JP2004349617A - リアクトル用圧粉鉄心 - Google Patents

Abstract

【課題】圧粉鉄心を活用して、低騒音のリアクトル鉄心を提供する。
【構成】リアクトルの厚さより小さい厚さの２個以上の圧粉鉄心からなる鉄心要素１３、１４、１５をそなえる。この鉄心要素を組み合わせて所定のリアクトルの形状に構成させた単位鉄心１０を形成する。同じ鉄心要素１３、１４、１５を前記単位鉄心１０と異なる組み合わせ方で同一形状に構成した別の単位鉄心２０を形成させる。前記単位鉄心１０、２０を、鉄心要素１３、１４、１５の組み合わせによる突き合わせ部Ａの位置が相互に異なるように配置して交互に必要な厚さに重ね、重ね合わせた方向に圧着させる。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧粉鉄心を使用したリアクトルの鉄心に係り、とくに低騒音のリアクトルを得られる鉄心に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、リアクトルの鉄心は、Ｕ形あるいはＥ形とＩ形に打抜成形した薄鉄板を必要な厚さに積層し、Ｕ形の積層鉄心相互またはＥ形とＩ形の積層鉄心を突き合わせるようにして構成されているが、積層が面倒であり、突き合わせ部の積層面を平面に加工する必要があった。
また特性改善のため、
【特許文献１】特開平７−３０７２３２号公報に示されているように圧粉鉄心を用い、鉄心自体の磁気抵抗を利用したリアクトルが提案されている。しかし、従来の圧粉鉄心を用いたリアクトル鉄心は、特許文献１のように圧粉鉄心によって鉄心自体を一体に形成するか、前記のＵ形あるいはＥ形とＩ形の積層鉄心と同様に、積層された鉄心と同形の圧粉鉄心を製作し、Ｕ形の鉄心相互またはＥ形とＩ形の鉄心を突き合わせて構成させる構造のものが採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、リング状や日字状に一体に構成された鉄心では、コイルを巻き付ける時に手で直接巻き付けるか、あるいはトロイダル巻線機等の特殊な巻線機が必要であり、電力用など大形になる場合や構造が特殊な場合はトロイダル巻線機の適用が困難になっている。
また、Ｕ字形鉄心やＥ形とＩ形に成形した圧粉鉄心を突き合わせてリアクトル鉄心を形成する場合は、コイルをあらかじめ成形して鉄心脚に挿入することができるとともに、鉄心自体の磁気抵抗を利用してギャップレス構造にすることが可能であるが、たとえば、図７に示すように、積層鉄心あるいは圧粉鉄心で形成されたＥ形鉄心７１の脚部の端面とＩ形鉄心７２の側面との突き合わせ部分Ａは、３カ所の突き合わせ面Ａを均一な平面にする必要があり、精密な加工をして相互の締め付けを十分に行っても、実際には完全にギャップを無くすことは極めて難かしく、残存するギャップにより磁気騒音を発生し、低騒音形のリアクトルを製作することが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記の問題を解決し、圧粉鉄心の特徴を活用し、従来の巻線方法を適用できる低騒音形のリアクトル鉄心を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、リアクトルの厚さより小さい厚さの圧粉鉄心からなる２個以上の鉄心要素をそなえ、この鉄心要素を組み合わせて所定のリアクトルに応じた形状に構成した単位鉄心と、前記単位鉄心と異なる組み合わせ方で同一形状に構成した別の単位鉄心とをそなえ、前記単位鉄心相互を、鉄心要素の組み合わせによって生じる突き合わせ部の位置を異ならせて必要な厚さに重ね、重ね合わせた方向に圧着固定させるようにしている。
【０００６】
したがって、リング状鉄心では、両側の脚の長さを異ならせた圧粉鉄心からなる２個の鉄心要素をそなえ、長さの異なる脚の端面相互を突き合わせてリング状の単位鉄心を形成させ、この単位鉄心の複数個を、相互に突き合わせ部の位置を変えて所要の厚さに重ね、重ね合わせた方向に締め付けて圧着固定させる。
