JP2017028014A - coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コアに巻回され、相互誘導結合された少なくとも2つの巻線を有するコイル、例えばトランスやカップリングコイルに関する。 The present invention relates to a coil having at least two windings wound around a core and mutually inductively coupled, such as a transformer or a coupling coil.
従来、コアに巻回された2つのコイル素子が相互誘導結合しているコイルとして、例えば特許文献1に開示されているようなトランスがある。特許文献1の技術によれば、円筒状のボビンの外周面に2次巻線を巻回し、この2次巻線のさらに外側に、2次巻線に接近して1次巻線を巻回し、ボビンの内部に円柱状のコアを挿入してある。1次巻線と2次巻線との間には、別段絶縁体は配置されていない。 Conventionally, as a coil in which two coil elements wound around a core are mutually inductively coupled, there is a transformer as disclosed in Patent Document 1, for example. According to the technique of Patent Document 1, a secondary winding is wound around the outer peripheral surface of a cylindrical bobbin, and the primary winding is wound on the outer side of the secondary winding, approaching the secondary winding. A cylindrical core is inserted into the bobbin. No separate insulator is disposed between the primary winding and the secondary winding.
特許文献1の技術では、例えば1次巻線及び2次巻線の巻数を適切に選択して、2次巻線に高電圧を発生させるように使用することがある。この場合、特許文献1の技術によれば、1次巻線と2次巻線とがボビン上で接近して配置されているので、充分に絶縁距離を確保することができず、しかも、1次巻線と2次巻線との間に絶縁体を配置していないので、両者を充分に絶縁することができない。また、1次巻線及び2次巻線と鎖交する磁束を増加させるためにボビン内にコアを挿入しているが、このコアと2つの巻線との位置関係が変化すると、相互誘導結合が変化し、安定した動作を行えない。そのコアをどのように固定するのかについての具体的な開示は特許文献1にはない。 In the technique of Patent Document 1, for example, the primary winding and the secondary winding may be appropriately selected to generate a high voltage in the secondary winding. In this case, according to the technique of Patent Document 1, since the primary winding and the secondary winding are arranged close to each other on the bobbin, a sufficient insulation distance cannot be ensured. Since an insulator is not disposed between the secondary winding and the secondary winding, the two cannot be sufficiently insulated. In addition, a core is inserted in the bobbin to increase the magnetic flux interlinking with the primary and secondary windings. If the positional relationship between the core and the two windings changes, mutual inductive coupling Changes and stable operation cannot be performed. There is no specific disclosure in Patent Document 1 on how to fix the core.
本発明は、コアと1次及び2次巻線とを備えたコイルにおいて、1次及び2次巻線の絶縁を充分に確保することができる上に、コアを安定して固定することができるコイルを提供することを目的とする According to the present invention, in a coil including a core and primary and secondary windings, insulation of the primary and secondary windings can be sufficiently secured, and the core can be stably fixed. Aim to provide coils
本発明の一態様のコイルは、柱状のコアを有している。このコアは、例えば円柱状または角柱状のものとすることができる。このコアの外周に少なくとも1つの第1の巻線が巻回されている。少なくとも1つの第1の巻線は、1次巻線とすることもできるし、2次巻線とすることもできる。1つの第1の巻線を1次巻線とし、他の第1の巻線を2次巻線としてコア上に巻回することもできる。少なくとも1つの第1の巻線には縦断面形状が円形または角型のものを使用することもできる。第1の巻線が巻回されたコアが絶縁体製の筒状体の内部に、その長さ方向に沿って収容されている。コアは、コアの中心軸が筒状体の中心軸上に位置するように配置することが望ましい。この筒状体は、その両端が開放されており、その両端よりも内側に前記コアの両端が位置している。即ち、コアは、筒状体よりも長さ寸法の短いものである。筒状体は、円筒状のものとすることもできるし、角筒状のものとすることもできる。筒状体の開放された両端内に閉塞部材が進入して前記筒状体の両端を閉塞すると共に、前記コアの両端を、筒状体の内周面と非接触に支持している。筒状体の外周面に少なくとも1つの第2の巻線が巻回されている。少なくとも1つの第2巻線は、少なくとも1つの第1の巻線が1次巻線のときには、2次巻線とすることができ、少なくとも1つの第1の巻線が2次巻線のときには、1次巻線とすることができる。また1つの第2の巻線を1次又は2次巻線として、別の第2の巻線を別の2次巻線とすることもできる。少なくとも1つの第2の巻線も、縦断面形状が円形または角型のものを使用することもできるし、絶縁被覆されたものを使用することもできる。 The coil of one embodiment of the present invention has a columnar core. This core can be, for example, cylindrical or prismatic. At least one first winding is wound around the outer periphery of the core. The at least one first winding can be a primary winding or a secondary winding. One first winding may be used as a primary winding, and the other first winding may be used as a secondary winding and wound on the core. The at least one first winding may have a circular or square longitudinal cross-sectional shape. A core around which the first winding is wound is accommodated in a cylindrical body made of an insulator along the length direction thereof. The core is preferably arranged so that the central axis of the core is located on the central axis of the cylindrical body. Both ends of the cylindrical body are open, and both ends of the core are located inside the ends. That is, the core has a shorter length than the cylindrical body. The cylindrical body can be cylindrical or rectangular. A closing member enters the open ends of the cylindrical body to close both ends of the cylindrical body, and supports both ends of the core in contact with the inner peripheral surface of the cylindrical body. At least one second winding is wound around the outer peripheral surface of the cylindrical body. The at least one second winding may be a secondary winding when the at least one first winding is a primary winding and when the at least one first winding is a secondary winding. It can be a primary winding. One second winding may be a primary or secondary winding, and another second winding may be another secondary winding. As the at least one second winding, one having a circular or square longitudinal section can be used, or one having an insulating coating can be used.
