JP2008182151A

JP2008182151A - リアクトル

Info

Publication number: JP2008182151A
Application number: JP2007016090A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Kosaka; 和広小坂; Kenji Saka; 賢二坂; Akira Nakasaka; 彰中坂
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2008-08-07

Abstract

【課題】磁気飽和を防ぐことができるとともに、振動の発生、伝播を抑制することができるリアクトルを提供すること。
【解決手段】通電により磁束５を発生するコイル２と、コイル２の内側及び外周に充填され磁性粉末を混入させてなる磁性粉末混合樹脂からなるコア３と、コイル２及びコア３を内側に収容するケース４とを有するリアクトル１。コイル２は、該コイル２の外径をＤ、コイルの軸方向長さをＬとしたとき、Ｄ／Ｌ＞１となるように螺旋状に導体線２０を巻回してなる。ケース４は、コイル２の軸方向の少なくとも一方に開口面４１を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等の電力変換装置に用いることができるリアクトルに関する。

従来より、図３、図４に示すごとく、通電により磁束９５を発生するコイル９２と、該コイル９２を外周に巻回してなるコア９６と、コイル９２の内側及び外周に充填される樹脂９３と、コイル９２とコア９６と樹脂９３とを内側に収容するケース９４とを有し、電力変換装置等の回路に組み込まれているリアクトル９が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、コイル９２に流れる電流の大きさによって、コイル９２の内側及び外周に形成される磁束が変化すると、コア９６がこれに付随して伸縮する。その結果、図３、図４に示すごとく、コア９６の伸縮が樹脂９３に伝わり、樹脂９３が振動する（図３、図４における符号６１参照）。さらに、かかる樹脂９３の振動がコイル９２の軸方向にあるケース９４の壁部９４０にも伝わり、ケース９４自体が振動する（図３、図４における符号６２参照）。そして、最終的には、リアクトル９を搭載する車体を通じて乗員等に異音として伝わることがある。
また、コイル９２に急激に大電流（スリップ電流）が流れた場合、電流を抑制することができず磁気飽和してしまうおそれがある。

特開２００５−０７２１９８号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、磁気飽和を防ぐことができるとともに、振動の発生、伝播を抑制することができるリアクトルを提供しようとするものである。

本発明は、通電により磁束を発生するコイルと、該コイルの内側及び外周に充填され磁性粉末を混入させてなる磁性粉末混合樹脂からなるコアと、上記コイル及び上記コアを内側に収容するケースとを有するリアクトルであって、
上記コイルは、該コイルの外径をＤ、上記コイルの軸方向長さをＬとしたとき、Ｄ／Ｌ＞１となるように螺旋状に導体線を巻回してなり、
上記ケースは、上記コイルの軸方向の少なくとも一方に開口面を有することを特徴とするリアクトルにある（請求項１）。

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記ケースは、上記コイルの軸方向の少なくとも一方に開口面を有する。そのため、振動の伝播を抑制することができるリアクトルを得ることができる。
すなわち、コイルの軸方向に磁束が変化することとなるため、コアが特にコイルの軸方向に振動する。ここで、本発明においては、かかるコアの振動が伝わりやすい方向であるコイルの軸方向の少なくとも一方に開口面を有する。該開口面においては、ケースにコアの振動が直接伝わることがない。すなわち、開口面により、コアからケースへの振動の伝播を抑制することができる。
その結果、振動の伝播を抑制することができるリアクトルを得ることができる。

また、上記コイルは、該コイルの外径をＤ、上記コイルの軸方向長さをＬとしたとき、Ｄ／Ｌ＞１となるように螺旋状に導体線を巻回してなる。ここで、コアの振動は、上述のごとく磁束の形成方向、すなわち、コイルの軸方向に生じやすい。したがって、Ｄ／Ｌ＞１としてコイルの軸方向長さＬを短くすることにより、コアの振動の発生を抑制することができる。
その結果、振動の発生を抑制することができるリアクトルを得ることができる。

