JP4153368B2 - リアクター - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータエアコンを始めとした交流モータ等の１次側の回路に直列に挿入して用いられるリアクターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のリアクターとしては、例えば特許第２６５２５２５号が存在する。図７はそのリアクターの分解斜視図を示す。
【０００３】
このリアクターは、Ｅ型コア１１と、そのＥ型コア１１の中央脚１１ａと両脚１１ｂとの間に配置されるコイル１２と、このコイル１２が挿入配置されたＥ型コア１１の上部に設けられ、閉磁路を形成するＩ型コア１３とを備え、Ｅ型コア１１の中央脚１１ａの外周には角筒状に折りたたんだ内側絶縁紙１４が配置され、かつＥ型コア１１の両脚１１ｂの内面側には平板状であってほぼコ字状に折りたたみ可能な外側絶縁紙１５が配置されて構成されている。
【０００４】
エアコン等に使われるリアクターは発熱が高く耐熱グレードがＨ種を要求されるケースが多い。このため、コイル１２とＥＩ型コア１１、１３との間の絶縁に用いられる内側絶縁紙１４、外側絶縁紙１５は高耐熱性を有する商品名ノーメックスと称するアラミド紙が使用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このアラミド紙は抄紙後に高温、高圧でカレンダー加工をして作製され、加工に際しては初期引張強さが裂け目横方向に特に強いので、その特性を活かすように加工方向を設定するなどし、よってこの材料自体は非常に高価なものであるため、製品のコスト高を招来し、かつアラミド紙は耐熱性は良いものの熱伝導率は比較的低いため、コイル１２の発熱の放熱の観点からはあまり好ましくない、という課題があった。
【０００６】
また、組み立てにあたっては、まずＥ型コア１１の中央脚１１ａに内側絶縁紙１４を短手方向の端部同士を一部重なるようにして四角形状に折って巻き付け、中央脚１１ａの上部から内側絶縁紙１４の下方の端部が中央脚１１ａの根元に形成した溝１１ｃに収まるようにして挿入する。
【０００７】
次に、外側絶縁紙１５を、下側の横線ａの入った位置またはその近傍を折って中央脚１１ａと両脚１１ｂとの間のＥ型コア１１の基部上面を覆うようにして挿入する。この場合、ガイド片１５ａにより中央脚１１ａの前後両端を挟むようにしてガイドする。その後、Ｅ型コア１１の上からコイル１２を嵌挿させ、外側絶縁紙１５の上部を中央脚１１ａ側に折込むようにしており、内側絶縁紙１４および外側絶縁紙１５の組み込み作業が非常に煩雑で、生産性が悪い、という課題もあった。
【０００８】
この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、材料費を低減でき、かつ組立性も良好とし量産に適し、安価であって放熱性も良好としたリアクターを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、ＥＩ型コア１、２にコイル４が組み込まれてなるリアクターにおいて、前記ＥＩ型コア１、２とコイル４との間に液晶ポリマーの成形品からなる絶縁手段を設け、前記絶縁手段は前記Ｅ型コア１の中央脚１ａの外周に設けられる筒状の成形品からなる内側絶縁ボビン３と、前記Ｅ型コア１の中央脚１ａと離間して対向配置された両脚１ｂおよび基部１ｄの上面、並びに前記基部１ｄの上面と離間して対向配置された前記Ｉ型コア２の下面にかけて設けられる成形品からなる外側絶縁板５とからなり、前記外側絶縁板５は、前記Ｅ型コア１の両脚１ｂの内面１ｃ側に位置する平板状の本体５ａと、この本体５ａの下部において折曲形成され、前記Ｅ型コア１の基部１ｄ上に位置する本体底部５ｂと、前記本体５ａの上部において折曲形成され、前記本体底部５ｂと離間して対向配置され、かつ前記Ｉ型コア２の下面側に位置する本体上部５ｃとを備え、この本体上部５ｃの内端部には前記コイル４の引出線案内兼絶縁用のほぼ逆Ｕ字状をなす樋状の折曲部５ｆが形成され、かつ前記Ｅ型コア１の両脚１ｂの内面側に位置する本体５ａの外面であって、本体５ａの巾方向両端部の上下に前記Ｅ型コア１の側面１ｆに当接する位置決め用の上部フランジ５ｄ、下部フランジ５ｅがそれぞれ形成されていることを特徴としている。
