(57)【要約】[課題]  コア等の発熱を効率良く放熱することができる構造を有するリアクトルを提供すること。[解決手段]  巻線と磁性体のコアとを備え、コアの周囲に巻線を巻回して形成されるリアクトル部品と、該リアクトル部品を収納する熱伝導性ケースとを有するリアクトルにおいて、リアクトル部品のコアを前記熱伝導性ケースの内側面に圧接する圧接手段を備え、コアが、熱伝導性ケースの内側面の少なくとも１面と面接触するように、圧接手段で固定した。[選択図]      図１１【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線と磁性体のコアとを備え、前記コアの周囲に前記巻線を巻回して形成されるリアクトル部品と、該リアクトル部品を収納する熱伝導性ケースとを有するリアクトルにおいて、
前記リアクトル部品の前記コアを前記熱伝導性ケースの内側面に圧接する第１圧接手段を備え、
前記コアが、前記熱伝導性ケースの内側面の少なくとも１面と面接触するように、前記第１圧接手段で固定されることを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
請求項１に記載のリアクトルにおいて、更に、前記コアを前記熱伝導性ケースの底面に圧接する第２圧接手段を有することを特徴とするリアクトル。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のリアクトルにおいて、前記リアクトル部品の前記巻線の巻回部分と前記熱伝導性ケースの内面とに接触するように設けられた絶縁シートをさらに有することを特徴とするリアクトル。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のリアクトルにおいて、
前記巻線は、断面が長方形で構成された平角線であり、
前記コアの周囲に、前記巻線の断面の短手方向が巻心方向となるように前記巻線が巻回されていることを特徴とするリアクトル。
【請求項５】
巻線と磁性体のコアとを備え、前記コアの周囲に前記巻線を巻回して形成されるリアクトル部品と、
前記リアクトル部品を収納する熱伝導性ケースと、
前記リアクトル部品の前記巻線の巻回部分と前記熱伝導性ケースの内面とに接触するように設けられる絶縁シートと、
前記熱伝導性ケース内に充填する充填材とを有し、
前記絶縁シートは、前記充填材の熱伝導率以上の熱伝導率を有することを特徴とするリアクトル。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載のリアクトルにおいて、
前記熱伝導性ケースは、強制冷却されることを特徴とするリアクトル。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載のリアクトルにおいて、
前記コアは、少なくとも２以上の磁性体のブロックが磁気ギャップを介して、組合わされて形成され、
前記磁性体のブロックの熱伝導率と略等しい熱伝導率を有するシート材が前記磁気ギャップ用に前記磁性体のブロック間に挿入されることを特徴とするリアクトル。
【請求項８】
少なくとも２以上の磁性体のブロックが磁気ギャップを介して、組合わされて形成されるコアを有するリアクトル部品であって、
前記磁性体のブロックの熱伝導率と略等しい熱伝導率を有するシート材が前記磁気ギャップ用に前記磁性体のブロック間に挿入されることを特徴とするリアクトル部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コア及びコイルの発熱を効率良く放熱することができる構造を有するリアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
リアクトルは、多種多様の用途に使用されている。代表的なリアクトルとして、電動機回路に直列に接続し短絡時の電流を制限する直列リアクトル、並列回路間の電流分担を安定させる並列リアクトル、短絡時の電流を制限しこれに接続される機械を保護する限流リアクトル、電動機回路に直列に接続して始動電流を制限する始動リアクトル、送電線路に並列接続されて進相無効電力の補償や異常電圧を抑制する分路リアクトル、中性点と大地間に接続して電力系統の地絡事故時に流れる地絡電流を制限する為に使用する中性点リアクトル、三相電力系統の１線地絡時に発生するアークを自動的に消滅させる消弧リアクトルなどがある。【０００３】
図１は従来のリアクトルの斜視図である。図１に示す従来のリアクトル１０は、強制冷却手段を有する機器の電気回路に使用され、巻線２をボビン４に巻回し、ボビン４に図示していないコア９を挿入して形成されたリアクトル部品を熱伝導性ケース１に収納した後、充填材８を流し込み固定している。リード部５は巻線２の被覆を剥離し、導体を剥き出しにしており、図示しない圧着端子等を設けて他の電気部品等と接続する。また、熱伝導性ケース１のリード部用切欠き１２は、リード部５と熱伝導性ケース１が干渉しないように形成されており、熱伝導性ケース１は一般的に金属製なので、リード部５を熱伝導性ケース１と絶縁させるため、リード部用切欠き１２には絶縁物を挿入している。また熱伝導性ケース１の４隅にあるリアクトル固定用穴１３は、熱伝導性ケース１を例えば、強制冷却された筐体等に固定するためのネジ穴である。【０００４】
図２は従来のリアクトルの分解斜視図である。図２に示すように、熱伝導性ケース１は熱伝導性ケース底面１１と、熱伝導性ケース底面１１よりも浅く、段差を有して形成される熱伝導性ケース底面１４を含んでいる。図１のリアクトルは熱伝導性ケース底面１１に絶縁シート７を敷き、巻線２をボビン４に巻回し、ボビン４にコア９を挿入して形成されたリアクトル部品を収納している。収納後、熱伝導性ケース底面１１は絶縁シート７を介してリアクトル部品の巻線２の図示していない裏面と、熱伝導性ケース底面１４は後述するコア９のブロック裏面３ａｂと、それぞれ接触する。絶縁シート７は、熱伝導性ケース１と巻線２を電気的に絶縁するために、熱伝導性ケース底面１１と巻線２間に挿入されている。収納後、充填材８を流し込み、リアクトル部品を熱伝導性ケース１に固定している。【０００５】
