JP2011187600A - Electromagnetic coil device and transformer - Google Patents
Electromagnetic coil device and transformer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011187600A JP2011187600A JP2010050078A JP2010050078A JP2011187600A JP 2011187600 A JP2011187600 A JP 2011187600A JP 2010050078 A JP2010050078 A JP 2010050078A JP 2010050078 A JP2010050078 A JP 2010050078A JP 2011187600 A JP2011187600 A JP 2011187600A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laminated
- coil
- conductor
- conductors
- electromagnetic coil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Abstract
Description
本発明は、導体を巻線して構成した電磁コイル及びこれを用いた変圧器に関する。 The present invention relates to an electromagnetic coil configured by winding a conductor and a transformer using the same.
従来の電磁コイルの一例として、従来、例えば特許文献1に記載の構成が知られている。この従来技術の電磁コイルでは、コイルの巻き始め部と巻き終わり部とがいずれもコイル外周側となる、いわゆるアルファ巻きの構成を実現し、コイル全体の厚み方向寸法を低減することができる。 As an example of a conventional electromagnetic coil, a configuration described in Patent Document 1, for example, is known. In this conventional electromagnetic coil, a so-called alpha winding configuration is realized in which both the winding start portion and the winding end portion of the coil are on the outer periphery side of the coil, and the thickness direction dimension of the entire coil can be reduced.
ところで、電磁コイルは、例えばトランス、リアクトル、電磁石、及び空芯ソレノイド等、磁界を利用する電気部品として広い用途で利用されている。そして、特に高周波において用いられる場合には、表皮効果の発生を考慮し、細い線径や小さい厚みの複数の導体を必要な導体断面積になるように束ね又は積層し、それら複数の導体を渦巻き状に巻線して電磁コイルを構成している。 By the way, the electromagnetic coil is used in a wide range of applications as an electrical component using a magnetic field, such as a transformer, a reactor, an electromagnet, and an air-core solenoid. In particular, when used at high frequencies, in consideration of the occurrence of the skin effect, a plurality of conductors having a thin wire diameter or a small thickness are bundled or laminated so as to have a necessary conductor cross-sectional area, and the plurality of conductors are spirally wound. An electromagnetic coil is formed by winding in a shape.
しかしながら、上記のように複数の導体を束ねた又は積層した状態で巻線する場合、以下のような問題が生じる。すなわち、巻線される複数の導体において、外周側に位置する導体は内周側に位置する導体よりも全長が長くなって抵抗値が大きくなるため、内周側に位置する導体に電流が集中して流れてしまう。この結果、複数の導体全体で見た場合に、電流分布が不均一となる。 However, when winding with a plurality of conductors bundled or stacked as described above, the following problems occur. In other words, in a plurality of wound conductors, the conductor located on the outer peripheral side has a longer overall length and a greater resistance value than the conductor located on the inner peripheral side, so that current concentrates on the conductor located on the inner peripheral side. And flow. As a result, the current distribution becomes non-uniform when viewed over the plurality of conductors.
上記従来技術によるアルファ巻きの電磁コイルでは、高周波で用いるための、上記のような複数の導体を束ねた又は積層した構造について、特に配慮されていない。したがって、この従来技術の手法により複数の導体を束ねた又は積層した状態でアルファ巻きの巻線を行った場合、巻き始め部から巻き終わり部までの各導体の全長の差によって、電流分布が不均一となるおそれがあった。 In the alpha winding electromagnetic coil according to the above-described prior art, no particular consideration is given to the structure in which a plurality of conductors as described above are bundled or stacked for use at high frequencies. Therefore, when an alpha winding is performed in a state where a plurality of conductors are bundled or stacked by this conventional technique, the current distribution is unsatisfactory due to the difference in the total length of each conductor from the winding start portion to the winding end portion. There was a risk of becoming uniform.
本発明の目的は、高周波において使用するために複数の導体を用いてアルファ巻きを行った場合でも、各導体の電流分布を均一化できる電磁コイル、及び、これを用いた変圧器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an electromagnetic coil capable of making the current distribution of each conductor uniform even when alpha winding is performed using a plurality of conductors for use at high frequencies, and a transformer using the same. It is in.
上記目的を達成するために、本発明においては、それぞれ矩形の横断面形状を備えた複数の導体を厚み方向一方側に順次積層して積層導体を形成し、当該積層導体を周回方向に複数回巻線して構成された電磁コイルであって、前記複数の導体の積層方向がコイルの径方向内側方向となるように、前記積層導体を所定の径及び所定の巻線回数で巻線した第1積層部と、前記複数の導体の前記積層方向がコイルの径方向外側方向となるように、前記積層導体を前記所定の径及び前記所定の巻線回数で巻線した第2積層部と、前記第1積層部の前記積層導体に接続される一端部において前記複数の導体の前記積層方向が前記径方向内側方向であり、前記第2積層部の前記積層導体に接続される他端部において前記複数の導体の前記積層方向が前記径方向外側方向であり、前記一端部と前記他端部との中間部において前記複数の導体の前記積層方向が前記径方向内側方向から前記径方向外側方向へと転向するように、前記積層導体をひねり曲げて構成された積層転向部と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the present invention, a plurality of conductors each having a rectangular cross-sectional shape are sequentially laminated on one side in the thickness direction to form a laminated conductor, and the laminated conductor is formed a plurality of times in the circumferential direction. An electromagnetic coil configured by winding, wherein the multilayer conductor is wound with a predetermined diameter and a predetermined number of windings so that a stacking direction of the plurality of conductors is a radially inner direction of the coil. A first laminated portion, and a second laminated portion in which the laminated conductor is wound with the predetermined diameter and the predetermined number of turns so that the laminated direction of the plurality of conductors is a radially outer direction of the coil; In the one end portion connected to the laminated conductor of the first laminated portion, the laminated direction of the plurality of conductors is the radially inner direction, and in the other end portion connected to the laminated conductor of the second laminated portion. The lamination direction of the plurality of conductors is the diameter. The laminated conductors so that the laminating direction of the plurality of conductors turns from the radially inner direction to the radially outer direction at an intermediate portion between the one end and the other end. And a laminated turning portion formed by twisting and bending.
