(57)【要約】【課題】各相のインダクタンスを一定の値に揃えることができる多相リアクトルの提供を図る。【解決手段】中心部に配置された第１コア４と、前記第１コア４の外側に設けられ、前記第１コア４に対する磁路がループ状となるように配置された複数の第２コア１，２，３と、前記第２コア１，２，３に巻回された１つまたは複数の巻線１０，２０，３０と、を備えるように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に配置された第１コアと、
前記第１コアの外側に設けられ、前記第１コアに対する磁路がループ状となるように配置された複数の第２コアと、
前記第２コアに巻回された１つまたは複数の巻線と、を備える、
ことを特徴とする多相リアクトル。
【請求項２】
前記第２コアは、同一形状とされている、
ことを特徴とする請求項１に記載の多相リアクトル。
【請求項３】
前記第２コアは、前記第１コアの周りに、該第１コアの中心に対して回転対称に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の多相リアクトル。
【請求項４】
前記第１コアの外側と、前記第２コアの間には、所定の空隙が設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の多相リアクトル。
【請求項５】
さらに、
前記第１コアの外側と、前記第２コアの間に設けられ、所定の厚みを有する空隙部材を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の多相リアクトル。
【請求項６】
前記第２コアは、
一端が前記第１コアの外側に面して放射状に延びる２つの放射状脚部と、２つの前記放射状脚部の他端を繋ぐ外周部と、を含んで一体的に形成され、
それぞれの前記巻線は、対応する前記放射状脚部に巻回されている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の多相リアクトル。
【請求項７】
前記第１コアの外側形状は、複数の前記第２コアの前記放射状脚部の一端の形状に対応する円形形状となっている、
ことを特徴とする請求項６に記載の多相リアクトル。
【請求項８】
前記第１コアの外側形状は、複数の前記第２コアの前記放射状脚部の一端の形状に対応する多角形形状となっている、
ことを特徴とする請求項６に記載の多相リアクトル。
【請求項９】
さらに、
隣接する２つの前記第２コアの外周部の間に設けられたコア固定部材を備える、
ことを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の多相リアクトル。
【請求項１０】
前記コア固定部材は、複数の前記第２コアとは異なる材質で形成されている、
ことを特徴とする請求項９に記載の多相リアクトル。
【請求項１１】
前記コア固定部材は、複数の前記第２コアと同じ材質で一体的に形成されている、
ことを特徴とする請求項９に記載の多相リアクトル。
【請求項１２】
前記コア固定部材と前記第２コアの外周部は、円形形状として形成されている、
ことを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか１項に記載の多相リアクトル。
【請求項１３】
前記コア固定部材は、前記多相リアクトルを組み立て、或いは、固定するために使用される、
ことを特徴とする請求項９乃至請求項１２のいずれか１項に記載の多相リアクトル。
【請求項１４】
前記コア固定部材は、それぞれ所定の孔を有する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の多相リアクトル。
【請求項１５】
前記多相リアクトルは、三相交流が適用される三相リアクトルである、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の多相リアクトル。
【請求項１６】
複数の前記第２コアは、３の整数倍設けられ、
３の整数倍の前記第２コアに巻回された巻線は、３つにまとめられる、
ことを特徴とする請求項１５に記載の多相リアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各相で一定のインダクタンスが得られる多相リアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、三相リアクトルは、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)とインバータの間、或いは、モータ等の負荷側(二次側)とインバータの間に設け、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。
