JP6836566B2 - 入出力端子との中継部材を有するリアクトル - Google Patents

Description

本発明は、リアクトルに関し、特に、入出力端子との中継部材を有するリアクトルに関する。

リアクトルは、産業用ロボットや工作機械をはじめとして、電源側（一次側）とインバータとの間、或いは、モータ等の負荷側（二次側）とインバータとの間に設け、インバータ故障の低減や力率の改善を行うために使用されている。

磁束が外部に漏洩することを防止したリアクトルとして、中心部鉄心と、該中心部鉄心を取囲む外周部鉄心と、中心部鉄心と外周部鉄心とを磁気的に互いに連結する少なくとも三つの連結部とを具備し、連結部が、一つまたは複数の連結用鉄心と、該連結用鉄心に巻回された一つまたは複数のコイルと、一つまたは複数のギャップから構成されている三相リアクトルが報告されている（例えば、特許文献１）。

従来のリアクトルにおいては、３個のコイルには、各コイルにおける２つの端子の位置が全て同じコイルが使用されており、３個のコイルのそれぞれの端子から端子台までを中継部材で接続する際に、中継部材の形状が複雑になるという問題があった。また、中継部材同士が交差する場合は、振動などによりショートする危険性があった。

特開２０１７−０５９８０５号公報

本発明は、コイルの端子に接続する中継部材の形状が複雑になるのを防止することが可能なリアクトルを提供することを目的とする。

本開示の実施例に係るリアクトルは、外周部鉄心と、外周部鉄心の内面側に設けられ、周方向へ互いに間隔を空けて配置された３個の脚部鉄心と、３個の脚部鉄心にそれぞれ１個ずつ巻回された３個のコイルであって、３個の脚部鉄心の同じ軸線方向一端側の端面から突出する入力側のコイル端及び出力側のコイル端を各々が有する３個のコイルと、を具備し、３個のコイルは、端面から突出する部位における入力側のコイル端の突出位置と出力側のコイル端の突出位置とが第１の相対位置関係を有する２個の第１コイルと、端面から突出する部位における入力側のコイル端の突出位置と出力側のコイル端の突出位置とが第１の相対位置関係とは反対の第２の相対位置関係を有する１個の第２コイルであって、入力側のコイル端から出力側のコイル端へ至る巻回方向が第１コイルと第２コイルとで互いに逆である。

本開示の実施例に係るリアクトルによれば、コイルの端子に接続する中継部材の形状が複雑になるのを防止することができる。また、中継部材同士が交差しないため、振動などによりショートする危険性を抑制することができる。

実施例１に係るリアクトルの斜視図である。 実施例１に係るリアクトルの平面図である。 実施例１に係るリアクトルであって、中継部材を除いたリアクトルの平面図である。 複雑な形状の中継部材を有するリアクトルの斜視図である。 複雑な形状の中継部材を有するリアクトルの平面図である。 中継部材の形状が複雑になるリアクトルであって、中継部材を除いたリアクトルの平面図である。 コイル端が第１の相対位置関係を有するコイルの斜視図である。 コイル端が第２の相対位置関係を有するコイルの斜視図である。 実施例２に係るリアクトルの斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明に係るリアクトルについて説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

図１Ａに実施例１に係るリアクトル１０１の斜視図を示し、図１Ｂに実施例１に係るリアクトル１０１の平面図を示す。図２に実施例１に係るリアクトル１０１であって、中継部材を除いたリアクトルの平面図を示す。実施例１に係るリアクトル１０１は、外周部鉄心１と、３個の脚部鉄心（２１，２２，２３）と、３個のコイル（３１，３２，３３）と、を有する。

外周部鉄心１は３個の外周部鉄心部分（１１，１２，１３）、即ち、第１外周部鉄心部分１１、第２外周部鉄心部分１２、及び第３外周部鉄心部分１３からなっていてもよい。外周部鉄心１は、略６角形状の環状構造を有していてもよい。ただし、外周部鉄心１は円形または他の多角形形状であってもよい。

