JP2006351673A - Reactor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リアクトルで発生する騒音の低減を図るための技術に関する。 The present invention relates to a technique for reducing noise generated in a reactor.
近年、環境問題から駆動力としてエンジンのほかにモータが搭載されたいわゆるハイブリッド自動車や電気自動車が注目されている。 In recent years, so-called hybrid vehicles and electric vehicles equipped with a motor in addition to an engine as a driving force have been attracting attention due to environmental problems.
この種の自動車は、昇圧コンバータを搭載し、この昇圧コンバータはバッテリ電圧を昇圧しインバータ(モータ)に電力を供給する役割と、ジェネレータからの回生電流をバッテリ電圧に降圧し、バッテリに充電を行う役割を有している。 This type of automobile is equipped with a boost converter, which boosts the battery voltage and supplies power to the inverter (motor), and steps down the regenerative current from the generator to the battery voltage to charge the battery. Have a role.
この昇圧コンバータの部品の一つにコイル部品であるリアクトルがあり、このリアクトルから大きな騒音が発生する傾向にある。 One of the components of the boost converter is a reactor that is a coil component, and a large noise tends to be generated from the reactor.
この騒音の元になる振動の発生原因としては、リアクトルのコア材料自体の磁歪によるものと、リアクトルにおけるギャップ部分で対向するコア同士間で働く電磁吸引力によるものとがあり、ギャップ部分での電磁吸引力による振動が、特に大きな要因となっている。 There are two causes of the vibration that causes this noise: the magnetostriction of the core material of the reactor itself, and the electromagnetic attraction force acting between the opposing cores in the gap portion of the reactor. Vibration due to suction force is a particularly large factor.
例えば、図5や図6に示されるような、いわゆるトロイダル型のリアクトル1があり、コア2の直線部2aにそれぞれ2箇所づつギャップ3を有し、各直線部2aにコイル4が巻装された構造とされていた。
For example, there is a so-called
そして、コイル4に電流が流れると、コア2中に磁束が発生し、発生した磁束は環状のコア2中を循環する構造となっている。この際、磁束の通る方向、いわゆる磁路Pに対して各ギャップ3が垂直に配置された構造となっているため、それぞれのギャップ3部分における電磁吸引力によって生じる振動が干渉して互いに強め合い、増幅されて大きな騒音を発生していた。
When a current flows through the coil 4, a magnetic flux is generated in the
そこで、図7に示されるように、リアクトル1を三角形の筒状に構成し、直線部2aに巻かれたコイル(図示省略)に電流が流れた際の電磁吸引力による湾曲部2bの移動量を軽減することにより騒音の低減を図ったリアクトルが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
Therefore, as shown in FIG. 7, the
しかしながら、このような三角筒状のリアクトル1の構造においても、各直線部2aで磁束の通る方向に対して各ギャップ3が垂直に配置された構造となっているため、それぞれのギャップ3部分における振動が互いに強め合い、増幅するという問題がある。
However, even in the structure of such a triangular
さらには、三角筒状のリアクトル1においては、コイルを巻装した場合に内側にデッドスペースができやすく、線積率を上げることができないため、一般的な四角筒状のリアクトルに比べて大型化するという問題もある。
Furthermore, in the triangular
そこで、本発明の解決すべき課題は、騒音の低減化に有効なリアクトルを提供することにあり、さらにはコンパクトなリアクトルをも提供する。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a reactor effective for reducing noise, and further to provide a compact reactor.
上記の課題を解決するため、請求項1の発明では、複数のギャップを有するトロイダル型のリアクトルにおいて、前記各ギャップの互いに隣り合う少なくとも一方が、磁束の通る方向に対して傾斜状に配置され、かつ隣り合う各ギャップが互いに非平行状に配置されている点にある。
In order to solve the above problems, in the invention of
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、互いに隣り合う前記各ギャップが、前記磁束の通る方向に対して互いに異なる方向へ傾斜状に配置されている点にある。 According to a second aspect of the present invention, in the reactor according to the first aspect of the invention, the gaps adjacent to each other are arranged in an inclined manner in directions different from each other with respect to the direction in which the magnetic flux passes.
