JPH0677043A - Coil element and electrical equipment using this - Google Patents

Coil element and electrical equipment using this

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JPH0677043A
JPH0677043A JP22897292A JP22897292A JPH0677043A JP H0677043 A JPH0677043 A JP H0677043A JP 22897292 A JP22897292 A JP 22897292A JP 22897292 A JP22897292 A JP 22897292A JP H0677043 A JPH0677043 A JP H0677043A
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JP
Japan
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coil
winding
coil element
element according
insulating layer
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Withdrawn
Application number
JP22897292A
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Japanese (ja)
Inventor
Senji Oigawa
宣治 大井川
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MOBURON KK
Original Assignee
MOBURON KK
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Publication date
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  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

PURPOSE:To contrive generation of a strong magnetic field at the small amount of winding by a method wherein insulating layers are respectively attached to both side surfaces of a coil obtained by winding an insulating electrical wire in a flat plate form in an air-core winding to compress side plates consisting of a magnetic material and at the same time, an intermediate insulating layer is provided in almost the center in the direction of winding of the CONSTITUTION:A coil 2 is one having the number of winding columns of two columns, obtained by winding an insulating electrical wire 6 covered with an insulating film in an alignment winding on a conductor of 95% or higher of a conductivity and an intermediate insulating layer 3 is arranged in the middle between two pieces of these winding columns 7 and 7. The winding ends of these winding columns 7 and 7 are connected with leads. Moreover, two sheets of side surface insulating layers 4 and 4 are respectively provided on both side surfaces of such the coil 2. Two sheets of side plates 5 and 5 consisting of a magnetic material are respectively clamped and mounted on both sides of the layers 4 and 4. Thereby, the winding columns 7 and 7 of the coil 2 approach nearer the side plates 5 and 5, a magnetic flux generated in the coil 2 is efficiently transmitted to the side plates 5 and 5, the intensity of a strong magnetic field can be obtained and moreover, the magnetic vibration of the coil and the like can be also prevented front being generated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コイルに発生する磁場
を外部に漏洩することなく、その中心部に集中せしめ、
少ない巻線で高い磁場を得ることのできるコイル素子お
よびこれを用いた変圧器、モータ、発電機などの電気機
器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention allows a magnetic field generated in a coil to be concentrated in the central portion of the coil without leaking to the outside.
The present invention relates to a coil element capable of obtaining a high magnetic field with a small number of windings, and an electric device such as a transformer, a motor or a generator using the coil element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の変圧器、モータなどに用いられて
いるコイルとしては、絶縁電線(マグネットワイヤ)を
巻芯に単に緻密に巻回した構造のものがほとんどであ
る。このようなコイルでは、その発生する磁場の強さ
は、その巻き数と電流に比例するため、必要なコイル特
性はこの条件下で決められ、特に電流、電圧が限定され
た場合には、巻き数によって磁場の強さが決定される。
2. Description of the Related Art Most conventional coils used in transformers, motors, etc. have a structure in which an insulated wire (magnet wire) is simply and densely wound around a winding core. In such a coil, the strength of the magnetic field generated is proportional to the number of turns and the current, so the required coil characteristics are determined under this condition, especially when the current and voltage are limited. The number determines the strength of the magnetic field.

【0003】したがって、強い磁場を得るためには、巻
き数を多くすることになるが、巻き数が多くなると、必
然的に導体が中心の巻芯から離れた位置で巻かれる形態
となり、絶縁電線の使用量が多い割に、コア部となる巻
芯の中心部分で強い磁場が得られない欠点がある。すな
わち、巻芯から離れた位置にある巻線に発生した磁力
は、ほとんどが外部に漏洩し、巻芯の中心部分には寄与
していないのである。
Therefore, in order to obtain a strong magnetic field, the number of turns is increased. However, when the number of turns is increased, the conductor is inevitably wound at a position away from the center winding core, and the insulated wire is insulated. However, there is a drawback that a strong magnetic field cannot be obtained at the center of the winding core, which is the core. That is, most of the magnetic force generated in the winding wire located away from the winding core leaks to the outside and does not contribute to the central portion of the winding core.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】よって、この発明にお
ける課題は、巻線に発生する磁力を無駄なく、効率よ
く、巻芯の中心部分へ集中させることができ、少ない巻
線量で強力な磁場の強さが得られるコイル素子を得るこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to efficiently concentrate the magnetic force generated in the winding on the central portion of the winding core and to generate a strong magnetic field with a small winding amount. It is to obtain a coil element that can obtain strength.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】かかる課題は、導電率が
95%以上の導体を有する絶縁電線を空芯巻きで平板状
に巻回したコイルの両側面に絶縁層を介して磁性材から
なる側板を圧締するとともにコイルの巻幅方向のほぼ中
央に中間絶縁層を設けた構造のコイル素子とすることで
解決される。
SUMMARY OF THE INVENTION The problem is that a coil is formed by winding an air-core wound insulated wire having a conductor having a conductivity of 95% or more in a flat plate shape, and is made of a magnetic material via insulating layers on both sides. This can be solved by compressing the side plates and providing a coil element having a structure in which an intermediate insulating layer is provided substantially at the center of the coil in the winding width direction.

