JP2001196245A - リアクトル鉄心 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業効率を高めて工期を短縮化し、製造コス
トを低減した安価なリアクトル鉄心を提供する。 【解決手段】 上部継鉄５および下部継鉄６の両方と側
脚鉄９との連結部を額縁型にして４つの角にギャップＧ
を設けている。このギャップＧの大きさは全て２０ｍｍ
以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリアクトル鉄心に係
り、特に、磁気的に連結される側脚鉄および継鉄の構成
に改良を加えたものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりリアクトルとしては、ギャップ
付きの主脚鉄を有するものや、主脚鉄が省略されたもの
（いわゆる空芯型リアクトル）など様々なタイプが提案
されている。前者の代表例である分路リアクトルには図
８乃至図１０に示すような構成のリアクトル鉄心が多く
用いられている。図８に示すように電気鉄板を積層した
鉄心ブロック３とギャップ材４とが交互に複数個積み重
ねられて主脚鉄２が構成されている。かかるギャップ付
きの主脚鉄２の両側には電気鉄板を積層した側脚鉄９が
配置されいてる。また、各脚鉄２，９の上端部には上部
継鉄５が当接され、各脚鉄２，９の下端部には同じく下
部継鉄６が当接される。これら継鉄５，６は電気鉄板を
積層して形成され、各脚鉄２，９を相互に磁気的に連結
するように構成されている。

【０００３】さらに、図９に示すように主脚鉄２にはリ
アクトル巻線１が巻回されている。このリアクトル巻線
１が上部継鉄５および下部継鉄６に挟持されてリアクト
ル鉄心が構成される。より詳しくは主脚鉄２およびリア
クトル巻線１は、次のようにして継鉄５，６に挟持され
ている。上部継鉄５および下部継鉄６はそれぞれ継鉄締
め付け具７ａ，７ｂにより水平方向から締め付けられ、
継鉄締め付け具７ａ，７ｂに上下方向の締め付け力が加
えられて主脚鉄２が上部継鉄５および下部継鉄６間に挟
持される。

【０００４】また、継鉄締め付け具７ａ，７ｂからは巻
線締め付け金具１２ａ，１２ｂが張り出されている。巻
線締め付け金具１２ａにはスペーサ１３を介してリアク
トル巻線１の上端部が当接され、一方、巻線締め付け金
具１２ｂには直接リアクトル巻線１の下端部が当接され
ている。これら巻線締め付け金具１２ａ，１２ｂに上下
方向の締め付け力が加えられることによってリアクトル
巻線１が上部継鉄５および下部継鉄６間に挟持される。
なお、側脚鉄９は間隔材８を介して側脚鉄締め付け具１
０により挟持されている（図１０参照）。

【０００５】以上のように構成されたリアクトル鉄心で
は、リアクトル巻線１、主脚鉄２および側脚鉄締め付け
具１０に挟持された側脚鉄９を個別に形成し、次のよう
な工程を経て組立てている。 ［第１の工程］横臥状態にした側脚鉄９の下端部に電気
鉄板を差し込みながら積層して下部継鉄６を形成し、該
下部継鉄６を継鉄締め付け具７ｂで挟持して継鉄締め付
け具７ｂと側脚鉄締め付け具１０の下部側とを連結す
る。

【０００６】［第２の工程］横臥状態にある主脚鉄２お
よび側脚鉄９を起立させ、主脚鉄２を左右の側脚鉄９の
間に並立させる。 ［第３の工程］主脚鉄２にリアクトル巻線１を上部より
差し込んで契合する。

【０００７】［第４の工程］起立状態の側脚鉄９の上端
部に電気鉄板を差し込みながら積層して上部継鉄５を形
成し、該上部継鉄５を継鉄締め付け具７ａで挟持して継
鉄締め付け具７ａと側脚鉄締め付け具１０の上部側とを
連結する。以上のようにして組立てられたリアクトル鉄
心は次の処理工程へと送られる。

【０００８】以上のリアクトルはギャップ付きの主脚鉄
を有する従来例であるが、主脚鉄のない空芯型リアクト
ルとしては限流リアクトルなどが知られている。このタ
イプのリアクトル鉄心は主脚鉄を省略しただけで基本的
には同じ構成であり、同じ工程を経て組立てられてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の工程
中、第１および第４の工程では、側脚鉄９の端部に電気
鉄板を差し込み継鉄５，６を形成しながら鉄心の連結部
を形成するので、他の工程と並行して進めることができ
ず、作業効率が悪かった。しかも、上部継鉄５を形成す
る場合は、起立状態にある側脚鉄９の上端部という高所
で電気鉄板を積層しなくてはならず、作業性の向上が求
められていた。