本発明においては、複数の導体を厚み方向に積層して積層導体を構成し、その積層導体を巻線して電磁コイルを構成する。これにより、表皮効果が生じる高周波において用いられる場合であっても、必要な導体断面積を確保し、確実に所要の電流を流すことができる。また、各導体の断面形状を矩形断面とすることにより、円形断面の導体を用いる場合よりも占積率を高めることができる。 In the present invention, a laminated conductor is constituted by laminating a plurality of conductors in the thickness direction, and the laminated conductor is wound to constitute an electromagnetic coil. Thereby, even if it is a case where it is used in the high frequency which a skin effect produces, a required conductor cross-sectional area is ensured and a required electric current can be flowed reliably. Moreover, by making the cross-sectional shape of each conductor a rectangular cross section, the space factor can be increased as compared with the case of using a conductor having a circular cross section.
そして、本発明においては、上記のように構成した積層導体を巻線する際、第1積層部において、積層導体での各導体の積層方向がコイルの径方向外側から内側へ向かう方向となるように所定の径及び所定の巻線回数で巻線した後、積層転向部において、積層導体の向きが横断面上で略180°転向するように積層導体ごとひねり曲げ、第2積層部において、積層導体での各導体の積層方向がコイルの径方向内側から外側へ向かう方向となるように同じ所定の径及び同じ所定の巻線回数で巻線する。 And in this invention, when winding the laminated conductor comprised as mentioned above, in the 1st lamination part, the lamination direction of each conductor in a lamination conductor turns into the direction which goes to the inner side from the diameter direction outside of a coil. After winding with a predetermined diameter and a predetermined number of turns, the laminated conductor is twisted together with the laminated conductor so that the direction of the laminated conductor turns about 180 ° on the cross section, and laminated at the second laminated section. The conductors are wound with the same predetermined diameter and the same predetermined number of turns so that the direction in which the conductors are stacked is the direction from the inside to the outside in the radial direction of the coil.
このような巻線態様とすることで、第1積層部の径方向最外周を積層導体の巻き始め部とし、第2積層部の径方向最外周を積層導体の巻き終わり部とする、いわゆるアルファ巻きの構成を実現する際、巻き始め部から巻き終わり部までの各導体の長さを略同一として抵抗値を互いに等しくし、各導体に電流を均一に流すことが可能となる。 By adopting such a winding mode, a so-called alpha in which the radially outermost circumference of the first laminated portion is a winding start portion of the laminated conductor and the radially outermost circumference of the second laminated portion is the winding end portion of the laminated conductor. When realizing the winding configuration, the lengths of the respective conductors from the winding start portion to the winding end portion are substantially the same, the resistance values are made equal to each other, and the current can be made to flow uniformly through the conductors.
好ましくは、前記第1積層部と前記第2積層部との間に介在配置された絶縁部材をさらに有し、前記第1積層部及び前記第2積層部は、前記積層導体が略同一平面上において略渦巻状に巻線されており、前記第1積層部は、前記積層導体の巻き始め部を径方向最外周に備えており、前記第2積層部は、前記積層導体の巻き終わり部を径方向最外周に備えている。 Preferably, the semiconductor device further includes an insulating member interposed between the first laminated portion and the second laminated portion, and the first laminated portion and the second laminated portion are configured such that the laminated conductors are substantially on the same plane. The first laminated portion includes a winding start portion of the laminated conductor on a radially outermost periphery, and the second laminated portion includes a winding end portion of the laminated conductor. It is provided on the outermost periphery in the radial direction.
これにより、第1積層部の径方向最外周から積層導体を巻き始め、第2積層部の径方向最外周で積層導体を巻き終わる、いわゆるアルファ巻きの構成を確実に実現することができる。 Thereby, it is possible to reliably realize a so-called alpha winding configuration in which the laminated conductor starts to be wound from the radially outermost periphery of the first laminated portion and the laminated conductor is wound at the radially outermost periphery of the second laminated portion.
また好ましくは、前記巻き始め部から前記巻き終わり部までの前記積層導体の各導体の長さが、略同一である。 Preferably, the length of each conductor of the laminated conductor from the winding start portion to the winding end portion is substantially the same.
これにより、巻始め部から巻き終わり部までの間において、積層導体を構成する全ての導体の抵抗値を互いに等しくし、電磁コイルにおける電流分布を確実に均一化することができる。 Thereby, between the winding start part and the winding end part, the resistance values of all the conductors constituting the laminated conductor can be made equal to each other, and the current distribution in the electromagnetic coil can be made uniform uniformly.
また好ましくは、前記積層転向部は、前記第1積層部又は前記第2積層部の径方向内側に設けられている。 Preferably, the layer turning portion is provided on a radially inner side of the first layered portion or the second layered portion.
第1積層部又は第2積層部の径方向内側に設けた積層転向部において積層導体ごとひねり曲げることで、積層導体の転向を確実に実現することができる。 By turning and bending the laminated conductors together in the laminated turning part provided on the radially inner side of the first laminated part or the second laminated part, the turning of the laminated conductor can be realized with certainty.
また好ましくは、前記積層導体の前記積層方向の厚さ方向寸法をh、前記積層導体を構成する前記導体の幅方向寸法をw、前記絶縁部材の厚さ方向寸法をt、としたとき、(h2+w2)1/2≦(2w+t)となるように構成している。 Preferably, when the thickness direction dimension of the multilayer conductor in the stack direction is h, the width direction dimension of the conductor constituting the multilayer conductor is w, and the thickness direction dimension of the insulating member is t ( h 2 + w 2 ) 1/2 ≦ (2w + t).
