JP2018107180A

JP2018107180A - 電磁機器

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Publication number: JP2018107180A
Application number: JP2016249253A
Authority: JP
Inventors: 雅朋白水; Masatomo Shiromizu; 健一塚田; Kenichi Tsukada
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2018-07-05
Anticipated expiration: 2036-12-22
Also published as: CN207781356U; US10483033B2; DE102017130086A9; US20200005995A1; US11107624B2; DE102017130086A1; CN108231361B; JP6450739B2; CN108231361A; US20180182540A1

Abstract

【課題】磁束が周囲へ漏れるのを抑えられる小型の電磁機器を提供する。【解決手段】電磁機器（５）は、外周部鉄心（２０）と、外周部鉄心の内面に接するかまたは結合している少なくとも三つの鉄心コイル（３１〜３３）とを含む。少なくとも三つの鉄心コイルのそれぞれは、鉄心（４１〜４３）と該鉄心に巻回された１次コイルまたは２次コイルのうちの少なくとも一方（５１〜５３）とを含む。少なくとも三つの鉄心コイルは円周上に配置され、少なくとも三つの鉄心コイルのうちの一つの鉄心コイルの鉄心は、該一つの鉄心コイルに隣接する他の鉄心コイルの鉄心に接触している。【選択図】図１

Description

本発明は、電磁機器、例えば三相変圧器、単相変圧器などに関する。

従来技術における変圧器は、Ｕ字形状またはＥ字形状の鉄心と、そのような鉄心に巻回されたコイルとを含んでいる。コイルは変圧器の外部に露出しているので、コイルから漏れた磁束によって、渦電流がコイル近傍の金属部分に発生する。これにより、変圧器の金属部分が発熱するという問題があった。特に、油入りトランスにおいては変圧器を金属製の格納容器に収納しているので、コイルから漏れた磁束により、金属製の格納容器が発熱するのを抑える必要がある。

このような問題を解決するために、特許文献１においてはコイルの周囲にシールド板を配置し、特許文献２においては、格納容器の内側にシールド板を貼付けている。これにより、コイル近傍の金属部分や、格納容器が発熱するのを抑えられる。

ところで、Ｅ字形状の鉄心を含む従来技術の三相変圧器においては、中央の相の磁路長と両端の相の磁路長とが異なっている。このため、中央の相の巻線数と両端の相の巻線数とを異ならせて、三相のバランスを調整する必要があるという課題があった。

ここで、特許文献３および特許文献４においては、放射状に配置された複数の磁心に巻回された主巻線と、複数の磁心の間の連結する磁心に巻回された制御巻線とを備えた三相電磁機器が開示されている。このような場合には、三相のバランスを調整することができる。