図３は従来の巻線を巻回したボビンの斜視図である。図３に示すように、ボビン４は仕切部４ａと巻枠部４ｂの部分からできている。巻枠部４ｂは巻線２を巻回する部分にあたり、コア９が挿入される。仕切部４ａは巻枠部４ｂに巻回した巻線２を両側から挟み込む形で固定している。図３では、巻枠部４ｂは２つ設けられている。また、巻枠部４ｂの部分に巻回された巻線２の端部であるリード部５は、巻線２の被覆を剥され、導体が剥き出しになっている。このリード部５に図示しない圧着端子等を設け、他の電気部品等と接続している。図４は、従来のリアクトル部品の斜視図である。このリアクトル部品は、図３の巻線２を巻回したボビン４にコア９を挿入して形成されている。【０００６】
リアクトル部品を含めたトランスやチョークコイル等の電気部品は、主に使用する材料の耐熱グレードと仕様要求で決まる温度上昇値の上限があり、使用する材料の温度をその温度上昇値以下にする必要がある。強制冷却手段を有する機器の電気回路に使用される場合、図４に示すような構造のリアクトル部品に要求される電気的な所定の仕様を満足させようとすると、リアクトル部品からの発熱が大きくなり、この発熱による温度上昇が、使用する材料の耐熱グレードと仕様要求で決まる温度上昇値の上限値を満足できなくなるといった問題があった。また、上記発熱による温度上昇を上記の上限値以下にしようとすると、リアクトル部品のサイズが大きくなるといった問題もあった。そこで、従来はリアクトル部品を熱伝導性ケース１に収納し、充填材８で固定し、熱伝導性ケース１を強制冷却（例えば、空冷または水冷）することによって、リアクトル部品のサイズを大きくすることなく、リアクトル部品から発生する熱を放熱し、上述した温度上昇を低減していた。【０００７】
図５は従来の熱伝導性ケースの斜視図、図６は、図５の矢視ＡＡから見た断面図、図７は、図５の矢視ＢＢから見た断面図、図８は、図５の平面図である。図５乃至８に示す熱伝導性ケース１には、図４に示すリアクトル部品を収納できるようにリアクトル部品の高さ以上の深さを持ち、リアクトル部品の主要部に対応し得る平面を持つ熱伝導性ケース底面１１が加工されている。リアクトル部品を収納した場合、熱伝導性ケース底面１１は、絶縁シート７を介して巻線２の示していない裏面と接触する。また、熱伝導性ケース底面１１に比べて浅い位置に熱伝導性ケース底面１４が加工されている。熱伝導性ケース底面１４は、リアクトル部品を収納した場合、後述するコア９の磁性体のブロック３ａのブロック裏面３ａｂ（図９参照）と接触し、当該磁性体のブロック３ａを支持している。また、熱伝導性ケース１には、リード部５と熱伝導性ケース１が干渉しないようにリード部用切欠き１２が、リアクトルを固定するために４隅にリアクトル固定用穴１３が、それぞれ加工されている。【０００８】
図９は従来のコアの斜視図、図１０は従来のコアの分解斜視図である。図１０に示すように従来のコア９は、数個の磁性体のブロック３ａ及び３ｂと各ブロック間に磁気ギャップとして挿入されるシート材６から形成されている。このコア９の形状は略リング状になっており、この直線部である磁性体のブロック３ｂとシート材６は、図４に示すリアクトル部品の巻枠部４ｂの部分に完全に挿入されている。このコア９に磁性体のブロック３ｂから成る直線部は２ヶ所あり、各直線部に巻枠部４ｂを介して巻線２が巻回され、所定の電気特性が得られている。磁性体のブロック３ａは各直線部と結合し、このコア９を略リング状にしている。【０００９】
また、磁性体のブロック３ａは、リアクトル部品の巻枠部４ｂの部分に挿入されないことから、外れ易いように見えるが、磁性体のブロック３ｂとシート材６をボビン４に挿入した後、ブロック３ａとシート材６を接着しているので、ブロック３ａは外れないように構成されている。その後、このリアクトル部品を熱伝導性ケース１に収納している。更に、上述したように熱伝導性ケース１に熱伝導性ケース底面１４を加工し、熱伝導性ケース底面１４が磁性体のブロック３ａのブロック裏面３ａｂと接触し、磁性体のブロック３ａを支持する構造としている。その後、充填材８を流し込み、リアクトル部品が熱伝導性ケース１内で動かないように固定している（例えば、特許文献１参照）。【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１２４０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した従来のリアクトルでは、図２に示すように、熱伝導性ケース底面１１は絶縁シート７を介して巻線２と接触していたため、巻線２から発生する熱は巻線２−絶縁シート７−熱伝導性ケース１と伝導して、熱伝導性ケース１から放熱されていた。さらに巻線２から発生する熱は、リアクトル部品の固定用に充填されている充填材８からも熱伝導性ケース１に伝導して、熱伝導性ケース１より放熱されていた。しかし、絶縁シート７及び充填材８の熱伝導率は、熱伝導性ケース１及び磁性体のブロック３ａ及び３ｂに比べて低いことが多く、効率良く放熱されていなかった。【００１２】
また、コア９から発生する熱は、熱伝導性ケース底面１４とコア９が接触しているので、効率良く放熱できそうであるが、上述した従来のリアクトル構造では、熱伝導性ケース底面１４とコア９の磁性体のブロック３ａのブロック裏面３ａｂとの接触面積が充分に得られなかった。また、コア９の磁性体のブロック３ａのブロック裏面３ａｂを熱伝導性ケース底面１４に押さえつける（圧接する）等の手段も考慮されていなかったため、これらの間に充填材８が侵入し、これらの間で充分に熱伝導されていなかった。実際、コア９から発生する熱はコア９、充填材８、熱伝導性ケース１の順番で伝導し、熱伝導性ケース１より放熱されていた。ここで、本明細書においては、熱の伝導する流れについて、熱が伝導される順番に従って各構成物を”−”で結んで表記することとする。すなわち、前述の熱の流れは、コア９−充填材８−熱伝導性ケース１と表記する。従って、巻線２の場合と同様に、充填材８の熱伝導率に依存され、効率良く放熱されていなかった。【００１３】