【０００３】
具体的に、三相リアクトルをインバータの一次側に設け、力率改善(高調波対策)や電源からのサージを低減し、或いは、三相リアクトルをインバータの二次側に設け、インバータ運転時のモータ騒音の軽減やサージ対策を行っている。なお、本明細書では、主として三相リアクトルを例として説明するが、本発明の適用は、三相リアクトルに限定されず、三相以外の多相リアクトルであってもよい。
【０００４】
ところで、従来、多相リアクトルとしては、様々な提案がなされている。例えば、三相リアクトルは、一般的に、３つのコア(鉄心)およびこれらのコアに巻回された３つの巻線(コイル)を有している。例えば、特許文献１には、並置された３つの巻線を含む三相リアクトルが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、複数の巻線のそれぞれ中心軸線が三相リアクトルの中心軸線の周りに配置されたものが開示されている。これは、特許文献１の３つの巻線部を横に並べずに、正三角形の頂点の位置に配置したものと考えられる。
【０００６】
さらに、特許文献３には、半径方向に配置された６つ直線磁心、これらの直線磁心を連結する連結磁心、並びに、直線磁心および連結磁心に巻回された巻線を含むリアクトルを可変にする可変リアクトルが開示されている。また、リアクタンスを可変にするために、空隙部は、設けられていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平２−２０３５０７号公報
【特許文献２】国際公開第２０１４／０３３８３０号
【特許文献３】特開２００８−１７７５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、例えば、三相リアクトルとしては、上部コアと下部コアの間に、巻線がそれぞれ巻回された３つのコア(巻線コア)を、下部コアに対して所定の空隙を設け、横方向に並べて配置するものが一般的である。このような三相リアクトルは、例えば、中央の巻線コアの中心線に対して線対称となっている。
【０００９】
しかしながら、線対称の３つの巻線コアで形成された三相リアクトルは、中央の巻線コア(巻線)と、両端の巻線コアがアンバランスなものとなるため、Ｒ相，Ｓ相およびＴ相の三相のインダクタンスを一定の値に揃えるのが難しいといった課題がある。
【００１０】
本発明の目的は、上述した従来技術の課題に鑑み、各相のインダクタンスを一定の値に揃えることができる多相リアクトルの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る一実施形態によれば、中心部に配置された第１コアと、前記第１コアの外側に設けられ、前記第１コアに対する磁路がループ状となるように配置された複数の第２コアと、前記第２コアに巻回された１つまたは複数の巻線と、を備える多相リアクトルが提供される。
【００１２】
前記第２コアは、同一形状とされ、また、前記第２コアは、前記第１コアの周りに、該第１コアの中心に対して回転対称に配置されるのが好ましい。ここで、前記第１コアの外側と、前記第２コアの間には、所定の空隙が設けられるのが好ましい。また、前記多相リアクトルは、さらに、前記第１コアの外側と、前記第２コアの間に設けられ、所定の厚みを有する空隙部材を備えてもよい。
【００１３】
前記第２コアは、一端が前記第１コアの外側に面して放射状に延びる２つの放射状脚部と、２つの前記放射状脚部の他端を繋ぐ外周部と、を含んで一体的に形成され、それぞれの前記巻線は、対応する前記放射状脚部に巻回されてもよい。前記第１コアの外側形状は、複数の前記第２コアの前記放射状脚部の一端の形状に対応する円形形状、或いは、複数の前記第２コアの前記放射状脚部の一端の形状に対応する多角形形状とすることができる。
【００１４】
前記多相リアクトルは、さらに、隣接する２つの前記第２コアの外周部の間に設けられたコア固定部材を備えるのが好ましい。また、前記コア固定部材は、複数の前記第２コアとは異なる材質で形成され、或いは、複数の前記第２コアと同じ材質で一体的に形成されてもよい。さらに、前記コア固定部材と前記第２コアの外周部は、円形形状として形成されてもよい。