特公平５−５２６５０号公報特許第５７０１１２０号公報特許第４６４６３２７号公報特開２０１３−４２０２８号公報

しかしながら、特許文献３および特許文献４においては、制御巻線が電磁機器の最外方に位置しているので制御巻線の磁束が外部に漏れるという問題がある。さらに、主巻線に加えて制御巻線を備える必要があるので、電磁機器が大型化するという問題もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、磁束が周囲へ漏れるのを抑えると共に、大型化することのない電磁機器、例えば変圧器を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、外周部鉄心と、前記外周部鉄心の内面に接するかまたは結合している少なくとも三つの鉄心コイルと、を具備し、前記少なくとも三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１次コイルまたは２次コイルのうちの少なくとも一方とを含んでおり、前記少なくとも三つの鉄心コイルは円周上に配置され、前記少なくとも三つの鉄心コイルのうちの一つの鉄心コイルの鉄心は、該一つの鉄心コイルに隣接する他の鉄心コイルの鉄心に接触している、電磁機器が提供される。
２番目の発明によれば、１番目の発明において、前記少なくとも三つの鉄心コイルの前記鉄心のそれぞれは複数の鉄心部分から構成されている。
３番目の発明によれば、１番目または２番目の発明において、前記少なくとも三つの鉄心コイルの前記鉄心のうちの少なくとも二つまたは前記鉄心のうちの全ては互いに接合している。
４番目の発明によれば、１番目から３番目のいずれかの発明において、前記外周部鉄心は、複数の外周部鉄心部分から構成されている。
５番目の発明によれば、１番目から４番目のいずれかの発明において、前記外周部鉄心の端面から前記外周部鉄心の積層方向に突出した前記コイルの突出部分を周方向に被覆するバリア部をさらに含む。
６番目の発明によれば、５番目の発明において、前記外周部鉄心の中空部を少なくとも部分的に被覆するように設けられたカバー部をさらに有する。
７番目の発明によれば、１番目から６番目のいずれかの発明において、前記少なくとも三つの鉄心コイルの数は３の倍数である。
８番目の発明によれば、１番目から６番目のいずれかの発明において、前記少なくとも三つの鉄心コイルの数は４以上の偶数である。
９番目の発明によれば、１番目から８番目のいずれかの発明において、前記電磁機器の軸方向断面に対して垂直な前記１次コイルまたは２次コイルの断面のうちの三辺は少なくとも部分的に前記鉄心に近接している。
１０番目の発明によれば、１番目から９番目のいずれかの発明において、前記電磁機器は変圧器である。
１１番目の発明によれば、１番目から９番目のいずれかの発明において、前記電磁機器はリアクトルである。
１２番目の発明によれば、１番目から９番目のいずれかの発明の電磁機器を適用したモータ駆動装置が提供される。
１３番目の発明によれば、１２番目の発明のモータ駆動装置を適用した機械が提供される。
１４番目の発明によれば、１番目から９番目のいずれかの発明の電磁機器を適用した整流装置が提供される。

１番目の発明においては、鉄心コイルを、外周部鉄心内に配置しているので、シールド板を設けることなしに、巻線から周囲への漏れ磁束を低減できる。また、三相電磁機器においては、三相の磁路長が構造的に等しくなるので、設計および製造が容易である。さらに、変圧器として使用する場合には、１次入力電圧と２次出力電圧の比は固定であるため、制御巻線が不要である。このため、電磁機器が大型化するのを避けられる。
２番目の発明においては、コイルの取付が容易になり、電磁機器の組立性を向上させられる。
３番目の発明においては、部品点数を減らすことができる。
４番目の発明においては、コイルの取付が容易になり、電磁機器の組立性を向上させられる。このことは、特に大型の電磁機器、例えば大型の変圧器を作成するのに有利である。
５番目の発明においては、コイルから発生した磁束が電磁機器の外部に漏れるのを防ぐことができる。
６番目の発明においては、コイルから発生した磁束が電磁機器の外部に漏れるのをさらに防ぐことができる。バリア部は三つの鉄心および外周部鉄心に対応した形状であってもよく、カバー部が三つの鉄心および外周部鉄心を完全に閉鎖する形状であってもよい。
７番目の発明においては、電磁機器を三相変圧器あるいは三相リアクトルとして使用できる。
８番目の発明においては、電磁機器を単相変圧器あるいは単相リアクトルとして使用できる。
９番目の発明においては、隣接するコイルが互いに平行でなく且つコイルが鉄心に、より概ね接しているので、隣接するコイル間でお互いの通電を妨げる磁束が発生し難くなる。また、隣接する２つの鉄心コイルで閉磁路を形成する場合、電流の増減に応じたインダクタンスの増減は従来形状よりも緩やかになり、損失をより低減できる。
１２番目から１４番目の発明においては、電磁機器を備えたモータ駆動装置、機械、および整流装置を容易に提供できる。