【００１０】リアクトル鉄心の場合、発生損失を極力低
減するために電気鉄板の厚みを薄くして渦電流損を抑制
することが望ましい。したがって、継鉄５，６を形成す
るための電気鉄板の積層枚数は極めて多く、作業量は増
大する傾向にある。これに加えて上述したように第１お
よび第４の工程は他の工程と並行進行ができないので、
増大した作業量は直接、リアクトル鉄心の工期の長期化
を招いた。これにより、リアクトル鉄心の製造コストが
上昇するという不具合が生じた。

【００１１】本発明は、上記のような従来技術の課題を
取除くためになされたものであり、その目的は、作業効
率を高めて工期を短縮化し、製造コストを低減した安価
なリアクトル鉄心を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、巻回されたリアクトル巻線と、該リアク
トル巻線の両側に配置される側脚鉄と、前記各側脚鉄の
上端部を相互に磁気的に連結する上部継鉄と、前記各側
脚鉄の下端部を相互に磁気的に連結する下部継鉄とを備
え、前記リアクトル巻線が前記上部継鉄および前記下部
継鉄に挟持されてなるリアクトル鉄心において、次のよ
うな技術的な特徴を有している。

【００１３】請求項１の発明は、前記上部継鉄および前
記下部継鉄の少なくとも一方と前記側脚鉄との連結部に
ギャップを設けたことを特徴とする。

【００１４】以上の構成を有する請求項１の発明によれ
ば、上部継鉄および下部継鉄の少なくとも一方と側脚鉄
との連結部にギャップを設けたので、あらかじめ上部継
鉄および下部継鉄の少なくとも一方を形成した場合に、
形成した継鉄の寸法に誤差が生じたとしても、前記ギャ
ップがこれを吸収することができる。そのため、別工程
で個別に上部継鉄および下部継鉄あるいはその一方を形
成し、事前に形成した継鉄を継鉄締め付け具で挟持して
おくことができる。このように継鉄の形成作業を他の工
程とは独立して実施でき、効率良くリアクトル鉄心を組
立てることが可能である。すなわち、従来のように側脚
鉄の端部に電気鉄板を差し込みながら積層して継鉄を形
成し、鉄心の連結部を形成していく工程を含むことがな
い。したがって、リアクトル鉄心の組立工程を効率良く
並行して進めることができ、工期を大幅に短縮して製造
コストを低減できる。しかも、起立状態にある側脚鉄の
上端部という高所で電気鉄板を積層するといった面倒な
作業が不要となり、作業性が格段に向上する。

【００１５】請求項２の発明は、請求項１記載のリアク
トル鉄心において、前記ギャップの大きさは２０ｍｍ以
下であることを特徴とする。この請求項２の発明におい
ては、ギャップの大きさを２０ｍｍ以下とすることで、
ギャップによるリアクトル鉄心の工作性を確保すると同
時に、ギャップからの漏れ磁束を抑え、発生損失の増大
および周囲構造物の局部過熱を防ぐことができる。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１または２記載
のリアクトル鉄心において、前記上部継鉄および前記下
部継鉄の少なくとも一方と前記側脚鉄との連結部を額縁
型にして前記ギャップを設けたことを特徴とする。この
請求項３の発明によれば、継鉄と側脚鉄との連結部を額
縁型にしてギャップを設けたので、ギャップ近傍の電気
鉄板の圧延方向に対する磁束の乱れを抑制して発生損失
を低減することができる。

【００１７】請求項４の発明は、請求項１または２記載
のリアクトル鉄心において、前記上部継鉄および前記下
部継鉄の少なくとも一方と前記側脚鉄との連結部を矩形
型にして前記ギャップを設けたことを特徴とする。以上
の請求項４の発明では、継鉄と側脚鉄との連結部を矩形
型にしてギャップを設けたので、継鉄および側脚鉄の端
部の形状がシンプルである。したがって、両者ともその
形成が容易であり、製造コストの低減に寄与することが
できる。

【００１８】請求項５の発明は、請求項１、２、３また
は４記載のリアクトル鉄心において、前記上部継鉄、前
記下部継鉄および前記側脚鉄は無方向性電気鉄板を積層
してなることを特徴とする。上記の請求項５の発明にお
いては、上部継鉄、下部継鉄および側脚鉄が無方向性電
気鉄板からなるため、ギャップ近傍の電気鉄板の圧延方
向に対する磁束を乱すことがなく、発生損失を低減する
ことができる。

