JPH0689806A - コイル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導体を巻回したコイル・インダクタ、変圧器
等において、小型化、低背化及び漏れ磁束を減少させる
とともに、高周波特性の改善を図る。 【構成】 導体で磁界の方向が逆になり、連続で、交
互、千鳥巻きした単層ソレノイド状コイルを２つ以上構
成し、巻始め、巻終わり端子を反対方向に取出し、分布
容量を減少させる。又、両端部に単層ソレノイドコイル
で開口部を塞ぐことで閉磁路形とする。更に、有鉄心構
造にすることでインダクタンスの増大を図るとともにコ
イルを複数にすることで変圧器の構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気機器、電子機器で構
成するコイル装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のコイル装置は磁気回路となる空間
の外周に導線をソレノイド状に単層又は、多層に巻回し
た構造であり、コイル装置の両端は磁気材料で閉磁路と
しないかぎり開磁路型であり、コイルから発生する磁
界、磁束が他の回路、部品と鎖交し障害を発生すること
がある。

【０００３】閉磁路型で所定の特性を得るためのコイル
装置にトロイダル巻構造があり、小型であるが生産性が
低く高価である。一般的には、磁気材料で鉄心と外装ケ
ースを兼ねた構造のものがあるが、これはコイル装置の
小型化、低背化に対しては構造上限界となっている。
又、単層、多層コイル装置を２個に分割して往復させた
磁路に挿入させることもあるが、組み立、接続作業等が
付随するため製造原価高の原因になっている。

【０００４】変圧器の場合、巻線は１次巻線の上に２次
巻線を巻回する構造が一般的で１次、２次巻線の結合度
の向上には限界がある場合が多い。このため漏れインダ
クタンスが無視出来ず、ノイズ発生の原因になり、又、
内部インピーダンス増大で、電圧変動率が大きくなる原
因にもなっている。

【０００５】多層コイル型及び、磁気材料で鉄心と外装
ケースを兼ねる構造では、巻始め、巻終わり端子間の浮
遊容量が増大し、高周波化の阻害要因になっており、使
用周波数範囲が比較的低周波域に制限されている。

【０００６】

【発明が解決しょうとする課題】解決しょうとする問題
点は、開磁路型コイル装置が発生する磁気障害と、磁気
材料を使用した閉磁路構造で鉄心とケースを兼用した構
造の時、浮遊容量増大による高周波化の障害と、小形
化、低背化の限界及び、製造工数大による原価高になっ
ている点である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、接近し、逆方
向に往復する２個以上の磁気回路を同時に連続する一本
の巻線用導体を単層ソレノイド状に交互、千鳥巻きして
開磁路型コイルを製作し、更に、巻始め、巻終わり部に
部分的に単層ソレノイドを巻き加え、閉磁路とすること
で、小型低背型、低磁気障害型で、かつ低浮遊容量型の
コイル実現した。又、変圧器においては、前出の千鳥巻
きした単位コイル２個以上使用することで、低漏れイン
ダクタンス・低内部インピーダンス化を実現した。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の基本となる巻線構造の斜視
図であって、１は巻始め端子、２は巻終わり端子、３は
巻線用導体、４は電流の方向を示し、５、６は各コイル
部Ｎ_１、Ｎ_２内に発生する磁束の方向を示し、Ｎ_１、Ｎ
_２は２つに分けたコイルを示し、そしてｎ_１１、
ｎ_１２、ｎ_１３…、ｎ_２１、ｎ_２２、ｎ_２３…はそれぞ
れＮ_１、Ｎ_２を構成する各１ターン部を示したものであ
る。巻き方は１本の巻線用導体３でまず、ｎ_１１を巻回
し、次にｎ_２１を巻回する。以下同様にｎ_１２、
ｎ_２２、ｎ_１３、ｎ_２３…という順に巻回して、Ｎ_１、
Ｎ_２を構成する。図示していないが、ｎ_１１、ｎ_１２等
の間に１ターン以上のソレノイド巻線部を挟むことも可
能である。

