JP2003124039A - リアクトル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で組立てやすく、放熱性が良く、
いわゆるエッジワイズ巻きの方法と同等の体積効率を有
するリアクトルを提供する。 【解決手段】 リアクトル３１は、脚鉄心３Ａ，３Ｂ、
ギャップ材５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ、ヨーク鉄心７Ａ，
７Ｂと、空心筒状のボビン２１Ａ，２１Ｂに裸導体２３
が巻回されたボビンつきコイル２５Ａ，２５Ｂからな
る。ボビン付きコイル２５Ａ，２５Ｂは、ボビン２１
Ａ，２１Ｂの外周に設けられたらせん状の溝に沿って、
厚み寸法に対し幅寸法が大きい平角状の裸導体２３が複
数回密接して重ね巻きした巻き構造で、いわゆるエッジ
ワイズ巻きと同等の体積効率を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明はリアクトルに係り、
特にコイルの巻き構造を改良したリアクトルに関する。 【０００２】 【従来の技術】リアクトルは、例えばサージノイズの除
去等のために、自動車等に搭載され、その性能向上、小
型化とともに、簡単な構造で製造が容易な低コスト性が
望まれている。 【０００３】そこで、例えば特開昭６３−１８９５４号
公報に示されるように、鉄心に巻回されるコイルの巻き
構造につき、体積効率を高めるため、断面の幅寸法に比
べ厚み寸法が大きい導体を、幅方向にらせん状に巻回す
る、いわゆるエッジワイズ巻きの方法で、脚鉄心の長手
方向に沿って巻回する構造がとられる。図５（ａ）に、
断面の幅寸法ｗ１に比べ、厚み寸法ｔ１が大きい導体を
用い、いわゆるエッジワイズ巻き構造によるコイルの例
を示し、図５（ｂ）には、断面の幅寸法ｗ２に比べ、厚
み寸法ｔ２が小さい導体を用い、いわゆるフラットワイ
ズ巻き構造のコイルの例を示した。ここで、導体の断面
積は同じとする。この例から理解できるように、同一断
面積の導体を用いたときは、エッジワイズ巻き構造によ
るコイルの方が、巻き数密度が大きくなり、同じ長さの
脚鉄心に対して、アンペアターンの大きいコイルを得る
ことができる。このように、いわゆるエッジワイズ巻き
構造のコイルにより、リアクトル性能の体積効率を高め
ることができる。 【０００４】図６は、一般的なリアクトル完成体の外観
であり、筐体の内部に、細長いドーナッツ形状のコア部
分と、コア部分に導体をいわゆるエッジワイズ巻き構造
のコイル部分を備えるリアクトルが収納されている。図
７に、リアクトルの構成要素を分解して示した。細長い
ドーナッツ状のコア部分は、二個の略Ｕ字形のヨーク鉄
心７Ａ，７Ｂと、二個のＩ字型の脚鉄心３Ａ，３Ｂと、
四個のギャップ材５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄの組合せで形
成される。すなわち、略Ｕ字形のヨーク鉄心７Ａ，７Ｂ
の両端部をそれぞれ対向させ、その間に、脚鉄心３Ａと
３Ｂが配置される。その際、ヨーク鉄心７Ａ，７Ｂと、
脚鉄心３Ａ，３Ｂとの対向する面の間にそれぞれギャッ
プ材５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが挟み込まれる。これらは
それぞれ相互に接着され一体として、いわば細長いドー
ナッツ状形状をなす。ヨーク鉄心７Ａ，７Ｂと、脚鉄心
３Ａ，３Ｂは、電磁鋼板を積層接着して得ることがで
き、ギャップ材５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄは非磁性体が用
いられる。 【０００５】幅寸法に比し、厚み寸法が大きい裸導体を
用いて、いわゆるエッジワイズ巻きされ、全体が絶縁塗
装されたコイル１１Ａ，１１Ｂが絶縁紙９Ａ，９Ｂを介
して、脚鉄心３Ａ，３Ｂの外側に配置される。コイル巻
き間隔スペーサ１３Ａ，１３Ｂは、コイル１１Ａ，１１
Ｂの隣りあって巻かれた導体間に、挿入されている。 【０００６】かかる構成のリアクトル１の作用について
説明する。細長いドーナッツ状形状のコア部分は、電磁
鋼板からなる脚鉄心３Ａ、ヨーク鉄心７Ａ、脚鉄心３
Ｂ、ヨーク鉄心７Ｂにより、閉じた磁路を形成する。脚
鉄心３Ａ，３Ｂと、ヨーク鉄心７Ａ，７Ｂとの対向する
面の間に挟み込まれたギャップ材５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５
Ｄは、良く知られているように、リアクトル特性の非線
形性を緩和するのに役立つ。コイル１１Ａ，１１Ｂは、