添付図面に示される本発明の典型的な実施形態の詳細な説明から、本発明のこれら目的、特徴および利点ならびに他の目的、特徴および利点がさらに明解になるであろう。

本発明の第一の実施形態に基づく電磁機器の斜視図である。図１に示される電磁機器の断面図である。第二の実施形態における電磁機器の断面図である。第三の実施形態における電磁機器の断面図である。第三の実施形態における他の電磁機器の断面図である。第三の実施形態におけるさらに他の電磁機器の断面図である。本発明の第三の実施形態に基づく電磁機器の断面図である。本発明の第三の実施形態に基づく他の電磁機器の断面図である。本発明の第三の実施形態に基づくさらに他の電磁機器の断面図である。本発明の第三の実施形態に基づくさらに他の電磁機器の断面図である。本発明の他の実施形態に基づく電磁機器の斜視図である。本発明の第四の実施形態に基づく電磁機器の断面図である。本発明の第五の実施形態に基づく電磁機器の断面図である。従来技術における電磁機器を示す略図である。図２Ａに示されるような電磁機器を示す略図である。本発明の第六の実施形態に基づく電磁機器の断面図である。従来技術における電磁機器を示す他の略図である。図７に示されるような電磁機器を示す略図である。本発明の第七の実施形態に基づく電磁機器の断面図である。本発明に基づく電磁機器の使用を示す図である。本発明に基づく電磁機器の使用を示す他の図である。本発明の電磁機器を含むモータ駆動装置などを示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明の第一の実施形態に基づく電磁機器の斜視図である。さらに、図２Ａは図１に示される電磁機器の断面図である。図１および図２Ａに示されるように、電磁機器５、例えば変圧器またはリアクトルは、断面が六角形状の外周部鉄心２０と、外周部鉄心２０の内面に接するかまたは結合している少なくとも三つの鉄心コイル３１〜３３とを含んでいる。なお、外周部鉄心２０が円形または他の多角形形状であってもよい。

鉄心コイル３１〜３３のそれぞれは、鉄心４１〜４３と鉄心４１〜４３に巻回されたコイル５１〜５３とを含んでいる。なお、図１および図２Ａ等に示されるコイル５１〜５３のそれぞれは一次コイルおよび二次コイルの両方を含みうる。これら一次コイルおよび二次コイルは同一の鉄心に重ね巻きしても、交互に巻回してもよい。また、一次コイルと二次コイルは別々の鉄心に巻回してもよい。さらに、なお、外周部鉄心２０および鉄心４１〜４３は、複数の鉄板、炭素鋼板、電磁鋼板を積層するか、または圧粉鉄心から作成される。

図２Ａから分かるように、鉄心４１〜４３は互いに同一の寸法であり、外周部鉄心２０の周方向に等間隔に配置されている。図２Ａにおいては鉄心４１〜４３のそれぞれの半径方向外側端部は外周部鉄心２０に接している。

さらに、図２Ａ等においては鉄心４１〜４３のそれぞれの半径方向内側端部は外周部鉄心２０の中心に向かって収斂しており、その先端角度は約１２０度である。図２Ａから分かるように、鉄心４１〜４３のそれぞれの半径方向内側端部は互いに接している。従って、隣接する鉄心４１〜４３の半径方向内側端部の間にギャップは形成されていない。なお、図示しない実施形態においては、少なくとも二つの鉄心の半径方向内側端部が互いに隣接していてもよい。

このように、本発明においては鉄心コイル３１〜３３を外周部鉄心２０の内側に配置している。言い換えれば、鉄心コイル３１〜３３は外周部鉄心２０により取囲まれている。このため、コイル５１〜５３からの磁束が外周部鉄心２０の外部に漏洩するのを低減できる。この場合には、従来技術のシールド板が不要となり、作成費用を抑えることが可能である。

また、図１等に示される電磁機器５を三相電磁機器として使用することもできる。この場合、三相の磁路長が構造的に等しくなるので、設計および製造が容易である。さらに、図１等に示される電磁機器５を変圧器として使用する場合には、１次入力電圧と２次出力電圧の比は固定であるため、従来技術の制御巻線が不要である。このため、電磁機器５が大型化するのを避けることもできる。