【０００９】図２、３、４は、コイル装置とした時の実
施例の斜視図と等価回路図であり、図２は空心閉磁路型
コイルで、１は巻始め、２は巻終わり端子であり、７は
単層ソレノイド構造で巻き加えたコイル部であり、他は
図１と同様である。図３は開口部のみに鉄心を挿入して
閉磁路とした他のコイル装置の実施例であり、８は鉄心
であり、他は図１、２と同様である。図４は有鉄心コイ
ル・インダクタの実施例の斜視図と等価回路図で、図
１、２、３と同様である。

【００１０】図５は変圧器に適用した時の実施例の傾視
図と等価回路図である。９、１０はそれぞれ所定の条件
で巻回したコイルＮ_１、Ｎ_２で構成した１次、２次巻線
で、他は図１、２、３、４と同様である。図示していな
いが、各１次巻線９、２次巻線１０を分割して交互に配
置し、それぞれ直、並列に接続することも可能である。
この結果、１次、２次巻線の結合度が高くなり、漏れイ
ンダクタンスを小さくすることができる。

【００１１】図６は電磁コイル、雷動機等の巻線例の斜
視図である。Ｎ_１、Ｎ_２は前出と同様構造のコイルであ
り８は鉄心、ヨークで、他は図１、２、３、４と同様で
ある。

【００１２】図示はしていないが、図４に示したコイル
装置において、鉄心の一部に磁束に直角の方向にスリッ
トを入れることで磁気センサの構造とすることができ
る。

【００１３】従来のコイル装置の構造は周知であり、説
明は省略する。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のコイル装
置は導体を連続して逆方向に磁界を発生させる単層ソレ
ノイド状コイルを、交互、千鳥状に２個以上巻回するこ
とで小形化、低背形を浮遊容量を増大させることなく実
現できる。又、開口部の両端には単層ソレノイドを付加
することや部分的に鉄心を挿入あるいは全体に鉄心を挿
入することで閉磁路とするとともにインダクタンスの増
大も容易に実現できる。一方、１次、２次巻線に２個の
巻線を使用することで変圧器にも応用でき、漏れインダ
クタンスの小さい変圧器を構成することができる。更に
それぞれ１次、２次巻線を分割して交互配置及び直並列
接続することによって、漏れインダクタンスはより小さ
くなり、内部インピーダンスの小さい変圧器ができる。
又、電動機の巻線、磁気センサの構造とすることも可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本となる巻線構造の斜視図を示した
説明図である。

【図２、３】本発明を使用した空心コイルの構造斜視図
を示した説明図である。

【図４】本発明を使用した鉄心付きコイル・インダクタ
の構造斜視図を示した説明図である。

【図５】本発明を使用した変圧器の構造斜視図を示した
説明図である。

【図６】本発明を使用した電動機等のコイル構造斜視図
を示した説明図である。

【符号の説明】

１ 巻始め端子 ２ 巻終わり端子 ３ 巻線用導体 ４ 電流の方向 ５、６ 磁束の方向 ７ 単層ソレノイド ８ 鉄心 ９ １次巻線 １０ ２次巻線 Ｎ_１、Ｎ_２ 巻線 ｎ_１１、ｎ_２１… 単位巻線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 閉ループで発生する磁界の方向が逆にな
   る２個以上の磁気回路を構成する単層ソレノイド状コイ
   ル部を連続した導体で交互、千鳥状に巻回し、巻始め、
   巻終りを反対方向に取り出した開磁路型コイル装置及
   び、巻始め、巻終わりに単層ソレノイドコイル部を追加
   してなる閉磁路型コイル装置。
2. 【請求項２】 請求項１のコイル装置を１個以上使用
   し、珪素鋼板、フェライトコアなど鉄心を磁気回路に挿
   入したコイル装置及び変圧器。更に、一部を開磁路とし
   た電動機コイルと極一部を開磁路にした磁気センサ。