３個の脚部鉄心（２１，２２，２３）は、外周部鉄心１の内面側に設けられ、周方向へ互いに間隔を空けて配置されている。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、第１外周部鉄心部分１１と第１脚部鉄心２１が一体形成され、第２外周部鉄心部分１２と第２脚部鉄心２２が一体形成され、第３外周部鉄心部分１３と第３脚部鉄心２３が一体形成されるようにしてもよい。

３個のコイル（３１，３２，３３）は、３個の脚部鉄心（２１，２２，２３）にそれぞれ１個ずつ巻回されている。３個のコイル（３１，３２，３３）は、３個の脚部鉄心（２１，２２，２３）の同じ軸線方向一端側の端面から突出する入力側のコイル端（３１ａ，３２ａ，３３ａ）及び出力側のコイル端（３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ）を各々が有する。３個のコイル（３１，３２，３３）は、端面から突出する部位における入力側のコイル端（３１ａ，３３ａ）の突出位置と出力側のコイル端（３１ｂ，３３ｂ）の突出位置とが第１の相対位置関係を有する２個の第１コイル（３１，３３）と、端面から突出する部位における入力側のコイル端３２ａの突出位置と出力側のコイル端３２ｂの突出位置とが第１の相対位置関係とは反対の第２の相対位置関係を有する１個の第２コイル３２であって、入力側のコイル端から出力側のコイル端へ至る巻回方向が第１コイル（３１，３３）と第２コイル３２とで互いに逆である。３個のコイル（３１，３２，３３）は、平角線、丸線、またはリッツ線からなっていてもよい。

図２に示すように、３個のコイルのうちの２個の第１コイル（３１，３３）における、入力側のコイル端（３１ａ，３３ａ）と出力側のコイル端（３１ｂ，３３ｂ）との位置関係、即ち、一方の第１コイル３１における入力側のコイル端３１ａと出力側のコイル端３１ｂとの位置関係、及び他方の第１コイル３３における入力側のコイル端３３ａと出力側のコイル端３３ｂとの位置関係を第１の相対位置関係とする。また、３個のコイル（３１，３２，３３）のうちの１つの第２コイル３２における入力側のコイル端３２ａと出力側のコイル端３２ｂとの位置関係を第２の相対位置関係とする。このとき、第２の相対位置関係は第１の相対位置関係とは反対の位置関係となっている。

具体的には、外周部鉄心１の中心Ｏからの距離に着目すると、第１コイル３１の入力側の端子３１ａは出力側の端子３１ｂよりも中心Ｏに近いが、第２コイル３２の入力側の端子３２ａは出力側の端子３２ｂよりも中心Ｏから遠くなっている。また、第１コイル３１及び３３は互いに外周部鉄心１の中心Ｏを中心にした回転対称の位置にあるが、第２コイル３２は第１コイル（３１，３３）とは回転対称となっていない。

さらに、第１コイル（３１，３３）の入力側のコイル端（３１ａ，３３ａ）と第２コイル３２の入力側のコイル端３２ａとが個別に接続される３個の入力端子（６１ａ，６２ａ，６３ａ）と、第１コイル（３１，３３）の出力側のコイル端（３１ｂ，３３ｂ）と第２コイル３２の出力側のコイル端３２ｂとが個別に接続される３個の出力端子（６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ）とをさらに備え、３個の入力端子（６１ａ，６２ａ，６３ａ）と３個の出力端子（６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ）とが、軸線方向一端側で互いに反対側に集合するように配置されるようにしてもよい。