さらに、コア９でも、ボビン内部の磁性体のブロック３ｂで発生した熱は、磁性体のブロック３ｂ−シート材６−磁性体のブロック３ａ−充填材８−熱伝導性ケース１と伝導し、熱伝導性ケース１より放熱されていた。しかし、シート材６の熱伝導率が低く、効率的に放熱されていないため、ボビン４内部に熱が篭り易かった。
本発明は、上記のような課題に鑑みなされたものであり、その目的は、熱伝導効率を向上させることにより、リアクトルの発熱を有効に抑制し得る技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記の対策により、リアクトル内部の温度を低減することで、リアクトルの小型化を実現する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的達成のため、本発明の一態様に係るリアクトルは、巻線と磁性体のコアとを備え、コアの周囲に前記巻線を巻回して形成されるリアクトル部品と、該リアクトル部品を収納する熱伝導性ケースとを有するリアクトルにおいて、リアクトル部品のコアを熱伝導性ケースの内側面に圧接する第１圧接手段を備え、コアが、熱伝導性ケースの内側面の少なくとも１面と面接触するように、第１圧接手段で固定されることを特徴とする。
これにより、コア等から発生する熱を直接熱伝導性ケースに伝導させ、熱伝導率を改善することができる。また、コア内部の温度上昇を低減させられるので、同一仕様で従来よりサイズの小さいリアクトルを製造することができる。【００１５】
また、上記リアクトルにおいて、更に、コアを熱伝導性ケースの底面側に圧接する第２圧接手段を有するようにしてもよい。これにより、熱伝導性ケースの底面側にも、コア等から発生する熱を伝導させることができる。
また、上記リアクトルにおいて、リアクトル部品の巻線の巻回部分と熱伝導性ケースの内面とに接触するように設けられた絶縁シートをさらに有するようにしてもよい。これにより、巻線に発生する熱を絶縁シートに伝導させて、熱伝導性ケースに効果的に熱を伝導させることができる。
また、上記リアクトルにおいて、巻線は、断面が長方形で形成された平角線であってもよく、コアの周囲に、巻線の断面の短手方向が巻心方向となるように巻線が巻回されているようにしてもよい。【００１６】
さらに、本発明の他の態様に係るリアクトルは、巻線と磁性体のコアとを備え、コアの周囲に巻線を巻回して形成されるリアクトル部品と、該リアクトル部品を収納する熱伝導性ケースと、リアクトル部品を熱伝導性ケースに収納する際に、リアクトル部品の巻線部分と熱伝導性ケースの内面間を絶縁する絶縁シートと、リアクトル部品を熱伝導性ケースに収納した後に充填する充填材とを有するリアクトルにおいて、絶縁シートは、充填材の熱伝導率以上の熱伝導率を有することを特徴としている。これにより、巻線から発生する熱を効率良く熱伝導性ケースに伝導させることができる。【００１７】
上記したいずれかのリアクトルにおいて、熱伝導性ケースは、強制冷却されるようにしてもよい。これにより、熱伝導性ケースの温度を効果的に冷却することができる。
また、リアクトルにおいて、コアは、少なくとも２以上の磁性体のブロックが磁気ギャップを介して、組合わされて形成され、磁性体のブロックの熱伝導率と略等しい熱伝導率を有するシート材が磁気ギャップ用に磁性体のブロック間に挿入されるようにしてもよい。これにより、熱伝導性ケースの温度を従来よりも低くすることができ、よってリアクトル内部の温度も従来よりも低くすることができる。
また、本発明の一態様に係るリアクトル部品は、少なくとも２以上の磁性体のブロックが磁気ギャップを介して、組合わされて形成されたコアを有するリアクトル部品であって、前記磁性体のブロックの熱伝導率と略等しい熱伝導率を有するシート材が前記磁気ギャップ用に挿入されたことを特徴としている。これにより、コア内部から発生する熱を効率良くコア端部まで伝導させることができ、コア内部の温度を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本実施形態のリアクトルは、少なくとも、巻線２２と磁性体のコア３７とを備え、コア３７の周囲に巻線２２を巻回して形成されるリアクトル部品と、リアクトル部品を収納する熱伝導性ケース３０とを有するリアクトルにおいて、リアクトル部品のコア３７を熱伝導性ケース３０の内側面に圧接する第１圧接手段を備え、コア３７が、熱伝導性ケース３０の内側面の少なくとも１面と面接触するように、第１圧接手段で固定している。【００１９】
本実施形態のリアクトルを図１１を参照して説明する。図１１は本実施形態のリアクトルの斜視図である。図１１では、従来と同様、巻線２２が巻回されたボビン２４に図示されていないコアが挿入され形成されたリアクトル部品を熱伝導性ケース３０に収納している。また、図示されていないコアと熱伝導性ケース３０が面接触するように、後述する端子台２１を端子台固定用ネジ２９で熱伝導性ケース３０に固定している。また、後述する熱伝導性ケース３０に加工されたリアクトル部品固定用ネジ穴３６に、リアクトル部品固定用ネジ穴３６の深さ以上の長さを持つリアクトル部品固定用ネジ４０を挿入している。さらに、図示されていないコアが熱伝導性ケース３０と面接触するように固定された後、充填材２８を流し込み固定させている。これにより、熱伝導性ケース３０の接触面と図示されていないコアとの間に充填材が浸透することが無く、図示されていないコアの発熱を効率良く熱伝導性ケース３０に伝達させることができている。また、リード部２５は、巻線２２の被覆を剥離し、導体を剥き出しの状態にしており、端子台２１を介して他の電気部品等と接続される。また、熱伝導性ケース３０の４隅にあるリアクトル固定用穴３３は、熱伝導性ケース３０を例えば、強制冷却された筐体等に固定するためのネジ穴である。【００２０】
