JP2008028304A - Reactor - Google Patents
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Description
本願発明は、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車のような電気自動車に搭載されるリアクトルに関する。 The present invention relates to a reactor mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle or a fuel cell vehicle.
近年、環境問題からハイブリッド車や燃料電池車等の直流電源でモータを駆動して走行する自動車が開発されている。上記のような自動車では、直流電源であるバッテリーの電圧を昇圧する昇圧コンバータが搭載されており、リアクトルはこの昇圧コンバータの主要部品である。 In recent years, automobiles that run by driving a motor with a DC power source such as a hybrid vehicle and a fuel cell vehicle have been developed due to environmental problems. The automobile as described above is equipped with a boost converter that boosts the voltage of a battery that is a DC power source, and a reactor is a main component of the boost converter.
上記リアクトルは、環状コアの外周に絶縁部材であるボビンを介してコイルを装着して構成されている。たとえば、特許文献1に記載されているように、上記コアは、複数のブロックを環状に組付けて構成されており、上記各ブロックの間に非磁性体で形成されたスペーサが挿入されている。
The reactor is configured by attaching a coil to an outer periphery of an annular core via a bobbin that is an insulating member. For example, as described in
上記スペーサは、周波数に応じてインダクタンスを調整するための部品であり、コア全体の隙間の合計厚み、すなわち、スペーサ厚みの合計が所定寸法に設定される。 The spacer is a component for adjusting the inductance according to the frequency, and the total thickness of the gaps of the entire core, that is, the total spacer thickness is set to a predetermined dimension.
自動車用のリアクトルにおいては、スイッチング回路を適切に制御することにより、バッテリーとモータとの間で最適な電力を供給できるように構成されている。 An automobile reactor is configured to be able to supply optimum power between a battery and a motor by appropriately controlling a switching circuit.
ところが、上記スイッチング回路のオン−オフの繰り返しによってコアが周期的に収縮し、騒音が発生することがある。特に、上記各ブロック間に設定される隙間部分の変位によって騒音が発生することが多い。上記問題を緩和するために、上記隙間には、アルミナ等を焼結して形成される硬質のセラミック製スペーサを設け、対向面の変位を阻止できるように構成すのが好ましい。 However, the core may periodically contract due to repeated on-off of the switching circuit, and noise may be generated. In particular, noise often occurs due to the displacement of the gaps set between the blocks. In order to alleviate the above problem, it is preferable to provide a hard ceramic spacer formed by sintering alumina or the like in the gap so as to prevent displacement of the opposing surface.
しかしながら、硬質のセラミック製スペーサは高価である。このため、特許文献1に記載されているように上記隙間の全部を埋めるように設定すると、製造コストが増加する。また、上記スペーサとコアとは耐熱性の接着剤によって接合されることが多いが、隙間全部を埋めるようにスペーサを設定すると接着剤の使用量も多くなり、製造コストを押し上げる。しかも、接着工程における作業性も悪い。
However, hard ceramic spacers are expensive. For this reason, if it sets so that the said clearance gap may be filled up as it describes in
本願発明は、騒音特性等を低下させることなく製造コストを低減させ、さらに、組付の作業性を向上させることのできるリアクトルを提供するものである。 The present invention provides a reactor that can reduce the manufacturing cost without deteriorating noise characteristics and the like, and can further improve the assembly workability.
本願発明に係るリアクトルは、複数のブロックを組付けて構成される環状コアと、上記各ブロック間に所定の隙間を設定するスペーサと、上記コアの外周に設けられるコイルとを備えるリアクトルであって、上記複数のブロックの一部又は全部が磁性粉体を用いて成形されているとともに、上記各ブロックは、上記隙間の一部に配置された1又は2以上のスペーサを介して保持されている。 A reactor according to the present invention is a reactor including an annular core configured by assembling a plurality of blocks, a spacer for setting a predetermined gap between the blocks, and a coil provided on the outer periphery of the core. In addition, some or all of the plurality of blocks are formed using magnetic powder, and each block is held via one or more spacers disposed in a part of the gap. .
