JP2007137661A - Lifting magnet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リフティングマグネット(吊り上げ用電磁石)に関するものである。 The present invention relates to a lifting magnet (a lifting electromagnet).
リフティングマグネットは、電磁石の磁力によって鋼材等を吊り上げ、運搬するための装置である。このリフティングマグネットのコイルを励磁すると、ジュール熱が発生し、コイルの内部温度が使用時間とともに上昇する。このジュール熱は、コイルを収容するケースに伝わり、ケースから外部へ放出される。そして、一般的なリフティングマグネットでは、コイルとケースとの隙間にエポキシ等の樹脂が充填されることにより、コイルとケースとの絶縁が確保されるとともに、コイルがケース内において固定されている。 A lifting magnet is a device for lifting and transporting a steel material or the like by the magnetic force of an electromagnet. When the coil of the lifting magnet is excited, Joule heat is generated, and the internal temperature of the coil rises with time of use. This Joule heat is transmitted to the case that houses the coil, and is released to the outside from the case. In a general lifting magnet, the gap between the coil and the case is filled with a resin such as epoxy to ensure insulation between the coil and the case, and the coil is fixed in the case.
特許文献1には、上述のような構成を備える吊上げ電磁石(リフティングマグネット)の例が示されている。図7は、この吊上げ電磁石の構造を示す側面断面図である。図7を参照すると、吊上げ電磁石100は、ケース101と、ケース101の内部に収容された励磁コイル102a〜102cと、励磁コイル102a及び102bの間に配置された熱伝導体103aと、励磁コイル102b及び102cの間に配置された熱伝導体103bと、励磁コイル102a〜102cの上面と対向してケース101の内面に配置された熱伝導体103cとを備えている。そして、ケース101及び励磁コイル102a〜102cの隙間には、絶縁物104が充填されている。
Patent Document 1 shows an example of a lifting electromagnet (lifting magnet) having the above-described configuration. FIG. 7 is a side sectional view showing the structure of this lifting electromagnet. Referring to FIG. 7, the
しかしながら、上述のような構成を備えるリフティングマグネットには、次の問題点がある。通常、エポキシ等の樹脂の熱伝導率は、金属製のコイルやケースと比較して極端に低い。他方、コイルとケースとの絶縁を確保するために、樹脂を十分な厚さに形成する必要がある。従って、コイルからケースへの導熱が樹脂によって妨げられてしまい、コイルにおいて生じたジュール熱を効率よく放出することができない。コイル温度が上昇すると、コイルの抵抗率が大きくなり、励磁電流の減少すなわち磁力の低下につながる。 However, the lifting magnet having the above-described configuration has the following problems. Usually, the thermal conductivity of a resin such as epoxy is extremely low compared to a metal coil or case. On the other hand, in order to ensure insulation between the coil and the case, it is necessary to form the resin with a sufficient thickness. Therefore, heat conduction from the coil to the case is hindered by the resin, and Joule heat generated in the coil cannot be efficiently released. As the coil temperature rises, the resistivity of the coil increases, leading to a decrease in excitation current, that is, a decrease in magnetic force.
なお、特許文献1に開示された吊上げ電磁石100においては、励磁コイル102a〜102cにおいて発生したジュール熱を、励磁コイル102a〜102cの間に配置した熱伝導体103a及び103bを介して放出している。これにより、励磁コイル102a〜102cの内部に蓄積される熱を効率良く放出しようとしている。しかし、熱伝導体103a及び103bと熱伝導体103cとを溶接等の手段で固着するといった記載が文献中にあるように、熱伝導体としては金属材料が想定されている。従って、熱伝導体とコイルとの間の絶縁を、十分な厚さの樹脂によって確保する必要性に変わりはない。
In the
本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、コイルにおいて発生したジュール熱を効率よく放出できるリフティングマグネットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a lifting magnet that can efficiently release Joule heat generated in a coil.