図１２は本実施形態のリアクトルの分解斜視図である。図１２に示すように、本実施形態のリアクトルは、熱伝導性ケース３０の熱伝導性ケース底面３１に絶縁シート２７を敷き、巻線２２をボビン２４に巻回し、ボビン２４にコア３７を挿入して形成されたリアクトル部品を収納している。収納後、熱伝導性ケース底面３１は絶縁シート２７を介してリアクトル部品の巻線２２の図示していない裏面と、熱伝導性ケース底面３４は、後述するコア３７の磁性体のブロック２３のブロック裏面２３ａｂと接触する。絶縁シート２７は、熱伝導性ケース３０と巻線２２を電気的に絶縁するために、熱伝導性ケース底面３１と巻線２２間に挿入されている。リアクトル部品を熱伝導性ケース３０に収納後、端子台２１を端子台固定用ネジ２９で熱伝導性ケース３０にネジ止めし、リアクトル部品が熱伝導性ケース３０内で移動しないように、リアクトル部品固定用ネジ４０でリアクトル部品を固定した後、充填材２８を流し込んでいる。【００２１】
図１３は本実施形態の巻線を巻回したボビンの斜視図である。図１３に示すように、ボビン２４は、仕切部２４ａと巻枠部２４ｂの部分からできている。本実施形態にかかるボビン２４は、作業効率向上の観点から仕切部２４ａと巻枠部２４ｂが分離できる構造となっている。本実施形態にかかるボビン２４に巻線２２を巻回する手順を簡単に説明すると、巻枠部２４ｂを２個用意し、巻線２２をそれら巻枠部２４ｂに、いわゆるエッジワイズ巻き（縦巻き）の方法などにより、図１３に示すように巻回した後、巻枠部２４ｂの両側から仕切部２４ａを嵌め込むことで形成している。本実施形態では、巻線２２は、断面が長方形で形成された平角線を用いている。エッジワイズ巻きの方法によると、コア３７の周囲に、巻線２２の断面の短手方向が巻心方向となるように巻線２２が巻回されている。
なお、巻線２２を巻回する方法は、巻回可能であれば、いわゆるエッジワイズ巻きの方法でなくても良い。その後、巻枠部２４ｂに後述するコア３７の磁性体のブロック２３ｂとシート材２６を挿入している。また、巻枠部２４ｂの部分に巻回された巻線２２の端部であるリード部２５は、巻線２２の被覆を剥され、導体が剥き出しになっている。このリード部２５は端子台２１を介して他の電気部品等と接続している。【００２２】
図１４は本実施形態のリアクトル部品の斜視図である。リアクトル部品は、図１３の巻線２２を巻回した巻枠部２４ｂに後述するコア３７の磁性体のブロック２３ｂとシート材２６を挿入し、ボビン２４の両側から磁性体のブロック２３ａで挟むことで、リアクトル部品を形成している。このリアクトル部品だけで、電気的な所定の仕様を満足させることはできる。しかし、強制冷却手段を有する機器の電気回路に使用される場合、リアクトル部品の巻線２２とコア３７から、絶縁材の耐熱グレードと仕様要求で決まる温度上昇の上限値を超える熱が発生し、この発熱により絶縁材料の絶縁破壊が生ずる。巻線２２は、巻線の線径に対して過度な電流が流れたときに発熱し、コア３７は電圧によって発熱するため、リアクトル部品の温度上昇を上記の上限値以下にしようとすると、リアクトル部品のサイズが大きくする必要があった。そこで、リアクトル部品を熱伝導性ケース３０に収納し、充填材２８で固定し、熱伝導性ケース３０を強制冷却（例えば、空冷または水冷）することで、温度上昇値の上限を超えないように、リアクトル部品内部の温度を温度上昇値の上限以下にしている。【００２３】
上記熱伝導性ケース３０を図１５乃至図１９に示す。図１５は、本実施形態の熱伝導性ケースを端子台用切欠き側から見た斜視図、図１６は、本実施形態の熱伝導性ケースを端子台用切欠き対向側から見た斜視図、図１７は、図１５の矢視ＣＣから見た断面図、図１８は、図１５の矢視ＤＤから見た断面図、図１９は、図１５の平面図である。図１５乃至１９に示す熱伝導性ケース３０には、図１４に示すリアクトル部品を収納できるようにリアクトル部品の高さ以上の深さを持ち、リアクトル部品の主要部に対応し得る平面を持つ熱伝導性ケース底面３１が加工されている。リアクトル部品を収納した場合、熱伝導性ケース底面３１は、絶縁シート２７を介して巻線２２の図示していない裏面と接触する。また、熱伝導性ケース底面３１に比べて浅い位置に熱伝導性ケース底面３４が加工されている。熱伝導性ケース底面３４は、リアクトル部品を収納した場合、後述するコア３７の磁性体のブロック２３ａのブロック裏面２３ａｂ（図２０参照）と面接触し、当該磁性体のブロック２３ａを支持している。また、熱伝導性ケース側面３５は、コア３７の磁性体のブロック２３ａのブロック側面２３ａｃ（図２０参照）と面接触可能なように、ブロック側面２３ａｃに対応する平面及び曲面が形成されている。また、熱伝導性ケース３０には、熱伝導性ケース３０を強制冷却された筐体等に固定するために４隅にリアクトル固定用穴３３が加工されている。さらに、リアクトル部品を収納した場合、リアクトル部品固定用ネジ４０で熱伝導性ケース側面３５と後述するコア３７の磁性体のブロック２３ａのブロック側面２３ａｃ（図２０参照）とを圧接させるために用いられるリアクトル部品固定用ネジ穴３６が加工されている。また、端子台２１を熱伝導性ケース３０に固定させるため、縁４１ａと４１ｂから成る切欠き４１が加工されるとともに、縁４１ｂ側に端子台固定用ネジ穴３２が加工されている。【００２４】