これにより、積層転向部において積層導体がひねり曲げられるときに、横断面での最大寸法となる、積層導体の四角形横断面の対角線寸法を、コイルの軸方向寸法(第1積層部及び第2積層部の当該方向寸法2wと絶縁部材の当該方向寸法tとの和に相当)以内に収めることができる。すなわち、積層転向部が、コイルの軸方向寸法範囲から突出するのを防止できるので、電磁コイルの不用意な大型化を防止することができる。
Thus, when the laminated conductor is twisted and bent in the laminated turning portion, the diagonal dimension of the rectangular cross section of the laminated conductor, which is the maximum dimension in the transverse section, is changed to the axial dimension of the coil (first laminated portion and second laminated portion). The
また上記目的を達成するために、本発明は、コアに巻装された一次コイル手段及び二次コイル手段を有する変圧器において、前記一次コイル手段及び前記二次コイル手段の少なくとも一方は、それぞれ矩形の横断面形状を備えた複数の導体を厚み方向一方側に順次積層して積層導体を形成し、当該積層導体を周回方向に複数回巻線して構成された少なくとも1つの電磁コイルを含み、前記電磁コイルは、前記複数の導体の積層方向がコイルの径方向内側方向となるように、前記積層導体を巻線した第1積層部と、前記複数の導体の前記積層方向がコイルの径方向外側方向となるように、前記積層導体を巻線した第2積層部と、前記第1積層部の前記積層導体に接続される一端部において前記複数の導体の前記積層方向が前記径方向内側方向であり、前記第2積層部の前記積層導体に接続される他端部において前記複数の導体の前記積層方向が前記径方向外側方向であり、前記一端部と前記他端部との中間部において前記複数の導体の前記積層方向が前記径方向内側方向から前記径方向外側方向へと転向するように、前記積層導体をひねり曲げて構成された積層転向部と、を有する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a transformer having primary coil means and secondary coil means wound around a core, wherein at least one of the primary coil means and the secondary coil means is rectangular. A plurality of conductors having a cross-sectional shape of one or more layers are sequentially laminated on one side in the thickness direction to form a laminated conductor, and includes at least one electromagnetic coil configured by winding the laminated conductor a plurality of times in the circumferential direction; The electromagnetic coil includes a first laminated portion in which the laminated conductor is wound so that a laminated direction of the plurality of conductors is a radially inner direction of the coil, and the laminated direction of the plurality of conductors is a radial direction of the coil. The second laminated portion wound with the laminated conductor so as to be in the outer direction, and the one end portion connected to the laminated conductor of the first laminated portion has the laminated direction of the plurality of conductors in the radial inner direction. so The stacked direction of the plurality of conductors is the radially outer direction at the other end connected to the stacked conductor of the second stacked portion, and the intermediate portion between the one end and the other end. A laminated turning portion configured by twisting the laminated conductor so that the laminated direction of the plurality of conductors turns from the radially inner side to the radially outer side.
これにより、変圧器に用いられる一次コイル又は二次コイルにおいて、上記同様、各導体に電流を均一に流すことが可能となる。 Thereby, in the primary coil or secondary coil used for a transformer, it becomes possible to make an electric current flow uniformly to each conductor like the above.
本発明によれば、高周波において使用するために複数の導体を用いてアルファ巻きを行った場合であっても、各導体の電流分布を均一化することができる。 According to the present invention, even when alpha winding is performed using a plurality of conductors for use at high frequencies, the current distribution of each conductor can be made uniform.
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態における電磁コイルの平面図であり、図2は、図1中のII−II断面による横断面図である。 FIG. 1 is a plan view of an electromagnetic coil in the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the II-II section in FIG.
