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公開番号2021002585
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210107
出願番号2019115485
出願日20190621
発明の名称コア
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人特許業務法人鷲田国際特許事務所
主分類H01F 27/24 20060101AFI20201204BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】自身にかかる応力に起因した発熱量の増大および損失の増大を低減することが可能なコアを提供する。
【解決手段】コア1は、巻線が巻回される巻回部2と、第1壁部31と、第1壁部とは離間し、第1方向において第1壁部に対向して配置される第2壁部32と、第1壁部に接触するように配置される第3壁部33と、第3壁部とは離間し、第1方向とは異なる第2方向において第3壁部に対向して配置される第4壁部34を有し、巻回部の周囲を囲む壁部3と、を備える。第1壁部と第2壁部は別部材で構成され、第3壁部と第4壁部は別部材で構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
巻線が巻回される巻回部と、
第1壁部と、前記第1壁部とは離間し、第1方向において前記第1壁部に対向して配置される第2壁部と、前記第1壁部に接触するように配置される第3壁部と、前記第3壁部とは離間し、前記第1方向とは異なる第2方向において前記第3壁部に対向して配置される第4壁部を有し、前記巻回部の周囲を囲む壁部と、
を備え、
前記第1壁部と前記第2壁部は別部材で構成され、前記第3壁部と前記第4壁部は別部材で構成される、
コア。
続きを表示(約 730 文字)【請求項2】
前記第1壁部、前記第2壁部、前記第3壁部、および、前記第4壁部は、前記壁部の熱膨張によって移動可能に構成されている、
請求項1に記載のコア。
【請求項3】
前記第3壁部は、前記第1壁部および前記第2壁部とは別部材で構成され、
前記第4壁部は、前記第1壁部および前記第2壁部とは別部材で構成されている、
請求項1または請求項2に記載のコア。
【請求項4】
前記巻回部は、前記壁部とは別部材で構成されている、
請求項1〜3の何れか1項に記載のコア。
【請求項5】
前記巻回部は、前記第1壁部、前記第3壁部および前記第4壁部とは離間しており、前記第2壁部と一体に構成されている、
請求項1〜3の何れか1項に記載のコア。
【請求項6】
前記第2壁部は、前記第3壁部および前記第4壁部とは別部材で構成され、
前記第2壁部と前記第3壁部との接点、および、前記第2壁部と前記第4壁部との接点は、前記第1方向における前記巻回部の範囲内に位置する、
請求項5に記載のコア。
【請求項7】
前記巻回部は、前記第2壁部と接触し、かつ、前記第1壁部と離間しており、
前記第2壁部は、外部の冷却部によって冷却される、
請求項4〜6の何れか1項に記載のコア。
【請求項8】
前記巻回部および前記壁部は、ポッティング材によって固定されている、
請求項1〜7の何れか1項に記載のコア。
【請求項9】
前記第1壁部と前記第3壁部とは一体に構成されている、
請求項1に記載のコア。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、コアに関する。
続きを表示(約 3,800 文字)【背景技術】
【0002】
従来、電力変換装置等に設けられるトランスでは、E字状またはU字状のコアを2つ結合して用いられることが一般的に知られている。例えば、E字状のコアの場合、1つのコアは、所定方向に延びる本体部と、所定方向と直交する方向に本体部から延びる3つの脚部を有するが、トランスでは、2つのコアの脚部同士を対向配置させた状態で2つのコアが用いられる。
【0003】
例えば、特許文献1には、E字状のコアとI字状のコアとが結合された構成が開示されている。この構成では、各構成部品が、それぞれの相対位置を維持するべく固着されている。また、トランスにおいて、各コアの脚部間にギャップが設けられる場合、ギャップ長を正確にするため、E字状のコアが用いられることが主流となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2014−143439号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
これらのコアは、装置の動作中に発熱するため、装置内に設けられる冷却部によって冷却されるが、コアの全部分を均等に冷却することが困難であるので、冷却部に冷却される部分と、それ以外の部分とで温度勾配が発生する。その結果、コアにおける発熱に起因してコアに応力がかかり、ひいてはコアの損失が増大する。コアの損失が増大すると、その損失によって温度勾配がさらに大きくなり、コアの損失がさらに増大する。
【0006】
また、E字状のコア等、複数の脚部を有するコアである場合、温度勾配がさらに大きくなって脚部間にさらなる応力がかかると、当該応力によりコアが破損してしまうおそれがあった。特に、特許文献1に記載の構成のように、各構成部品が、それぞれの相対位置を維持するべく固着されている構成であると、各構成部品の接点部分が完全に固着された状態であるため、接点部分以外の部分が破損してしまうおそれがあった。
【0007】
本開示の目的は、自身にかかる応力に起因した発熱量の増大および損失の増大を低減することが可能なコアを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示に係るコアは、
巻線が巻回される巻回部と、
第1壁部と、前記第1壁部とは離間し、第1方向において前記第1壁部に対向して配置される第2壁部と、前記第1壁部に接触するように配置される第3壁部と、前記第3壁部とは離間し、前記第1方向とは異なる第2方向において前記第3壁部に対向して配置される第4壁部を有し、前記巻回部の周囲を囲む壁部と、
