JP2008130964A

JP2008130964A - リアクトルのギャップ構造

Info

Publication number: JP2008130964A
Application number: JP2006316888A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Suzuki; 浩太郎鈴木; Sei Urano; 聖浦野
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2008-06-05

Abstract

【課題】リアクトルのコア部材間に作用する吸引力に起因した騒音を低減する。
【解決手段】リアクトル１０における磁性体のコア２０を、巻線２１が巻回される巻回部を構成する第１のコア部材３０と、巻線が巻回されない非巻回部を構成する第２のコア部材４０とで構成し、これらのコア部材がギャップ部５０を介して結合されるように構成する。第１のコア部材を、断面が円形、楕円形、多角形のいずれかを呈する棒状体で形成する。第２のコア部材を、第１のコア部材の端部を覆うように形成する。そして、これらの第１、第２のコア部材間で吸引力が作用する面を曲面または複数平面により構成するとともに、これらのコア部材間に形成されるギャップ部に軟質性樹脂材６０を充填する。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば昇圧回路、インバータ回路、アクティブフィルタ回路等に用いられるリアクトルに関し、特に磁性体のコアに複数の磁気ギャップを有するリアクトルのギャップ構造に関する。

一般に、リアクトルは、昇圧回路、インバータ回路、アクティブフィルタ回路等に用いられているものであって、巻線と磁性体のコアとを備え、コアに巻線が巻回されてコイルを構成することによりインダクタンスを得ている。
この種のリアクトルとして、近年、巻線が巻回される巻回部を構成する第１のコア部材と、巻線が巻回されない非巻回部を構成する第２のコア部材とを備え、これら第１のコア部材と第２のコア部材とがギャップを介して結合されるように構成したものが多く用いられるようになってきている。

例えば、この種のリアクトルとしては、細長いコアを構成する脚鉄心と、この脚鉄心に巻回されるコイルと、脚鉄心の両端にギャップ部材を介して配置されるヨーク鉄心とを備えている。このリアクトルは、全体としてほぼリング状になっており、磁性体からなるコアである脚鉄心とヨーク鉄心のうち、脚鉄心に巻回されたコイルによりインダクタンス等の所定の電気特性が得られるようになっている。

特開２００３−１２４０３９

上述した従来のリアクトルでは、脚鉄心とヨーク鉄心との間に作用する磁気吸引力が平面同士に働くコア構造となっている。すなわち、上記のリアクトルでは、コイルに電流が流れたときに発生する磁束により磁性体である脚鉄心とヨーク鉄心との間に作用する磁気吸引力は、脚鉄心の端面とこれがギャップ部材を介して接するヨーク鉄心の平面との間に発生するが、この場合に、ほぼリング状に構成されるコアでは、磁束はリング形状の内側部分を通る習性を有するため、磁束が上記の面において片寄って流れることになる。この結果、リング状のコアを構成する脚鉄心とヨーク鉄心との間に作用する磁気吸引力もこの内側部分に集中してしまい、電流が流れリアクトルとして動作しているときに前記磁気キャップ部の箇所で振動が生じて騒音が発生してしまうという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、リアクトルのコア部材間に作用する吸引力に起因した騒音を低減することが可能なリアクトルのギャップ構造を得ることを目的とする。

このような目的に応えるために本発明（請求項１記載の発明）に係るリアクトルのギャップ構造は、少なくとも巻線と磁性体のコアを備え、前記コアは前記巻線が巻回される巻回部を構成する第１のコア部材と、前記巻線が巻回されない非巻回部を構成する第２のコア部材とを含み、前記第１のコア部材と第２のコア部材がギャップを介して結合されているリアクトルにおいて、前記第１のコア部材を、断面が円形、楕円形、多角形のいずれかを呈する棒状体として形成し、前記第２のコア部材を、この第１のコア部材の端部を覆うように形成し、前記第１のコア部材と第２のコア部材との間で吸引力が作用する面を曲面または複数平面により構成するとともに、前記第１のコア部材と第２のコア部材との間に形成されるギャップ部に軟質性樹脂材を充填したことを特徴とする。

