JP2018157092A

JP2018157092A - 端子台を備えたａｃリアクトル

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Publication number: JP2018157092A
Application number: JP2017053291A
Authority: JP
Inventors: 健一塚田; Kenichi Tsukada; 雅朋白水; Masatomo Shiromizu
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: CN108630395B; CN208570273U; US10607768B2; US20180268991A1; DE102018105556A1; CN108630395A; JP6378385B1

Abstract

【課題】従来の三相ＡＣリアクトルにおいては、端子の金属部が露出していたため、絶縁上の課題があった。【解決手段】本開示の実施例に係るＡＣリアクトルは、外周部鉄心と、外周部鉄心の内面に接するか、または、該内面に結合されるように配置された少なくとも３つの鉄心コイルと、を具備し、少なくとも３つの鉄心コイルのそれぞれは、鉄心と該鉄心に巻回されたコイルとから構成されているＡＣリアクトルであって、さらに、鉄心コイルを覆う端子台ユニットを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ＡＣリアクトルに関し、特に端子台を備えたＡＣリアクトルに関する。

交流（ＡＣ）リアクトルは、インバータ等から発生する高調波電流を抑制するため、あるいは入力力率改善のため、さらにはインバータへの突入電流を軽減するために用いられる。ＡＣリアクトルは、磁性材からなるコアと、コアの外周に形成されたコイルとを有する。

これまでに、直線上に配置された三相のコイル（巻線）を備えた三相ＡＣリアクトルが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、３つの巻線の両端が、夫々端子対に接続され、この端子対を介してリアクトルを他の電気回路に接続する点が開示されている。

特開２００９−２８３７０６号公報

しかしながら、従来の三相ＡＣリアクトルにおいては、コイルと外部機器とを接続するための端子が露出していたため、端子の絶縁保護が十分ではないという問題があった。

本開示の実施例に係るＡＣリアクトルは、外周部鉄心と、外周部鉄心の内面に接するか、または、該内面に結合されるように配置された少なくとも３つの鉄心コイルと、を具備し、少なくとも３つの鉄心コイルのそれぞれは、鉄心と該鉄心に巻回されたコイルとから構成されているＡＣリアクトルであって、さらに、鉄心コイルを覆う端子台ユニットを有する。

本開示の実施例に係るＡＣリアクトルによれば、コイルと外部機器とを接続するための端子の絶縁保護を容易に行うことができる。

実施例１に係るＡＣリアクトルの斜視図である。実施例１に係るＡＣリアクトルであって、端子台ユニットを設ける前のＡＣリアクトルの斜視図である。実施例２に係るＡＣリアクトルにおいて、第１端子台ユニット及び第２端子台ユニットをコイルの端子に接続する前のＡＣリアクトルの斜視図である。実施例２に係るＡＣリアクトルにおいて、第１端子台ユニット及び第２端子台ユニットをコイルの端子に接続した後のＡＣリアクトルの斜視図である。実施例２に係るＡＣリアクトルを構成する第１端子台ユニット及び第２端子台ユニットの背面側の斜視図である。実施例２に係るＡＣリアクトルを構成する第１端子台ユニット及び第２端子台ユニットを連結する前の状態を示す斜視図である。実施例２に係るＡＣリアクトルを構成する第１端子台ユニット及び第２端子台ユニットを連結した後の状態を示す斜視図である。実施例３に係るＡＣリアクトルを構成する第１端子台ユニット及び第２端子台ユニットの斜視図である。

以下、図面を参照して、本開示の実施例に係るＡＣリアクトルについて説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

まず、実施例１に係るＡＣリアクトルについて説明する。図１に実施例１に係るＡＣリアクトルの斜視図を示し、図２に、実施例１に係るＡＣリアクトルであって、端子台ユニットを設ける前のＡＣリアクトルの斜視図を示す。実施例１に係るＡＣリアクトル１０１は、外周部鉄心２と、少なくとも３つの鉄心コイル（１ａ，１ｂ，１ｃ）と、端子台ユニット１００と、を備えている。

外周部鉄心２は、鉄心（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）と一体化され、鉄心コイル（１ａ，１ｂ，１ｃ）を囲むようにして配置されている。

少なくとも３つの鉄心コイル（１ａ，１ｂ，１ｃ）は、外周部鉄心２の内面に接するか、または、該内面に結合されるように配置されている。少なくとも３つの鉄心コイル（１ａ，１ｂ，１ｃ）のそれぞれは、鉄心（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）と該鉄心に巻回されたコイル（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）とから構成されている

端子台ユニット１００は、鉄心コイル（１ａ，１ｂ，１ｃ）を覆うように設けられている。図２は、実施例１に係るＡＣリアクトルにおいて、端子台ユニット１００をコイルの端子に接続する前のＡＣリアクトルの斜視図を示している。