また、請求項3の発明では、請求項1または請求項2の発明に係るリアクトルにおいて、前記リアクトルのコアは中央部に矩形孔部を有した四角筒状とされている点にある。 According to a third aspect of the present invention, in the reactor according to the first or second aspect of the present invention, the core of the reactor is a rectangular tube having a rectangular hole at the center.
また、請求項4の発明では、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明に係るリアクトルにおいて、前記コアの磁性体が、圧粉磁性材料により成形されてなる点にある。 According to a fourth aspect of the present invention, in the reactor according to any one of the first to third aspects of the invention, the magnetic body of the core is formed of a dust magnetic material.
請求項1に記載の発明によれば、各ギャップの互いに隣り合う少なくとも一方が、磁束の通る方向に対して傾斜状に配置され、かつ隣り合う各ギャップが互いに非平行状に配置されているため、隣り合うギャップ部分において電磁吸引力により発生するそれぞれの振動の向きが異なるため、従来のような振動の干渉に起因する強め合いによる増幅が有効に防止でき、騒音の低減化が有効に図れるという利点がある。 According to the first aspect of the present invention, at least one of the gaps adjacent to each other is disposed in an inclined manner with respect to the direction in which the magnetic flux passes, and the adjacent gaps are disposed non-parallel to each other. Because the direction of each vibration generated by the electromagnetic attraction force is different in the adjacent gap portion, amplification by strengthening due to vibration interference as in the conventional case can be effectively prevented, and noise can be effectively reduced. There are advantages.
請求項2に記載の発明によれば、互いに隣り合う各ギャップが、磁束の通る方向に対して互いに異なる方向へ傾斜状に配置されている構造とするため、隣り合うギャップ部分において電磁吸引力により発生するそれぞれの振動が、互いに異なる方向となり、振動の干渉による相殺作用によって、騒音の低減化がより有効に図れるという利点がある。 According to the second aspect of the present invention, since the adjacent gaps are arranged in an inclined manner in different directions with respect to the direction in which the magnetic flux passes, the electromagnetic attraction force is applied to the adjacent gap portions. Each of the generated vibrations has a different direction, and there is an advantage that noise can be reduced more effectively by the canceling action due to vibration interference.
請求項3に記載の発明によれば、リアクトルのコアは中央部に矩形孔部を有した四角筒状とされているため、コイルの巻装に際して、三角筒状のリアクトルのようなデッドスペースも生じ難く、良好な線積率が確保でき、リアクトルのコンパクト化も図れる。 According to the third aspect of the present invention, since the core of the reactor is a rectangular cylinder having a rectangular hole at the center, a dead space such as a triangular cylindrical reactor is also present when the coil is wound. It is difficult to occur, a good line area ratio can be secured, and the reactor can be made compact.
請求項4に記載の発明によれば、コアの磁性体が、圧粉磁性材料により成形されてなる構造とすれば、コアにおける磁性体の形状が複雑であってもプレス成形等によって簡単に製造することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, if the core magnetic body is formed of a powder magnetic material, even if the shape of the magnetic body in the core is complicated, it can be easily manufactured by press molding or the like. can do.
