(57)【要約】【課題】漏れ磁束による損失が低減されるリアクトル装置を提供する。【解決手段】リアクトル装置１００は、ケイ素鋼板１１０ａを積層することにより形成されたＵ字コア１１０と、ケイ素鋼板１２０ａを積層することにより形成されたＵ字コア１２０と、ケイ素鋼板１３０ａを積層することにより形成されたＩ字コア１３０とを含む。Ｕ字コア１１０とＩ字コア１３０との間にはエアギャップ１４０が形成される。Ｕ字コア１２０とＩ字コア１３０との間には、エアギャップ１５０が形成される。Ｉ字コア１３０は、Ｕ字コア１２０の輪郭の延長線を遮断するように配置される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板を積層することにより形成された複数のコアを含むリアクトル装置であって、
磁束が出る第１のコア部材における鋼板の第１の積層方向は、前記磁束が入る第２のコア部材における鋼板の第２の積層方向と異なり、
前記第２のコア部材は、前記第１のコア部材の側面からの漏れ磁束が前記第２の積層方向の側面に入るように、配置される、リアクトル装置。
【請求項２】
前記第２のコア部材は、前記第１のコア部材に対して、前記第２の積層方向のいずれかの方向に出るように配置される、請求項１に記載のリアクトル装置。
【請求項３】
前記第２のコア部材は、前記第１のコア部材の側面の延長線を遮るように配置される、請求項１に記載のリアクトル装置。
【請求項４】
前記第１のコア部材は、Ｉ字形をしたコアであり、
前記第２のコア部材は、Ｕ字形をしたコアである、請求項１〜３のいずれかに記載のリアクトル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数のコアにより磁気回路を形成することにより、リアクトル装置における損失の低減が図られている。
【０００３】
図３を参照して、従来のリアクトル装置の構成について説明する。このリアクトル装置３００は、Ｕ字コア３１０，３２０と、Ｉ字コア３３０，３４０とを含む。各Ｕ字コアとＩ字コアとの間には、それぞれエアギャップ３５０が形成される。このリアクトル装置には、コイル（図示しない）がＩ字コア３３０，３４０の周りに捲回される。
【０００４】
このようなリアクトル装置を構成する各コアは、ケイ素鋼板その他の電磁鋼板を積層することにより形成される。たとえば、Ｕ字コア３１０の場合、Ｕ字形をした電磁鋼板（図示しない）が高さ方向に積層される。Ｉ字コアの場合も同様である。リアクトル装置３００は、所定の位置に配置されたコアにより磁気回路を構成し、所定の動作を行う。
【０００５】
しかし、このリアクトル装置は、電磁鋼板を積層してコアを形成するためのコストが増加するという問題があった。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するために、特開２００３−４５７２４号公報（特許文献１）は、強度が向上し、製造コストが低減されるリアクトル装置を開示する。図４を参照して、このリアクトル装置は、環状の長円形軌跡の中心線に沿って幅を有する装置であって、矩形の平面形状を有する電磁鋼板を積層することにより形成され、コイルが捲回されたＩ字コア４３０と、Ｉ字コアの磁路を閉じるためにＩ字コアに近接して配置されたＵ字コア４１０，４２０とを含む。外径の寸法において、Ｉ字コア４３０の幅Ｗに対する高さＨの比は、１を上回っている。Ｉ字コア４３０は、電磁鋼板４３０ａをＵ字コア４１０の幅方向に積層することにより形成される。
【０００７】
特許文献１に開示されたリアクトル装置によると、Ｕ字コア４１０の幅Ｗが高さＨよりも小さい場合には、Ｉ字コア４３０を構成する電磁鋼板は、Ｕ字コア４１０の幅Ｗの方向に積層される。このようにすると、電磁鋼板を打ち抜く回数（いわゆるショット回数）を低減することができるため、Ｉ字コアの製造コストも低減することができる。また、電磁鋼板４３０ａの面積（＝Ｈ×Ｌ）は、従来の方向に積層される電磁鋼板の面積（＝Ｗ×Ｌ）を上回るため、各電磁鋼板４３０ａ同士の接着面が大きくなる。したがって、このような電磁鋼板４３０ａを積層することにより構成されたＩ字コア４３０の強度も向上する。その結果、リアクトル装置の製造コストは低減され、強度が向上する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００３−４５７２４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示されたリアクトル装置によると、Ｕ字コア４２０からの磁束の一部がＩ字コア４３０の適切な位置（すなわち、Ｕ字コア４２０の端面に対抗する面）に入らないため、効率が低下するという問題があった。
【００１０】