上記課題を解決するために、本発明によるリフティングマグネットは、コイルと、コイルを収容するケースと、ケースとコイルとの間に配置された導熱板と、コイルをケース内に固定する固定材とを備え、導熱板が、固定材よりも熱伝導率が高く且つコイルと対向する面に絶縁処理が施された導電性材料、または固定材よりも熱伝導率が高い絶縁性材料からなることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a lifting magnet according to the present invention includes a coil, a case that houses the coil, a heat conducting plate disposed between the case and the coil, and a fixing material that fixes the coil in the case. And the heat conducting plate is made of a conductive material having a higher thermal conductivity than the fixing material and an insulating treatment applied to a surface facing the coil, or an insulating material having a higher thermal conductivity than the fixing material. And
上記したリフティングマグネットにおいては、コイルをケース内に固定するための固定材よりも熱伝導率が高い導熱板がケースとコイルとの間に配置されており、更に、導熱板は、コイルと対向する面に絶縁処理が施された導電性材料、または絶縁性材料からなる。このような導熱板をケースとコイルとの間に配置することにより、固定材に頼ることなくケースとコイルとの間の絶縁を確保できる。これにより、コイルを固定するための固定材を極めて薄い膜状にすることが可能となるので、コイルのジュール熱を導熱板を介してケースへ効率よく伝えることができる。従って、上記したリフティングマグネットによれば、従来の構造と比較して、コイルにおいて発生したジュール熱をより効率よく放出できる。 In the above-described lifting magnet, a heat conducting plate having a higher thermal conductivity than the fixing material for fixing the coil in the case is disposed between the case and the coil, and the heat conducting plate faces the coil. The surface is made of a conductive material having an insulating treatment or an insulating material. By disposing such a heat conducting plate between the case and the coil, it is possible to ensure insulation between the case and the coil without depending on the fixing material. Thereby, since it becomes possible to make the fixing material for fixing a coil into a very thin film form, the Joule heat of a coil can be efficiently transmitted to a case via a heat conducting plate. Therefore, according to the above-described lifting magnet, the Joule heat generated in the coil can be released more efficiently than in the conventional structure.
また、上記リフティングマグネットは、導熱板が、コイルと対向する面に絶縁処理が施された導電性材料からなり、ケースと対向する面において導電性材料が露出していることを特徴としてもよい。導電性材料として金属を例に挙げると、その表面に絶縁処理(例えば酸化処理)を施した場合、絶縁処理部分の熱伝導率は低下する傾向がある。従って、ケースと対向する導熱板の面において導電性材料が露出することにより、導熱板とケースとの間の熱伝導性を高め、ジュール熱を更に効率よく放出できる。 Further, the lifting magnet may be characterized in that the heat conducting plate is made of a conductive material having an insulation treatment applied to a surface facing the coil, and the conductive material is exposed on the surface facing the case. Taking a metal as an example of the conductive material, when the surface is subjected to insulation treatment (for example, oxidation treatment), the thermal conductivity of the insulation treatment portion tends to decrease. Therefore, by exposing the conductive material on the surface of the heat conducting plate facing the case, the thermal conductivity between the heat conducting plate and the case can be improved, and Joule heat can be released more efficiently.
また、上記リフティングマグネットは、コイルと導熱板との間に設けられた擦れ防止材を更に備えることを特徴としてもよい。これにより、経年使用によるコイルと導熱板との擦れを防止し、リフティングマグネットの信頼性を高めることができる。特に、導熱板が、コイルと対向する面に絶縁処理が施された導電性材料から成る場合、コイルと導熱板との擦れを防止することにより、絶縁処理面を好適に保護することができる。 The lifting magnet may further include a rubbing prevention material provided between the coil and the heat conducting plate. Thereby, rubbing between the coil and the heat conducting plate due to use over time can be prevented, and the reliability of the lifting magnet can be improved. In particular, when the heat conducting plate is made of a conductive material that is subjected to insulation treatment on the surface facing the coil, the insulation treatment surface can be suitably protected by preventing the coil and the heat conducting plate from rubbing.