<第1実施形態>
図1および図2は本発明の第1実施形態に係るリアクトル11を示しており、前述同様、コア12の直線部12aにそれぞれ2箇所づつギャップ13を有し、各直線部12aにコイル14が巻装された構造とされており、コア12は1対の直線部12aと1対の平面視略U字形の湾曲部12bとからなる四角筒状のトロイダル型とされている。ここに、コア12の中央部に矩形孔部12cを有した構造とされている。そして、例えばハイブリッド自動車または電気自動車の駆動用の電源系統(特に、昇圧コンバータ)に用いられる。
<First Embodiment>
1 and 2 show a reactor 11 according to the first embodiment of the present invention, and as described above, there are two
また、各ギャップ13は、磁束の通る方向、いわゆる磁路Pに直交する面に対して各ギャップ3が適宜角度(θ1、θ2)傾斜状に配置された構造とされている。この際、各直線部12aにそれぞれ配置された各ギャップ13は磁路Pに直交する面に対して互いに異なる方向へ傾斜した構造とされており、例えば、本実施形態では、θ1=45度、θ2=45度とされている。なお、このような傾斜角度(θ1、θ2)は必要に応じて適宜決定すればよい。ここに、隣り合う各ギャップ13は互いに非平行状に配置された構造となっている。
Each
コア12の直線部12aや湾曲部12bにおける各磁性体は、金属磁性粉末、または所定の絶縁被膜で覆った金属磁性粉末を樹脂で結合した圧粉磁性体により構成されており、圧粉磁性材料を所定の成型用の型に充填してプレス成形等により加圧、圧縮した後、加熱処理することにより形成される。なお、本実施形態では、コア12の直線部12aや湾曲部12bの各磁性体を圧粉磁性材料で形成しているが、これらを従来同様、珪素鋼板で形成する構造であってもよい。
Each magnetic body in the
各ギャップ13は、例えば、耐熱性および線膨張係数の点で良好なセラミック(アルミナ等)で形成された、厚みが1mm程度の板状部材からなり、図1や図2に示すように、コア12の直線部12aにそれぞれ介挿され、耐熱性に優れたエポキシ系接着剤等により接着された構造とされている。
Each
以上のように、本実施形態によれば、リアクトル11のコイル14への交流電流(直流電流の重畳であってもよい)の印加により、各ギャップ13部分で電磁吸引力による振動が発生するが、互いに隣り合う各ギャップ13は、磁路Pに対して互いに異なる方向へ傾斜状に配置されているため、隣り合うギャップ13部分においては電磁吸引力の向きが異なり、従って、電磁吸引力により発生するそれぞれの振動の向きQが異なるため、従来のような振動の干渉に起因する強め合いによる増幅が有効に防止でき、振動に起因する騒音の低減化が有効に図れるという利点がある。
As described above, according to the present embodiment, the application of an alternating current (which may be a superposition of a direct current) to the
この際、隣り合う各ギャップ13が磁路Pに対して異なる方向にそれぞれ同じ角度傾斜して配置されているため、効率のよい振動の相殺作用が発揮でき、騒音の低減化がより有効に図れるという利点がある。しかも、本実施形態においては、隣り合う各ギャップ13が磁路Pに直交する面に対して異なる方向にそれぞれ同じ角度である45度傾斜して配置されているため、より一層効率のよい振動の相殺作用が発揮でき、騒音の低減化がより一層有効に図れる。
At this time, since the
また、コア12は中央部に矩形孔部12cを有した四角筒状とされているため、コイル14の巻装に際して、従来構造のような三角筒状のリアクトル1のようなデッドスペースも生じ難く、良好な線積率が確保でき、リアクトル11のコンパクト化も図れる。
Further, since the
さらに、コア12の磁性体は、圧粉磁性材料により成形されており、プレス成形等により簡単に製造することができ、自由度の高い形状のものが簡単に製造でき、複雑形状のコア12の磁性体であっても簡単に製造することができるという利点がある。
Further, the magnetic body of the
<第2実施形態>
図3は本発明の第2実施形態に係るリアクトル11を示しており、第1実施形態と同様構成部分は同一符号を付し、その説明を省略する。
Second Embodiment
FIG. 3 shows a reactor 11 according to the second embodiment of the present invention, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
即ち、第1実施形態においては、図1および図2に示されるように、各ギャップ13は平面視で磁路Pに対してそれぞれ傾斜状に配置された構造とされているが、本実施形態においては、側面視で、各ギャップ13が磁束の通る方向、即ち磁路Pに対してそれぞれ互いに異なる方向へ傾斜状に配置された構造とされている。その他は第1実施形態と同様に構成されている。
That is, in the first embodiment, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, each
従って、本実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏する。 Therefore, the present embodiment has the same effect as the first embodiment.