また、角形鉄心では、長さの異なる短冊状の圧粉鉄心からなる鉄心要素をそなえ、１つの鉄心要素の端面を他の鉄心要素の側面に突き合わせ、鉄心要素を互いに直角方向に連結させて所定形状に組み合わせた単位鉄心を形成させ、この単位鉄心と組み合わせを変えて同一の形状にした他の単位鉄心とを、相互に突き合わせ部の位置を変えて所要の厚さに重ね、重ねた方向に圧着させている。
【０００７】
【発明の実施の態様】
これを図に示す実施例について説明する。
図１（ａ）（ｂ）は、リング状のリアクトル鉄心を構成する各単位鉄心の例を示す斜視図で、単位鉄心１、２は、いずれも圧粉鉄心からなる鉄心要素１１と１２で形成され、単位鉄心１は、左側で鉄心要素１１の短い脚と鉄心要素１２の長い脚を突き合わせており、単位鉄心２は、右側で鉄心要素１１の短い脚と鉄心要素１２の長い脚を突き合わせている。なお、３は締め付け孔、Ａは突き合わせ部である。
この単位鉄心１と２を、図２に示すように交互に複数個（図では３個）重ねて所定の厚さのリアクトル鉄心を形成させる。したがって、各単位鉄心の突き合わせ部Ａが相互に重ならない位置に配置されており、締め付け孔３に図示していないボルトなどでを通し、重ね方向に圧着して固定させる。
【０００８】
図３（ａ）（ｂ）は、角形のリアクトル鉄心例を構成する単位鉄心１０および単位鉄心２０の正面図である。１３、１４、１５は圧粉鉄心からなる短冊状の鉄心要素で、それぞれ長さを異ならせた同一の適宜の厚さに形成している。
単位鉄心１０は、鉄心要素１３の両端面に、それぞれ鉄心要素１４の下方の側面を突き合わせ、中央の上側面に他の鉄心要素１４の下端面を突き合わせて、中央脚が高いＥ形に形成し、前記中央の鉄心要素１４の上部側面の両側に、鉄心要素１５、１５の一方端面を突き合わせ、この鉄心要素１５、１５の他方の側面を前記鉄心要素１４、１４の上端面にそれぞれ突き合わせねことによって角形に形成されている。
また、単位鉄心２０は、前記単位鉄心１０と上下を対象にして鉄心要素１３、１４、１５を組み合わせることにより突き合わせ位置を単位鉄心１０と異ならせて形成している。３は締め付け孔、Ａは突き合わせ部である。
このように、単位鉄心１０と単位鉄心２０は、鉄心要素１３、１４、１５の組み合わせを変えて、突き合わせ部Ａが相互に異なる位置になるようにしており、単位鉄心１０と単位鉄心２０を図４のように重ねたときに、突き合わせ部Ａは相互に重ならず、他の単位鉄心の鉄心要素の面に接するように位置される。
【０００９】
図５は、図４の鉄心を用い、コイル６と締め付け金具４、５および締め付けねじ７を加えてリアクトルを構成したときの断面図で、図４のＸ−Ｘ線に沿う断面を示している。
単位鉄心１０の上部の鉄心要素１５、１５と単位鉄心２０の鉄心要素１３を除いた状態で重ね、下方の締め付け金具４、４で仮締めしてリアクトルコイル６を挿入し、鉄心要素１５、１３を押し込んで、上部の締め付け金具５、５を当て、上下の締め付け金具４、５を締め付けねじ７で締め付けている。
【００１０】
図６は、本発明鉄心の磁束の流れを示す説明図で、図２に示したリアクトル鉄心の脚を一部拡大して示している。
圧粉鉄心からなる単位鉄心１、２の鉄心要素１１、１２の突き合わせ部ＡにおけるギャップＧの少なくとも片側には、重ね合わせによる微小なギャップｇで別の単位鉄心の鉄心要素が接している。このため、たとえば単位鉄心２の鉄心要素１２を通る磁束φは、突き合わせ部Ａでは殆どが微小ギャップｇを通って両側の単位鉄心１にバイパス通路Ｂを形成して流れ、ギャップＧに流れる磁束は著しく減少する。バイパス通路Ｂは鉄心の面相互が密着した微小なギャップｇで形成されているため磁気抵抗が殆ど無く、他の単位鉄心の磁束も同様に突き合わせ部でバイパスされ、電力用として大きな磁束が流れる場合でも騒音を著しく小さくすることができる。