また、リフティングマグネットは、コイルが、該コイルの両端に亘る幅を有する板状の導電体が巻回されて成り、導熱板が、コイルの両端のうち少なくとも一端とケースとの間に配置されていることを特徴としてもよい。通常、コイルの導線は絶縁膜によって被覆されているが、一般的に絶縁膜の熱伝導率は導線のそれよりも小さい。このリフティングマグネットによれば、コイルを構成する導電体(導線)がコイルの両端に亘る幅を有する板状なので、コイルの巻回軸方向における熱伝導性を高め、ジュール熱を更に効率よく放出できる。 The lifting magnet is formed by winding a coiled plate-shaped conductor having a width over both ends of the coil, and the heat conducting plate is disposed between at least one end of the coil and the case. It may be characterized by being. Normally, the conductive wire of the coil is covered with an insulating film, but generally the thermal conductivity of the insulating film is smaller than that of the conductive wire. According to this lifting magnet, since the conductor (conductive wire) constituting the coil is a plate having a width extending across both ends of the coil, the thermal conductivity in the winding axis direction of the coil can be improved, and Joule heat can be released more efficiently. .
また、リフティングマグネットは、導熱板が、コイルと対向する面にアルマイト処理が施されたアルミニウム板からなることを特徴としてもよい。これにより、固定材よりも熱伝導率が高く且つコイルと対向する面に絶縁処理(アルマイト処理)が施された導電性材料(アルミニウム)からなる導熱板を好適に実現できる。 Further, the lifting magnet may be characterized in that the heat conducting plate is made of an aluminum plate having an alumite treatment on a surface facing the coil. Accordingly, it is possible to suitably realize a heat conducting plate made of a conductive material (aluminum) having a thermal conductivity higher than that of the fixing material and having an insulating treatment (alumite treatment) applied to the surface facing the coil.
本発明のリフティングマグネットによれば、コイルにおいて発生したジュール熱を効率よく放出できる。 According to the lifting magnet of the present invention, the Joule heat generated in the coil can be efficiently released.
以下、添付図面を参照しながら本発明によるリフティングマグネットの実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of a lifting magnet according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1(a)は、本発明によるリフティングマグネットの一実施形態の構成を示す側面断面図である。なお、本実施形態のリフティングマグネットは軸線Cを中心とする円柱状の外観を有しており、図1(a)では軸線Cに対して片側の断面の図示を省略している。 Fig.1 (a) is side sectional drawing which shows the structure of one Embodiment of the lifting magnet by this invention. In addition, the lifting magnet of this embodiment has a cylindrical appearance centering on the axis C, and illustration of a cross section on one side with respect to the axis C is omitted in FIG.