【００１９】請求項６の発明は、請求項１、２、３、４
または５記載のリアクトル鉄心において、前記ギャップ
に間隔材を設けたことを特徴とする。この請求項６の発
明では、間隔材の厚みによりギャップ長を自動的に決定
することができる。したがって、リアクトル鉄心の組立
工程におけるギャップ長管理が容易となり、作業効率が
さらに向上する。

【００２０】請求項７の発明は、請求項１、２、３、
４、５または６記載のリアクトル鉄心において、前記側
脚鉄にこれを挟持するための側脚鉄締め付け具を取付
け、前記側脚鉄締め付け具と前記側脚鉄との間隔が少な
くとも３０ｍｍとなるように間隔材を設けたことを特徴
とする。このような請求項７の発明によれば、側脚鉄締
め付け具と側脚鉄とは間隔材を介して少なくとも３０ｍ
ｍの間隔を設けたので、ギャップからの漏れ磁束が側脚
鉄締め付け具へ侵入する量を軽減して冷却性が向上す
る。これにより、ギャップ近傍に位置する側脚鉄締め付
け具の局部過熱を防止することができる。

【００２１】請求項８の発明は、１、２、３、４、５、
６または７記載のリアクトル鉄心において、前記上部継
鉄および前記下部継鉄にそれぞれ、継鉄を挟持するため
の継鉄締め付け具を取付け、前記継鉄締め付け具の間に
少なくとも前記リアクトル巻線の平均周長の半分が位置
するように間隔材を設けたことを特徴とする。以上のよ
うな請求項８の発明では、間隔材を配置したことによ
り、少なくともリアクトル巻線の平均周長の半分が継鉄
締め付け具の間に位置する。したがって、上部および下
部の継鉄間に挟持されるリアクトル巻線を広範囲に支持
することが可能となり、リアクトル巻線に上下方向締め
付け力を安定して負荷することができる。

【００２２】請求項９の発明は、請求項８記載のリアク
トル鉄心において、前記継鉄締め付け具は前記リアクト
ル巻線を締め付けるように構成したことを特徴とする。
この請求項９の発明によれば、継鉄締め付け具が巻線締
め付け金具を兼ねてこれを省くことができる。巻線締め
付け金具はリアクトル巻線からの漏れ磁束の影響を特に
強く受けて局部過熱し易い。したがって、巻線締め付け
金具を省くことにより局部過熱の抑制が可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
について図面を参照して具体的に説明する。以下に示す
実施の形態は図８乃至図１０に示した従来技術と同じく
ギャップ付きの主脚鉄を有する分路リアクトルである
が、限流リアクトルなどの空芯型リアクトルに適用する
こともできる。なお、図８乃至図１０に示した従来技術
と同一部分には同一の符号を付してその説明を省略し、
異なる部分のみ説明する。

【００２４】（１）第１の実施の形態…請求項１，２，
３対応 ［構成］図１は本発明の第１の実施の形態のリアクトル
鉄心の要部正面図である。第１の実施の形態は、上部継
鉄５および下部継鉄６の両方と側脚鉄９との連結部を額
縁型にして４つの角にギャップＧを設けたことを特徴と
している。このギャップＧの大きさは全て２０ｍｍ以下
である。

【００２５】［作用効果］以上のような構成を有する第
１の実施の形態によれば、側脚鉄９と上部継鉄５および
下部継鉄６の全ての連結部にギャップＧを設けたので、
あらかじめ上部継鉄５および下部継鉄６を形成してお
き、形成した継鉄５，６の寸法に若干の誤差が生じて
も、ギャップＧがこれを吸収できる。そのため、別工程
で個別に上部継鉄５および下部継鉄６を形成し、事前に
各継鉄５，６を継鉄締め付け具７で挟持しておくことが
できる。これにより、リアクトル鉄心の組立工程の中で
前工程が完了していないと進行できない工程が完全にな
くなる。

【００２６】つまり、電気鉄板を差し込みながら積層し
て鉄心の接合部を形成するという工程を全く含んでいな
いので、全ての工程が並行進行可能となる。したがっ
て、側脚鉄９と上部継鉄５および下部継鉄６を個別に同
時に積層でき、効率良く作業を進めることができる。こ
の結果、電気鉄板の積層枚数が膨大になり作業量が増大
しても、リアクトル鉄心の工期に与える影響を少なくす
ることができ、リアクトルの価額上昇を抑えることがで
きる。すなわち、発生損失を低い高性能のリアクトル鉄
心を安価に製造することが可能である。

