JP6917243B2 - Seat coil - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、シート状の導体を巻回して形成されるシートコイルに関する。 An embodiment of the present invention relates to a seat coil formed by winding a sheet-shaped conductor.
従来、変圧器用のコイルを形成する導体中に発生する渦電流損を低減するために、内周側と外周側とを入れ替え、導体の漏洩磁束との鎖交量を均一化することで循環電流を抑制するいわゆる転位を採用することがある。 Conventionally, in order to reduce the eddy current loss generated in the conductor forming the coil for the transformer, the inner peripheral side and the outer peripheral side are exchanged to equalize the amount of interlinkage with the leakage magnetic flux of the conductor, thereby circulating the circulating current. So-called dislocations that suppress the above may be adopted.
しかし、例えば特許文献1に記載されているようなシート状導体でコイルを形成するものにおいては、導体の断面積自体が比較的小さいことから、単位導体当たりの漏洩磁束の鎖交量も少なくなるため転位が採用されることはなかった。 However, in a coil formed of a sheet-like conductor as described in Patent Document 1, for example, since the cross-sectional area of the conductor itself is relatively small, the amount of interlinkage of the leakage magnetic flux per unit conductor is also small. Therefore, no rearrangement was adopted.
ところで、高周波通電を行う場合、例えば1mm厚のシート状導体の場合、厚みの半分程度の領域にしか実際に電流が流れないため、シート状導体をより薄くすることが必要になる。そして、比較的薄いシート状導体を用いる場合には、温度上昇を抑制するためには電流密度を例えば1mm厚のシート状導体と同程度にする必要があり、複数枚を並列に配置する必要がある。 By the way, when high-frequency energization is performed, for example, in the case of a sheet-shaped conductor having a thickness of 1 mm, the current actually flows only in a region of about half the thickness, so that it is necessary to make the sheet-shaped conductor thinner. When a relatively thin sheet-shaped conductor is used, the current density needs to be about the same as that of a sheet-shaped conductor having a thickness of, for example, 1 mm in order to suppress the temperature rise, and a plurality of sheets need to be arranged in parallel. be.
しかしながら、比較的薄いシート状導体を並列に接続して厚みを確保した場合には、転位をしなければ電流分布にそれほどの改善が見られず、むしろジュール損失が増加する傾向にあることが新たに判明した。
そこで、シート状導体を用いる場合においてジュール損失の増加を抑制することができるシートコイルを提供する。
However, when relatively thin sheet-like conductors are connected in parallel to secure the thickness, the current distribution does not improve so much without dislocation, but rather the Joule loss tends to increase. It turned out to be.
Therefore, a sheet coil capable of suppressing an increase in Joule loss when a sheet-shaped conductor is used is provided.
実施形態のシートコイルは、並列に配置した2枚のシート状導体を巻回して形成されるシートコイルであって、それぞれのシート状導体を、1ターン中における内周側に配置される部位の長さと外周側に配置される部位の長さとが等しくなるように内周側と外周側とで入れ替えている。 The sheet coil of the embodiment is a sheet coil formed by winding two sheet-shaped conductors arranged in parallel, and each sheet-shaped conductor is arranged on the inner peripheral side in one turn. The inner peripheral side and the outer peripheral side are interchanged so that the length and the length of the portion arranged on the outer peripheral side are equal to each other.
以下、複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態について説明する。第1実施形態では、2枚のシート状導体を用いる際の複数の転位のさせ方について説明する。
Hereinafter, a plurality of embodiments will be described with reference to the drawings.
(First Embodiment)
Hereinafter, the first embodiment will be described. In the first embodiment, a method of causing a plurality of dislocations when using two sheet-shaped conductors will be described.
まず、図1および図2を参照しながら、各態様における共通事項について説明する。図1に示すように、例えば変圧器1は、環状に形成された鉄心2にコイルを設けることで形成されている。図1の場合、鉄心2には、それぞれの脚部に、シートコイルとしての内周側コイル3と外周側コイル4とが設けられている。
First, common matters in each aspect will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, for example, the transformer 1 is formed by providing a coil on an
各コイルは、巻き始め位置や巻き終わり位置あるいは中間位置に引き出し線3a、引き出し線4aが設けられており、例えば内周側コイル3が一次側、外周側コイル4が二次側となることで変圧機能を実現している。また、各コイルは、厚みが1mm未満のもの、例えば厚みが0.25mm〜0.5mm程度のシート状に形成されたシート状導体を所定ターン数巻回することにより形成されている。
Each coil is provided with a
このようなシートコイルは、シート状導体の断面積が比較的小さいことから、単位導体当たりの漏洩磁束の鎖交量も少なくなるため、従来では転位が採用されることはなかった。その一方で、高周波通電を行う場合には、例えば1mm厚のシート状導体であっても厚みの半分程度しか電流が流れないことから、シート状導体をより薄くすることが必要になる。そして、シート状導体を薄くした場合には、温度上昇を抑制するために、電流密度を例えば1mm厚のものと同程度にする必要があり、複数枚を並列に配置する必要がある。 In such a sheet coil, since the cross-sectional area of the sheet-shaped conductor is relatively small, the amount of interlinkage of the leakage magnetic flux per unit conductor is also small, so that dislocations have not been adopted in the past. On the other hand, when high-frequency energization is performed, for example, even if the sheet-shaped conductor has a thickness of 1 mm, only about half the thickness of the current flows, so that it is necessary to make the sheet-shaped conductor thinner. When the sheet-shaped conductor is thinned, the current density needs to be about the same as that of a 1 mm thick conductor in order to suppress the temperature rise, and a plurality of sheets need to be arranged in parallel.
