JP6113101B2 - リアクトル - Google Patents
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Description
本発明のリアクトルは、内側巻層と外側巻層とを含む巻線と、第1の案内部材とを備える。内側巻層と外側巻層とは仮想の直線軸を中心としてその周囲を、互いに間隔をあけて巻回されている。第1の案内部材は、冷却媒体の流れる方向を変更させる。内側巻層と外側巻層との間に冷却媒体が流れる第1の冷却流路が形成される。内側巻層と外側巻層との少なくともいずれか一方において第1の冷却流路とつながる開口部からなる第2の冷却流路が形成される。第1の案内部材は、第2の冷却流路において第1の冷却流路とつながる一方開口端と反対側に位置する他方開口端において、内側巻層または外側巻層の少なくともいずれか一方の冷却媒体の流通方向における下流側に配置される。第1の案内部材よりも冷却媒体の流通方向における下流側に配置される第2の案内部材と、第2の案内部材に接続され、第2の案内部材から冷却媒体の流通方向における下流側に延びるように配置される第2の筒状部材とをさらに備える。
(実施の形態1)
図1および図2を参照して、本実施の形態のリアクトル100は、巻線1と、筒状カバー2と、冷却流路3(第1の冷却流路)と、冷却流路4と、冷却流路5(第3の冷却流路)と、スペーサ6(第1のスペーサ)と、スペーサ7と、冷却流路8(第2の冷却流路)と、スペーサ9(第2のスペーサ)と、案内板10(第1の案内部材)とを主に有している。
巻線1を構成する線材は、平角線、丸線、リッツ線などの細線構造を束ねた形状の銅またはアルミなどの素線と、素線の外周を覆うノーメックスなどの絶縁紙(図示せず)とにより形成されることが好ましい。このようにすれば、たとえ巻回される巻線1の表面同士が接触したとしても当該接触部において短絡を起こす可能性を排除できる。
本実施の形態のリアクトル100は、第1のスペーサ6により、第1の巻層1Aと第2の巻層1Bとの間に冷却流路3が形成されている。また第2の巻層1Bの外側には冷却流路4が、第1の巻層1Aの内側には冷却流路5が形成されている。冷却媒体FRはこれらすべての冷却流路3,4,5を流れるが、冷却媒体FRは各冷却流路3,4,5を通りながら周囲の巻層1A,1Bと熱交換する。このため巻層1A,1Bがそこに流れる高電流により発熱すれば、冷却媒体FRは上流側U(図14,4参照)から下流側D(図14,4参照)に流れる際に温度が上昇する。したがって上流側Uを流れる冷却媒体FRに比べて下流側Dを流れる冷却媒体FRはその温度が高くなる。この温度上昇は、第1の巻層1Aと第2の巻層1Bとに挟まれる冷却流路3を流れる冷却媒体FRにおいて他の冷却流路を流れる冷却媒体FRよりも特に顕著となり、当該冷却流路3の冷却媒体FRは巻層1A,1Bを冷却する効果が特に弱くなる。
図7および図8を参照して、本実施の形態のリアクトル200の構成は、実施の形態1のリアクトル100の構成と大筋で同様であるが、実施の形態1と同様に内周面1Iに接続(配置)される案内板10に加え、下流側巻層D1の第2の巻層1Bの外側の面である、冷却流路4を形成する外周面1Sに接続(または配置)された第1の案内部材としての案内板11が形成されている。
本実施の形態においても基本的に実施の形態1と同様の作用効果を奏する。また本実施の形態においては第1の巻層1Aの内周面1Iに接続(配置)される案内板10のみならず、第2の巻層1Bの外周面1Sに接続(配置)される案内板11が形成されている。案内板11は案内板10と同様の機能を有する。すなわち案内板11は、(冷却流路3の冷却媒体FRと同様に)冷却流路5を流れる冷却媒体FRよりも低温である冷却流路4を流れる冷却媒体FRを衝突させてその流れる方向を変更させ、その冷却媒体FRを冷却流路8内に導入することができる。このため実施の形態1よりもいっそう高効率に、下流側巻層D1を冷却する効果が高められる。