【００１５】
前記コア固定部材は、前記多相リアクトルを組み立て、或いは、固定するために使用されてもよい。また、前記コア固定部材は、それぞれ所定の孔を有するのが好ましい。前記多相リアクトルは、三相交流が適用される三相リアクトルであってもよい。ここで、複数の前記第２コアは、３の整数倍設けられ、３の整数倍の前記第２コアに巻回された巻線は、３つにまとめることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る多相リアクトルによれば、各相のインダクタンスを一定の値に揃えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明に係る多相リアクトルの第１実施例を説明するための図である。
【図２】図２は、図１に示す第１実施例の多相リアクトルを模式的に示す斜視図である。
【図３】図３は、本発明に係る多相リアクトルの第２実施例を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明に係る多相リアクトルの第３実施例を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明に係る多相リアクトルの第４実施例を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明に係る多相リアクトルの第５実施例を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明に係る多相リアクトルの第６実施例を説明するための図である。
【図８】図８は、図７に示す多相リアクトルに与える三相交流の一例を示す波形図である。
【図９】図９は、図７に示す多相リアクトルの動作を説明するための図(その１)である。
【図１０】図１０は、図７に示す多相リアクトルの動作を説明するための図(その２)である。
【図１１】図１１は、図７に示す多相リアクトルの動作を説明するための図(その３)である。
【図１２】図１２は、従来の多相リアクトルの一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
まず、本発明に係る多相リアクトルの実施例を詳述する前に、図１２を参照して、従来の多相リアクトルの一例、並びに、その問題点を説明する。図１２は、従来の多相リアクトルの一例を説明するための図であり、三相リアクトルの一例を説明するためのものである。
【００１９】
図１２に示されるように、三相リアクトルは、上部コア１０４、下部コア１０５、並びに、Ｒ相，Ｓ相およびＴ相用の巻線１１０〜１３０がそれぞれ巻回された３つの巻線コア１０１〜１０３を含む。
【００２０】
巻線コア１０１〜１０３は、上部コア１０４と下部コア１０５の間に、それぞれ空隙ｄ１０を介して配置され、例えば、Ｒ相用の巻線コア１０１には巻線１１０が巻回され、Ｓ相用の巻線コア１０２には巻線１２０が巻回され、そして、Ｔ相用の巻線コア１０３には巻線１３０が巻回されている。
【００２１】
ここで、Ｒ相，Ｓ相およびＴ相のそれぞれにおけるインダクタンスを一定にするために、例えば、巻線コア１０１〜１０３は、それぞれの材質，形状および太さが同一とされ、また、巻線コア１０１〜１０３の配置は、等間隔とされている。さらに、巻線１１０〜１３０は、それぞれの巻き数、並びに、線材の材質および太さ等が同一とされている。
【００２２】
すなわち、図１２に示されるような側面図において、巻線１１０〜１３０が巻回された巻線コア１０１〜１０３は、中央の巻線コア１０２の中心を上下方向に結ぶ直線Ｌ１−Ｌ１に対して線対称となっている。
【００２３】
しかしながら、図１２に示すような直線Ｌ１−Ｌ１に線対称の三相リアクトルでは、中央の巻線コア１０２(巻線１２０)と、両端の巻線コア１０１，１０３(巻線１１０，１３０)は、どうしてもアンバランスなものとなり、Ｒ相，Ｓ相およびＴ相のインダクタンスを一定の値にするのが難しいといった問題がある。
【００２４】
以下、本発明に係る多相リアクトルの実施例を、添付図面を参照して詳述する。なお、以下の記載では、三相リアクトルを例として説明するが、本発明の適用は、三相リアクトルに限定されず、各相で一定のインダクタンスが求められる多相リアクトルに対して幅広く適用可能である。また、本発明に係る多相リアクトルは、産業用ロボットや工作機械におけるインバータの一次側および二次側に設けるものに限定されず、様々な機器に対して適用することができる。