しかし、比較的薄いシート状導体を用いる場合には、並列に接続して厚みを確保したとしても、転位をしなければ電流分布にそれほどの改善が見られず、むしろ図2に転位なしのグラフG1に示すようにジュール損失が増加する傾向にあることが判明した。一方、転位をした場合には、図2に転位ありのグラフG2に示すように、シート状導体の厚みが薄くなるほどジュール損失が期待通りに低下する傾向にあることも判明した。
そこで、本実施形態では、以下に示すように、各種の態様でシート状導体を転位させることによりジュール損失の増加を抑制している。
However, when a relatively thin sheet-like conductor is used, even if it is connected in parallel to secure the thickness, the current distribution does not improve so much unless dislocations are made. Rather, the graph without dislocations is shown in FIG. It was found that the Joule loss tends to increase as shown in G1. On the other hand, it was also found that in the case of dislocations, as shown in Graph G2 with dislocations in FIG. 2, the Joule loss tends to decrease as expected as the thickness of the sheet-like conductor becomes thinner.
Therefore, in the present embodiment, as shown below, the increase in Joule loss is suppressed by dislocating the sheet-shaped conductor in various modes.
<第1の態様>
以下、第1の態様について図3から図5を参照しながら説明する。
本態様では、2枚のシート状導体によりシートコイルを形成する。以下、図3に示すように、2枚のシート状導体のうち一方を第一導体5と称し、他方を第二導体6と称する。
<First aspect>
Hereinafter, the first aspect will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
In this embodiment, a sheet coil is formed by two sheet-shaped conductors. Hereinafter, as shown in FIG. 3, one of the two sheet-shaped conductors is referred to as a
これら第一導体5および第二導体6は、長さ(W1)、幅(W2)で概ね同一形状となるように形成されている。以下、各導体の長さ方向を長手方向、幅方向を短手方向と称し、短手方向における図示上方側の端部を便宜的に短手側の上端と称し、短手方向の図示下方側の端部を便宜的に短手側の下端と称し、図示手前側を便宜的に表面側と称し、図示奥側を便宜的に裏面側と称する。
The
第一導体5および第二導体6は、絶縁処理が施されている。絶縁処理は、並列に隣り合う導体間に絶縁部材を配置したり、少なくとも一方の導体に絶縁被覆を設けたり、少なくとも一方の導体の表面を加工して接触抵抗を増加させたり、それらを組み合わせたりすること等により施すことができる。
The
第一導体5および第二導体6には、それぞれスリット7が設けられている。このスリット7は、長手方向に所定の幅(W3)を有し、各導体の上端側または下端側に開口する形状に形成されている。また、長手方向に隣り合うスリット7は、開口側が短手方向の逆側となるように形成されている。また、第一導体5と第二導体6とでは、開口側が互いに逆になるように形成されている。
A
具体的には、第一導体5は、図示左端側のスリット7は端手側の下端に開口しており、それに隣接するスリット7は端手側の上端に開口している。また、第二導体6は、図示左端側のスリット7は端手側の上端に開口しており、それに隣接するスリット7は端手側の下端に開口している。なお、第一導体5を短手方向に裏返せば第二導体6となるため、実質的には、1種類の同一形状のシート状導体を2枚用いることで第一導体5と第二導体6とを用意することができる。
Specifically, in the
各スリット7は、切り込みの幅(W4)が、導体の幅(W1)の半分を超える長さであって、且つ、導体の幅(W1)を超えない長さに形成されている。本態様では、スリット7の切り込み幅(W4)は、導体の幅(W1)の半分を若干超える長さに形成されている。また、長手方向に隣り合う各スリット7の間隔は、環状に巻回された状態の1巻きを1ターン(1T)とした場合の半ターン(0.5T)に設定されている。
Each