このように構成されたコイルでは、少なくとも1つの第1の巻線と少なくとも1つの第2の巻線とは、筒状体を介在させた状態で配置され、しかも第1の巻線が巻回されているコアは、筒状体と非接触な状態に筒状体内に配置されている。従って、少なくとも1つの第1の巻線と少なくとも1つの第2の巻線とは、充分な絶縁距離を確保することができ、高圧を発生させるコイルとして適している。また、コアは、閉塞部材によって筒状体内に保持されており、コアの位置が一定であり、コアと第1及び第2の巻線との位置関係が変化することがない。しかも、コアの筒状体内への保持が容易である。少なくとも1つの第2の巻線は、筒状体の外周面に巻回することができるので、少なくとも1つの第2の巻線の巻回も容易に行うことができる。また、閉塞部材によって筒状体の両端は閉塞されているので、コアや少なくとも1つの第1の巻線に対して防塵効果がある。 In the coil configured as described above, at least one first winding and at least one second winding are arranged with a cylindrical body interposed therebetween, and the first winding is wound. The core that is being arranged is arranged in the cylindrical body in a non-contact state with the cylindrical body. Therefore, the at least one first winding and the at least one second winding can secure a sufficient insulation distance and are suitable as a coil for generating a high voltage. The core is held in the cylindrical body by the closing member, the position of the core is constant, and the positional relationship between the core and the first and second windings does not change. Moreover, the core can be easily held in the cylindrical body. Since the at least one second winding can be wound around the outer peripheral surface of the cylindrical body, the at least one second winding can be easily wound. In addition, since both ends of the cylindrical body are closed by the closing member, there is a dustproof effect on the core and at least one first winding.
前記少なくとも1つの第1巻線の両端を、前記閉塞部材を通過して外部に導出することもできる。このように構成すると、筒状体内にある少なくとも1つの第1の巻線への電気接続を容易に行うことができる。 Both ends of the at least one first winding may be led out through the closing member. If comprised in this way, the electrical connection to the at least 1 1st coil | winding in a cylindrical body can be performed easily.
前記閉塞部材は、前記筒状体に進入した部分の外周面が前記筒状体の内周面に接触し、閉塞部材の筒状体内の内方にある面に、前記コアの端部が進入して、前記コアの端部の外周面に接する収容部を有するものとすることができる。 In the closing member, the outer peripheral surface of the portion that has entered the cylindrical body is in contact with the inner peripheral surface of the cylindrical body, and the end of the core enters the inner surface of the cylindrical member of the closing member. And it can have the accommodating part which touches the outer peripheral surface of the edge part of the said core.
このように構成すると、コアは、閉塞部材を介して確実に筒状体に固定され、その位置が変動することがなく、少なくとも1つの第1及び第2の巻線の絶縁を維持することができる。 If comprised in this way, a core will be reliably fixed to a cylindrical body via a closure member, the position does not fluctuate, and it can maintain insulation of at least 1st and 2nd winding. it can.
前記閉塞部材を、シリコーンゴムを筒状体の両端部に注入することによって構成することもできる。このように構成すると、コアを筒状体内に収容した後、シリコーンゴムでコアの端部を包囲し、かつ絶縁体の内周面に接触するように注入すればよいので、閉塞部材の筒状体への取付が容易に行える。 The closing member can also be configured by injecting silicone rubber into both ends of the cylindrical body. With this configuration, after the core is accommodated in the cylindrical body, the end portion of the core is surrounded by silicone rubber and injected so as to contact the inner peripheral surface of the insulator. Can be easily attached to the body.