これら図1及び図2において、電磁コイル1は、全体が1本の積層平角線2を屈曲して形成されている。積層平角線2は、それぞれ矩形の横断面形状を備えた、複数(この例では4本)の平角線21,22,23,24を、各平角線21,22,23,24の厚み方向に沿って積層し形成したものである。
1 and 2, the entire electromagnetic coil 1 is formed by bending a single laminated
また、電磁コイル1は、上記屈曲形状の途中に形成される第1積層コイル部3及び第2積層コイル部4と、屈曲形状の積層平角線2に沿って第1積層コイル部3及び第2積層コイル部4の間に位置する積層転向部5と、コイル軸方向において第1積層コイル部3及び第2積層コイル部4の間に介在配置されそれらを互いに電気的に絶縁する絶縁紙8とを有している。
The electromagnetic coil 1 includes a first laminated
第1積層コイル部3及び第2積層コイル部4は、図1及び図2に示すように、互いの軸方向(図1中における紙面直交方向、図2中における左右方向)に2段に重ね合わされるように配置されている。なお、第2積層コイル部4は、図1では、上記第1積層コイル部3の奥側に重なっているため図示されていない。
As shown in FIGS. 1 and 2, the first laminated
第1積層コイル部3は、積層平角線2を、所定の径でコイル周回方向に所定の巻線回数(この例では4回)巻線し、全体を略同一平面上で略矩形となる渦巻き状に形成したものである。その際、積層平角線2内部の平角線21〜24は、コイルの径方向外側から径方向内側へ向かって、平角線21、平角線22、平角線23、平角線24の順で積層されている(図2参照)。
The first laminated
第2積層コイル部4は、上記第1積層コイル部3と同様の径で積層平角線2をコイル周回方向に4回巻線し、全体を略同一平面上で略矩形となる渦巻き状に形成したものである。その際、積層平角線2内部の平角線21〜24は、コイルの径方向内側から径方向外側へ向かって、平角線21、平角線22、平角線23、平角線24の順で積層されている(図2参照)。
The second
すなわち、第1及び第2積層コイル部3,4は、同一の積層平角線2を互いに同一の径で同一の巻線回数で巻線することで形成されており、それぞれの全体の形状及び大きさがほぼ等しくなっている。このような第1及び第2積層コイル部3,4が、それぞれのコイル中心軸を一致させて軸方向に隣接することで、図1に示すように、軸方向で見て外形をほぼ一致させるよう重ね合わせて配置されている。この状態では、例えば、第1積層コイル部3の最も外周側の積層平角線2が当該電磁コイル1全体の巻き始め部6となり、第2積層コイル部4の最も外周側の積層平角線2が当該電磁コイル1全体の巻き終わり部7となる。このように、電磁コイル1は、巻き始め部6と巻き終わり部7が、ともにコイル全体の径方向最外周に位置する、いわゆるアルファ巻きの巻線態様となっている。
That is, the first and second
積層転向部5は、上記第1積層コイル部3又は第2積層コイル部4の内周側に設けられ、一端部5A、他端部5B、及び中間部5Cを備えている。すなわち、第1積層コイル部3に接続される一端部5Aにおいては、コイルの径方向外側から径方向内側へ向かって、平角線21、平角線22、平角線23、平角線24の順に積層されている。第2積層コイル部4に接続される他端部5Bにおいては、コイルの径方向内側から径方向外側へ向かって、平角線21、平角線22、平角線23、平角線24の順に積層されている。
The laminated turning portion 5 is provided on the inner peripheral side of the first
そして、一端部5Aと他端部5Bとの中間部5Cにおいて、上記径方向内側方向へ向かって平角線21→平角線22→平角線23→平角線24の順である積層方向が、径方向外側方向へ向かって平角線21→平角線22→平角線23→平角線24の順の積層方向となるように、積層平角線2の軸心まわりに180°回転するようにしてひねり曲げられている。このようにして、第1積層コイル部3及び第2積層コイル部4それぞれの最も内周側の積層平角線2同士が、積層転向部5により、途中で方向を転向しつつ接続されている。
And in the intermediate part 5C between the one end part 5A and the
また、積層転向部5の上記ひねり曲げ構造に関連し、積層平角線2は、その積層方向の厚さ方向寸法をh、平角線21〜24の幅方向寸法をw、絶縁紙8の厚さ方向寸法をtとしたとき、
(h2+w2)1/2≦(2w+t)
の条件を満たすよう、各寸法が設定されている(図2中の部分拡大図参照)。すなわち、各辺h,wの四角形の横断面形状を備えた積層平角線2が積層転向部5において徐々に方向を転向していくとき、当該積層平角線2がコイル軸方向寸法において占有しうる最大寸法は、上記四角形の対角線の長さ(h2+w2)1/2である。したがって、上記の式は、当該対角線の長さ(h2+w2)1/2が、電磁コイル1全体の軸方向寸法(2w+t)以下となるよう規定するためのものである。
Further, in relation to the twist bending structure of the laminated turning portion 5, the laminated
(H 2 + w 2 ) 1/2 ≦ (2w + t)
Each dimension is set so as to satisfy the condition (see a partially enlarged view in FIG. 2). That is, when the laminated
なお、平角線21,22,23,24はそれぞれ、各請求項記載の導体を構成し、積層平角線2が積層導体を構成する。また、第1積層コイル部3は第1積層部を構成し、積層コイル部4は第2積層部を構成する。また、絶縁紙8は、絶縁部材を構成する。
The
上記構成の電磁コイル1において、積層平角線2の両端部に電圧を付加して電流を流した際には、当該電流が各平角線21,22,23,24に分流して流れる。例えば、図1中の左側に位置する積層平角線2の端部を入力端子として正極に接続した場合には、第1積層コイル部3には、電流が時計方向に巡回しつつコイルの外周側から内周側へと流れる。この場合、上記第1積層コイル部3から積層転向部5を介して第2積層コイル部4の最も内周側に電流が入力され、当該第2積層コイル部4には電流が時計方向(つまり上記第1積層コイル部3と同じ周方向)に巡回しつつコイルの内周側から外周側へ流れる。このように、第1積層コイル部3と第2積層コイル部4のいずれにおいても同じコイル周方向で電流が流れることから、それぞれのコイル中心軸上において同じ向きの磁束が発生し、電磁コイル1全体でそれらの磁束を合成した統一的な磁界を発生することができる。
In the electromagnetic coil 1 configured as described above, when a voltage is applied to both ends of the laminated
以上のように構成した、本実施形態の電磁コイル1においては、以下の効果を得ることができる。 In the electromagnetic coil 1 of the present embodiment configured as described above, the following effects can be obtained.