【００２５】
図１は、本発明に係る多相リアクトルの第１実施例を説明するための図であり、三相交流が適用される三相リアクトルの例を模式的に示すものである。図１において、参照符号１は、三相交流(Ｒ相，Ｓ相およびＴ相)におけるＲ相用のコア(巻線コア：第２コア)、２は、Ｓ相用の巻線コア(第２コア)、３は、Ｔ相用の巻線コア(第２コア)、そして、４は、中心部コア(第１コア)を示す。
【００２６】
また、参照符号１０は、Ｒ相用のコア１に巻回される巻線、２０は、Ｓ相用のコア２に巻回される巻線、３０は、Ｔ相用のコア３に巻回される巻線を示す。すなわち、第１実施例の三相(多相)リアクトルは、中心部に配置された中心部コア４と、中心部コア４の外側に設けられた３つの巻線コア１，２，３と、これら３つの巻線コア１，２，３に対してそれぞれ巻回された３つの巻線１０，２０，３０を含む。
【００２７】
ここで、３つの巻線コア１，２，３は、中心部コア４に対して、それぞれの磁路ＭＰ１，ＭＰ２，ＭＰ３がループ状となるように配置されている。また、中心部コア４の外側と、それぞれの巻線コア１，２，３の両端の間には、空隙ｄが設けられている。ここで、磁気回路として考えると、空隙部ｄを設けた場合、通常、リアクトルのインダクタンスは空隙部ｄの磁気抵抗が支配的要素となり、空隙部ｄによってインダクタンス値が決まる。一般的に、大電流まで、インダクタンス値が一定になる。一方、空隙部ｄを小さく、または、零にすると、インダクタンスは、鉄心を構成する鉄や電磁鋼板の磁気抵抗が支配的要素となり、一般に、低電流時が主な対象となる。また、寸法も大きく異なってくる。
【００２８】
また、巻線コア１，２，３の形状は同一とされ、また、隣接する２つの巻線コア(１と２，２と３，３と１)の間の距離は等しくされている。すなわち、３つの巻線コア１，２，３は、中心部コア４の周りに、その中心部コア４の中心に対して回転対称に配置されている。なお、リアクトルとして、インダクタンスを設ける観点から、巻線コア１，２，３の形状は同一形状ではなくてもよく、回転対称に配置されていなくても、物理的に問題ない。さらに、空隙部ｄの大きさも、巻線コア１，２，３で同じでなくても物理的に問題ないのはもちろんである。
【００２９】
さらに、３つの巻線コア１，２，３は、同じ材料で形成(例えば、珪素鋼鈑等の電磁鋼鈑を積層して形成)することができ、また、３つの巻線１０，２０，３０は、それぞれの線材の材質および太さ、並びに、巻き数および巻線間隔等が同一とされている。なお、巻線コア１，２，３および中心部コア４は、知られている様々なコア材料およびコア形状を適用して形成することができる。これにより、３つの巻線コア１，２，３(３つの巻線１０，２０，３０)は、同等のものとして形成され、同じインダクタンス値を持つことになる。また、３つの巻線コア１，２，３中に空隙が設けられている場合も、同様に同じインダクタンス値を持つことになる。ここで、空隙は、中心部コア４の磁路中にあればよく、また、空隙を設けない場合もあることは、上述した通りである。なお、巻線コア１，２，３と同様に、３つの巻線１０，２０，３０の巻き数等は、同一でなくても物理的に問題ない。
【００３０】
図２は、図１に示す第１実施例の多相リアクトルを模式的に示す斜視図であり、図１に示す三相リアクトルを模式的に示すものである。図２に示されるように、中心部コア４および３つの巻線１０，２０，３０(３つの巻線コア１，２，３)を有する三相リアクトルは、例えば、上板５１，下板５２およびケース５３により保持される。ここで、上板５１，下板５２およびケース５３には、例えば、空隙ｄを保ちつつ、中心部コア４と３つの巻線コア１，２，３の位置関係を保持して固定する部材(図示しない)が設けられ、或いは、使用時の三相リアクトルからの熱を放出するための放熱用スリット(図示しない)等が形成されてもよいのはもちろんである。
【００３１】
図３は、本発明に係る多相リアクトルの第２実施例を説明するための図であり、中心部コア４の周りに周囲に回転対称となるように配置された６つの巻線コア１ａ，２ａ，３ａ，１ｂ，２ｂ，３ｂ(６つの巻線１０ａ，２０ａ，３０ａ，１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ)により形成した三相リアクトルの例を示すものである。
【００３２】
