JP2014045110A - 空芯リアクトル - Google Patents

Abstract

【課題】空芯リアクトルの振動対策として、絶縁物を巻線間に介挿し、リアクトルにテープを巻きつけ固定する方法は、組立性が悪く、コスト高であった。
【解決手段】空芯リアクトル本体１に２本以上の棒２を貫通させ、２本以上の棒２は空芯リアクトル本体１の内側円周部の一部と内接するように配設し、各棒２の両端はＬ型の支持物３に固定する。さらに空芯リアクトル本体１の外周一部に絶縁テープ５を貼り付けることで振動による巻線同士の衝突を防止し、Ｌ型の支持物３を板金等に固定することで空芯リアクトルを保持、固定することが可能となる。
【選択図】図１

Description

この発明は、大容量整流装置などに用いられる空芯リアクトルに関し、特にリアクトルを構成する巻線導体が互いに接触したり、導体相互間の振動音の発生を防止するようにした空芯リアクトルに関するものである。

従来の空芯リアクトルは、電磁力で生じる導体相互間の振動で巻線同士が接触するのを防ぐため、リアクトル本体の円周方向の一部において巻線相互間に複数の絶縁スペーサを介挿し、バインドテープにより、導体と絶縁スペーサとを一体的に締結するようにしている（例えば特許文献１参照) 。
また特許文献１では、バインドテープの巻き始め部分にしわが発生することにより、導体と絶縁スペーサの締結状態が不安定になることを防ぐため、絶縁スペーサが介挿される箇所の導体の両端部にコ字状の締結補助部材を設け、導体と絶縁スペーサと締結補助部材の３者をバインドテープで一体的に締結するようにしている。

特開昭５９−１１６０８号公報

このような従来の空芯リアクトルの場合、振動防止のために各巻線間に絶縁スペーサを介挿するため、組立てていく過程で絶縁スペーサの位置がずれ易くなる。また、巻線間の接触を防ぐには少なくとも３方向において、各巻線間に絶縁スペーサを介挿しなければならなず、３方向において、各巻線間に絶縁スペーサを介挿して組立てるのは容易でないことは言うまでもない。

巻線間に介挿する絶縁スペーサとして一体成型品を使うことで、上記組立性の問題を多少改善することは出来るが、一体成型品の絶縁スペーサはカスタム品となり、汎用性が無いうえに、コスト高を招くという問題があった。
また、巻線間の隙間が、例えば１ｍｍ以下と狭い場合は、一体成型品で巻線間に介挿する絶縁スペーサを製作することができない。

さらに、特許文献１の場合はバインドテープを巻回するので、空芯リアクトル内側にバインドテープを貼り付けるために、バインドテープを空芯リアクトル内側に通す際に、周囲にテープ粘着部が接触し易く、作業性が悪くなる。
また、リアクトルの曲面にバインドテープを貼り付けるため、バインドテープにしわが出来るうえ、リアクトル内側の中央部へのバインドテープ貼り付けが容易でない。
さらに、リアクトルの内径が、人の手が入らない小径であったり、リアクトル全長が長い場合は、バインドテープをリアクトル内側に貼り付けるのがより困難であった。

一般に、空芯リアクトルを組み付けたパワーエレクトニクス機器を輸送する場合、空芯リアクトルには大きな輸送振動が加わる。
特許文献１に記載される空芯リアクトルはバインドテープが経年劣化、または振動によって切れると、巻線間の絶縁スペーサがずれて外れ、最悪には絶縁スペーサが脱落し、振動防止機能が失われるため、強度の高いバインドテープが必要であった。
強度の高いバインドテープを採用しても、テープ粘着部が空芯リアクトルの発する熱によって劣化し、やがて剥がれるため、やはり巻線間の絶縁スペーサがずれて最悪脱落し、振動防止機能が失われることがあった。上記問題を防ぐため耐劣化、耐熱性の高いバインドテープを使用するとコスト高となる。

また、特許文献１に示すような空芯リアクトルの場合、巻線間の振動を抑えることは可能だが、空芯リアクトル本体を取り付ける機構、例えば周囲の板金等に支持固定する機構を有しないため、別途空芯リアクトル本体の支持固定機構が必要となっていた。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、振動で空芯リアクトルの巻線同士が衝突することによって生じる振動音、巻線皮膜の損傷による絶縁不良を防ぐとともに、空芯リアクトルを周囲の板金等に支持・固定する機構を得ることを目的とするものである。

