JP6891043B2

JP6891043B2 - リアクトル

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Publication number: JP6891043B2
Application number: JP2017102563A
Authority: JP
Inventors: 後藤　健一; 健一後藤
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2017-05-24
Filing date: 2017-05-24
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2037-05-24
Also published as: JP2018198268A

Description

本発明の実施形態は、アルミニウムの巻線を用いたリアクトルに関する。

近年、リアクトルの巻線として、銅線に較べて安価に構成できるアルミニウム線が用いられている。このようなリアクトルでは、アルミニウム線の端部を、例えば黄銅製の電気端子の一端の圧着部に固定している。この電気端子の他端にコネクタ付きの銅製リード線が溶接される。

特開２０１０−７４１５６号公報

リアクトルの電気端子にコネクタが設けられることで、電源などから延びるリード線に設けられるコネクタとの接続作業が容易になる。しかしながら、コネクタ同士の接続部分には、流せる電流値に限度がある。例えば、一般的な平形接続端子では、流せる電流の最大値が約２５Ａとなっている。さらに、大電流を流す場合は、太いリード線を用いなければならず、電気端子とリード線との接続部分の強度を向上させる必要がある。

本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、リード線との接続部分に、大電流を流すことができ、かつ接続強度を向上させることができるリアクトルを提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係るリアクトルは、鉄心と、アルミニウムで形成され、前記鉄心に巻き付けられる巻線と、前記巻線の端部が接続される巻線接続部が一端に設けられ、かつ銅製のリード線が接続される棒状を成すリード線接続部が他端に設けられた黄銅製の接続端子と、重なり合う前記リード線接続部と前記リード線の周囲を覆った状態でかしめられ、かつ半田が隙間に充填される筒状を成すスリーブと、を備える。

第１実施形態のリアクトルを示す正面図。第１実施形態のリアクトルを示す側面図。第１実施形態の接続端子を示す正面図、側面図、断面図。第１実施形態の接続端子にリード線を接続する状態を示す正面図。第２実施形態のリアクトルを示す正面図。第２実施形態のリアクトルを示す側面図。第２実施形態の接続端子にリード線を接続する状態を示す正面図。

（第１実施形態）
以下、本実施形態を添付図面に基づいて説明する。まず、第１実施形態のリアクトルについて図１から図４を用いて説明する。以下、図２の紙面左側をリアクトルの正面側（前方側）として説明する。

図１の符号１は、リアクトルである。このリアクトル１は、その巻線に流れる電流によって生じる磁場にエネルギーを蓄えることができる受動素子である。このリアクトル１は、空気調和機の室外機の電源側、所謂整流器における電流の入口側に設けられ、力率を向上させている。

図１および図２に示すように、リアクトル１は、台座２を備える。この台座２は、四角形状を成す板材である。この台座２が、室外機の筐体３の内部の所定部位にネジを用いて強固に取り付けられる。

また、台座２の上面には、鉄心４が溶接される。この鉄心４は、Ｅ字形状を成す第１コア５とＩ字形状を成す第２コア６とが、互いに溶接されることで形成される。鉄心４の中央部空間、すなわち第１コア５のＥ字状の中央の突出部７の周囲に巻線８が巻回され、巻回コイル９が形成される。

この巻線８は、アルミニウム材で形成される。また、巻線８は、その表面にエナメル被膜が焼き付けられて、絶縁されている。なお、巻線８の端部は、電気的に導通可能なようにエナメル被膜が除去されている。巻線８の両端部は、巻回コイル９から正面側に導出されている。

巻線８の端部には、それぞれに接続端子１０が接続される。図２に示すように、これらの接続端子１０は、上下方向に延びる長板状を成す板部１１を備える。また、板部１１の下部が側面視でＪ字形状に屈曲されている。なお、Ｊ字の短部先端（図２中左側先端）となる、この屈曲された部分の正面側、つまり、接続端子１０の一端である基端側の立ち上がり部分に巻線８の端部が接続される。各接続端子１０は、１枚の薄板の黄銅材を打ち抜き、折曲することで形成される。

また、接続端子１０の一部は、短絡または外部との接触を防止するために絶縁紙１２で覆われている。さらに、絶縁紙１２は、硬度の高い樹脂製の絶縁材料を用いて薄いフィルム状に形成されており、絶縁紙１２の巻回コイル９側の面が巻回コイル９に接着されている。この絶縁紙１２を介して、接続端子１０が巻回コイル９に固定される。なお、接続端子１０が配置された部分は、絶縁紙１２と同等の素材からなる絶縁カバー１３で覆われる。絶縁カバー１３は、絶縁機能を有する粘着テープなどでリアクトル１に固定される。