すなわち、図３に示されるように、第２実施例の多相リアクトルは、例えば、中心部コア４の反対側に位置する２つの巻線コア１ａおよび１ｂ，２ａおよび２ｂ，３ａおよび３ｂに巻回された巻線１０ａおよび１０ｂ，２０ａおよび２０ｂ，３０ａおよび３０ｂを、それぞれＲ相，Ｓ相，Ｔ相に対応させて３つの組とし、三相リアクトルを形成したものである。ここで、各組の２つの巻線１０ａおよび１０ｂ，２０ａおよび２０ｂ，３０ａおよび３０ｂにおいて、各巻線の巻回方向および接続等は、すべて同等とされているのはいうまでもない。
【００３３】
このように、例えば、三相リアクトルは、巻線コアを３の整数倍(図３では、２倍)設け、その３の整数倍の巻線コア１ａ，２ａ，３ａ，１ｂ，２ｂ，３ｂに巻回された巻線１０ａ，２０ａ，３０ａ，１０ｂ，２０ｂ，３０ｂを、Ｒ相，Ｓ相およびＴ相の３つにまとめるようになっている。ここで、図３に示す多相リアクトルは、２つの巻線を１組とせずに、そのまま６つの巻線１０ａ，２０ａ，３０ａ，１０ｂ，２０ｂ，３０ｂを独立させることにより六相リアクトルとして使用することも可能である。
【００３４】
図４は、本発明に係る多相リアクトルの第３実施例を説明するための図であり、三相リアクトルの例を模式的に示すものである。図４と、前述した図１の比較から明らかなように、第３実施例の三相リアクトルにおいて、各巻線コア(第２コア)１、２および３は、それぞれ、一端が円形形状の中心部コア(第１コア)４１の外側に面して放射状に延びる２つの放射状脚部１１，１３、２１，２３および３１，３３、並びに、これら２つの放射状脚部の他端を繋ぐ外周部１２、２２および３２を含む。
【００３５】
各放射状脚部１１，１３、２１，２３および３１，３３の一端の端面形状は、円形形状の中心部コア４２の外周に対応して円弧状になっている。また、各放射状脚部の一端と、中心部コア４１の外周の間には、一定の空隙ｄが設けられている。
【００３６】
隣接する２つの巻線コア１，２，３の外周部１２，２２，３２の間には、それぞれコア固定部材６１，６２，６３が設けられている。すなわち、巻線コア１の外周部１２と巻線コア２の外周部２２の間には、コア固定部材６１が設けられ、巻線コア２の外周部２２と巻線コア３の外周部３２の間には、コア固定部材６２が設けられ、そして、巻線コア３の外周部３２と巻線コア１の外周部１２の間には、コア固定部材６３が設けられている。
【００３７】
巻線コア１(２、３)の２つの放射状脚部１１，１３(２１，２３、３１，３３)には、それぞれ巻線１１ｃ，１３ｃ(２１ｃ，２３ｃ、３１ｃ，３３ｃ)が巻回されている。なお、それぞれの巻線コア１、２、３における巻線１１ｃ，１３ｃ、２１ｃ，２３ｃ、３１ｃ，３３ｃの巻回方向および接続等は、すべて同等とされている。
【００３８】
ここで、コア固定部材６１，６２，６３は、後に、図８〜図１１を参照して詳述するように、巻線が巻回された巻線コア１，２，３の磁束とは、実質的に、切り離されることになるため、巻線コアと同じ材質(例えば、電磁鋼板)である必要はなく、プラスチック等の材質とすることも可能である。さらに、これらのコア固定部材６１，６２，６３は、例えば、所定の孔(６１０，６２０，６３０)を形成して、三相リアクトルを固定するために利用することができる。また、コア固定部材６１，６２，６３を利用して、三相リアクトルを組み立てることも可能である。
【００３９】
図５は、本発明に係る多相リアクトルの第４実施例を説明するための図であり、上述した第３実施例とは、中心部コアの形状が異なっている。すなわち、図５に示されるように、第４実施例の三相リアクトルにおいて、中心部コア４２の外側形状は、３つの巻線コア１，２，３の放射状脚部１１，１３，２１，２３，３１，３３の一端の形状に対応して正六角形(六角形)形状となっている。なお、各放射状脚部の一端の端面形状は、正六角形形状の中心部コア４２の各辺に対応して直線状になっている。また、各放射状脚部の一端と、中心部コア４２の各辺の間には、一定の空隙ｄが設けられている。
【００４０】
このように、中心部コアは、巻線コアの数，並びに，巻線コアの形状等に基づいて、円形形状や多角形形状といった様々な形状にすることができる。なお、中心部コアを珪素鋼板等の電磁鋼板で形成する場合、例えば、同じ形状の電磁鋼板を厚み(例えば、図２における高さ方向)に積層して形成してもよいが、それぞれの巻線コアに対して同じ条件を与える(対称性を崩さない)のであれば、カットコア等により形成することも可能である。
【００４１】