鉄心コイル（１ａ，１ｂ，１ｃ）は、鉄心（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）、及び該鉄心に巻回され、入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）及び出力側端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）を備えたコイル（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）を有する。ここで、例えば、コイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃをそれぞれＲ相、Ｓ相、Ｔ相コイルとすることができる。ただし、このような例には限られない。入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）及び出力側端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）の終端部には、後述する端子台の接続部と接続するための孔が設けられていることが好ましい。

図２には、鉄心コイル（１ａ，１ｂ，１ｃ）が直線上に並んでいない例を示している。従って、コイル（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の端子をそのままＡＣリアクトル１０１の長手方向に延長すると、端子の位置が直線上に並ばないため、端子台との接続が困難になる。そこで、入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）はＡＣリアクトル１０１の長手方向に対して垂直方向に延び、入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）の終端部が直線上に並ぶように配置されていることが好ましい。また、出力側端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）はＡＣリアクトル１０１の長手方向に対して垂直方向であって、入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）とは反対方向に延び、出力側端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）の終端部が直線上に並ぶように配置されていることが好ましい。図２に示すように、ＡＣリアクトル１０１の長手方向が大地に対して垂直となるように配置されている場合には、入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）及び出力側端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）は大地に対して水平方向に延びていることが好ましい。このように、入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）及び出力側端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）をＡＣリアクトルの長手方向に対して垂直方向に延びるようにしているため、端子をＡＣリアクトルの長手方向に延ばした場合に比べて、ＡＣリアクトルを長手方向の高さを低くすることができ、ＡＣリアクトルを小型化することができる。

さらに、入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）の終端部及び出力側端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）の終端部は直線上に配置されていることにより、入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）及び出力側端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）と端子台との接続を容易に行うことができる。

次に、実施例２に係るＡＣリアクトルについて説明する。図３に、実施例２に係るＡＣリアクトルにおいて、第１端子台ユニット及び第２端子台ユニットをコイルの端子に接続する前のＡＣリアクトルの斜視図を示す。実施例２に係るＡＣリアクトル１０２が、実施例１に係るＡＣリアクトル１０１と異なっている点は、端子台ユニットが、コイルの入力側端子と接続される第１接続部を有する第１端子台ユニット３と、コイルの出力側端子と接続される第２接続部を有する第２端子台ユニット４と、を備え、第１端子台ユニット３と第２端子台ユニット４は連結した状態で、鉄心コイルを覆う点である。実施例２に係るＡＣリアクトル１０２のその他の構成は、実施例１に係るＡＣリアクトル１０１における構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。

第１端子台ユニット３は、第１端子台３１及び第１カバー部３２を有する。第１端子台３１及び第１カバー部３２は一体形成されていることが好ましい。第２端子台ユニット４は、第２端子台４１及び第２カバー部４２を有する。第２端子台４１及び第２カバー部４２は一体形成されていることが好ましい。第１端子台ユニット３及び第２端子台ユニット４はプラスチック等の絶縁材料で形成されていることが好ましい。ただし、第１端子台３１に設けられた第１接続部（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）及び第２端子台４１に設けられた第２接続部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）は金属等の導体で形成されていることが好ましい。

第１端子台ユニット３は、入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）とそれぞれ接続される第１接続部（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）を有する。第２端子台ユニット４は、出力側端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）とそれぞれ接続される第２接続部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）を有する。第１接続部（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）は、入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）とそれぞれ電気的に接続されるように、導体で構成されることが好ましい。同様に、第２接続部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）は、出力側端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）とそれぞれ電気的に接続されるように、導体で構成されることが好ましい。

第１接続部（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）には孔が設けられており、これらの孔は入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）に設けられた孔と位置合わせが行われた後、ネジ等で固定される。同様に、第２接続部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）には孔が設けられており、これらの孔は出力側端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）に設けられた孔と位置合わせが行われた後、ネジ等で固定される。

図４に実施例２に係るＡＣリアクトルにおいて、第１端子台ユニット及び第２端子台ユニットをコイルの端子に接続した後のＡＣリアクトルの斜視図を示す。第１端子台ユニット３及び第２端子台ユニット４は、それぞれ入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）及び出力側端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）と接続された状態で、両者が隙間なく連結されていることが好ましい。このような構成とすることにより、第１端子台ユニット３及び第２端子台ユニット４が、コイル（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）が外部に露出することを防ぐことができ、コイル（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の絶縁保護を行うことができる。また、外部機器を入力端子（１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ）および出力端子（１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ）に直接接続する場合よりも容易に接続できる。