また、各導体には、スリット7の位置に対応して、スリット7の開口側とは逆側の部位、すなわち、スリット7が形成されていない側であってシート状導体が連続している連続部に、概ね各導体と同じ厚みを有する補助導体8が設けられている。補助導体8は、長手方向において、スリット7の幅(W3)よりも長い幅(W5)となるように形成されている。この補助導体8は、第一導体5や第二導体6と同一の材料で形成されており、それぞれの部位において冷間圧接やロウ付け等により第一導体5または第二導体6導体と電気的に接続されている。
Further, in each conductor, the portion opposite to the opening side of the
つまり、補助導体8は、スリット7を形成したことによって各導体の幅(W2)の半分程度となった連続部の断面積を、スリット7が形成されていない部位と同程度まで増加させている。これにより、補助導体8側にも十分に電流が流れるようになり、電流経路を確保することができる。
That is, the
これら第一導体5および第二導体6は、厚み方向に並列に配置した状態で共に巻回されることにより、シートコイルを形成する。このとき、第一導体5および第二導体6は、互いのスリット7がはめ合わされ、スリット7の位置で内周側と外周側とが入れ替わるように巻回される。以下、内周側と外周側とが入れ替わる位置を転位位置9と称する。
The
具体的には、図4に示すように、並列に配置された第一導体5および第二導体6は、転位位置9よりも図示左方側において例えば第二導体6が図示手前側に位置しているとすると、転位位置9よりも図示右方側では第二導体6が図示奥方側に位置するように、互いのスリット7がはめ合わされる。また、図示は省略するが、長手方向における次のスリット7においては、第二導体6が図示手前側に位置するように各導体のスリット7がはめ合わされる。
Specifically, as shown in FIG. 4, the
このとき、上記したようにスリット7は0.5Tごとに設けられているため、第一導体5と第二導体6とは、0.5Tごとに位置が入れ替えられた状態で並列に配置されることになる。そのため、それらの導体を環状に巻回すると、図5に示すように、0.5Tごとに内周側の導体と外周側の導体との位置が入れ替わった環状コイル10、つまりはシートコイルが形成される。
At this time, since the
そして、環状コイル10は、例えば巻き始めとなる0Tから1巻き目である1Tまでの1ターン分の範囲において、0T〜0.5Tまで第一導体5が内周側、第二導体6が外周側に位置しており、0.5T〜1Tまで第一導体5が外周側、第二導体6が内周側に位置している。同様に、例えば0.5T〜1.5Tまでの1ターン分の範囲等においても、第一導体5および第二導体6は、半ターンごとに内周側と外周側とが入れ替わっている。
Then, in the
すなわち、第一導体5および第二導体6は、1ターン中における内周側に配置される部位の長さと外周側に配置される部位の長さとが等しくなるように、内周側と外周側とで入れ替えられる。これにより、環状コイル10内の1巻きごとに転位されることで、ジュール損失の増加を抑制することができる。
That is, the
また、比較的薄い第一導体5および第二導体6を用いているものの、それらを並列に配置することで電流密度を増加させることができ高周波通電を行う変圧器1にも適用することができる。
Further, although the relatively thin
また、全長(W1)が等しく形成されている第一導体5と第二導体6とをスリット7をはめ合わせることで転位させているため、内周側との外周側との直列抵抗が等しくなり、電流の流れのバランスが取れたシートコイルを簡便且つ効率的に製造することができる。
Further, since the
また、第一導体5および第二導体6は、内周側と外周側とで入れ替える転位位置9に対応して短手方向に互いに逆向きのスリット7が形成されており、当該スリット7同士をはめ合うことで内周側と外周側とで入れ替えられている。これにより、第一導体5と第二導体6とをはめ合わせた際、短手方向にずれてしまうこと、つまりは、環状コイル10を形成した際に各導体が外れてしまうことを防止できる。
Further, the
また、第一導体5および第二導体6は、一方を裏返せば他方となることから、同一形状つまりは1種類のシート状導体でシートコイルを形成することができ、製造効率の改善や部材管理の簡素化を図ることができる。
Further, since the
また、スリット7が形成されていない側の連続部に、長手方向において少なくともスリット7の幅(W3)よりも長く形成され、シート状導体に電気的に接続される補助導体8を設けている。これにより、スリット7に対応する位置における断面積が増加し、電流を妨げないことから、特性の悪化を抑制することができる。
Further, an
本態様ではスリット7を互い違いに形成したが、スリット7は、同一の短手側に開口するように形成することもできる。また、その場合も、同一形状のシート状導体を用いてシートコイルを形成することができる。
In this embodiment, the
<第2の態様>
以下、第2の態様について図6を参照しながら説明する。本態様は、2枚のシート状導体を一括で折り曲げて転位させるものである。
<Second aspect>
Hereinafter, the second aspect will be described with reference to FIG. In this embodiment, two sheet-shaped conductors are collectively bent and dislocated.
