JP2009238907A - リアクトル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通電により磁束を発生するコイルと、前記コイルの内側及び外周に充填された磁性粉末混合樹脂からなるダストコアと、を備えたリアクトルにおいて、磁束を発生させるリアクトル装置に充填材溜まり部を設け、ケース内側の底面に液溜まりした充填材による寸法誤差を吸収できるリアクトル装置を提供する。
【解決手段】リアクトル１は、コイル１３の中心軸方向に延びる穴が形成された中空部２２を有し、ケース１１は、中空部２２に対面する中芯部３３を有するものであって、中空部２２の内周面と中芯部３３の外周面との間に、充填材１５が充填される接着部４１と、接着部４１よりも上方において接着部４１よりも中空部２２の内周面と中芯部３３の外周面との距離が大きい充填材溜まり部４２とを設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイルの内側と外側に磁性粉末混合樹脂を充填して形成されるリアクトル装置に関するものである。

コイルとダストコアと呼ばれる磁性粉末混合樹脂をリアクトルケースに注入し、ケース内でダストコアを硬化させるリアクトルが従来知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
特開２００８−４２０９４号公報

直接ケース内でダストコアを成形硬化する方法の他に、ケースよりも熱容量が小さい金型等にコイルとダストコアを収容して硬化させ、成形硬化に要する時間を短縮する手法がある。この場合、成形硬化したリアクトルはケースに入れられ、ケースとリアクトルの間に充填材を塗布してリアクトルとケースとが接着される。

リアクトルとの接着部分となるケース内面には充填材を塗布して、充填材を隙間なく浸透させる。このとき、ケースの底面に充填材の液溜まりが生じると、底面の接着部が厚みを帯びてしまう。そして、ケース底面の接着部が厚くなったことにより、接着部の上に収容されるリアクトルの位置やリアクトルから飛び出る端子の位置なども変動し、寸法誤差を生じさせてしまう。

一方で、この充填材の塗布量を必要最低限の量に設定すると、ケース内壁の充填材が下方に流れた場合や、ケース内壁とリアクトルの外壁の隙間から充填材が外部に漏れ出た場合に、接着力を確保することができなくなるため、塗布量は必要最低限の量よりも多くすることが望ましい。

さらに、収容したリアクトルの圧力により、ケース底面に溜まった充填材をケース内壁とリアクトル外壁との隙間から排出させることも可能であるが、ケース内壁とリアクトル外壁との隙間を狭くすると充填材を十分に排出ができず、液溜まりを起こし、ケース内壁とリアクトル外壁との隙間を広めに確保すると、水平面方向の寸法誤差の要因となってしまう。

本発明は上記課題を解決するものであり、ケース内側の底面に液溜まりした充填材による寸法誤差を吸収できるリアクトル装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明では、通電により磁束を発生するコイルと、コイルの内側及び外周に充填された磁性粉末混合樹脂からなるダストコアと、を備えたリアクトルと、底面と、底面から立ち上がる囲壁と、を備え、底面と囲壁とによってリアクトルを内側に取り囲むケースと、リアクトルとケースとの間に充填された充填材と、を有するリアクトル装置において、リアクトルは、コイルの中心軸方向に延びる穴が形成された中空部を有し、ケースは、中空部に対面する中芯部を有するものであって、中空部の内周面と中芯部の外周面との間に、充填材が充填される接着部と、接着部よりも上方において接着部よりも中空部の内周面と中芯部の外周面との距離が大きい充填材溜まり部とを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、ケース内面の底面に溜まった充填材は、ケース内に収容されたリアクトルの圧力を受け、中芯部に沿って充填材溜まり部に向かって上昇する。そして、充填材溜まり部は接着部よりも、中空部の内周面と中芯部の外周面との距離が大きくしているため、十分な量の充填材を溜めることができる。この結果、充填材がケース底面に溜まる事態を防止し、底面に溜まった充填材の厚みにより寸法誤差が生じる不具合を解消できる。また、コイルの中心軸付近は、充填材溜まり場を設けてもリアクトルのインダクタンス値に影響を与えにくい。そのため、コイルの中心軸付近は、磁束を発生するリアクトル装置にとって、溜まり場を設けるのに好適な部位となる。

請求項２記載の発明では、充填材溜まり部の側面を構成する中芯部の外周は接着部との接触面を構成する中芯部の外周よりも短いことを特徴とする。

本発明によれば、充填材溜まり部の側面を構成する中芯部の外周を接着部との接触面を構成する中芯部の外周よりも短くするため、充填材溜まり部の容量を大きくでき、かつ、外周が短くなった中芯部を用いてリアクトルの位置合わせ及び嵌め合わせを行うことが容易になる。

