JPH06302441A - ギャップ付鉄心形リアクトル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ギャップ材とブロック鉄心との接合精度を向
上することにより、振動騒音を低減し、また、ブロック
鉄心の半径方向における温度上昇を均一化することによ
り、圧縮力に起因する磁歪騒音を低減する。 【構成】 けい素鋼板２ａを放射状に配置する形で円環
状に積層して円形断面の複数個のブロック鉄心２を構成
する。ブロック鉄心２を磁気的なギャップ材３を介して
積み重ねてギャップ付鉄心脚１を構成する。ギャップ付
鉄心脚１の周囲に巻線４を巻回し、ギャップ付鉄心脚１
とヨーク鉄心５，６とを一体的に固定する。ギャップ材
３を円環状または円筒状とする。さらに、磁気ギャップ
寸法をＬとした場合に、ギャップ材３を、その内周がブ
ロック鉄心２の内周からその半径方向にＬ／４以上離
れ、かつ、その外周がブロック鉄心２の外周からその半
径方向にＬ／２以上離れるように配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ギャップ付鉄心脚を備
えたギャップ付鉄心形リアクトルに係り、特に、そのギ
ャップ付鉄心脚に使用される磁気的なギャップ材の形状
と配置に改良を施して、低騒音化を図ったギャップ付鉄
心形リアクトルに関する。

【０００２】

【従来の技術】分路リアクトルなどに使用されるリアク
トルとしては、一般にギャップ付鉄心形リアクトルが用
いられる。このギャップ付鉄心形リアクトルは、円形断
面のギャップ付鉄心脚を備えており、図４に示すよう
に、このギャップ付鉄心脚１は、けい素鋼板２ａの抜き
板を放射状に配置する形で円環状に積層して構成した複
数個の円形断面のブロック鉄心２を、その間に、絶縁物
製の磁気的なギャップ材３を挟み込むことにより複数個
の磁気ギャップを形成するようにして、同軸状に積み重
ねて構成されている。この場合、ブロック鉄心２間の各
磁気ギャップを形成するために、１個の磁気ギャップに
対して複数個のギャップ材３が使用されている。なお、
図示していないが、ギャップ付鉄心脚１の周囲には、巻
線が巻回されている。また、同様に図示していないが、
このギャップ付鉄心脚１の上下には、矩形断面のヨーク
鉄心が密着配置され、一体的に固定されており、このヨ
ーク鉄心は、けい素鋼板を積層して構成されている。

【０００３】そして、以上のように構成されたギャップ
付鉄心形リアクトルでは、リアクトル本体から発生する
騒音の低減が重要な課題になっている。このような騒音
は、その要因に応じて、機械的振動による騒音と磁気歪
みによる騒音とに大別することができる。このうち、機
械的振動による騒音は、磁気ギャップを通過する磁束に
より、この磁気ギャップの上下のブロック鉄心２間に磁
気吸引力が作用し、この磁気吸引力による振動のために
発生する振動騒音である。そして、このような振動騒音
を防止するためには、磁気ギャップを介してギャップ付
鉄心脚１のブロック鉄心２を締め付けるとともに、この
ギャップ付鉄心脚１とその上下のヨーク鉄心とを一体的
に強固に締め付けるような締め付け構造が必要となる。
また、磁気歪みによる騒音は、鉄心内部に磁束が流れる
ために生じる磁歪騒音と、前述のような締め付け構造に
よって鉄心内部に無理な圧縮力が働く結果、さらに助長
される磁歪騒音である。このような磁歪騒音のうち、ギ
ャップ付鉄心形リアクトルにおいては、特に、圧縮力に
起因する磁歪騒音の影響が大きい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うな従来のギャップ付鉄心形リアクトルにおいて発生す
る前述の振動騒音や磁歪騒音は、その磁気ギャップ部の
構造からさらに助長される傾向にある。

