JP4582668B2 - 電位分離のための装置、トロイダルコアチョークおよびトロイダルコアチョークを製作するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の巻線を備えたトロイダルコアチョークに用いられる電位分離のための装置に関する。

電位分離のために適した絶縁部材は、たとえばドイツ連邦共和国特許第１０２２３９９５号明細書に基づき公知である。この公知の絶縁部材はトロイダルコアチョークのトロイダルコアを取り囲んでいて、線材巻線を位置決めしならびにパターン寸法を維持するための突出部を有している。絶縁部材は中間領域にウェブを有している。このウェブは電位分離のために働く。

電位分離のために適した別の絶縁部材は、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０３０８０１０号明細書に基づき公知である。この公知の絶縁部材は、半径方向外向きに延びるウェブを有している。このウェブは半径方向への押圧によって弾性変形可能である。

本発明の課題は、廉価に製作することができると共にトロイダルコアチョーク内に挿入することができる電位分離のための装置を提供することである。

この課題は、請求項１記載の電位分離のための装置によって解決される。本発明の有利な構成および実施態様は、従属請求項から明らかである。

トロイダルコアのコアホール内に組み付けるために適した電位分離のための装置が提供される。この電位分離のための装置は、中心部分と、この中心部分のねじりによって弾性変形可能な、外向きに延びるウェブとを有しており、このウェブが、それぞれ中心部分と反対の側の端部もしくはトロイダルコアに面した側の端部に、有利には半径方向に延びる剛性的な絶縁領域を有している。この絶縁領域は、有利には、この絶縁領域に対応配置されたウェブに比べて肉厚にされている。

電位分離のための装置は、有利には一体に形成されている。

電位分離装置は、トロイダルコアのコアホール内に大きな力手間なしに導入することができる。電位分離装置がコアホール内にねじり込まれている場合には、電位分離装置は、コアホール内に緊定されるまでばね弾性的に戻される。これによって、トロイダルコアチョークからの電位分離装置の落下が阻止される。電位分離装置の弾性的なフレキシビリティによって、特にコアホールの形成時の誤差を補償することが達成される。

変形可能なウェブは肉薄のばねエレメントを成している。このばねエレメントはコアホール内への電位分離装置のねじり込み時に曲げられる。これによって、絶縁領域が中心に向かって引き戻される。この場合、電位分離装置の直径が縮径される。

電位分離装置のための材料として、有利には耐熱性であるかまたは耐火性である任意のプラスチックが適している。

中心部分には、有利には、ねじり心棒を力伝達式に結合するための装置が設けられている。この装置は、１つの構成では、中心部分に形成された、ねじり軸線に沿って方向付けられた、ねじり心棒を収容するための１つの盲孔凹部を成している。この１つの盲孔凹部の代わりに、ねじり軸線に沿って方向付けられた、ねじり心棒を収容するための１つの貫通孔が設けられていてもよい。

ねじり心棒を力伝達式に結合するための装置は、択一的には、中心部分に形成された、ねじり軸線に対して平行に方向付けられた、複数のねじり心棒を収容するための複数の切欠きを有していてよい。

電位分離装置の中心部分には、複数のポケットが形成されていてよい。この場合、１つのポケットの外側の壁は、有利には、変形可能な１つのウェブの一部を形成している。ポケットは、有利にはねじりレベルで半径方向に対して斜めにもしくはほぼ周方向に延びている。

絶縁領域は、それぞれトロイダルコアを係止するための突出部を有していてよい。この突出部は長手方向（ねじり軸線に対して平行な方向）での電位分離装置の滑出しを阻止する。突出部は、有利には、（長手方向で見た場合）各絶縁領域の両端部に設けられている。この場合、絶縁領域には、凹部が形成される。この凹部内には、トロイダルコアを配置することができる。

絶縁領域は、有利にはほぼ半径方向に延びている。変形可能なウェブは、弛緩された状態で、それぞれ対応配置された絶縁領域に対して、有利には折り曲げられている。角度は、たとえば３つのウェブの場合、約２４゜であってよい。