図２０は本実施形態のコアの斜視図、図２１は本実施形態のコアの分解斜視図である。図２０に示すように本実施形態のコア３７は、従来同様、数個の磁性体のブロック２３ａ及び２３ｂと各ブロック間に磁気ギャップとして挿入されるシート材２６から形成されている。そのコア３７の形状は略リング状になっており、その直線部である磁性体のブロック２３ｂとシート材２６は、図１４に示すリアクトル部品の巻枠部２４ｂの部分に完全に挿入されている。このコア３７に直線部は２ヶ所あり、各直線部に巻枠部２４ｂを介して巻線２２が巻回され、所定の電気特性が得られている。磁性体のブロック２３ａは各直線部と結合し、このコア３７を略リング状にしている。【００２５】
また、磁性体のブロック２３ａはリアクトル部品の巻枠部２４ｂの部分に挿入されないことから、外れ易いように見えるが、磁性体のブロック２３ｂとシート材２６をボビン２４に挿入した後、ブロック２３ａとシート材２６を接着しているので、ブロック２３ａは外れないように構成されている。その後、このリアクトル部品を熱伝導性ケース３０に収納している。なお、接着剤をブロック２３ａとシート材２６の接触面に塗布した後、リアクトル部品を熱伝導性ケース３０に収納し、後述する側面からのネジ４０や端子台２１の取付け後に熱硬化させても良い。【００２６】
更に、図１５乃至図１９に示すように、熱伝導性ケース３０に熱伝導性ケース底面３４を加工し、熱伝導性ケース３０にリアクトル部品を収納した後、熱伝導性ケース底面３４が磁性体のブロック２３ａのブロック裏面２３ａｂと接触し、磁性体のブロック２３ａを支持する構造としている。その後、充填材２８を流し込み、リアクトル部品が熱伝導性ケース３０内で動かないように固定している。【００２７】
しかし、本実施形態では、コア３７の電気特性を変えることなしに、コア３７のブロック間に磁気ギャップとして挿入されるシート材２６の熱伝導率を、磁性体のブロック２３ａ及び２３ｂと略等しくした。これにより、ボビン内部の磁性体のブロック２３ｂで発生した熱は、磁性体のブロック２３ｂ−シート材２６−磁性体のブロック２３ａ−充填材２８−熱伝導性ケース３０と伝導し、熱伝導性ケース３０より放熱されることとなるが、シート材２６の熱伝導率が、周囲の磁性体のブロック２３ｂの熱伝導率と略等しいので、リアクトル部品内部でコア３７の磁性体のブロック２３ｂが発熱しても、磁性体のブロック２３ａに効率良く熱伝導し、リアクトル部品内部の温度を低減することができた。【００２８】
図２２は本実施形態の端子台の斜視図、図２３は本実施形態のリアクトルの端子台を外した場合の斜視図である。図１２に示すように、端子台２１は、熱伝導性ケース３０にリアクトル部品を収納した後、端子台固定用ネジ２９を熱伝導性ケース３０の端子台固定用ネジ穴３２にネジ止めし固定している。図１１示すように、図１５乃至図１９に示す熱伝導性ケース３０の切欠き４１の縁４１ａ及び４１ｂと当該端子台２１が接触するように、端子台２１は加工されている。また、端子台２１の裏面は、切欠き４１の縁４１ｂだけでなく、後述する磁性体のブロック２３ａのブロック表面２３ａａとも接触し、端子台２１を熱伝導性ケースに固定することで、磁性体のブロック２３ａを下方に押し付けている。図２３のように、本実施形態では、熱伝導性ケース３０の切欠き４１の縁４１ｂの高さと、コア３７を構成する磁性体のブロック２３ａのブロック表面２３ａａの高さが異なっているので、これらの高さに合わせて、端子台２１の裏面は加工されている。また、端子台２１は、導体から形成された端子４２と絶縁物から成る台座４４から構成され、台座４４は、熱伝導性ケース３０やコア３７と接触し、端子４２はリード部２５と接触する。台座４４にはリード部用溝４３が加工されている。これは、リード部２５の高さより端子台２１上の端子４２の高さが高いため、リード部２５の高さに合わせて、端子台２１の台座４４にリード部用溝４３を加工し、このリード部用溝４３にリード部２５を挿入している。【００２９】
さらに、図２３に示すように、リード部２５の端部は上方に曲げ加工されており、図１１に示すようにリード部２５の端部で端子４２と接触している。端子４２には、端子台ネジ穴４６が加工され、この端子台ネジ穴４６を介して他の電気部品等と接続することができる。従来同様、図２３に示すようにリード部２５を剥き出しの状態にしたままでは、他の電気部品等と接続するため、圧着端子等を使用しなければならず、圧着端子等のために余分なスペースが必要となるとともに、圧着端子等を接続する作業が必要になる。そこで、上記の問題を解決するため、当該端子台を熱伝導性ケース３０に固定して、従来必要であった圧着端子等を使用することなしに他の電気部品等と接続できるようにしている。さらに圧着端子等をリード部２５に取付ける必要がないので、作業工数の削減につながる。【００３０】
また、従来のリアクトルでは、リード部５と熱伝導性ケース１の切欠き１２の間に絶縁物を挿入し、リード部５と熱伝導性ケース１の切欠き１２を絶縁していた。一方、本実施形態のリアクトルでは、図１１に示すようにリード部２５は当該端子台２１又は充填材２８で覆われており、リード部２５と熱伝導性ケース３０の距離は、従来に比べて非常に広くすることができ、安全性を向上することができる。本実施形態の端子台２１では、端子４２間寸法が短く、安全規格上の沿面絶縁距離を満足できていないので、突起物４５を設けることで、端子４２間の沿面距離を長くし、安全規格上の沿面絶縁距離を満足させている。【００３１】
図２４は、図１１の矢視ＥＥから見た断面図、図２５は、図１１の矢視ＦＦから見た断面図である。図２４及び図２５は、巻線２２を仕切部２４ａと巻枠部２４ｂから構成されるボビン２４の巻枠部２４ｂに巻回し、巻枠部２４ｂに磁性体のブロック２３ａ及び２３ｂから構成されるコア３７の磁性体のブロック２３ｂとシート材２６を挿入して形成されるリアクトル部品を、絶縁シート２７と共に熱伝導性ケース３０に収納し、水平方向の第１圧接手段と垂直方向の第２圧接手段を用いて、充填材２８を熱伝導性ケース３０内に流し込む前及び充填材２８を熱伝導性ケース３０内に流し込んだ後、充填材２８が固まるまで、熱伝導性ケース３０内でリアクトル部品が移動しないように、リアクトル部品を固定したリアクトルの断面を示している。本実施形態では、水平方向の第１圧接手段にリアクトル部品固定用ネジ４０とリアクトル部品固定用ネジ穴３６を使用し、垂直方向の第２圧接手段に端子台２１を使用している。【００３２】