また、閉塞部材を合成樹脂製とすることができる。このように構成すると、予め製造した2つの閉塞部材の一方にコアの一方の端部を挿入して、コアを筒状体内に挿入し、コアの端部が挿入されている閉塞部材を筒状体の一方の端部に取り付け、もう1つの閉塞部材にコアの他方の端部が挿入される際に、もう1つの閉塞部材を筒状体の他方の端部に取り付ければよいので、製造が容易になる。 Further, the closing member can be made of synthetic resin. If comprised in this way, one end part of a core will be inserted in one of two obstruction members manufactured beforehand, a core will be inserted in a cylindrical body, and a closure member in which an end part of a core is inserted will be cylindrical. When the other end of the core is inserted into the other closing member and the other end of the core is inserted into the other closing member, the other closing member may be attached to the other end of the cylindrical body. It becomes easy.
以上のように、本発明によるコイルでは、コアが筒状体内に非接触に配置され、コアに少なくとも1つの第1の巻線が巻回され、筒状体の外周面に少なくとも1つの第2の巻線が巻回されているので、少なくとも1つの第1の巻線と少なくとも1つの第2の巻線とは、距離を隔てて配置され、両者の絶縁を確実に確保することができ、高電圧を発生させるのに適している。しかも、そのために絶縁体製の筒状体内に配置したコアを閉塞部材によって支持した上で、その閉塞部材を筒状体に取り付けているので、コアの位置が変動することがなく、少なくとも1つの第1の巻線と少なくとも1つの第2の巻線との絶縁距離が変化することがない。また、筒状体の両端部は閉塞部材によって閉塞されているので、コアと少なくとも1つの第1の巻線に対する防塵効果が高い。 As described above, in the coil according to the present invention, the core is disposed in a non-contact manner in the cylindrical body, at least one first winding is wound around the core, and at least one second winding is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical body. Since at least one first winding and at least one second winding are arranged at a distance from each other, the insulation between the two can be reliably ensured, Suitable for generating high voltage. In addition, for this purpose, the core disposed in the cylindrical body made of an insulator is supported by the closing member, and the closing member is attached to the cylindrical body. The insulation distance between the first winding and the at least one second winding does not change. Moreover, since the both ends of the cylindrical body are closed by the closing member, the dustproof effect on the core and at least one first winding is high.
本発明の第1の実施形態のコイルは、例えば電気アーク溶接機において、溶接負荷にアークを発生させるように、溶接負荷に電圧の供給を開始した時点で、一時的に高電圧の高周波電圧を溶接負荷に印加して絶縁を破壊するために、高周波電圧を昇圧して溶接負荷に供給するカップリングコイルに、本発明を実施したものである。 The coil according to the first embodiment of the present invention temporarily applies a high-frequency high-frequency voltage at the time when supply of voltage to the welding load is started so that an arc is generated in the welding load, for example, in an electric arc welder. The present invention is applied to a coupling coil that boosts a high-frequency voltage and supplies it to the welding load in order to break the insulation by applying it to the welding load.
このカップリングコイルは、図1に示すように、コア2を有している。このコア2は、柱状、例えば円柱状に構成されている。このコア2の外周面に少なくとも1つの第1の巻線、例えば1次巻線4が巻回されている。1次巻線4は、コア2の長さ方向に沿って所定のピッチで、所定の巻数に巻回されている。1次巻線4としては、例えば縦断面形状が円形の所定の直径の絶縁被覆線を使用している。