図1(a)を参照すると、本実施形態のリフティングマグネット1は、ケース10、コイル20、導熱板31〜34、及び固定材40を備えている。ここで、図1(b)は、コイル20の断面構造を詳細に示す拡大図である。コイル20は、導線21が複数の層にわたって中心軸線C周りに巻回されて成る。導線21は、例えばアルミニウムといった導電性の材料からなり、絶縁紙などの絶縁被覆膜22によって覆われている。
Referring to FIG. 1A, the lifting magnet 1 of the present embodiment includes a
ケース10は、コイル20を収容するための部材である。ケース10は、コイル20の一端側に配置された天板としてのヨーク11と、コイル20の内側に配置された内極12と、コイル20の外側に配置された外極13と、コイル20の他端側に配置された底板14とを含んで構成されている。ヨーク11、内極12、及び外極13は、それぞれ鉄等の磁性体からなる。
The
内極12は、コイル20の内側面20bに沿ってコイル20の巻回軸方向(すなわち中心軸線Cに沿った方向)に延びる棒状の部材であり、コイル20とともに電磁石を構成する。すなわち、コイル20に励磁電流が流れると、内極12の内部に磁界が形成され、内極12の端部12aが電磁石の一方の極となる。また、外極13は、コイル20の外側面20cに沿ってコイル20の巻回軸方向に延びる筒状の部材である。コイル20に励磁電流が流れると、外極13の内部に磁界が形成され、外極13の端部13aが電磁石の他方の極となる。
The
ヨーク11は、コイル20の端面20aに沿って設けられた円板状の部材である。内極12の一端はヨーク11の中央部に固定されており、外極13の一端はヨーク11の外周部付近に固定されている。コイル20に励磁電流が流れると、磁力線はヨーク11の内部を通る。これにより、内極12及び外極13の端部12a及び13aに磁場を効率よく発生させることができる。また、底板14は、コイル20の端面20dに沿って設けられた円板状の部材である。
The
ケース10は、コイル20の端面20aに沿った内面(すなわちヨーク11の下面)を有する。また、ケース10は、コイル20の内側面20bに沿った内面(すなわち内極12の側面)を有する。また、ケース10は、コイル20の外側面20cに沿った内面(すなわち外極13の内側面)を有する。また、ケース10は、コイル20の端面20dに沿った内面(すなわち底板14の上面)を有する。
導熱板31〜34は、コイル20において発生したジュール熱をケース10へ伝えるとともに、コイル20とケース10とを互いに絶縁するための部材である。導熱板31〜34は、ケース10とコイル20との間に配置されている。具体的には、導熱板31は、軸線Cを中心とする円板状に形成されており、コイル20の端面20aに沿ったケース10の内面(ヨーク11の下面)に配置されている。また、導熱板32は、軸線Cを中心とする円筒状に形成されており、コイル20の内側面20bに沿ったケース10の内面(内極12の側面)に配置されている。また、導熱板33は、軸線Cを中心とする円筒状に形成されており、コイル20の外側面20cに沿ったケース10の内面(外極13の内側面)に配置されている。また、導熱板34は、軸線Cを中心とする円板状に形成されており、コイル20の端面20dに沿ったケース10の内面(底板14の上面)に配置されている。
The
固定材40は、コイル20とケース10との隙間を埋めて固まることにより、ケース10内においてコイル20を固定するための部材である。固定材40は、例えばエポキシ樹脂などの樹脂材料からなり、本実施形態では主にコイル20と導熱板31〜34との間に設けられている。なお、固定材40のうちコイル20と導熱板31〜34との間に設けられた部分は、コイル20の表面とケース10の内面との間隔や、導熱板31〜34の厚さと比較して極めて薄い(例えば厚さ1mm〜2mmの)膜状に形成されている。
The fixing
ここで、図2は、導熱板31の詳細な断面構造を示す拡大図である。図2を参照すると、導熱板31は、基板31aと、基板31aの表面に形成された絶縁処理層31bとを有する。基板31aは、固定材40よりも熱伝導率が高い材料、例えばアルミニウムといった金属材料からなる。また、絶縁処理層31bは、コイル20とケース10(ヨーク11)との間の絶縁を確保するための層であり、本実施形態の基板31aが導電性材料であることから設けられている。絶縁処理層31bは、導熱板31においてコイル20と対向する側の表面31cに形成されている。本実施形態の絶縁処理層31bは、基板31aの表面に酸化処理を施すことにより形成されている。例えば、基板31aがアルミニウムからなる場合、絶縁処理層31bはアルマイトによって構成される。
Here, FIG. 2 is an enlarged view showing a detailed cross-sectional structure of the
また、導熱板31においてケース10(ヨーク11)の内面と対向する側の表面31dにおいては、絶縁処理層は設けられず、基板31aが露出している。基板31aが金属からなり、絶縁処理層31bを酸化処理によって形成する場合には、製造過程においてケース10の内面と対向する側の表面31dを除いて、酸化膜を形成するとよい。
In addition, on the surface 31d of the