本実施形態における水平方向の第１圧接手段であるリアクトル部品固定用ネジ４０とリアクトル部品固定用ネジ穴３６について説明すると、図２４に示すように、リアクトル部品固定用ネジ穴３６を熱伝導性ケース３０の端子台側の側面に加工している。リアクトル部品固定用ネジ４０をリアクトル部品固定用ネジ穴３６に熱伝導性ケース３０の外面から挿入し、コア３７を形成する磁性体のブロック２３ａのブロック側面２３ａｃを圧接している。これによって、リアクトル部品は端子台対向側に圧接され、端子台対向側のブロック側面２３ａｃを熱伝導性ケース側面３５に密着することができる。以上より、充填材２８を熱伝導性ケース内に流し込んでも、従来のように、端子台対向側のブロック側面２３ａｃと熱伝導性ケース側面３５との間に充填材２８が浸透することがなくなる。さらに、充填材２８を流し込んだ後でも、端子台対向側のブロック側面２３ａｃと熱伝導性ケース側面３５とは密着したままなので、コア３７で発生した熱は、端子台対向側のブロック側面２３ａｃから熱伝導性ケース側面３５に効率良く放熱することができる。なお、上記の熱伝導性ケース３０と接触していない面は、充填材２８を介して熱伝導性ケース３０に放熱される。【００３３】
本実施形態における垂直方向の第２圧接手段である端子台２１を使用した第２圧接手段を説明すると、図２４に示すように、熱伝導性ケース３０に図１５乃至図１９のように切欠き４１を加工し、この切欠き４１の縁４１ｂに端子台固定用ネジ穴３２を加工する。また、図２２及び図２４に示すように端子台２１の裏面を、熱伝導性ケース３０に加工された切欠き４１の縁４１ａ及び４１ｂに接触するように加工する。さらに、リアクトル部品を熱伝導性ケース３０に収納した後、当該端子台２１を熱伝導性ケースに端子台固定用ネジ２９で取付けした場合に、図２４のように当該端子台２１の裏面が、端子台側の磁性体のブロック２３ａのブロック表面２３ａａを圧接するように、端子台２１の裏面の段差の高さを調整する。当該端子台２１を端子台固定用ネジ２９で熱伝導性ケース３０に取付けることで、端子台側の磁性体のブロック２３ａのブロック表面２３ａａを圧接する。これによって、磁性体のブロック２３ａを下方に押し付け、磁性体のブロック２３ａのブロック裏面２３ａｂを熱伝導性ケース３０の熱伝導性ケース底面３４に密着させる。従来は、端子台側の磁性体のブロック３ａのブロック側面３ａｂと熱伝導性ケース底面１４の接触が不充分だったので、充填材８を流し込むと、上記のブロック側面３ａｂと熱伝導性ケース底面１４の隙間に充填材８が浸透していた。しかし、本実施形態では、充填材２８を熱伝導性ケース内に流し込んでも、端子台側の磁性体のブロック２３ａのブロック裏面２３ａｂと熱伝導性ケース底面３４が密着しているので、上記ブロック裏面２３ａｂと熱伝導性ケース底面３４の間に充填材２８は浸透できなくなった。さらに、充填材２８を流し込んだ後でも、当該ブロック裏面２３ａｂと熱伝導性ケース底面３４とは密着したままなので、コア３７で発生した熱を、当該ブロック裏面２３ａｂから熱伝導性ケース底面３４に効率良く放熱することができる。なお、上記の熱伝導性ケース３０と接触していない面は、充填材２８を介して熱伝導性ケース３０に放熱される。【００３４】
本実施形態の短手方向の断面図を図２５に示す。巻線２２を仕切部２４ａと巻枠部２４ｂから構成されるボビン２４の巻枠部２４ｂに巻回し、巻枠部２４ｂに磁性体のブロック２３ａ及び２３ｂから構成されるコア３７の磁性体のブロック２３ｂとシート材２６を挿入して形成されるリアクトル部品を、絶縁シート２７と共に熱伝導性ケース３０に収納し、水平方向の第１圧接手段と垂直方向の第２圧接手段を用いて、充填材２８を熱伝導性ケース３０内に流し込む前及び充填材２８を熱伝導性ケース３０内に流し込んだ後、充填材２８が固まるまで、熱伝導性ケース３０内でリアクトル部品が移動しないように、リアクトル部品を固定したリアクトルの断面を示している。図２５に示すように、巻線２２から発生した熱は、巻線２７と熱伝導性ケース底面３１の間に挿入された絶縁シート２７を介して、熱伝導性ケース３０に放熱される。従来の絶縁シート７は、図２のように巻線２を熱伝導性ケース１と絶縁するためだけに挿入されており、従来の絶縁シート７の熱伝導率は低く、巻線２から発生した熱が、巻線２−絶縁シート７−熱伝導性ケース１と効率良く放熱されていなかった。そのため、巻線２から発生した熱は絶縁シート７を介さず、巻線２の絶縁シート７と接触していない部分から、巻線２−充填材８−熱伝導性ケース１と放熱されていた。図２５に示すように本実施形態では、上記の絶縁シート２７の電気特性を維持しつつ、絶縁シート２７の熱伝導率を充填材２８の熱伝導率以上とした。これにより、巻線２２から発生した熱が、巻線２２−絶縁シート２７−熱伝導性ケース３０と効率良く放熱することができる。また、本実施形態では、巻線２２は縦巻きでコア３７に巻回されているので、コア３７で発生する熱を巻線２２により周囲へ放熱することができる。また、本実施形態では、巻線２２が縦巻きでコア３７に巻回されているので、巻線が横巻で巻回されている場合に比して、巻線方向における巻線２２の間隔数が多く、絶縁シート２７と接触する面積を小さくすることができる。ここで、絶縁シート２７を挟んだ巻線２２と熱伝導性ケース３０とによって発生する浮遊容量は、絶縁シート２７と接触する巻線２２の面積に比例し、絶縁シート２７の厚さに反比例する。本実施形態では、上記のように巻線２２と絶縁シート２７との接触する面積を小さくすることができるので、絶縁シート２７を挟んだ巻線２２と熱伝導性ケース３０とによって発生する浮遊容量を、巻線を横巻きに巻回する場合に比して低減することができる。さらに、このように浮遊容量を低減することができるので、浮遊容量に比例するノイズエネルギーを低減することができる。なお、巻線２２の絶縁シート２７と接触していない面では、充填材２８を介して熱伝導性ケースに放熱している。【００３５】