本願発明においては、環状体を構成する複数のブロックの一部又は全部が磁性粉体を用いて成形されている。磁性粉体を圧粉成形したブロック採用することにより、従来の積層鋼板製のコアに比べて製造コストを低減させることができる。また、従来の積層鋼板からなるコアに比べて、形状等の自由度が高い。このため、要求される寸法形状等に合わせてリアクトルを製作することができる。なお、磁性粉体を圧粉成形したブロックと積層鋼板製のブロックを混在させてコアを形成することもできる。 In the present invention, some or all of the plurality of blocks constituting the annular body are formed using magnetic powder. By adopting a block formed by compacting magnetic powder, the manufacturing cost can be reduced as compared with a conventional core made of laminated steel sheets. Moreover, compared with the core which consists of a conventional laminated steel plate, freedom, such as a shape, is high. For this reason, a reactor can be manufactured according to the required dimensional shape and the like. In addition, the core can also be formed by mixing blocks formed by compacting magnetic powder and blocks made of laminated steel sheets.
上記各ブロックは、各隙間の一部に配置された1又は2以上のスペーサを介して所定の隙間をあけて保持される。すなわち、特許文献1に記載されているように、隙間の全域をスペーサで埋めるのではなく、各ブロック間に所定隙間を確保できるとともに振動特定等を低下させない範囲で、1又は2以上のスペーサを配置して構成されている。
Each of the above blocks is held with a predetermined gap through one or more spacers arranged in a part of each gap. That is, as described in
上記スペーサの材料は特に限定されることはない。たとえば、非磁性体であるアルミナ等のセラミック粉体を焼結して形成することができる。 The material of the spacer is not particularly limited. For example, it can be formed by sintering ceramic powder such as alumina which is a non-magnetic material.
また、上記スペーサの形態も特に限定されることはない。矩形板状、円形板状等種々の形態のスペーサを採用できる。また、板状に限定されることもなく、球状のスペーサを採用することもできる。また、上記スペーサの数も限定されることはない。たとえば、中心部において1枚の板状スペーサ設けることもできるし、対向面の縁部近傍に複数のスペーサを所定間隔で配置することもできる。 Also, the form of the spacer is not particularly limited. Various types of spacers such as a rectangular plate shape and a circular plate shape can be employed. Moreover, it is not limited to plate shape, A spherical spacer can also be employ | adopted. Further, the number of the spacers is not limited. For example, a single plate-like spacer can be provided in the central portion, and a plurality of spacers can be arranged in the vicinity of the edge portion of the opposing surface at a predetermined interval.
上記構成を採用することにより、スペーサを製造するために必要な材料が少なくなり、製造費用を低減させることができる。また、スペーサのブロックに対する接着面が少なくなるため、接着剤の使用量も少なくなる。したがって、リアクトルの製造コストを低減させることが可能となる。 By adopting the above configuration, the material required for manufacturing the spacer is reduced, and the manufacturing cost can be reduced. Moreover, since the adhesion surface with respect to the block of a spacer decreases, the usage-amount of an adhesive agent also decreases. Therefore, it becomes possible to reduce the manufacturing cost of the reactor.
本願の請求項2に記載した発明は、上記ブロックの組付対向面の一方又は双方に、上記スペーサを位置決め保持できる凹部又は凸部を設けたものである。
In the invention described in
各ブロック間の隙間の一部に複数のスペーサを設ける場合、これらを組付対向面の所定位置に位置決めするのが好ましい。本請求項に記載した発明は、上記ブロックの組付対向面の一方又は双方に上記スペーサを位置決め保持できる凹部又は凸部を設けたものである。特に、圧粉成形されたコアにおいては、上記凹部及び凸部を、きわめて容易に形成することができる。 When a plurality of spacers are provided in a part of the gap between the blocks, it is preferable to position these at predetermined positions on the assembly facing surface. In the invention described in this claim, a concave portion or a convex portion capable of positioning and holding the spacer is provided on one or both of the assembling facing surfaces of the block. In particular, in the core formed by compacting, the concave portion and the convex portion can be formed very easily.