As shown in FIG. 1, the coupling coil has a
1次巻線4が巻回されたコア2を包囲するように、筒状体、例えば円筒状のボビン6が配置されている。例えば、ボビン6の中心軸上にコア2の中心軸が位置するように配置されている。ボビン6は、その両端が開放された絶縁体製で、その内径は、1次巻線4の直径*2+コア2の直径よりも大きく選択されている。ボビン6の内周面が所定の距離を1次巻線4に対して所定の距離隔てて、非接触状態にある。また、ボビン6は、その内部にコア2が全て位置して、コア2の両端が、ボビン6の両開放端よりも幾分内側に位置するように、ボビン6の長さ寸法は、コア4の長さ寸法よりも長く選択されている。
A cylindrical body, for example, a cylindrical bobbin 6 is disposed so as to surround the
1次巻線4が巻回されたコア2を、ボビン6内に保持するために、ボビン6の開放された両端から、閉塞部材、例えばシリコーンゴム8が、ボビン6の内部に注入されて、硬化されている。注入されたシリコーンゴム8は、ボビン6の開放端部の内周面にそれぞれ接触し、その内周面から内部にコア2の端部が進入し、このコア2の端部の周囲をシリコーンゴム8が包囲している。シリコーンゴム8は、コア2をその中心軸がボビン6の中心軸上に位置するように保持している。コア2は、ボビン6の内周面に対して均等な距離を保っている。また、1次巻線4の両端は、それぞれシリコーンゴム8を貫通して、ボビン6の両端からそれぞれ外部に引き出されている。この1次巻線4の両端は、高周波電圧発生器に接続される。
In order to hold the
ボビン6の外周面には、絶縁用のチューブ10が被せられている。このチューブ10に接して、少なくとも1つの第2の巻線、例えば2次巻線12が、ボビン6の長さ方向に沿って巻回されている。2次巻線12には、例えば縦断面形状が角型の被覆線が使用されており、その巻数は、1次巻線4の巻数よりも多い。従って、1次巻線4に印加された高周波電圧は、昇圧されて、2次巻線12の両端間に発生する。
An insulating
このように構成されたカップリングコイルでは、1次巻線4が巻回されたコア2は、ボビン6内に配置され、2次巻線12は、ボビン6の外部に配置されているので、1次巻線4と2次巻線12との物理的な距離が離れており、両者の絶縁距離を大きくできる。その結果、充分に両者の絶縁を確保することができる。しかも、ボビン6の外周面には、絶縁チューブ10も配置され、その上に2次巻線12が巻回されているので、更に1次巻線4と2次巻線12との絶縁を確保することができる。また、ボビン6よりも長さ寸法が短いコア2を使用し、シリコーンゴム8、8によってコア2をボビン6内に保持しているので、コア2の2次巻線12に対する距離が変動することなく、絶縁を一定に維持することができるし、ボビン6内に塵や埃が侵入することを防止できる。
In the coupling coil configured as described above, the
本発明の第2の実施形態のカップリングコイルを図2に示す。なお、第1の実施形態のカップリングコイルと同一部分には、同一符号を付してある。この実施形態のカップリングコイルでも、コア2の外周面に1次巻線4が巻回され、ボビン6の中心軸上にコア2の中心軸が位置するように、コア2がボビン6内に配置されている。コア2の長さ寸法は、ボビン6の長さ寸法よりも短く、コア2の両端は、ボビン6の両端の開放端よりも内側にそれぞれ位置している。
A coupling coil according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the coupling coil of 1st Embodiment. Also in the coupling coil of this embodiment, the
コア2をボビン6内に保持するために、閉塞部材、例えば蓋体8a、8bがボビン6の両端に取り付けられている。蓋体8a、8bは、例えば合成樹脂製の同一形状の概略短円柱状で、それらの外周面がボビン6の内周面に面接触しており、一方の端面、即ち外方端面がボビン6の開放端面と一致している。蓋体8a、8bの他方の端面、即ち内方端面には、その中心軸がボビン6の中心軸と一致し、かつ収容部、例えばコア2の直径と同じ直径を持つ凹所81、81が形成され、これら凹所81、81内にコア2の端部がそれぞれ挿入されている。これら凹所81、81は、コア2の端部を保持するために充分な深さを有している。これら蓋体8a、8bによって、コア2がボビン6の内周面と均等な距離だけ離れて、ボビン6内に保持されている。1次巻線の4の両端をボビン6の外部に導出するために、蓋体8a、8bには、ボビン6の内外に貫通する引き出し通路82、82が形成されている。通路82、82は、蓋体8a、8bの外周面から中心側に向かって1次巻線4の直径に等しい幅で、蓋体8a、8bを欠除させたものである。
In order to hold the
ボビン6の外周面に、2次巻線12aが巻回されている。この2次巻線12aは2層に巻回され、1層目と2層目との間に絶縁チューブ14は配置されている。2次巻線12aの巻数は、1次巻線4の巻数よりも多い。
A secondary winding 12 a is wound around the outer peripheral surface of the bobbin 6. The secondary winding 12a is wound in two layers, and the insulating
1次巻線4が巻回されたコア2は、次のようにしてボビン6に固定される。コア2の一方の端部を例えば蓋体8aの凹所81に挿入して、蓋体8aを取り付けていないコア2の他方の端部を、ボビン6の一方の端部側からボビン6の内部に挿入して、蓋体8aを、ボビン6の一方の端部側に固定する。その後、蓋体8bの凹所81内にボビン6内のコア2の他方の端部を挿入しながら、蓋体8bをボビン6の他方の端部に取り付ける。逆に、蓋体8bに先にコア2の他方の端部を挿入して、これをボビン2の他方の端部に固定した後に、コア2の一方の端部が蓋体8aの凹所81に挿入しながら、ボビン6の一方の端部側に蓋体8aを取り付けてもよい。ボビン6へのコア2の取り付け後に、ボビン6の外周面に2次巻線12aを巻回する。或いは先に2次巻線をボビン6に巻回した後に、コア2をボビン6内に取り付けてもよい。