<第3実施形態>
図4は本発明の第3実施形態に係るリアクトル11を示しており、第1実施形態と同様構成部分は同一符号を付し、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
FIG. 4 shows a reactor 11 according to the third embodiment of the present invention, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
即ち、本実施形態においては、平面視および側面視のいずれにおいても、各ギャップ13が磁束の通る方向、即ち磁路Pに対してそれぞれ互いに異なる方向へ傾斜状に配置された構造とされており、その他は第1実施形態と同様に構成されている。
That is, in the present embodiment, each
従って、本実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏する。 Therefore, the present embodiment has the same effect as the first embodiment.
なお、各実施形態において、互いに隣り合う各ギャップ13のそれぞれが、磁束の通る方向に対して傾斜状に配置される構造とされているが、隣り合うギャップ13のうち少なくとも何れか一方が傾斜状に配置される構造や、隣り合うギャップ13が互いに非平行状に配置される構造であればよく、このような場合、従来のような強め合いによる振動の増幅が有効に防止でき、騒音の低減化が有効に図れるという利点がある。
In each embodiment, each
また、各実施形態においては、コア12における直線部12aにおいて、2箇所にギャップ13を有する構造とされているが、1箇所や3箇所以上であってもよく、同様に適用できる。
Moreover, in each embodiment, although it is set as the structure which has the
さらに、各ギャップ13の磁束の通る方向に対して傾斜する傾斜角度が45度とされた構造を第1実施形態に示しているが、第2実施形態に示されるように45度以下であってもよく、好ましくは傾斜角度が45度以内であるが、それ以上であってもよく、必要に応じて適宜決定すればよい。
Furthermore, the structure in which the inclination angle inclined with respect to the direction in which the magnetic flux passes through each
また、各実施形態において、各ギャップ13が平坦状に構成された構造を示しているが、平坦状でなくてもよく、何ら実施形態の形状に限定されない。
Moreover, in each embodiment, although the structure where each
11 リアクトル
12 コア
13 ギャップ
14 コイル
11
Claims (4)
前記各ギャップの互いに隣り合う少なくとも一方が、磁束の通る方向に対して傾斜状に配置され、かつ隣り合う各ギャップが互いに非平行状に配置されていることを特徴とするリアクトル。 In a toroidal reactor having a plurality of gaps,
A reactor, wherein at least one of the gaps adjacent to each other is disposed in an inclined manner with respect to a direction in which the magnetic flux passes, and the adjacent gaps are disposed non-parallel to each other.
互いに隣り合う前記各ギャップが、前記磁束の通る方向に対して互いに異なる方向へ傾斜状に配置されていることを特徴とするリアクトル。 The reactor according to claim 1,
Each of the gaps adjacent to each other is arranged in an inclined manner in directions different from each other with respect to the direction in which the magnetic flux passes.
前記リアクトルのコアは中央部に矩形孔部を有した四角筒状とされていることを特徴とするリアクトル。 In the reactor according to claim 1 or 2,
The reactor core is a quadrangular cylinder having a rectangular hole at the center.
前記コアの磁性体が、圧粉磁性材料により成形されてなることを特徴とするリアクトル。
In the reactor in any one of Claims 1 thru | or 3,
A reactor in which the magnetic body of the core is formed of a dust magnetic material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005173457A JP2006351673A (en) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | Reactor |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009290061A (en) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Tabuchi Electric Co Ltd | Inductive electromagnetic device |
JP2013161897A (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Kobe Steel Ltd | Winding element |
-
2005
- 2005-06-14 JP JP2005173457A patent/JP2006351673A/en active Pending
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