さらに、図２Ｂは第二の実施形態における電磁機器の断面図である。図２Ｂにおいては、鉄心４１〜４３のそれぞれが先端側鉄心部分４１ａ〜４３ａと、基端側鉄心部分４１ｂ〜４３ｂとから構成されている。

この場合には、基端側鉄心部分４１ｂ〜４３ｂのみを外周部鉄心２０に組付けた状態で、コイル５１〜５３を基端側鉄心部分４１ｂ〜４３ｂに巻回する。次いで、先端側鉄心部分４１ａ〜４３ａを図示されるように挿入すればよい。

これにより、コイル５１〜５３の取付が容易になり、組立性を向上させられるのが分かるであろう。この目的のために、先端側鉄心部分４１ａ〜４３ａと基端側鉄心部分４１ｂ〜４３ｂとの間の領域には、コイル５１〜５３が配置されないのが好ましい。また、鉄心４１〜４３のそれぞれが、三つ以上の鉄心部分から形成されていてもよい。

なお、先端側鉄心部分４１ａ〜４３ａと基端側鉄心部分４１ｂ〜４３ｂとの接触面ならびに基端側鉄心部分４１ｂ〜４３ｂと外周部鉄心２０との接触面は鏡面加工されるか、または嵌め合わせ構造にするのが好ましい。これにより、先端側鉄心部分４１ａ〜４３ａと基端側鉄心部分４１ｂ〜４３ｂとの間ならびに基端側鉄心部分４１ｂ〜４３ｂと外周部鉄心２０との間にギャップが形成されるのを避けられる。

図３Ａは第三の実施形態における電磁機器の断面図である。図３Ａにおいては、図２Ａに示される鉄心４１〜４３が、単一の鉄心４０として一体的に形成されている。つまり、図３Ａにおける鉄心４０を三つの鉄心４１〜４３に分割することはできない。図３Ａにおける鉄心４０の脚部は、鉄心４１〜４３に相当する。図３Ａに示される電磁機器５は外周部鉄心２０および鉄心４０のみを含んでいる。

この場合には、鉄心４０の三つの脚部にコイル５１〜５３を巻回する。次いで、鉄心４０を外周部鉄心２０内に挿入することにより、電磁機器５を作成する。従って、鉄心４０の数を一つのみにできるので、部品点数が減り、その結果、組立性が向上するのが分かるであろう。

図３Ｂは第三の実施形態における他の電磁機器の断面図である。この場合には、鉄心４０自体が外周部鉄心２０に一体的になっている。図３Ｂに示される電磁機器５は外周部鉄心２０と鉄心４０とに相当する単一の鉄心のみを含んでいる。この場合には、部品点数をさらに減らせられるのが分かるであろう。

さらに、図３Ｃは第三の実施形態におけるさらに他の電磁機器の断面図である。図３Ｃにおいては、基端側鉄心部分４１ｂ〜４３ｂが外周部鉄心２０と一体的になっている。そして、先端側鉄心部分４１ａ〜４３ａが互いに一体的に形成されている。つまり、図３Ｃに示される電磁機器５は、基端側鉄心部分４１ｂ〜４３ｂと外周部鉄心２０とに相当する単一の外側鉄心、および先端側鉄心部分４１ａ〜４３ａに相当する単一の内側鉄心のみを含む。この場合にも、前述したのと同様の効果を含むのが分かるであろう。

図４Ａは本発明の第三の実施形態に基づく電磁機器の断面図である。図４Ａに示される電磁機器５は、図２Ａを参照して説明したのと同様である。しかしながら、図４Ａに示される電磁機器５の外周部鉄心２０は複数、例えば六つの外周部鉄心部分２１〜２６より構成されている。