電位分離のための装置は、トロイダルコアと、互いに分離したい複数の巻線とを備えたトロイダルコアチョーク内に挿入することができる。この場合、絶縁領域の個数は巻線の個数に等しい。変形可能なウェブは、コアホール内への挿入後にねじり方向で緊縮され、トロイダルコアの方向に作用する弾性的な力を絶縁領域に加える。この場合、絶縁領域は、それぞれトロイダルコアの内壁に押圧される。

弛緩された状態での電位分離のための装置の直径は、トロイダルコアの内径よりも大きく寸法設定されている。有利な構成では、トロイダルコアチョークの巻線が、中心部分を中心としたウェブの巻上げ時の対応支承部を形成している。この場合、絶縁領域は、それぞれ（周方向で後続の）１つの巻線に接触する。

さらに、本発明は、電位分離を伴うトロイダルコアチョークを製作するための方法に関する。この方法は、以下のステップ：すなわち、
Ａ）絶縁領域が、ねじり方向でトロイダルコアチョークの巻線に当接するまで、電位分離のための装置をコアホールの外部でねじり軸線を中心としてねじり、
Ｂ）中心部分を、不動に保持された絶縁領域に対して引き続きねじり、この場合、変形可能なウェブの変形と、電位分離のための装置の直径の縮径とを行い、
Ｃ）電位分離のための装置の直径が、トロイダルコアの内径を下回るやいなや、電位分離のための装置をトロイダルコアのコアホール内に導入し、
Ｄ）電位分離のための装置が、コアホール内に緊定されるまで、電位分離のための装置をばね弾性的に戻す：
を有している。

１つの実施態様では、中心部分がねじり心棒に取り付けられ、ねじり時にこのねじり心棒によって力伝達式に駆動される。

コアホール内への電位分離装置のねじり込み時には、絶縁領域の半径方向の方向付けがあらゆる位置でほぼ維持されたままとなる。

以下に、本発明を実施例および所属の図面につき詳しく説明する。図面には、概略的なかつ寸法通りではない形で本発明の種々異なる実施例が示してある。同じ部材または同様に作用する部材には、同じ符号が付してある。

図１Ａには、電位分離のための装置が示してある。この装置は、外部のねじり装置の案内エレメントを収容するための、中心に配置された貫通孔１２を備えた中心部分１を有している。さらに、電位分離のための装置は、３つの絶縁領域３１，３２，３３を有している。これらの絶縁領域３１，３２，３３は、それぞれ肉薄のウェブ２１，２２，２３によって中心部分１に固く結合されている。この場合、電位分離のための装置は一体に形成されている。

各ウェブ２１〜２３は肉薄の壁を成している。この壁はねじり軸線に対して平行に方向付けられている。ウェブ２１〜２３が肉薄に形成されていることによって、このウェブ２１〜２３は、ウェブ壁に対して横方向に延びるレベル（ねじりレベル）に位置する方向で容易に変形可能となる。

絶縁領域３１〜３３は、それぞれ半径方向に方向付けられている。これに対して、ウェブは、半径方向に対してもしくは対応配置された絶縁領域に対して斜めに延びている。この場合、プリロードがかけられていない状態、つまり、予備荷重が加えられていない状態で直線状に延びる各ウェブ２１〜２３は、このウェブ２１〜２３に対応配置された絶縁領域３１〜３３と、中心部分１とを「ダイアゴナル」結合している。これによって、半径方向での方向付けに比べて、より大きなウェブ長さが得られる。このことは、ウェブのフレキシビリティを高める。中心部分１では、各ウェブの付設部にポケット１１が形成されている。このポケット１１は、各ウェブのさらなる延長のために働く。

貫通孔１２は、ここでは、角柱状にもしくは横断面で見て三角形に形成されていて、ねじり軸線に沿って方向付けられている。貫通孔または貫通孔に相当する盲孔凹部も別の横断面を有していてよい。この横断面は、中心部分１を外側のねじり装置によって（ねじり時に）案内するために適している。ねじり力は、ねじり装置から中心部分１に、有利には形状接続的に伝達される。この場合、（横断面で見て）少なくとも３つの角隅点を備えた貫通孔１２の構成が特に有利である。しかし、ねじりレベルでそれぞれ異なる長さの軸線を備えた（たとえば楕円体または長方形としての）貫通孔１２を形成することも可能である。ねじり装置の案内エレメントは、貫通孔１２内に配置することができるものの、貫通孔１２内に形状接続的に配置されている必要はない。