請求項２記載の本発明は、請求項１記載において、前記内側絶縁ボビン３はほぼコ字状をなす一対のボビン半体３Ｂからなり、互いに横方向に対向して配置され、前記中央脚１ａの両側から組み込み各端部３Ｃを重ね合わせて一体化することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って本発明の実施例を説明する。
【００１１】
【実施例１】
図１は本発明の第１実施例にかかるリアクターの分解斜視図、図２は組立斜視図を示す。
【００１２】
このリアクターは、Ｅ、Ｉ型コア１、２と、Ｅ型コア１の中央脚１ａの外周に嵌挿される成形品からなる筒状の内側絶縁ボビン３と、中央脚１ａに嵌挿された内側絶縁ボビン３の外周に嵌挿されるコイル４と、このコイル４の外面４ａとＥ型コアの両脚１ｂの内面１ｃとの間に設けられる成形品からなる外側絶縁板５とからなり、本発明は、これら内側絶縁ボビン３および外側絶縁板５を高耐熱性を有するとともに放熱性も良く、かつ成形が容易な液晶ポリマーにて形成したことに特徴を有している。
【００１３】
以下、各部材の構成について説明する。
【００１４】
鉄心に磁束が通るとその磁束の変化を妨げる向きに誘導起電力が発生し、うず状の電流が流れ、このうず電流が流れると鉄心中の抵抗によってジュール熱が発生し発熱する。このため、前記Ｅ型コア１はうず電流を少なくするために薄板状であって予めＥ型に形成された珪素鋼板を積層してなるものが用いられているが、その他として例えばフェライト、圧粉磁心等からなるものを用いることも可能である。このＥ型コア１は基部１ｄの上面中央に中央脚１ａが立設され、この中央脚１ａと離間対向して基部１ｄの両端にそれぞれ両脚１ｂが形成されている。また、中央脚１ａの根元の両側には内側絶縁ボビン３の下端部を位置決めしつつ挿入固定し、かつコイル４とＥ型コア１との絶縁の役割も兼ねる溝１ｅが形成されている。
【００１５】
Ｉ型コア２はＥ型コア１の上部に閉磁路を形成すべく対向配置されるもので、やはり珪素鋼板を積層するなどして形成されている。Ｅ型コア１の中央脚１ａの上面はＩ型コア２の下面と磁気ギャップを介して対向配置され、Ｅ型コア１の両脚１ｂはＩ型コア２の下面と接合される。この場合、Ｉ型コア２の下面２ａのＥ型コア１の中央脚１ａの両側に形成された溝１ｅと対応する位置には内側絶縁ボビン３の上部等を嵌挿するための一対の溝２ｂが形成されている。この溝２ｂ内には、折曲部５ｆも収納され、折曲部５ｆの出張りが吸収される。
【００１６】
中央脚１ａの外周に嵌挿される内側絶縁ボビン３は液晶ポリマーを角筒状に成形した成形品からなり、外側絶縁板５も同様の材料にて形成され、この液晶ポリマーは成形的に薄く、かついかなる形状も容易に早く成形でき、成形性に優れ、また、熱伝導性が良いためにコイル４の発熱の放熱性にも優れ、しかも価格もアラミド紙の約半分であるため、コストダウンを図ることもできる。
【００１７】
外側絶縁板５は、Ｅ型コア１の両脚１ｂの内面１ｃ側に配置される平板状の本体５ａと基部１ｄの上面上に折曲され位置される本体底部５ｂと、Ｉ型コア２の下面２ａ側に折曲され位置する本体上部５ｃとを有し、ほぼコ字状をなしている。
【００１８】
本体５ａの外面側、すなわち両脚１ｂの内面１ｃと対向する面の巾方向の両端部の上下にはそれぞれ上部フランジ５ｄ、下部フランジ５ｅが形成されている。
【００１９】
上部フランジ５ｄは本体５ａ上部から本体５ａの外面側の上部にかけて形成され、その下方側の下部フランジ５ｅは本体５ａ下部から本体５ａの外面の下部側にかけて形成されている。
【００２０】
