JP2001203112A - 電磁誘導機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コアの製造歩留まりがロの字形のコアと同等
によく、かつ漏れ磁束を目の字形のコアと同等に少なく
できる軽量化が可能な電磁誘導機器を得る。 【解決手段】 コイル１６，１７が巻き付けられて主磁
路を形成するロの字形のコア１５の外周に、コア１５か
らの漏れ磁束１８，１９の磁路を形成する帯状のバイパ
ス部材３０を装着した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源高周波対策用
リアクタのように漏れ磁束の多い電磁誘導機器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】図５
（Ａ）は外鉄型と呼ばれるＥＩ形のコア１０を用いたリ
アクタの構成を示すもので、Ｅ形のコア分割体１の中脚
１ａにコイル２を巻き付け、Ｅ形のコア分割体１の開放
端を閉じるようにＩ形のコア分割体３を配置して中脚１
ａとＩ形のコア分割体３との間に、絶縁物が挿入される
ギャップ４を形成し、Ｅ形のコア分割体１の２つの外脚
１ｂ，１ｂをコイル２の両外側に位置させている。この
ＥＩ形のコア１０は、多数の磁性鋼板を重ねてなるもの
で、薄い磁性鋼板から、図５（Ｂ）に示すようにＥ形の
コア分割体１とＩ形のコア分割体３を並べて打抜き加工
により歩留まりよく製造できるので、コスト面で有利と
なる。

【０００３】しかし、このＥＩ形のコア１０を用いたリ
アクタはコアの量が後述するロの字形のコアより多いた
め、コア（Ｆｅ）とコイル（Ｃｕ）の比重差（Ｆｅ＞Ｃ
ｕ）もあって重量が重くなる。また、このＥＩ形のコア
１０は、中脚１ａを除いたコア１０全体が広い面積で露
出しているため、露出部分から漏れ磁束５，６が生じ易
く、加えて中脚１ａの磁気飽和を緩和するためのギャッ
プ４がコイル２の端部に配置されていて、このギャップ
４から発生する漏れ磁束がコイル２内に封じ込められな
いため、漏れ磁束５，６がさらに大きくなる。

【０００４】次に、図６（Ａ）は内鉄型と呼ばれるロの
字形のコア１５を用いたリアクタの構成を示すもので、
一対のコの字形のコア分割体１１，１２の一方の磁脚部
１１ａ，１２ａ同士および他方の磁脚部１１ｂ，１２ｂ
同士をそれぞれギャップ１３，１４を設けて対向させ
て、ギャップ付のロの字形のコア１５を構成し、磁脚部
１１ａと１２ａで構成される磁脚１５ａに第１のコイル
１６を巻き付け、磁脚部１１ｂと１２ｂで構成される磁
脚１５ｂに第２のコイル１７を巻き付けたものである。
このコの字形のコア分割体１１，１２は、図６（Ｂ）に
示すようにコア分割体１１，１２を並べて、打抜き加工
またはカットコアで歩留まりよく製造できるので、コス
ト面で有利となる。また、このギャップ付のロの字形の
コア１５を用いたリアクタは、前記ＥＩ形のコア１０に
比べて、コアの量が少なくなってコイルが主体となるた
め、コア（Ｆｅ）とコイル（Ｃｕ）の比重差（Ｆｅ＞Ｃ
ｕ）もあって、図５のＥＩ形のコア１０を用いた外鉄型
に比べて軽量化が可能となる。

【０００５】また、ロの字形のコア１５から生じる漏れ
磁束１８，１９は、連結部１１ｃ，１２ｃの外側では位
相が１８０°異なるため互いに打ち消しあって零とな
り、外側方に広がる漏れ磁束１８，１９が残る。しか
し、ギャップ１３，１４から発生する漏れ磁束は、第
１，第２のコイル１６，１７内に封じ込められるので、
ＥＩ形のコア１０の場合よりも少なくなる。

【０００６】次に、図７（Ａ）は外鉄型と呼ばれる目の
字形のコア２０を用いたリアクタの構成を示すもので、
一対のコア分割体２１，２１からなり、図６（Ａ）に示
したギャップ付のロの字形のコア１５の外側に、バイパ
ス磁路を形成する外脚２１ｄ，２１ｅを設けたものに相
当する。この目の字形のコア２０は、２つの磁脚２１
ａ，２１ｂに第１，第２のコイル２２，２３を巻き付け
たもので、漏れ磁束のうち、連結部２１ｃの外側の漏れ
磁束は、図６の場合と同様に、互いに打ち消しあって零
となり、磁脚２１ａ，２１ｂから外方に向かう漏れ磁束
２４，２５は外脚２１ｄ，２１ｅ内を通過するため、外
部への漏れ磁束はＥＩ形およびロの字形のコアよりも少
なくなる。

【０００７】しかし、この目の字形のコア２０は、形状
が複雑なため、図７（Ｂ）に示すように、打抜き製造時
の歩留まりが悪く、コスト高になるとともに、バイパス
磁路を設けた分だけリアクタの体積および重量が増大す
る。