上記凹部又は凸部を設けることにより、各ブロック間においてスペーサが所定位置に保持されるため、組付作業性が向上する。また、所定位置にスペーサが位置決め保持できるため、接着剤を使用することなく上記ブロックを組み付けることも可能となる。したがって、製造コストを低減することも可能となる。 By providing the concave portion or the convex portion, the spacer is held at a predetermined position between the blocks, so that the assembling workability is improved. Further, since the spacer can be positioned and held at a predetermined position, it is possible to assemble the block without using an adhesive. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost.
上記凹部及び凸部の形態はスペーサを所定位置に位置決めできるものであれば限定ささることはない。また、スペーサの全体形状に対応した凹部又は凸部を設けることもできるし、スペーサの一部形状に対応した凹部又は凸部を設けることもできる。 The form of the said recessed part and a convex part will not be limited if a spacer can be positioned in a predetermined position. Moreover, the recessed part or convex part corresponding to the whole shape of a spacer can also be provided, and the recessed part or convex part corresponding to a partial shape of a spacer can also be provided.
たとえば、円板状のスペーサを採用した場合、上記円板の形態に対応するとともに位置決めできる程度の深さを備える円形凹部を設け、上記スペーサの所定厚みを埋め込むように構成することができる。また、たとえば、上記円板の周囲の3点以上を拘束する凸部をブロック側に設けて、位置決め保持することもできる。 For example, when a disc-shaped spacer is employed, a circular concave portion having a depth corresponding to the shape of the disc and capable of being positioned can be provided, and a predetermined thickness of the spacer can be embedded. Further, for example, a convex portion that restrains three or more points around the disk can be provided on the block side to be positioned and held.
請求項3に記載した発明は、上記スペーサに位置決め凹部又は位置決め凸部を設けるとともに、上記ブロックの組付対向面の一方又は双方に、上記位置決め凹部又は位置決め凸部に係合する凸部又は凹部を設けたものである。本請求項に記載した発明は、コア側にスペーサの全体形状に対応した凹部又は凸部を形成するのではなく、上記スペーサと上記コアの双方に位置決め用の凹部又は凸部を設け、これらを互いに嵌合させることにより、スペーサの位置決めを行うものである。 According to a third aspect of the present invention, a positioning recess or a positioning protrusion is provided in the spacer, and a protrusion or a recess that engages with the positioning recess or the positioning protrusion on one or both of the assembly facing surfaces of the block. Is provided. The invention described in this claim does not form a concave or convex portion corresponding to the entire shape of the spacer on the core side, but provides a concave or convex portion for positioning on both the spacer and the core. The spacers are positioned by fitting them together.
たとえば、円板形状のスペーサを採用する場合、円板形状の全体を埋め込む場合は埋め込む部分のスペーサ材料が増加することになる。一方、本請求項に記載した発明では、ブロック間の隙間に対応した厚さの円板の一部に位置決め凸部を設けるとともに、ブロック側に上記位置決め凸部を収容する凹部を設けることができる。この構成を採用することにより、スペーサを製造するための材料を少なくすることが可能となる。 For example, when a disc-shaped spacer is employed, when the entire disc-shaped spacer is embedded, the spacer material in the portion to be embedded increases. On the other hand, in the invention described in this claim, a positioning convex portion can be provided on a part of a disk having a thickness corresponding to a gap between blocks, and a concave portion for accommodating the positioning convex portion can be provided on the block side. . By adopting this configuration, the material for manufacturing the spacer can be reduced.