なお、導熱板32〜34についても、導熱板31と同様の断面構造を有する。すなわち、導熱板32〜34のそれぞれは、基板と、コイル20と対向する基板表面に形成された絶縁処理層とを有する。そして、ケース10と対向する側の導熱板32〜34の表面では、基板表面が露出している。また、導熱板31〜34は、上記構成に限らず、固定材40よりも熱伝導率が高い絶縁性材料(例えば高熱伝導・絶縁セラミック(例:窒化アルミニウム))からなる基板によって構成されてもよい。この場合、上述した絶縁処理層は不要である。
Note that the
本実施形態のリフティングマグネット1においては、固定材40よりも熱伝導率が高い導熱板31〜34がケース10とコイル20との間に配置されており、更に、導熱板31〜34は、コイル20と対向する面に絶縁処理が施された導電性材料、または絶縁性材料からなる。このような導熱板31〜34をケース10とコイル20との間に配置することにより、固定材40に頼ることなくケース10とコイル20との間の絶縁を確保できる。これにより、コイル20を固定するための固定材40を極めて薄い膜状にすることが可能となるので、コイル20のジュール熱を導熱板31〜34を介してケース10へ効率よく伝えることができる。従って、本実施形態のリフティングマグネット1によれば、樹脂層のみによってケース及びコイルを絶縁していた従来の構造と比較して、コイル20において発生したジュール熱をより効率よく放出できる。そして、コイル20の温度上昇を低く抑え、長時間の使用による磁力の低下幅をより小さくできる。
In the lifting magnet 1 of the present embodiment, the
また、本実施形態のように、導熱板31〜34が、コイル20と対向する面に絶縁処理が施された導電性材料からなる場合、ケース10と対向する面において導電性材料が露出していることが好ましい。例えば導電性材料として金属材料を用いる場合、その表面に酸化処理等の絶縁処理を行うと、絶縁処理部分の熱伝導率は低下する傾向がある。導電性材料としてアルミニウムを用いる場合を例に挙げると、アルミニウムの熱伝導率は約240W/m・Kであるのに対し、酸化処理により生成されたアルマイトは約60〜80W/m・K程度である。また、ケース10とコイル20との絶縁は、コイル20と対向する側の表面に設けられた絶縁処理層(例えば31b)によって十分に確保される。従って、ケース10と対向する側の導熱板31〜34の表面において絶縁処理がなされず導電性材料が露出することにより、導熱板31〜34とケース10との間の熱伝導性を高め、ジュール熱を更に効率よく放出できる。
Further, as in the present embodiment, when the
また、本実施形態のように、導熱板31〜34は、コイル20と対向する面にアルマイト処理が施されたアルミニウム板からなることが好ましい。アルマイトは、厚さ10μm以下の極めて薄い膜であっても数百ボルトといった高い耐電圧性を有するとともに、エポキシ樹脂と比較して百倍近い熱伝導率を有する。従って、導熱板31〜34がこのような構成を有することにより、コイル20とケース10との間の絶縁性を高めつつ、コイル20において発生したジュール熱を効率よく放出することができる。
Further, as in the present embodiment, the
なお、本実施形態のリフティングマグネット1においては、コイル20の端面20a、内側面20b、外側面20c、及び端面20dそれぞれに沿ったケース10の各内面それぞれに導熱板31〜34が配置されているが、コイル20の端面20a、内側面20b、外側面20c、及び端面20dそれぞれに沿ったケース10の各内面のうち少なくとも一面に導熱板が配置されることにより、上述した効果を好適に得ることができる。
In the lifting magnet 1 of the present embodiment, the
(第1の変形例)
図3(a)は、上記実施形態の第1変形例に係るリフティングマグネット2の構成を示す側面断面図である。本変形例のリフティングマグネット2と上記実施形態のリフティングマグネット1との相違点は、コイルの数および導熱板の配置である。すなわち、本変形例のリフティングマグネット2は、上記実施形態のコイル20に代えて2つのコイル23及び24を備えている。また、本変形例のリフティングマグネット2は、上記実施形態の導熱板31〜34に加えて、導熱板35を更に備えている。
(First modification)
Fig.3 (a) is side surface sectional drawing which shows the structure of the
コイル23は、ケース10内において内極12寄りに設けられており、コイル24は、ケース10内において外極13寄りに設けられている。換言すれば、コイル23は導線が内極12の周りに巻回されて成り、コイル24は導線がコイル23の外周に沿って巻回されて成る。なお、コイル23及び24の断面構造は、上記実施形態のコイル20(図1(b)参照)と同様なので詳細な説明を省略する。
The
導熱板35は、軸線Cを中心とする円筒状に形成されており、コイル23の外側面とコイル24の内側面との間に配置されている。また、本変形例の固定材40は、コイル23と導熱板35との間、及びコイル24と導熱板35との間にも設けられている。そして、固定材40は、コイル23及び導熱板35、並びに導熱板35及びコイル24の隙間を埋めることにより、ケース10内においてこれらの部材を固定する。コイル23の外側面と対向する導熱板35の表面、及びコイル24の内側面と対向する導熱板35の表面には、上記実施形態の絶縁処理層31bと同様の絶縁処理が施されている。導熱板35の両端は、それぞれ導熱板31及び34と接している。なお、本変形例において、導熱板31〜34は、上記実施形態と同様の位置に設けられている。
