JPH1140432A - リアクトル用鉄心 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リアクトル鉄心の小型化を図ることを目的と
する。 【解決手段】 自己融着性を有する塗膜を表面に施して
なる磁性鋼板を積層してブロック鉄心２を構成する。こ
のブロック鉄心２を積み重ねて脚鉄心１を構成する。磁
性鋼板を積層して構成されるヨーク鉄心４、５にブロッ
ク鉄心２を衝合してリアクトル鉄心とする。その衝合
は、ブロック鉄心２を構成する磁性鋼板の積層方向Ｐ
が、ヨーク鉄心を構成する磁性鋼板の積層方向Ｍに対し
て直交させて行う。ヨーク鉄心４、５の内部の磁束量が
均一化されるので、断面積の小さいヨーク鉄心が使用で
きるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリアクトル用鉄心に
関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばコンデンサ用直列リアクトルと
して使用される鉄心は、コイルが巻装される複数のギャ
ツプ付の脚鉄心と、各脚鉄心の端部を橋絡するヨーク鉄
心とにより主として構成されることが知られている。

【０００３】図３はその従来構成を示すもので、１は脚
鉄心で、短冊状の磁性鋼板を積層して構成されるブロッ
ク鉄心２と、各ブロック鉄心２の間に挿入されるギャッ
プ用の非磁性絶縁体３とを交互に積み重ねて柱状に構成
される。脚鉄心１にはコイルが巻装されるので、ブロッ
ク鉄心２として、その外周が極力円形に近くなるように
多角形状とされる。そのために長さが順次異なる複数の
磁性鋼板を並設するように積層して構成される。

【０００４】４、５は上部及び下部のヨーク鉄心で、短
冊状の磁性鋼板を積層して、ほぼ直方体状に構成されて
いる。ヨーク鉄心を構成する磁性鋼板の積層面と、ブロ
ック鉄心２を構成している磁性鋼板の積層面とが互いに
向い合うように鉄心脚１の端部とヨーク鉄心とが衝合さ
れる。またヨーク鉄心を構成している磁性鋼板の積層面
が各鉄心脚の端面に共通してまたがるように配置される
ことにより、各ヨーク鉄心は各脚鉄心の端面を橋絡して
いる。

【０００５】ところで前記のようにブロック鉄心２は複
数の磁性鋼板を積層して構成されるものであるから、積
層された磁性鋼板をその積層方向Ｐに沿って締め付けて
一体化する必要がある。そのためにはブロック鉄心２に
その磁性鋼板の積層方向Ｐに沿って締付スタッド用の孔
６を貫通させ、これに締め付け用のスタッドを挿通して
締め付けるようにしている。

【０００６】前記したブロック鉄心２の磁性鋼板の締付
作業を容易とする目的で、図３からも理解されるよう
に、ブロック鉄心２の磁性鋼板の積層方向Ｐと、ヨーク
鉄心４、５の磁性鋼板の積層方向Ｍとが一致するよう
に、換言すれば、ブロック鉄心２の磁性鋼板と、ヨーク
鉄心の磁性鋼板とが平行するように、ヨーク鉄心に対し
てブロック鉄心を配置するようにしている。

【０００７】このような配置関係としておくと、前記し
たブロック鉄心２の締め付けに使用する締付用のスタッ
ドのための孔６の開口端部は、隣の鉄心脚１とは向い合
うことがない。したがってその締め付けのために、ヨー
ク鉄心に固定された当て板７を鉄心脚１の前面および背
面にあてがって、この当て板７に設けられた孔８および
孔６にスタッドを挿通して締め付けることができるよう
になる。

【０００８】もし孔６の開口端面が隣の鉄心脚１に向い
合うようにブロック鉄心２を配置したとすれば、ヨーク
鉄心に固定される当て板７の孔８とブロック鉄心２の孔
６とを合致させることはできない。したがって当て板７
を利用してブロック鉄心２の磁性鋼板を締め付けること
はできない。なお９は当て板７をヨーク鉄心４、５に固
定するための締付スタッドである。

【０００９】しかし鉄心脚１とヨーク鉄心４とを図３に
示すような位置関係に配置した場合、つぎのような問題
がある。すなわち鉄心脚１に巻装されたコイルが励磁さ
れることにより発生する磁束が、鉄心脚１からヨーク鉄
心４（または５）に向かって通っていく状態を想定す
る。この場合ブロック鉄心２とヨーク鉄心４との重なり
個所を磁束が通ると考えられるが、その各通過個所にお
ける磁束量は、ブロック鉄心２とヨーク鉄心４（または
５）との重なり面積に比例する。