この発明に係る空芯リアクトルは、導体を螺旋状に巻回した空芯リアクトル本体、この空芯リアクトル本体の内側を貫通すると共に、空芯リアクトル本体を構成する導体の円周方向の一部に内接した２本以上の棒、空芯リアクトル本体を挟むように空芯リアクトル本体の軸方向の両側に配置された支持物を備え、２本以上の棒の両端は支持物に固定されてなるものである。

この発明によれば、両端が支持物で固定される少なくとも２本以上の棒が空芯リアクトル本体の内側を貫通し、２本以上の棒を導体内側の円周方向の一部に内接させることで、空芯リアクトル本体は２本以上の棒と支持物で支持され、振動による巻線の移動を棒と巻線間の摩擦で抑えることができ、巻線同士が衝突することによって生じる振動音、巻線皮膜の損傷による絶縁不良を防ぐことができる。

また、支持物としてL型の絶縁物を使用すると、両端のL型の支持物を板金等にネジなどで固定することで、空芯リアクトル本体を樹脂モールドすることなく、絶縁して板金等に固定することができる。
さらに、空芯リアクトル本体の外周方向の一部にテープを貼り付けることで、従来技術のように巻線間に絶縁スペーサを介挿することなく、巻線間が振動によって接触するのを防げるといった、従来にない顕著な効果を奏するものである。

この発明の実施の形態１による空芯リアクトルを示す側面図と正面図である。 この発明の実施の形態１による空芯リアクトルの実装形態の一例を示す模式図である。 この発明の実施の形態１による空芯リアクトルの巻線の要部を示す図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１における空芯リアクトルを図１〜図３に基づいて説明する。
図１（ａ）は空芯リアクトルの側面図、図１（ｂ）は正面図を示し、図１において、空芯リアクトル本体１は平角銅線の導体１ａを螺旋状に巻回したエッジワイズコイルで構成されている。空芯リアクトル本体１の螺旋状に巻回した巻線導体１ａの内側には３本の棒２ａ、２ｂ、２ｃ（以下、総称する場合は添字を省略する）が貫通し、３本の棒２はリアクトル本体１の巻線内側の円周方向の一部に接触している。

なお、３本の棒２ａ、２ｂ、２ｃは、ガラスエポキシ、ベークライトといった樹脂材料の棒を摩擦の大きいゴムチューブ等に通して構成され、棒の表面の材質がゴム（エラストマー）で摩擦が大きくなるようにしている。これら３本の棒２は、それぞれの棒が少なくとも９０度以上の間隔で配置され、好ましくは互いに１２０度の間隔で配置して、空芯リアクトル本体１の内側を貫通させ、導体１ａの円周方向の一部に内接させている。

空芯リアクトル本体１を挟むように、空芯リアクトル本体１の軸方向の両側にはＬ型アングルの支持物３が配置され、３本の棒２の両端は、それぞれにＬ型アングルの支持物３に固定されている。このＬ型アングルの支持物３は、誘導加熱の影響を受けないようにガラスエポキシ、ベークライトといった樹脂材料で絶縁性のものが好ましい。
両端のＬ型アングルの支持物３の底辺の一辺は、ベース板４にネジ留めまたは溶接によって固定されている。

空芯リアクトル本体１の上面、正面、裏面の３方向より、絶縁テープ５が空芯リアクトル本体１の軸心と平行に外周の一部に貼り付けられ、絶縁テープ５の両端は空芯リアクトル本体１の両側に設けられたＬ型アングルの支持物３に貼り付けられている。
即ち、絶縁テープ５は空芯リアクトル本体１の内側には巻回しないようにしている。

このような構成により、空芯リアクトル本体１が２本以上の棒２とL型アングルの支持物３で支持されるので、支持物３を介して周囲の板金などに空芯リアクトルを固定することができる。
さらに、２本以上の棒２が空芯リアクトル本体１の円周方向の一部に内接することで、振動による巻線導体１ａの移動を棒２と巻線導体１ａ間の摩擦で抑えることができる。

図２は図１に示す空芯リアクトルを周囲に配置された板金６に実装した形態の一例を示す模式図で、両端のＬ型アングルの支持物３は、ベース板４を介して板金６等にネジ留めされて固定されている。
また、空芯リアクトル本体１の巻線導体１ａの両端は配線ケーブル７が接続されている。

