JP2008263147A - リアクトル - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、製造工数を減らして生産効率を改善し、機械的な押さえが無くても熱衝撃による騒音特性劣化を防止することが可能なリアクトルを提供する。
【解決手段】 ２本の脚鉄心、上記脚鉄心の上下に設けられた鉄心、上記脚鉄心と鉄心の間に設けられたギャップ材、脚鉄心を巻回するコイル、上部の鉄心に取り付けられた絶縁性の樹脂成型品である端子台、下部の鉄心に取り付けられた絶縁性の樹脂成型品である底板からなり、コイルは上下に分離されて脚鉄心を巻回し、上下に分離されたコイルの間にはスペーサが設置され、隣接するコイルの間には絶縁紙が設置されており、上記鉄心、上記ギャップ材、およびこれらの固定に使用される接着剤の線膨張係数を１．２×１０^−５〜１．５×１０^―５／℃とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インバータ回路等に用いられるリアクトルに関し、特に機械的な押さえ構造を用いずに熱衝撃による騒音特性の劣化を防止可能なリアクトルに関する。

従来のリアクトルでは、図９に示すようにリアクトル２０の外周を覆う鉄のフレーム２１が用いられ、このフレーム２１をビス等を用いて締め付けることにより、鉄心・ギャップ等をより堅固に固定する構造となっている。

このような従来の鉄のフレームを用いた構造では、コイルの材質の変更等によって、リアクトルのサイズが大きくなってしまうと、フレームの部分を小さくすることでの対応が難しく、このような場合にはフレームを用い無い構造が必要となる。

鉄のフレームを用い無い構造のリアクトルでは、機械的な固定構造がなくなることから、鉄心・ギャップ等の固定が不十分となって熱衝撃による騒音特性の劣化が生じるという問題点があった。

この原因となっているのは、鉄心、ギャップ材、およびこれらの固定に用いられる接着剤が、それぞれ熱による膨張率が異なっていることであり、このことが騒音特性の劣化の大きな要因となっていた。

また、従来のリアクトルでは、リアクトルの端子を機器の基板端子に取り付ける際に、コイルからの電線では線自体が硬く取り回しに自由が利かないという欠点があり、これに対応するために、リアクトル側でフレキシブルなリード線に接続替えした場合、余分な製造工数を要し、さらに、リアクトルに長いリード線が付くために取り扱いしづらくなるという問題点があった。

本発明は、製造工数を減らして生産効率を改善し、機械的な押さえが無くても熱衝撃による騒音特性劣化を防止することが可能なリアクトルを提供することを目的とする。

本発明のリアクトルは、２本の脚鉄心、上記脚鉄心の上下に設けられた鉄心、上記脚鉄心と鉄心の間に設けられたギャップ材、脚鉄心を巻回するコイル、上部の鉄心に取り付けられた絶縁性の樹脂成型品である端子台、下部の鉄心に取り付けられた絶縁性の樹脂成型品である底板からなり、コイルは上下に分離されて脚鉄心を巻回し、縦に並んだコイルの間にはスペーサが設置され、横に並んだコイルの間には上記スペーサに固定された絶縁紙が設置されており、上記鉄心、上記ギャップ材、およびこれらの固定に使用される接着剤の線膨張係数が１．２×１０^−５〜１．５×１０^―５／℃であることを特徴とする。

そして、上記脚鉄心が絶縁性の樹脂カバーで覆われ、上記脚鉄心の樹脂カバー、上記端子台および上記底板の樹脂成型品にはフランジが形成され、上記端子台のフランジと上記樹脂カバー上部のフランジ、および上記底板のフランジと上記樹脂カバー下部のフランジがそれぞれビスにより固定されているが好ましい。

また、上記スペーサの中央部には、複数の凹部が設けられ、上記絶縁紙の中央部には複数の凸部が設けられ、上記スペーサの中央部に上記絶縁紙の中央部に設けられた切込みが差し込まれた時に、上記凹部と上記凸部が噛み合うことにより、上記絶縁紙が上記スペーサに固定されることが好ましい。

本発明のリアクトルは、２本の脚鉄心、上記脚鉄心の上下に設けられた鉄心、上記脚鉄心と鉄心の間に設けられたギャップ材、脚鉄心を巻回するコイル、上部の鉄心に取り付けられた絶縁性の樹脂成型品である端子台、下部の鉄心に取り付けられた絶縁性の樹脂成型品である底板からなり、コイルは上下に分離されて脚鉄心を巻回し、縦に並んだコイルの間にはスペーサが設置され、横に並んだコイルの間には上記スペーサに固定された絶縁紙が設置されており、上記鉄心、上記ギャップ材、およびこれらの固定に使用される接着剤の線膨張係数が１．２×１０^−５〜１．５×１０^―５／℃であることにより、機械的な押さえ構造無しでも、熱衝撃による騒音特性の劣化を防止することが可能となる。

