JP2006303066A - トランス - Google Patents
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Abstract
【課題】 エネルギの伝達効率等を向上させるなど、複数のコイルに対する有効なレイアウト構造を構築する。
【解決手段】 断面Syが矩形状となる鉄心2に対して、断面Swが矩形状となる平角導線Wを使用し、当該平角導線Wの断面Swの長手方向Hmが鉄心2の磁路方向Haに直角となり、かつ巻回した形状が矩形枠状となる複数のコイル3p,3sを装填するとともに、各コイル3p,3sを構成する一又は二以上のコイル部3po…,3so…を鉄心2の磁路方向Haに並べて配する。
【選択図】 図1
【解決手段】 断面Syが矩形状となる鉄心2に対して、断面Swが矩形状となる平角導線Wを使用し、当該平角導線Wの断面Swの長手方向Hmが鉄心2の磁路方向Haに直角となり、かつ巻回した形状が矩形枠状となる複数のコイル3p,3sを装填するとともに、各コイル3p,3sを構成する一又は二以上のコイル部3po…,3so…を鉄心2の磁路方向Haに並べて配する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、鉄心に複数のコイルを装填したトランスに関する。
従来、鉄心とこの鉄心に巻回したコイルを有するリアクトルを備えたリアクトル装置は知られており、既に、本出願人も、省エネルギ化,低損失化及び低騒音化に対する改善効果をより高めるとともに、生産性の向上,製造コストの低減及び帯材の無駄解消等を図れるようにしたこの種のリアクトル装置を、特開2004−39770号公報により提案した。
同公報に開示のリアクトル装置は、折曲部を有しない非多角形のリング状に形成した鉄心及びこの鉄心の断面形状に沿って縦形の平角導線を周方向に巻回したコイルを有するリアクトルと、板状部材により形成し、鉄心の側面における複数位置を保持する複数の側面保持部及び鉄心の底面における複数位置を支持する複数の底面支持部を一体に設けたシャーシと、このシャーシとリアクトルを固定する固定部材を備えて構成したものである。
しかし、上述した公報で開示されるリアクトル装置は、次のような改善すべき課題も残されていた。
第一に、断面円形のワイヤを用いた場合には、通常、複数のコイルを積層して巻回することができるが、縦形の平角導線を巻回する場合、コイル同士を容易に積層できない。したがって、複数のコイルを用いるトランスとして構成する場合、エネルギの伝達効率等を向上させる観点から複数のコイルのレイアウト構造を如何に構築するかが重要な課題となる。
第二に、平角導線を断面円形の鉄心に巻回する場合や平角導線同士の間隔を粗にして巻回する場合、平角導線間の絶縁はさほど問題にならないが、縦形の平角導線により湾曲部(折曲部)を介して矩形枠状に巻回した複数のコイルを鉄心に装填したトランスとして構成する場合、縦形の平角導線によるコイルをできるだけ密に巻回する必要があるなど、相隣る平角導線同士の絶縁性能及び各平角導線の放熱性能を如何に確保するかが無視できない課題となる。
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決したトランスの提供を目的とするものである。
本発明は、上述した課題を解決するため、鉄心2に複数のコイル3p,3sを装填したトランス1を構成するに際して、断面Syが矩形状となる鉄心2に対して、断面Swが矩形状となる平角導線Wを使用し、当該平角導線Wの断面Swの長手方向Hmが鉄心2の磁路方向Haに直角となり、かつ巻回した形状が矩形枠状となる複数のコイル3p,3sを装填するとともに、各コイル3p,3sを構成する一又は二以上のコイル部3po…,3so…を鉄心2の磁路方向Haに並べて配したことを特徴とする。
