JP2004222440A - Electromagnet and vibration tester - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁石及び振動試験機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、電気・電子分野等の比較的小型の部品から航空・宇宙分野等の比較的大型の製品について、様々な振動条件の下で振動試験を行わせることにより、部品や製品の耐震性や耐久性を調査、及び評価する装置として、振動試験機が知られている(例えば、特許文献1参照)。
振動試験機においては、励磁コイルによって形成された直流磁界中の可動コイルに交流電流が供給されることにより、可動コイルが振動し、可動コイルの振動に伴って振動台が振動して試験体の振動試験を行うようになっている。
励磁コイル3aは、図3に示すような断面形状を有しており、巻線31aが螺旋状に複数層にわたって巻かれている。この励磁コイル3aに電流を供給すると発熱するが、この発熱に伴う励磁コイル3aの温度上昇量は、励磁コイル3aの場所によって大きく異なる。例えば、図3において、励磁コイル3aの外周部の領域Aにおいては、その巻線31aが外気に触れているため、温度上昇量は比較的少ないが、励磁コイル3aの内部の領域Bにおいては、周囲を巻線31aで囲まれているため、発生した熱を励磁コイル3aの外部に放出できず、外周部の領域Aに比べて温度上昇量は大きい。
そのため、巻線31aは最も高い耐熱性能が要求される領域Bに適合するものが用いられていた。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−310846号公報(図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、励磁コイル3aの外周部の領域Aにおいては、内部の領域Bに適合する程の耐熱性能は必要としないにもかかわらず、領域Bでの発熱に耐えうる材質のものからなる巻線31aが用いられるため、コストが嵩むという問題があった。また、ヒートパイプを用いて、励磁コイル3aの内部の熱を外部に放出する方法も考えられるが、励磁コイル3aが大型化するとともに、コストが嵩むという問題があった。
【0005】
そこで、本発明の課題は、励磁コイルを大型化させることなく低コストで高い耐熱性能を発揮させることができる電磁石及び振動試験機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、例えば、図2に示すように、巻線(31)をコアの軸線方向に沿って巻きつけたコイル層(3R)がコアの軸線から遠ざかる方向に複数積層されたコイル(3)を有する電磁石であって、前記コイル層(3R)の中心軸線方向の両端部(3E)より突出する放熱部材(32)を前記コイル層(3R)間に設けたことを特徴とする。
【0007】
請求項1に記載の発明によれば、巻線に電流を供給すると、巻線が発熱し、コイルの温度が上昇する。このとき、コイル外部に位置する巻線は、外気に晒されることによって冷却され、コイル内部に位置する巻線は、発熱した熱を放熱部材に伝えることにより、冷却される。また、巻線から伝熱された放熱部材は、コイルの中心軸線方向の両端部より突出するため、その突出箇所が外気に晒されることで冷却される。
よって、放熱部材をコイル層間に設けるだけの簡単な方法でコイルに発生した熱を放出させることができるので、コイルを大型化させることなく低コストで高い耐熱性能を発揮させることができる。
【0008】
請求項2に記載の発明は、前記放熱部材(32)を、前記コイル層(3R)の内面側又は外面側のうち、少なくとも一方を覆うように設けたことを特徴とする。
【0009】
請求項2に記載の発明によれば、放熱部材を、コイル層の内面側又は外面側のうち、少なくとも一方を覆うように設けたので、巻線を均一に冷却することができる。
【0010】
請求項3に記載の発明は、直流電流が通電されることにより直流磁界を形成する励磁コイル(3)と、前記励磁コイル(3)により形成された直流磁界内に配置され、交流電流が通電されることにより交流磁界を形成して上下方向に駆動する可動コイル(4)と、を備えた振動試験機(10)であって、前記励磁コイル(3)は、巻線(31)を所定の軸線方向に沿って巻きつけたコイル層(3R)が前記所定の軸線から遠ざかる方向に複数積層され、前記コイル層(3R)の軸線方向の両端部(3E)より突出する放熱部材(32)を前記コイル層(3R)間に設けたことを特徴とする。
例えば、図1,2に示すように、請求項1又は2に記載の電磁石を備えることを特徴とする。
【0011】
請求項3に記載の発明によれば、振動試験機の励磁コイルを上記構成とすることにより、振動試験機の冷却効率を高めることができ、熱による振動試験結果への影響を低減できることとなって、より正確な振動試験を行うことができる。
【0012】
請求項4に記載の発明は、前記放熱部材(32)を、前記コイル層(3R)の内面側又は外面側のうち、少なくとも一方を覆うように設けたことを特徴とする。
【0013】
請求項4に記載の発明によれば、放熱部材を、コイル層の内面側又は外面側のうち、少なくとも一方を覆うように設けたので、巻線を均一に冷却することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態における電磁石及び振動試験機について詳細に説明する。なお、本実施の形態においては、電磁石を振動試験機に設けた例について説明する。
図1に示すように、振動試験機10は、一方の磁極に磁化される内側磁極1、他方の磁極に磁化される外側磁極2、磁界を形成する電磁石としての励磁コイル3、励磁コイル3が形成する磁界中に配置された可動コイル4、可動コイル4に取り付けられるとともに試験体Sを取り付ける振動台5、振動台5を、空気バネ7を介して支持する振動台支持部6等を備えている。
【0015】
内側磁極1は、振動台支持部6及び空気バネ7を介して振動台5を支持するものであり、励磁コイル3によって外側磁極2と異なる磁極に磁化される磁性体である。
外側磁極2は、内側磁極1の外側に設けられ、励磁コイル3によって磁化される磁性体である。
【0016】
励磁コイル3は、外側磁極2の内側に外周を囲まれるように格納され、外側磁極2の壁面に円周に沿って形成された突部2aを挟んで上下方向に2層に設けられている。この励磁コイル3は、直流電源に接続され、直流電流を流すことにより、磁性体である外側磁極2の突部2aと内側磁極1との間のギャップGには、可動コイル4を横切る直流磁界が形成される。