図６は、本発明に係る多相リアクトルの第５実施例を説明するための図であり、図４を参照して説明した第３実施例に対して、厚みがｄの空隙部材７を設けたものである。すなわち、空隙部材７は、例えば、円柱形状の中心部コア４１の外側を包み込むような厚みがｄの円筒形状とされ、その空隙部材７の外側に巻線コア１，２，３の放射状脚部１１，１３，２１，２３，３１，３３のそれぞれの一端を密着させてもよい。
【００４２】
ここで、例えば、円形の電磁鋼板を積層して中心部コア４１を形成する場合、空隙部材７により積層された複数の円形の電磁鋼板が保持されることになり、また、中心部コア４１とそれぞれの巻線コア１，２，３の間の空隙ｄは、空隙部材７の厚みにより規定することができるため、リアクトルの組み立て作業の負担を軽減すると共に、リアクトルの特性を安定させることが可能となる。また、空隙部材７としては、プラスチックを始めとして様々な材料を適用することができる。
【００４３】
なお、図４〜図６に示す第３〜第５実施例において、コア固定部材６１，６２，６３を、例えば、プラスチック等の巻線コア１，２，３とは異なる材料で形成した場合、コア固定部材６１，６２，６３に孔を形成し、その孔を利用して三相リアクトルを組み立て、或いは、固定するために利用することができる。
【００４４】
図７は、本発明に係る多相リアクトルの第６実施例を説明するための図であり、図４を参照して説明した第３実施例において、コア固定部材６１，６２，６３を、巻線コア１，２，３と一体的に形成したものである。図８は、図７に示す多相リアクトルに与える三相交流の一例を示す波形図である。ここで、図７に示す多相リアクトルにおいて、外周部１２，２２，３２とコア固定部材６１，６２，６３は、同じ円形形状となっている。
【００４５】
図４を参照して説明したように、各巻線コア１(２，３)の２つの放射状脚部１１，１３(２１，２３、３１，３３)には、それぞれ巻線１１ｃ，１３ｃ(２１ｃ，２３ｃ、３１ｃ，３３ｃ)が巻回されて、それらの巻線１１ｃ，１３ｃ、２１ｃ，２３ｃ、３１ｃ，３３ｃの巻回方向および接続等は、すべて同等とされている。
【００４６】
ここで、各巻線コア１、２および３の巻線１１ｃ，１３ｃ、２１ｃ，２３ｃおよび３１ｃ，３３ｃには、図８に示されるような、位相(電気角)が１２０°異なるＲ相，Ｓ相およびＴ相用の三相交流電流が流される。これにより、図９〜図１１を参照して説明するような磁界が発生する。図９〜図１１は、図７に示す多相リアクトルの動作を説明するための図であり、図７に示す第６実施例の三相リアクトルに対して、図８に示す三相交流を与えたときの様子を示すものである。
【００４７】
図９(a)および図９(b)は、図８に示す三相交流(電圧，電流)の波形図における電気角が０°の場合を示し、図１０(a)および図１０(b)は、電気角が６０°の場合を示し、そして、図１１(a)および図１１(b)は、電気角が２５０°の場合を示す。また、図９(a)，図１０(a)および図１１(a)は、それぞれの電気角における磁束線図を示し、図９(b)，図１０(b)および図１１(b)は、それぞれの電気角における磁束密度図を示す。なお、磁束線図は、磁束の流れを示し、磁束線図の線の間隔が磁束の強さを示す。また、図９(a)．図９(b)〜図１１(a)．図１１(b)において、それぞれの三相リアクトルは、図７に示す三相リアクトルを時計回りに３０°回転させたものに対応する。
【００４８】
まず、図８に示す三相交流において、電気角が０°の場合、磁束線図および磁束密度図は、図９(a)および図９(b)のようになる。すなわち、巻線コア１の巻線１１ｃおよび１３ｃにより放射状脚部１１および１３の磁束密度が大きくなり、巻線コア１には大きな磁束が流れているのが分かる。また、巻線コア２，３にも、巻線コア１に流れる磁束よりは小さいものの、所定の磁束が流れているのが分かる。
【００４９】
これに対して、隣接する２つの巻線コアの外周部１２と２２、２２と３２、３２と１２の間、すなわち、巻線コア１，２，３の間に位置するコア固定部材６１，６２，６３に対応する個所には、磁束が流れていないのが分かる。
【００５０】
次に、図８に示す三相交流において、電気角が６０°の場合、磁束線図および磁束密度図は、図１０(a)および図１０(b)のようになる。すなわち、巻線コア３の巻線３１ｃおよび３３ｃにより放射状脚部３１および３３の磁束密度が大きくなり、巻線コア３には大きな磁束が流れているのが分かる。また、巻線コア１，２にも、巻線コア３に流れる磁束よりは小さいものの、所定の磁束が流れているのが分かる。
【００５１】
これに対して、隣接する２つの巻線コアの外周部１２と２２、２２と３２、３２と１２の間、すなわち、巻線コア１，２，３の間に位置するコア固定部材６１，６２，６３に対応する個所には、磁束が流れていないのが分かる。
