JP2004327569A

JP2004327569A - リアクトル装置

Info

Publication number: JP2004327569A
Application number: JP2003117863A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Uematsu; 辰哉上松
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】放熱性が向上し、小型化された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、コイル１３０，１４０と、複数の断面寸法を有するＵ字コア１１０，１２０とを含む。コイル１３０，１４０は、Ｕ字コア１１０，１２０において、捲回後の寸法がコイルが捲回されない部分の寸法を下回るように捲回される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リアクトル装置に関し、特に、リアクトル装置の小型化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リアクトル装置は、積層ケイ素鋼板などからなる鉄心（以下、コアという。）にコイルを捲回することにより形成される。このようなリアクトル装置は作動中に発熱するため、所定の温度以上にならないような放熱性が必要とされる。また、このようなリアクトル装置を車両に搭載するためには、搭載スペースの制約上、小型化が要求される。
【０００３】
そこで、リアクトル装置を小型化しつつ放熱能力を向上させるために、たとえば特開平８−２２２４４２号公報（特許文献１）は、複数個に分割されたコアのそれぞれの脚部にコイルが装着されているリアクトル装置を開示する。このリアクトル装置は、コイルの外周の絶縁層の外周部の一部に形成された、切り欠きを有し耐熱性および熱伝導性のよい隅丸長方形のカバーと、そのカバーの外周に並列に配置された、耐熱性および熱伝導性のよいフィンとを含む。各コアとコイルとの間の空隙部およびコイルとカバーとの間の空隙部は、充填された樹脂により固着されている。
【０００４】
このリアクトル装置によると、作動中にコイルおよびコアに発生した熱は、カバーに伝わり、そのカバーに取り付けられたフィンから放熱される。複数のフィンにより放熱面積が増加するため、リアクトル装置からの放熱量も増加する。したがって、従来と同等の電流が流れるリアクトル装置を小型化することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−２２２４４２号公報
【０００６】
【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、フィンがコイルの外側に取り付けられているため、リアクトル装置が占有するスペースが増加するとともに、コアにフィンが取り付けられていない部分において不要なスペースも増加するという問題があった。
【０００７】
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、放熱性が向上しつつ小型化することができるリアクトル装置を提供することである。
【０００８】
【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、コイルとコアとを含み、コイルは、コアの一部に捲回されている。コアにおけるコイルが捲回された部分の断面形状は、コアにおいてコイルが捲回されていない部分の断面形状と異なる。コイルが捲回された部分の寸法は、コアにおいてコイルが捲回されていない部分の寸法を下回る。
【０００９】
第１の発明によると、コアにおけるコイルが捲回された部分の断面の形状は、コアにおいてコイルが捲回されない部分の断面の形状と異なる。ここで、断面とは、コイルの捲回中心となる軸に平行な面をいう。このようなリアクトル装置において、コイルが捲回されるコアの部分の寸法（すなわち、コイルの捲回部分の外径）は、コイルが捲回されないコアの寸法（すなわち、コアの外径）を下回わる。このようにすると、コイルをコアに捲回しても、コイルの軸方向に対して外側の部分（すなわち、コイルが捲回されないコアの部分）には、不要な空間が生じない。その結果、リアクトル装置を小型化することができる。
【００１０】
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、コアにおけるコイルが捲回された部分の断面積と、コアにおいてコイルが捲回されていない部分の断面積との差は、予め定められた面積差を下回る。
【００１１】
第２の発明によると、コイルが捲回される部分の形状と、コイルが捲回されない部分の形状とが異なるように形成されても、リアクトル装置の体積は変更されないため、リアクトル装置の特性を維持することができる。
【００１２】
第３の発明に係るリアクトル装置は、コイルと、複数の断面寸法を有するコアとを含む。コアに捲回されたコイルの外径は、コイルが捲回されないコアの部分の寸法を下回る。
【００１３】
第３の発明によると、リアクトル装置のコイルは、複数の断面寸法を有するコア（すなわち、断面寸法が一様ではないコア）において、コイルが捲回されないコアの寸法を下回るように捲回される。このようにすると、コイルが捲回されない部分の近傍には不要な空間が生じないため、リアクトル装置を小型化することができる。
【００１４】
第４の発明に係るリアクトル装置は、第３の発明の構成に加えて、コアには、段差が形成される。
【００１５】
第４の発明によると、コイルが捲回されないコアの寸法は、捲回後のコイルの外径を上回るように、段差が形成される。その結果、そのようなコアにおいて、コイルが捲回されない部分（表出している部分）からの放熱が容易になるため、リアクトル装置を小型化しつつ放熱性を向上させることができる。
【００１６】
第５の発明に係るリアクトル装置は、第４の発明の構成に加えて、コアの軸方向の寸法は、コイルが捲回されない部分の捲回方向の寸法に基づいて、予め定められた条件を満足するように短くされる。
【００１７】
第５の発明によると、コアの軸方向の寸法は、コイルが捲回されない部分の捲回方向の寸法に基づいて、予め定められた条件を満足するように（たとえば、捲回方向に長くされた寸法に基づいて）短くされるため、リアクトル装置の体積の変動を抑制することができる。