このような場合には、例えば鉄心４１〜４３にコイル５１〜５３をそれぞれ巻回した後で、外周部鉄心部分２１〜２６を鉄心４１〜４３の周りに配置し、それにより、電磁機器５を組立てることができる。つまり、コイル５１〜５３の取付が容易になるので、特に大型の電磁機器、例えば大型の変圧器を作成するのに有利である。当然のことながら、他の方式で、電磁機器５を組立てることも可能である。

図４Ａに示される電磁機器５の断面は六角形であり、外周部鉄心部分２１〜２６のそれぞれは、六角形の各辺に相当する。ただし、外周部鉄心部分２１〜２６の形状および数を図４Ａの内容とは異ならせても良い。

例えば、図４Ｂに示されるように、外周部鉄心２０が三つの外周部鉄心部分２１〜２３から構成されていてもよい。図４Ｂにおいては、外周部鉄心部分２１〜２３のそれぞれの内周面の中心に鉄心４１〜４３が位置している。ただし、外周部鉄心部分２１〜２３のそれぞれの内周面の中心以外の場所に鉄心４１〜４３が位置してもよい。

さらに、図４Ｃに示されるように、外周部鉄心部分２１〜２３のそれぞれと鉄心４１〜４３のそれぞれとが一体化していてもよい。図４Ｂ〜図４Ｃに示される構成においても、前述したのと同様な効果が得られるのは明らかであろう。

また、図４Ｄに示される電磁機器５においては、鉄心４１〜４３の半径方向外側端部が電磁機器５の外周面まで延びている。言い換えれば、図４Ｄにおいては、外周部鉄心部分２１〜２３の間に、鉄心４１〜４３の半径方向外側端部が挟み込まれている。

図４Ｄにおいても、前述したのと同様な効果が得られる。さらに、図４Ｄにおいては、コイル５１〜５３が取付けられた鉄心４１〜４３の両側面に外周部鉄心部分２１〜２３を組付けるのみで電磁機器５を作成できる。従って、図４Ａ等の場合よりも容易に電磁機器５を作成できるのが分かるであろう。

再び図１を参照すると、コイル５１〜５３は外周部鉄心２０の端面から外方に突出している。本発明においては、外周部鉄心２０の軸線方向両端部に、バリア部８１、８２が取付けられている。バリア部８１、８２は外周部鉄心２０に概ね対応した形状であり、開口部８５を備えている。また、バリア部８１、８２は磁性体から形成されるのが好ましく、バリア部８１、８２が外周部鉄心２０等と同様な手法で形成されてもよい。

電磁機器５の駆動時にはコイル５１〜５３の突出部分からは磁束が漏洩する。しかしながら、本発明においては、バリア部８１、８２の厚みは、コイル５１〜５３の突出部分よりも大きい。このため、コイル５１〜５３から磁束が漏洩したとしても、そのような磁束が電磁機器５の外部に漏洩するのを抑えることができる。

さらに、本発明の他の実施形態に基づく電磁機器の斜視図である図５に示されるように、貫通孔８５を少なくとも部分的に被覆してもよい。図５においては、バリア部８１がカバー部８４を有している。図５から分かるように、カバー部８４は鉄心４１〜４３に対応した形状を有している。カバー部８４は、バリア部８１と一体的であるのが好ましい。例えばカバー部８４は、単一の鉄板などの磁性体から形成されてもよい。

このような場合にはコイルからの磁束が電磁機器の外部に漏れるのをさらに防ぐことができる。さらに、カバー部８４が外周部鉄心２０の端面全体を被覆する構成であってもよく、その場合には、磁束の漏洩をさらに防止できるのが分かるであろう。

さらに、図６は本発明の第四の実施形態に基づく電磁機器の断面図である。図６においては、電磁機器５は、外周部鉄心２０と、外周部鉄心２０の内面に接するかまたは結合している六つの鉄心コイル３１〜３６とを含んでいる。鉄心コイル３１〜３６のそれぞれは、鉄心４１〜４６と鉄心４１〜４６に巻回されたコイル５１〜５６とを含んでいる。図から分かるように、鉄心コイル３１〜３６は外周部鉄心２０の周方向に等間隔に配置されている。