図6に示すように、2枚のシート状導体のうち一方を第一導体5と称し、他方を第二導体6と称する。なお、説明の簡略化のために、第二導体6には便宜的にハッチングを付している。また、各導体の長さ方向を長手方向、幅方向を短手方向と称し、短手方向における図示上方側の端部を便宜的に短手側の上端と称し、短手方向の図示下方側の端部を便宜的に短手側の下端と称し、図示手前側を便宜的に表面側と称し、図示奥側を便宜的に裏面側と称する。
As shown in FIG. 6, one of the two sheet-shaped conductors is referred to as a
第一導体5および第二導体6は、全長および幅がほぼ概ね同じとなる形状に形成されている。これら第一導体5および第二導体6は、少なくとも一方の表面に絶縁処理が施されている。絶縁処理は、並列に隣り合う導体間に絶縁部材を配置したり、絶縁被覆を設けたり、表面を加工して接触抵抗を増加させたり、それらを組み合わせたりすること等により施すことができる。
The
さて、第一導体5および第二導体6は、互いに対向した状態のまま一括で折り曲げることにより、内周側と外周側とを入れ替えて転位している。このとき、第一導体5および第二導体6は、半ターンごとに一括で折り曲げられている。より具体的には、第一導体5および第二導体6は、基本的には長手方向に並列に配置されており、例えば図示左端側において第一導体5が奥側、第二導体6が手前側となるように並列で配置されているとする。
By the way, the
このとき、各導体は、転位位置9において、第一導体5が図示手前側となるように短手方向に向けて一括で折り曲げられた後、端手側の上端の位置において図示手前側に向けて一括で折り曲げられ、その後、第一導体5が図示手前側となった状態で第一導体5および第二導体6が並列に配置された状態となるように、長手方向に向けて一括で折り曲げられている。
At this time, each conductor is collectively bent in the lateral direction so that the
これにより、転位位置9において、第一導体5と第二導体6とが入れ替えられている。また、転位位置9の前後において互いの導体は並列に配置されている。そして、この第一導体5および第二導体6を巻回することにより、シートコイル内は、図5に示したように1巻きごとに転位された状態となり、ジュール損失の増加を抑制することができる。
As a result, the
また、半ターンごとに転位させていることから、1ターン中における内周側に配置される部位の長さと外周側に配置される部位の長さとが等しくなり、特性が悪化するおそれを低減することができる。 Further, since the dislocation is performed every half turn, the length of the portion arranged on the inner peripheral side and the length of the portion arranged on the outer peripheral side become equal in one turn, and the possibility of deterioration of the characteristics is reduced. be able to.
<第3の態様>
以下、第3の態様について図7を参照しながら説明する。本態様は、2枚のシート状導体のうち一方のシート状導体を折り曲げて転位させるものである。
<Third aspect>
Hereinafter, the third aspect will be described with reference to FIG. 7. In this embodiment, one of the two sheet-shaped conductors is bent and dislocated.
図7に示すように、2枚のシート状導体のうち一方を第一導体5と称し、他方を第二導体6と称する。なお、図7では、説明の簡略化のため、第二導体6に便宜的なハッチングを付している。また、各導体の長さ方向を長手方向、幅方向を短手方向と称し、短手方向における図示上方側の端部を便宜的に短手側の上端と称し、短手方向の図示下方側の端部を便宜的に短手側の下端と称し、図示手前側を便宜的に表面側と称し、図示奥側を便宜的に裏面側と称する。
As shown in FIG. 7, one of the two sheet-shaped conductors is referred to as a
これら第一導体5および第二導体6は、概ね同じ幅の形状に形成されている。また、第一導体5および第二導体6は、絶縁処理が施されている。絶縁処理は、並列に隣り合う導体間に絶縁部材を配置したり、少なくとも一方の導体に絶縁被覆を設けたり、少なくとも一方の導体の表面を加工して接触抵抗を増加させたり、それらを組み合わせたりすること等により施すことができる。
The
本態様では、ある転位位置9において、2枚のシート状導体のうち一方ここでは第一導体5を折り曲げることなく、他方ここでは第二導体6を第一導体5の短手側の端部を経由して折り曲げることで、内周側と外周側とを入れ替えて転位している。このとき、転位位置9の前後において互いの導体は並列に配置されている。また、第二導体6は、半ターンの位置に相当する図示しない次の転位位置9において転位している。なお、図7では第一導体5の上端を経由して折り曲げているが、第一導体5の下端を経由して折り曲げることもできる。
In this embodiment, at a
これにより、シート状導体自体には加工を施す必要なく、2枚のシート状導体を転位させることができる。また、シートコイル内の1巻きごとに転位させているので、ジュール損失の増加を抑制することができる。また、半ターンごとに転位させているため、1ターン中における内周側に配置される部位の長さと外周側に配置される部位の長さとが等しくなり、特性が悪化するおそれを低減することができる。 As a result, the two sheet-shaped conductors can be dislocated without the need for processing the sheet-shaped conductors themselves. Further, since the dislocation is performed for each turn in the seat coil, an increase in Joule loss can be suppressed. In addition, since the dislocation is performed every half turn, the length of the portion arranged on the inner peripheral side and the length of the portion arranged on the outer peripheral side become equal in one turn, and the possibility of deterioration of the characteristics is reduced. Can be done.
また、比較的厚めのシート状導体を用いる場合、2枚を重ねて折り曲げると導体が破断するおそれがあるものの、本態様のように一方のシート状導体を折り曲げて転位させることにより、破断するおそれを低減することができる。 Further, when a relatively thick sheet-shaped conductor is used, the conductor may be broken if two sheets are overlapped and bent, but the conductor may be broken by bending and shifting one of the sheet-shaped conductors as in this embodiment. Can be reduced.