第１実施形態の２つの接続端子１０は、同一構成である。これらの接続端子１０は、左右横方向に並設される。なお、接続端子１０の板部１１の基端側であって、巻線８の端部が接続される部分を巻線接続部１４と称する。また、接続端子１０の巻回コイル９側となる板部１１の他端の上端側（先端側）には、電源などから延びるリード線１５（図４参照）が接続されるリード線接続部１６が設けられる。

図３（Ａ）は、接続端子１０の正面図である。図３（Ｂ）は、接続端子１０の側面図である。図３（Ｃ）は、図３（Ａ）における接続端子１０のＣ−Ｃ断面図である。以下、図３（Ｂ）の紙面左側を接続端子１０の正面側（前方側）とし、図３（Ｃ）の紙面下側を接続端子１０の正面側（前方側）として説明する。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、接続端子１０の巻線接続部１４には、巻線８の端部を保持する４つの保持片１７が設けられる。なお、接続端子１０において、保持片１７の部分は、断面視でＣ字形状を成す（図３（Ｃ）参照）。

巻線接続部１４は、保持片１７が巻線８の端部を保持した状態で、前後方向から所定の工具により挟持され、かしめられる。つまり、巻線８の端部と巻線接続部１４が圧着される。また、巻線８の端部と保持片１７との隙間には、半田１８が流し込まれる。つまり、巻線８の端部と保持片１７との隙間に半田１８が充填される。なお、巻線接続部１４には、上下方向に並んだ３つの穴部１９が形成されている。これらの穴部１９にも、半田１８が入り込む。

巻線８の端部と巻線接続部１４とを、かしめるとともに両部材の隙間に半田１８が流し込まれることで、接続強度を向上させることができる。また、巻線８の材質が、柔らかいアルミニウムであっても強固に接続することができ、その信頼性を確保することができる。また、巻線８の端部と保持片１７との隙間に半田１８が介在することで、異種金属同士の接触で生じる電蝕を生じ難くすることができる。

図４（Ａ）は、接続端子１０の他端、すなわち、巻線接続部１４と反対側の端部にリード線１５を接続する前の状態を示す。図４（Ｂ）は、接続端子１０にリード線１５を接続した後の状態を示す。図４（Ａ）に示すように、接続端子１０の他端には、リード線接続部１６が、板部１１の上端側（先端側）から上方向に突出される。このリード線接続部１６は、接続端子１０の板部１１と一体で形成されており、断面視が四角形の棒状を成す。なお、このリード線接続部１６の形状は、断面視で円形を成していても良い。

リード線１５は、一般的な銅の線材が塩化ビニル樹脂で被覆されたものである。ただし、大電流を流すため、太くなっている。リード線１５とリード線接続部１６とを接続するために、筒状を成すスリーブ２０が設けられる。このスリーブ２０は、黄銅で形成された円筒形状を成す端子である。

スリーブ２０は、リード線接続部１６に取り付けられる。その後に、リード線１５がスリーブ２０に挿入される。すると、リード線接続部１６とリード線１５が平行に配置され、その周囲をスリーブ２０が覆った状態となる。つまり、リード線接続部１６とリード線１５が重なり合う。この状態で、スリーブ２０は、前後方向または左右方向から所定の工具により挟持され、かしめられる。つまり、リード線接続部１６とリード線１５が圧着される。その後、スリーブ２０の内部に半田２１が流し込まれる（図４（Ｂ）参照）。つまり、スリーブ２０の内部に半田２１が充填される。

リード線１５とリード線接続部１６とを、スリーブ２０で覆った状態でかしめるとともに半田２１がスリーブ２０の内部に流し込まれることで、接続強度を向上させることができ、接続部分の電気抵抗を小さくして、電気を円滑に流すことができるようになる。また、スリーブ２０の内部の隙間に半田２１が流し込まれることで、異種金属同士の接触で生じる電蝕を生じ難くすることができる。なお、半田１８，２１には、銅を含まないものを使用することが好ましい。

黄銅製の接続端子１０を用いることで、アルミニウム製の巻線８と銅製のリード線１５との接触を排除することができ、アルミニウムと銅との直接接触によって生じる電蝕を防ぐことができる。

また、リード線１５とリード線接続部１６とがスリーブ２０内でかしめられて直接的に強固に接触されることで、リード線との接続部分に、リード線１５の許容電流に合わせた大きな電流を流すことができるようになる。この結果、アルミニウムの巻線８を用いたリアクトル１であっても、約２５Ａ以上の電流を流すことができるようになる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態のリアクトル１Ａについて図５から図７を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

図５および図６に示すように、第２実施形態では、２つの接続端子１０Ａ，１０Ｂのうち、一方の接続端子１０Ａ（図５中左側）の板部１１Ａの上下寸法が、他方の接続端子１０Ｂ（図５中右側）の板部１１Ｂの上下寸法よりも長くなっている。つまり、一方の接続端子１０Ａの板部１１Ａの先端が、他方の接続端子１０Ｂの板部１１Ｂの先端よりも突出している。なお、各接続端子１０Ａ，１０Ｂの他端側の形状は、第１実施形態と同一のため、説明を省略する。