【００５２】
また、図８に示す三相交流において、電気角が２５０°の場合、磁束線図および磁束密度図は、図１１(a)および図１１(b)のようになる。すなわち、巻線コア２の巻線３１ｃおよび３３ｃにより放射状脚部３１および３３の磁束密度が大きくなり、巻線コア３には大きな磁束が流れているのが分かる。また、巻線コア２には、巻線コア３に流れる磁束よりは小さいが所定の磁束が流れ、さらに、巻線コア１にも、巻線コア２および３に流れる磁束よりは小さいが、やはりある程度の磁束が流れているのが分かる。
【００５３】
これに対して、隣接する２つの巻線コアの外周部１２と２２、２２と３２、３２と１２の間、すなわち、巻線コア１，２，３の間に位置するコア固定部材６１，６２，６３に対応する個所には、磁束が流れていないのが分かる。
【００５４】
図９，図１０および図１１は、電気角が０°，６０°および２５０°の場合を示すが、電気角が他の場合も同様であり、隣接する巻線コア１，２，３の間に位置するコア固定部材６１，６２，６３に対応する個所には、常に、磁束は流れない。なお、図９(a)，図１０(a)および図１１(a)では、コア固定部材６１，６２，６３に対応する個所には１本の磁束線が含まれているが、この１本線が入っていても、磁束が流れていないのは、図９(b)，図１０(b)および図１１(b)からも明らかである。
【００５５】
これらの１つ目の根拠としては、リアクトル全体として、磁束がなす磁気エネルギーが最小になる経路を磁束が通る(例えば、巻線コア１，２，３)、すなわち、磁束は、同じコア上なら、最短になる経路を通るという物理法則に基づくものである。また、２つ目の根拠としては、例えば、三相交流のような場合、中心部コア４で考えればわかるように、巻線コア１，２，３からの合計の磁束の和は常に零であるという、三相交流の物理的特徴を利用することに基づくものである。
【００５６】
このように、図７に示す第６実施例は、例えば、コア固定部材６１，６２，６３を巻線コア１，２，３と一体的に(同じ材料で)形成した場合でも、コア固定部材６１，６２，６３には、常に、磁束が流れない。そのため、例えば、コア固定部材６１，６２，６３に孔６１０，６２０，６３０を形成し、その孔を利用して三相リアクトルを組み立て、或いは、固定するために利用することも可能である。
【００５７】
さらに、上記実施例は、適宜組み合わせることが可能である。例えば、図６に示す第５実施例を、図７に示す第６実施例に対して適用し、円形形状の中心部コア４１の外側に厚みがｄの空隙部材７を設け、或いは、図６に示す第５実施例を、図５に示す第４実施例に対して適用し、六角形形状の中心部コア４２の外側に厚みがｄの空隙部材７を設けることもできるのはいうまでもない。以上、詳述したように、本発明にかかる各実施例の多層リアクトルによれば、各相で一定のインダクタンスを得ることが可能になる。
【００５８】
以上、実施形態を説明したが、ここに記載したすべての例や条件は、発明および技術に適用する発明の概念の理解を助ける目的で記載されたものであり、特に記載された例や条件は発明の範囲を制限することを意図するものではない。また、明細書のそのような記載は、発明の利点および欠点を示すものでもない。発明の実施形態を詳細に記載したが、各種の変更、置き換え、変形が発明の精神および範囲を逸脱することなく行えることが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００５９】
１，２，３，１ａ，２ａ，３ａ，１ｂ，２ｂ，３ｂ，１０１，１０２，１０３    巻線コア(第２コア)
４，４１，４２    中心部コア(第１コア)
７    空隙部材
１０，２０，３０，１０ａ，２０ａ，３０ａ，１０ａ，２０ａ，３０ａ，１１ｃ，１３ｃ，２１ｃ，２３ｃ，３１ｃ，３３ｃ，１１０，１２０，１３０    巻線
１１，１３，２１，２３，３１，３３    放射状脚部(巻線コアの放射状脚部)
１２，２２，３２    外周部(巻線コアの外周部)
５１    上板
５２    下板
５３    ケース
６１，６２，６３    コア固定部材(コア固定部材の対応個所)
１０４    上部コア
１０５    下部コア
６１０，６２０，６３０    孔
【図１】
2019041119.tif 000003
【図２】
2019041119.tif 000004
【図３】
2019041119.tif 000005
【図４】