請求項３記載の発明では、充填材溜まり部の側面を構成する中空部の内周は接着部との接触面を構成する中空部の内周よりも長いことを特徴とする。

本発明によれば、充填材溜まり部の側面を構成する中空部の内周を接着部との接触面を構成する中空部の内周よりも長くすることで、充填材溜まり部の容量を大きくすることができる。

請求項４記載の発明では、中芯部は、充填材溜まり部よりも上方に位置する頂部と、頂部から下方に向けて形成される嵌合穴と、を有し、中空部は、嵌合穴の真上に位置する貫通穴と、を有し、嵌合穴と貫通穴とを嵌合するねじを有し、底面から頂部までの高さは、貫通穴の貫通方向の長さよりも長いことを特徴とする。

本発明によれば、リアクトルの貫通穴とケースの嵌合穴をねじで固定するため、リアクトルとケースの強固な接合を実現することができる。頂部は、底面から頂部までの高さは、貫通穴の貫通方向の長さよりも長くなる程度に高い位置に形成しているため、中芯部の頂部まで充填材が這い上がる事態を低減することができる。また、中芯部を上方に伸ばしている分、リアクトルとケースとの接触面積が増え、放熱性も向上する。

請求項５記載の発明では、ケースは、囲壁上面において下方に窪む窪み部と、
を設けていることを特徴とする。

本発明によれば、囲壁の上面に形成した窪み部が溢れた充填材を吸収するため、充填材が外部に溢れて外観不良を引き起こすことを低減することができる。また、窪み部よりもケース外縁方向にあるネジ穴などに充填材が付着する事態も防止できる。

請求項６記載の発明では、リアクトルは、ダストコアと中心軸の間にダストコアよりも熱伝導率に優れる金属からなる中軸部を有することを特徴とする。

本発明によれば、リアクトル装置のダストコアはダストコアよりも熱伝導率が高い金属と接しているため、リアクトルの効率的な放熱を達成することができる。

図１に本発明の実施例に係るリアクトル装置の縦断面図を示す。

リアクトル装置１は、コイル１３とダストコア１４とからなるリアクトル１２をケース１１の内側に収容して形成される。本発明で用いられるリアクトル１２は、別途金型で成形してから、ケース１１内に入れられる。リアクトル１２をケース１１内に固定し、かつ、リアクトル１２からの熱をケース１１に放熱するために、ケース１１とリアクトル１２の間には、熱伝導性及び接着力に優れた充填材１５が塗布される。

リアクトル１２は、通電により磁束を発生させるコイル１３と、コイル１３が発生した磁束の磁路となるダストコア１４と、を備える。ダストコア１４とは磁性粉末を混入させた樹脂のことであり、コイル１３の内側と外側に充填される。リアクトル１２は、コイル１３の線材端部の両端がダストコア１４から突出しており、線材端部の両端は端子部２４として、電子機器との接続に用いられる。また、リアクトル１２は、ダストコア１４の内側にダストコア１４よりも熱伝導率に優れる金属からなる中軸部２１と、コイル１３の中心軸方向に延びる穴が形成された中空部２２とを有する。中軸部２１は、ダストコア１４と、中空部２２とに囲まれる。中軸部２１は、逆凹型で中心軸方向に下方が大きく開口しており、コイル１３の開口している部分が中空部２２となる。中軸部２１は、アルミニウム等の放熱性の高い金属材からなり、リアクトル１２の熱を吸収する。そして、中空部２２の上方にねじ穴を通す貫通穴２３が形成される。

ケース１１は、上面が開口し、底面３１と側面を形成する囲壁３２とを有し、底面３１と囲壁３２に取り囲まれるように、リアクトル１２がケース１１内に収容される。ケース１１の底面３１からは、中空部２２に対面する中芯部３３が上方に伸びる。充填材溜まり部４２の側面を構成する中芯部３３の外周は接着部４１との接触面を構成する中芯部３３の外周よりも短くなっており、外周を短くした形状が、後述する充填材溜まり部４２を形成する。中芯部３３はリアクトル１２の中心軸と嵌め合わせるために設けられているため、ケース１１の外縁よりもケース１１の中央寄りに形成される。中芯部３３の頂部３４には、下方を向くねじを取り付け用のねじ穴３５を形成する。

リアクトル１２をケース１１に収容した後の形状について説明する。中芯部３３は中空部２２と対面し、ケース１１とリアクトル１２の間に位置する接着部４１には充填材１５が塗布される。ケース１１の中芯部３３には、リアクトル１２の中空部２２が嵌め込まれ、ケース１１内側にリアクトル１２が収容される。充填材１５は、接着性や熱伝導性に優れた低弾性材料が用いられ、リアクトル１２のケース１１への固定や放熱性確保のために使用される。