絶縁領域もしくはウェブが互いに常に同じ角度３６０゜／ｎ（３つのウェブの場合には１２０゜）を有する電位分離のための装置が有利である。この場合、絶縁領域もしくはウェブの個数はｎ≧２である。

ウェブの肉厚は、設けられたコアホールの直径に応じて、たとえば０．５ｍｍ〜１ｍｍの間に寸法設定されていてよい。ウェブの肉厚は、構成に応じて、０．５ｍｍより小さく選択されていてもよいし、１ｍｍより大きく選択されていてもよい。ウェブ長さは、有利には、ウェブの肉厚よりも少なくとも５倍大きく寸法設定されている。絶縁領域の肉厚は、有利には、２ｍｍの値を下回っていない。

電位分離装置の高さは、この電位分離装置を位置決めしたいトロイダルコアの高さに左右される。

図１Ｂには、図１Ａに示した装置の概略的な側面図が示してある。ねじり軸線に対して平行に延びる長手方向での電位分離装置の長さは、この構成では、トロイダルコアの、設定された高さを上回っている。長手方向に沿った異なる高さにおける絶縁領域３１，３２，３３の端領域には、突出部３１１，３１２；３２１，３２２；３３１，３３２が形成されている。この突出部の間には、トロイダルコアチョークのトロイダルコアを長手方向で位置決めすることができる。

長手方向での電位分離装置の長さは、別の構成では、トロイダルコアの、設定された高さを下回っていてよいかまたはトロイダルコアの、設定された高さと同じであってよい。この事例では、位置決めする突出部を省略すらすることができる。１つの変化形では、突出部３１１，３１２，３２１，３２２がトロイダルコアの内壁を押圧することができ、したがって、電位分離装置をコアホール内に位置決めすることができる。

図１Ｃには、プリロードがかけられていない状態もしくはコアホール内への挿入前の電位分離装置が示してある。この場合、プリロードがかけられていない電位分離装置を取り囲む円の直径５１は、コアホールの、設定された直径５２よりも大きく寸法設定されている。ウェブ２１〜２３は直線状に延びている。

図１Ｄには、プリロードがかけられた状態もしくはコアホール内への挿入後の電位分離装置が示してある。この場合、プリロードがかけられた電位分離装置を取り囲む円の直径は、コアホールの直径５２に等しく寸法設定されている。矢印によって、絶縁領域３１，３２，３３のずれ方向６１と、ねじり方向６２とが示してある。

絶縁領域３１〜３３は、中心部分１のねじり時に、有利には線材巻線（図２参照）によって不動に保持される。これによって、ウェブ２１〜２３の変形が行われる。１つのウェブ、たとえばウェブ２１の変形によって、相応の絶縁領域３１が装置の中心に向かって移動させられる。この場合、絶縁領域３１〜３３のずれ方向６１は半径方向に相当している。

電位分離装置の直径がコアホールの直径に到達するやいなや、電位分離装置がコアホール内に押し込まれる。この場合、ウェブ２１〜２３は、緊縮された状態に保たれ、絶縁領域３１〜３３に弾性的な力を加える。この力は半径方向でトロイダルコアに作用し、したがって、電位分離装置をコアホール内に位置決めする。

本発明は、図面で説明した実施例、特に図示のエレメントの形状または個数に限定されていない。任意に多数のウェブもしくは絶縁領域が可能である。

電位分離のための装置を上方から見た図である。 図１Ａに示した電位分離のための装置を側方から見た図である。 コアホール内への挿入前の緊縮されていない状態における電位分離のための装置を示す図である。 コアホール内への挿入時のまたは挿入後のプリロードがかけられた状態における電位分離のための装置を示す図である。 コアホール内に挿入された電位分離のための装置を備えたトロイダルコアチョークを示す図である。