この場合、発明の好適な態様により、コイル3p,3sは、一又は二以上の中間部位における一部の平角導線Wを連結線Wm…として用いることにより、当該連結線Wm…の両側に分割したコイル部3po…,3so…を配して構成できるとともに、これら分割したコイル部3po…,3so…は、矩形枠状をなす鉄心2における一対のコイル装填部2a,2bにそれぞれ跨がるように装填することができる。なお、コイル3p…は、相隣る相互の平角導線W1,W2…の湾曲部Wr…に生じる盛上がり部We…が重ならないように面方向Hfへオフセットして巻回することもできる。一方、コイル3p…から導出する平角導線W…における口出線部Wp,Wn…に接続用孔11…を明け、この接続用孔11…に固定ネジ12…を通すことにより口出線部Wp…をトランス端子台13に接続することができる。
このような構成を有する本発明に係るトランス1によれば、次のような顕著な効果を奏する。
(1) 断面Syが矩形状となる鉄心2に対して、断面Swが矩形状となる平角導線Wを使用し、当該平角導線Wの断面Swの長手方向Hmが鉄心2の磁路方向Haに直角となり、かつ巻回した形状が矩形枠状となる複数のコイル3p,3sを装填するとともに、各コイル3p,3sを構成する一又は二以上のコイル部3po…,3so…を鉄心2の磁路方向Haに並べて配したため、エネルギの伝達効率等を向上させる観点などから複数のコイル3p,3sに対する有効なレイアウト構造を構築できる。
(2) 好適な態様により、コイル3p…を、一又は二以上の中間部位における一部の平角導線Wを連結線Wm…として用いることにより、当該連結線Wm…の両側に分割したコイル部3po…,3so…を配して構成するとともに、これら分割したコイル部3po…,3so…を、矩形枠状をなす鉄心2における一対のコイル装填部2a,2bにそれぞれ跨がるように装填すれば、複数のコイル3p,3sに対する有効なレイアウト構造を有するトランス1を容易かつ確実に得ることができるとともに、分割したコイル部3po…同士の接続部分を無くすことができる。
(3) 好適な態様により、コイル3p…を、相隣る相互の平角導線W1,W2…の湾曲部Wr…に生じる盛上がり部We…が重ならないように面方向Hfへオフセットして巻回すれば、縦形の平角導線Wに湾曲部Wr…を設けて矩形枠状に巻回する場合であっても、湾曲部Wr…に生じる部分的な盛上がり部We…における絶縁性能をより高めることができるとともに、各平角導線W1,W2…における放熱面積が大きくなることから放熱性能をより高めることができ、しかも、平角導線W…を密に巻回することによるコイル3p…の小型化にも寄与できる。
(4) 好適な態様により、コイル3p…から導出する平角導線W…における口出線部Wp,Wn…に接続用孔11…を明け、この接続用孔11…に固定ネジ12…を通すことにより口出線部Wp…をトランス端子台13に接続すれば、平角導線W…の形状を利用して、口出線部Wp,Wn…とトランス端子台13を容易かつ確実に接続できる。
次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
まず、本実施形態に係るトランス1に用いる構成部品について、図1〜図7を参照して説明する。
2は鉄心を示す。この鉄心2は、珪素鋼板等を用いた同一幅の磁性帯板Pを使用し、この磁性帯板Pを、例えば、断面が直方体の成形治具の周りに積層巻きすることにより、図4に示すように、少なくとも一対のコイル装填部2a,2bを有する矩形枠状(O字状)に構成する。これにより、鉄心2の断面Syは、図2に示すように矩形状となる。なお、鉄心2は、図4に示すように、後述する一次コイル3p及び二次コイル3sを装着できるよう長手方向に二分割し、別体の分割鉄心部21,22として構成する。
3pは一次コイルを示す。一次コイル3pは、図1に示すように、断面Swが矩形かつ細長となる平角導線Wを使用する。この平角導線Wには、例えば、厚さ1.4〔mm〕,幅12〔mm〕の断面Swを有する銅線を用いることができる。そして、この平角導線Wを、図1に示すように、断面Swの長手方向Hmが鉄心2の磁路方向Haに直角となり、かつ巻形状Kwが矩形枠状となるように巻回する。この場合、一次コイル3pにおける四隅の平角導線W…には湾曲部(折曲部を含む)による盛上がり部(図9参照)が生じるため、プレス処理等により湾曲部の平坦性を確保することが望ましい。
