 자동권선장치에 구비된 기구물이 보빈 외부로 인출된 코일의 시작선(122)을 용이하게 잡고 외부 접속핀(150)에 자동 결선시킬 수 있는 장점이 있다.
아울러, 보빈(130)에 코일(120)을 권선하는 작업이 완료된 이후 코일 인출 안내부(147)를 통해 보빈(130) 밖으로 자동 인출된 코일의 시작선(122)을 자동권선장치에 구비된 기구물을 이용하여 베이스(140)의 외부 접속핀(150)에 자동으로 결선하여 마무리하는 완전 자동화 공정을 구현할 수 있기 때문에 제품의 생산성을 높일 수 있고 제조비용을 절감시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.
100: 라인필터 110: 코어
120: 코일 130: 보빈
131: 몸체부 132: 제1플랜지부
133: 기어 134: 제2플랜지부
135: 격벽 136: 걸게 홈
140: 베이스 141: 보빈 안착홈
142: 제1코어 안착부 143: 제2코어 안착부
144: 지지벽 145: 측벽
146: 중앙 돌출벽 147: 코일 인출 안내부
147a: 내부 안내면 147b: 외부 안내면
147c: 경사면 148: 안내홈
150: 외부 접속핀

Claims (10)

  1. 코어;
    상기 코어에 결합되며, 코일이 권선되는 보빈; 및
    상기 보빈이 안착되는 보빈 안착홈이 형성되며, 외부 접속핀을 구비하는 베이스;를 포함하며,
    상기 보빈 안착홈에는 상기 코일의 권선을 위한 상기 보빈의 정방향 회전 시 상기 보빈에 초기 고정된 상기 코일의 시작선의 회전 이동을 안내하고, 상기 보빈의 역방향 회전 시 상기 코일의 시작선이 상기 보빈의 외부로 인출되도록 안내하는 코일 인출 안내부가 돌출 형성되되,
    상기 코일 인출 안내부는,
    상기 보빈의 정방향 회전 시 상기 코일의 시작선의 원주방향으로의 회전 이동을 안내하는 내부 안내면과.
    상기 보빈의 역방향 회전 시 상기 코일의 시작선이 상기 보빈의 외부로 인출되도록 안내하는 외부 안내면을 갖는, 코일 부품.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 코일 인출 안내부는 상기 내부 안내면과 상기 외부 안내면이 만나는 모서리 부분이 상기 보빈 안착홈의 상부로 뾰족하게 돌출된 형상을 갖는, 코일 부품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 코일 인출 안내부는 상기 내부 안내면과 상기 외부 안내면이 만나는 모서리 부분에 하향 경사진 형태의 경사면이 형성된, 코일 부품.
  5. 제1항에 있어서, 상기 내부 안내면은 곡면으로 형성되고 상기 외부 안내면은 평면으로 형성된, 코일 부품.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보빈은
    상기 코일이 권선되는 몸체부와,
    상기 몸체부의 단부에 배치된 플랜지부와,
    상기 코일의 시작선이 걸어 고정되고 상기 플랜지부에 인접한 격벽을 포함하고,
    상기 코일 인출 안내부는 상기 플랜지부와 상기 격벽 사이에 배치된, 코일 부품.
  7. 코어에 결합된 보빈을 베이스에 안착시키는 제1단계;
    보빈에 코일의 시작선을 걸어 고정하는 제2단계;
    보빈을 정방향으로 회전시켜 코일을 설정 턴수에서 일정 턴수가 추가된 오버 턴수로 보빈에 권선하는 제3단계;
    보빈을 추가된 일정 턴수만큼 역방향으로 회전시켜 코일의 시작선을 코일 인출 안내부를 통해 보빈 외부로 인출시키는 제4단계; 및
    코일 인출 안내부를 통해 보빈 외부로 인출된 코일의 시작선을 외부 접속핀에 결선하는 제5단계;를 포함하며,
    상기 제4단계는,
    상기 제3단계에서 오버 턴수로 코일이 권선된 보빈을 자동권선장치를 이용하여 추가된 일정 턴수만큼 다시 역방향으로 회전시켜 보빈에 감겨 있던 코일의 시작선을 코일 인출 안내부 형상을 통해 보빈 외부로 자동으로 인출시키는, 코일 부품을 이용한 코일 권선 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1단계는,
    보빈의 플랜지와 격벽 사이에 코일 인출 안내부가 위치되도록 보빈을 베이스에 안착시키는, 코일 부품을 이용한 코일 권선 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제2단계는,
    보빈의 격벽에 형성된 걸게 홈에 코일의 시작선을 걸고 격벽과 플랜지 사이에 위치한 코일 인출 안내부의 외부 안내면 근처에 시작선을 배치시키는, 코일 부품을 이용한 코일 권선 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제4단계는,
    상기 제3단계에서 오버 턴수로 코일이 권선된 보빈을 자동권선장치를 이용하여 추가된 일정 턴수만큼 다시 역방향으로 회전시켜 보빈에 감겨 있던 코일의 시작선을 코일 인출 안내부 형상을 통해 보빈 외부로 자동으로 인출시키는, 코일 부품을 이용한 코일 권선 방법.
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