【0006】[0006]

【作用】このような構造のコイル素子にあっては、磁性
材からなる側板が一種の磁気回路を構成し、コイルで発
生する磁束の大部分がコイル素子の中心部分に集中し、
特にコイルの外周側で発生する磁束も外部に漏洩するこ
となく、側板に導かれて中心部分に集中し、コア部とな
る中心部分で高い磁束が発生する。このため、このコイ
ル素子は少ない巻線量で高い磁場を発生するものとな
る。
In the coil element having such a structure, the side plate made of a magnetic material constitutes a kind of magnetic circuit, and most of the magnetic flux generated in the coil is concentrated in the central portion of the coil element.
In particular, the magnetic flux generated on the outer peripheral side of the coil is also guided to the side plate and concentrated on the central portion without leaking to the outside, and a high magnetic flux is generated at the central portion which is the core portion. Therefore, this coil element produces a high magnetic field with a small amount of winding.

【0007】[0007]

【実施例】図1ないし図3は、この発明のコイル素子の
一例を示すもので、このコイル素子1は、図1に示すよ
うにコイル2、中間絶縁層3、2層の側面絶縁層4,4
および2枚の側板5,5から構成されるものである。図
2は、コイル素子1の側板5,5および一方の側面絶縁
層4を取り除いて内部構造を示したものであり、図3
は、コイル素子1の外観を示したものである。
1 to 3 show an example of a coil element of the present invention. The coil element 1 includes a coil 2, an intermediate insulating layer 3 and two side surface insulating layers 4 as shown in FIG. , 4
And two side plates 5 and 5. FIG. 2 shows the internal structure of the coil element 1 with the side plates 5 and 5 and one side surface insulating layer 4 removed.
Shows the appearance of the coil element 1.

【0008】コイル2は、1本の絶縁電線6を整列巻き
に巻回して得られた巻列数が2列のもので、この2つの
巻列7,7の中間には中間絶縁層3が配されている。こ
れら巻列7,7は、互いに逆方向に同じ巻回数で巻回さ
れており、それぞれの巻き初めがともに最内周にあり、
巻き終りはそれぞれ最外周にあり、これら巻き終りから
リード8,8が延びている。また、それぞれの巻列7,
7の巻き初めにおいて1本の絶縁電線6が連続してい
る。
The coil 2 has two windings obtained by winding one insulated wire 6 in an aligned winding, and an intermediate insulating layer 3 is provided between the two windings 7, 7. It is distributed. These winding rows 7 and 7 are wound in opposite directions with the same number of windings, and the beginning of each winding is at the innermost circumference,
The winding ends are at the outermost circumferences, and the leads 8 extend from these winding ends. Also, each winding 7,
One insulated wire 6 is continuous at the beginning of winding 7.

【0009】コイル2の巻径は、外径で25〜300m
m、内径で10〜100mmで(外径)と(内径)の比
率は3対1前後が好ましく、巻層数は20〜750層程
度とすることが好ましく、巻回数は発熱量および発生磁
気の強さによって定められるが、通常は40〜5000
ターンの範囲とされる。
The outer diameter of the coil 2 is 25 to 300 m.
m, the inner diameter is 10 to 100 mm, the ratio of (outer diameter) to (inner diameter) is preferably about 3 to 1, the number of winding layers is preferably about 20 to 750, and the number of windings depends on the heat generation amount and the generated magnetism. Determined by strength, usually 40-5000
It is a range of turns.

【0010】また、絶縁電線6としては、導体上に絶縁
被膜を被覆したものが用いられる。ここでの導体として
は、導電率が95%以上(IACS)の範囲のものが選
択される。導電率が95%未満の導体では磁場と熱の同
時発生が見られて、磁場の強さが減少し、好ましくな
い。導体としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミ
ニウム合金、金、金合金、白金、銀、銀合金、炭素繊維
などが用いられ、導体径は0.05〜10mm程度がよ
いが、この範囲外にあってもよい。また、丸線のみなら
ず、平角線などの異形断面形状の導体であってもよい。
As the insulated wire 6, a conductor coated with an insulating coating is used. The conductor here is selected to have a conductivity of 95% or more (IACS). A conductor having an electric conductivity of less than 95% is not preferable because the magnetic field and heat are simultaneously generated and the strength of the magnetic field is reduced. As the conductor, copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, gold, gold alloy, platinum, silver, silver alloy, carbon fiber, etc. are used, and the conductor diameter is preferably about 0.05 to 10 mm, but outside this range. It may be. Further, not only a round wire, but also a conductor having an irregular cross section such as a rectangular wire may be used.