ケース１１の中芯部３３とリアクトル１２の中空部２２に挟まれる領域は、下方は接着部４１からなり、上方は充填材１５をためる充填材溜まり部４２となる。充填材溜まり部４２は接着部４１よりも中空部２２の内周面と中芯部３３の外周面との距離が大きくなっている。この充填材溜まり部４２は、中芯部３３の外周は上方が下方よりも短いことに起因して、形成される。また、中空部２２の上方の内周を下方よりもを長くすることによっても、充填材溜まり部４２を形成することができる。また、中芯部３３を上に長く形成しているため、リアクトル１２とケース１１の接触面積が増え、放熱性の向上する。

本発明における充填材溜まり部４２は、コイル１３の中心軸付近に形成されているため、充填材溜まり部４２の存在がリアクトル１２の磁束の通り道を乱すことなく、リアクトル１２からの圧力を受けた充填材１５を充填材溜まり部４２に吸収することができる。

充填材１５を用いてケース１１とリアクトル１２を接着した後に、リアクトル１２の貫通穴２３とケース１１のねじ穴３５に同一のねじが取り付けられる。充填材１５とねじの両方を併用することで、接着力を高めることができるが、ねじを用いず、充填材１５のみを用いてもよい。

リアクトル１２の圧力によって、充填材１５が中芯部３３の上方に這い上がる。しかし、充填材溜まり部４２がねじ穴３５への樹脂の這い上がりを防止することができる。また、底面３１から頂部３４までの高さは貫通穴２３の長さよりも長く設計されているため、頂部３４に形成されたねじ穴３５に充填材１５が付着する事態を低減する。

さらに、ケース１１の囲壁３２の上面は、下方に窪む窪み部５０を有する。この窪み部５０は、ケース１１の内側にリアクトル１２を収容した際に、リアクトル１２の圧力により、囲壁３２を超えてしまった充填材１５が外部に溢れることを防止し、外観不良の発生を抑制することができる。特に囲壁３２上面にねじ穴がある場合には、ねじ穴からみて、ケース１１内側方向に窪み部５０を形成することでねじ穴への充填部材の付着を防止することができる。

本発明の実施例１に係るリアクトル装置の縦断面図である。

符号の説明

１ リアクトル装置
１１ ケース
１２ リアクトル
１３ コイル
１４ ダストコア
１５ 充填材
２１ 中軸部
２２ 中空部
２３ 貫通穴
２４ 端子部
３１ 底面
３２ 囲壁
３３ 中芯部
３４ 頂部
３５ ねじ穴
４１ 接着部
４２ 充填材溜まり部
５０ 窪み部

Claims (6)

1. 通電により磁束を発生するコイルと、前記コイルの内側及び外周に充填された磁性粉末混合樹脂からなるダストコアと、を備えたリアクトルと、
   底面と、前記底面から立ち上がる囲壁と、を備え、前記底面と前記囲壁とによって前記リアクトルを取り囲むケースと、
   前記リアクトルと前記ケースとの間に充填された充填材と、を有するリアクトル装置において、
   前記リアクトルは、前記コイルの中心軸方向に延びる穴が形成された中空部を有し、前記ケースは、前記中空部に対面する中芯部を有するものであって、
   前記中空部の内周面と前記中芯部の外周面との間に、前記充填材が充填される接着部と、前記接着部よりも上方において前記接着部よりも前記中空部の内周面と前記中芯部の外周面との距離が大きい充填材溜まり部とを設けたことを特徴とするリアクトル装置。
2. 前記充填材溜まり部の側面を構成する前記中芯部の外周は前記接着部との接触面を構成する前記中芯部の外周よりも短いことを特徴とする請求項１記載のリアクトル装置。
3. 前記充填材溜まり部の側面を構成する前記中空部の内周は前記接着部との接触面を構成する前記中空部の内周よりも長いことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のリアクトル装置。
4. 前記中芯部は、前記充填材溜まり部に収容される前記充填材の上面よりも上方に位置する頂部と、前記頂部から下方に向けて形成されるねじ穴と、を有し、前記中空部は、前記ねじ穴に対面する貫通穴を有するものであって、前記貫通穴を介して前記ねじ穴に締結されるボルトを備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のリアクトル装置。
5. 前記ケースは、前記囲壁上面において下方に窪む窪み部を設けている
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のリアクトル装置。
6. 前記リアクトルは、前記ダストコアの内側に前記ダストコアよりも熱伝導率に優れる金属からなる中軸部を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のリアクトル装置。

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