JP3723865B2

JP3723865B2 - リアクター

Info

Publication number: JP3723865B2
Application number: JP2000166044A
Authority: JP
Inventors: 修渡辺; 聖三加藤; 幸平岡野; 英人佐伯; 潤二近藤
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2020-06-02
Also published as: JP2001345220A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、力率改善、高調波抑制等の目的でインバータエアコンの電源回路に組み込まれるリアクターであって、コイルに２つのＵ型コアが組み込まれたリアクターに係り、特にＵ型コアに傾斜を有する磁気ギャップが形成されたリアクターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリアクターとしては、図５（ａ）に示すように、２つのＥ型コア２０を組み合わせたものや、（ｂ）図に示すように、Ｅ型コア２１とＩ型コア２２とを組み合わせたものが知られており、また、この種のリアクターは、図６に示すように、コア間に形成される磁気ギャップｇはその間の距離が全て同じに形成されている。これらのコアを組み合わせたリアクターは、２本の外足で支えられているため、中足に磁気ギャップを形成しても磁気ギャップはエアーギャップのままであっても安定に保たれる。なお、図５（ａ），（ｂ）中２４はコイル、２５は絶縁紙である。
【０００３】
上記構成のリアクターにおいて、図５（ａ）図に示すものは、上述のように、コイル２４の中央部の中空部にＥ型コア２０の中足が挿入され、コイル２４の両外側部にＥ型コア２０の両足がそれぞれ位置され、コイル２４の約１／２がコアと絶縁物２５によって覆われている。また、コイル２４は銅線を巻回して構成され、コイル２４に電流が流れると銅損による温度上昇が生じる。この場合、従来例では、コイル２４の約１／２がコアや絶縁物２３によって覆われ、コイル２４の放熱面積となる露出部分が少ないため、放熱が妨げられてしまう、という課題があった。（ｂ）図に示すものも同様の課題があった。
【０００４】
また、コアによって重量が増大したり、かつ形状の大型化、材料費によるコスト高といった課題もあった。
【０００５】
さらに、図６に示すように、コア間の磁気ギャップｇ間の距離ｄは一定値に設定されているので、コイル２４を流れる電流が少ない場合にはリアクターのインダクタンスが小さく、一方コイル２４を流れる電流が大きい場合にはインダクタンスが飽和しやすい。
【０００６】
このようなことから、本願出願人によって、先に日本国特許出願２０００−７３５３３号として上記問題点の解決を図った図４（ａ）に示すようなリアクターが提供されている。
【０００７】
このリアクターは、コイル４にＵ型コア２，３が組み込まれてなり、コイル４はアルミ線または銅線等からなり、かつコイル４はその中空部および一方の外側面側にかけて組み込まれたＵ型コア２，３で覆われ、Ｕ型コア２，３は最小必要限度のインダクタンスを確保し得る程度の形状とし、コイル４の外表面の約３／４を露出させた構成とすることにより、放熱性を良好としている。また、重量も軽減させている。
【０００８】
また、Ｕ型コア２，３の一方の足２Ａ，３Ａ間の磁気ギャップｇは、図４（ｂ）に示すように、ギャップ面の一端から他端までに亘って開口面積が連続的に増加するよう傾斜して構成されている。なお、この磁気ギャップの傾斜面は一例であって図示例にのみ限定されるものではない。
【０００９】
そして、コイル４を流れる電流が少ない場合にはリアクターのインダクタンスを大きくするとともに、コイル４を流れる電流が大きい場合にもインダクタンスが飽和しにくくしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２つのＵ型コア２，３の組合わせでリアクターを構成する場合には、磁気ギャップｇを形成するとリアクターをＵ型コア２，３の他方の外足１本で支えなければならず、エアーギャップを維持することが難しい課題がある。