【００２７】また、上部継鉄５を個別に積層することに
より、起立状態で高所の電気鉄板の積層という最も作業
性の悪い工程を取り除くことができ、作業性はいっそう
向上する。さらに、側脚鉄９と上部継鉄５および下部継
鉄６は連結部を額縁型にしてギャップＧを設けているた
め、電気鉄板は方向性あるいは無方向性のいずれを使用
してもギャップ部近傍の磁束の乱れを抑制でき、発生損
失の低減を図ることができる。このとき、ギャップＧの
大きさは２０ｍｍ以下なので、リアクトル鉄心の工作性
を確保しつつ、発生損失の増加や周囲の金属構造物の局
部過熱を防ぐことができる。これにより、上述の効果に
加えて品質の向上をも図ることができる。

【００２８】（２）第２の実施の形態…請求項４，５対
応 ［構成］図２は本発明の第２の実施の形態のリアクトル
鉄心の要部正面図である。第２の形態は、側脚鉄９と上
部継鉄５および下部継鉄６の連結部を矩形型にしてギャ
ップＧを設けたことを特徴としている。また、第２の実
施の形態では、上部継鉄５、下部継鉄６および側脚鉄９
は無方向性電気鉄板を積層してなる。

【００２９】［作用効果］以上の第２の実施の形態で
は、上記第１の実施の形態が持つ作用効果に加えて、次
のような作用効果を持つことができる。すなわち、継鉄
５，６と側脚鉄９の連結部が矩形型であるため、各構成
部材の形状をシンプルにすることができる。これによ
り、製造コストの低減に寄与することができる。また、
上部継鉄５、下部継鉄６および側脚鉄９が無方向性電気
鉄板なので、ギャップＧ近傍の電気鉄板の磁束を乱すこ
とがなく、発生損失を低減することができる。

【００３０】なお、第２の実施の形態の変形例として
は、図３に示すように上部継鉄５と側脚鉄９との間にだ
けギャップＧを設けた例もある。このように継鉄５，６
の一方一方と側脚鉄９との連結部にギャップＧを設けて
も良い。以上の実施の形態では、上部継鉄５を個別に積
層して起立状態の高所での電気鉄板積層という作業性の
悪い工程を省くことを重視している。

【００３１】（３）第３の実施の形態…請求項６対応 ［構成］図４は本発明の第３の実施の形態のリアクトル
鉄心の要部正面図である。第３の実施の形態は前記第１
の実施の形態において、側脚鉄９と継鉄５，６の連結部
に設けたギャップＧにそれぞれ、非磁性体の間隔材１１
を設けたことを構成上の特徴としている。

【００３２】［作用効果］第３の実施の形態において
は、ギャップＧに間隔材１１を介装したので、この間隔
材１１の厚みによってギャップ長を自動的に決定するこ
とができる。このような第３の実施の形態によれば、第
１の実施の形態について説明した作用効果に加えて、リ
アクトル鉄心組立工程におけるギャップ長を容易に管理
することができ、作業能率の向上を図ることができる。

【００３３】（４）第４の実施の形態…請求項７対応 ［構成］図５は本発明の第４の実施の形態のリアクトル
鉄心の側面図である。第４の実施の形態は、側脚鉄締め
付け具１０と側脚鉄９との間隔が少なくとも３０ｍｍ
（図８中のδ寸法）となるように間隔材８を設けたこと
を特徴とするものである。

【００３４】［作用効果］以上の第４の実施の形態によ
れば、側脚鉄締め付け具１０と側脚鉄９とが間隔材８を
介して少なくとも３０ｍｍの間隔を有する。そのため、
ギャップＧからの漏れ磁束が側脚鉄締め付け具１０へ侵
入する量を減らすことができる。したがって、冷却性が
向上し、ギャップＧ近傍の側脚鉄締め付け具１０におけ
る局部過熱を防止することができる。これにより、第１
の実施の形態で説明したのと同様の作用効果を得ること
に加えて、品質の向上も図ることができる。

【００３５】（５）第５の実施の形態…請求項８，９対
応 ［構成］図６および図７は本発明の第５の実施の形態の
リアクトルの側面図とそのＡ矢視断面図である。第５の
実施の形態は、継鉄締め付け具７，７の間に少なくとも
リアクトル巻線１の平均周長１４（図７に図示）の半分
（図７中の２Ｓ寸法）が位置するように間隔材８を設け
ると共に、継鉄締め付け具７が巻線締め付け金具１２を
兼ねていることを特徴としている。