The
このカップリングコイルでも、第1の実施形態のカップリングコイルと同様に、1次巻線4と2次巻線12aとの絶縁距離を大きくでき、充分に両者の絶縁を確保することができる上に、蓋体8a、8aの使用によりコア2の2次巻線12aに対する距離が変動することなく、絶縁を一定に維持することができる。また、蓋体8a、8aは、合成樹脂製であり、ボビン2にコア2を挿入後に、蓋体8aの凹部81にコア2の端部を挿入して、蓋体8aをボビン2の開放端部に取り付ければよいので、製造が容易にもなる。
Even in this coupling coil, the insulation distance between the primary winding 4 and the secondary winding 12a can be increased, and the insulation between the two can be sufficiently ensured, similarly to the coupling coil of the first embodiment. In addition, the insulation can be kept constant without the distance of the
第1及び第2の実施形態では、本発明をカップリングコイルに実施したが、これに限ったものではなく、例えば変圧器に本発明を実施することもできる。また、第1及び第2の実施形態では、コア2に第1の巻線として1次巻線4のみを巻回したが、1次巻線4に加えて、別の第1の巻線をコア2に巻回して、別の第1の巻線を別の2次巻線として使用することもできる。同様に、第2の巻線として2次巻線12、12aをボビン6の外周面に巻回したが、これに限ったものではなく、2次巻線12、12a以外にも、ボビン6の外周面に別の第2の巻線を巻回し、この別の第2の巻線を別の2次巻線として使用することもできる。第1及び第2の実施形態では、コア2には円柱状のものを使用したが、角柱状のものを使用することができる。同様に第1及び第2の実施形態では、ボビン6には円筒状のものを使用したが、角筒状のものを使用することもできる。また、第2の実施形態では、通路82は、1つの蓋体8a、8bに対して1つだけ形成したが、複数の通路82を閉塞部材8a、8bに形成することもできる。また、第1の実施形態では、絶縁チューブ12を、第2の実施形態では絶縁チューブ14を使用したが、これらは場合によっては不要である。
In 1st and 2nd embodiment, although this invention was implemented in the coupling coil, it is not restricted to this, For example, this invention can also be implemented in a transformer. In the first and second embodiments, only the primary winding 4 is wound around the
また、第2の実施形態では、短円柱に凹部81を形成して蓋体8a、8bを形成したが、図3に示すように、一端が開放された短円柱84の内部に、凹部81と同一の内周面を有する一端が開放された短円柱86を形成したものを蓋体8a、8bとして使用することもできる。このように蓋体8a、8bを構成すると、蓋体の軽量化を図ることができる。
Further, in the second embodiment, the
2 コア
4 1次巻線(少なくとも1つの第1の巻線)
6 ボビン(筒状体)
8 シリコーンゴム(閉塞部材)
8a、8b 蓋体(閉塞部材)
12 12a 2次巻線(少なくとも1つの第2の巻線)
2 core 4 primary winding (at least one first winding)
6 Bobbins (tubular bodies)
8 Silicone rubber (blocking member)
8a, 8b Lid (closing member)
12 12a Secondary winding (at least one second winding)
Claims (5)
前記コアの外周に巻回された少なくとも1つの第1の巻線と、
前記第1の巻線が巻回されたコアを、内部に長さ方向に沿って収容し、両端が開放された筒状で、前記両端よりも内側に前記コアの両端が位置する絶縁体製の筒状体と、
前記筒状体の前記両端内にそれぞれ進入して前記筒状体の両端を閉塞すると共に、前記コアの両端を前記筒状体の内周面と非接触に支持している閉塞部材と、
前記筒状体の外周面に巻回された少なくとも1つの第2の巻線とを、
具備するコイル。 Columnar core,
At least one first winding wound around the outer periphery of the core;
The core around which the first winding is wound is accommodated along the length direction inside, and is made of an insulator in which both ends of the core are located inside the both ends in a cylindrical shape with both ends open. A cylindrical body,
A closing member that enters the both ends of the cylindrical body and closes both ends of the cylindrical body, and supports both ends of the core in non-contact with the inner peripheral surface of the cylindrical body;
At least one second winding wound around the outer peripheral surface of the cylindrical body,
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