The
本変形例のように、複数のコイル23及び24が径方向に重ねて配置されている場合、リフティングマグネット2は、これらのコイル23及び24の間にも導熱板35を備えることが好ましい。通常、コイルの導線は図1(b)に示すように絶縁膜によって被覆されており、一般的に絶縁膜の熱伝導率は導線のそれよりも小さいので、コイルの中心部にジュール熱が蓄積し易い。本変形例によれば、コイルの中心部を分断するように導熱板35が配置されているので、コイル内部の熱を更に効率よく放出できる。
When the plurality of
(第2の変形例)
図3(b)は、上記実施形態の第2変形例に係るリフティングマグネット3の構成を示す側面断面図である。本変形例のリフティングマグネット3と上記実施形態のリフティングマグネット1との相違点は、コイルの数および導熱板の配置である。すなわち、本変形例のリフティングマグネット3は、上記実施形態のコイル20に代えて2つのコイル25及び26を備えている。また、本変形例のリフティングマグネット3は、上記実施形態の導熱板31及び34に加えて、導熱板36を更に備えている。
(Second modification)
FIG. 3B is a side cross-sectional view showing the configuration of the
コイル25は、ケース10内においてヨーク11寄りに設けられており、コイル26は、ケース10内において底板14寄りに設けられている。換言すれば、コイル25及び26は中心軸線Cに沿った方向に並んで配置されている。なお、コイル25及び26の断面構造は、上記実施形態のコイル20(図1(b)参照)と同様である。
The
導熱板36は、軸線Cを中心とする円板状に形成されており、コイル25とコイル26との間に配置されている。また、本変形例の固定材40は、コイル25と導熱板36との間、及びコイル26と導熱板36との間にも設けられている。そして、固定材40は、コイル25及び導熱板36、並びに導熱板36及びコイル26の隙間を埋めることにより、ケース10内においてこれらの部材を固定する。コイル25と対向する導熱板36の表面、及びコイル26と対向する導熱板36の表面には、上記実施形態の絶縁処理層31bと同様の絶縁処理が施されている。導熱板36の内周部分及び外周部分は、それぞれ内極12及び外極13と接しており、図3(b)に示すようにそれぞれ内極12及び外極13に嵌め込まれていればより好適である。なお、本変形例においては、図3(b)に示すように、上記実施形態の導熱板32及び33を省いてもよい。
The
上記第1変形例に限らず、本変形例に係るリフティングマグネット3のような構成であっても、コイル内部の熱を更に効率よく放出できる。また、導熱板36の内周部分及び外周部分がそれぞれ内極12及び外極13に嵌め込まれることにより、導熱板36と内極12及び外極13との接触度を更に高めることができるので、コイル内部の熱の放出効率が更に向上する。
Not only the first modification but also the configuration of the
(第3の変形例)
図4は、上記実施形態の第3変形例に係るリフティングマグネット4の構成を示す側面断面図である。本変形例のリフティングマグネット4と上記実施形態のリフティングマグネット1との相違点は、コイルの断面構造及び導熱板の配置である。本変形例のリフティングマグネット4は、上記実施形態のコイル20に代えてコイル50を備えている。また、リフティングマグネット4は、上記実施形態の導熱板32及び33を備えていない。
(Third Modification)
FIG. 4 is a side sectional view showing the configuration of the lifting magnet 4 according to a third modification of the embodiment. The differences between the lifting magnet 4 of the present modification and the lifting magnet 1 of the above embodiment are the cross-sectional structure of the coil and the arrangement of the heat conducting plates. The lifting magnet 4 of this modification includes a
本変形例のコイル50は、該コイル50の端面50aと端面50bとに亘る幅を有する板状の導電体(例えばアルミニウム板)51が中心軸線C周りに巻回されて成る。導電体51は、絶縁紙などの絶縁被覆膜52によって覆われている。なお、コイル50においては、上記実施形態のコイル20と同様の巻き数を維持するために、板状の導電体51を薄く形成することが好ましい。また、本変形例においては、コイル50の端面50aとケース10のヨーク11との間、及びコイル50の端面50bとケース10の底板14との間に、それぞれ導熱板31及び34が配置されている。