本発明（請求項２記載の発明）に係るリアクトルのギャップ構造は、請求項１記載のリアクトルのギャップ構造において、前記第２のコア部材は、第１のコア部材の端部が游嵌状態で臨む嵌合凹部を備え、前記ギャップ部は、この嵌合凹部の周面と前記第１のコア部材の端部の外周面との間に形成されていることを特徴とする。

本発明（請求項３記載の発明）に係るリアクトルのギャップ構造は、請求項１または請求項２記載のリアクトルのギャップ構造において、前記ギャップ部に游嵌状態で臨む筒状部を有する樹脂製のスペーサ部材を備え、前記筒状部は、薄肉部と、この薄肉部の内、外周に膨出して形成され、組立時において前記第１のコア部材、第２のコア部材の面にほぼ接する膨出支持部と、前記薄肉部に形成された複数の穴部とを有することを特徴とする。

本発明（請求項４記載の発明）に係るリアクトルのギャップ構造は、請求項３記載のリアクトルのギャップ構造において、前記筒状部の膨出支持部は、リアクトルの組立時において少なくとも下方に位置する１点と少なくとも上側半分の２点とで、第１のコア部材を第２のコア部材に対して３点支持するように形成されていることを特徴とする。

以上説明したように本発明（請求項１記載の発明）に係るリアクトルのギャップ構造によれば、リアクトルの第１のコア部材と第２のコア部材との間に磁束により作用する吸引力が曲面または複数平面により複数の方向に分散するコア構造となっているから、吸引力の集中を妨げ、これに起因する騒音を低減することができるとともに、上記のコア部材間のギャップ部に軟質性樹脂材が充填されていることから、動作時においてコア部材間に生じる振動を確実に吸収でき、騒音を、より一層確実に低減できるという効果がある。

また、本発明（請求項２記載の発明）によれば、上述した騒音の低減効果が得られるとともに、第１のコア部材から第２のコア部材への熱伝導性が高まる結果、コイルとコアとの間の放熱性を向上させることが期待できるという利点もある。

本発明（請求項３記載の発明）によれば、ギャップ部に游嵌状態で臨む筒状部を有する樹脂製スペーサを用いることにより、ギャップ部の間隙を所要の状態で保持できるとともに、軟質性樹脂材の充填作業も簡単にしかも確実に行うことができ、しかも軟質性樹脂材による騒音低減効果も確実に発揮させることができる等の利点がある。
特に、膨出支持部は、第１のコア部材を第２のコア部材に対して所定の位置関係を保って支持するうえで効果を発揮し得るとともに、軟質性樹脂材の充填時において膨出支持部間の空隙部が樹脂溜まりとして機能し、確実な充填を行ううえでの効果を期待できるものである。

本発明（請求項４記載の発明）によれば、膨出支持部により、リアクトルの組立状態においても、第１のコア部材と第２のコア部材との位置関係を確実に維持することができるため、上述した請求項３による作用効果を発揮させることが可能となる。

図１ないし図４は本発明に係るリアクトルのギャップ構造の一実施形態を示すものであり、これらの図において、全体を符号１０で示すリアクトルは、例えば、強制冷却手段を有する機器の電気回路に使用され、後述するコア２０に巻線２１を巻回してコイル２２を形成したリアクトル部品を全体がほぼ箱状を呈するアルミ等からなる熱伝導性ケース１１に収納した後、該ケース１内に充填材を流し込むことにより全体を固定した状態で組み立てられるようになっている。