また、外径Ｄを大きくすることの方が、軸方向長さＬを大きくすることよりも、リアクトルのインダクタンス値の向上に寄与する。よって、上記のごとくＤ／Ｌ＞１とすることにより、コイルの体積を変えることなく、インダクタンス値を大きくすることができる。
その結果、スリップ電流による磁気飽和を防ぐことができる。

以上のごとく、本発明によれば、磁気飽和を防ぐことができるとともに、振動の発生、伝播を抑制することができるリアクトルを提供することができる。

本発明（請求項１）において、上記リアクトルは、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等の電力変換装置の構成部品として用いることができる。
上記磁性粉末としては、例えば、フェライト粉末、鉄粉、珪素合金鉄粉等がある。また、上記樹脂として、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。
上記ケースは、例えば、アルミニウムからなるものを用いることができる。

また、上記ケースは、上記コイルの軸方向の一方にのみ開口面を有しているとともに、該開口面の反対側に底面部を有しており、該底面部の内側面から上記ケースの内方に向かって突出する突出部を有することが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記突出部を設けた底面部の剛性を増大させることができる。それゆえ、コアの振動に伴う底面部の振動を抑制することができる。その結果、振動の発生、伝播を充分に抑制することができるリアクトルを得ることができる。
また、上記突出部を設けることにより、コイル及びコアの発熱を、突出部を通じて放熱することができ、リアクトルの放熱効率を向上させることができる。

（実施例１）
本発明の実施例に係るリアクトルにつき、図１を用いて説明する。
本例のリアクトル１は、図１に示すごとく、通電により磁束を発生するコイル２と、該コイル２の内側及び外周に充填され磁性粉末を混入させてなる磁性粉末混合樹脂からなるコア３と、コイル２及びコア３を内側に収容するケース４とを有する。

そして、コイル２は、図１に示すごとく、該コイル２の外径をＤ、コイル２の軸方向長さをＬとしたとき、Ｄ／Ｌ＞１となるように螺旋状に導体線２０を巻回してなる。
なお、上記コイル２の軸方向とは、導体線２０の巻き方向に略直交する方向をいう。
上記ケース４は、コイル２の軸方向の一方にのみ開口面４１を有する。また、ケース４は、例えば、アルミニウムからなるものを用いることができる。

本例のリアクトル１は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等の電力変換装置の構成部品として用いることができる。
上記コア３を構成する磁性粉末混合樹脂は、磁性粉末を混入させてなる樹脂からなる。該樹脂として、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。また、上記磁性粉末として、例えば、フェライト粉末、鉄粉、珪素合金鉄粉等を用いることができる。

コイル２への通電により、図１に示すごとく、コイル２の内側及び外周には、閉ループ状に略楕円形状の磁束５が形成される。そして、磁束５は、回路に流れる電流の大きさに連動して種々その大きさが変化する。かかる場合、特にコイル２の軸方向にコア３が振動する（図１における符号６１参照）。

このコア３の振動は、図１に示すごとく、コイル２の軸方向にあるケース４の壁部４０へと伝わる。本例では、ケース４の一方は開口面４１であり、その反対側には底面部４２がある。そして、底面部４２にはコア３の振動が伝わり、底面部４２が振動する（図１における符号６２参照）。一方、コイル２の軸方向のもう一方は開口面４１となっているため、その方向への振動はケース４へと伝わることがない。

次に、本例の作用効果につき説明する。
ケース４は、図１に示すごとく、コイル２の軸方向の一方に開口面４１を有する。そのため、振動の伝播を抑制することができるリアクトル１を得ることができる。
すなわち、コイル２の軸方向に磁束が変化することとなるため、コア３が特にコイル２の軸方向に振動する。ここで、本例においては、かかるコア３の振動が伝わりやすい方向であるコイル２の軸方向の一方に開口面４１を有する。該開口面４１においては、ケース４に振動が直接伝わることがない。すなわち、開口面４１により、コア３からケース４への振動の伝播を抑制することができる。
その結果、振動の伝播を抑制することができるリアクトル１を得ることができる。