符号の説明

１ 中心部分、 １１ ポケット、 １２ 貫通孔、 ２１，２２，２３ ウェブ、 ３１，３２，３３ 絶縁領域、 ４１，４２，４３ 巻線、 ４４ トロイダルコア、 ５１，５２ 直径、 ６１ ずれ方向、 ６２ ねじり方向、 ３１１，３１２，３２１，３２２，３３１，３３２ 突出部

Claims (15)

1. トロイダルコア（４４）のコアホール内に組み付けるための電位分離のための装置において、
   中心部分（１）が設けられており、
   該中心部分（１）を中心として巻上げ可能な、外向きに延びる弾性変形可能な少なくとも２つのウェブ（２１，２２，２３）が設けられており、該ウェブ（２１，２２，２３）が、それぞれ中心部分（１）と反対の側の端部に剛性的な絶縁領域（３１，３２，３３）を有していることを特徴とする、電位分離のための装置。
2. 中心部分（１）に形成された、ねじり心棒を力伝達式に結合するための装置（１１，１２）が設けられている、請求項１記載の装置。
3. ねじり心棒を力伝達式に結合するための装置が、中心部分（１）に形成された、ねじり軸線に沿って方向付けられた凹部として形成されている、請求項２記載の装置。
4. ねじり心棒を力伝達式に結合するための装置が、中心部分（１）に形成された、ねじり軸線に沿って方向付けられた貫通孔（１２）として形成されている、請求項２記載の装置。
5. 中心部分（１）にポケット（１１）が形成されており、変形可能な１つのウェブ（２１）の一部が、１つのポケット（１１）の外側の壁を形成している、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. ポケット（１１）が、ねじりレベルでほぼ周方向に延びている、請求項５記載の装置。
7. 絶縁領域（３１，３２，３３）が、それぞれ電位分離のための当該装置内にトロイダルコア（４４）を係止するための突出部（３１１，３１２，３２１，３２２，３３１，３３２）を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 絶縁領域（３１，３２，３３）が、ほぼ半径方向に延びている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 変形可能なウェブ（２１，２２，２３）が、それぞれ対応配置された相応の絶縁領域（３１，３２，３３）に対して折り曲げられている、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 当該装置が、一体に形成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
11. トロイダルコアチョークにおいて、
    １つのトロイダルコア（４４）と、請求項１から１０までのいずれか１項記載の電位分離のための装置によって互いに分離された複数の巻線（４１，４２，４３）とが設けられており、変形可能なウェブ（２１，２２，２３）が、中心部分（１）を中心とした巻上げによって緊縮されていて、この場合、半径方向に作用する弾性的な力を絶縁領域（３１，３２，３３）に加えていることを特徴とする、トロイダルコアチョーク。
12. 絶縁領域（３１，３２，３３）が、それぞれ１つの巻線（４１，４２，４３）に接触している、請求項１１記載のトロイダルコアチョーク。
13. 弛緩された状態での電位分離のための装置の直径が、トロイダルコア（４４）の内径よりも大きく寸法設定されている、請求項１１または１２記載のトロイダルコアチョーク。
14. 請求項１１から１３までのいずれか１項記載のトロイダルコアチョークを製作するための方法において、当該方法が、以下のステップ：すなわち、
    Ａ）絶縁領域（３１，３２，３３）が、ねじり方向でトロイダルコアチョークの巻線（４１，４２，４３）に当接するまで、電位分離のための装置をコアホールの外部でねじり軸線を中心としてねじり、
    Ｂ）中心部分（１）を、不動に保持された絶縁領域（３１，３２，３３）に対して引き続きねじり、この場合、変形可能なウェブ（２１，２２，２３）の変形と、電位分離のための装置の直径の縮径とを行い、
    Ｃ）電位分離のための装置の直径が、トロイダルコア（４４）の内径を下回るやいなや、電位分離のための装置をトロイダルコア（４４）のコアホール内に導入し、
    Ｄ）電位分離のための装置をばね弾性的に戻す：
    を有していることを特徴とする、トロイダルコアチョークを製作するための方法。
15. 中心部分（１）をねじり装置に取り付け、ねじり時に該ねじり装置によって駆動する、請求項１４記載の方法。

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