【００１１】
また、２つのＵ型コア２，３を用いてリアクターの性能を向上させるために、Ｕ型コア２，３の磁気ギャップ形成面に傾斜を持たせる場合には、リアクターを支える外足が１本のため、所望の傾斜を維持しながら安定した磁気ギャップを形成することが難しい。
【００１２】
この発明はこのような課題を解決するためなされたもので、その目的は２つのＵ型コアを用いても、所望の傾斜を有する磁気ギャップを形成し、安定して維持することができるリアクターを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためにこの発明に係る請求項１に係るリアクターは、コイル４に２つのＵ型コア２，３が組み込まれ、これらのＵ型コア２，３によりギャップ面の一端から他端に亘って開口面積が連続的に変化する斜めに切られた磁気ギャップを備えたリアクターにおいて、前記磁気ギャップに非磁性体金属材料を加工して形成したギャップ形成部材１０を設け支持し、このギャップ形成部材１０は、前記Ｕ型コア２，３のギャップ形成面２ａ，３ａと接する平坦部１１と、磁気ギャップ形状に応じて少なくとも２つの高さ寸法の異なる高さ設定部１２Ａ，１２Ｂと、少なくとも１つの位置決めストッパー１３Ａと、ずれ防止部１４Ａ，１４Ｂとを備え、前記平坦部１１の外端ほぼ中央部に下方に向って折曲され、かつ磁気ギャップ間に位置する一方の高さ設定部１２Ａが形成され、前記平坦部１１の反対側に前記高さ設定部１２Ａとは高さ寸法の異なる他方の高さ設定部１２Ｂが形成され、前記平坦部１１の外端であって前記一方の高さ設定部１２Ａの側方に前記Ｕ型コア３の一方の足３Ａの先端部外面３ｄに当接する位置決めストッパー１３Ａが折曲形成され、かつ前記平坦部１１の両側端には前記足３Ａの先端部側面３ｃ，３ｂと当接するずれ防止部１４Ａ，１４Ｂがそれぞれ折曲形成されたことを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２は、請求項１記載のリアクターにおいて、平坦部１１の中央近傍に接着用の接着孔１５を形成したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
この発明に係るリアクターは、非磁性体金属材料を加工したギャップ形成部材１０を備えたので、２つのＵ型コア２，３を支える外足が１本でも、予め設定した開口面積が連続的に変化する磁気ギャップを、充分な強度を持って維持することができる。
【００１６】
この発明に係るギャップ形成部材１０は、Ｕ型コア２，３のギャップ形成面と接する平坦部１１と、少なくとも２つの高さ設定部１２Ａ，１２Ｂと、少なくとも１つの位置決めストッパー１３Ａと、ずれ防止部１４Ａ，１４Ｂとを備えたので、傾斜を有する磁気ギャップに合致するように形成し、磁気ギャップを安定に保持することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１はこの発明に係るリアクターの実施の形態構成図である。（ａ）図にリアクターの分解斜視図、（ｂ）図にリアクターの組立斜視図を示す。
図１において、リアクター１は、２つのＵ型コア２，３と、コイル４と、ギャップ形成部材１０とから構成されている。
【００１８】
Ｕ型コア２は幅が広い足２Ａと、幅が狭い足２Ｂとを有し、ほぼ倒Ｕ字状をなし、足２Ａがコイル４の内部に上側から挿入される。また、Ｕ型コア２の足２Ａの先端部は、内側から外側に向けて所定の角度θで切られた傾斜面でギャップ形成面が形成され、足２Ｂの先端部は水平面で形成される。なお、足２Ｂの先端部も傾斜面で形成することも可能である。
【００１９】
Ｕ型コア３は、同じく幅が広い足３Ａと、幅が狭い足３Ｂとを有し、ほぼＵ字状をなし、足３Ａがコイル４の内部に下側から挿入され、足３Ａの水平面をした先端部とＵ型コア２の足２Ａの傾斜面をした先端部とが磁気ギャップの間隔を取り、コイル４の内部で対向して配置される。なお、足２Ａと足３Ａの周囲には絶縁紙（図示せず）が設けられる。また、足２Ａ，３Ａ間にはギャップ形成手段１０が設けられる。
【００２０】