しかも、上記コア及び上記スペーサを圧粉成形により形成する場合は、上記凹部及び凸部を容易に形成することができる。また、形状の自由度が高い。なお、組付対向面の一方に凹部又は凸部を設けることもできるし、組付対向面の双方に設けることもできる。 In addition, when the core and the spacer are formed by compacting, the concave and convex portions can be easily formed. Moreover, the freedom degree of a shape is high. In addition, a recessed part or a convex part can also be provided in one of the assembly | attachment opposing surfaces, and can also be provided in both of assembly | attachment opposing surfaces.
請求項4に記載した発明は、上記環状コアの外周部に配置されるボビンを備えるとともに、上記スペーサを、上記ボビンを介して位置決め保持したものである。
The invention described in
上記ボビンは樹脂成形によって形成されるため、設計の自由度が高い。また、コアやスペーサに比べて製造コストも低い。本請求項に記載した発明は、上記ボビンを利用して、上記スペーサを所定位置に保持するように構成したものである。 Since the bobbin is formed by resin molding, the design freedom is high. In addition, the manufacturing cost is lower than that of the core or spacer. According to the present invention, the spacer is held at a predetermined position by using the bobbin.
たとえば、請求項5に記載した発明のように、上記スペーサに上記コアの外周面から延出する延出部を設け、上記スペーサを、上記延出部を介して上記ボビンに位置決め保持することができる。たとえば、スペーサが介挿される組付対向面からコアの外側へ延出する延出部を一体形成する一方、上記ボビンに上記延出部を係止あるいは保持できる凹部等を設けることができる。
For example, as in the invention described in
また、請求項6に記載した発明のように、上記ボビンに、スペーサが介挿されている隙間に延入する延入部を設け、上記スペーサを、上記延入部を介して位置決め保持することができる。たとえば、組付対向面の中央部に円板状のスペーサを配置する場合、上記円板の周縁部に当接して、上記円板状スペーサを組付対向面の中央部に位置決めできる延入部を設けることができる。上記ボビンを利用してスペーサを所定位置に保持できるため、接着剤が不用になり、製造コストを低減させることができる。 Further, as in the invention described in claim 6, the bobbin can be provided with an extending portion that extends into a gap in which the spacer is inserted, and the spacer can be positioned and held via the extending portion. . For example, when a disc-shaped spacer is disposed at the center of the assembly facing surface, an extension portion that contacts the peripheral edge of the disc and can position the disk-shaped spacer at the center of the assembly facing surface is provided. Can be provided. Since the spacer can be held at a predetermined position using the bobbin, an adhesive is not necessary, and the manufacturing cost can be reduced.
なお、上記延出部及び上記延入部を、上記スペーサ及び上記ボビンに一体成形する必要はない。上記ボビンと上記スペーサとを連結して位置決めする位置決め部材を、延出部あるいは延入部として設けることもできる。 Note that the extending portion and the extending portion need not be integrally formed with the spacer and the bobbin. A positioning member for connecting and positioning the bobbin and the spacer may be provided as an extending portion or an extending portion.