ところで、第一導体5を折り曲げず、第二導体6だけを折り曲げると、転位位置9において第一導体5と第二導体6との長さに差が生じることになる。そのため、例えば上記した図5のように複数の転位位置9が存在する場合、2枚のシート状導体について、折り曲げないシート状導体と折り曲げるシート状導体とを、長手方向において入れ替えることができる。
By the way, if only the
具体的には、図5に示す0.5Tにおいて第一導体5を折り曲げることなく、第二導体6を折り曲げて転位させている場合には、1Tにおいては、第一導体5を折り曲げ、第二導体6を折り曲げることなく転位させることができる。これにより、各転位位置9において生じる長さのずれが隣り合う転位位置9において打ち消され、1ターン中における導体の長さを概ね等しくすることができる。
Specifically, when the
<第4の態様>
以下、第4の態様について図8および図9を参照しながら説明する。本態様では、2枚のシート状導体のうち一方のシート状導体を2分割することで転位させる2種類の態様について説明する。
<Fourth aspect>
Hereinafter, the fourth aspect will be described with reference to FIGS. 8 and 9. In this embodiment, two types of dislocations will be described by dividing one of the two sheet-shaped conductors into two.
[態様その1]
図8に示すように、2枚のシート状導体のうち一方を第一導体5と称し、他方を第二導体6と称する。なお、図8では、説明の簡略化のため、第二導体6に便宜的なハッチングを付している。また、各導体の長さ方向を長手方向、幅方向を短手方向と称し、短手方向における図示上方側の端部を便宜的に短手側の上端と称し、短手方向の図示下方側の端部を便宜的に短手側の下端と称して説明する。
[Aspect 1]
As shown in FIG. 8, one of the two sheet-shaped conductors is referred to as a
第一導体5および第二導体6は、絶縁処理が施されている。絶縁処理は、並列に隣り合う導体間に絶縁部材を配置したり、少なくとも一方の導体に絶縁被覆を設けたり、少なくとも一方の導体の表面を加工して接触抵抗を増加させたり、それらを組み合わせたりすること等により施すことができる。
The
これら第一導体5および第二導体6は、比較的幅広に形成されているとともに、第二導体6は、短手方向において2分割されている。以下、第二導体6を構成する分割されている部位を、便宜的に第二導体6A、第二導体6Bと称する。なお、第二導体6Aおよび第二導体6Bは、第二導体6を切断して形成する必要は必ずしもなく、第二導体6のほぼ半分の幅の個別のシート状導体を2枚用いることもできる。
The
第二導体6Aおよび第二導体6Bは、例えば第一導体5の裏面側において、第一導体5の短手方向に並んだ状態で、長手方向に沿って第一導体5と並列で配置されている。そして、第一導体5の裏面側に配置されている第二導体6Aおよび第二導体6Bは、ある転位位置9において、第一導体5のそれぞれ別の短手側の端部、つまりは、第一導体5の上端と下端とをそれぞれ経由して折り曲げられた後、第一導体5の表面において長手方向に沿って第一導体5と並列となるように配置されることで転位されている。
The
また、転位位置9の前後において互いの導体は並列に配置されている。このとき、第二導体6Aおよび第二導体6Bは、半ターンの位置に対応する次の転位位置9において、第一導体5のそれぞれ別の短手側を経由して折り曲げられることで転位されている。
Further, the conductors are arranged in parallel before and after the
つまり、本態様では、一方のシート状導体である第一導体5を折り曲げることなく、他方のシート状導体である第二導体6を短手方向に2分割したものであり、分割された部位である第二導体6Aおよび第二導体6Bは、第一導体5の長手方向に沿ってそれぞれ配置されているとともに、第一導体5のそれぞれ別の短手側の端部を経由して折り曲げることで、内周側と外周側とが入れ替えて転位している。
That is, in this embodiment, the
このとき、第二導体6Aおよび第二導体6Bは半ターンごとに転位されていることから、1ターン中における内周側に配置される部位の長さと外周側に配置される部位の長さとが概ね等しくなる。
At this time, since the
これにより、シート状導体を用いる場合であってもジュール損失の増加を抑制することができるとともに、特性が悪化するおそれを低減することができる。また、シート状導体自体には加工を施す必要なく、2枚のシート状導体を転位させることができるため、製造の簡略化および効率化を図ることができる。 As a result, it is possible to suppress an increase in Joule loss even when a sheet-shaped conductor is used, and it is possible to reduce the possibility that the characteristics are deteriorated. Further, since the sheet-shaped conductor itself does not need to be processed, the two sheet-shaped conductors can be dislocated, so that the production can be simplified and the efficiency can be improved.