図５および図６を参照して、このような効率の低下について説明する。図５（Ａ）は、図４に示したリアクトル装置にコイル４６０，４６２が捲回された状態を表わす。図５（Ｂ）は、Ｕ字コア４２０とＩ字コア４３０とのギャップ部分を表わす。図６は、表面に渦電流が発生しているＩ字コア４３０の表面を表わす。
【００１１】
図５（Ａ）に示すように、磁束が矢印の方向に流れている場合、コアとコアとの間に形成されたエアギャップにおいて、その磁束は、図５（Ｂ）に示すように流れる。このとき、Ｕ字コア４２０からの磁束の一部（磁束線４８０ａ，４８０ｂにより示された磁束）は、エアギャップ４７０を介して配置されるＵ字コア４３０の側面から入る場合がある。このような場合、図６に示すように、渦電流がＩ字コア４３０の表面に発生するため、ジュール損失が生じるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、損失を低減して効率を向上させることができるリアクトル装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るリアクトル装置は、鋼板を積層することにより形成された複数のコアを含むリアクトル装置であって、磁束が出る第１のコア部材における鋼板の第１の積層方向は、磁束が入る第２のコア部材における鋼板の第２の積層方向と異なる。第２のコア部材は、第１のコア部材の側面からの漏れ磁束が第２の積層方向の側面に入るように配置される。
【００１４】
第１の発明によると、第１のコア部材の側面から磁束が漏れると、その漏れ磁束は第２のコア部材の積層方向の側面に入るため、第２のコア部材を形成する鋼板面と透過しない。ここで、側面とは鋼板の積層面をいう。したがって、第２のコア部材において、漏れ磁束による渦電流が生じなくなるため、ジュール損失の発生を防止することができる。また、その漏れ磁束は、他の磁束と同様に第２のコア部材の側面に鎖交するため、漏れ磁束の分だけ効率が向上する。これにより、損失を低減して効率を向上させることができるリアクトル装置を提供することができる。
【００１５】
第２の発明に係るリアクトル装置は、第１の発明の構成に加えて、第２のコア部材は、第１のコア部材に対して、第２の積層方向のいずれかの方向に出るように配置されるものである。
【００１６】
第２の発明によると、第１のコア部材の側面からの漏れ磁束は、第２のコア部材の積層方向の側面に鎖交するため、第２のコア部材において渦電流が生じなくなる。その結果、ジュール損失の発生が防止されるため、効率を向上させることができる。
【００１７】
第３の発明に係るリアクトル装置は、第１の発明の構成に加えて、第２のコア部材は、第１のコア部材の側面の延長線を遮るように配置されるものである。
【００１８】
第３の発明によると、第１のコア部材の側面からの漏れ磁束は、第２のコア部材の積層方向の側面に鎖交するため、第２のコア部材における渦電流の発生が抑制される。その結果、ジュール損失が低減されるため、リアクトル装置の効率を向上させることができる。
【００１９】
第４の発明に係るリアクトル装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、第１のコア部材は、Ｉ字形をしたコアであり、第２のコア部材は、Ｕ字形をしたコアであるものである。
【００２０】
第４の発明によると、Ｕ字形をしたコア部材の側面からの漏れ磁束は、Ｉ字形をしたコア部材の側面から入るため、Ｉ字形をしたコア部材における渦電流の発生が抑制される。その結果、ジュール損失が低減されるため、リアクトル装置における効率を向上させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２２】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係るリアクトル装置１００の構造について説明する。図１は、リアクトル装置１００の一部を表わす。このリアクトル装置１００は、Ｕ字コア１１０，１２０と、Ｉ字コア１３０とを含む。各コアには、コイル（図示しない）が捲回される。Ｕ字コア１１０とＩ字コア１３０とは、エアギャップ１４０を形成するように配置される。Ｉ字コア１３０とＵ字コア１２０とは、エアギャップ１５０を形成するように配置される。
【００２３】
Ｕ字コア１１０は、複数のケイ素鋼板１１０ａを積層することにより形成される。Ｕ字コア１２０は、複数のケイ素鋼板１２０ａを積層することにより形成される。Ｉ字コア１３０は、ケイ素鋼板１３０ａを積層することにより形成される。
【００２４】
なお、各コアを形成するための鋼板はケイ素鋼板に限られない。また、各鋼板の積層枚数は特に限られず、リアクトル装置１００の大きさ、必要とされる特性等に基づいて定めるようにしてもよい。
【００２５】