これらの上部フランジ５ｄおよび下部フランジ５ｅはＥ型コア１への組み込み時の位置決め用のもので、図２に示すように、Ｅ型コアの側面１ｆに当接される。
【００２１】
また、本体上部５ｃの内側絶縁ボビン３側の内端部には、コイルの引出線案内兼絶縁用の逆Ｕ字状をなす樋状の折曲部５ｆが形成されている。
【００２２】
組立てにあたっては、Ｅ型コア１の中央脚１ａの外周に筒状の内側絶縁ボビン３を嵌挿する。内側絶縁ボビン３の下端部はＥ型コア１の溝１ｅ内に挿入される。
【００２３】
コイル４の外面４ａ側、すなわち組み込まれた場合にＥ型コア１の両脚１ｂの内面１ｃ側と対向する部分にそれぞれ外側絶縁板５を取付ける。コイル４の上面は本体上部５ｃに覆われ、コイル４の下面は本体底部５ｂによって覆われる。また、コイル４の巻始めの引出し線４ｂをいずれかの折曲部５ｆ内に通し外部に引出した状態で、コイル４を内側絶縁ボビン３が嵌挿されたＥ型コア１の中央脚１ａと両脚１ｂ間に嵌挿し、かつＥ型コア１上にＩ型コア２を取付け熔接等により一体化すれば極めて簡単に組立てることができる。
【００２４】
なお、この組立体には周知の適形状の取付金具（図示せず）が取付けられる。
【００２５】
図３は内側絶縁ボビンの他の態様例を示す。この内側絶縁ボビン３Ａは横方向において２分割構造の一対のボビン半体３Ｂにて構成し、中央脚１ａへの取付けにあたってはほぼコ字状をなす一対のボビン半体３Ｂを中央脚１ａを挟んで横方向において互に向かい合わせ、各端部３Ｃを重ね合わせて組み込むようにしたことに特徴を有している。各端部３Ｃを突き合わせでなく、重ね合わせるようにしたのは各ボビン半体３Ｂ相互の接合部分とコイル４および中央脚１ａとの絶縁を確実にするためである。
【００２６】
図４（ａ）は本発明の第２実施例の要部斜視図、（ｂ）はこの実施例に用いられる液晶ポリマーの成形品からなる絶縁ボビンの例を示す。
【００３３】
この実施例はコイル４Ａの内寸を広げ、コイル４Ａの内面４ｄとＥ型コア１の中央脚１ａとの絶縁距離を確保したタイプのリアクターにかかる。
【００２７】
この実施例ではコイル４ＡとＥＩ型コア１、２との絶縁を図るために、コア間に位置するコイル部分に液晶ポリマーを成形してなる一対の角筒状の絶縁ボビン６を設けるようにしている。
【００２８】
この角筒状の絶縁ボビン６は、中央脚１ａの外面とこれと離間して対向配置された両脚１ｂの内面と、Ｉ型コア２の下面２ａとこれと離間して対向するＥ型コア１の基部１ｄの上面との間に位置され、コイル内面４ｄとＥ型コア１の中央脚１ａとの間に絶縁距離を確保しているため、前述の第１実施例のように中央脚１ａの外周に内側絶縁ボビン３を取付ける必要がない。したがって、その分コストダウンを図ることができる。
【００２９】
図５は絶縁ボビンの他の態様例を示す。
【００３０】
この絶縁ボビン６Ａは、ボビンを上下方向においてそれぞれほぼコ字状をなすボビン半体６Ｂからなる２分割構造とし、各端部６Ｂ’を重ね合わせて接合させる構成とし、２つのボビン半体６Ｂを組み合わせてなる絶縁ボビン６Ａのほぼ中央部が端部６Ｂ’が重ね合わされた接合部としたことに特徴を有している。
【００３１】
組立てにあたっては、コア間に位置するコイル部分に上下方向から各ボビン半体６Ｂを対向配置し組み込み、絶縁ボビン６Ａとし、このコイル４をＥ型コア１に組み込み、ついでＩ型コア２を組み込めば良い。
【００３２】
図６は絶縁ボビンの更に他の態様例を示す。
【００３３】
この実施例では絶縁ボビン６Ｃを横方向に２分割構造からなる一対のボビン半体にて構成し、コイルの両側に各ボビン半体６Ｄを対向させて配置し、組み込むようにしたことに特徴を有している。この場合、各ボビン半体上部６Ｅが重ね合わされる。また、各ボビン半体下部６Ｆも重ね合わされる。
【００３４】
この第２実施例は前述の第１実施例に比べ構成が簡易のため、より組立が容易となり、また、コスト安とすることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の本発明によれば、コアとコイル４との絶縁を所定形状の液晶ポリマーからなる成形品を用いて行うようにしており、液晶ポリマーは成形が容易で放熱性も良好であり、コストも安価なため、リアクターの放熱性が向上し、かつコストダウンを図ることができる。