【００３６】［作用効果］上記第５の実施の形態によれ
ば、間隔材８を配置したことにより、少なくともリアク
トル巻線１の平均周長１４の半分が継鉄締め付け具７，
７の間に位置している。したがって、上部継鉄５および
下部継鉄６間に挟持されるリアクトル巻線１を広範囲に
支持できるようになり、リアクトル巻線１に上下方向締
め付け力を安定して負荷することができる。このため、
継鉄締め付け具７より張り出した巻線締め付け金具１２
を省略することが可能となり、リアクトル巻線１からの
漏れ磁束の影響を特に強く受ける巻線締め付け金具１２
の局部過熱の問題を解消することができる。これにより
第１の実施の形態で説明したのと同様の作用、効果を得
ることに加え、品質の向上をも図ることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上部継鉄および下部継鉄の少なくとも一方と側脚鉄との
連結部にギャップを設けるという極めて簡単な構成によ
り、個別に上部継鉄および下部継鉄あるいはその一方を
形成してリアクトル鉄心の組立工程を効率良く並行して
進めることができ、作業効率を高めて工期を短縮化し、
製造コストを低減した安価なリアクトルを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すリアクトル鉄
心の要部正面図

【図２】本発明の第２の実施の形態を示すリアクトル鉄
心の要部正面図

【図３】本発明の第２の実施の形態の変形例を示すリア
クトル鉄心の要部正面図

【図４】本発明の第３の実施の形態を示すリアクトル鉄
心の要部正面図

【図５】本発明の第４の実施の形態を示すリアクトル鉄
心の側面図

【図６】本発明の第５の実施の形態を示すリアクトル鉄
心の側面図

【図７】図６のＡ矢視断面図

【図８】従来のリアクトル鉄心の要部正面図

【図９】従来のリアクトル鉄心の部分断面図

【図１０】従来のリアクトル鉄心の側面図

【符号の説明】

１…リアクトル巻線 ２…主脚鉄 ３…鉄心ブロック ４…ギャップ材 ５…上部継鉄 ６…下部継鉄 ７…継鉄締め付け具 ８…間隔材 ９…側脚鉄 １０…側脚締め付け具 １１…間隔材 １２…巻線締め付け金具 １３…スペーサ １４…巻線平均径 Ｇ…ギャップ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 巻回されたリアクトル巻線と、該リアク
   トル巻線の両側に配置される側脚鉄と、前記各側脚鉄の
   上端部を相互に磁気的に連結する上部継鉄と、前記各側
   脚鉄の下端部を相互に磁気的に連結する下部継鉄とを備
   え、前記リアクトル巻線が前記上部継鉄および前記下部
   継鉄に挟持されてなるリアクトル鉄心において、 前記上部継鉄および前記下部継鉄の少なくとも一方と前
   記側脚鉄との連結部にギャップを設けたことを特徴とす
   るリアクトル鉄心。
2. 【請求項２】 前記ギャップの大きさは２０ｍｍ以下で
   あることを特徴とする請求項１記載のリアクトル鉄心。
3. 【請求項３】 前記上部継鉄および前記下部継鉄の少な
   くとも一方と前記側脚鉄との連結部を額縁型にして前記
   ギャップを設けたことを特徴とする請求項１または２記
   載のリアクトル鉄心。
4. 【請求項４】 前記上部継鉄および前記下部継鉄の少な
   くとも一方と前記側脚鉄との連結部を矩形型にして前記
   ギャップを設けたことを特徴とする請求項１または２記
   載のリアクトル鉄心。
5. 【請求項５】 前記上部継鉄、前記下部継鉄および前記
   側脚鉄は無方向性電気鉄板を積層してなることを特徴と
   する請求項１、２、３または４記載のリアクトル鉄心。
6. 【請求項６】 前記ギャップに間隔材を設けたことを特
   徴とする請求項１、２、３、４または５記載のリアクト
   ル鉄心。
7. 【請求項７】 前記側脚鉄にこれを挟持するための側脚
   鉄締め付け具を取付け、 前記側脚鉄締め付け具と前記側脚鉄との間隔が少なくと
   も３０ｍｍとなるように間隔材を設けたことを特徴とす
   る請求項１、２、３、４、５または６記載のリアクトル
   鉄心。
8. 【請求項８】 前記上部継鉄および前記下部継鉄にそれ
   ぞれ、継鉄を挟持するための継鉄締め付け具を取付け、 前記継鉄締め付け具の間に少なくとも前記リアクトル巻
   線の平均周長の半分が位置するように間隔材を設けたこ
   とを特徴とする１、２、３、４、５、６または７記載の
   リアクトル鉄心。
9. 【請求項９】 前記継鉄締め付け具は前記リアクトル巻
   線を締め付けるように構成したことを特徴とする請求項
   ８記載のリアクトル鉄心。