図４に示される角形のリアクトルについても同様である。
【００１１】
なお、単位鉄心相互の締め付け圧着は、締め付け孔に限られず適宜の手段で行うことができる。また、以上の説明では、ノーマルモードリアクトルに応用する場合について述べているが、本発明の鉄心は、単相交流回路および直流回路においては、２個のリアクトルコイルを同一の鉄心脚に起磁力を互いに打ち消すように巻き付けることによりコモンモードリアクトルを構成することができ、また、３相交流回路では、Ｒ相、Ｓ相、Ｔ相のリアクトルコイルを各相の起磁力が加わるように巻装することにより３相回路のコモンモードリアクトルを構成することができる。
【００１２】
【発明の効果】
このように本発明は、リアクトルの厚さより小さい厚さの圧粉鉄心からなる２個以上の鉄心要素を組み合わせて所定のリアクトル形状に応じて構成した単位鉄心と、前記単位鉄心と異なる組み合わせ方で同一形状に構成した別の単位鉄心とを、鉄心要素の組み合わせによる突き合わせ部の位置を異ならせて必要な厚さに重ね合わせ、単位鉄心相互を圧着固定させるようにしているので、鉄心要素の突き合わせ部に残存するギャップの少なくとも片側に、別の鉄心要素の面が圧着されて微小なギャップで接しているため、鉄心を通る磁束は、突き合わせ部では圧着した他の鉄心要素にバイパスして磁気抵抗が殆ど無く、ギャップレスの状態を保持して圧粉鉄心自体の磁気抵抗を活用したリアクトルを構成でき、突き合わせ部におけるギャップによる騒音を低下させ、小電流のリアクトルは勿論、大電流のリアクトルにおいても低騒音のリアクトルを実現できる効果が得られる。
【００１３】
また、単位鉄心は複数個の鉄心要素で組み立てられているので、鉄心にコイルを巻装する場合に、特殊な巻線機を必要とせず、成形コイルを使用することができ、単位鉄心相互を連結する締め付け箇所も少なく、製作が容易で、安価に提供できるなどの利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるリング鉄心を構成する単位鉄心の例を示す斜視図である。
【図２】図１の単位鉄心によるリアクトル鉄心の斜視図である。
【図３】本発明による角形鉄心を構成する単位鉄心の例を示す正面図である。
【図４】図３の単位鉄心によるリアクトル鉄心の斜視図である。
【図５】図４の鉄心を用いたリアクトルの例で、図４のＸ−Ｘ線に沿う断面図を示している。
【図６】本発明鉄心の磁束の流れを示す説明図である。
【図７】従来の鉄心の例を示す正面図である。
【符号の説明】
１、２ 単位鉄心
１１、１２ 鉄心要素
１０・２０ 単位鉄心
１３、１４、１５ 鉄心要素
３ 締め付け孔
４、５ 締め付け金具
６ リアクトルコイル
７ 締め付けねじ
Ａ 突き合わせ部

Claims (3)

1. リアクトルの厚さより小さい厚さの圧粉鉄心からなる２個以上の鉄心要素をそなえ、この鉄心要素を組み合わせて所定のリアクトルに応じた形状の単位鉄心を形成し、前記単位鉄心と異なる組み合わせ方で同一形状に構成した別の単位鉄心とをそなえ、前記単位鉄心相互を、鉄心要素の組み合わせによる突き合わせ部の位置を異ならせて必要な厚さに重ね、重ね合わせた方向に圧着固定させたことを特徴とするリアクトル用圧粉鉄心。
2. 前記鉄心要素が、両側の脚の長さを異ならせた圧粉鉄心からなる２脚鉄心であり、２個の鉄心要素を、長さの異なる脚の端面相互を突き合わせてリング状の単位鉄心を構成している請求項１のリアクトル用圧粉鉄心。
3. 前記鉄心要素が、長さの異なる圧粉鉄心からなる短冊状鉄心であり、それぞれ鉄心要素の端面を他の鉄心要素の側面に突き合わせて、所定のリアクトル形状に組み合わせて角形の単位鉄心を構成している請求項１のリアクトル用圧粉鉄心。

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