このように構成された空芯リアクトルを組み込んだパワエレ機器を輸送する場合、空芯リアクトル本体１には大きな輸送振動が加わり易い。
この発明によれば、図２に示すように空芯リアクトル本体１の内側には摩擦の大きいゴムチューブに通した３本の棒２を内接させており、振動による巻線導体（平角銅線）１ａ下部の移動が抑えられる。

さらに、絶縁テープ５を空芯リアクトル本体１の３方向より外周の一部に貼り付けたことで、図３に示すように、空芯リアクトルに矢印方向に振動が加わった際、すべての巻線導体（平角銅線）１ａの上部が同一方向に振れるため、巻線同士が接触し難く輸送振動によって、巻線同士が衝突して発する振動音、巻線皮膜の損傷による絶縁不良が防止され、信頼性が向上する。

実施の形態１に示す空芯リアクトルを組み込んだパワエレ機器を、例えば客先に据付後、絶縁テープ５が経年劣化によって剥がれ落ちたとしても、巻線下部はゴムチューブに通した３本の棒２が内接するので振動が抑えられ、電磁力によって生じる巻線導体間の振動音を抑えることができる。
したがって、この発明による空芯リアクトルによれば、特許文献１に記載の空芯リアクトルのように、経年劣化によってテープが剥がれ落ちたとしても振動防止機能が完全に失われることがない。

この発明によれば、空芯リアクトル本体１は３本の棒２、Ｌ型アングルの支持物３、絶縁テープ５によって支持され、Ｌ型アングルの支持物３を周囲の板金６等にネジ留め等で固定することで、空芯リアクトル本体１を樹脂などでモールドすることなく、絶縁して周囲板金などに支持・固定することができる。したがって、空芯リアクトルは耐振動機構と支持・固定機構の両方を併せ持つ。

また、空芯リアクトル本体１から発生した高周波磁束が、板金６等の金属部に鎖交すると渦電流が発生し、誘導過熱されてしまうが、この発明では空芯リアクトル本体１を貫通する棒２、両端のＬ型アングルの支持物３は、誘導加熱の影響を受けないようにガラスエポキシ、ベークライトといった樹脂材料を使用しているので、そのような問題もない。

実施の形態２．
実施の形態１において、絶縁テープ５は空芯リアクトル本体１の軸心と平行に、リアクトル本体１の外周に貼り付けたが、絶縁テープ５は空芯リアクトル本体１の軸心と平行とせず、斜めに貼り付けた場合も同様に、実施の形態１に示す各種効果が得られることは言うまでもない。

また、空芯リアクトル本体１を貫通する棒２、両端のＬ型アングルの支持物３の材料として、樹脂材料では強度が不足する場合は、棒２および支持物３として誘導加熱の影響を受け難い、銅、アルミニウム、真鍮、ステンレスなどの金属材料を使用しても良い。
また、空芯リアクトル本体１を貫通する棒２は、実施の形態１では３本を使用したが、２本以上であれば、４本または５本としてもよい。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１：空芯リアクトル本体、 １ａ：巻線導体
２ａ、２ｂ、２ｃ：棒、 ３：L型アングルの支持物、
４：ベース板、 ５：絶縁テープ、
６：板金、 ７：配線ケーブル。

Claims (6)

1. 導体を螺旋状に巻回した空芯リアクトル本体、この空芯リアクトル本体の内側を貫通すると共に、前記空芯リアクトル本体を構成する導体の円周方向の一部に内接した２本以上の棒、前記空芯リアクトル本体を挟むように前記空芯リアクトル本体の軸方向の両側に配置された支持物を備え、前記２本以上の棒の両端は前記支持物に固定されてなる空芯リアクトル。
2. 前記導体に内接する棒の表面の材質は、ゴムで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の空芯リアクトル。
3. 前記導体に内接する棒は、３本で構成され、それぞれの棒が少なくとも９０度以上の間隔で配置されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空芯リアクトル。
4. 前記支持物は樹脂材料のＬ型アングルで構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の空芯リアクトル。
5. 前記支持物は誘導加熱の影響が少ない金属材料のＬ型アングルで構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の空芯リアクトル。
6. 前記空芯リアクトル本体の外周方向の一部にテープを貼り付けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の空芯リアクトル。