を備え、
前記第1壁部と前記第2壁部は別部材で構成され、前記第3壁部と前記第4壁部は別部材で構成される。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、自身にかかる応力に起因した発熱量の増大および損失の増大を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
本開示の実施の形態に係るコアを示す図である。
コアにおけるポッティング材が充填された状態を示す図である。
コアにおける作用効果を説明するための図である。
E字状のコアにおいて発生する問題を説明するための図である。
変形例にかかるコアの一例を示す図である。
変形例にかかるコアの一例を示す図である。
変形例にかかるコアの一例を示す図である。
変形例にかかるコアの一例を示す図である。
変形例にかかるコアの一例を示す図である。
変形例にかかるコアの一例を示す図である。
変形例にかかるコアの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本開示の実施の形態に係るコア1を示す図である。
【0012】
図1に示すように、コア1は、例えば電源装置等の電力変換装置に設けられるトランスに用いられる鉄心等の磁性体であり、巻回部2と、壁部3とを有する。巻回部2および壁部3は、互いに別部材で構成されている。
【0013】
巻回部2は、巻線(不図示)に巻回される部分であり、上下方向に延びている。上下方向は、本開示の「第1方向」に対応する。
【0014】
巻回部2の下端部の端面は、壁部3における後述する第2壁部32の上面に接触している。巻回部2の上端部は、壁部3における後述する第1壁部31の下面とは離間して配置されている。
【0015】
壁部3は、巻回部2を取り囲んでおり、矩形状に構成されている。壁部3は、第1壁部31、第2壁部32、第3壁部33および第4壁部34を有する。第1壁部31、第2壁部32、第3壁部33および第4壁部34のそれぞれは、別部材である板状部材で構成されている。
【0016】
第1壁部31および第2壁部32は、左右方向に延びており、上下方向において巻回部2を挟むように配置されている。左右方向は、本開示の「第2方向」に対応する。
【0017】
第1壁部31は、巻回部2の上端部側に配置されている。第2壁部32は、巻回部2の下端部側に配置されている。
【0018】
第3壁部33および第4壁部34は、上下方向に延びており、左右方向において巻回部2を挟むように配置されている。第3壁部33および第4壁部34は、上下方向において第1壁部31と第2壁部32との間に配置されている。
【0019】
第3壁部33は、巻回部2の右方に配置されており、第4壁部34は、巻回部2の左方に配置されている。
【0020】
第3壁部33の上端部の端面は、第1壁部31の右端部における下面と接触している。第3壁部33の下端部の端面は、第2壁部32の右端部における上面と接触している。
【0021】
第4壁部34の上端部の端面は、第1壁部31の左端部における下面と接触している。第4壁部34の下端部の端面は、第2壁部32の左端部における上面と接触している。
【0022】
また、図2に示すように、巻回部2および壁部3は、ポッティング材4によって固定されている。ポッティング材4は、壁部3の内部に巻回部2および巻線とともに充填される。
【0023】
また、第2壁部32は、電力変換装置等の外部の装置に設けられる冷却部と接触する部分である。別の言い方をすると、第2壁部32は、外部の冷却部に冷却される被冷却部分である。また、巻回部2は、被冷却部分側の端部が壁部3に接触配置され、被冷却部分とは反対側の端部が壁部3と離間して配置されている。
【0024】
以上のように構成された本実施の形態に係るコア1の作用効果について説明する。
【0025】
コア1は、搭載される装置の動作中において発熱する。本実施の形態の場合、第2壁部32が被冷却部分であるので、第2壁部32の部分で冷却されることにより、コア1が冷却される。しかしながら、コア1における第2壁部32以外の部分については、冷却部に接触していないので、コア1全体が均等に冷却されない。そのため、第2壁部32と、それ以外の部分とで温度勾配が生じる。
【0026】
このような温度勾配が生じると、ポッティング材4の熱膨張により、コア1の各部に対して応力がかかる。また、壁部3自身の熱膨張によっても、コア1の各部に対して応力がかかる。例えば、図3に示すように、第3壁部33や第4壁部34の部分では、外側に広がろうとする応力Nが壁部3の内側からかかる。なお、図3では、一例として第3壁部33および第4壁部34の部分にかかる応力Nのみを示しており、第1壁部31および第2壁部32にかかる応力については図示を省略している。
【0027】
このような応力Nがかかると、巻線により発生している磁場に影響を与えてしまい、コア1における損失が増大する。コア1の損失が増大すると、その損失によって発熱量が増大して温度勾配がさらに大きくなり、応力がさらに増大し、ひいてはコア1の損失がさらに増大する。
【0028】
ここで、例えば、図4に示すように、本体部A1と、本体部A1の異なる部位から上下方向に延びる3つの脚部A2,A3,A4を有するようなE字状のコアAを含む構成の場合、本体部A1と各脚部間や、異なる2つの脚部間で応力Nがかかり合うこととなる。
【0029】
このような構成の場合、発熱量、応力、損失が増大し続けていき、最終的にはコアAが破損するという問題が生じる。
【0030】
それに対し、図3に示すように、本実施の形態では、壁部3における各部が別部材である。言い換えると、第1壁部31、第2壁部32、第3壁部33および第4壁部34が、壁部3の熱膨張によって移動可能に構成されている。
(【0031】以降は省略されています)

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