Ｉ字コア１３０は、その端部がＵ字コア１１０，１２０を結ぶ延長線の外部に張り出すように形成される。Ｉ字コア１３０は、その端部がリアクトル装置１００の内側および外側の少なくとも一方に張り出すように配置されていればよい。これにより、Ｕ字コア１２０からの漏れ磁束は、図２において詳述するように、Ｉ字コア１３０の側面（エアギャップ１５０を介してＵ字コア１２０と向き合う面）と鎖交するため、この漏れ磁束に基づく渦電流の発生を抑制することができる。
【００２６】
図２を参照して、本実施の形態に係るリアクトル装置における磁束の流れについて説明する。図２に示した矢印は、リアクトル装置１００の作動中における磁束の方向を表わす。
【００２７】
図２に示すように、Ｕ字コア１２０を流れる磁束は、エアギャップ１５０を介して、Ｉ字コア１３０に鎖交する。このとき、漏れ磁束（磁束線２２０ａ，２２０ｂにより表わされた磁束）を含むＵ字コア１２０からの磁束は、全てＩ字コア１３０の側面から内部に入るため、Ｉ字コア１３０を形成するケイ素鋼板１３０ａの表面（積層方向の端部に配置された鋼板の表面）と鎖交する漏れ磁束はない。
【００２８】
さらに、Ｉ字コア１３０を流れる磁束は、エアギャップ１４０を介して、Ｕ字コア１１０に鎖交する。図２に示すように、Ｉ字コア１３０の幅（ケイ素鋼板１３０ａの積層方向の寸法）はＵ字コア１１０の幅（ケイ素鋼板１１０ａの幅寸法）を上回るため、Ｉ字コア１３０からの磁束の一部は、Ｕ字コア１１０の側面に入る場合もある（図２における磁束線２３０ａ，２３０ｂ）。しかし、この場合、図１に示したように、Ｕ字コア１１０の積層方向は、Ｉ字コア１３０の積層方向と異なるため、Ｉ字コア１３０からの漏れ磁束がＵ字コア１１０と鎖交しても、Ｕ字コア１１０の表面における渦電流は殆ど生じない。そのため、Ｉ字コア１３０を配置しても、Ｕ字コア１１０におけるジュール損失が低減される。
【００２９】
以上のようにして、本発明の実施の形態に係るリアクトル装置１００によると、Ｉ字コア１３０はＵ字コア１２０の輪郭の延長線（Ｕ字コア１２０とＵ字コア１１０とを結ぶ線）を遮るように配置されるため、Ｕ字コア１２０からの全ての磁束はＩ字コア１３０の側面（エアギャップ１５０を介して向き合う面）と鎖交する。
【００３０】
さらに、Ｉ字コア１３０は、その積層面がＵ字コア１２０の端面と対抗しないように配置されるため、Ｉ字コア１３０の側面は、そのコアを構成するケイ素鋼板１３０ａの厚み部分である。これにより、磁束がケイ素鋼板１３０ａと鎖交することによる渦電流の発生が抑制されるため、ジュール損失も低減される。その結果、リアクトル装置の効率を向上することができる。
【００３１】
なお、本発明の実施の形態に係るリアクトル装置１００においては、Ｉ字コア１３０を構成するケイ素鋼板１３０ａの積層方向は、Ｕ字コア１１０，１２０を構成するケイ素鋼板１１０ａ，１２０ａの積層方向と異なる方向であったが、これに限られるものではない。
【００３２】
すなわち、Ｉ字コア１３０におけるケイ素鋼板１３０ａの積層方向が、Ｕ字コア１１０，１２０における各ケイ素鋼板の積層方向と同じであっても、Ｉ字コア１３０がＵ字コア１２０の断面の延長線を遮るように配置されていればよい。たとえば、Ｉ字コアを形成するケイ素鋼板の幅を広くとってもよい。このようにしても、Ｕ字コア１２０からの漏れ磁束は、Ｉ字コアの側面（エアギャップを介してＵ字コアと向き合う面）と鎖交し、ケイ素鋼板１３０ａの表面と鎖交しない。したがって、ケイ素鋼板１３０ａにおける渦電流の発生を低減することができるため、リアクトル装置の損失を低減し、効率を向上させることができる。
【００３３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るリアクトル装置の構成を表わす概略図である。
【図２】図１に示したリアクトル装置における磁束の流れを表わす図である。
【図３】従来のリアクトル装置の構成を表わす概略図（その１）である。
【図４】従来のリアクトル装置の構成を表わす概略図（その２）である。
【図５】従来のリアクトル装置の構成を表わす概略図（その３）である。
【図６】従来のリアクトル装置における磁束の流れを表わす図である。
【符号の説明】
１００，３００  リアクトル装置、１１０，１２０，３１０，３２０，４１０，４２０  Ｕ字コア、１１０ａ，１２０ａ，１３０ａ，４３０ａ  ケイ素鋼板、１３０，３３０，３４０，４３０，４４０  Ｉ字コア、１４０，１５０，４７０エアギャップ、２２０ａ，２２０ｂ，２３０ａ，２３０ｂ，４８０ａ，４８０ｂ  磁束線、４６０，４６２  コイル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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