【０００５】まず、振動騒音は、次のようにして助長さ
れる。すなわち、前述したギャップ付鉄心形リアクトル
では、図４に示すように、一個の磁気ギャップに複数個
のギャップ材３が使用されているが、このギャップ材３
は１個ずつ製作されるため、製作課程で高さ寸法にばら
つきが生じる。このようにばらつきを有する複数個のギ
ャップ材３を配置すると、ブロック鉄心２との接触面と
なる複数個のギャップ材３の表面に凹凸が生じる。そし
て、このような凹凸を有するギャップ材３の表面にブロ
ック鉄心２を載せた場合には、ギャップ材３とブロック
鉄心２との接触部の接合精度が低下するため、前述のよ
うな振動騒音がさらに助長されるのである。

【０００６】また、磁歪騒音は、次のようにして助長さ
れる。すなわち、前述したギャップ付鉄心形リアクトル
では、磁束が磁気ギャップ部でフリンジングするため、
ブロック鉄心２の内外周部に磁束が集中して、図５に示
すように、ブロック鉄心２の内外周部の温度上昇値が局
部的にかなり高くなる。この場合、図５は、図４のブロ
ック鉄心２の半径方向位置Ｒと、その温度上昇値θとの
関係を示すグラフである。このような磁束集中の範囲
は、ギャップ材３によってブロック鉄心２間に形成され
る磁気ギャップ寸法をＬとした場合に、ブロック鉄心２
の内周からその半径方向に向かってほぼＬ／４までの範
囲と、ブロック鉄心２の外周から半径方向に向かってほ
ぼＬ／２までの範囲である。そして、このような温度上
昇により、ブロック鉄心２の内外周部が上下方向に膨脹
し、これによりギャップ付鉄心脚１内部に無理な圧縮力
が働き、過度の圧縮応力を発生し、さらに磁気歪みが増
加して、前述のような圧縮力に起因する磁歪騒音がさら
に助長されるのである。

【０００７】本発明は、上述のような従来技術の問題点
を解消するために提案されたものであり、その目的は、
ギャップ材とブロック鉄心との接合精度を向上すること
により、振動騒音を低減し、また、ブロック鉄心の半径
方向における温度上昇を均一化することにより、圧縮力
に起因する磁歪騒音を低減して、低騒音化可能なギャッ
プ付鉄心形リアクトルを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のギャップ付鉄心形リアクトルは、けい素
鋼板を放射状に配置する形で円環状に積層して円形断面
の複数個のブロック鉄心を構成し、このブロック鉄心を
磁気的なギャップ材を介して積み重ねてギャップ付鉄心
脚を構成し、このギャップ付鉄心脚の周囲に巻線を巻回
し、この円形断面のギャップ付鉄心脚と、矩形断面のヨ
ーク鉄心とを一体的に固定してなるギャップ付鉄心形リ
アクトルにおいて、次のような特徴を有する。すなわ
ち、請求項１に記載のギャップ付鉄心形リアクトルは、
前記ギャップ材を円環状または円筒状としたことを特徴
としている。また、請求項２に記載のギャップ付鉄心形
リアクトルは、請求項１の構成に加えて、さらに、前記
ギャップ材によって前記ブロック鉄心間に形成される磁
気ギャップ寸法をＬとした場合に、このギャップ材を、
その内周がブロック鉄心の内周からその半径方向にＬ／
４以上離れ、かつ、その外周がブロック鉄心の外周から
その半径方向にＬ／２以上離れるように配置したことを
特徴としている。

【０００９】

【作用】以上のような構成を有する本発明のギャップ付
鉄心形リアクトルにおいては、次のような作用が得られ
る。まず、請求項１の構成においては、隣接するブロッ
ク鉄心間に円環状または円筒状のギャップ材を１個のみ
配置することができるため、複数個のギャップ材を配置
した場合のように、ギャップ材の表面に凹凸が生じるこ
とがなくなり、ギャップ材の表面を平滑化できる。した
がって、ギャップ材とブロック鉄心との接触部の接合精
度を向上することができるため、振動騒音を抑制するこ
とができる。また、複数個のギャップ材を配置した場合
に比べて、使用するギャップ材の数を格段に低減するこ
とができるため、ギャップ付鉄心形リアクトルの組立作
業の工数を低減できる。