【0011】絶縁被覆としては、特に限定され、この分
野において使用されているものが広く使用できる。例え
ば、ポリエステル、ポリウレタン、ポリイミド、ポリア
ミド、ポリエステルイミド、ポリエステルアミド、ポリ
イミドアミド、ポリヒダントイン、ナイロン、ポリブチ
ラール、エポキシ、フェノキシ、アミノ樹脂変性エポキ
シ、アミノ樹脂変性フェノキシなどがある。この絶縁被
膜の厚さは、通常1〜100μmの範囲とされるが、こ
の範囲外であってもよい。
The insulating coating is not particularly limited, and those widely used in this field can be widely used. For example, polyester, polyurethane, polyimide, polyamide, polyester imide, polyester amide, polyimide amide, polyhydantoin, nylon, polybutyral, epoxy, phenoxy, amino resin modified epoxy, amino resin modified phenoxy and the like. The thickness of this insulating coating is usually in the range of 1 to 100 μm, but it may be out of this range.

【0012】中間絶縁層3には、電気絶縁性およびある
程度の可撓性を有する材料、例えば板状の厚さ0.1〜
1mmのマイカ、ガラスクロス、ガラスマット、セラミ
ックペーパー(シート)などの表面にエポキシ系接着剤
などの接着剤を塗布したものなどが用いられる。中間絶
縁層3は、図3に示すように、その外形が四角状のもの
で、その中心にはコイル2の中空部に対応する円形の穴
があけられており、またコイル2の巻回時に絶縁電線6
をその内周側に位置せしめるための切り込み9が上記穴
に向けて形成されている。そして、コイル2は、中間絶
縁層3の表面の接着剤によって各巻列7,7が中間絶縁
層3に固着された状態となっている。また、中間絶縁層
3として、鉄板、鋼板、珪素鋼板、フェライト板などの
磁性材からなる板材の両面に上述のマイカ、ガラスクロ
ス、ガラスマット、セラミックペーパーなどの絶縁材を
貼り合せ、この絶縁材表面にエポキシ系接着剤を塗布し
たものも使用することができる。このものは、巻列数が
多いコイルや細径の絶縁電線を用いた場合に有利とな
り、後述する側板5と同様に中心部分の磁性材が磁気回
路を形成し、効果的に磁力を中心部に集中することがで
きる。
The intermediate insulating layer 3 is made of a material having electrical insulation and a certain degree of flexibility, for example, a plate-like thickness of 0.1 to 0.1.
1 mm of mica, glass cloth, glass mat, ceramic paper (sheet) or the like coated with an adhesive such as an epoxy adhesive is used. As shown in FIG. 3, the intermediate insulating layer 3 has a square outer shape, and has a circular hole corresponding to the hollow portion of the coil 2 at the center thereof. Insulated wire 6
A notch 9 for locating the inner peripheral side is formed toward the hole. The coil 2 is in a state where the windings 7, 7 are fixed to the intermediate insulating layer 3 with an adhesive on the surface of the intermediate insulating layer 3. In addition, as the intermediate insulating layer 3, a plate material made of a magnetic material such as an iron plate, a steel plate, a silicon steel plate, and a ferrite plate is laminated with the above-described insulating material such as mica, glass cloth, glass mat, and ceramic paper, and the insulating material It is also possible to use one having an epoxy adhesive applied on the surface. This is advantageous when a coil having a large number of windings or an insulated electric wire having a small diameter is used, and like the side plate 5 described later, the magnetic material in the central portion forms a magnetic circuit, and the magnetic force is effectively generated in the central portion. You can concentrate on

【0013】さらに、このようなコイル2の両側面に
は、2枚の側面絶縁層4,4が設けられている。この側
面絶縁層4としては、先の中間絶縁層3と同じものが用
いられるが、切り込みは不要である。これら側面絶縁層
4,4も、その表面の接着剤によって各巻列7,7に強
固に固着されている。
Further, two side surface insulating layers 4 and 4 are provided on both side surfaces of such a coil 2. As the side surface insulating layer 4, the same one as the intermediate insulating layer 3 described above is used, but no cut is required. These side surface insulating layers 4 and 4 are also firmly fixed to the windings 7 and 7 by the adhesive on the surface thereof.

【0014】そして、この側面絶縁層4,4の両側には
磁性材からなる2枚の側板5,5が圧締して取り付けら
れて、図3に示すようなこの例のコイル素子1が構成さ
れている。この例の側板にあっては、一方の側板5を、
コイル素子1の厚み分と折り曲げ部とを有する浅皿状の
収容部5aとし、他方の側板5を平板状の蓋部5bと
し、上記収容部5aに上述のコイル2と中間絶縁層3お
よび側面絶縁層4,4とを一体化したものを収め、蓋部
5bをかぶせたのち、プレス装置により加圧するととも
に折り曲げ部5cを図1および図3のように折り曲げて
圧締一体化したものである。側板5,5の圧締は、上述
のプレス加工によるもの以外に、ボルトナットなどによ
るものでもよい。側板5,5には、当然コイル2の中空
部に対応する円形の穴があけられていることは言うまで
もない。
Then, two side plates 5 and 5 made of a magnetic material are press-fitted and attached to both sides of the side surface insulating layers 4 and 4 to form a coil element 1 of this example as shown in FIG. Has been done. In the side plate of this example, one side plate 5 is
A shallow dish-shaped accommodating portion 5a having the thickness of the coil element 1 and a bent portion is formed, the other side plate 5 is a flat plate-like lid portion 5b, and the coil 2 and the intermediate insulating layer 3 and the side surface are formed in the accommodating portion 5a. The insulating layers 4 and 4 are housed together, the lid 5b is covered, and then pressure is applied by a pressing device, and the bent portion 5c is bent and integrated as shown in FIGS. 1 and 3. . The side plates 5 and 5 may be clamped by bolts and nuts other than the above-mentioned press working. It goes without saying that the side plates 5 and 5 are naturally provided with circular holes corresponding to the hollow portions of the coil 2.