The
上述したように、通常、コイルの導線は図1(b)に示すように絶縁膜によって被覆されており、一般的に絶縁膜の熱伝導率は導線のそれよりも小さいので、コイルの中心部にジュール熱が蓄積し易い。本変形例によれば、コイル50を構成する導電体(導線)51が端面50aと端面50bとに亘る幅を有する板状なので、コイル50の巻回軸方向における熱伝導性を高め、導熱板31及び34を介してジュール熱を更に効率よく放出できる。また、これにより、コイル50の内側面50cとケース10との間、及びコイル50の内側面50dとケース10との間の導熱板を省略しても充分な放熱効率が得られるので、リフティングマグネット4を軽量に構成できる。なお、本変形例ではコイル50の端面50aとヨーク11との間、及びコイル50の端面50bと底板14との間の双方に導熱板31,34を備えているが、導熱板31及び34のうちいずれか一方を備えることにより、上述した効果を好適に得ることができる。
As described above, the conductor of the coil is usually covered with an insulating film as shown in FIG. 1B, and generally the thermal conductivity of the insulating film is smaller than that of the conductor. Easily accumulates Joule heat. According to this modification, the conductor (conductive wire) 51 constituting the
(第4の変形例)
図5は、上記実施形態の第4変形例に係るリフティングマグネット5の構成を示す側面断面図である。本変形例のリフティングマグネット5と上記実施形態のリフティングマグネット1との主な相違点は、導熱板の配置である。本変形例のリフティングマグネット5は、上記実施形態の導熱板31〜34に代えて、導熱板61〜64を備えている。
(Fourth modification)
FIG. 5 is a side sectional view showing a configuration of a
本変形例の導熱板61は、軸線Cを中心とする円板状に形成されており、コイル20の端面20aに配置されている。また、導熱板62は、軸線Cを中心とする円筒状に形成されており、コイル20の内側面20bに配置されている。また、導熱板63は、軸線Cを中心とする円筒状に形成されており、コイル20の外側面20cに配置されている。また、導熱板64は、軸線Cを中心とする円板状に形成されており、コイル20の端面20dに配置されている。
The
固定材70は、コイル20とケース10との隙間を埋めて固まることにより、ケース10内においてコイル20を固定するための部材である。固定材70は、例えばエポキシ樹脂などの樹脂材料からなり、本変形例では主に導熱板61〜64とケース10との間に設けられている。なお、本変形例の固定材70のうちケース10と導熱板61〜64との間に設けられた部分は、上記実施形態の固定材40と同様に極めて薄い膜状に形成されている。
The fixing
ここで、図6は、本変形例における導熱板61の詳細な断面構造を示す拡大図である。図6を参照すると、導熱板61は、基板61aと、基板61aの表面に形成された絶縁処理層61bとを有する。絶縁処理層61bは、導熱板61においてコイル20と対向する側の表面に形成されている。なお、本変形例の基板61a及び絶縁処理層61bの材質については、上記実施形態の基板31a及び絶縁処理層31bと同様なので、詳細な説明を省略する。また、導熱板62〜64についても、導熱板61と同様の断面構造を有する。
Here, FIG. 6 is an enlarged view showing a detailed cross-sectional structure of the
本変形例のリフティングマグネット5は、上記構成に加えて、更に擦れ防止材71を備えている。擦れ防止材71は、コイル20と導熱板61〜64との間に設けられており、導熱板61〜64をコイル20に接着するとともに、コイル20と導熱板61〜64との擦れを防止する。擦れ防止材71としては、例えばマイラシートのような薄い接着用フィルム等が好適に用いられる。
The
本変形例のリフティングマグネット5においては、上記実施形態のリフティングマグネット1と同様、樹脂に頼ることなくケース10とコイル20との間の絶縁を確保できる。これにより、コイル20を固定するための固定材70を極めて薄い膜状にすることが可能となるので、コイル20のジュール熱を導熱板61〜64を介してケース10へ効率よく伝えることができる。従って、本変形例のリフティングマグネット5によれば、コイル20において発生したジュール熱をより効率よく放出できる。
In the
また、本変形例のように、リフティングマグネット5は、コイル20と導熱板61〜64との間に擦れ防止材71を備えることが好ましい。これにより、経年使用によるコイル20と導熱板61〜64との擦れを防止し、リフティングマグネット5の信頼性を高めることができる。特に、導熱板61〜64が、コイル20と対向する面に絶縁処理が施された導電性材料から成る場合、コイル20と導熱板61〜64との擦れを防止することにより、絶縁処理層(例えば61b)を好適に保護することができる。