さらに、入力側のコイル端（３１ａ，３２ａ，３３ａ）を入力端子（６１ａ，６２ａ，６３ａ）に接続する第１中継部材（４１ａ，４２ａ，４３ａ）と、出力側のコイル端（３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ）を出力端子（６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ）に接続する第２中継部材（４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ）とをさらに備えることが好ましい。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、２個の第１コイル（３１，３３）において、端面から突出する部位における入力側のコイル端（３１ａ，３３ａ）の突出位置と出力側のコイル端（３１ｂ，３３ｂ）の突出位置とを第１の相対位置関係とし、１個の第２コイル３２において、端面から突出する部位における入力側のコイル端３２ａの突出位置と出力側のコイル端３２ｂの突出位置とを第１の相対位置関係とは反対の第２の相対位置関係とすることにより、３個の第１中継部材（４１ａ，４２ａ，４３ａ）及び３個の第２中継部材（４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ）が互いに交差しないように配置することができる。

次に、第１中継部材及び第２中継部材が重なる複雑な形状の中継部材を有するリアクトルについて説明する。図３Ａに複雑な形状の中継部材を有するリアクトル１０００の斜視図を示し、図３Ｂに複雑な形状の中継部材を有するリアクトル１０００の平面図を示す。図４に中継部材の形状が複雑になるリアクトル１０００であって、中継部材を除いたリアクトルの平面図を示す。図３Ａ及び図３Ｂの点線Ａで囲った部分において、第１中継部材４２ｃ及び第２中継部材４２ｄが重なっている。このように、第１中継部材及び第２中継部材が重なる原因は、コイル（３１，３２０，３３）における入力側のコイル端（３１ａ，３２ｃ，３３ａ）と出力側のコイル端（３１ｂ，３２ｄ，３３ｂ）との間の相対位置関係が３個のコイル（３１，３２０，３３）において全て同じであることによる。

図３Ｂに示すように、コイル３２０の入力側のコイル端３２ｃと接続された第１中継部材４２ｃが、コイル３２０の出力側のコイル端３２ｄと接続された第２中継部材４２ｄと重なっている。これに対して、実施例１に係るリアクトル１０１においては、図１Ｂに示すように、第２コイル３２の入力側のコイル端３２ａと接続された第１中継部材４２ａは、第２コイル３２の出力側のコイル端３２ｂと接続された第２中継部材４２ｂとは重ならないように配置されている。

ここで、コイル端が第１の相対位置関係を有するコイル及びコイル端が第２の相対位置関係を有するコイルにおける、入力側のコイル端と出力側のコイル端の位置について説明する。図５Ａにコイル端が第１の相対位置関係を有するコイルである第１コイル３１の斜視図を示す。図５Ｂにコイル端が第２の相対位置関係を有するコイルである第２コイル３２の斜視図を示す。図５Ａ及び図５Ｂからわかるように、実施例１に係るリアクトル１０１においては、第１コイル３１の端面から突出する部位における入力側のコイル端３１ａの突出位置と出力側のコイル端３１ｂの突出位置との間の第１の相対位置関係と、第２コイル３２の端面から突出する部位における入力側のコイル端の突出位置と出力側のコイル端の突出位置との間の第２の相対位置関係とが、互いに反対になっている。さらに、第１コイル３１の入力側のコイル端３１ａから出力側のコイル端３１ｂへ至る巻回方向と、第２コイル３２の入力側のコイル端３２ａから出力側のコイル端３２ｂへ至る巻回方向とが、互いに逆である。ここで、コイル端３１ａ及び３２ａを入力端子とし、コイル端３１ｂ及び３２ｂを出力端子とした場合、第１コイル３１と第２コイル３２における電流の流れる向きは同じであるため、第２コイル３２により生じる磁界の向きは、第１コイル３１により生じる磁界の向きと同様である。

実施例１に係るリアクトルによれば、３個の第１中継部材及び３個の第２中継部材は互いに交差しないように配置することができるため、第１中継部材と第２中継部材が振動などによりショートするおそれがない。