図２６は、本実施形態のリアクトルを冷却装置に取付けた後の断面図である。本実施形態のリアクトルを冷却装置に取付け、熱伝導性ケース３０を冷却している。これにより熱伝導性ケース３０の温度をより低くでき、内部に収納されているリアクトル部品の発熱を従来よりも放熱することができる。【００３６】
以上説明した本実施形態より、コア３７及び巻線２２から発生する熱を効率良く熱伝導性ケース３０に伝導し、熱伝導性ケース３０から放熱することができる。よって、リアクトル内部で発生する熱を効率良く伝導することができ、従来のリアクトルの温度上昇値と同じであれば、本実施形態のリアクトルは、従来に比較して外形寸法を小さくすることができる。また、本実施形態では、コア３７を熱伝導性ケース３０の内側面に圧接する第１圧接手段として、リアクトル部品固定用ネジ穴３６とリアクトル部品固定用ネジ４０を用いている。具体的には、熱伝導性ケース３０にリアクトル部品固定用ネジ穴３６を加工し、リアクトル部品固定用ネジ４０で、端子台側のコア３７の磁性体のブロック２３ａのブロック側面２３ａｃを圧接している。端子台対向側のコア３７の磁性体のブロック２３ａのブロック側面２３ａｃを熱伝導性ケース側面３５に密着させている。これにより、確実に熱伝導性ケースの側面とリアクトル部品のコアとを充分に接触させることができる。【００３７】
また、本実施形態のリアクトルは、更に、コア３７を熱伝導性ケース３０の底面側に圧接する第２圧接手段を有している。本実施形態では、コア３７を熱伝導性ケース３０の底面側に圧接する第２圧接手段として端子台２１を用いている。具体的には、端子台２１を取付けられるように、熱伝導性ケース３０に切欠き４１を加工し、リアクトル部品を熱伝導性ケース３０に収納した後に当該端子台２１を熱伝導性ケース３０に取付けた場合に、当該端子台２１の裏面がコア３７の磁性体のブロック２３ａのブロック表面２３ａａを圧接するように、当該端子台２１の裏面の段差を調整する。当該端子台２１を熱伝導性ケース３０に取付けるとコア３７の磁性体のブロック２３ａのブロック表面２３ａａを圧接するので、上記の磁性体のブロック２３ａは下方に押し付けられ、上記の磁性体のブロック２３ａのブロック裏面２３ａｂは、熱伝導性ケース底面３４と密着させられる。これにより、熱伝導性ケースの底面側にも、コア等から発生する熱を伝導させることができる。【００３８】
また、本実施形態のリアクトルは、巻線２２と磁性体のコア３７とを備え、コア３７の周囲に巻線２２を巻回して形成されるリアクトル部品と、リアクトル部品を収納する熱伝導性ケース３０と、リアクトル部品の巻線２２の巻回部分と熱伝導性ケース３０の内面とに接触するように設けられる絶縁シート２７と、リアクトル部品を熱伝導性ケース３０に収納した後に、熱伝導性ケース３０内に充填する充填材２８とを有し絶縁シート１７は、充填材２８の熱伝導率以上の熱伝導率を有している。これにより、巻線２２から発生する熱を巻回部分から絶縁シート２７を介して効率良く熱伝導性ケース３０に伝導させることができる。【００３９】
本実施形態のリアクトル部品は、少なくとも２以上の磁性体のブロック２３ａ及び２３ｂが磁気ギャップを介して、組合わされて形成されたコア３７を有するリアクトル部品であって、磁性体のブロック２３ａ及び２３ｂの熱伝導率と略等しい熱伝導率を有するシート材２６が磁気ギャップ用に磁性体ブロック２３ａ及び２３ｂの間に挿入されている。これにより、コア３７の内部の磁性体ブロック２３ｂに発生する熱を効率良くコア３７の端部の磁性体のブロック２３ａまで伝導させることができ、コア３７の内部の磁性体ブロック２３ｂの温度を低減することができる。【００４０】
本実施形態のリアクトルに係る熱伝導性ケース３０は水冷又は空冷されている。これにより、熱伝導性ケース３０の温度を従来よりも低くすることができ、よってリアクトル内部の温度も従来よりも低くすることができる。【００４１】
以上、本発明を実施した本実施形態について述べたが、本発明はこれらに限られるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、他の実施形態についても適用される。【００４２】
なお、本実施形態では、端子台２１を介して、巻線２２を他の電気部品等と接続しているが、特に端子台に限定されるわけでなく、従来同様、圧着端子を使用しても良いし、また電気的に接続されていれば、どのような方法でも適用可能である。【００４３】
また、このリアクトル固定用穴３３は、強制冷却された筐体等に固定するために加工されているが、特にこれに限定されるものでなく、場合によっては、リアクトル固定用穴３３は無くても良い。【００４４】
さらに、本実施形態では、第１圧接手段として水平方向はリアクトル部品固定用ネジ４０とリアクトル部品固定用ネジ穴３６を使用しているが、特段これに限定されるものでなく、他の圧接手段、例えば、バネ及び蓋などでも良い。さらに、水平方向の第１圧接手段であるリアクトル部品固定用ネジ穴３６を熱伝導性ケース３０の端子台側に加工し、熱伝導性ケースの端子台側からリアクトル部品固定用ネジ４０でコア３７の磁性体のブロック２３ａのブロック側面２３ａｃを圧接しているが、特にこれに限定されるものでなく、端子台対向側から圧接しても良い。また、熱伝導性ケース３０にリアクトル部品固定用ネジ穴３６を１ヶ所加工し、リアクトル部品固定用ネジ４０一本で上記ブロック側面２３ａｃを圧接しているが、特にこれに限定されるものでなく、何ヶ所及び何本でも良い。