さらに、第１端子台ユニット３及び第２端子台ユニット４を連結させたときの外周部の形状は、外周部鉄心２と同一形状となり、外周部鉄心２上に隙間なく載置されていることが好ましい。このような構成とすることにより、第１端子台ユニット３及び第２端子台ユニット４を外周部鉄心２上に安定して設置することができる。その結果、ＡＣリアクトルが振動した場合であっても、振動等により端子台の接続部とコイルの入出力端子との接続が不完全となることを防止することができる。

また、一旦連結した第１端子台ユニット３及び第２端子台ユニット４を分離することもできる。このような構成とすることにより、汎用の端子台が実装されている場合と比較して、ＡＣリアクトルの分解や端子台の交換を容易に行うことができる。

第１端子台ユニット３は、外部機器と接続するための第１端子（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ）を有し、第２端子台ユニット４は、外部機器と接続するための第２端子（４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）を有する。第１端子（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ）は第１接続部（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）と電気的に接続されており、第２端子（４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）は第２接続部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）と電気的に接続されている。その結果、外部機器は、第１端子（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ）及び第２端子（４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）を介してコイル（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）と電気的に接続することができる。

ここで、第１端子（３４ａ，３４ｂ，３４ｃ）及び第２端子（４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）の各端子は直線上に配置されていることが好ましい。このような構成とすることにより、ＡＣリアクトル１０２と外部機器との接続を容易に行うことができる。

図５に実施例２に係るＡＣリアクトルを構成する第１端子台ユニット及び第２端子台ユニットの背面側の斜視図を示す。第１端子台ユニット３には、開口部（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ）が設けられている。コイル（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）（図３参照）を、それぞれ開口部（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ）を介して第１端子台ユニット３の内側から外側へ通すことにより、入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）を第１接続部（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）と電気的に接続することができる。

図３に示したように、入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）はリアクトルの長手方向に対して垂直方向に延びている。従って、入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）が延在している方向に沿って、入力側端子を第１端子台ユニット３の開口部（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ）に通す工程を自動化しやすいという利点がある。

第１接続部（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）の背面側に位置する第１端子台ユニット３には、貫通孔（３６ａ，３６ｂ，３６ｃ）が設けられており、これらは第１接続部（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）に設けられた貫通孔（図示せず）と同じ位置に配置されていることが好ましい。従って、第１接続部（３３ａ，３３ｂ，３３ｃ）の孔と入力側端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）の孔とを貫通するようにネジ等で固定する際には、ネジは貫通孔（３６ａ，３６ｂ，３６ｃ）も通ることができ、第１接続部及び入力側端子を第１端子台ユニット３に固定することができる。

第２端子台ユニット４には、出力側端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）を第２接続部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）と接続するために、第１端子台ユニット３の開口部（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ）と同様の開口部（図示せず）が設けられている。第２接続部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）の背面側に位置する第２端子台ユニット４には、第２接続部（４３ａ，４３ｂ，４３ｃ）に設けられた貫通孔と同じ位置に第１端子台ユニット３の貫通孔（３６ａ，３６ｂ，３６ｃ）と同様の貫通孔（図示せず）が設けられている。

図３に示すように、出力側端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）はリアクトルの長手方向に対して垂直方向に延びている。従って、出力側端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）が延在している方向に沿って、出力側端子を第２端子台ユニット４の開口部に通す工程を自動化しやすいという利点がある。

図６Ａに実施例２に係るＡＣリアクトルを構成する第１端子台ユニット及び第２端子台ユニットを連結する前の状態を示す。また、図６Ｂに実施例２に係るＡＣリアクトルを構成する第１端子台ユニット及び第２端子台ユニットを連結した後の状態を示す。第１端子台ユニット３は第１連結部（３７，３８）を有し、第２端子台ユニット４は第１連結部（３７，３８）と連結する第２連結部（４７，４８）を有する。

例えば、第１連結部（３７，３８）は第１上側連結部３７及び第１下側連結部３８を有する。第２連結部（４７，４８）は第２上側連結部４８及び第２下側連結部４７を有する。

第１上側連結部３７は第２下側連結部４７と連結する。ここで、連結した際には、第１上側連結部３７に設けられた貫通孔３７１と第２下側連結部４７に設けられた貫通孔４７１は水平面上で同じ位置に配置され、連続した１つの貫通孔が形成されることが好ましい。この連続した１つの貫通孔を利用して第１上側連結部３７と第２下側連結部４７を固定することができる。例えば、貫通孔３７１及び４７１にネジを捩じ込んだり、貫通ロッドを挿入したりすること等により、両者を固定することができる。