【０００８】本発明は、コアの製造歩留まりがロの字形
のコアと同等によく、かつ漏れ磁束を目の字形のコアと
同等に少なくできるとともに、小形化、軽量化が可能な
電磁誘導機器を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る電磁誘導機器は、コイルが巻き付けら
れて主磁路を形成するロの字形のコアの外周に、コアか
らの漏れ磁束の磁路を形成する帯状のバイパス部材が装
着されたものである。上記構成によれば、漏れ磁束はバ
イパス部材内を通るため、目の字形のコアと同程度に少
なくなる。

【００１０】本発明の好ましい実施形態においては、ロ
の字形のコアの一方の脚部に第１のコイルが、他方の脚
部に第２のコイルが巻き付けられたものである。上記構
成によれば、コアの１つの脚に第１のコイルと第２のコ
イルを重ねて巻き付ける場合と比較してコイルの放熱が
よく、トランスの幅も小さくなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係
るリアクタの構成を示す図で、連結部の両端に磁脚部を
持つ一対のコの字形のコア分割体１１，１２を、非磁性
の絶縁物が挿入されるギャップ１３，１４を設けて対向
させて、主磁路を形成するギャップ付のロの字形のコア
１５を構成している。両コア分割体１１，１２の相対向
する磁脚部１１ａと１２ａで構成される一方の磁脚１５
ａに第１のコイル１６を、磁脚部１１ｂと１２ｂで構成
される他方の磁脚１５ｂに第２のコイル１７を、それぞ
れ巻き付けている。これにより、コア１５を介して両コ
イル１６，１７が磁気的に結合される。各コア分割体１
１，１２は、薄い磁性鋼板を多数積層したものである。
ロの字形のコア１５の積層厚さとほぼ同じ幅の高透磁率
材（例えば珪素鋼板）で図１に示す８角形に形成した帯
状のバイパス部材３０が、その上下２辺の内面３０ａ，
３０ａをロの字形のコア１５の連結部１１ｃ，１２ｃの
外面に当接させ、両側の２辺が第１，第２のコイル１
６，１７から若干離れた外側に位置して、ロの字形のコ
ア１５の外周を取り囲むように取り付けたものである。
バイパス部材３０の厚さｔは、コア１５の磁脚１５ａ，
１５ｂの幅Ｗ１、および連結部１１ｃ，１２ｃの幅Ｗ２
よりも小さく、好ましくは、Ｗ１およびＷ２の１／２よ
りも小さい。

【００１２】この第１実施形態によれば、２つの磁脚１
５ａ，１５ｂから連結部１１ｃ，１２ｃの外側に生じる
漏れ磁束１８，１９のうち、内側に向かう磁束１８ａ，
１９ａは位相が１８０°異なるため互いに打ち消しあっ
て零となり、外側に広がる漏れ磁束１８ｂ，１９ｂは、
磁路を形成するバイパス部材３０内を通るため、バイパ
ス部材３０の外側に生じる漏れ磁束は、前記目の字形の
コアを用いた場合と同等に低減する。また、コの字形の
コア分割体１１，１２を構成する磁性鋼板は、図６
（Ｂ）に示したように、打抜き加工またはカットコアで
歩留りよく製造でき、しかも、ＥＩ形のコア１０を用い
たものよりも軽量化が可能となり、さらに、バイパス部
材３０はその厚さｔの小さいもので十分バイパス磁路を
形成できるから、目の字形のコアを用いたものよりも軽
量化および小形化が可能となる。

【００１３】図２は、本発明の第２実施形態に係るリア
クタの構成を示す図で、この第２実施形態のギャップ付
のロの字形のコア１５の構成は、前記第１実施形態と同
じであるので、その説明は省略する。この第２実施形態
のバイパス部材３０Ａは、コア１５の積層厚さとほぼ同
じ幅の帯状の磁性鋼板を、図２に示す４角形の樽形に巻
き付け、上下２辺の内面３０ａ，３０ａがロの字形のコ
ア１５の連結部１１ｃ，１２ｃの外面に当接するように
嵌め込み、電気絶縁材からなるバンドのような締付部材
３１，３１で連結部１１ｃ，１２ｃに締め付けて固定し
たものである。このバイパス部材３０Ａの厚さと、コア
１５の磁脚１５ａ，１５ｂの幅および連結部１１ｃ，１
２ｃの幅の関係は、第１実施形態と同様である。