裸導体でエッジワイズ巻きされてなるが、絶縁紙９Ａ，
９Ｂおよび絶縁塗装により、脚鉄心３Ａ，３Ｂと電気的
に絶縁される。コイル巻き間隔スペーサ１３Ａ，１３Ｂ
は、崩れやすいエッジワイズ巻きの隣り合う導体間の間
隔を一定に保ち、体積効率の良いエッジワイズ巻き構造
のコイル１１Ａ，１１Ｂを有するアクトル１の放熱性を
確保する。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】このように、従来技術
によれば、いわゆるエッジワイズ巻き構造によるコイル
を用いて、いわゆるフラットワイズ巻き構造に比し、体
積効率の優れたリアクトルを得ることが出来る。しか
し、エッジワイズ巻き構造は、導体の断面積において、
脚鉄心に沿って巻く部分である幅寸法が、厚み寸法に比
して小さいので、巻き形状が崩れないように巻くのが困
難である。また、巻き形状を一定に保ち、コイルの放熱
性確保のため、コイル巻き間隔スペーサを要する等の問
題がある。さらに、裸導体を巻くため、脚鉄心との間の
絶縁のため、熱伝導の低い絶縁紙を要し、このことで放
熱性が悪くなる。またコイル全体の絶縁塗装も必要であ
る。このように、従来技術によるエッジワイズ巻き構造
のコイルを有するリアクトルは、体積効率が良い反面、
崩れやすいコイルの取り扱い、他部分との絶縁のため
に、多数の部品を要し複雑な構成となり、コスト的に問
題があった。 【０００８】本発明の目的は、かかる従来技術の課題を
解決し、簡単な構成で、放熱性が良く、いわゆるエッジ
ワイズ巻き構造と同等の体積効率を有するリアクトルを
提供することである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係るリアクトルは、空心筒状のボビンと、
ボビンの空心部に配置される脚鉄心と、ボビンに巻回さ
れたコイルと、を備え、前記ボビンの外周には、らせん
状の溝が設けられ、前記コイルは、断面寸法において幅
寸法に対し厚み寸法が小さい平角状の裸導体を、前記ら
せん状溝に沿って、前記厚みの方向に複数回密接して重
ね巻きし、重ね巻きした断面寸法において幅寸法に対し
巻き高さ寸法が大きいことを特徴とする。 【００１０】本発明に係るリアクトルは、空心筒状のボ
ビンの外周に設けられたらせん状の溝に沿って、幅寸法
に対し厚み寸法が小さい平角状の裸導体を複数回密接し
て重ね巻きしてなる構造のコイルを用いる。溝に沿って
巻く部分である裸導体の幅寸法は、厚み寸法に比し十分
大きいので、巻き形状を一定に保ちつつ巻くことが容易
である。そして、同じ溝の中に複数回密接して重ね巻き
した構成は、その溝の中での断面寸法において、幅方向
に対し、巻き高さを大きく出来、いわゆるエッジワイズ
巻き構造と同等の断面形状を容易に得られ、いわゆるエ
ッジワイズ巻き構造と同等の体積効率のリアクトルが得
られる。 【００１１】また、ボビンの外周に設けられたらせん状
の溝により、コイルの巻き形状が一定に保持でき、放熱
性を確保できる。さらに、ボビンのらせん溝により、隣
り合うコイル各周間を隔て、脚鉄心とコイルとの間も絶
縁するので、絶縁塗装、絶縁紙が不要となる。このよう
に、簡単な構造で、放熱性を確保し、いわゆるエッジワ
イズ巻き構造と同等の体積効率のコイルが得られる。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下に図面を用いて、本発明の実
施の形態について詳細に説明する。なお、図７と同等の
構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。 【００１３】図１は、リアクトル３１を、主な構成要素
に分解して示したものである。リアクトル３１は、細長
いドーナッツ形状のコアを構成する脚鉄心３Ａ，３Ｂ、
ギャップ材５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ、ヨーク鉄心７Ａ，
７Ｂと、空心筒状のボビン２１Ａ，２１Ｂに裸導体２３
が巻回されたボビンつきコイル２５Ａ，２５Ｂからな
る。 【００１４】図２は、ボビン付きコイル２５Ａを取り出
して示したもので、空心筒状のボビン２１Ａに、裸導体
２３が巻回されてなり、巻回の両端部は、端末部を有す
る。ボビン付きコイル２５Ａから裸導体２３を取り去っ
た状態のボビン２１Ａを図３に示す。ボビン２１Ａは、
例えば合成樹脂等の絶縁材料からなる中空筒状の形状
で、脚鉄心３Ａの断面形状よりやや小さい断面形状の中
空部を有し、その両端のフランジ部を残して、外周部に
はらせん状の溝が設けられる。らせん溝の幅寸法は、裸