【００１８】
第６の発明に係るリアクトル装置は、第５の発明の構成に加えて、予め定められた条件は、コイルが捲回されているコアの断面積とコイルが捲回されていないコアの断面積との差が予め定められた面積を下回ることである。
【００１９】
第６の発明によると、コアの段差は、コイルが捲回されるコアの断面積と、コイルが捲回されないコアの断面積との面積差が予め定められた面積を下回るように成形されるため、リアクトル装置の寸法を小型化することができる。
【００２０】
第７の発明に係るリアクトル装置は、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、コアは圧紛からなるものである。
【００２１】
第７の発明によると、コアを容易に成形することができるため、不要な空間が形成されないリアクトル装置の設計の自由度を向上させることができる。
【００２２】
【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り返さない。
【００２３】
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の構成について説明する。このリアクトル装置１００は、Ｕ字コア１１０，１２０と、コイル１３０，１４０とを含む。
【００２４】
Ｕ字コア１１０，１２０は、それぞれ磁性粉末をプレス成形することにより製造された圧粉鉄心である。コイル１３０，１４０は、それぞれ捲回後の外径がＵ字コア１１０，１２０の高さを越えないように捲回されている。したがって、このようなリアクトル装置１００には、Ｕ字コア１１０，１２０の上部あるいは下部に不要なスペース（以下、デッドスペースという。）が形成されない。なお、Ｕ字コア１１０，１２０は、上記の方法以外の方法により成形されたコアであってもよい。
【００２５】
図２を参照して、図１に示したリアクトル装置１００の断面構造について説明する。図２は、Ｘ−Ｘ′方向（コイルの捲回中心となる軸方向）に平行な面により、図１に示したリアクトル装置１００を切断した断面図である。この断面図には、コイル１４０の断面図と、Ｕ字コア１１０，１２０においてコイル１４０が捲回された部分の断面と、Ｕ字コア１１０，１２０においてコイル１４０が捲回されない部分（コイル１４０の両端部に位置する部分）の断面とが含まれる。
【００２６】
図２に示すように、Ｕ字コア１１０とＵ字コア１２０との間にはエアギャップ１５０が形成される。コイル１４０は、Ｕ字コア１１０あるいはＵ字コア１２０の高さを下回るように各コアに捲回される。したがって、上記したように、Ｕ字コア１１０，１２０の上部あるいは下部にデッドスペースは形成されない。
【００２７】
図３を参照して、本実施の形態に係るリアクトル装置１００の外形上の特徴について説明する。図３（Ａ）は、図１に示したリアクトル装置１００を上方から表わした図である。図３（Ｂ）は、Ｙ−Ｙ′方向（コイルの捲回中心となる軸方向）に平行な面により、図３（Ａ）に示したリアクトル装置１００を切断した断面図である。Ｕ字コア３１０，３２０（図中の点線の部分）は、従来の構成を有するリアクトル装置において、コイルを捲回するために使用されていたコアを表わす。
【００２８】
図３（Ａ）に示すように、本実施の形態に係るＵ字コア１１０は、従来のＵ字コア３１０に比べて幅方向で短くなるように形成される。その一方で、コイル１３０，１４０が捲回されない部分において、コイルの半径方向に長くなるように形成される。
【００２９】
このような形状にすることにより、コイル１３０，１４０をＵ字コア１１０，１２０に捲回した場合には、それぞれのコイルは、Ｕ字コア１１０，１２０の寸法を越えることはない。したがって、図２に示したように、コイル１３０，１４０をＵ字コア１１０，１２０に捲回した後にも、このリアクトル装置１００にはデッドスペースが形成されない。
【００３０】
図３（Ｂ）に示すように、Ｕ字コア１１０は、その断面積がＵ字コア３１０の断面積と一致するように形成される。このようにすると、リアクトル装置１００の体積を一定にしつつ、デッドスペースの発生を防止することができる。
【００３１】
また、Ｕ字コア１１０，１２０の端部の面積は、従来のＵ字コア３１０，３２０の端部の面積よりも大きくなるため、その端部を介して放熱される熱量も多くなる。したがって、リアクトル装置１００の放熱性も向上する。
【００３２】
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によると、Ｕ字コア１１０，１２０において、コイルの軸方向の寸法は短くされ、コイルの径方向の寸法は長くされる。これにより、コイルを捲回した後に、コイルが捲回された部分とそうでない部分との間にデッドスペースが形成されることを防止することができる。
【００３３】
また、コイル１３０，１４０の端面には、それぞれＵ字コア１１０，１２０の端面が対向するように配置されるため、Ｕ字コア１１０，１２０を介して放熱することができる。これにより、放熱性が向上しつつ小型化す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。
【００３４】
なお、この場合、コイル１３０，１４０の捲回方向の高さは、各コアの高さと同等であってもよい。このようにしても、リアクトル装置１００にデッドスペースが生じることを防止することができる。
【００３５】
また、Ｕ字コア１１０，１２０において、コイルが捲回される部分におけるコアの断面の輪郭は、図２に示したように、必ずしも一直線でなくてもよい。たとえば、緩やかな曲線であってもよい。
【００３６】
さらに、各コアの段差の部分には、Ｒ形状その他の処理が施されていてもよい。これにより、コアの成形が容易になり、またリアクトル装置の作動中における応力の集中を緩和することができる。
【００３７】
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概略図である。
【図２】図１に示したリアクトル装置の断面図である。
【図３】図１に示したリアクトル装置の外形を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１００リアクトル装置、１１０，１２０，３１０，３２０Ｕ字コア、１３０，１４０コイル、１５０エアギャップ。