すなわち、複数(この例では4つ)の平角線21,22,23,24を積層して積層平角線2を構成し、その積層平角線2を巻線して電磁コイル1を構成している。これにより、表皮効果が生じる高周波において用いられる場合であっても、必要な導体断面積を確保し、確実に所要の電流を流すことができる。このとき、各平角線21,22,23,24の断面形状を矩形断面としていることにより、円形断面の導線を用いる場合よりも電磁コイル1全体における導線の占積率を高めることができる。
That is, a plurality of (four in this example)
また、第1積層コイル部3においてコイルの径方向外側から内側へ向かって平角線21→平角線22→平角線23→平角線24となるように積層平角線22を巻線した後、積層転向部5において積層平角線2の向きが横断面上で略180°転向するように積層平角線2ごとひねり曲げ、第2積層コイル部4においてコイルの径方向内側から外側へ向かって平角線21→平角線22→平角線23→平角線24となるように積層平角線22を巻線している。このような巻線態様とすることで、第1積層コイル部3の径方向最外周を積層平角線2の巻き始め部6とし、第2積層コイル部4の径方向最外周を積層平角線2の巻き終わり部7とする、いわゆるアルファ巻きの構成において、巻き始め部6から巻き終わり部7までの各平角線21,22,23,24の長さを略同一とすることができる。
Further, in the first
すなわち、第1及び第2積層コイル部3,4の内部においては、積層平角線2内の積層順によって各平角線21,22,23,24それぞれの全体の長さが異なり、コイル径方向外側に位置する平角線ほど、コイル径方向内側に位置する平角線よりもコイルの巻線時に引き延ばされ、全体の長さが長くなる。第1積層コイル部3においては、コイルの径方向に最も外側に位置する平角線21が最も長く、平角線22、平角線23、平角線24の順に順次短くなる。第2積層コイル部4においては、コイルの径方向に最も外側に位置する平角線24が最も長く、平角線23、平角線22、平角線21の順に順次短くなる。
That is, in the first and second
このとき、第1及び第2積層コイル部3,4は、前述したように、積層平角線2を、互いに同一の径、同一の巻線回数となるように巻線して形成されている。この結果、上記のように、平角線21,22,23,24の大小関係の順序は第1及び第2積層コイル部3,4において互いに逆であるが、平角線21,22,23,24相互間の長さの差は第1及び第2積層コイル部3,4同士で互いに同一である。この結果、電磁コイル1全体で見ると、第1及び第2積層コイル部3,4における各平角線21,22,23,24相互間の長さの差が相殺され、結果的に全ての平角線21,22,23,24の相互間で、巻き始め部6から巻き終わり部7までの間の全体の長さがほぼ等しくなる。以上の結果、電磁コイル1全体において、各平角線21,22,23,24同士で抵抗値を互いに等しくすることができるので、積層平角線2の各平角線21,22,23,24に電流を均一に流すことができる。
At this time, as described above, the first and second
さらに、高周波において使用するために細い複数の平角線21,22,23,24を用いる場合であっても、巻線作業の際に、上記細い平角線21,22,23,24を予めまとめた1つの積層平角線2を長手方向の1箇所でひねり曲げて積層転向部5を形成するだけで足りる。したがって、アルファ巻きを行う際の巻線作業を容易化することができる。
Further, even when a plurality of thin
また、この実施形態では特に、積層平角線2の各種寸法を、(h2+w2)1/2≦(2w+t)となるように構成している。これにより、積層転向部5において積層平角線2がひねり曲げられるときに、横断面での最大寸法となる、積層平角線2の四角形横断面の対角線寸法(h2+w2)1/2を、電磁コイル1の軸方向寸法、すなわち、第1積層コイル部3及び第2積層コイル部4の当該方向寸法2wと絶縁紙8の当該方向寸法tとの和、以内に収めることができる。この結果、積層転向部5が、コイルの軸方向寸法範囲から突出するのを防止できるので、電磁コイル1の不用意な大型化を防止することができる。
In this embodiment, in particular, the various dimensions of the laminated
なお、本発明は、上記実施形態に限られず、種々の変形が可能である。すなわち、上記実施形態では、リアクトルや空芯ソレノイドのように単体で利用する電磁コイルを想定していたが、本発明はこれに限られない。例えば、変圧器(トランス)のように複数の電磁コイルを備える機器に組み込むことも可能である。 In addition, this invention is not restricted to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. That is, in the said embodiment, although the electromagnetic coil used alone was assumed like a reactor or an air core solenoid, this invention is not limited to this. For example, it is also possible to incorporate in a device including a plurality of electromagnetic coils such as a transformer.
図3は、本発明をトランスの一次側コイル及び二次側コイルに適用した変形例における、当該トランスの側面図である。図4は、図3の一次側コイルの横断面図であり、図5は、図3の二次側コイルの横断面図である。なお、図3及び図4は、上記図1中のA−A断面による横断面図に対応する図である。また、図3〜図5においては、図示の煩雑を避けるために、前述した各平角線を区別する図示は省略している。 FIG. 3 is a side view of the transformer in a modification in which the present invention is applied to a primary coil and a secondary coil of the transformer. 4 is a cross-sectional view of the primary side coil of FIG. 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the secondary side coil of FIG. 3 and 4 correspond to the cross-sectional view taken along the line AA in FIG. Moreover, in FIG. 3 to FIG. 5, the illustration for distinguishing the above-described rectangular wires is omitted in order to avoid the complexity of the illustration.
これら図3〜図5において、本変形例のトランス100は、一次側コイル31と、二次側コイル41とが、それぞれ同じ個数で交互に配置されている。これら一次側コイル31及び二次側コイル41は、互いの全体の外形が同じ大きさである。この結果、一次側コイル31及び二次側コイル41を、全て軸中心を一致させて重ね合わせる(図3の上下方向で重ね合わせる)ことにより、トランス100全体は略円柱の形状となっている。
3 to 5, in the
また、各一次側コイル31の巻き始め部36同士が共通の結線基板101により結線されるとともに、各一次側コイル31の巻き終わり部37同士が共通の結線基板103により結線されている。同様に、各二次側コイル41の巻き始め部46同士が共通の結線基板102により結線されるとともに、各二次側コイル41の巻き終わり部47同士が共通の結線基板104により結線されている。これらの結果、各一次側コイル31同士が互いに並列に接続されるとともに、各二次側コイル41同士互いに並列に接続されている。