このように、電磁機器５が３の倍数の数の鉄心コイルを含んでいても良い。この場合には、電磁機器５を三相変圧器として使用できるのが分かるであろう。

さらに、図７は本発明の第五の実施形態に基づく電磁機器の断面図である。図７においては、電磁機器５は、外周部鉄心２０と、外周部鉄心２０の内面に接するかまたは結合している四つの鉄心コイル３１〜３４とを含んでいる。鉄心コイル３１〜３４は前述したのと概ね同様の構成であり、またこれらは外周部鉄心２０の周方向に等間隔に配置されている。

このように、電磁機器５が４以上の偶数の鉄心コイルを含んでいても良い。この場合には、電磁機器５を単相変圧器として使用できるのが分かるであろう。さらに、図６および図７の場合には、コイルを互いに直列又は並列で接続することにより、入出力電圧又は定格電流を調整することができる。

ところで、図８は従来技術における電磁機器を示す略図である。図８に示される電磁機器１００においては略Ｅ字形状の二つの鉄心１５０、１６０の間にコイル１７１〜１７３が配置されている。このため、コイル１７１〜１７３は互いに平行に配置されている。

図８においては、幅広矢印で示されるように隣接する二つのコイルに磁束が流れると、コイルの外側における磁束は幅狭矢印で示されるように互いに打ち消し合うように作用する。これにより、磁気抵抗が増えるので、図８に示される電磁機器１００のコイルの直流抵抗値は大きくなり、損失が増加する傾向にある。

図９は図２Ａに示されるような電磁機器を示す略図である。この場合には、隣接する二つのコイル、例えばコイル５２、５３は互いに平行でなく、約１２０°の角度をなしている。このため、幅広矢印で示されるように隣接する二つのコイルに磁束が流れたとしても、コイルの外側における磁束は幅狭矢印で示されるように互いに打ち消し合わない。従って、本発明の電磁機器５においては磁気抵抗は増えない。このため、本発明における電磁機器５のコイルの直流抵抗値は大きく増えず、損失の増加も少ない傾向にある。隣接する二つのコイルのなす角が大きいほど、隣接する二つのコイルに流れる磁束が閉磁路を形成する際に、お互いの直流抵抗値を増やすことなく、総損失が不必要に増加しないことは明らかであろう。

隣接する二つのコイルの間に鉄心を配置すると、コイルの外側に発生する磁束の流れを整える作用が働くため、コイルの直流抵抗値の増加をさらに抑制することができる。このため、図９に示される領域Ａ等に追加の鉄心を配置するのが好ましい。ここで、図１０は本発明の第六の実施形態に基づく電磁機器の断面図である。図１０においては、図９の領域Ａに対応した場所に、断面が二等辺三角形の追加鉄心４５が配置されている。図示されるように、追加鉄心４５の断面の頂角を含む辺は、コイル５１、５３の厚みよりも大きい。

図１０においては、コイル５１、５３は外周部鉄心２０の内面に接触している。このため、コイル５１、５３は、鉄心４１、４３と外周部鉄心２０と追加鉄心４５とにより取り囲まれている。言い換えれば、コイル５１、５３の断面のうちの三辺は鉄心４１、４３、外周部鉄心２０および追加鉄心４５に近接している。このような場合には、前述した効果が高いのが分かるであろう。

また、図１０においては、突出部２０ａ、２０ｂが外周部鉄心２０の内面から半径方向内側に突出している。これら突出部２０ａ、２０ｂはコイル５１、５２の間およびコイル５２、５３の間にそれぞれ突出している。突出部２０ａ、２０ｂの断面は略等脚台形状であり、突出部２０ａ、２０ｂはコイル５１、５３の外面に部分的に接触している。