【００１０】次に、請求項２の構成においては、前述の
作用に加えて、さらに、次のような作用が得られる。す
なわち、温度上昇値が高くなり易いブロック鉄心の内外
周部を除いてギャップ材を配置するように構成している
ため、ブロック鉄心の内外周部とギャップ材の配置範囲
との温度上昇値を均一化することができる。したがっ
て、ブロック鉄心の内外周部の熱膨脹による圧縮応力の
発生を防止し、磁歪騒音を低減することができる。

【００１１】

【実施例】以下には、本発明を単相３脚鉄心形のギャッ
プ付鉄心形リアクトルに適用した２つの実施例につい
て、図１〜図３を参照して具体的に説明する。ここで、
図１は本発明によるギャップ付鉄心形リアクトルの第１
実施例を示す正面図、図２は図１のブロック鉄心とギャ
ップ材を示す平面図、図３は本発明によるギャップ付鉄
心形リアクトルの第２実施例を示す図であり、特に、ブ
ロック鉄心に対するギャップ材の配置範囲を示す説明図
である。

【００１２】（１）第１実施例…図１ 図１に示すように、第１実施例のギャップ付鉄心脚１
は、けい素鋼板２ａの抜き板を放射状に配置する形で円
環状に積層して構成した複数個の円形断面のブロック鉄
心２を、その間に、絶縁物製の磁気的なギャップ材３を
挟み込むことにより複数個の磁気ギャップを形成するよ
うにして、同軸状に積み重ねて構成されている。また、
ギャップ付鉄心脚１の周囲には、巻線４が巻回されてお
り、ギャップ付鉄心脚１の上下には、これを挟むように
して、矩形断面を有する上下のヨーク鉄心５，６が配置
されている。このヨーク鉄心５，６は、上下の締付け板
７および締付けスタッド８により、ギャップ付鉄心脚１
に一体的に固定されている。そして、図２に示すよう
に、本実施例においては、ギャップ材３の形状が円環状
とされ、隣接するブロック鉄心２間に、各１個のギャッ
プ材３が配置されている。この場合、ギャップ材３は、
ブロック鉄心２の接触面の内周部分および外周部分をそ
れぞれ露出させるようにして配置されている。

【００１３】以上のような構成を有する本実施例におい
ては、隣接するブロック鉄心２間に複数個のギャップ材
３を配置していた従来技術のように、ギャップ材３の表
面に凹凸が生じることがなく、ギャップ材３の表面を平
滑化できる。すなわち、単体のギャップ材３の表面を平
滑化することは容易であるため、隣接するブロック鉄心
２間に１個のギャップ材３のみを配置する本実施例にお
いては、複数個のギャップ材３を配置した場合に比べ
て、ギャップ材３の表面を格段に平滑化できる。したが
って、ギャップ材３とブロック鉄心２との接触部の接合
精度を従来に比べて格段に向上することができるため、
振動騒音を大幅に抑制することができる。また、隣接す
るブロック鉄心２間に複数個のギャップ材３を配置した
場合に比べて、使用するギャップ材３の数を格段に低減
することができるため、ギャップ付鉄心形リアクトルの
組立作業の工数を低減できるという利点もある。

【００１４】（２）第２実施例…図３ 図３に示すように、第２実施例のギャップ材３は、前記
第１実施例のギャップ材３と同様に、円環状とされ、隣
接するブロック鉄心２間に、各１個のギャップ材３が配
置されている。特に、本実施例においては、ギャップ材
３のブロック鉄心２に対する配置範囲が規定されてい
る。すなわち、図３に示すように、ギャップ材３によっ
てブロック鉄心２間に形成される磁気ギャップ寸法をＬ
とした場合に、ギャップ材３の内周がブロック鉄心２の
内周からその半径方向にＬ／４以上離れ、かつ、ギャッ
プ材３の外周がブロック鉄心２の外周からその半径方向
にＬ／２以上離れるように配置されている。なお、これ
以外の部分については、前記第１実施例と全く同様に構
成されている。