Further, the winding
また、全ての一次側コイル31及び二次側コイル41は、それぞれの表裏の配置関係が一致している。つまり、対応する積層コイル部同士(後述の第1積層コイル部33と第1積層コイル部43同士、第2積層コイル部34と第2積層コイル部44同士)の巻線方向を一致させることで、電流の流れる方向や磁束の方向をそれぞれ一致させている。
Moreover, all the primary side coils 31 and the secondary side coils 41 have the same front and back arrangement relationship. In other words, by matching the winding directions of the corresponding laminated coil parts (first
一次側コイル31は、上記実施形態と同様、コイル軸方向に重ねて配置された第1積層コイル部33及び第2積層コイル部34(図4参照)と、それら第1及び第2積層コイル部33,34の間に配置された積層転向部(図示省略)とを備えている。第1及び第2積層コイル部33,34ではそれぞれ積層平角線32が4回巻線され、これによって一次側コイル31全体では8回の巻線回数となっている。積層平角線32は、上記実施形態と同様、複数の平角線(図示省略)を、各平角線の厚み方向に沿って積層し形成されている。また、内周側の空洞部分には、適宜の磁性体材料からなり、一次側コイル31全体の軸方向厚さ寸法と等しい厚さ寸法のコア10が設けられている。
Similar to the above embodiment, the
二次側コイル41も、上記実施形態と同様、コイル軸方向に重ねて配置された第1積層コイル部43及び第2積層コイル部44(図5参照)と、それら第1及び第2積層コイル部43,44の間に配置された積層転向部(図示省略)とを備えている。また、上記同様、内周側の空洞部分に、二次側コイル41全体の軸方向厚さ寸法と等しい厚さ寸法のコア10が設けられている。
Similarly to the above-described embodiment, the
第1及び第2積層コイル部43,44ではそれぞれ積層平角線42が8回巻線され、これによって二次側コイル41全体では16回の巻線回数となっている。すなわち、二次側コイル41は巻線回数が一次側コイル31の2倍となっている。積層平角線42は、上記同様、複数の平角線(図示省略)を、各平角線の厚み方向に沿って積層し形成されている。但し、二次側コイル41の積層平角線42は、一次側コイル31の積層平角線32の平角線と同じ厚さ寸法の平角線と用いつつ積層数を半分にしている(又は、同じ積層数でそれぞれの平角線の厚さ寸法を半分にしてもよい)これにより、上述したように、一次側コイル31及び二次側コイル41は、互いに全体が同じ大きさ(外周径、内周径がともに同じ)となっている。
In each of the first and second
なお、上記において、全ての一次側コイル31が各請求項記載の一次コイル手段を構成し、全ての二次側コイル41が二次コイル手段を構成する。 In addition, in the above, all the primary side coils 31 comprise the primary coil means of each claim, and all the secondary side coils 41 comprise the secondary coil means.
上記構成のトランス100において、全ての一次側コイル31に接続する2つの結線基板101,103間に交流電圧Viを入力して電流を流した際には、トランス100の軸中心に配置されている略円柱状のコア10の集合体を貫通するよう交流磁束が発生する。そしてこの交流磁束を共有する全ての二次側コイル41に起電力が生じ、当該二次側コイル41に接続する2つの結線基板102,104間に、交流電圧Voが出力される。
In the
このとき、一次側コイル31と二次側コイル41とは巻線比が1:2であることから、一次側コイル31と二次側コイル41とを1つずつ組み合わせて構成する本変形例のトランス100では、入力電圧Viと出力電圧Voの比、つまり当該トランスの変圧比は1:2となる。上述したように、二次側コイル41の巻線回数が一次側コイル31の2倍であることから、二次側コイル41の抵抗値は一次側コイル31の4倍となるが、上記変圧比が1:2であることから、二次側コイル41に流れる電流値は一次側コイル31の1/2となる。この結果、一次側コイル31及び二次側コイル41の銅損は互いに等しくなる。
At this time, since the winding ratio of the
本変形例のトランス100においても、一次側コイル31又は二次側コイル41において、上記実施形態と同様、各平角線に電流を均一に流すことが可能となる。また、高周波用に複数の細い平角線を用いる場合でもアルファ巻きの巻線作業を容易化することができる。
Also in the
このとき、上述したように、一次側と二次側のそれぞれに設ける一次側コイル31、二次側コイル41そのものの巻線回数に差を設けることで変圧比を設定することができる。また、一次側コイル31同士、及び二次側コイル41同士がそれぞれ並列に接続されているため、電磁コイルのモジュールを増設することでその増設された側の電気的な容量(流せる電流量)を容易に増大できる効果もある。
At this time, as described above, the transformation ratio can be set by providing a difference in the number of windings of the
なお、一次側コイル31同士、又は二次側コイル41同士を、直列に接続してもよい。その場合には直列に接続する一次側コイル31又は二次側コイル41の数を増加させることで、実質的な巻線回数を増加させることになる。この結果、一次側コイル31ではより強い磁束を発生することができ、二次側コイル41では誘起させる電圧を高めることができる。このとき、一次側と二次側のそれぞれに直列接続させるモジュール数の増減によって上記変圧比を設定することもできる。また、同じ側で並列接続と直列接続を適宜組み合わせて接続してもよい。
Note that the primary side coils 31 or the secondary side coils 41 may be connected in series. In that case, by increasing the number of primary side coils 31 or secondary side coils 41 connected in series, the actual number of windings is increased. As a result, the
さらに、一次側コイル31及び二次側コイル41のそれぞれ1つをモジュールとして扱うことができるので、トランス100への容易な着脱が可能となる効果もある。
Furthermore, since each one of the
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用してもよい。 In addition to those already described above, the methods according to the above-described embodiments and modifications may be used in appropriate combination.
その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。 In addition, although not illustrated one by one, the present invention is implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.