また、励磁コイル3は、図2に示すように、巻線31を励磁コイル3の軸線方向に沿って巻きつけたコイル層3Rが同心円上に広がるように複数積層され、各コイル層3Rの間には、放熱部材としての銅板32が、励磁コイル3の各コイル層3Rの外面を覆うように設けられている。これにより、各コイル層3R間は銅板32によって遮蔽された状態となっており、各コイル層3Rにおける巻線31から発生した熱は、隣接する銅板32に伝熱されることとなり、隣のコイル層3Rの巻線31に伝熱しない構造となっている。
更に、銅板32は、巻線31が形成するコイル層3Rの軸線方向の両端部3Eより突出するように設けられており、外気に晒された両端部3Eにおいて銅板32の熱を放熱できるようになっている。
【0017】
可動コイル4は、交流電流を供給可能な電源と接続され、この電源から交流電流が供給されると、可動コイル4には、上方向或いは下方向に作用する力が発生して振動台5が基準位置に戻されるとともに、可動コイル4は、ギャップGに形成された直流磁界中を交流電流の周波数に基づく振動数で振動する。これにより、振動台5に取り付けられた試験体Sを振動させることができる。
【0018】
この可動コイル4は、内側磁極1の上面に取り付けられた空気ばね7によって支持される振動台5の下端部に固定されており、可動コイル4が振動することによって振動台5が振動する。更に、振動台5には試験体Sが取り付けられており、振動台5の振動に伴って試験体Sが振動し、この時の振動特性を加速度計(図示略)等により測定できるようになっている。
【0019】
本実施の形態の励磁コイル3及び振動試験機10によれば、励磁コイル3の巻線31に直流電流を供給すると、巻線31が発熱し、励磁コイル3の温度が上昇する。このとき、励磁コイル3外部に位置する巻線31は、外気に晒されることによって冷却され、励磁コイル3内部に位置する巻線31は、発熱した熱を銅板32に伝えることにより、冷却される。また、巻線31から伝熱された銅板32は、励磁コイル3の軸線方向の両端部3Eより突出しているため、その突出箇所が外気に晒されることで冷却される。
よって、銅板32を励磁コイル3のコイル層3R間に設けるだけの簡単な方法で励磁コイル3に発生した熱を放出させることができるので、励磁コイル3を大型化させることなく低コストで高い耐熱性能を発揮させることができる。
また、銅板32を、コイル層3Rの内面側又は外面側のうち、少なくとも一方を覆うように設けたので、巻線31を均一に冷却することができる。
更に、励磁コイル3を上記構成とすることで、振動試験機10の冷却効率を高めることができ、熱による振動試験結果への影響を低減できることとなって、より正確な振動試験を行うことができる。
【0020】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、放熱部材は銅板32に限らず、アルミニウムの板材でもよい。即ち、巻線31から電熱された熱を励磁コイル3の外部へ放熱できるものであれば、その材質は問わない。また、本実施の形態においては、電磁石を励磁コイル3として振動試験機10に設けた例を挙げて説明したが、モータや変圧器等の他の用途に用いてもよい。その他、発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。
【0021】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、巻線に電流を供給すると、巻線が発熱し、コイルの温度が上昇する。このとき、コイル外部に位置する巻線は、外気に晒されることによって冷却され、コイル内部に位置する巻線は、発熱した熱を放熱部材に伝えることにより、冷却される。また、巻線から伝熱された放熱部材は、コイルの中心軸線方向の両端部より突出するため、その突出箇所が外気に晒されることで冷却される。
よって、放熱部材をコイル層間に設けるだけの簡単な方法でコイルに発生した熱を放出させることができるので、コイルを大型化させることなく低コストで高い耐熱性能を発揮させることができる。
【0022】
請求項2に記載の発明によれば、放熱部材を、コイル層の内面側又は外面側のうち、少なくとも一方を覆うように設けたので、巻線を均一に冷却することができる。
【0023】
請求項3に記載の発明によれば、振動試験機の励磁コイルを上記構成とすることにより、振動試験機の冷却効率を高めることができ、熱による振動試験結果への影響を低減できることとなって、より正確な振動試験を行うことができる。
【0024】
請求項4に記載の発明によれば、放熱部材を、コイル層の内面側又は外面側のうち、少なくとも一方を覆うように設けたので、巻線を均一に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態における振動試験機の断面図である。
【図2】本実施の形態における励磁コイルの断面図である。
【図3】従来技術における励磁コイルの断面図である。
【符号の説明】
3 励磁コイル(電磁石)
31 巻線
32 銅板(放熱部材)
3E コイル層の端部
3R コイル層
10 振動試験機[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electromagnet and a vibration tester.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, by conducting vibration tests under various vibration conditions from relatively small parts in the electric and electronic fields to relatively large products in the aerospace field, the seismic resistance and durability of the parts and products have been improved. A vibration tester is known as a device for examining and evaluating the performance (for example, see Patent Document 1).
In a vibration tester, an alternating current is supplied to a movable coil in a DC magnetic field formed by an exciting coil, so that the movable coil vibrates. A vibration test is to be performed.
The