【0015】側板5としては、軟鉄、鋼、珪素鋼などの
磁性体からなる金属板が用いられ、通常は耐久性、防錆
性などの点から、ステンレス鋼板(但し、18−8鋼は
除く)、亜鉛メッキ、スズメッキなどの防錆処理を施し
た鉄板等が用いられる。側板5の厚さは約0.02〜5
mm程度が好ましく、表面積は1枚当り20〜3000
cm2 でコイル表面積の1.5倍以上が好ましい。ま
た、側板5には、放熱性、強度、磁気振動防止の点か
ら、外方に突出する多数のリブを形成することもでき
る。
As the side plate 5, a metal plate made of a magnetic material such as soft iron, steel or silicon steel is used. Usually, a stainless steel plate (excluding 18-8 steel is excluded) from the viewpoint of durability and rust resistance. ), Galvanized, tin-plated, or other rustproof iron plate is used. The thickness of the side plate 5 is about 0.02 to 5
mm is preferable, and the surface area is 20 to 3000 per sheet
It is preferably 1.5 times or more of the coil surface area in cm 2 . Further, a large number of ribs protruding outward can be formed on the side plate 5 in terms of heat dissipation, strength, and prevention of magnetic vibration.

【0016】なお、側板5としてアルミニウムなどの非
磁性材を用いると、磁場の発生強度が低下し、好ましく
ない。ただし、鉄板とアルミニウム板との貼り合せ板な
どを用いれば、磁場の低下は防止される。
If a non-magnetic material such as aluminum is used for the side plate 5, the strength of the magnetic field is reduced, which is not preferable. However, if a laminated plate of an iron plate and an aluminum plate is used, the reduction of the magnetic field can be prevented.

【0017】また、このコイル素子1では、側板5,5
で中心のコイル2を圧締することが重要である。すなわ
ち、側板5,5で圧締することでコイル2の各巻列7,
7が側板5,5により接近し、コイル2で発生した磁束
が効率よく側板5,5に伝えられる。また、コイル2の
磁気振動やうなりもこの圧締により防止でき、絶縁皮膜
の損傷を大きく低下させうる。
Further, in this coil element 1, the side plates 5, 5 are
It is important to clamp the central coil 2 at. That is, by tightening the side plates 5 and 5, each winding 7 of the coil 2
7 approaches the side plates 5 and 5, and the magnetic flux generated in the coil 2 is efficiently transmitted to the side plates 5 and 5. Also, magnetic vibrations and humming of the coil 2 can be prevented by this clamping, and damage to the insulating film can be greatly reduced.

【0018】このような構造のコイル素子1にあって
は、側板5が磁性材から作られているため、この側板5
が一種の磁気回路を構成し、コイル2で発生する磁束の
大部分がコイル素子1の中心の空洞部分9集中し、特に
コイル2の外周側で発生する磁束が中心部の空洞部分に
集中し、空洞部分において高い磁束が発生する。この結
果、このコイル素子1は、発生磁場が強いものとなる。
発生磁場の強さは、コイル2の巻列数、巻層数、巻回数
を適宜変化させることで広い範囲で設定できる。
In the coil element 1 having such a structure, since the side plate 5 is made of a magnetic material, the side plate 5
Constitutes a kind of magnetic circuit, and most of the magnetic flux generated in the coil 2 is concentrated in the central cavity portion 9 of the coil element 1, and particularly the magnetic flux generated in the outer peripheral side of the coil 2 is concentrated in the central cavity portion. A high magnetic flux is generated in the cavity. As a result, the coil element 1 has a strong generated magnetic field.
The strength of the generated magnetic field can be set within a wide range by appropriately changing the number of winding rows, the number of winding layers, and the number of windings of the coil 2.