図１０から分かるように、突出部２０ａはコイル５１、５２の外面に接触している。突出部２０ｂも同様である。従って、この場合には、コイル５１、５３の断面のうちの二辺が鉄心４１、４３および外周部鉄心２０に完全に接触すると共に、コイル５１、５３の断面のうちの一辺が突出部２０ａ、２０ｂに部分的に接触している。この場合にも、前述したのと概ね同様の効果が得られるのが分かるであろう。なお、コイルと追加鉄心４５または突出部２０ａ、２０ｂとの間に微少な隙間があってもよい。

図１０に示される電磁機器５おいて、コイル５１〜５３の間の全ての領域に追加鉄心４５が配置されていてもよい。あるいは、図１０に示される電磁機器５おいて、コイル５１〜５３の間の全ての領域に前述したのと同様な突出部が形成されていてもよい。

ところで、図１１は従来技術における電磁機器を示す略図である。図１１に示される電磁機器１００においては略Ｃ字形状の二つの鉄心１５０、１６０の間にコイル１７１〜１７２が配置されている。このため、コイル１７１〜１７２は互いに平行に配置されている。

図１１においては、幅広矢印で示されるように隣接する二つのコイルに磁束が流れると、コイルの外側における磁束は幅狭矢印で示されるように互いに打ち消し合うように作用する。これにより、磁気抵抗が増えるので、図１１に示される電磁機器１００のコイルの直流抵抗値は大きくなり、損失が増加する傾向にある。

図１２は図７に示されるような電磁機器を示す略図である。この場合には、隣接する二つのコイル、例えばコイル５２、５３は互いに平行でなく、約９０°の角度をなしている。このため、幅広矢印で示されるように隣接する二つのコイルに磁束が流れたとしても、コイルの外側における磁束は幅狭矢印で示されるように互いに打ち消し合わない。従って、本発明の電磁機器５においては磁気抵抗は増えない。このため、本発明における電磁機器５のコイルの直流抵抗値は大きく増えず、損失の増加も少ない傾向にある。隣接する二つのコイルのなす角が大きいほど、隣接する二つのコイルに流れる磁束が閉磁路を形成する際に、お互いの直流抵抗値を増やすことなく、総損失が不必要に増加しないことは明らかであろう。

隣接する二つのコイルの間に鉄心を配置すると、コイルの外側に発生する磁束の流れを整える作用が働くため、コイルの直流抵抗値の増加をさらに抑制することができる。このため、図１２に示される領域Ａ等に追加の鉄心を配置するのが好ましい。ここで、図１３は本発明の第六の実施形態に基づく電磁機器の断面図である。図１３においては、図１２の領域Ａに対応した場所に、断面が二等辺三角形の追加鉄心４５’が配置されている。図示されるように、追加鉄心４５’の断面の頂角を含む辺は、コイル５１、５４の厚みに概ね等しい。

図１３においては、コイル５１、５４は外周部鉄心２０の内面に接触している。このため、コイル５１、５４は、鉄心４１、４４と外周部鉄心２０と追加鉄心４５’とにより取り囲まれている。言い換えれば、コイル５１、５４の断面のうちの三辺は鉄心４１、４４、外周部鉄心２０および追加鉄心４５’に近接している。このような場合には、前述した効果が高いのが分かるであろう。

なお、コイルと追加鉄心４５’との間に微少な隙間があってもよい。図１３に示される電磁機器５おいて、コイル５１〜５４の間の全ての領域に追加鉄心４５’が配置されていてもよい。

さらに、図１４および図１５は本発明に基づく電磁機器の使用を示す図である。電磁機器５の各鉄心に一次コイルおよび二次コイルが巻回されている場合には、図１４に示されるように電磁機器５は交流電源Ｓの直下流に配置される。また、電磁機器５の一相にのみ一次コイルが巻回されている場合には、図１５に示されるように交流電源Ｓの下流に三つの電磁機器５を配置するようにしてもよい。