また、コイル２は、図１に示すごとく、該コイル２の外径をＤ、コイル２の軸方向長さをＬとしたとき、Ｄ／Ｌ＞１となるように螺旋状に導体線２０を巻回してなる。ここで、コア３の振動は、上述のごとく磁束５の形成方向、すなわち、コイル２の軸方向に生じやすい。したがって、Ｄ／Ｌ＞１としてコイル２の軸方向長さＬを短くすることにより、コア３の振動の発生を抑制することができる。
その結果、振動の発生を抑制することができるリアクトル１を得ることができる。

また、外径Ｄを大きくすることの方が、軸方向長さＬを大きくすることよりも、リアクトル１のインダクタンス値の向上に寄与する。よって、上記のごとくＤ／Ｌ＞１とすることにより、コイル２の体積を変えることなくインダクタンス値を大きくすることができる。
その結果、スリップ電流による磁気飽和を防ぐことができる。

以上のごとく、本例によれば、磁気飽和を防ぐことができるとともに、振動の発生、伝播を抑制することができるリアクトルを提供することができる。

なお、ケースは、コイル２の軸方向の一方だけではなく、双方を開口面として構成することもできる。この場合には、ケースに底面部がないためにケース内で磁性粉末混合樹脂を形成することができない。そこで、別途成形固化したコイル２及びコア３の一体品をケース内に嵌め込むことによりリアクトルを作製する。この場合、例えば、大きい開口面とそれよりも小さい開口面とを有する、断面形状が略台形状のケースを用いることができる。これにより、大きい方の開口面から、成形した上記一体品を挿入してケースに収納することが可能となる。

この場合には、コイル２の軸方向に存在する双方の開口面４１においてコア３の振動がケース４に伝わることを抑制することができる。その結果、振動の発生、伝播をより一層抑制することができるリアクトルを得ることができる。

（実施例２）
本例は、図２に示すごとく、開口面４１の反対側に底面部４２を有しており、該底面部４２の内側面４２０からケース４の内方に向かって突出する突出部４２１を有するリアクトル１の例である。

本例の場合には、突出部４２１を設けた底面部４２の剛性を増大させることができる。それゆえ、コア３の振動に伴う底面部４２の振動を抑制することができる。その結果、振動の発生、伝播を充分に抑制することができるリアクトルを得ることができる。
また、突出部４２１を設けることにより、コイル２及びコア３の発熱を、突出部４２１を通じて放熱することができ、リアクトル１の放熱効率を向上させることができる。
その他は、実施例１と同様の構成及び作用効果を有する。

実施例１における、リアクトルの縦断面説明図。実施例２における、リアクトルの縦断面説明図。従来例における、リアクトルの縦断面説明図。図３におけるＡ−Ａ線断面図。

符号の説明

１リアクトル
２コイル
２０導体線
３コア
４ケース
４１開口面
５磁束

Claims

通電により磁束を発生するコイルと、該コイルの内側及び外周に充填され磁性粉末を混入させてなる磁性粉末混合樹脂からなるコアと、上記コイル及び上記コアを内側に収容するケースとを有するリアクトルであって、
上記コイルは、該コイルの外径をＤ、上記コイルの軸方向長さをＬとしたとき、Ｄ／Ｌ＞１となるように螺旋状に導体線を巻回してなり、
上記ケースは、上記コイルの軸方向の少なくとも一方に開口面を有することを特徴とするリアクトル。
請求項１において、上記ケースは、上記コイルの軸方向の一方にのみ開口面を有しているとともに、該開口面の反対側に底面部を有しており、該底面部の内側面から上記ケースの内方に向かって突出する突出部を有することを特徴とするリアクトル。