【００１４】この第２実施形態によれば、前記第１実施
形態の漏れ磁束低減効果が得られるとともに、バイパス
部材３０Ａを低コストで製造できる。

【００１５】図３は、本発明の第３実施形態に係るリア
クタの構成を示す図で、この第３実施形態のギャップ付
のロの字形のコア１５の構成は、前記第１実施形態と同
じであるので、その説明は省略する。この第３実施形態
のバイパス部材３０Ｂは、ロの字形のコア１５の積層厚
さとほぼ同じ幅の帯状の高透磁率材で同じコの字形に形
成された分割部材３２，３２を、コの字形の内底面３２
ａ，３２ａがロの字形のコア１５の連結部１１ｃ，１２
ｃの外面に当接するように配置し、分割部材３２，３２
の開放端の重ね合わせ部分３２ｂ，３２ｂを、銅などの
非磁性材または電気絶縁材からなるバンドのような締付
部材３３，３３で締め付けたものである。このバイパス
部材３０Ｂの厚さと、コア１５の磁脚１５ａ，１５ｂの
幅および連結部１１ｃ，１２ｃの幅の関係は、第１実施
形態と同様である。

【００１６】この第３実施形態によれば、前記第１実施
形態の漏れ磁束低減効果が得られるとともに、ロの字形
のコア１５へのバイパス部材３０Ｂの取付け作業が容易
になる。

【００１７】図４は、本発明の第４実施形態に係るリア
クタの構成を示す図で、この第４実施形態のギャップ付
のロの字形のコア１５の構成は、前記第１実施形態と同
じであるので、その説明は省略する。この第４実施形態
のバイパス部材３０Ｃは、ロの字形のコア１５の積層厚
さとほぼ同じ幅の帯状の高透磁率材でコの字形に形成さ
れて、その開放端の内面がテーパ面３４ｂに形成された
第１のコの字形分割部材３４と、同じ帯状の高透磁率材
でコの字形に形成されて、その開放端の外面がテーパ面
３５ｂに形成された第２のコの字形分割部材３５とを備
えている。両分割部材３４，３５のテーパ面３４ｂと３
５ｂを係合させて図の上下方向から押圧力を加え、第
１，第２の分割部材３４，３５の内底面３４ａ，３５ａ
をロの字形のコア１５の連結部１１ｃ，１２ｃの外面に
当接させ、さらに、バイパス部材３０Ｃの外周に巻き付
けた非磁性材または電気絶縁材のバンドのような締付部
材３６で、ロの字形のコア１５に締め付けている。この
バイパス部材３０Ｃの厚さと、コア１５の磁脚１５ａ，
１５ｂの幅および連結部１１ｃ，１２ｃの幅の関係は、
第１実施形態と同様である。

【００１８】この第４実施形態によれば、前記第１実施
形態の漏れ磁束低減効果が得られるとともに、第１，第
２のコの字形分割部材３４，３５の重ね合わせ部分の厚
さを前記第３実施形態のものより薄くでき、リアクタの
小形化が可能となる。

【００１９】なお、本発明は、リアクタのほか、電源変
圧器のような他の電磁誘導機器にも適用できる。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る電磁誘導機器は、コイルが
巻き付けられて主磁路を形成するロの字形のコアの外周
に、コアからの漏れ磁束の磁路を形成する帯状のバイパ
ス部材を装着したものであるから、目の字形のコアと同
等の漏れ磁束に抑制できるとともに、コアの製造歩留り
がよく、小形化および軽量化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係るリアクタの構成を
示す正面図である。

【図２】本発明の第２実施形態に係るリアクタの構成を
示す正面図である。

【図３】本発明の第３実施形態に係るリアクタの構成を
示す正面図である。

【図４】本発明の第４実施形態に係るリアクタの構成を
示す正面図である。

【図５】（Ａ）はＥＩ形のコアを用いたリアクタの構成
を示す正面図、（Ｂ）はＥ形とＩ形のコアの打抜きパタ
ーンを示す図である。

【図６】（Ａ）はロの字形のコアを用いたリアクタの構
成を示す正面図、（Ｂ）はロの字形のコアの打抜きパタ
ーンを示す図である。

【図７】（Ａ）は目の字形のコアを用いたリアクタの構
成を示す正面図、（Ｂ）は目の字形のコアの打抜きパタ
ーンを示す図である。

【符号の説明】

１１，１２…コの字形のコア分割体、１１ａ，１１ｂ，
１２ａ，１２ｂ…磁脚部、１１ｃ，１２ｃ…連結部、１
３，１４…ギャップ、１５…ロの字形のコア、１５ａ，
１５ｂ…磁脚、１６…第１のコイル、１７…第２のコイ
ル、１８，１９…漏れ磁束、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３
０Ｃ…バイパス部材、３０ａ…内面、３１，３３，３６
…締付部材、３２…分割部材、３２ａ，３４ａ，３５ａ
…内底面、３４ｂ，３５ｂ…テーパ面。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイルが巻き付けられて主磁路を形成す
   るロの字形のコアの外周に、コアからの漏れ磁束の磁路
   を形成する帯状のバイパス部材が装着された電磁誘導機
   器。
2. 【請求項２】 請求項１において、ロの字形のコアの一
   方の脚部に第１のコイルが、他方の脚部に第２のコイル
   が巻き付けられている電磁誘導機器。