一次コイル3pは、図5に示すように、連続して巻回し、中間部位における一部の平角導線Wを連結線Wmとして用いることにより、当該連結線Wmの両側に分割した一対のコイル部3po,3poを配するように構成する。したがって、一次コイル3pの模式的構成は、図6に示すようになる。なお、一次コイル3pの具体的な巻線方法は、一例として、特開2004−39770号公報に開示される巻線方法などを利用できる。また、一次コイル3pとして製造した平角導線Wの外面には、絶縁紙の巻付或いはエナメルの塗布等による絶縁を施こす。
3sは二次コイルを示す。二次コイル3sも基本的な構成及び製造方法は、上述した一次コイル3pに準じて同様に製造できる。図6に二次コイル3sを示す。同図中、3so,3soは分割したコイル部、Wmは連結線である。なお、平角導線Wの寸法的条件,一次コイル3p及び二次コイル3sの巻数や寸法的条件等は、製造するトランス1の定格等に応じて任意に選定できる。
このように、分割したコイル部3po,3po及び連結線Wmにより一次コイル3pを構成するとともに、分割したコイル部3so,3so及び連結線Wmにより二次コイル3sを構成すれば、これら分割したコイル部3po,3po,3so,3soを、矩形枠状をなす鉄心2における一対のコイル装填部2a,2bに跨がるように装填することができ、複数のコイル3p,3sに対する有効なレイアウト構造を有するトランス1を容易かつ確実に得ることができるとともに、分割したコイル部3po…同士の接続部分を無くすことができる利点がある。
他方、31,31は一対の下固定部材、32,32は一対の上固定部材を示す。一対の下固定部材31と31は同一部材を用いる。下固定部材31は、図3に示すように、L形材を使用し、このL形材の鉛直板部31vが鉄心2への取付部となるとともに、水平板部31hが他の設置部位への取付部となる。また、鉛直板部31vには水平方向に突出するブラケット31bを固定する。一方、一対の上固定部材32と32も同一部材を用いる。上固定部材32は、図3に示すように、L形材を使用し、このL形材の鉛直板部32vが鉄心2への取付部となる。また、鉛直板部32vには水平方向に突出するブラケット32bを固定する。
さらに、一方の上固定部材32の上端面には、トランス端子台13を固定する。トランス端子台13は、図7に示すように、全体を絶縁材により形成するとともに、各コイル3p,3sから導出される口出線部Wp…を接続する四つの端子部41p,41s,42p,42sを備える。なお、43は端子台カバーを示す。
次に、本実施形態に係るトランス1の組立方法(製造方法)について、各図を参照して説明する。
まず、分割鉄心部21,22の組付け及びこの分割鉄心部21,22に対する一次コイル3pと二次コイル3sの組付けを行う。この場合、一次コイル3pは、分割した一対のコイル部3po,3poを有するため、各コイル部3po,3poは、一方の分割鉄心部21における一対のコイル装填部2a,2bの半部、即ち、一対の分割装填部2ax,2bxにそれぞれ跨がるように装填する。また、二次コイル3sも、分割した一対のコイル部3so,3soを有するため、各コイル部3so,3soを、他方の分割鉄心部22における一対のコイル装填部2a,2bの半部、即ち、一対の分割装填部2ay,2byにそれぞれ跨がるように装填する。
そして、この状態で分割鉄心部21と22を組付ける。分割鉄心部21と22の組付けは、図4に示すように、分割鉄心部21と22を突合わせてO状にするとともに、図3に示すように、分割鉄心部21と22の周面に固定バンド51,52を巻いて固定する。なお、分割鉄心部21と22の突合面間には接着剤等の接合手段Sfを介在させる。また、一次コイル3pと二次コイル3s間には絶縁紙24を介在させるとともに、一次コイル3p及び二次コイル3sは接着剤等の固定手段により鉄心2に固定する。このようにして組付けられた鉄心2と一次コイル3p及び二次コイル3s間の関係は図6に示すようになり、一次コイル3pと二次コイル3sを構成するコイル部3pa,3pb,3sa,3sbは、鉄心2の磁路方向Haに並べて配される。