図10を参照して、本実施の形態のリアクトル300の構成は、実施の形態2のリアクトル200と大筋で同様の構成である。しかし本実施の形態においては、案内板10および案内板11の上流側Uに配置する表面10A,11Aが、冷却流路8の下流側Dの側面に相当する壁面8Bに対して角度を有するように傾斜している。案内板10および案内板11の下流側Dを向く表面10B,11Bは、表面10A,11Aとほぼ平行に対向するように形成されるため、これらの表面10B,11Bも壁面8Bに対して角度を有するように傾斜している。
本実施の形態のように案内板10,11が、特に巻線1から離れるにつれ上流側Uに向かう方向に傾斜していれば、たとえば案内板10,11が巻線1に対して垂直に延びる実施の形態1,2の場合に比べて、より高効率に上流側Uから冷却流路4,5のそれぞれを流れる冷却媒体FRを冷却流路8内に導入することができる。このため実施の形態1,2よりもさらに下流側巻層D1の温度上昇を抑制する効果が高められる。
図11および図12を参照して、本実施の形態の第1例のリアクトル400の構成は、実施の形態2のリアクトル200と大筋で同様の構成である。しかし本実施の形態においては、案内板10には筒状カバー12が、案内板11には筒状カバー13が、いずれも第1の筒状部材として接続されている。これらはすべて平面視においてたとえば円環形状を有しているが、特に他の部材が矩形状である場合、矩形状であってもよい。
本実施の形態においては、筒状カバー12,13が設けられる(または筒状カバー12,13と同等の部分を有する一体案内板20,21を配置される)。また筒状カバー12,13(一体案内板20,21)は、直線軸lnに沿う方向に上流側Uに向かうように延びている。このため当該部分と巻線1(第1の巻層1Aまたは第2の巻層1B)との間には、間隙G1,G2のような、冷却流路5,4の延在方向に交差する断面よりも狭い断面を有する領域が形成される。
図15および図16を参照して、本実施の形態のリアクトル600は、実施の形態2のリアクトル200の構成に加えて、第2の案内部材としての案内板14,15と、第2の筒状部材としての筒状カバー16,17とを有している。これらはすべて平面視においてたとえば円環形状を有しているが、特に他の部材が矩形状である場合、矩形状であってもよい。
上記の各実施の形態1〜4のように案内板10,11を配置すれば、その上流側Uを向く表面10A,11Aが冷却媒体FRに衝突して冷却流路8に冷却媒体FRを導入するため、たとえば冷却流路8より下流側Dにおける冷却流路4,5内を流れる冷却媒体FRの量が減少する可能性がある。冷却流路4,5内を流れる冷却媒体FRの量が減少すれば、特に下流側巻層D1が局所的に温度上昇する可能性がある。
図17〜図19を参照して、本実施の形態のリアクトル700は、案内板10,11が内周面1I上および外周面1S上に接続される代わりに、下流側巻層D1の最も上流側Uの端面にあたる壁面8Bの上に接続されるように形成されている。このように本実施の形態においては案内板が、冷却流路8から見て下流側Dに位置する第1の巻層1Aと第2の巻層1Bとの少なくともいずれか一方(ここでは双方)の、冷却流路8に面する壁面8Bの上に形成されている。
本実施の形態においては案内板10,11が冷却流路8内の壁面8B上に接続され、冷却流路8からの突起部分が冷却流路5,4内に入り込むように形成されている。このため案内板10,11が冷却流路4,5を流れる冷却媒体FRを冷却流路8内に導入する効果が確保できる。
図20を参照して、本実施の形態のリアクトル800は、実施の形態6のリアクトル700の案内板10,11のそれぞれの上流側Uを向く表面10A,11A上に、筒状カバー12,13が接続されている。筒状カバー12,13は、案内板10,11から上流側巻層U1側に向かうように、直線軸lnに沿う方向に延在している。筒状カバー12,13はたとえば実施の形態4と同様に、巻層1A,1Bとの間に間隙G1,G2を形成するように配置される。
図21〜図23を参照して、本実施の形態のリアクトル900の構成は、実施の形態1のリアクトル100の構成と大筋で同様であるが、巻線1が第1の巻層1Aと第2の巻層1Bとに加え第3の巻層1Cを有している。第3の巻層1Cは平面視において第2の巻層1Bと間隔をあけて、第2の巻層1Bの外側に巻回されている。なお上記の各実施の形態と同様に、本実施の形態においては第1の巻層1Aと第2の巻層1Bと第3の巻層1Cと、上流側巻層U1と下流側巻層D1とは1本の線材により形成されるが、各巻層は別の線材として形成されてもよい。