Claims

コイルとコアとを有するリアクトル装置であって、
前記コイルは、前記コアの一部に捲回され、
前記コアにおける前記コイルが捲回された部分の断面形状は、前記コアにおいて前記コイルが捲回されていない部分の断面形状と異なり、
前記コイルが捲回された部分の寸法は、前記コアにおいて前記コイルが捲回されていない部分の寸法を下回る、リアクトル装置。
前記コアにおける前記コイルが捲回された部分の断面積と、前記コアにおいて前記コイルが捲回されていない部分の断面積との差は、予め定められた面積差を下回る、請求項１に記載のリアクトル装置。
コイルと、
複数の断面寸法を有するコアとを含み、
前記コアに捲回されたコイルの外径は、前記コイルが捲回されないコアの部分の寸法を下回る、リアクトル装置。
前記コアには、段差が形成されている、請求項３に記載のリアクトル装置。
前記コアの軸方向の寸法は、前記コイルが捲回されない部分の捲回方向の寸法に基づいて、予め定められた条件を満足するように短くされる、請求項４に記載のリアクトル装置。
前記予め定められた条件は、前記コイルが捲回されているコアの断面積と前記コイルが捲回されていないコアの断面積との差が予め定められた面積を下回ることである、請求項５に記載のリアクトル装置。
前記コアは圧紛からなる、請求項１〜６のいずれかに記載のリアクトル装置。