【0019】特に、各巻列7,7は、ともに1列の整列
巻きの状態で巻回され、中間絶縁層3および側面絶縁層
4,4でその状態が固定されているので、それぞれの巻
線で発生する磁束が互いに打ち消し合うことがなく、そ
のすべてが集中して側板5,5から構成される磁気回路
に伝搬され、磁束の集中が極めて効率よく行われる。こ
のため、コイル2に流れる電流を一定とした場合、従来
のコイルに比べて50%以下の巻回数で同等の磁束密度
を得ることができ、巻回数を同じとすれば、電流値は5
0%以下で済む。
In particular, each of the winding rows 7 and 7 is wound in the state of one row of aligned winding, and the state is fixed by the intermediate insulating layer 3 and the side surface insulating layers 4 and 4, so that each winding is wound. The magnetic fluxes generated in 1 do not cancel each other out, and all of them are concentrated and propagated to the magnetic circuit composed of the side plates 5 and 5, whereby the magnetic flux is concentrated very efficiently. Therefore, when the current flowing through the coil 2 is constant, it is possible to obtain the same magnetic flux density with 50% or less of the number of turns compared to the conventional coil, and if the number of turns is the same, the current value is 5%.
It is less than 0%.

【0020】図4および図5は、いずれもこの発明のコ
イル素子の他の例を示すもので、図2と同様にコイル2
の各巻列7,7の巻回状態を示すため、両方の側板5,
5および一方の側面絶縁層4を取り除いて描いてある。
これらの例は、ともに発生磁束量を多くした大型のもの
であり、図2と同一構成部には同一符号を付してある。
これらのものでは、コイル2を横長に巻回してあり、そ
れにともなって側板5,5および中間、側面絶縁層3,
4,4の平面形状も横長とした点が、先の例と異るとこ
ろである。なお、コイル素子1に形成された2以上の穴
は、絶縁電線6をたるみなく巻回するために必要な芯棒
を通すためのもので、これらの穴の1つには、後述する
コイルブロックの中空巻芯が挿通される。
4 and 5 each show another example of the coil element according to the present invention, which is similar to FIG.
In order to show the winding state of each winding train 7,
5 and one side insulating layer 4 are removed and drawn.
Both of these examples are large ones in which the amount of generated magnetic flux is large, and the same components as those in FIG. 2 are designated by the same reference numerals.
In these devices, the coil 2 is wound in a horizontal direction, and the side plates 5, 5 and the intermediate and side insulating layers 3,
This is different from the previous example in that the planar shapes of 4 and 4 are also horizontally long. The two or more holes formed in the coil element 1 are for passing a core rod required for winding the insulated wire 6 without slack, and one of these holes is a coil block described later. The hollow core of is inserted.

【0021】また、本発明では、コイル素子を構成する
コイルとしては、上述のような各巻列7,7の巻列数が
1列のものに限定されることはなく、2列以上であって
もよく、整列巻きで巻回されておればよい。しかし、巻
列数があまり多くなると中間にある巻列からの磁場の集
中効率が悪くなってくるので、好ましくは各巻列におい
て20列以下に抑えておくことが望ましい。
Further, in the present invention, the number of windings of the respective windings 7, 7 is not limited to one as the coil constituting the coil element, but two or more windings may be used. It is good if it is wound in a line. However, if the number of windings is too large, the efficiency of concentration of the magnetic field from the windings in the middle deteriorates, so it is preferable to keep the number of windings to 20 or less in each winding.

【0022】次に、コイルブロックの説明を行う。図6
は、本発明のコイルブロックの例を示すものである。こ
のコイルブロック10は、図3に示したようなコイル素
子1…を複数個中空の巻芯11に連結して取り付けたも
のである。中空巻芯11としては、マイカ等で絶縁を絶
した金属パイプなどを使用することができる。
Next, the coil block will be described. Figure 6
Shows an example of the coil block of the present invention. The coil block 10 comprises a plurality of coil elements 1 ... As shown in FIG. As the hollow winding core 11, a metal pipe or the like whose insulation is cut off by mica or the like can be used.

【0023】コイルブロック10は、コイル素子1単体
では磁場の強さにそれぞれ限界があるため、耐久性等を
も考慮して複数個、通常2〜5個程度連結したものであ
る。各コイル素子1…間のリード8,8の結線は、直列
結線でも並列結線でもよく、磁場の強さを考慮して決め
ることができる。また、各コイル素子1…間は、図6の
ように1〜10mmの空隙を置いて設置し、また側板5
の面積を広くしたときは各コイル素子1…間を接近させ
てもよい。さらに、このコイルブロック10に用いられ
るコイル素子1としては、当然図4、図5に示したもの
を用いることができる。
The coil block 10 is composed of a plurality of coil blocks 10, usually about 2 to 5, in consideration of durability etc., because the strength of the magnetic field is limited in the coil element 1 alone. The connections between the leads 8 between the coil elements 1 ... May be connected in series or in parallel, and can be determined in consideration of the strength of the magnetic field. In addition, as shown in FIG. 6, a space of 1 to 10 mm is provided between the coil elements 1 ...
When the area of each coil element is widened, the coil elements 1 may be brought close to each other. Further, as the coil element 1 used in the coil block 10, the elements shown in FIGS. 4 and 5 can be used as a matter of course.

