JP2008112935A - リアクトル - Google Patents
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【解決手段】コア部10と、コア部10の外側に配されるコイル20とを備えるリアクトル1である。コイル20の励磁によりコア部10を通る閉磁路が形成される。このリアクトル1において、コア部10は、比透磁率が5〜50の材料で実質的に構成されている。ギャップをなくし、コア部10を実質的に低透磁率材料で構成することで、ギャップがあることに伴う騒音の問題や漏れ磁束の問題を解消することができる。
【選択図】図1
Description
コア部は、コイルを励磁した際に閉磁路が形成される箇所である。本発明リアクトルに用いられるコア部の具体例としては、環状コア部と、ポット型コア部が挙げられる。
環状コア部の一例としては、図1に示すように、筒状体からなるコア部10が挙げられる。このコア部10は、一体の成形体として構成されており、複数のコア片を接合したものではない。一体の成形体でコア部10を構成すれば、複数のコア片同士を接合する手間を省くことができる。
ポット型コア部の一例としては、図2、図3に示すように、円柱状の内側コア11と、中空円筒状の外側コア12と、一対の円板状の連結コア13とから構成されるコア部10が挙げられる。このうち、連結コア13は、コイル20の上端を覆う上部連結コア13Uと、コイル20の下端を覆う下部連結コア13Lとからなる。外側コア12の外径と両連結コア13U,13Lの外径とは実質的に同一である。
上述したようなコア部は、比透磁率が5〜50の低透磁率材料で構成する。従来、リアクトルのコア部に用いられている電磁鋼板の比透磁率は4000〜8000程度、圧粉成形体の比透磁率は400〜600程度である。このような高透磁率の材料では、ギャップを設けることなくコア部を構成することが難しい。しかし、本発明リアクトルでは、実質的にコア部全体を比透磁率が5〜50の低透磁率材料で構成することで、ギャップを設けることなくコア部の磁気飽和の問題を解消している。
コア部の構成材料の透磁率を調整し、比透磁率を上記の規定範囲に調整するには、次のような手法が挙げられる。いずれの場合も、コア部のサイズが大きくなれば、コア部を構成する材料の透磁率を低くすることが好ましい。
焼結体でコア部を得る場合、通常、軟磁性粉末と非磁性粉末およびバインダ樹脂との混合粉末を混合し、この混合粉末を成形後、高温にて焼結する。焼結時、バインダ樹脂はほぼ消失して、軟磁性粉末と非磁性粉末が焼結される。そのため、軟磁性粉末と非磁性粉末の混合比を調整することで低透磁率材料からなるコア部を得ることができる。その他、混合粉末を成形する際の圧力を変えることでもコア部の構成材料の透磁率を調整することができる。非磁性粉末の配合量が多い方が、又は混合粉末の成形圧力が低い方がコア部の透磁率を低くできる傾向がある。
圧粉体でコア部を得る場合、通常、表面に絶縁被膜を設けた軟磁性粉末とバインダ樹脂とを混合し、この混合粉末を成形後、絶縁被膜の耐熱温度以下で焼成する。この場合、軟磁性粉末とバインダ樹脂との混合比を変えることで、低透磁率材料からなるコア部を得ることができる。その他、混合粉末を成形する際の圧力を変えることでもコア部の構成材料の透磁率を調整することができる。バインダ樹脂の配合量が多い方が、または混合粉末の成形圧力が低い方がコア部の透磁率を低くできる傾向にある。圧粉体のコア部は、焼結体のコア部とは異なってバインダ樹脂が残存し、軟磁性粉末同士は絶縁が保たれている。そのため、焼結体のコア部と比較して渦電流損失を低減することができ、コイルに高周波が通電される場合の使用に適している。
成形硬化体をコア部とする場合、成形硬化体を得る方法として、射出成形と注型成形とがある。射出成形は、通常、軟磁性粉末(必要に応じてさらに非磁性粉末)と流動性のあるバインダ樹脂とを混合し、この混合流体を、圧力をかけて型に流し込んで成形した後、バインダ樹脂を硬化させる。一方、注型成形は、射出成形と同様の混合流体を得た後、この混合流体を、圧力をかけることなく型に注入して成形・硬化させる。いずれの成形手法においても、バインダ樹脂にはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂が好適に利用される。バインダ樹脂に熱硬化性樹脂を用いた場合、成形体を加熱して樹脂を熱硬化させる。ただし、常温硬化性樹脂或は低温硬化性樹脂を用いて、成形体を常温〜比較的低温に放置して、バインダ樹脂を硬化させてもよい。その他、射出成形後に成形体を高温にて熱処理して、軟磁性粉末同士または軟磁性粉末と非磁性粉末とを焼結させてもよい(MIM:Metal injection molding)。射出成形や注型成形を利用する場合も、焼結させない場合は、軟磁性粉末(非磁性粉末)とバインダ樹脂の配合を変えることで、焼結させる場合は、軟磁性粉末と非磁性粉末との配合を変えることで、コア部を構成する材料の透磁率を調整することができる。
このようなコア部の外周にはコイルが設けられる。このコイルは、巻線を巻回することで形成される。この巻線は、代表的には絶縁被膜を有する金属線により構成されている。巻線の断面形状は、円形の他、四角形、六角形などの多角形などが利用できる。例えば、図1や図2のリアクトルでは、断面矩形状の平角金属の巻線21をいわゆるエッジワイズ巻きにしてコイル20を形成している。コイルの形態は、巻線が巻回されるコア部の外形に適合した形態とすればよい。例えば、図1のリアクトルでは、コア部におけるコイル20の巻回箇所が四角柱状であるため、コイルの形態も中空角柱状となっている。一方、図2では内側コアが円柱状であるため、コイル20の形態も円筒状となっている。巻線を構成する金属線は、導電性の高いものが好ましく、銅、銅合金が好適に利用できる。また、絶縁被覆は、エナメルなどの被覆が利用できる。
これら本発明リアクトルは、コイルとコア部とが接触する部分にインシュレータを具えることが好ましい。
10 コア部
11 内側コア 12 外側コア 13 連結コア
13U 上部連結コア 13L 下部連結コア
121 切欠
15 コア片 15u U字状コア片 15i I字状コア片 16 ギャップ材
20 コイル
21 巻線
Claims (5)
- コア部と、コア部の外側に配されるコイルとを備え、コイルの励磁によりコア部を通る閉磁路が形成されるリアクトルであって、
前記コア部は、比透磁率が5〜50の材料で実質的に構成されていることを特徴とするリアクトル。 - 前記コア部が圧粉成形体であることを特徴とする請求項1に記載のリアクトル。
- 前記コア部が焼結体であることを特徴とする請求項1に記載のリアクトル。
- 前記コア部が、磁性粉末と流動性のある樹脂との混合体を成形し、得られた成形体の樹脂を硬化させた成形硬化体であることを特徴とする請求項1に記載のリアクトル。
- 前記コア部は、
コイルの内側に位置する内側コアと、
コイルの外側に位置する外側コアと、
コイルの両端部を覆って内側コアおよび外側コアを連結する連結コアとを備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のリアクトル。
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