For this reason, the winding 31a has been used that conforms to the region B where the highest heat resistance is required.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-310846 (FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the region A on the outer peripheral portion of the
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide an electromagnet and a vibration tester that can exhibit high heat resistance at low cost without increasing the size of the excitation coil.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is, for example, as shown in FIG. 2, a coil layer (3R) in which a winding (31) is wound along the axial direction of the core. An electromagnet having a plurality of coils (3) laminated in a direction away from the axis, wherein a heat radiating member (32) projecting from both ends (3E) of the coil layer (3R) in the central axis direction is provided on the coil layer (3R). ).
[0007]
According to the first aspect of the present invention, when current is supplied to the winding, the winding generates heat and the temperature of the coil rises. At this time, the winding located outside the coil is cooled by being exposed to the outside air, and the winding located inside the coil is cooled by transmitting the generated heat to the heat dissipation member. Further, since the heat dissipating member transferred from the winding projects from both ends in the direction of the center axis of the coil, the projecting portion is cooled by being exposed to the outside air.
Therefore, the heat generated in the coil can be released by a simple method in which the heat radiating member is provided between the coil layers, and high heat resistance can be exhibited at low cost without increasing the size of the coil.
[0008]
The invention according to
[0009]
According to the second aspect of the present invention, since the heat radiating member is provided so as to cover at least one of the inner surface side and the outer surface side of the coil layer, the winding can be cooled uniformly.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided an exciting coil (3) for forming a DC magnetic field by passing a DC current, and a DC magnetic field formed by the exciting coil (3). And a movable coil (4) that drives an up and down direction by forming an AC magnetic field by the excitation coil (3). A plurality of coil layers (3R) wound along the axial direction of the coil layer (3R) laminated in a direction away from the predetermined axis, and a heat radiating member (32) protruding from both axial end portions (3E) of the coil layer (3R). Is provided between the coil layers (3R).
For example, as shown in FIGS. 1 and 2, an electromagnet according to
[0011]
According to the third aspect of the invention, since the excitation coil of the vibration tester has the above configuration, the cooling efficiency of the vibration tester can be increased, and the influence of heat on the vibration test result can be reduced. Thus, a more accurate vibration test can be performed.