2019041119.tif 000006
【図５】
2019041119.tif 000007
【図６】
2019041119.tif 000008
【図７】
2019041119.tif 000009
【図８】
2019041119.tif 000010
【図９】
2019041119.tif 000011
【図１０】
2019041119.tif 000012
【図１１】
2019041119.tif 000013
【図１２】
2019041119.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月8日(2018.11.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係る一実施形態によれば、中心部に配置された第１コアと、前記第１コアの外側に設けられ、前記第１コアに対する磁路がループ状となるように配置された複数の第２コアと、前記第２コアに巻回された１つまたは複数の巻線と、を備え、前記第２コアは、前記第１コアの外側に面する２つの端部を有し、前記２つの端部は、相互に繋がれることなく前記第１コアの外側の異なる位置に配置され、前記第１コアと複数の前記第２コアは同じ平面上に配置される多相リアクトルが提供される。さらに、本発明に係る一実施形態によれば、中心部に配置された第１コアと、前記第１コアの外側に設けられ、前記第１コアに対する磁路がループ状となるように配置された複数の第２コアと、前記第２コアに巻回された１つまたは複数の巻線と、を備え、前記第２コアは、前記第１コアの外側に面する２つの端部を有し、前記２つの端部は、相互に繋がれることなく前記第１コアの外側の異なる位置に配置され、前記第１コアと、前記第２コアに巻回された１つまたは複数の巻線を備えた前記第２コアからなる複数のループ状の磁路により一つの相をなし、前記第１コアと、前記第２コアに巻回された１つまたは複数の巻線を備えた、複数の前記第２コアからなる、複数のループ状の磁路より多相をなし、前記第１コアは、複数の相のループ状の磁路となる多相リアクトルも提供される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に配置された第１コアと、
前記第１コアの外側に設けられ、前記第１コアに対する磁路がループ状となるように配置された複数の第２コアと、
前記第２コアに巻回された１つまたは複数の巻線と、を備え、
前記第２コアは、前記第１コアの外側に面する２つの端部を有し、前記２つの端部は、相互に繋がれることなく前記第１コアの外側の異なる位置に配置され、
前記第１コアと複数の前記第２コアは同じ平面上に配置される、
ことを特徴とする多相リアクトル。
【請求項２】
中心部に配置された第１コアと、
前記第１コアの外側に設けられ、前記第１コアに対する磁路がループ状となるように配置された複数の第２コアと、
前記第２コアに巻回された１つまたは複数の巻線と、を備え、
前記第２コアは、前記第１コアの外側に面する２つの端部を有し、前記２つの端部は、相互に繋がれることなく前記第１コアの外側の異なる位置に配置され、
前記第１コアと、前記第２コアに巻回された１つまたは複数の巻線を備えた前記第２コアからなる複数のループ状の磁路により一つの相をなし、
前記第１コアと、前記第２コアに巻回された１つまたは複数の巻線を備えた、複数の前記第２コアからなる、複数のループ状の磁路より多相をなし、
前記第１コアは、複数の相のループ状の磁路となる、
ことを特徴とする多相リアクトル。
【請求項３】
前記第２コアは、同一形状とされている、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多相リアクトル。
【請求項４】
前記第２コアは、前記第１コアの周りに、該第１コアの中心に対して回転対称に配置されている、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の多相リアクトル。
【請求項５】
前記第１コアの外側と、前記第２コアの間には、所定の空隙が設けられている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の多相リアクトル。
【請求項６】
さらに、
前記第１コアの外側と、前記第２コアの間に設けられ、所定の厚みを有する空隙部材を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の多相リアクトル。