[態様その2]
第一導体5および第二導体6は、他の配置とすることができる。具体的には、図9に示すように、第二導体6Aおよび第二導体6Bを、第一導体5の表面側と裏面側とにおいて、第一導体5の短手方向に互い違いとなる位置に、長手方向に沿って第一導体5と並列で配置することができる。
[Aspect 2]
The
この場合、第二導体6Aおよび第二導体6Bは、ある転位位置9において、自身に近い側の短手側の端部、つまりは、第二導体6Aであれば第一導体5の上端、第二導体6Bであれば第一導体5の下端を経由して折り曲げられた後、第一導体5の表面において長手方向に沿って第一導体5と並列となるように配置されている。
In this case, the
つまり、転位位置9の前後において互いの導体は並列に配置されている。また、第二導体6Aおよび第二導体6Bは、半ターンの位置に対応する次の転位位置9において、第一導体5のそれぞれ別の短手側を経由して折り曲げられることで転位されている。
That is, the conductors are arranged in parallel before and after the
このような構成によっても、ジュール損失の増加を抑制することができるとともに、特性が悪化するおそれを低減することができ、さらには、シート状導体自体には加工を施す必要なく、2枚のシート状導体を転位させることができるため製造の簡略化および効率化を図ることができる等の効果を得ることができる。 With such a configuration, it is possible to suppress an increase in Joule loss, reduce the possibility of deterioration of characteristics, and further, it is not necessary to process the sheet-shaped conductor itself, and two sheets are used. Since the shaped conductor can be dislocated, effects such as simplification of manufacturing and efficiency can be obtained.
<第5の態様>
以下、第5の態様について図10を参照しながら説明する。本態様では、2枚のシート状導体をそれぞれ2分割することで転位させる2種類の態様について説明する。
<Fifth aspect>
Hereinafter, the fifth aspect will be described with reference to FIG. In this embodiment, two types of modes in which two sheet-shaped conductors are dislocated by dividing each into two will be described.
[態様その1]
図10に示すように、2枚のシート状導体のうち一方を第一導体5と称し、他方を第二導体6と称する。なお、図8では、説明の簡略化のため、第二導体6に便宜的なハッチングを付している。また、各導体の長さ方向を長手方向、幅方向を短手方向と称し、短手方向における図示上方側の端部を便宜的に短手側の上端と称し、短手方向の図示下方側の端部を便宜的に短手側の下端と称して説明する。
[Aspect 1]
As shown in FIG. 10, one of the two sheet-shaped conductors is referred to as a
第一導体5および第二導体6は、絶縁処理が施されている。絶縁処理は、並列に隣り合う導体間に絶縁部材を配置したり、少なくとも一方の導体に絶縁被覆を設けたり、少なくとも一方の導体の表面を加工して接触抵抗を増加させたり、それらを組み合わせたりすること等により施すことができる。
The
これら第一導体5および第二導体6は、比較的幅広に形成されているとともに、短手方向において2分割されている。以下、第一導体5を構成する分割されている部位を、便宜的に第一導体5A、第一導体5Bと称し、第二導体6を構成する分割されている部位を、便宜的に第二導体6A、第二導体6Bと称する。
The
なお、第一導体5A、第一導体5B、第二導体6Aおよび第二導体6Bは、第一導体5あるいは第二導体6を切断して形成する必要は必ずしもなく、ほぼ半分の幅の個別のシート状導体を用いることもできる。本実施形態では、必要とされる幅の半分の幅に形成された同一種類の4枚のシート状導体を用いて、第一導体5A、第一導体5B、第二導体6Aおよび第二導体6Bをそれぞれ構成している。
The
第一導体5Aおよび第二導体6Aは、長手方向に沿って並列で配置されている。また、第一導体5Bおよび第二導体6Bも、長手方向に沿って並列で配置されている。そして、第一導体5の裏面側に配置されている第二導体6Aおよび第二導体6Bは、ある転位位置9において、第一導体5A、第一導体5Bの短手側の端部、例えば、第一導体5Aの上端と第一導体5Bの下端とをそれぞれ経由して折り曲げられた後、第一導体5Aおよび第一導体5Bの表面側において長手方向に沿って第一導体5と並列となるように配置されることで転位されている。
The
また、第二導体6Aおよび第二導体6Bは、半ターンの位置に対応する次の転位位置9において、第一導体5の短手側を経由して折り曲げられ、第一導体5の裏面側において第一導体5を並列となるように転位されている。つまり、転位位置9の前後において互いの導体は並列に配置されている。
Further, the
このように、本態様では、2枚のシート状導体はそれぞれ短手方向において2分割されており、分割されたそれぞれの部位は、それぞれ並列で配置されているとともに、いずれか一方の部位を折り曲げることなく、他方の部位を一方の部位の端手側の端部を経由して折り曲げることで、内周側と外周側とが入れ替えられている。 As described above, in this embodiment, the two sheet-shaped conductors are each divided into two in the lateral direction, and the divided parts are arranged in parallel and one of the parts is bent. The inner peripheral side and the outer peripheral side are exchanged by bending the other part via the end portion on the end hand side of the other part.