また、Ｕ型コア３の外足３Ｂの先端部の端面は水平面に形成され、コイル４の外側でＵ型コア２の外足２Ｂの水平面をした先端部と接合される。
【００２１】
ギャップ形成部材１０は、真鍮、ステンレス、アルミニウム等の硬い非磁性体金属を単純な加工によって形成し、Ｕ型コア２とＵ型コア３との足２Ａ，３Ａとの間に形成されるエアギャップの開口面の一端から他端に亘って開口面積が連続的に変化する斜めに切られた磁気ギャップに配置され、リアクター１の性能を低下させることなく、Ｕ型コア２とＵ型コア３とを支え、磁気ギャップを維持する。
なお、図１においてギャップ形成部材１０の形状は概念的に示している。具体的形状については図２において追って説明する。
【００２２】
また、図１ではＵ型コア２の足２Ａの先端部が、内側から外側に向けて所定の角度θで切られた傾斜面に形成されたものであるが、外側から内側に向けて所定の角度θで切られた傾斜面にしてエアギャップを形成するとともに、ギャップ形成部材１０の形状をこのエアギャップにあわせてＵ型コア２とＵ型コア３を支えるように構成してもよい。
【００２３】
さらに、Ｕ型コア２の足２Ａの先端部を水平面とし、Ｕ型コア３の足３Ａの先端部を傾斜面としてエアギャップを形成し、ギャップ形成部材１０の形状をこのエアギャップにあわせてＵ型コア２とＵ型コア３を支えるように構成してもよい。
【００２４】
このように、この発明に係るリアクター１は、非磁性体金属材料を加工したギャップ形成部材１０を備えたので、２つのＵ型コア２，３を支える外足が１本でも、予め設定した開口面積が連続的に変化する磁気ギャップを、充分な強度を持って維持するとともに、容易に、かつ低コストで実現することが出来る。
【００２５】
図２はこの発明に係るギャップ形成部材１０の具体的構成例を示す。
図２において、ギャップ形成部材１０は、真鍮、ステンレス、アルミニウム等の硬い非磁性体金属材料に単純な型等を用いて曲げ加工等を施して形成する。また、形状は斜めに切られた磁気ギャップ形状に対応して形成される。
【００２６】
図２に示した実施例において、ギャップ形成部材１０は、足２Ａの先端部の傾斜面（ギャップ形成面）２ａと接する天板状の平坦部１１と、足３Ａの先端部の水平面３ａからエアギャップの傾斜面２ａまでの高さに一致させた寸法を有する少なくとも２つの高さ設定部１２Ａ，１２Ｂと、足３Ａの外側の外面部３ｄを基準位置として位置決めをする少なくとも１以上の位置決めストッパー１３Ａと、足３Ａの側面３ｂまたは３ｃの方向へのずれを防止するずれ防止部１４Ａ，１４Ｂとを備え、前記高さ設定部１２Ａは平坦部１１の外端ほぼ中央部に下方に向って折曲形成され、前記高さ設定部１２Ｂはその反対側に折曲形成されている。また、足３Ａの外面３ｄと当接される位置決めストッパー１３Ａ，１３Ｂは高さ設定部１２Ａより若干外側に突出して折曲形成されている。また、足３Ａの側面３ｃ、３ｂと当接されるずれ防止部１４Ａ，１４Ｂは平坦部１１の両側端にそれぞれ下方に向って折曲形成されている。
【００２７】
このように形成されたギャップ形成部材１０は、位置設定部１３Ａを足３Ａの外側の外側面３ｄに合わせ、ずれ防止部１４Ａ，１４Ｂで足３Ａの側面３ｂまたは３ｃ方向へのずれを調整し、高さ設定部１２Ａ，１２Ｂの下端が足３Ａの先端面の外側部分および内側部分に位置するとともに、平坦部１１は足２Ａの傾斜面２ａに接合され、磁気ギャップを維持することができる。
【００２８】
この場合、図２において示された傾斜した磁気ギャップ形状に対応し、外側の高さ設定部１２Ａの高さ寸法は小さく、内側の高さ設定部１２Ｂの高さ寸法は大に形成されている。
【００２９】
磁気ギャップを維持する強度の関係から、高さ設定部１２Ａ，２１Ｂは、それぞれ足３Ａ先端部の水平面３ａ上で、互いにできる限り離れた位置に設けることが望ましい。
【００３０】
このように、この発明に係るギャップ形成部材１０は、Ｕ型コア２の傾斜を有するギャップ形成面２ａと接する平坦部１１と、少なくとも２つの高さ設定部１２Ａ，１２Ｂと、少なくとも一以上の位置決めストッパー１３Ａ（１３Ｂ）と、ずれ防止部１４Ａ，１４Ｂとを備えたので、傾斜を有する磁気ギャップに合致するように形成し、磁気ギャップを安定に維持することができる。