導体２３の幅寸法ｗよりやや大きめに、溝深さは、裸導
体２３の巻き高さよりやや大きめにとられる。 【００１５】このらせん溝に沿って巻回されてなるコイ
ルの巻き構造は、図４に示すように、断面形状におい
て、幅寸法ｗが厚み寸法ｔに比し大きい裸導体２３を、
複数回密接して重ね巻きし、巻き高さｈが、厚み寸法ｔ
の重ね巻き数の分倍加された構造をとる。すなわち、こ
のらせん溝の底に、裸導体２３の幅寸法の部分を合わせ
て先ず一巻きし、次にその一巻きした上に密接してまた
一巻きし、これを繰り返し複数回重ね巻きし、端末処理
をした構成である。ボビン２１Ａは、例えばらせん溝の
形状も含み、一体成形で得ることもでき、また、溝なし
形状で成形したものに、らせん溝を追加工して得ること
もできる。 【００１６】かかる構成のリアクトル３１の作用につき
説明する。ボビン付きコイル２５Ａ，２５Ｂの、らせん
溝に沿って巻回された裸導体２３は、複数回密接して重
ね巻きした構造なので、溝内の断面積形状で、幅寸法ｗ
に比し、巻き高さｈが大きく、いわゆるエッジワイズ巻
きと同等の体積効率を得ることができる。幅寸法ｗに対
し大きな巻き高さｈの形状は、らせん溝の形状により、
一定に保持される。また、ボビン２１Ａ，２１Ｂは絶縁
体なので、裸導体２３と脚鉄心３Ａ，３Ｂとはらせん溝
の底の部分、隣り合う巻き間は、らせん溝の壁の部分で
十分に絶縁される。 【００１７】リアクトル３１において、脚鉄心３Ａ，３
Ｂ、ヨーク鉄心７Ａ，７Ｂ、ギャップ材５Ａ，５Ｂ，５
Ｃ，５Ｄの断面外寸法をボビン２５Ａ，２５Ｂの中空部
の断面内寸法よりやや大きく設定することにより、ボビ
ン２５Ａ，２５Ｂの中空部に、これらを順に圧入し、接
着なしで仮固定し、細長いドーナッツ形状のコア部分を
構成できる。例えばボビンつきコイル２５Ａの中空部に
まず脚鉄心３Ａを圧入し、その両側にそれぞれギャップ
材５Ａ，５Ｃを挟み込んで、ヨーク鉄心７Ａ，７Ｂの一
端部を圧入し、同様にして、ボビンつきコイル２５Ｂの
中空部に脚鉄心３Ｂを圧入したものに、ギャップ材５
Ｂ，５Ｄを挟み込んで、ヨーク鉄心７Ａ，７Ｂの他端部
を圧入することで、細長いドーナッツ形状のコア部分を
構成できる。接着剤を用いない仮固定の後、リアクトル
３１の全体をモールドすることで、コア部分のギャップ
管理が容易になる。 【００１８】 【発明の効果】本発明に係るリアクトルのコイルの巻き
構造は、空心筒状のボビンの外周に設けられたらせん状
の溝に沿い、厚み寸法に対し幅寸法が大きい平角状の裸
導体を複数回密接して巻かれる構造とした。したがっ
て、らせん溝により巻き形状を保持しつつ、幅寸法に対
し、巻き高さを大きく出来、いわゆるエッジワイズ巻き
と同等の体積効率を得ることが出来た。 【００１９】溝つきのボビンは、隣り合うコイル各周間
を隔てるので絶縁塗装が不要で、コイル間隔保持ジグな
しで放熱に必要なコイル間隔を保持できた。また、脚鉄
心と、裸導体の間も絶縁するので、絶縁紙が不要となっ
た。

【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の構成
要素を分解して示した図である。 【図２】 本発明の実施の形態に係るリアクトルのボビ
ン付きコイルを示す図である。 【図３】 本発明の実施の形態に係るリアクトルのボビ
ンを示す図である。 【図４】 本発明の実施の形態に係るリアクトルのコイ
ルの巻き構造を説明する図である。 【図５】 コイルの巻き構造に付き、（ａ）は、いわゆ
るエッジワイズ巻き構造、（ｂ）は、いわゆるフラット
ワイズ巻き構造を示す図である。 【図６】 リアクトル完成体を示す図である。 【図７】 従来例の、エッジワイズ巻き構造のリアクト
ルにつき、構成要素を分解して示した図である。 【符号の説明】 １，３１ リアクトル、３Ａ，３Ｂ 脚鉄心、５Ａ，５
Ｂ，５Ｃ，５Ｄ ギャップ材、７Ａ，７Ｂ ヨーク鉄
心、９Ａ，９Ｂ 絶縁紙、１１Ａ，１１Ｂ コイル、
１３Ａ，１３Ｂ コイル巻き間隔スペーサ、２１Ａ，２
１Ｂ ボビン、２３ 裸導体、２５Ａ，２５Ｂ ボビン
付きコイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 空心筒状のボビンと、 ボビンの空心部に配置される脚鉄心と、 ボビンに巻回されたコイルと、を備え、 前記ボビンの外周には、らせん状の溝が設けられ、 前記コイルは、断面寸法において幅寸法に対し厚み寸法
   が小さい平角状の裸導体を、前記らせん状溝に沿って、
   前記厚みの方向に複数回密接して重ね巻きし、重ね巻き
   した断面寸法において幅寸法に対し巻き高さ寸法が大き
   いことを特徴とするリアクトル。