それぞれの接続端子１０Ａ，１０Ｂの板部１１Ａ，１１Ｂの先端側には、リード線接続部１６Ａ，１６Ｂが形成される。つまり、一方の接続端子１０Ａのリード線接続部１６Ａが、他方の接続端子１０Ｂのリード線接続部１６Ｂよりも台座２から離れた位置に設けられる。

第２実施形態の接続端子１０Ａ，１０Ｂのリード線接続部１６Ａ，１６Ｂは、板部１１Ａ，１１Ｂから横方向に突出される。一方のリード線接続部１６Ａと他方のリード線接続部１６Ｂとが、２つの接続端子１０Ａ，１０Ｂの並設の方向、つまり、左右方向（水平方向）に向かって突出される。なお、両方のリード線接続部１６Ａ，１６Ｂが同一方向（図５中右方向）に突出される。

図７（Ａ）は、接続端子１０Ａ，１０Ｂにリード線１５を接続する前の状態を示す。図７（Ｂ）は、接続端子１０Ａ，１０Ｂにリード線１５を接続した後の状態を示す。図７（Ａ）に示すように、リード線１５とリード線接続部１６Ａ，１６Ｂとを接続するときに、筒状を成すスリーブ２０が設けられる。

スリーブ２０がリード線接続部１６Ａ，１６Ｂに取り付けられた状態で、リード線１５がスリーブ２０に挿入される。また、それぞれのリード線接続部１６Ａ，１６Ｂとそれぞれのリード線１５が平行に配置され、その周囲をスリーブ２０が覆った状態となる。つまり、それぞれのリード線接続部１６Ａ，１６Ｂとそれぞれのリード線１５が重なり合う。この状態で、スリーブ２０は、上下方向または前後方向から所定の工具により挟持され、かしめられる。つまり、それぞれのリード線接続部１６Ａ，１６Ｂとそれぞれのリード線１５が圧着される。また、スリーブ２０の内部に半田２１が流し込まれる（図７（Ｂ）参照）。つまり、スリーブ２０の内部に半田２１が充填される。

第２実施形態では、一方の接続端子１０Ａのリード線接続部１６Ａが、他方の接続端子１０Ｂのリード線接続部１６Ｂよりも台座２から離れた位置に設けられることで、一方のリード線接続部１６Ａに接続されるリード線１５と、他方のリード線接続部１６Ｂに接続されるリード線１５とが、互いに干渉しないように配置させることができる。このように、２本のリード線１５を水平方向に引き出すことができ、配線の引き回しが容易にできるようになる。さらに、空気調和機の室外機などの機器へのリアクトル１Ａの組込みにおいて、上部に他の部品や構造物が設けられる場合には、第１実施形態よりもリアクトル１Ａの突出寸法を小さくできる利点がある。

本実施形態に係るリアクトルを第１実施形態および第２実施形態に基づいて説明したが、いずれか１の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。例えば、一方のリード線接続部を上方向に突出させるとともに他方のリード線接続部を横方向に突出させても良い。

以上説明した各実施形態によれば、リード線接続部とリード線が平行に配置され、その周囲を覆った状態でかしめられ、かつ半田が流し込まれる筒状を成すスリーブを備えることにより、リード線との接続部分に、大電流を流すことができ、かつ接続強度を向上させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１（１Ａ）…リアクトル、２…台座、３…筐体、４…鉄心、５…第１コア、６…第２コア、７…突出部、８…巻線、９…巻回コイル、１０（１０Ａ，１０Ｂ）…接続端子、１１（１１Ａ，１１Ｂ）…板部、１２…絶縁紙、１３…カバー、１４…巻線接続部、１５…リード線、１６（１６Ａ，１６Ｂ）…リード線接続部、１７…保持片、１８…半田、１９…穴部、２０…スリーブ、２１…半田。

Claims

鉄心と、
アルミニウムで形成され、前記鉄心に巻き付けられる巻線と、
前記巻線の端部が接続される巻線接続部が一端に設けられ、かつ銅製のリード線が接続される棒状を成すリード線接続部が他端に設けられた黄銅製の接続端子と、
重なり合う前記リード線接続部と前記リード線の周囲を覆った状態でかしめられ、かつ半田が隙間に充填される筒状を成すスリーブと、
を備えるリアクトル。
前記巻線の一方の端部と他方の端部に前記接続端子がそれぞれ取り付けられ、これらの接続端子が、前記鉄心に接合された台座から離れる方向に延びるとともに互いに並設され、
一方の前記接続端子の前記リード線接続部が、他方の前記接続端子の前記リード線接続部よりも前記台座から離れた位置に設けられ、
前記一方のリード線接続部と前記他方のリード線接続部とが、前記並設の方向に沿って同一方向に突出される請求項１に記載のリアクトル。