図1に、リアクトルの内部構造を理解できるように一部を破断した外観図を示す。リアクトル1は、コア2と、このコア2の周囲を環状に巻き回されたコイル3と、上記コア2と上記コイル3との間に介挿されるボビン4と、これら部材を収容するケース5とを備えて構成されている。
FIG. 1 shows an external view in which a part is broken so that the internal structure of the reactor can be understood. The
図2に示すように、上記記コア2は、複数のブロックを組付けることにより形成されている。実施例では、上記コア2の長手方向直線部に配置される直方体状のブロック6aと、長手方向両端部に配置される平面視C字状のブロック6bとを組付けてトラック状に構成されている。上記各ブロック間にはスペーサ7aが配置されており、上記各ブロック6a、6bが所定の隙間9をあけて組付けられている。上記スペーサ7aは、アルミナ粉体のような非磁性体を焼結して形成することができる。
As shown in FIG. 2, the
図2及び図3に第1の実施例を示す。図2はコア2の分解斜視図であり、図3は上記コア2をスペーサ配置位置で切断した断面図である。第1の実施例では、各ブロック間に、矩形板状の4枚のスペーサ7aを設けることにより、各ブロック間に所定の隙間9を確保している。これらの図から明らかなように、上記スペーサ7aは、組付対向面間の矩形状隙間9の四隅に配置されており、組付対向面8の中央部分は空間を介して隣接ブロックと対向させられている。
2 and 3 show a first embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of the
上記構成を採用することにより、組付対向面間の隙間9の全てを埋めるように形成された従来スペーサに比べて、スペーサ7aを製作するのに必要な粉体材料が少なくなる。このため、スペーサの製造コストを低減させることができる。また、上記スペーサ7aを組付対向面8に接着するための接着面積が少なくなり、接着剤の使用量も少なくなる。このため、リアクトルの製造コストを低減させることもできる。
By adopting the above configuration, less powder material is required to manufacture the
上記スペーサの形態及び配置は限定されることはない。たとえば、図4に示す第2の実施例のように、略ロ字状の板状スペーサ7bを採用することができる。また、図5に示す第3の実施例のように、円板状のスペーサ7cを対向面の中央部に配置して構成することができる。
The form and arrangement of the spacer are not limited. For example, as in the second embodiment shown in FIG. 4, a substantially square plate-
図6及び図7に、第4の実施例を示す。この実施例は、磁性粉体を圧粉成形して形成されるブロック6aの組付対向面8に、スペーサ7dを所定深さに埋め込み収容できる凹部10を設けたものである。図7は、上記スペーサ7dを上記凹部10dに埋め込み保持させた状態を示す断面図である。この図に示すように、上記凹部10dを設けることにより、上記スペーサ7dを所定位置に位置決めして保持することができる。このため、組付作業性が格段に向上する。また、接着剤を用いることなく、スペーサ7dを所定位置に保持することが可能となる。このため、リアクトル1の製造コストを低減させることができる。
6 and 7 show a fourth embodiment. In this embodiment, a recess 10 capable of embedding and accommodating a
上記ブロック6aの組付対向面8に凹部を設ける場合においても、スペーサの形態、個数及び凹部形態が限定されることはない。また、スペーサの配置位置が限定されることはない。たとえば、図8に示す第5の実施例のように、球状のスペーサ7eを採用するとともに、ブロック6aの組付対向面8に、上記球状スペーサ7dの一部を埋め込み保持できる凹部10dを形成することができる。
Even in the case where a recess is provided on the
上記第4の実施例及び第5の実施例では、組付対向面8の双方に凹部を設けたが、対向面8,8の一方にのみ凹部を設けてもよい。
In the fourth and fifth embodiments, the recesses are provided on both the
図9に、第6の実施例を示す。この実施例は、スペーサ7fの縁部から上記組付対向面間に形成される隙間9から外方へ延出する延出部11を一体的に形成し、この延出部11を、上記ボビン4に設けた係合凹部12に位置決め保持させたものである。上記ボビン4は樹脂材料で形成されているため、上記延出部12を弾性的に保持させることも可能となる。したがって、接着剤を使用することなく、スペーサを所定位置に確実に保持することができる。
FIG. 9 shows a sixth embodiment. In this embodiment, an
図10に、第7の実施例を示す。この実施例は、上記ボビン4の内周部に、上記ブロック6の組付対向面間の隙間9に延入する延入部13を設け、隙間9の中央部に配置されたスペーサ7gを隙間9の中央部に位置決め保持できるように構成したものである。
FIG. 10 shows a seventh embodiment. In this embodiment, an extending
上記構成を採用することにより、上記第6の実施例と同様に、スペーサ7gを、接着剤を使用せずに保持することが可能となり、製造コストを低減させることができる。
By adopting the above configuration, it is possible to hold the
図11及び図12に、第8の実施例を示す。この実施例は、隣接する一方のブロック6aの対向面8aに位置決め凸部10fを設けるとともに、他方のブロック6bの対向面8bに位置決め凹部10gを設け、これら対向面8a,8bの間に、上記位置決め凸部10f及び上記位置決め凹部10gに嵌合する凹部14及び凸部15を備えるスペーサ7hを配置したものである。
11 and 12 show an eighth embodiment. In this embodiment, a positioning
上記構成を採用することにより、各ブロックとこれらの間に挟持されるスペーサとを接着剤を使用することなく一体的に保持することが可能となり、製造コストを低減させることができる。また、コアの組付け作業性も向上する。 By adopting the above configuration, it is possible to hold each block and the spacer sandwiched between them without using an adhesive, thereby reducing the manufacturing cost. In addition, the assembly workability of the core is improved.