【００１０】一方ブロック鉄心２には前述のようにコイ
ルが巻装される関係上、その断面形状を多角形としてい
るので、ブロック鉄心２の断面形状のうち、その磁性鋼
板の積層方向Ｐに沿う中央部分での断面積が最も大き
く、その前後の部分での断面積は、端部に向かうにつれ
て小さくなる。したがって積層方向Ｐに沿う磁束量の分
布は積層方向Ｐの中央において最大となり、端部に向か
うほど次第に小さくなる。この場合のヨーク鉄心４とブ
ロック鉄心２との重なりに対する磁束量の分布状態を示
したのが図４である。

【００１１】このようにしてヨーク鉄心４の、磁性鋼板
の積層方向Ｍに沿う中央部分において磁束量が最大とな
るが、この磁束量によって定まる磁束密度に応じてヨー
ク鉄心４の断面積が決定される。そのため磁束量が積層
方向Ｍの端部において僅かであっても、ヨーク鉄心とし
て断面積の小さいものを使用することはできない。そし
て図３に示すような配置関係のもとでは、端部における
磁束量の増加を期待することは困難である。

【００１２】その理由を図６を利用して説明する。すな
わちブロック鉄心２を構成している１枚の磁性鋼板Ａ
と、ヨーク鉄心を構成している１枚の磁性鋼板Ｂを想定
し、これを図３に示すように互いに平行するように配置
した状態を考える。一般に磁性鋼板においてはその表面
に平行する方向の磁気抵抗は比較的小さいのに対し、そ
の表面を貫く方向の磁気抵抗は大きく、そのためこの方
向の磁束は通りにくい。換言すれば積層された磁性鋼板
においては、その積層方向には磁束は通りにくくなる。

【００１３】そのため磁性鋼板Ａから磁性鋼板Ｂに入っ
た磁束φ１のうち、磁性鋼板Ｂの表面に平行する方向、
具体的にはその長手方向に向かっては磁束φ２は通り易
いが、表面を貫いて隣の磁性鋼板に向かう磁束φ３は少
ない。したがって積層方向Ｍに沿う端部の磁束量を増加
させて、積層方向Ｍでの磁束量の分布を均一化すること
は困難となる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ブロック鉄
心の複数を積み重ねて構成される脚鉄心を利用するリア
クトル鉄心において、ヨーク鉄心の磁束量の均一化を図
り、もって断面積の小さいヨーク鉄心の使用を可能とす
ることにより、リアクトル鉄心の小型化を図ることを目
的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、自己融着性の
塗膜を表面に施した磁性鋼板を積層して一体化したブロ
ック鉄心をもって構成されたギャップ付きの鉄心脚と、
磁性鋼板を積層して構成されたヨーク鉄心とを備え、ブ
ロック鉄心を構成している磁性鋼板の積層方向がヨーク
鉄心を構成している磁性鋼板の積層方向に対して直交す
るように、鉄心脚とヨーク鉄心とを衝合したことを特徴
とする。

【００１６】自己融着性の塗膜を表面に塗布した磁性鋼
板を使用してブロック鉄心を構成するので、とくに締め
付けのための作業を必要としない。したがってこれをも
って構成した鉄心脚をヨーク鉄心に衝合させる場合、ブ
ロック鉄心を構成している磁性鋼板がヨーク鉄心を構成
している磁性鋼板に対して直交する方向に、鉄心脚を配
置することができる。

【００１７】このような配置関係とした場合、図５に示
すように磁性鋼板Ａ内に発生した磁束φはその表面に沿
って移動し易い。そのため磁性鋼板Ｂの内部において磁
気抵抗が大きく、そのため磁束が磁性鋼板Ｂに入りにく
くなると、磁性鋼板Ａ内において磁束φの一部は磁束
φ′のように分かれ、磁性鋼板Ｂの積層方向Ｍに沿って
移動する。そしてこの磁束φ′は磁束φ１が入った磁性
鋼板Ｂとは積層方向Ｍにある他の磁性鋼板Ｂに入るよう
になる。

【００１８】このようにしてヨーク鉄心内において、磁
性鋼板Ｂの積層方向Ｍに沿う中央部分に磁束が集中こと
なく、端部にも移動して通るようになり、したがって磁
性鋼板Ｂ内における磁束量の分布は均一化されていくの
で、ヨーク鉄心の断面積をその均一化に応じて小さくす
ることができ、もってその小型化が可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１によっ
て説明する。なお図３と同じ符号を付した部分は同一ま
たは対応する部分を示す。本発明にしたがい、ブロック
鉄心２を構成する磁性鋼板として、表面に自己融着性を
有する塗膜を施したものを使用する。この種塗膜として
はたとえばエポキシ系の樹脂が利用できる。これは常温
では接着力はなんらないが、加圧された状態で加熱する
と、接着力が発生するように成分が調整されている。