[0012]
The invention according to
[0013]
According to the fourth aspect of the present invention, since the heat radiating member is provided so as to cover at least one of the inner surface side and the outer surface side of the coil layer, the winding can be cooled uniformly.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an electromagnet and a vibration tester according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, an example in which an electromagnet is provided in a vibration tester will be described.
As shown in FIG. 1, a
[0015]
The inner magnetic pole 1 supports the shaking table 5 via the
The outer
[0016]
The
As shown in FIG. 2, the
Further, the
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
According to the
Therefore, the heat generated in the
Further, since the
Furthermore, by using the above-described configuration of the
[0020]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the heat radiation member is not limited to the
[0021]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, when current is supplied to the winding, the winding generates heat and the temperature of the coil rises. At this time, the winding located outside the coil is cooled by being exposed to the outside air, and the winding located inside the coil is cooled by transmitting the generated heat to the heat dissipation member. Further, since the heat dissipating member transferred from the winding projects from both ends in the direction of the center axis of the coil, the projecting portion is cooled by being exposed to the outside air.
Therefore, the heat generated in the coil can be released by a simple method in which the heat radiating member is provided between the coil layers, and high heat resistance can be exhibited at low cost without increasing the size of the coil.
[0022]
According to the second aspect of the present invention, since the heat radiating member is provided so as to cover at least one of the inner surface side and the outer surface side of the coil layer, the winding can be uniformly cooled.
[0023]
According to the third aspect of the present invention, since the excitation coil of the vibration tester has the above configuration, the cooling efficiency of the vibration tester can be increased, and the influence of heat on the vibration test result can be reduced. Thus, a more accurate vibration test can be performed.
[0024]
According to the fourth aspect of the present invention, since the heat radiating member is provided so as to cover at least one of the inner surface side and the outer surface side of the coil layer, the winding can be uniformly cooled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a vibration tester according to the present embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an exciting coil according to the present embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an exciting coil according to the related art.
[Explanation of symbols]
3 Excitation coil (electromagnet)
31
3E End of
Claims (4)
前記コイル層の中心軸線方向の両端部より突出する放熱部材を前記コイル層間に設けたことを特徴とする電磁石。An electromagnet having a coil in which a plurality of coil layers in which windings are wound along the axial direction of the core are stacked in a direction away from the axis of the core,
An electromagnet, wherein heat radiating members protruding from both ends of the coil layer in the central axis direction are provided between the coil layers.
前記励磁コイルにより形成された直流磁界内に配置され、交流電流が通電されることにより交流磁界を形成して上下方向に駆動する可動コイルと、
を備えた振動試験機であって、
前記励磁コイルは、巻線を所定の軸線方向に沿って巻きつけたコイル層が前記所定の軸線から遠ざかる方向に複数積層され、
前記コイル層の軸線方向の両端部より突出する放熱部材を前記コイル層間に設けたことを特徴とする振動試験機。An exciting coil that forms a DC magnetic field when a DC current is applied;
A movable coil that is arranged in a DC magnetic field formed by the exciting coil and that drives an up-down direction by forming an AC magnetic field when an AC current is applied;
A vibration testing machine with
The excitation coil, a plurality of coil layers wound around the winding along a predetermined axis direction are stacked in a direction away from the predetermined axis,
A vibration tester, wherein heat radiating members protruding from both ends in the axial direction of the coil layer are provided between the coil layers.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003008180A JP2004222440A (en) | 2003-01-16 | 2003-01-16 | Electromagnet and vibration tester |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003008180A JP2004222440A (en) | 2003-01-16 | 2003-01-16 | Electromagnet and vibration tester |
Publications (1)
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JP2003008180A Pending JP2004222440A (en) | 2003-01-16 | 2003-01-16 | Electromagnet and vibration tester |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106525370A (en) * | 2016-11-15 | 2017-03-22 | 北京航天斯达科技有限公司 | Cooling device for vibration bench |
-
2003
- 2003-01-16 JP JP2003008180A patent/JP2004222440A/en active Pending
Cited By (2)
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CN106525370A (en) * | 2016-11-15 | 2017-03-22 | 北京航天斯达科技有限公司 | Cooling device for vibration bench |
CN106525370B (en) * | 2016-11-15 | 2019-01-18 | 北京航天斯达科技有限公司 | A kind of shake table cooling device |
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