1 電磁コイル
2 積層平角線(積層導体)
3 第1積層コイル部(第1積層部)
4 第2積層コイル部(第2積層部)
5 積層転向部
6 巻き始め部
7 巻き終わり部
8 絶縁紙(絶縁部材)
10 コア
21,22 平角線(導体)
23,24 平角線(導体)
31 一次側コイル(一次コイル手段)
32 積層平角線(積層導体)
33 第1積層コイル部(第1積層部)
34 第2積層コイル部(第2積層部)
41 二次側コイル(二次コイル手段)
43 第1積層コイル部(第1積層部)
44 第2積層コイル部(第2積層部)
100 トランス(変圧器)
1
3 1st laminated coil part (1st laminated part)
4 Second laminated coil part (second laminated part)
5 Laminate turning part 6 Winding start
10
23, 24 Rectangular wire (conductor)
31 Primary coil (primary coil means)
32 laminated rectangular wire (laminated conductor)
33 1st laminated coil part (1st laminated part)
34 Second laminated coil part (second laminated part)
41 Secondary coil (secondary coil means)
43 1st laminated coil part (1st laminated part)
44 2nd laminated coil part (2nd laminated part)
100 transformer
Claims (6)
前記複数の導体の積層方向がコイルの径方向内側方向となるように、前記積層導体を所定の径及び所定の巻線回数で巻線した第1積層部と、
前記複数の導体の前記積層方向がコイルの径方向外側方向となるように、前記積層導体を前記所定の径及び前記所定の巻線回数で巻線した第2積層部と、
前記第1積層部の前記積層導体に接続される一端部において前記複数の導体の前記積層方向が前記径方向内側方向であり、前記第2積層部の前記積層導体に接続される他端部において前記複数の導体の前記積層方向が前記径方向外側方向であり、前記一端部と前記他端部との中間部において前記複数の導体の前記積層方向が前記径方向内側方向から前記径方向外側方向へと転向するように、前記積層導体をひねり曲げて構成された積層転向部と、
を有することを特徴とする電磁コイル。 A plurality of conductors each having a rectangular cross-sectional shape are sequentially laminated on one side in the thickness direction to form a laminated conductor, and an electromagnetic coil configured by winding the laminated conductor a plurality of times in the circumferential direction,
A first laminated portion in which the laminated conductor is wound with a predetermined diameter and a predetermined number of windings so that a lamination direction of the plurality of conductors is a radially inner direction of the coil;
A second laminated portion in which the laminated conductor is wound at the predetermined diameter and the predetermined number of turns so that the laminated direction of the plurality of conductors is a radially outer direction of the coil;
In the one end portion connected to the laminated conductor of the first laminated portion, the laminated direction of the plurality of conductors is the radially inner direction, and in the other end portion connected to the laminated conductor of the second laminated portion. The stacking direction of the plurality of conductors is the radially outer direction, and the stacking direction of the plurality of conductors in the intermediate portion between the one end and the other end is the radially outer direction from the radially inner direction. A laminated turning part configured by twisting the laminated conductor so as to turn to
An electromagnetic coil comprising:
前記第1積層部と前記第2積層部との間に介在配置された絶縁部材をさらに有し、
前記第1積層部及び前記第2積層部は、
前記積層導体が略同一平面上において略渦巻状に巻線されており、
前記第1積層部は、
前記積層導体の巻き始め部を径方向最外周に備えており、
前記第2積層部は、
前記積層導体の巻き終わり部を径方向最外周に備えている
ことを特徴とする電磁コイル。 The electromagnetic coil according to claim 1,
An insulating member interposed between the first stacked portion and the second stacked portion;
The first stacked unit and the second stacked unit are:
The laminated conductor is wound in a substantially spiral shape on substantially the same plane,
The first laminated portion is
The winding start portion of the laminated conductor is provided on the radially outermost periphery,
The second laminated portion is
An electromagnetic coil comprising a winding end portion of the laminated conductor on a radially outermost periphery.
前記巻き始め部から前記巻き終わり部までの前記積層導体の各導体の長さが、略同一である
ことを特徴とする電磁コイル。 The electromagnetic coil according to claim 2,
The length of each conductor of the said laminated conductor from the said winding start part to the said winding end part is substantially the same, The electromagnetic coil characterized by the above-mentioned.
前記積層転向部は、
前記第1積層部又は前記第2積層部の径方向内側に設けられている
ことを特徴とする電磁コイル。 The electromagnetic coil according to claim 2 or claim 3,
The laminated turning part is
An electromagnetic coil, wherein the electromagnetic coil is provided on a radially inner side of the first laminated portion or the second laminated portion.
前記積層導体の前記積層方向の厚さ方向寸法をh、
前記積層導体を構成する前記導体の幅方向寸法をw、
前記絶縁部材の厚さ方向寸法をt、
としたとき、
(h2+w2)1/2≦(2w+t)
となるように構成したことを特徴とする電磁コイル。 The electromagnetic coil according to any one of claims 2 to 4,
The thickness direction dimension of the laminated conductor in the lamination direction is h,
The width direction dimension of the conductor constituting the laminated conductor is w,
The thickness direction dimension of the insulating member is t,
When
(H 2 + w 2 ) 1/2 ≦ (2w + t)
The electromagnetic coil characterized by being comprised.