【００２０】このような磁性鋼板を積層して多角形のブ
ロック鉄心２を構成する。そしてこれを磁性鋼板の積層
方向に加圧し、加熱すれば、各磁性鋼板は互いに密着し
て接着され、一体化される。これによれば従来のように
スタッドを利用して各磁性鋼板を締め付ける必要はなく
なる。このように構成したブロック鉄心２を非磁性絶縁
板３と交互に積み上げて鉄心脚１を構成する。

【００２１】このようにして構成した鉄心脚１をヨーク
鉄心４、５の間に設置するのであるが、この場合本発明
にしたがい、図１に示すようにブロック鉄心２の磁性鋼
板の積層方向Ｐが、ヨーク鉄心４、５の磁性鋼板の積層
方向Ｍに対して直交するような配置関係とする。

【００２２】なおこのような鉄心脚１とヨーク鉄心４、
５との配置関係において、適当な手段でブロック鉄心２
の積み上げ方向に沿って締め付けて、鉄心脚１とヨーク
鉄心４、５とを一体化することは必要である。そのため
にはヨーク鉄心、ブロック鉄心を貫通するスタッドによ
って締め付けるか、上下両ヨーク鉄心を上下から加圧す
るように締め付け金具を利用して締め付けるなどの手段
によればよい。

【００２３】このように構成した場合、鉄心脚１からヨ
ーク鉄心４（または５）に向かう磁束については、図５
によって説明したように、ヨーク鉄心４内における磁気
抵抗が大きい個所では、その個所に向い合うブロック鉄
心２の磁性鋼板での磁束が移動し、ヨーク鉄心４の磁性
鋼板のうち磁気抵抗の小さい個所の他の磁性鋼板に入っ
ていくようになる。

【００２４】この結果ヨーク鉄心におけるその積層方向
Ｍに沿う磁束量の分布は、図２に示すようにヨーク鉄心
の磁性鋼板の積層方向Ｍに沿う中央部分において減少
し、端部において増加するようになり、結果的にその積
層方向Ｍに沿って均一化されるようになる。ヨーク鉄心
のなかを通る磁束の最大量が減少すれば、ヨーク鉄心と
してその断面積の小さいものが使用できるようになり、
したがってヨーク鉄心の小型化が可能となる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、脚
鉄心を構成するブロック鉄心を、自己融着性の塗膜を表
面に施した磁性鋼板を積層して構成した場合、ブロック
鉄心を構成している磁性鋼板とヨーク鉄心を構成してい
る磁性鋼板とが互いに直交するように、ヨーク鉄心と鉄
心脚とを衝合するようにしたので、ヨーク鉄心として断
面積の小さいものが使用できるようになり、もってこの
種リアクトル鉄心の小型化が可能となるといった効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示すリアクトル鉄心の、
一部を省略した斜視図である。

【図２】図１の構成における鉄心と磁束の分布の関係を
示す特性図である。

【図３】従来構成のリアクトル鉄心の、一部を省略した
斜視図である。

【図４】図３の構成における鉄心と磁束の分布の関係を
示す特性図である。

【図５】本発明の動作原理を説明するための模擬的な斜
視図である。

【図６】従来構成の動作原理を説明するための模擬的な
斜視図である。

【符号の説明】

１ 鉄心脚 ２ ブロック鉄心 ３ ギャップ用の非磁性絶縁板 ４ ヨーク鉄心 ５ ヨーク鉄心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 秀樹 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内 (72)発明者 松井 修 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブロック鉄心を積み重ねて構成されるギ
   ャップ付きの脚鉄心と、磁性鋼板を積層して構成されて
   あり、前記各脚鉄心の上端面及び下端面を橋絡する上部
   及び下部ヨーク鉄心とを備えたリアクトル用鉄心におい
   て、前記ブロック鉄心を、自己融着性を有する塗膜を表
   面に施してなる磁性鋼板を、外形が多角形となるように
   積層して一体的に構成するとともに、前記ヨーク鉄心を
   構成している磁性鋼板の積層面に対して前記ブロック鉄
   心を構成している磁性鋼板の積層面とが向い合い、かつ
   前記ブロック鉄心を構成している磁性鋼板の積層方向が
   前記ヨーク鉄心を構成している磁性鋼板の積層方向に対
   して直交するように、前記鉄心脚とヨーク鉄心とを衝合
   してなるリアクトル用鉄心。