JP2006210465A - リアクトル - Google Patents

Abstract

【課題】製造容易な構成を採用しながら、小型化及び磁束の漏れ抑制等が図れるリアクトルを提供する。
【解決手段】このリアクトル１では、コイル５が圧粉磁性体により形成されたコア３中に埋め込まれている。コイル５の線材としては、丸線又は平角線が用いられ、コイル５が樹脂７でコートされた状態でコア３中に埋め込まれている。コア３は、コイル５を内包した状態でプレス形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、リアクトルに関する。

ハイブリッド車、電気自動車等では、バッテリとモータの小型化等のため、バッテリとモータとの間に昇降圧コンバータを介挿するようになっている。その昇降圧コンバータには、大容量のリアクトルが用いられるため、リアクトルが大型化しやすく、その小型化が課題となっている。

従来のリアクトルとしては特許文献１に記載のものがある。このリアクトルでは、略リング状のコアが、コイルが外挿される２つのコイル装着部と、そのコイル装着部の両端部間を連結する略Ｕ字形の２つのヨーク部とを有している。

特開２００３−４５７２４号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載のリアクトルでは、コアの構成において、コイル装着部の両側にヨーク部が大きく張り出しているため、スペース的に無駄が大きく、大型化しやすい。

また、コイルの磁束が外部に漏れやすく、磁束の利用効率が悪いとともに、漏れた磁束により周辺機器に影響が出る場合がある。

そこで、本発明の解決すべき課題は、製造容易な構成を採用しながら、小型化及び磁束の漏れ抑制等が図れるリアクトルを提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明では、圧粉磁性体により形成されたコアと、前記コア中に埋め込まれたコイルとを備える。

また、請求項２の発明では、請求項１の発明に係るリアクトルにおいて、前記コイルは、線材として丸線を用いている。

また、請求項３の発明では、請求項１の発明に係るリアクトルにおいて、前記コイルは、線材として平角線を用いている。

また、請求項４の発明では、請求項１ないし３のいずれかの発明に係るリアクトルにおいて、前記コイルは、樹脂コートされた状態で前記コア中に埋め込まれている。

また、請求項５の発明では、請求項１ないし４のいずれかの発明に係るリアクトルにおいて、前記コアは、前記コイルを内包した状態でプレス形成されている。

請求項１に記載の発明によれば、コイルがコア中に埋め込まれているため、コイルが生成した磁束をコイルの内外周部に沿ったコンパクトな領域で効率よく導くことができ、その結果、スペース的に無駄な部分を削減でき、リアクトルの小型化が図れる。

また、コイルの埋め込みにより、コイルが生成する磁束を外部に漏れにくくすることができ、これによって、磁束の利用効率を向上させることができるとともに、漏れ磁束による周辺機器への影響を低減できる。

また、圧粉磁性体を用いてコアを形成するため、簡単な製造工程により容易にコアを成形することができ（例えば、コイルを成形型内に配置した状態でコアを一体成形することができ）、リアクトルを容易に製造することができる。

請求項２に記載の発明によれば、線材として丸線を用いているため、コイルの形成（コイル巻き等）を容易に行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、線材として平角線を用いているため、コイルの占積率を向上させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、コイルが樹脂コートされた状態でコア中に埋め込まれているため、コイルをコア中に埋め込む際に、コイルのターン間にコア材料が入り込むのを防止することができる。

また、コイルの絶縁性を向上させることができるとともに、コアのプレス成形時におけるコイルの保護（耐プレス性の向上）が図れる。

請求項５に記載の発明によれば、コアはコイルを内包した状態で一体にプレス形成されるため、コアへのコイル組み込みのための特別な工程が不要であり、リアクトルの製造工程を簡略化することができ、低コスト化が図れる。

図１は本発明の一実施形態に係るリアクトルの斜視図であり、図２はそのリアクトルの平面図であり、図３はそのリアクトルの断面図である。このリアクトル１は、図１ないし図３に示すように、圧粉磁性体により形成されたコア３と、コア３中に埋め込まれたコイル５とを備えて構成されており、ハイブリッド車、電気自動車等のモータ電源系統に介挿される昇降圧コンバータなどに用いられる。