なお、巻線２１は、非磁性体である筒体２３に巻回され、筒体２３内に後述する第１のコア部材３０が嵌挿されることにより、コアに対して巻回された状態となっている。
また、リード部１２は、例えば、巻線２１の被覆を剥離し、導体を剥きだしにすることで形成されており、図示しない圧着端子等を設けて他の電気部品等と接続されるようになっている。さらに、熱伝導性ケース１１の四隅にあるリアクトル固定用穴１３は、熱伝導性ケース１１を、例えば、強制冷却された筐体等に固定するためのねじ穴である。

前記コア２０は、巻線２１が巻回される巻回部を構成する第１のコア部材３０と、前記巻線２１が巻回されない非巻回部を構成する第２のコア部材４０とからなり、これらの第１のコア部材３０と第２のコア部材４０との間はギャップ部５０を介して結合されている。

すなわち、前記第１のコア部材３０は、断面が円形である棒状体として磁性体で形成され、平行した２本の棒状体によって構成されている。また、前記第２のコア部材４０は、これらの第１のコア部材３０，３０の両端側であって、これら第１のコア部材３０，３０間に跨った状態で配置されるように形成され、これにより全体としてリング状のコアが構成されるようになっている。これらの第２のコア部材４０，４０には、第１のコア部材３０，３０の端部が游嵌状態で臨む嵌合凹部４１，４１が形成され、これにより第１のコア部材３０，３０の端部を第２のコア部材４０，４０が覆うように構成されている。

ここで、ギャップ部５０は、この第２のコア部材４０の嵌合凹部４１の周面と前記第１のコア部材３０の端部の外周面との間に形成されている。
なお、本実施形態では、第１のコア部材３０を、その長手方向において複数に分割し、その分割部にギャップ部５１を形成した場合を示しているが、これに限定されない。

さて、本発明によれば、上述した構成によるリアクトル１０において、前記第１のコア部材３０と第２のコア部材４０との間に形成されるギャップ部５０に、例えばウレタン等の軟質性樹脂材６０を充填することにより、振動吸収部を形成しており、これによりリアクトル１０の動作時において、コア部材３０，４０間に生じる振動を抑制または吸収し、これによる騒音を低減するようにしている。

これを詳述すると、リアクトル１０は、図１ないし図４に示すように、前記ギャップ部５０に游嵌状態で臨む筒状部７１を有するＰＰＳ等の樹脂製のスペーサ部材７０を備えている。前記筒状部７１は、図２および図３に示すように、薄肉部７２と、この薄肉部７２の内、外周に膨出して形成され、組立時において前記第１のコア部材３０、第２のコア部材４０の面にほぼ接する膨出支持部７３，７４と、前記薄肉部７２に形成された複数の穴部７５とを備えている。この穴部７５は、筒状部７１の強度を確保できる範囲で形成されるとともに、樹脂充填時において樹脂の円滑な流れを得て、充填を確実にするうえでの効果もある。

そして、このように構成すれば、ギャップ部５０に游嵌状態で臨む筒状部７１を有する樹脂製スペーサ７０を用いることにより、ギャップ部５０の間隙を所要の状態で保持できるとともに、軟質性樹脂材６０の充填作業も簡単にしかも確実に行うことができ、しかも軟質性樹脂材６０によりリアクトル１０の動作時においてコア部材３０，４０間での振動を吸収し、これにより騒音を簡単かつ確実に低減することができるのである。

さらに、膨出支持部７３，７４は、第１のコア部材３０を第２のコア部材４０に対して所定の位置関係を保って支持するうえで効果を発揮し得るとともに、軟質性樹脂材６０の充填時において膨出支持部７３，７３；７４，７４間の空隙部が樹脂溜まりとして機能し、確実な充填を行ううえでの効果を期待でき、これにより軟質性樹脂材６０による振動吸収機能を発揮させ得るものである。

また、上述した構成によれば、リアクトル１０の第１のコア部材３０と第２のコア部材４０との間に磁束により作用する吸引力が曲面または複数平面により複数の方向に分散するコア構造となっているから、吸引力の集中を妨げ、これに起因する騒音を低減することもできる。さらに、このような構成によれば、第１のコア部材３０から第２のコア部材４０への熱伝導性が高まる結果、コイルとコアとの間の放熱性を向上させることが期待できるという利点もある。

なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。
たとえば上述した実施形態では、コアとして断面が円形を呈するものを説明したが、本発明はこれに限らず、角筒形状、楕円形状、多角形状などを適宜選択し得ることは明らかであろう。

また、上述した実施形態では、スペーサ部材７０の筒状部７１における膨出支持部７３，７４の形成位置を、リアクトル１０の組立状態において上下左右に位置する４点支持で、第１、第２のコア部材３０，４０を位置決め支持する場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、リアクトル１０の組立時において少なくとも下方に位置する１点と少なくとも上側半分の２点とで、第１のコア部材３０を第２のコア部材４０に対して３点支持するように構成してもよいことは言うまでもない。要は、膨出支持部７３，７４により、リアクトル１０の組立状態において、第１のコア部材３０と第２のコア部材４０との位置関係を確実に維持できる構成であればよい。

本発明に係るリアクトルのギャップ構造の一実施形態を示し、（ａ），（ｂ）はリアクトルの概略斜視図およびそのＩ−Ｉ線断面図である。本発明の要部であるスペーサを示す概略斜視図である。本発明に係るリアクトルのギャップ構造を説明するための図１のＡ部を拡大した要部拡大断面図である。本発明に係るギャップ構造を適用するリアクトル全体の概略構成を説明するための分解斜視図である。

符号の説明

１０…リアクトル、１１…熱伝導性ケース、１２…リード部、１３…リアクトル固定用穴、２０…コア、２１…巻線、２２…コイル、２３…筒体、３０…第１のコア部材、４０…第２のコア部材、４１…嵌合凹部、５０…ギャップ部、５１…ギャップ部、６０…軟質性樹脂材、７０…スペーサ部材、７１…筒状部、７２…薄肉部、７３，７４…膨出支持部、７５…穴部。

Claims

少なくとも巻線と磁性体のコアを備え、前記コアは前記巻線が巻回される巻回部を構成する第１のコア部材と、前記巻線が巻回されない非巻回部を構成する第２のコア部材とを含み、前記第１のコア部材と第２のコア部材がギャップを介して結合されているリアクトルにおいて、
前記第１のコア部材を、断面が円形、楕円形、多角形のいずれかを呈する棒状体として形成し、
前記第２のコア部材を、この第１のコア部材の端部を覆うように形成し、
前記第１のコア部材と第２のコア部材との間で吸引力が作用する面を曲面または複数平面により構成するとともに、
前記第１のコア部材と第２のコア部材との間に形成されるギャップ部に軟質性樹脂材を充填したことを特徴とするリアクトルのギャップ構造。
請求項１記載のリアクトルのギャップ構造において、
前記第２のコア部材は、第１のコア部材の端部が游嵌状態で臨む嵌合凹部を備え、
前記ギャップ部は、この嵌合凹部の周面と前記第１のコア部材の端部の外周面との間に形成されていることを特徴とするリアクトルのギャップ構造。
請求項１または請求項２記載のリアクトルのギャップ構造において、
前記ギャップ部に游嵌状態で臨む筒状部を有する樹脂製のスペーサ部材を備え、
前記筒状部は、薄肉部と、この薄肉部の内、外周に膨出して形成され、組立時において前記第１のコア部材、第２のコア部材の面にほぼ接する膨出支持部と、前記薄肉部に形成された複数の穴部とを有することを特徴とするリアクトルのギャップ構造。
請求項３記載のリアクトルのギャップ構造において、
前記筒状部の膨出支持部は、リアクトルの組立時において少なくとも下方に位置する１点と少なくとも上側半分の２点とで、第１のコア部材を第２のコア部材に対して３点支持するように形成されていることを特徴とするリアクトルのギャップ構造。