【0024】図7は、本発明のモータの一例を示すもの
で、このモータ12は、上述のコイルブロック10を誘
導モータの一種であるくまとりモータの固定子の界磁コ
イル巻線に用いたものである。すなわち、コイルブロッ
ク10の中空巻芯11内に、くまとりモータの固定子鉄
心13が挿通された構造となっている。よって、この構
造のモータ12では、コイルブロック10の固定子界磁
コイル巻線自体が回転磁界を発生する一次巻線として機
能する。
FIG. 7 shows an example of the motor of the present invention. In this motor 12, the above-mentioned coil block 10 is used for the field coil winding of the stator of a bear motor, which is a kind of induction motor. It is a thing. That is, the hollow core 11 of the coil block 10 has a structure in which the stator core 13 of the shading motor is inserted. Therefore, in the motor 12 having this structure, the stator field coil winding itself of the coil block 10 functions as a primary winding that generates a rotating magnetic field.

【0025】また、本発明のコイル素子は、上述のくま
とりモータに限られず、直巻電動機、分巻電動機、複巻
電動機などの直流モータ、誘導電動機、周期電動機など
の交流モータなどのあらゆる種類のモータの回転子また
は固定子の巻線として用いることができる。
Further, the coil element of the present invention is not limited to the above-mentioned shunting motor, but may be any type of DC motor such as a series winding motor, a shunt winding motor, a compound winding motor, an AC motor such as an induction motor or a cycle motor. It can be used as a rotor or stator winding of a motor.

【0026】さらに、本発明のコイル素子は、直巻発電
機、分巻発動機、複巻発電機などの直流発電機や、同期
発電機、誘導発電機などの交流発電機の界磁巻線や電機
子巻線として用いることができる。
Further, the coil element of the present invention is a field winding of a direct-current generator such as a series-wound generator, a shunt-wound generator, a compound-winding generator or an alternating-current generator such as a synchronous generator or an induction generator. Or as an armature winding.

【0027】図8は、本発明の変圧器の一例を示すもの
で、この変圧器15は、額縁状の鉄心16に1次巻線1
7および2次巻線18としてそれぞれ3枚のコイル素子
1…を取り付けた構造のものである。鉄心16には、通
常の熱間圧延ケイ素鋼板や冷間圧延ケイ素鋼板を層間絶
縁を施して積層したものが用いられる。コイル素子1の
取り付け個数は1次側、2次側とも任意であり、用途に
応じて適宜変更できる。
FIG. 8 shows an example of the transformer of the present invention. This transformer 15 includes a frame-shaped iron core 16 and a primary winding 1
7 and secondary winding 18 each have three coil elements 1 ... As the iron core 16, a normal hot-rolled silicon steel plate or a cold-rolled silicon steel plate laminated with interlayer insulation is used. The number of coil elements 1 attached is arbitrary on both the primary side and the secondary side, and can be appropriately changed according to the application.

【0028】また、図8の例では、コイル素子1…をそ
のまま鉄心16に取り付けているが、これに限らず図6
に示したコイルブロック10の中空巻芯11に鉄心16
を通すようにして取り付けてもよい。
In the example of FIG. 8, the coil elements 1 ... Are attached to the iron core 16 as they are, but the invention is not limited to this.
The coil core 10 of the coil block 10 shown in FIG.
It may be attached by passing it through.

【0029】さらに、本発明のコイル素子は、磁気増幅
器などの磁場を発生させるコイルの代わりに広く使用す
ることができ、巻線量の減少あるいは消費電力の低減等
の効果が得られ、省資源、省エネルギーに大きく寄与す
るものである。
Further, the coil element of the present invention can be widely used in place of a coil for generating a magnetic field such as a magnetic amplifier, and it is possible to obtain an effect such as a reduction in the winding amount or a power consumption, saving resources, It greatly contributes to energy saving.

【0030】以下、実施例を示す。 (実施例1)導体径0.1mmの軟銅線にポリエステル
イミドからなる絶縁被膜(厚さ50μm)を被覆した絶
縁電線を、外径約60mm、内径22mm、巻線長15
mで整列巻により中心にマイカの中間絶縁層を挿んで、
巻列数2列で巻回した。次にこれの両側にマイカの側面
絶縁層を固着したのち、両側面に厚さ0.2mm、幅5
0mm、長さ50mmで径20mmの中心穴を形成した
ステンレス鋼板からなる側板を、プレス加工により圧締
して取りつけ、図3に示すようなコイル素子とした。こ
のコイル素子に交流(60Hz)10Vを印加したとこ
ろ、3.4Aの電流が流れ、コイル素子の中空部分の交
流磁場の強さは約150ガウスであった。
Examples will be shown below. (Example 1) An insulated wire obtained by coating an anodized copper wire having a conductor diameter of 0.1 mm with an insulating coating (thickness: 50 μm) made of polyesterimide was used, and an outer diameter of about 60 mm, an inner diameter of 22 mm, and a winding length of 15
Insert the intermediate insulating layer of mica in the center by aligning winding with m,
The number of windings was two. Next, after fixing the side insulating layer of mica on both sides of this, 0.2 mm thick and 5 mm wide on both sides.
A side plate made of a stainless steel plate in which a center hole having a diameter of 20 mm and a length of 0 mm and a length of 50 mm was formed was press-fitted and attached to obtain a coil element as shown in FIG. When an alternating current (60 Hz) of 10 V was applied to this coil element, a current of 3.4 A flowed and the strength of the alternating magnetic field in the hollow portion of the coil element was about 150 gauss.