In addition, as in this modification, the
なお、本変形例においても、導熱板61〜64は、固定材70よりも熱伝導率が高い絶縁性材料からなる基板によって構成されてもよい。また、本変形例においては、コイル20の端面20a、内側面20b、外側面20c、及び端面20dそれぞれに導熱板61〜64が配置されているが、コイル20の端面20a、内側面20b、外側面20c、及び端面20dのうち少なくとも一面に導熱板が配置されることにより、本変形例の効果を好適に得ることができる。
Also in this modification, the
本発明によるリフティングマグネットは、上記した実施形態及び各変形例に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態及び各変形例においては、コイルを収容するケースとして、ヨーク11、内極12、外極13、及び底板14を有するケース10を例示しているが、コイルを収容するケースの形状はこれに限られるものではない。コイルを収容可能であれば、他の様々な形状のケースに対して本発明を適用できる。
The lifting magnet according to the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various other modifications are possible. For example, in the above-described embodiment and each modification, the
1〜5…リフティングマグネット、10…ケース、11…ヨーク、12…内極、13…外極、14…底板、20,23〜26,50…コイル、21…導線、22…絶縁被覆膜、31〜36,61〜64…導熱板、31a,61a…基板、31b,61b…絶縁処理層、40,70…固定材、71…擦れ防止材。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1-5 ... Lifting magnet, 10 ... Case, 11 ... York, 12 ... Inner pole, 13 ... Outer pole, 14 ... Bottom plate, 20, 23-26, 50 ... Coil, 21 ... Conductor, 22 ... Insulation coating film, 31-36, 61-64 ... heat conducting plate, 31a, 61a ... substrate, 31b, 61b ... insulating treatment layer, 40, 70 ... fixing material, 71 ... rubbing prevention material.
Claims (5)
前記コイルを収容するケースと、
前記ケースと前記コイルとの間に配置された導熱板と、
前記コイルを前記ケース内に固定する固定材と
を備え、
前記導熱板が、前記固定材よりも熱伝導率が高く且つ前記コイルと対向する面に絶縁処理が施された導電性材料、または前記固定材よりも熱伝導率が高い絶縁性材料からなることを特徴とする、リフティングマグネット。 Coils,
A case for housing the coil;
A heat conducting plate disposed between the case and the coil;
A fixing material for fixing the coil in the case;
The heat conducting plate is made of a conductive material having a higher thermal conductivity than the fixing material and an insulating treatment applied to a surface facing the coil, or an insulating material having a higher thermal conductivity than the fixing material. Lifting magnet characterized by
前記導熱板が、前記コイルの前記両端のうち少なくとも一端と前記ケースとの間に配置されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のリフティングマグネット。 The coil is formed by winding a plate-like conductor having a width over both ends of the coil,
The lifting magnet according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat conducting plate is disposed between at least one end of the coils and the case.
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