なお、スペーサの両側面に位置決め凹を設け、上記ブロックの対向面の双方に、上記位置決め凹部に嵌合する位置決め凸部を設けることもできる。この構成を採用すると、上記スペーサに上記凹部を設けた分スペーサの形成材料を少なくすることも可能となる。 It is also possible to provide positioning recesses on both side surfaces of the spacer, and to provide positioning projections that fit into the positioning recesses on both opposing surfaces of the block. When this configuration is adopted, it is possible to reduce the material for forming the spacer by providing the concave portion in the spacer.
本願発明は、上記実施例に限定されることはない。実施例では、コアとスペーサとに互いに嵌合する凹凸を設けたが、ブロックにスペーサとの外周部等に当接して位置決め保持できる凸部を設けることもできる。 The present invention is not limited to the above embodiments. In the embodiment, the core and the spacer are provided with projections and recesses that fit each other, but the block may be provided with a projection that can be positioned and held in contact with the outer periphery of the spacer.
また、第6の実施例ではスペーサに延出部11を設け、第7の実施例ではボビンに延入部を設けたが、これら延入部あるいは延出部を別途部材により形成することができる。特に、各スペーサを所定位置に位置決め保持できるとともに、複数のスペーサを一体的に組付できる組付部材を設け、この組付部材をボビンによって位置決めすることより、製造作業性を向上させることもできる。
In the sixth embodiment, the extending
2 コア
6a ブロック
6b ブロック
7a スペーサ
9 隙間
2
Claims (6)
上記複数のブロックの一部又は全部が磁性粉体を用いて成形されているとともに、
上記各ブロックは、上記隙間の一部に配置された1又は2以上のスペーサを介
して保持されている、リアクトル。 A reactor comprising an annular core configured by assembling a plurality of blocks, a spacer for setting a predetermined gap between the blocks, and a coil provided on the outer periphery of the core,
While some or all of the plurality of blocks are molded using magnetic powder,
Each of the blocks is a reactor that is held via one or more spacers arranged in a part of the gap.
上記ブロックの組付対向面の一方又は双方に、上記位置決め凹部又は位置決め凸部に係合する凸部又は凹部を設けた、請求項2に記載のリアクトル。 While providing a positioning recess or positioning protrusion on the spacer,
The reactor of Claim 2 which provided the convex part or recessed part engaged with the said positioning recessed part or a positioning convex part in one or both of the assembly | attachment opposing surfaces of the said block.
上記スペーサを、上記ボビンを介して位置決め保持した、請求項1に記載のリアクトル。 While having a bobbin disposed on the outer periphery of the annular core,
The reactor according to claim 1, wherein the spacer is positioned and held via the bobbin.
上記スペーサを、上記延出部を介して上記ボビンに位置決め保持した、請求項4に記載のリアクトル。 The spacer is provided with an extending portion extending from the outer peripheral surface of the core,
The reactor according to claim 4, wherein the spacer is positioned and held on the bobbin via the extending portion.
上記スペーサを、上記延入部を介して位置決め保持した、請求項4に記載のリアクトル。
The bobbin is provided with an extending portion that extends into the gap,
The reactor according to claim 4, wherein the spacer is positioned and held via the extending portion.
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