次いで、一対の下固定部材31,31を、図3に示すように、鉄心2の下部における両端面にそれぞれ当接し、下固定部材31と31間をボルト・ナット53…により締付ける。これにより、下固定部材31,31を鉄心2に固定することができる。また、一対の上固定部材32,32を、図3に示すように、鉄心2の上部における両端面にそれぞれ当接し、上固定部材32と32間をボルト・ナット54…により締付ける。これにより、上固定部材32,32を鉄心2に固定することができる。さらに、下固定部材31…に固定したブラケット31b…と上固定部材32…に固定したブラケット32b…間をボルト・ナット55…により締付ける。これにより、下固定部材31,31と上固定部材32,32間を固定することができる。
他方、一次コイル3pから導出する平角導線Wにおける口出線部Wpの先端には、図7に示すように接続用孔11を明け、この接続用孔11に固定ネジ12を通すことにより口出線部Wpをトランス端子台13の端子部41pに接続する。同様に、他の口出線部Ws…も対応する端子部41s,42p…に接続する。このような接続構造を採用すれば、平角導線W…の形状を利用することにより、口出線部Wp,Wn…とトランス端子台13を容易かつ確実に接続することができる。そして、トランス端子台13に対する接続が終了したなら、図7に示すように、トランス端子台13の上端に端子台カバー43を装着してトランス端子台13の上面を覆う。これにより、図1及び図3に示すようなトランス1を得ることができる。
よって、このような本実施形態に係るトランス1によれば、断面Syが矩形状となる鉄心2に対して、断面Swが矩形状となる平角導線Wを使用し、当該平角導線Wの断面Swの長手方向Hmが鉄心2の磁路方向Haに直角となり、かつ巻回した形状が矩形枠状となる複数のコイル3p,3sを装填するとともに、各コイル3p,3sを構成する一又は二以上のコイル部3po…,3so…を鉄心2の磁路方向Haに並べて配したため、エネルギの伝達効率等を向上させる観点などから複数のコイル3p,3sに対する有効なレイアウト構造を構築できる。
次に、本発明の変更実施形態に係るトランス1について、図8〜図11を参照して説明する。
図8及び図9は、コイル3p…を製造するに際し、相隣る相互の平角導線W1(W),W2(W)…の湾曲部Wr…に生じる盛上がり部We…が重ならないように面方向Hfへオフセットして巻回したものである。したがって、図8に示すように、任意の平角導線W2は、相隣る平角導線W1に対して面方向へ幅Loだけ広げて(狭めて)巻回する方法を一巻置きに実施すればよい。これにより、図9に示すように、平角導線Wの湾曲部Wr…に生じる盛上がり部We…は隣同士で重ならなくなる。よって、このような変更実施形態を採用すれば、縦形の平角導線Wに湾曲部Wr…を設けて矩形枠状に巻回する場合であっても、湾曲部Wr…に生じる部分的な盛上がり部We…における絶縁性能をより高めることができるとともに、各平角導線W1,W2…における放熱面積が大きくなることから放熱性能をより高めることができ、しかも、平角導線W…を密に巻回することによるコイル3p…の小型化にも寄与できる利点がある。
図10は、一次コイル3pを三つのコイル部3po,3po,3poにより構成するとともに、二次コイル3sを三つのコイル部3so,3so,3soにより構成したものである。即ち、一次コイル3pは、連続して巻回し、異なる二個所の中間部における一部の平角導線Wを連結線Wm,Wmとして用いるとともに、各連結線Wm…の両側に分割したコイル部3po,3po…を配したものである。したがって、各連結線Wm…の両側に配した各コイル部3po,3po…は、それぞれ矩形枠状をなす鉄心2における一対のコイル装填部2a,2bにそれぞれ跨がるように装填することができる。
図11は、矩形枠状をなす鉄心2に四つのコイル装填部、即ち、図1に示した実施形態に対して一対のコイル装填部2a,2bを二組設けたものであり、一次コイル3pにおける一対のコイル部3po,3poを一方に位置する一対のコイル装填部2a,2bにそれぞれ装填するとともに、二次コイル3sにおける一対のコイル部3so,3soを他方に位置する一対のコイル装填部2a,2bにそれぞれ装填したものである。したがって、四つのコイル部3po,3po,3so,3soは、四つのコイル装填部2a,2b,2a,2bにそれぞれ装填される。なお、例示の場合、一対のコイル装填部2a,2bは、鉄心2における相対向するコイル装填部を利用したが、図11における相隣るコイル装填部2a,2a(2b,2b)等を一次コイル3p(二次コイル3s)を装填する一対のコイル装填部として利用してもよい。この変更実施形態では、各コイル3p,3sを装填するに際して鉄心2の位置を有効利用できるため、更なるトランス1の小型化及び放熱性能向上に寄与できる利点がある。