【0031】(比較例1)実施例1において、側板とし
て厚さ1mmのアルミニウム合金板を用いた以外は同様
にしてコイル素子を得た。このコイル素子に交流10V
を印加したところ、3.7Aの電流が流れ、中空部分の
交流磁場の強さは、約75ガウスであった。
Comparative Example 1 A coil element was obtained in the same manner as in Example 1 except that an aluminum alloy plate having a thickness of 1 mm was used as the side plate. AC 10V to this coil element
Was applied, a current of 3.7 A flowed, and the strength of the AC magnetic field in the hollow portion was about 75 gauss.

【0032】(比較例2)実施例1において、側板を使
用しない以外は同様にしてコイル素子を得た。このもの
に交流(60Hz)10V印加したところ、3.6Aの
電流が流れ、中空部分の交流磁場の強さは約70ガウス
であった。
(Comparative Example 2) A coil element was obtained in the same manner as in Example 1 except that the side plate was not used. When an alternating current (60 Hz) of 10 V was applied to this product, a current of 3.6 A flowed, and the strength of the alternating magnetic field in the hollow portion was about 70 gauss.

【0033】(実施例2)実施例1において、全巻列数
を4列として巻線長さを30mとした以外は同様にして
コイル素子を得た。このコイル素子に交流(60Hz)
10Vを印加したところ、1.7Aの電流が流れ、中空
部分の交流磁場の強さは約140ガウスであった。
Example 2 A coil element was obtained in the same manner as in Example 1 except that the total number of windings was 4 and the winding length was 30 m. Alternating current (60Hz) to this coil element
When 10 V was applied, a current of 1.7 A flowed, and the strength of the AC magnetic field in the hollow portion was about 140 gauss.

【0034】(実施例3)実施例1で得られたコイル素
子を4枚中空巻芯に連結して取り付け、コイルブロック
とした。中空巻芯としては厚さ0.3mmのマイカ絶縁
を施した外径21mm、内径19mm、長さ40mmの
スチールパイプを用いた。各コイル素子間のリードの結
線は直列とした。ついで、コイルブロックに交流50V
を印加したところ、3.8Aの電流が流れ、コイルブロ
ック中空部分の交流磁場の強さは約160ガウスであっ
た。
(Example 3) Four coil elements obtained in Example 1 were connected to a hollow core and attached to form a coil block. As the hollow core, a steel pipe having an outer diameter of 21 mm, an inner diameter of 19 mm, and a length of 40 mm and having a thickness of 0.3 mm and having mica insulation was used. The leads were connected in series between the coil elements. Then, AC coil 50V
Was applied, a current of 3.8 A flowed, and the strength of the alternating magnetic field in the hollow portion of the coil block was about 160 gauss.

【0035】(実施例4)実施例3で得られたコイルブ
ロックをくまとりモータの固定子界磁コイルとした。こ
のくまとりモータは、元々固定子界磁コイルとして、導
体径0.3mmの絶縁電線を巻線長さ200mで密着巻
に巻回したコイルを用いていたものである。本発明のコ
イルブロックを装着したくまとりモータに交流(60H
z)を印加し、徐々にその印加電圧を上昇していったと
ころ、約20Vで回転しはじめ、40Vとしたところ、
全速で回転した。また、動作中、コイルブロックには磁
気振動、うなりは全く発生しなかった。一方、従来のく
まとりモータでは、印加電圧を40Vにして初めて回転
を始め、70Vでようやく全速で回転した。
(Embodiment 4) The coil block obtained in Embodiment 3 is used as a stator field coil of a bear motor. This bear-rolling motor originally uses, as a stator field coil, a coil formed by tightly winding an insulated electric wire having a conductor diameter of 0.3 mm and a winding length of 200 m. An alternating current (60H) is applied to a bear motor equipped with the coil block of the present invention.
z) was applied and the applied voltage was gradually increased, it started to rotate at about 20V, and when it was set to 40V,
It rotated at full speed. Further, during the operation, no magnetic vibration or beat was generated in the coil block. On the other hand, in the conventional shading motor, the rotation was started only when the applied voltage was 40 V, and finally it was rotated at full speed at 70 V.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のコイル素
子によれば、コイルで発生する磁束が磁性板からなる側
板の作用によりその中心に効率よく集中し、高い磁束密
度を得ることができる。このため、少ない巻線で高い磁
力を発生するものとなり、少ない電流で高い磁力を発生
させることもできる。したがって、このコイル素子を用
いたモータ、変圧器、発電機などの電気機器にあって
は、少ない巻線量もしくは電流によって従来と同様に機
能するものとなり、省資源、省エネルギーに貢献しうる
ものとなる。
As described above, according to the coil element of the present invention, the magnetic flux generated in the coil is efficiently concentrated at the center thereof by the action of the side plate made of the magnetic plate, and a high magnetic flux density can be obtained. . Therefore, high magnetic force is generated with a small number of windings, and high magnetic force can be generated with low current. Therefore, electric equipment such as motors, transformers, and generators that use this coil element can function as before with a small winding amount or current, which can contribute to resource and energy savings. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のコイル素子の一例を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a coil element of the present invention.