さらに図１６は本発明の電磁機器を含むモータ駆動装置などを示す図である。図１６においては、電磁機器５はモータ駆動装置において使用されている。そして、機械または装置がそのようなモータ駆動装置を含んでいる。あるいは、電磁機器５が整流装置に備えられていても良い。

このような場合には、電磁機器５を含むモータ駆動装置、整流装置、機械などを容易に提供できるのが分かるであろう。また、前述した実施形態のいくつかを適宜組み合わせることは本発明の範囲に含まれる。

典型的な実施形態を用いて本発明を説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなしに、前述した変更および種々の他の変更、省略、追加を行うことができるのを理解できるであろう。また、前述した実施形態のいくつかを適宜組み合わせることは本発明の範囲に含まれる。

５電磁機器
２０外周部鉄心
２０ａ、２０ｂ突出部
２１〜２６外周部鉄心部分
３１〜３６鉄心コイル
４０、４１〜４６鉄心
４１ａ〜４３ａ先端側鉄心部分
４１ｂ〜４３ｂ基端側鉄心部分
４５、４５‘ 追加鉄心
５１〜５６コイル
８１、８２バリア部
８４カバー部
８５貫通孔

Claims

外周部鉄心（２０）と、
前記外周部鉄心の内面に接するかまたは結合している少なくとも三つの鉄心コイル（３１〜３３）と、を具備し、
前記少なくとも三つの鉄心コイルのそれぞれは、鉄心（４１〜４３）と該鉄心に巻回された１次コイルまたは２次コイルのうちの少なくとも一方（５１〜５３）とを含んでおり、
前記少なくとも三つの鉄心コイルは円周上に配置され、前記少なくとも三つの鉄心コイルのうちの一つの鉄心コイルの鉄心は、該一つの鉄心コイルに隣接する他の鉄心コイルの鉄心に接触している、電磁機器（５）。
前記少なくとも三つの鉄心コイルの前記鉄心のそれぞれは複数の鉄心部分（４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４３ａ、４３ｂ）から構成されている、請求項１に記載の電磁機器。
前記少なくとも三つの鉄心コイルの前記鉄心のうちの少なくとも二つまたは前記鉄心のうちの全ては互いに接合している、請求項１または２に記載の電磁機器。
前記外周部鉄心は、複数の外周部鉄心部分（２１〜２６）から構成されている、請求項１ないし３のうちのいずれか一項に記載の電磁機器。
前記外周部鉄心の端面から前記外周部鉄心の積層方向に突出した前記コイルの突出部分を周方向に被覆するバリア部（８１）をさらに含む、請求項１ないし４のうちのいずれか一項に記載の電磁機器。
前記外周部鉄心の中空部を少なくとも部分的に被覆するように設けられたカバー部をさらに有する、請求項５に記載の電磁機器。
前記少なくとも三つの鉄心コイルの数は３の倍数である請求項１ないし６のうちのいずれか一項に記載の電磁機器。
前記少なくとも三つの鉄心コイルの数は４以上の偶数である請求項１ないし６のうちのいずれか一項に記載の電磁機器。
前記電磁機器の軸方向断面に対して垂直な前記１次コイルまたは２次コイルの断面のうちの三辺は少なくとも部分的に前記鉄心に近接している、請求項１から８のうちのいずれか一項に記載の電磁機器。
前記電磁機器が変圧器である請求項１から９のいずれか一項に記載の電磁機器。
前記電磁機器がリアクトルである請求項１から９のいずれか一項に記載の電磁機器。
請求項１ないし９のうちのいずれか一項に記載の電磁機器を適用したモータ駆動装置。
請求項１２に記載のモータ駆動装置を適用した機械。
請求項１から９のうちのいずれか一項に記載の電磁機器を適用した整流装置。