前記一次コイル手段及び前記二次コイル手段の少なくとも一方は、それぞれ矩形の横断面形状を備えた複数の導体を厚み方向一方側に順次積層して積層導体を形成し、当該積層導体を周回方向に複数回巻線して構成された少なくとも1つの電磁コイルを含み、
前記電磁コイルは、
前記複数の導体の積層方向がコイルの径方向内側方向となるように、前記積層導体を巻線した第1積層部と、
前記複数の導体の前記積層方向がコイルの径方向外側方向となるように、前記積層導体を巻線した第2積層部と、
前記第1積層部の前記積層導体に接続される一端部において前記複数の導体の前記積層方向が前記径方向内側方向であり、前記第2積層部の前記積層導体に接続される他端部において前記複数の導体の前記積層方向が前記径方向外側方向であり、前記一端部と前記他端部との中間部において前記複数の導体の前記積層方向が前記径方向内側方向から前記径方向外側方向へと転向するように、前記積層導体をひねり曲げて構成された積層転向部と、
を有することを特徴とする変圧器。 In a transformer having primary coil means and secondary coil means wound around a core,
At least one of the primary coil means and the secondary coil means forms a laminated conductor by sequentially laminating a plurality of conductors each having a rectangular cross-sectional shape on one side in the thickness direction, and the laminated conductor is arranged in the circumferential direction. Including at least one electromagnetic coil configured by winding a plurality of times,
The electromagnetic coil is
A first laminated portion in which the laminated conductor is wound such that the laminated direction of the plurality of conductors is a radially inner side direction of the coil;
A second laminated portion in which the laminated conductor is wound so that the laminated direction of the plurality of conductors is a radially outward direction of the coil;
In the one end portion connected to the laminated conductor of the first laminated portion, the laminated direction of the plurality of conductors is the radially inner direction, and in the other end portion connected to the laminated conductor of the second laminated portion. The stacking direction of the plurality of conductors is the radially outer direction, and the stacking direction of the plurality of conductors in the intermediate portion between the one end and the other end is the radially outer direction from the radially inner direction. A laminated turning part configured by twisting the laminated conductor so as to turn to
A transformer characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010050078A JP2011187600A (en) | 2010-03-08 | 2010-03-08 | Electromagnetic coil device and transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010050078A JP2011187600A (en) | 2010-03-08 | 2010-03-08 | Electromagnetic coil device and transformer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011187600A true JP2011187600A (en) | 2011-09-22 |
Family
ID=44793564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010050078A Pending JP2011187600A (en) | 2010-03-08 | 2010-03-08 | Electromagnetic coil device and transformer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011187600A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015204406A (en) * | 2014-04-15 | 2015-11-16 | 株式会社神戸製鋼所 | reactor |
JP2015535658A (en) * | 2012-11-26 | 2015-12-14 | ザイツ, フランツZAJC, Franc | Inductive component winding structure and method of manufacturing inductive component winding structure |
JP2018190769A (en) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | 東芝産業機器システム株式会社 | Winding for stationary induction apparatus |
WO2019107236A1 (en) * | 2017-11-28 | 2019-06-06 | 株式会社村田製作所 | Inductor and transformer |
DE102019200051A1 (en) * | 2019-01-04 | 2020-07-09 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Air coil for a multilevel converter |
WO2021205817A1 (en) * | 2020-04-07 | 2021-10-14 | 株式会社村田製作所 | Coil structure and inductor element |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5025132B1 (en) * | 1969-02-08 | 1975-08-21 | ||
JPS6030110A (en) * | 1983-07-05 | 1985-02-15 | Fuji Electric Co Ltd | Transformer winding |
JPS6411516U (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-20 | ||
JP2002025833A (en) * | 2000-07-05 | 2002-01-25 | Tokin Corp | Electromagnetic coil |
JP2005110413A (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Nissan Motor Co Ltd | Winding structure for motor |
JP2005142459A (en) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Toko Inc | Surface mounted inductor |
-
2010
- 2010-03-08 JP JP2010050078A patent/JP2011187600A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5025132B1 (en) * | 1969-02-08 | 1975-08-21 | ||
JPS6030110A (en) * | 1983-07-05 | 1985-02-15 | Fuji Electric Co Ltd | Transformer winding |
JPS6411516U (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-20 | ||
JP2002025833A (en) * | 2000-07-05 | 2002-01-25 | Tokin Corp | Electromagnetic coil |
JP2005110413A (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Nissan Motor Co Ltd | Winding structure for motor |
JP2005142459A (en) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Toko Inc | Surface mounted inductor |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015535658A (en) * | 2012-11-26 | 2015-12-14 | ザイツ, フランツZAJC, Franc | Inductive component winding structure and method of manufacturing inductive component winding structure |
US10424434B2 (en) | 2012-11-26 | 2019-09-24 | Franc Zajc | Winding arrangement for inductive components and method for manufacturing a winding arrangement for inductive components |
JP2015204406A (en) * | 2014-04-15 | 2015-11-16 | 株式会社神戸製鋼所 | reactor |
JP2018190769A (en) * | 2017-04-28 | 2018-11-29 | 東芝産業機器システム株式会社 | Winding for stationary induction apparatus |
WO2019107236A1 (en) * | 2017-11-28 | 2019-06-06 | 株式会社村田製作所 | Inductor and transformer |
JPWO2019107236A1 (en) * | 2017-11-28 | 2020-07-27 | 株式会社村田製作所 | Inductors and transformers |
US11521788B2 (en) | 2017-11-28 | 2022-12-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Inductor and transformer |
DE102019200051A1 (en) * | 2019-01-04 | 2020-07-09 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Air coil for a multilevel converter |
WO2021205817A1 (en) * | 2020-04-07 | 2021-10-14 | 株式会社村田製作所 | Coil structure and inductor element |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4752879B2 (en) | Planar coil | |
JP6352858B2 (en) | Transformer | |
JP6212566B2 (en) | Inductive component winding structure and method of manufacturing inductive component winding structure | |
JP6596813B2 (en) | Coil for power transmission or power reception used in non-contact power feeding equipment | |
JP2011187600A (en) | Electromagnetic coil device and transformer | |
WO2008069098A1 (en) | Coil device | |
CN105931815B (en) | Flat surface transformer | |
JP2010050368A (en) | Three-phase high-frequency transformer | |
JP2017220515A (en) | Transformer | |
US20160268037A1 (en) | Stationary Induction Electric Apparatus and Method for Making the Same | |
EP2312596A2 (en) | SIP (symmetrical-in-parallel) induction coils for electromagnetic devices | |
US10825605B2 (en) | Transformer | |
WO2018070198A1 (en) | Transformer and power converter provided with same | |
JP2014075535A (en) | Induction apparatus | |
JP2004349562A (en) | Transformer and coil for transformer | |
JP2013074144A5 (en) | ||
JP2007317892A (en) | Multilayered inductor | |
WO2016005526A1 (en) | Centre-tapped transformer | |
JP2012119617A (en) | Reactor | |
JP4968588B2 (en) | Coil device | |
US11177066B2 (en) | Egg-shaped continuous coils for inductive components | |
JP2012156281A (en) | Air-core coil | |
JP6308036B2 (en) | Reactor | |
JP2014049681A (en) | Transformer | |
JPWO2019131883A1 (en) | Welding transformer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120420 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130628 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130704 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131101 |