Claims (8)
- 仮想の直線軸を中心として、前記直線軸の周囲を巻回された線材から前記直線軸に沿って延びる内側巻層と、前記直線軸を中心として前記内側巻層と間隔をあけて前記内側巻層の外側に位置し、前記線材が巻回された外側巻層とを含む巻線と、
冷却媒体の流れる方向を変更させる第1の案内部材とを備え、
前記内側巻層と前記外側巻層との間に冷却媒体が流れる第1の冷却流路が形成され、
前記内側巻層と前記外側巻層との少なくともいずれか一方において前記第1の冷却流路とつながる開口部からなる第2の冷却流路が形成され、
前記第1の案内部材は、前記第2の冷却流路において前記第1の冷却流路とつながる一方開口端と反対側に位置する他方開口端において、前記内側巻層または前記外側巻層の少なくともいずれか一方の冷却媒体の流通方向における下流側に配置され、
前記第1の案内部材には第1の筒状部材が接続されており、
前記第1の筒状部材は、前記第1の案内部材から冷却媒体の流通方向における上流側に延びるように配置されており、
前記第1の筒状部材は前記巻線と間隔を隔てて配置される、リアクトル。 - 前記第1の案内部材は、案内部材本体部と、前記案内部材本体部から冷却媒体の流通方向における上流側に延びかつ前記巻線と間隔を隔てて配置される前記第1の筒状部材とが一体として形成された一体案内板として設けられる、請求項1に記載のリアクトル。
- 仮想の直線軸を中心として、前記直線軸の周囲を巻回された線材から前記直線軸に沿って延びる内側巻層と、前記直線軸を中心として前記内側巻層と間隔をあけて前記内側巻層の外側に位置し、前記線材が巻回された外側巻層とを含む巻線と、
冷却媒体の流れる方向を変更させる第1の案内部材とを備え、
前記内側巻層と前記外側巻層との間に冷却媒体が流れる第1の冷却流路が形成され、
前記内側巻層と前記外側巻層との少なくともいずれか一方において前記第1の冷却流路とつながる開口部からなる第2の冷却流路が形成され、
前記第1の案内部材は、前記第2の冷却流路において前記第1の冷却流路とつながる一方開口端と反対側に位置する他方開口端において、前記内側巻層または前記外側巻層の少なくともいずれか一方の冷却媒体の流通方向における下流側に配置され、
前記第1の案内部材よりも冷却媒体の流通方向における下流側に配置される第2の案内部材と、
前記第2の案内部材に接続され、前記第2の案内部材から冷却媒体の流通方向における下流側に延びるように配置される第2の筒状部材とをさらに備える、リアクトル。 - 前記第2の案内部材および前記第2の筒状部材は、前記巻線と間隔を隔てて配置される、請求項3に記載のリアクトル。
- 前記内側巻層の内側には、前記直線軸を含むように前記直線軸に沿う方向に延びる第3の冷却流路が形成され、
前記第2の冷却流路は前記第3の冷却流路に通じている、請求項1〜4のいずれか1項に記載のリアクトル。 - 前記第2の冷却流路は、前記直線軸に沿う方向に関する前記巻線の中央部よりも冷却媒体の流通方向における下流側に配置される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のリアクトル。
- 前記第1の案内部材は前記内側巻層の内周面に接続される、請求項1〜6のいずれか1項に記載のリアクトル。
- 前記内側巻層と前記外側巻層との双方に接するように前記内側巻層と前記外側巻層との間に配置される第1のスペーサと、
前記第2の冷却流路に配置され、冷却媒体の流通方向における上流側に位置する前記内側巻層または前記外側巻層の少なくともいずれか一方と、冷却媒体の流通方向における下流側に位置する前記内側巻層または前記外側巻層の少なくともいずれか一方との双方に接触するように挟まれる第2のスペーサとをさらに備え、
前記第1および第2のスペーサは、セラミックまたはステンレスにより形成される、請求項1〜7のいずれか1項に記載のリアクトル。
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