【００３１】
また、平坦部１１には必要に応じ接着孔１５が形成される。この接着孔１５は、ギャップ形成部材１０を足２Ａの先端部の傾斜面２ａと足３Ａの対向する先端部とを接着剤等で接着するための例えば平坦部１１のほぼ中央部に形成される小さな孔である。
【００３２】
図３はギャップ形成部材１０をコアに組み込んだ状態を示す説明図である。
（ａ）図はコア外側からの外観図、（ｂ）図はコア側面からの側面図を示す。
ギャップ形成部材１０を用いることにより、コア２とコア３とで形成されたギャップ開口面の内側から外側に亘って連続的に変化する磁気ギャップ（エアギャップ）を形成し、維持することができる。
【００３３】
なお、本実施例では、ギャップ形成部材１０の平坦部１１を足２Ａの先端部の傾斜面（ギャップ形成面）２ａに接するように構成したが、平坦部１１を足３Ａの先端部の水平面３ａに接するように構成してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、非磁性体金属材料を加工したギャップ形成部材１０を有するので、２つのＵ型コア２，３を支える外足２Ｂ，３Ｂが１本でも、予め設定した開口面積が連続的に変化する磁気ギャップを、充分な強度をもって維持するとともに、容易に、かつ低コストで実現することができる。
【００３５】
また、この発明に係るギャップ形成部材１０は、平坦部１１と、少なくとも２つの高さ設定部１２Ａ，１２Ｂと、少なくとも１つの位置決めストッパー１３Ａと、ずれ防止部１４Ａ，１４Ｂとを備えたので、傾斜を有する磁気ギャップに合致するように形成し、磁気ギャップを安定に維持することができる。
【００３６】
さらに、この発明に係るギャップ形成部材１０の接着孔１５を介し接着剤を充填することにより、Ｕ型コア２，３のギャップ間に確実にギャップ形成部材１０を設けることができ、安定した磁気ギャップを形成してリアクターの性能向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るリアクターの一実施の概念図。
【図２】この発明に係るギャップ形成部材の一見本例。
【図３】ギャップ形成部材をコアに適用した組立説明図。
【図４】（ａ）は本発明の基礎となる本出願人の一先行例にかかるリアクターの斜視図、（ｂ）はそのリアクターの磁気ギャップの一例を示す。
【図５】（ａ），（ｂ）はそれぞれ従来のリアクターの斜視図を示す。
【図６】従来のリアクターの磁気ギャップの構成を示す。
【符号の説明】
１リアクター
２，３Ｕ型コア
２Ａ，３Ａ足
４コイル
１０ギャップ形成部
１１平坦部
１２Ａ，１２Ｂ高さ設定部
１３Ａ，１３Ｂ位置決めストッパー
１４Ａ，１４Ｂずれ防止部
１５接着孔

Claims

コイル（４）に２つのＵ型コア（２，３）が組み込まれ、これらのＵ型コア（２，３）によりギャップ面の一端から他端に亘って開口面積が連続的に変化する斜めに切られた磁気ギャップを備えたリアクターにおいて、
前記磁気ギャップに非磁性体金属材料を加工して形成したギャップ形成部材（１０）を設け支持し、このギャップ形成部材（１０）は、前記Ｕ型コア（２，３）のギャップ形成面（２ａ，３ａ）と接する平坦部（１１）と、磁気ギャップ形状に応じて少なくとも２つの高さ寸法の異なる高さ設定部（１２Ａ，１２Ｂ）と、少なくとも１つの位置決めストッパー（１３Ａ）と、ずれ防止部（１４Ａ，１４Ｂ）とを備え、前記平坦部（１１）の外端ほぼ中央部に下方に向って折曲され、かつ磁気ギャップ間に位置する一方の高さ設定部（１２Ａ）が形成され、前記平坦部（１１）の反対側に前記高さ設定部（１２Ａ）とは高さ寸法の異なる他方の高さ設定部（１２Ｂ）が形成され、前記平坦部（１１）の外端であって前記一方の高さ設定部（１２Ａ）の側方に前記Ｕ型コア（３）の一方の足（３Ａ）の先端部外面（３ｄ）に当接する位置決めストッパー（１３Ａ）が折曲形成され、かつ前記平坦部（１１）の両側端には前記足（３Ａ）の先端部側面（３ｃ，３ｂ）と当接するずれ防止部（１４Ａ，１４Ｂ）がそれぞれ折曲形成されたことを特徴とするリアクター。
前記平坦部（１１）の中央近傍に接着用の接着孔（１５）を形成したことを特徴とする請求項１記載のリアクター。