また、本実施形態では、第２圧接手段として端子台２１を使用しているが、特段これに限定されるものでなく、他の圧接手段、例えば、バネ及び蓋などでも良い。端子台２１は、１ヶ所に限定されるものでなく、数ヶ所取付けても良い。【００４５】
また、本実施形態では、端子台２１のみ使用してコア３７の磁性体のブロック２３ａを圧接したが、特にこれに限定されるわけでなく、端子台２１と磁性体のブロック２３ａの間に公差吸収用の物質を挿入することもできる。【００４６】
また、本実施形態では、コア３７は磁性体のブロック２３ａ及び２３ｂと磁気ギャップに挿入されたシート材２６から形成されているが、特にこの形状に限定されるものでなく、磁性体のブロックのみのコアでも適用可能である。また他の構造を持つコアでも適用可能である。【００４７】
また、本実施形態では、コア３７を形成しているシート材２６の熱伝導率は、磁性体のブロック２３ａ及び２３ｂと略等しくしているが、特にこれに限定されるものでなく、磁性体のブロック２３ａ及び２３ｂ以上の熱伝導率を有していても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
リアクトルを必要とする装置であれば、適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】従来のリアクトルの斜視図
【図２】従来のリアクトルの分解斜視図
【図３】従来の巻線を巻回したボビンの斜視図
【図４】従来のリアクトル部品の斜視図
【図５】従来の熱伝導性ケースの斜視図
【図６】図５の矢視ＡＡから見た断面図
【図７】図５の矢視ＢＢから見た断面図
【図８】図５の平面図
【図９】従来のコアの斜視図
【図１０】従来のコアの分解斜視図
【図１１】本実施形態のリアクトルの斜視図
【図１２】本実施形態のリアクトルの分解斜視図
【図１３】本実施形態の巻線を巻回したボビンの斜視図
【図１４】本実施形態のリアクトル部品の斜視図
【図１５】本実施形態の熱伝導性ケースを端子台用切欠き側から見た斜視図
【図１６】本実施形態の熱伝導性ケースを端子台用切欠き対向側から見た斜視図
【図１７】図１５の矢視ＣＣから見た断面図
【図１８】図１５の矢視ＤＤから見た断面図
【図１９】図１５の平面図
【図２０】本実施形態のコアの斜視図
【図２１】本実施形態のコアの分解斜視図
【図２２】本実施形態の端子台の斜視図
【図２３】本実施形態のリアクトルの端子台を外した場合の斜視図
【図２４】図１１の矢視ＥＥから見た断面図
【図２５】図１１の矢視ＦＦから見た断面図
【図２６】本実施形態のリアクトルを冷却装置に取付けた後の断面図
【符号の説明】
【００５０】
１  熱伝導性ケース、  ２  巻線、  ３ａ、３ｂ  磁性体のブロック、  
３ａｂ  ブロック裏面、  ４  ボビン、  ４ａ  仕切部、  ４ｂ  巻枠部、  
５  リード部、  ６  シート材、  ７  絶縁シート、  ８  充填材、  
９  コア、  １０  従来のリアクトル、  １１  熱伝導性ケース底面、
１２  リード部用切欠き、  １３  リアクトル固定用穴、
１４  熱伝導性ケース底面、
２０  本発明にかかるリアクトル、  ２１  端子台、  ２２  巻線、  
２３ａ、２３ｂ  磁性体のブロック、  ２３ａａ  ブロック表面、  
２３ａｂ  ブロック裏面、  ２３ａｃ  ブロック側面、  ２４  ボビン、  
２４ａ  仕切部、  ２４ｂ  巻枠部、  ２５  リード部、  ２６  シート材、  
２７  絶縁シート、  ２８  充填材、  ２９  端子台固定用ネジ、  
３０  熱伝導性ケース、  ３１  熱伝導性ケース底面、  
３２  端子台固定用ネジ穴、  ３３  リアクトル固定用穴、  ３４  熱伝導性ケース底面、  
３５  熱伝導性ケース側面、  ３６  リアクトル部品固定用ネジ穴、  ３７  コア、
４０  リアクトル部品固定用ネジ、  ４１  切欠き、  ４１ａ、４１ｂ  縁
４２  端子、  ４３  リード部用溝、  ４４  台座、  ４５  突起物、  
４６  端子台ネジ穴、
【図１】
2006016554.tif 000002
【図２】
2006016554.tif 000003
【図３】
2006016554.tif 000004
【図４】
2006016554.tif 000005
【図５】
2006016554.tif 000006
【図６】
2006016554.tif 000007
【図７】
2006016554.tif 000008
【図８】
2006016554.tif 000009
【図９】
2006016554.tif 000010
【図１０】
2006016554.tif 000011
【図１１】
2006016554.tif 000012
【図１２】
2006016554.tif 000013
【図１３】
2006016554.tif 000014
【図１４】
2006016554.tif 000015
【図１５】
2006016554.tif 000016
【図１６】
2006016554.tif 000017
【図１７】
2006016554.tif 000018
【図１８】
2006016554.tif 000019
【図１９】
2006016554.tif 000020
【図２０】
2006016554.tif 000021
【図２１】
2006016554.tif 000022
【図２２】
2006016554.tif 000023
【図２３】
2006016554.tif 000024
【図２４】
2006016554.tif 000025
【図２５】
2006016554.tif 000026
【図２６】
2006016554.tif 000027
【国際調査報告】
2006016554.tif 000028
2006016554.tif 000029
2006016554.tif 000030
2006016554.tif 000031