コア３は、金属磁性粉末又は所定の被膜（例えば燐酸化合物被膜）で覆った金属磁性粉末を樹脂で絶縁しつつ結合したものである。金属磁性粉末としては、例えば数十〜数百μｍ程度の鉄粉が用いられる。

コイル５は、線材（例えば銅線）として、断面が丸形の丸線、断面が平角形の平角線を用いて構成されている。コイル５はその引出し部５ａ，５ｂを除いて、圧粉磁性体３中に埋め込まれている。このため、図３に示すように、コイル５の内側及び外周側に生成される磁束Ｂをコア３により効率よく導くことができ、磁束Ｂがリアクトル１の外部に漏れにくい構造となっている。

また、コイル５は、絶縁性向上及び耐プレス性向上のため、図３に示すように、樹脂（耐熱樹脂等）７で周囲がコートされた状態でコア３中に埋め込まれている。ここで、コイル５は、線材の外周部を絶縁被覆した状態で樹脂７によるコートを付与するようにしてもよいし、裸線をコイル状に加工した状態で樹脂７によるコートを付与し、その樹脂７により線材間の絶縁を図るようにしてもよい。

コア３及びコイル５の形状としては、図１ないし図３に示すように共に円形の断面形状としてもよいし、コア３を四角形の断面形状とし、コイル５を円形の断面形状としてもよく、あるいは、コア３及びコイル５ともに四角形の断面形状としてもよい。

次にリアクトル１の製造工程について説明する。まず、図４（ａ）に示すように、線材をコイル状に加工してコイル５を作製し、続いて、図４（ｂ）に示すように、コイル５の外周に樹脂７によるコートを付与する。続いて、図３に示すように、その樹脂コート付きのコイル５を圧粉磁性体粉末（粉状の圧粉磁性体材料）とともに成形型内に入れ、プレス成形により圧粉磁性体粉末を押し固めた後、加熱処理を施す。

以上のように、本実施形態によれば、コイル５がコア３中に埋め込まれているため、コイル５が生成した磁束Ｂをコイル５の内外周部に沿ったコンパクトな領域で効率よく導くことができ、その結果、スペース的に無駄な部分を削減でき、リアクトル１の小型化が図れる。

また、コイル５の埋め込みにより、コイル５が生成する磁束Ｂを外部に漏れにくくすることができ、これによって、磁束Ｂの利用効率を向上させることができるとともに、漏れ磁束による周辺機器への影響を低減できる。

また、コア３に圧粉磁性体を用いることにより、コア３はコイル５を内包した状態で一体にプレス形成できるため、コア３へのコイル組み込みのための特別な工程が不要であり、リアクトル１の製造工程を簡略化でき、低コスト化が図れる。

また、コイル５の線材として丸線を用いた場合には、コイル５の形成（コイル巻き等）を容易に行うことができるという効果が得られ、線材として平角線を用いた場合には、コイル５の占積率を向上させることができるという効果が得られる。

また、コイル５が樹脂７でコートされた状態でコア３中に埋め込まれているため、コイル５をコア３中に埋め込む際に、コイル５のターン間にコア材料が入り込むのを防止することができる。

また、樹脂コートによりコイル５の絶縁性を向上させることができるとともに、コア３のプレス成形時におけるコイル５の保護（耐プレス性の向上）が図れる。

本発明の一実施形態に係るリアクトルの斜視図である。 図１のリアクトルの平面図である。 図１のリアクトルの断面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は図１のリアクトルの製造工程を示す図である。

符号の説明

１ リアクトル
３ コア
５ コイル
７ 樹脂

Claims (5)

1. 圧粉磁性体により形成されたコアと、
   前記コア中に埋め込まれたコイルと、
   を備えることを特徴とするリアクトル。
2. 請求項１に記載のリアクトルにおいて、
   前記コイルは、線材として丸線を用いていることを特徴とするリアクトル。
3. 請求項１に記載のリアクトルにおいて、
   前記コイルは、線材として平角線を用いていることを特徴とするリアクトル。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のリアクトルにおいて、
   前記コイルは、樹脂コートされた状態で前記コア中に埋め込まれていることを特徴とするリアクトル。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のリアクトルにおいて、
   前記コアは、前記コイルを内包した状態でプレス形成されていることを特徴とするリアクトル。
   

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