【００１５】以上のような構成を有する本実施例におい
ては、前記第１実施例の作用効果に加えて、さらに、次
のような作用効果が得られる。すなわち、前述したよう
に、温度上昇値が高くなり易いブロック鉄心２の内外周
部を除いてギャップ材３を配置するように構成している
ため、従来のように、ブロック鉄心２の内外周部の温度
上昇値が局部的に高くなることがなくなり、ブロック鉄
心２の内外周部とギャップ材３の配置範囲との温度上昇
値を均一化することができる。したがって、ブロック鉄
心２の内外周部の熱膨脹を防止でき、このような熱膨脹
によってギャップ付鉄心脚１内部に働く無理な圧縮力と
それによる過度の圧縮応力の発生を防止できるため、従
来に比べて磁気歪みを格段に低減でき、圧縮力に起因す
る磁歪騒音を大幅に低減することができる。

【００１６】（３）その他の実施例 なお、本発明は、前記の各実施例に限定されるものでは
なく、前述した単相３脚鉄心形のギャップ付鉄心形リア
クトル以外にも適用可能であり、例えば、３相３脚鉄心
形や３相５脚鉄心形のギャップ付鉄心形リアクトルにも
同様に適用できる。また、本発明は、特に、ギャップ付
鉄心脚のギャップ材の形状と配置に関して特徴を有する
ものであるため、それ以外の各部の具体的な構成は適宜
選択可能である。さらに、前記実施例においては、隣接
するブロック鉄心間に１個のギャップ材を配置したが、
磁気ギャップ寸法に応じて、同一寸法形状のギャップ材
を複数個重ねて配置するように構成することも可能であ
る。このように構成した場合には、ギャップ材を規格化
できるため、生産性を向上できるという利点がある。ま
た、ギャップ材の材質や寸法は、ギャップ付鉄心脚の設
計に応じて適宜選択される。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ギャップ材を円環状または円筒状とし、さらに、ブロッ
ク鉄心の内外周部を除いてギャップ材を配置するという
簡単な構成の改良により、ギャップ材とブロック鉄心と
の接合精度を向上して振動騒音を低減するとともに、ブ
ロック鉄心の半径方向における温度上昇を均一化して圧
縮力に起因する磁歪騒音を低減することができるため、
従来に比べて格段に低騒音化可能なギャップ付鉄心形リ
アクトルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるギャップ付鉄心形リアクトルの第
１実施例を示す正面図。

【図２】図１のブロック鉄心とギャップ材を示す平面
図。

【図３】本発明によるギャップ付鉄心形リアクトルの第
２実施例を示す図であり、特に、ブロック鉄心に対する
ギャップ材の配置範囲を示す説明図。

【図４】従来のギャップ付鉄心形リアクトルの一例を示
す図であり、特にそのブロック鉄心とギャップ材を示す
平面図。

【図５】図４のブロック鉄心の半径方向位置Ｒと、その
温度上昇値θとの関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１…ギャップ付鉄心脚 ２ａ…けい素鋼板 ２…ブロック鉄心 ３…ギャップ材 ４…巻線 ５，６…ヨーク鉄心 ７…締付け板 ８…締付けスタッド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 けい素鋼板を放射状に配置する形で円環
   状に積層して円形断面の複数個のブロック鉄心を構成
   し、このブロック鉄心を磁気的なギャップ材を介して積
   み重ねてギャップ付鉄心脚を構成し、このギャップ付鉄
   心脚の周囲に巻線を巻回し、この円形断面のギャップ付
   鉄心脚と、矩形断面のヨーク鉄心とを一体的に固定して
   なるギャップ付鉄心形リアクトルにおいて、 前記ギャップ材を円環状または円筒状としたことを特徴
   とするギャップ付鉄心形リアクトル。
2. 【請求項２】 前記ギャップ材によって前記ブロック鉄
   心間に形成される磁気ギャップ寸法をＬとした場合に、
   このギャップ材を、その内周がブロック鉄心の内周から
   その半径方向にＬ／４以上離れ、かつ、その外周がブロ
   ック鉄心の外周からその半径方向にＬ／２以上離れるよ
   うに配置したことを特徴とする請求項１に記載のギャッ
   プ付鉄心形リアクトル。