そして、上記脚鉄心が絶縁性の樹脂カバーで覆われ、上記脚鉄心の樹脂カバー、上記端子台および上記底板の樹脂成型品にはフランジが形成され、上記端子台のフランジと上記樹脂カバー上部のフランジ、および上記底板のフランジと上記樹脂カバー下部のフランジがそれぞれビスにより固定されているにより、より堅固に鉄心・ギャップ財投の固定が可能であり、さらにリアクトルの設置面積を小さくすることが可能となる。

また、上記スペーサの中央部には、複数の凹部が設けられ、上記絶縁紙の中央部には複数の凸部が設けられ、上記スペーサの中央部に上記絶縁紙の中央部に設けられた切込みが差し込まれた時に、上記凹部と上記凸部が噛み合うことにより、上記絶縁紙が上記スペーサに固定されることにより、絶縁紙を設置した後に、位置ズレが生じないようにすることが可能となる。

以下に、図を用いて本発明のリアクトルの実施形態について説明する。

図１は第１の実施形態のリアクトル１の正面図であり図２が側面図、図３が平面図である。

図１に示すように、本発明の第１の実施形態のリアクトル１は、２本の脚鉄心２と、上記鉄心２の上下にギャップ材５を介して接着剤を用いて固定された鉄心３，４、脚鉄心２を巻回するコイル６、上部の鉄心３に取り付けられた絶縁性の樹脂成型品である端子台８、下部の鉄心４に取り付けられた絶縁性の樹脂成型品である底板９から構成される。

上記端子台８にはコイル６のコイル線が接続された圧着端子１１が六角ナット１２で固定されている。

そして、コイル６は脚鉄心２に上下２段で配置されており、上下のコイル６の間には絶縁性のスペーサ７が配置され、隣接するコイル６の間には、上記スペーサ７に固定された絶縁紙１０が設置されている。

コイル６の材質としては、銅、あるいはアルミが用いられる。特に、アルミを用いた場合には、コイル６が大きくなるので、本発明のようにフレームを用いない構造が全体をコンパクトにできるのでより効果的である。

樹脂成型品の材質としては、耐熱性を有するものが好ましく、例えば１８０℃以上の熱変形温度を有するポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）、シンジオタクチックポリスチレン樹脂（ＳＰＳ）等を用いる。

スペーサ７の材質としても、耐熱性を有するものが好ましく、樹脂成型品と同様に、１８０℃以上の熱変形温度を有するポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）、シンジオタクチックポリスチレン樹脂（ＳＰＳ）等を用いることができる。

絶縁紙１０は、図５に示すように、中央部に切込みが設けられ、接着剤を塗布して、絶縁紙１０の切込みを、スペーサ７の中央部に差し込んで、スペーサ７に絶縁紙１０を固定する。

この時、単に差し込んだだけでは絶縁紙１０の固定が不十分で、位置ズレが生じる恐れがあるので、スペーサ７に複数の凹部１３を、絶縁紙１０には複数の凸部１４を設ける。

本実施形態では、凸部１４を図５に示すような鋸の刃状に形成し、凹部１３をこれに噛み合うような形状としている。これにより、スペーサ７に絶縁紙１０を差し込むと、凹部１３と凸部１４が噛み合い、位置ズレを防止することが可能となる。

絶縁紙１０の材質としては、耐熱性を有するものが好ましく、例えば耐熱温度が１８０℃以上のアラミド紙またはポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）、シンジオタクチックポリスチレン樹脂（ＳＰＳ）等を用いる。

ギャップ材５の材質としては、耐熱性に優れた液晶ポリマーやセラミック等を用いることができる。また、ガラス繊維をギャップ材として使用し、リアクトル１組み立て後にエポキシ樹脂をリアクトル１全体に真空含浸することによりガラス繊維にエポキシ樹脂を浸み込ませ硬化させても良い。

本発明のリアクトル１は、上記脚鉄心２、鉄心３，４、ギャップ材５を接着剤を用いて互いに固定するが、この時、鉄心２，３，４、ギャップ材５およびこれらの接着に用いる接着剤の線膨張係数を１．２×１０^−５〜１．５×１０^―５／℃とする。