このとき、第二導体6Aおよび第二導体6Bは半ターンごとに転位されていることから、1ターン中における内周側に配置される部位の長さと外周側に配置される部位の長さとが概ね等しくなる。
At this time, since the
これにより、シート状導体を用いる場合であってもジュール損失の増加を抑制することができるとともに、特性が悪化するおそれを低減することができる。また、シート状導体自体には加工を施す必要なく、2枚のシート状導体を転位させることができるため、製造の簡略化および効率化を図ることができる。 As a result, it is possible to suppress an increase in Joule loss even when a sheet-shaped conductor is used, and it is possible to reduce the possibility that the characteristics are deteriorated. Further, since the sheet-shaped conductor itself does not need to be processed, the two sheet-shaped conductors can be dislocated, so that the production can be simplified and the efficiency can be improved.
また、転位位置9をシート状導体の長手方向において互いに重ならない位置に配置することにより、環状コイル10の全周に亘って連続して転位させることができ、ジュール損失を低減する効果を向上させることができる。
Further, by arranging the dislocation positions 9 at positions that do not overlap each other in the longitudinal direction of the sheet-shaped conductor, dislocations can be continuously performed over the entire circumference of the
この場合、ある転位位置9において、分割された部位の一方においては第二導体6を折り曲げ、分割された部位の他方においては第一導体5を折り曲げる構成とすることもできる。
In this case, at a
[態様その2]
態様その1ではそれぞれ第一導体5の外側の端部を経由して第二導体6を折り曲げることで転位させる例を示したが、図11に示すように、第一導体5の分割位置側の端部、つまりは、第一導体5Aと第一導体5Bとの間の端部を経由して第二導体6Aおよび第二導体6Bを折り曲げて、転位位置9の前後において互いの導体は並列に配置されるように転位させることができる。
[Aspect 2]
In the first aspect, an example of dislocating the
また、それぞれの転位位置9を、長手方向において互いに重ならない位置とすることもできる。この場合、第一導体5を跨ぐことで第一導体5の端部よりもはみ出している跨ぎシロは、分割位置側に設定されるとともに、長手方向にずれることになる。そのため、分割された導体間の幅は、跨ぎシロ1つ分を確保できれば良く、各導体の幅方向の寸法、つまりは、シートコイルの高さ寸法を短くすることができ、変圧器1の窓寸法の増加を防ぐことができる。
Further, the dislocation positions 9 may be positions that do not overlap each other in the longitudinal direction. In this case, the straddling white that straddles the
(第2実施形態)
以下、第2実施形態について図12を参照しながら説明する。第2実施形態では、1枚のシート状導体を用いてシートコイルを形成する際の転位のさせ方について説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, a method of dislocating when forming a sheet coil using one sheet-shaped conductor will be described.
本態様では、図12に示すように、1枚のシート状導体である単一導体20を用いてシートコイルを形成する。以下、単一導体20の長さ方向を長手方向、幅方向を短手方向と称し、短手方向における図示上方側の端部を便宜的に短手側の上端と称し、短手方向の図示下方側の端部を便宜的に短手側の下端と称し、図示手前側を単一導体20の表面20aとし、図示奥側を裏面20bとする。また、図12では、説明の簡略化のため、単一導体20の裏面20bに便宜的なハッチングを付している。
In this embodiment, as shown in FIG. 12, a sheet coil is formed by using a
この単一導体20は、少なくとも一方の面に絶縁処理が施されている。絶縁処理は、単一導体20に絶縁被覆を設けたり、単一導体20を表面加工して接触抵抗を増加させたり、それらを組み合わせること等により施すことができる。
The
そして、単一導体20は、転位位置9において、その表面20aと裏面20bとを、1ターン中において内周側に配置される長さと外周側に配置される長さとが等しくなるように、内周側と外周側とで入れ替えられている。具体的には、転位位置9において裏面20bが図示手前側となるように短手方向に向かって折り曲げられ、上端の位置において図示手前側に折り曲げられた後、裏面20bが図示手前側となるように、且つ、転位位置9よりも図示左方側の表面20aと平行になるように折り曲げられる。
Then, at the
これにより、単一導体20の長手方向における電流の流れ易さを、単一導体20の表面側と裏面側とで均等にすることができ、実質的に電流の流れを表面側と裏面側、つまりは、環状に形成された状態における内周側と外周側とで均等にすることができる。
したがって、シート状導体を用いる場合であってもジュール損失の増加を抑制することができる。
また、単一導体20には加工が必要なく、折り曲げるだけで転位させることができるため、製造の簡略化および効率化を図ることができる。
As a result, the ease of current flow in the longitudinal direction of the
Therefore, even when a sheet-shaped conductor is used, an increase in Joule loss can be suppressed.
Further, since the
(その他の実施形態)
各実施形態では半ターンごとに転位させる例を示したが、1ターン中における内周側に配置される部位の長さと外周側に配置される部位の長さとが等しくなっていれば、例えば1/4ターンごとに転位させる構成とすることもできる。この場合も、ジュール損失の増加を抑制することができる等、実施形態と同様の効果を得ることができる。
各実施形態で示した折り曲げ方以外にも、転位位置9において内周側と外周側とを入れ替え可能であり、転位位置9の前後において導体がほぼ同一平面となるような折り曲げ方であれば、他の折り曲げ方を採用することもできる。
(Other embodiments)
In each embodiment, an example of dislocation every half turn is shown, but if the length of the portion arranged on the inner peripheral side and the length of the portion arranged on the outer peripheral side in one turn are equal, for example, 1 It can also be configured to shift every 4 turns. Also in this case, the same effect as that of the embodiment can be obtained, such as suppressing an increase in Joule loss.