次に、実施例２に係るリアクトルについて説明する。図６に実施例２に係るリアクトル１０２の斜視図を示す。実施例２に係るリアクトル１０２が実施例１に係るリアクトル１０１と異なっている点は、入力側のコイル端（５１ａ，５２ａ，５３ａ）が入力端子（６１ａ，６２ａ，６３ａ）に直接接続され、出力側のコイル端（５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ）が出力端子（６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ）に直接接続される点である。実施例２に係るリアクトル１０２のその他の構成は、実施例１に係るリアクトル１０１と同様であるので詳細な説明は省略する。

図６に示すように、３個のコイル（３１，３２，３３）のうちの１つの第１コイル（例えば、３１）における入力側のコイル端の突出位置および出力側のコイル端の突出位置が第１の相対位置関係を有し、３個のコイルのうちの他の２個の第２コイル（３２，３３）における入力側のコイル端の突出位置および出力側のコイル端の突出位置が第１の相対位置関係とは反対の第２の相対位置関係を有していてもよい。

３個のコイル（３１，３２，３３）は、平角線、丸線、またはリッツ線からなっていてもよい。

実施例２に係るリアクトルによれば、入力側のコイル端が入力端子に直接接続され、出力側のコイル端が出力端子に直接接続されているので、入力側のコイル端および出力側のコイル端にそれぞれ第１中継部材及び第２中継部材を接続する工程を省略することができる。

上記実施例１の説明において、コイル３１及び３３を第１コイルとし、コイル３２を第２コイルとした例を説明したが、このような例には限られず、コイル３１またはコイル３３を第２コイルとしてもよい。また、入力側のコイル端および出力側のコイル端を入れ替えても同様に本開示の実施例に係るリアクトルを実現することができる。

１ 外周部鉄心
２１，２２，２３ 脚部鉄心
３１，３２，３３ コイル
４１ａ，４２ａ，４３ａ 第１中継部材
４１ｂ，４２ｂ，４３ｂ 第２中継部材

Claims (4)

1. 環状の外周部鉄心と、
   前記外周部鉄心の内面側に設けられ、周方向へ互いに間隔を空けて配置されていて前記外周部鉄心の中心に向かって延びる３個の脚部鉄心と、
   前記３個の脚部鉄心にそれぞれ１個ずつ巻回された３個のコイルとを具備し、前記３個のコイルのそれぞれのコイル軸線は前記脚部鉄心のそれぞれの延びる方向と同じであり、前記３個のコイルのそれぞれは前記外周部鉄心の一端側において前記外周部鉄心の軸線に対して平行に突出する入力側のコイル端と出力側のコイル端とを有し、前記入力側のコイル端は前記コイルの一端から突出すると共に前記出力側のコイル端は前記コイルの他端から突出しており、
   前記３個の脚部鉄心のそれぞれに巻回された前記３個のコイルのうちの２個のコイルのそれぞれにおける前記入力側のコイル端および前記出力側のコイル端の前記外周部鉄心の中心に対する位置関係は、前記３個のコイルのうちの残りの１個のコイルにおける前記入力側のコイル端および前記出力側のコイル端の前記中心に対する位置関係とは異なるようにしており、
   前記２個のコイルの巻回方向と前記１個のコイルの巻回方向とが互いに逆であることを特徴とするリアクトル。
2. 前記２個のコイルのそれぞれの前記入力側のコイル端と前記１個のコイルの前記入力側のコイル端とが個別に接続される３個の入力端子と、前記２個のコイルのそれぞれの前記出力側のコイル端と前記１個のコイルの前記出力側のコイル端とが個別に接続される３個の出力端子とをさらに備え、
   前記３個の入力端子と前記３個の出力端子とが、前記外周部鉄心の前記一端側において前記外周部鉄心の前記軸線に対して垂直な方向において互いに対向して配置される、請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記入力側のコイル端を前記入力端子に接続する第１中継部材と、前記出力側のコイル端を前記出力端子に接続する第２中継部材とをさらに備える、請求項２に記載のリアクトル。
4. 前記入力側のコイル端が前記入力端子に直接接続され、前記出力側のコイル端が前記出力端子に直接接続される、請求項２に記載のリアクトル。

Images