【００３６】
また、コアとコイル４間の絶縁を確実に行うことができ、かつ成形品のため絶縁紙に比べ組立てを容易に行うことができる。
【００３７】
また、コアとコイル４間の絶縁を確実なものとし、かつコイル４の引出線４ｂの引き出し処理を容易、確実に行うことができ、組立性が良好である。
【００３８】
また、請求項２記載の本発明によれば、コア間に位置するコイル部分のみに液晶ポリマーからなる筒状の成形品からなる絶縁ボビン６を装着するようにしているため、部品点数も削減し、かつ構成も簡易となるので、より組立性が良く、しかもコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例の分解斜視図を示す。
【図２】 同上の組立斜視図を示す。
【図３】 本発明の第１実施例の内側絶縁ボビンの他の態様例を示す。
【図４】 （ａ）は本発明の第２実施例の要部斜視図、（ｂ）はこの実施例に用いられる絶縁ボビンの斜視図を示す。
【図５】 本発明の第２実施例に用いられる絶縁ボビンの他の態様例を示す。
【図６】 本発明の第２実施例に用いられる絶縁ボビンの更に他の態様例を示す。
【図７】 従来例の分解斜視図を示す。
【符号の説明】
１ Ｅ型コア
１ａ 中央脚
１ｂ 両脚
１ｃ 両脚内面
１ｄ 基部
１ｅ 溝
１ｆ 側面
２ Ｉ型コア
２ａ Ｉ型コア下面
２ｂ 溝
３ 内側絶縁ボビン
３Ｂ ボビン半体
３Ｃ ボビン半体端部
４ コイル
４ａ コイル外面
４ｂ、４ｃ 引出線
４ｄ 内面
５ 外側絶縁板
５ａ 本体
５ｂ 本体底部
５ｃ 本体上部
５ｄ 上部フランジ
５ｅ 下部フランジ
５ｆ 折曲部
６ 絶縁ボビン
６Ａ 絶縁ボビン
６Ｂ ボビン半体
６Ｂ’ 端部
６Ｃ 絶縁ボビン
６Ｄ ボビン半体
６Ｅ ボビン半体上部
６Ｆ ボビン半体下部

Claims (2)

1. ＥＩ型コア（１）、（２）にコイル（４）が組み込まれてなるリアクターにおいて、
   前記ＥＩ型コア（１）、（２）とコイル（４）との間に液晶ポリマーの成形品からなる絶縁手段を設け、
   前記絶縁手段は前記Ｅ型コア（１）の中央脚（１ａ）の外周に設けられる筒状の成形品からなる内側絶縁ボビン（３）と、前記Ｅ型コア（１）の中央脚（１ａ）と離間して対向配置された両脚（１ｂ）および基部（１ｄ）の上面、並びに前記基部（１ｄ）の上面と離間して対向配置された前記Ｉ型コア（２）の下面にかけて設けられる成形品からなる外側絶縁板（５）とからなり、
   前記外側絶縁板（５）は、前記Ｅ型コア（１）の両脚（１ｂ）の内面（１ｃ）側に位置する平板状の本体（５ａ）と、この本体（５ａ）の下部において折曲形成され、前記Ｅ型コア（１）の基部（１ｄ）上に位置する本体底部（５ｂ）と、前記本体（５ａ）の上部において折曲形成され、前記本体底部（５ｂ）と離間して対向配置され、かつ前記Ｉ型コア（２）の下面側に位置する本体上部（５ｃ）とを備え、この本体上部（５ｃ）の内端部には前記コイル（４）の引出線案内兼絶縁用のほぼ逆Ｕ字状をなす樋状の折曲部（５ｆ）が形成され、かつ前記Ｅ型コア（１）の両脚（１ｂ）の内面側に位置する本体（５ａ）の外面であって、本体（５ａ）の巾方向両端部の上下に前記Ｅ型コア（１）の側面（１ｆ）に当接する位置決め用の上部フランジ（５ｄ）、下部フランジ（５ｅ）がそれぞれ形成されていることを特徴とするリアクター。
2. 請求項１記載において、前記内側絶縁ボビン（３）はほぼコ字状をなす一対のボビン半体（３Ｂ）からなり、互いに横方向に対向して配置され、前記中央脚（１ａ）の両側から組み込み各端部（３Ｃ）を重ね合わせて一体化することを特徴とするリアクター。

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