【図2】本発明のコイル素子の内容構造を示す分解断面
図である。
FIG. 2 is an exploded cross-sectional view showing the content structure of the coil element of the present invention.

【図3】本発明のコイル素子の一例を示す斜視図であ
る。
FIG. 3 is a perspective view showing an example of a coil element of the present invention.

【図4】本発明のコイル素子の他の一例を示す平面図で
ある。
FIG. 4 is a plan view showing another example of the coil element of the present invention.

【図5】本発明のコイル素子の他の例の平面図である。FIG. 5 is a plan view of another example of the coil element of the present invention.

【図6】本発明のコイルブロックの一例を示す断面図で
ある。
FIG. 6 is a sectional view showing an example of a coil block of the present invention.

【図7】本発明のモータの一例を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing an example of a motor of the present invention.

【図8】本発明の変圧器の一例を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing an example of the transformer of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コイル素子 2 コイル 3 中間絶縁層 4 側面絶縁層 5 放熱板 6 絶縁電線 7 巻列 10 コイルブロック 11 中空巻芯 12 発熱モータ 13 固定子鉄心 14 回転軸 15 トランス 16 鉄心 1 Coil Element 2 Coil 3 Intermediate Insulating Layer 4 Side Insulating Layer 5 Heat Sink 6 Heat Insulating Plate 6 Insulated Wire 7 Winding Row 10 Coil Block 11 Hollow Winding Core 12 Heating Motor 13 Stator Core 14 Rotating Shaft 15 Transformer 16 Iron Core

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導電率が95%以上の導体を有する絶縁
電線を空芯巻きで平板状に巻回したコイルの両側面に絶
縁層を介して磁性材からなる側板を圧締するとともにコ
イルの巻幅方向のほぼ中央に中間絶縁層を設けたコイル
素子。
1. A side plate made of a magnetic material is clamped through insulating layers on both side surfaces of a coil in which an insulated electric wire having a conductor having a conductivity of 95% or more is wound in a flat plate shape by air core winding, and the coil A coil element in which an intermediate insulating layer is provided approximately at the center of the winding width direction.
【請求項2】 上記コイルの巻列が2列で、その中間に
中間絶縁層が設けられた請求項1記載のコイル素子。
2. The coil element according to claim 1, wherein the coil has two winding rows, and an intermediate insulating layer is provided in the middle thereof.
【請求項3】 上記コイルの各巻列の巻回方向が互いに
反対方向で、それぞれの巻初めがともに最内周に、巻き
終りがともに最外周にあり、1本の絶縁電線で2つの巻
列が連続して巻回されている請求項2記載のコイル素
子。
3. The winding directions of the respective windings of the coil are opposite to each other, each winding start is at the innermost circumference, and each winding end is at the outermost circumference, and two windings are formed by one insulated wire. The coil element according to claim 2, wherein the coil element is continuously wound.
【請求項4】 上記絶縁層が、表面に接着剤が塗布され
たマイカである請求項1ないし3のいずれかに記載のコ
イル素子。
4. The coil element according to claim 1, wherein the insulating layer is mica having an adhesive applied on its surface.
【請求項5】 磁性材が鉄板、ステンレス鋼板、珪素鋼
板である請求項1ないし3のいずれかに記載のコイル素
子。
5. The coil element according to claim 1, wherein the magnetic material is an iron plate, a stainless steel plate, or a silicon steel plate.
【請求項6】 請求項1に記載のコイル素子を中空の巻
芯に1個以上連結して取り付けたコイルブロック。
6. A coil block in which one or more coil elements according to claim 1 are connected to and attached to a hollow winding core.
【請求項7】 請求項1ないし3のいずれかに記載のコ
イル素子を用いた電動機。
7. An electric motor using the coil element according to claim 1. Description:
【請求項8】 請求項1ないし3のいずれかに記載のコ
イル素子を用いた発電機。
8. A generator using the coil element according to claim 1.
【請求項9】 請求項1ないし3のいずれかに記載のコ
イル素子を用いた変圧器。
9. A transformer using the coil element according to claim 1. Description:
【請求項10】 請求項1ないし3のいずれかに記載の
コイル素子を用いた電気機器。
10. An electric device using the coil element according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004010731A1 (en) * 2002-07-19 2004-01-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Voice coil of speaker
US7050601B2 (en) 2002-07-19 2006-05-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Voice coil of speaker

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