In addition to the bending method shown in each embodiment, the bending method is such that the inner peripheral side and the outer peripheral side can be exchanged at the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
図面中、3は内周側コイル(シートコイル)、4は外周側コイル(シートコイル)、5、5A、5Bは第一導体(シート状導体)、6、6A、6Bは第二導体(シート状導体)、7はスリット、8は補助導体、9は転位位置、10は環状コイル(シートコイル)、20は単一導体(シート状導体)を示す。 In the drawing, 3 is the inner peripheral side coil (seat coil), 4 is the outer peripheral side coil (seat coil), 5, 5A and 5B are the first conductors (sheet-like conductors), and 6, 6A and 6B are the second conductors (sheets). (Shaped conductor), 7 is a slit, 8 is an auxiliary conductor, 9 is a shift position, 10 is an annular coil (sheet coil), and 20 is a single conductor (sheet-shaped conductor).
Claims (7)
それぞれの前記シート状導体を、1ターン中における内周側に配置される部位の長さと外周側に配置される部位の長さとが等しくなるように内周側と外周側とで入れ替えており、
2枚の前記シート状導体は、内周側と外周側とを入れ替える転位位置に対応して、短手方向に互いに逆向きのスリットが形成されており、互いのスリットをはめ合うことで内周側と外周側とが入れ替えられているシートコイル。 A sheet coil formed by winding two sheet-like conductors arranged in parallel.
Each of the sheet-shaped conductors is exchanged between the inner peripheral side and the outer peripheral side so that the length of the portion arranged on the inner peripheral side and the length of the portion arranged on the outer peripheral side in one turn are equal to each other.
The two sheet-shaped conductors are formed with slits in opposite directions in the lateral direction corresponding to the dislocation positions where the inner peripheral side and the outer peripheral side are exchanged, and the inner circumference is formed by fitting the slits to each other. A seat coil in which the side and the outer peripheral side are interchanged.
それぞれの前記シート状導体を、1ターン中における内周側に配置される部位の長さと外周側に配置される部位の長さとが等しくなるように内周側と外周側とで入れ替えており、Each of the sheet-shaped conductors is exchanged between the inner peripheral side and the outer peripheral side so that the length of the portion arranged on the inner peripheral side and the length of the portion arranged on the outer peripheral side in one turn are equal to each other.
2枚の前記シート状導体は、一方のシート状導体を折り曲げることなく、他方のシート状導体を一方のシート状導体の短手側を経由して折り曲げることで、内周側と外周側とが入れ替えられているシートコイル。The two sheet-like conductors can be formed between the inner peripheral side and the outer peripheral side by bending the other sheet-like conductor via the short side of the one sheet-like conductor without bending one sheet-like conductor. The seat coil that has been replaced.
それぞれの前記シート状導体を、1ターン中における内周側に配置される部位の長さと外周側に配置される部位の長さとが等しくなるように内周側と外周側とで入れ替えており、Each of the sheet-shaped conductors is exchanged between the inner peripheral side and the outer peripheral side so that the length of the portion arranged on the inner peripheral side and the length of the portion arranged on the outer peripheral side in one turn are equal to each other.
2枚の前記シート状導体は、一方の前記シート状導体が短手方向に2分割されており、In the two sheet-shaped conductors, one of the sheet-shaped conductors is divided into two in the lateral direction.
分割されたそれぞれの部位は、他方の前記シート状導体の長手方向に沿ってそれぞれ配置されているとともに、他方のシート状導体の短手側の端部を経由して折り曲げることで、内周側と外周側とが入れ替えられているシートコイル。Each of the divided parts is arranged along the longitudinal direction of the other sheet-shaped conductor, and is bent via the short end of the other sheet-shaped conductor to form an inner peripheral side. A seat coil in which the outer peripheral side and the outer peripheral side are exchanged.
それぞれの前記シート状導体を、1ターン中における内周側に配置される部位の長さと外周側に配置される部位の長さとが等しくなるように内周側と外周側とで入れ替えており、Each of the sheet-shaped conductors is exchanged between the inner peripheral side and the outer peripheral side so that the length of the portion arranged on the inner peripheral side and the length of the portion arranged on the outer peripheral side in one turn are equal to each other.
2枚の前記シート状導体は、それぞれ短手方向において2分割されており、The two sheet-shaped conductors are each divided into two in the lateral direction.
分割されたそれぞれの部位は、それぞれが並列で配置されているとともに、いずれか一方の部位を折り曲げることなく、他方の部位を一方の部位の端手側の端部を経由して折り曲げることで、内周側と外周側とが入れ替えられているシートコイル。Each of the divided parts is arranged in parallel, and the other part is bent via the end of one part on the end hand side without bending one part. A seat coil in which the inner peripheral side and the outer peripheral side are interchanged.
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