第１下側連結部３８は第２上側連結部４８と連結する。ここで、連結した際には、第１下側連結部３８に設けられた貫通孔３８１と第２上側連結部４８に設けられた貫通孔４８１は水平面上で同じ位置に配置され、連続した１つの貫通孔が形成されることが好ましい。この連続した１つの貫通孔を利用して第１下側連結部３８と第２上側連結部４８を固定することができる。例えば、貫通孔３８１及び４８１にネジを捩じ込んだり、貫通ロッドを挿入したりすること等により、両者を固定することができる。

第１端子台ユニット３及び第２端子台ユニット４は同一構造を有することが好ましい。このようにすることで、１種類の端子台ユニットを第１端子台ユニット３及び第２端子台ユニット４に共通して利用することができ、組み立て作業の効率化を図ったり、端子台ユニットの製造コストを下げたりすることができる。

次に、本開示の実施例３に係るＡＣリアクトルについて説明する。図７に実施例３に係るＡＣリアクトルを構成する第１端子台ユニット及び第２端子台ユニットの斜視図を示す。実施例３に係るＡＣリアクトルが実施例２に係るＡＣリアクトルと異なっている点は、第１端子台ユニット３０及び第２端子台ユニット４０の少なくとも一方にはスリットが設けられている点である。実施例３に係るＡＣリアクトルの他の構成は、実施例２に係るＡＣリアクトルにおける構成と同様であるので詳細な説明は省略する。

第１端子台ユニット３０の第１カバー部３０２の上面部において、第１端子台３０１の周辺に第１上面スリット３９１が設けられている。さらに、第１端子台ユニット３０の第１カバー部３０２の底面部には第１底面スリット３９２が設けられている。

第２端子台ユニット４０の第２カバー部４０２の上面部において、第２端子台４０１の周辺に第２上面スリット４９１が設けられている。さらに、第２端子台ユニット４０の第２カバー部４０２の底面部には第２底面スリット４９２が設けられている。

第１端子台ユニット３０及び第２端子台ユニット４０を連結し、外周部鉄心２に載置した場合、第１底面スリット３９２及び第２底面スリット４９２から外気を取り入れ、第１上面スリット３９１及び第２上面スリット４９１から排出することにより、コイル（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）から生じた熱を外部に逃がすことができる。

図７に示した例では、第１端子台ユニット３０及び第２端子台ユニット４０には長方形の形状のスリットを設ける例を示したが、このような例には限られず、円形等の他の形状であってもよい。さらに、第１端子台ユニット３０及び第２端子台ユニット４０の上面部及び底面部にスリットを設ける例を示したが、このような例には限られず、側面部にスリットを設けるようにしてもよい。

実施例３に係るＡＣリアクトルによれば、第１端子台ユニット３０及び第２端子台ユニット４０によってコイルの絶縁保護を行いながら、コイルから生じる熱の放熱効率を上げることができる。

以上の説明において、端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）を入力側端子とし、端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）を出力側端子とした例について説明したが、このような例には限られない。即ち、端子（１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ）を出力側端子とし、端子（１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）を入力側端子としてもよい。

１ａ，１ｂ，１ｃ鉄心コイル
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ鉄心
１２ａ，１２ｂ，１２ｃコイル
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ入力側端子
１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ出力側端子
２外周部鉄心
３第１端子台ユニット
４第２端子台ユニット

Claims

外周部鉄心と、
前記外周部鉄心の内面に接するか、または、該内面に結合されるように配置された少なくとも３つの鉄心コイルと、を具備し、
前記少なくとも３つの鉄心コイルのそれぞれは、鉄心と該鉄心に巻回されたコイルとから構成されているＡＣリアクトルであって、
さらに、前記鉄心コイルを覆う端子台ユニットを有するＡＣリアクトル。
前記ＡＣリアクトルの長手方向に対して垂直方向に延びた入力側端子及び出力側端子を備え、前記入力側端子の終端部及び出力側端子の終端部は直線上に配置されている、請求項１に記載のＡＣリアクトル。
前記端子台ユニットが、
前記コイルの入力側端子と接続される第１接続部を有する第１端子台ユニットと、
前記コイルの出力側端子と接続される第２接続部を有する第２端子台ユニットと、を備え、
前記第１端子台ユニットと前記第２端子台ユニットは連結した状態で、前記鉄心コイルを覆う、請求項１または２に記載のＡＣリアクトル。
前記第１端子台ユニットは第１連結部を有し、
前記第２端子台ユニットは前記第１連結部と連結する第２連結部を有する、請求項３に記載のＡＣリアクトル。
前記第１端子台ユニット及び前記第２端子台ユニットは同一構造を有する、請求項３または４に記載のＡＣリアクトル。
前記第１端子台ユニット及び前記第２端子台ユニットの少なくとも一方にはスリットが設けられている、請求項３乃至５のいずれか一項に記載のＡＣリアクトル。