以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。
例えば、実施形態では、複数のコイルとして、一次コイル3pと二次コイル3sの二つのコイルを例示したが、複数の二次コイル3s…を用いた三つ以上のコイルであってもよいし、単一のコイルに中間タップを設けたものも複数のコイルに包含される。また、鉄心2として、珪素鋼板等を用いた磁性帯板Pを積層巻して構成した場合を示したが、アモルファス,パーマロイ,ナノ結晶合金,フェライト,Fe−Al−Si系合金,純鉄等を用いた焼結タイプ又は積層タイプの鉄心2を用いてもよい。
1 トランス
2 鉄心
2a コイル装填部
2b コイル装填部
3p コイル(一次コイル)
3po コイル部
3s コイル(二次コイル)
3so コイル部
11 接続用孔
12 固定ネジ
13 トランス端子台
Sy 鉄心の断面
Sw 平角導線の断面
W 平角導線
W1… 平角導線
Wm 連結線
Wr 湾曲部
We 盛上がり部
Wp 口出線部
Wn 口出線部
Hm 平角導線の断面の長手方向
Ha 鉄心の磁路方向
2 鉄心
2a コイル装填部
2b コイル装填部
3p コイル(一次コイル)
3po コイル部
3s コイル(二次コイル)
3so コイル部
11 接続用孔
12 固定ネジ
13 トランス端子台
Sy 鉄心の断面
Sw 平角導線の断面
W 平角導線
W1… 平角導線
Wm 連結線
Wr 湾曲部
We 盛上がり部
Wp 口出線部
Wn 口出線部
Hm 平角導線の断面の長手方向
Ha 鉄心の磁路方向
Claims (5)
- 鉄心に複数のコイルを装填したトランスにおいて、断面が矩形状となる鉄心に対して、断面が矩形状となる平角導線を使用し、当該平角導線の断面の長手方向が前記鉄心の磁路方向に直角となり、かつ巻回した形状が矩形枠状となる複数のコイルを装填するとともに、各コイルを構成する一又は二以上のコイル部を前記鉄心の磁路方向に並べて配したことを特徴とするトランス。
- 前記コイルは、一又は二以上の中間部位における一部の平角導線を連結線として用いることにより、当該連結線の両側に分割したコイル部を配してなることを特徴とする請求項1記載のトランス。
- 前記コイル部は、矩形枠状をなす鉄心における一対のコイル装填部にそれぞれ跨がるように装填することを特徴とする請求項2記載のトランス。
- 前記コイルは、相隣る相互の平角導線の湾曲部に生じる盛上がり部が重ならないように面方向へオフセットして巻回することを特徴とする請求項1記載のトランス。
- 前記コイルから導出する平角導線における口出線部に接続用孔を明け、この接続用孔に固定ネジを通すことにより前記口出線部をトランス端子台に接続してなることを特徴とする請求項1記載のトランス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005120626A JP2006303066A (ja) | 2005-04-19 | 2005-04-19 | トランス |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009218530A (ja) * | 2008-03-13 | 2009-09-24 | Panasonic Corp | 多連インダクタ及びその製造方法 |
US9899135B2 (en) | 2012-11-08 | 2018-02-20 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Reactor device |
-
2005
- 2005-04-19 JP JP2005120626A patent/JP2006303066A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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