鉄心の線膨張係数は、だいたい１．４×１０^―５／℃であり、ギャップ材もこれに近いものが従来から用いられている。しかし、従来用いられている接着剤の線膨張係数はこれらよりも大きいので、熱による膨張率が鉄心等とは異なり、これが、熱衝撃による騒音特性の劣化につながっていた。

そこで、接着剤の一例として、エポキシ樹脂接着剤を用いる。エポキシ樹脂接着剤は、一般的に加熱硬化型が用いられているが、本発明では室温硬化型又は光硬化型等を用いることも可能である。

そして、線膨張係数を下げるために、エポキシ樹脂接着剤に各種添加剤を用いることも可能である。この場合、例えば、ガラスフィラー等を添加すると効果がある。

このようにして、本発明では、これらの異なる線膨張係数を１．２×１０^−５〜１．５×１０^―５／℃の範囲に揃えることで、熱による膨張率を同じようにし、熱衝撃による騒音特性の劣化を防止することを可能とする。

次に、図６〜８に示す第２の実施形態のリアクトル１について詳しく説明する。

第２の実施形態のリアクトル１は、第１の実施形態のリアクトル１と同様に、２本の脚鉄心２と、鉄心３，４、脚鉄心２を巻回するコイル６、上部の鉄心３に取り付けられた絶縁性の樹脂成型品である端子台８、下部の鉄心４に取り付けられた絶縁性の樹脂成型品である底板９から構成されるが、脚鉄心２は絶縁性の樹脂カバー１５で覆われている。

そして、端子台８、底板９および樹脂カバー１５にはそれぞれフランジ１６が設けられており、端子台８のフランジ１６と樹脂カバー１５の上部のフランジ１６、底板９のフランジ１６と樹脂カバー１５の下部のフランジ１６が、ビス１７により互いに固定されている。

このように、フランジ１６を設けてビス１７により固定することで、リアクトル全体の剛性が高くなり、熱による膨張を抑えることが可能となり、また、リアクトルの設置面積を小さくすることが可能となる。

本発明の第１の実施形態のリアクトルの正面図である。 本発明の第１の実施形態のリアクトルの側面図である。 本発明の第１の実施形態のリアクトルの平面図である。 （ａ）が本発明のリアクトルのスペーサの平面図であり、（ｂ）が（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。 本発明のリアクトルの絶縁紙の側面図である。 本発明の第２の実施形態のリアクトルの正面図である。 本発明の第２の実施形態のリアクトルの側面図である。 本発明の第２の実施形態のリアクトルの平面図である。 従来のリアクトルの正面図である。

符号の説明

１ リアクトル
２ 脚鉄心
３ 鉄心
４ 鉄心
５ ギャップ材
６ コイル
７ スペーサ
８ 端子台
９ 底板
１０ 絶縁紙
１１ 圧着端子
１２ 六角ナット
１３ 凹部
１４ 凸部
１５ 樹脂成型品
１６ フランジ
１７ ビス
２０ リアクトル
２１ フレーム

Claims (3)

1. ２本の脚鉄心、上記脚鉄心の上下に設けられた鉄心、上記脚鉄心と鉄心の間に設けられたギャップ材、脚鉄心を巻回するコイル、上部の鉄心に取り付けられた絶縁性の樹脂成型品である端子台、下部の鉄心に取り付けられた絶縁性の樹脂成型品である底板からなり、
   コイルは上下に分離されて脚鉄心を巻回し、縦に並んだコイルの間にはスペーサが設置され、横に並んだコイルの間には上記スペーサに固定された絶縁紙が設置されており、
   上記鉄心、上記ギャップ材、およびこれらの固定に使用される接着剤の線膨張係数が１．２×１０^−５〜１．５×１０^―５／℃であることを特徴とするリアクトル。
2. 脚鉄心が絶縁性の樹脂カバーで覆われ、上記脚鉄の樹脂カバー、上記端子台および上記底板の樹脂成型品にはフランジが形成され、上記端子台のフランジと上記樹脂カバー上部のフランジ、および上記底板のフランジと上記樹脂カバー下部のフランジがそれぞれビスにより固定されていることを特徴とする請求項１に記載のリアクトル。
3. 上記スペーサの中央部には、複数の凹部が設けられ、上記絶縁紙の中央部には複数の凸部が設けられ、上記スペーサの中央部に上記絶縁紙の中央部に設けられた切込みが差し込まれた時に、上記凹部と上記凸部が噛み合うことにより、上記絶縁紙が上記スペーサに固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のリアクトル。

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