JP2010177439A - Inductor - Google Patents
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Description
本発明は、電気回路に使用されるインダクタに関連し、詳細には筒形状の巻線の空洞部にコアが配置されたインダクタに関する。 The present invention relates to an inductor used in an electric circuit, and more particularly to an inductor in which a core is disposed in a hollow portion of a cylindrical winding.
電気回路において、電圧の昇圧等を行うために、特許文献1に示されるもののようなインダクタが使用されている。インダクタの一例の斜視図を図1に示す。 In an electric circuit, an inductor such as that shown in Patent Document 1 is used to boost a voltage. A perspective view of an example of an inductor is shown in FIG.
図1に示されるように、インダクタ101は、筒形状に形成された巻線110の空洞部に、コア120の足が差し込まれて、接着剤等で両者が一体に固定されたものである。また、コア120には、インダクタ101を電器機器内に取り付けるための取付金具130が固定されている。
As shown in FIG. 1, the
インダクタ101の巻線110に電圧を加えると、巻線を流れる電流により巻線110は発熱する。巻線110の内周面はコア120に密着しているため、巻線110に発生した熱は、コア120に移動し、コア120の表面から自然放熱されるようになっている。
When a voltage is applied to the
従来のインダクタにおいては、上記のように自然放熱により巻線を冷却していた。自然放熱により巻線を十分に冷却するためには、放熱面積を大きくする必要がある。すなわち、コアを大型化して、コア120の表面積を大きくする必要がある。このように、コアを大型化すると、インダクタ全体が大きくなるという問題があった。
In the conventional inductor, the winding is cooled by natural heat dissipation as described above. In order to sufficiently cool the winding by natural heat dissipation, it is necessary to increase the heat dissipation area. That is, it is necessary to enlarge the core and increase the surface area of the
本発明は上記の問題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、巻線を効率よく冷却可能な小型のインダクタを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems. That is, an object of the present invention is to provide a small inductor capable of efficiently cooling a winding.
上記の目的を達成するため、本発明のインダクタは、巻線の外周面に当接し且つコアと一体となっている冷却板と、巻線の内周面とコアの外周面との間に挟み込まれ該巻線を前記冷却板に向けて付勢する付勢手段とを有する。 In order to achieve the above object, the inductor of the present invention is sandwiched between a cooling plate that is in contact with the outer peripheral surface of the winding and integrated with the core, and the inner peripheral surface of the winding and the outer peripheral surface of the core. Biasing means for biasing the winding toward the cooling plate.
本発明のインダクタは、上記のように、巻線に冷却板が接触しているので、巻線に発生した熱は冷却板に逃がすことができるようになっている。そして、ファンなどによって冷却板を強制冷却することにより、冷却板に移動した熱は除去される。本発明のインダクタにおいては、付勢手段によって巻線を冷却板に押しつけているため、巻線に発生した熱を効率よく冷却板に移動させており、巻線は効率よく冷却される。さらに、本発明のインダクタの付勢手段は、巻線の内周面とコアの外周面との間、すなわち巻線の空洞部に配置されるものであるため、インダクタ全体の容積を大きくすることなく、巻線の冷却効率を高めることができる。 In the inductor of the present invention, as described above, since the cooling plate is in contact with the winding, the heat generated in the winding can be released to the cooling plate. And the heat which moved to the cooling plate is removed by forcibly cooling the cooling plate with a fan or the like. In the inductor of the present invention, the winding is pressed against the cooling plate by the urging means, so that heat generated in the winding is efficiently transferred to the cooling plate, and the winding is efficiently cooled. Furthermore, since the biasing means of the inductor of the present invention is arranged between the inner peripheral surface of the winding and the outer peripheral surface of the core, that is, in the cavity of the winding, the volume of the entire inductor is increased. In addition, the cooling efficiency of the winding can be increased.
好ましくは、付勢手段の一部がコアと冷却板との間に挟み込まれることによって、該付勢手段が該コア及び該冷却板に固定される。好ましくは、付勢手段が金属板を折り曲げて形成された板ばねである。さらに好ましくは、金属板が、金属板本体と、該金属板本体をコの字状に切り欠くことによって形成される舌部とを有し、舌部を金属板本体に対して折り曲げることによって板ばねが形成されている。金属板本体が前記コアに当接し、舌部の先端が前記巻線の内周面に当接する構成としてもよい。この場合、一対の舌部が巻線の軸方向に並べて配置される構成とし、さらに、該一対の舌部がその先端の夫々が巻線の軸方向外側を向くように設けられている構成とすることが好ましい。このような構成とすると、一対の舌部の先端同士の間隔を長くとることができ、巻線が付勢部材によって安定して保持される。 Preferably, the urging means is fixed to the core and the cooling plate by sandwiching a part of the urging means between the core and the cooling plate. Preferably, the biasing means is a leaf spring formed by bending a metal plate. More preferably, the metal plate has a metal plate main body and a tongue formed by cutting the metal plate main body into a U-shape, and the plate is formed by bending the tongue with respect to the metal plate main body. A spring is formed. It is good also as a structure which a metal plate main body contact | abuts to the said core, and the front-end | tip of a tongue part contacts the inner peripheral surface of the said coil | winding. In this case, the pair of tongues are arranged side by side in the axial direction of the winding, and the pair of tongues are provided such that each of the tips thereof faces the outside in the axial direction of the winding. It is preferable to do. With such a configuration, the distance between the tips of the pair of tongue portions can be increased, and the winding is stably held by the biasing member.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図2は、本発明の実施の形態のインダクタ(三相リアクトル)の斜視図である。本実施形態のリアクトル1は、コア20の周りに3組の巻線11〜13を配置したものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a perspective view of the inductor (three-phase reactor) according to the embodiment of the present invention. The reactor 1 according to the present embodiment has three sets of
コア20の詳細を説明する。図3は、本実施形態の三相リアクトル1のコア20の斜視図である。図3に示されるように、コア20は、5つのブロック21a、21b及び22a〜cから構成されている。各ブロックは、長方形の断面をもつ棒状の部材である。ブロック21a、21bは、その長軸同士が略平行となるように、長軸に垂直な方向に並べて配置されている。他の3つのブロック22a、22b及び22cは、その長軸方向がブロック21a及び21bの長軸方向と垂直となるよう、ブロック21a、21bの長軸方向に並べて配置されている。このように各ブロックが配置されているので、コア20は全体として「日」字形状となっている。また、ブロック21a及び21bには、ボルト43(図2)を通すための貫通孔21cが形成されている。
Details of the
コア20のブロック21a、21b、22a〜cは、夫々ケイ素鋼の薄板を多数枚積層して形成されたものであり、巻線11〜13に大電流を流しても渦電流が発生しにくくなっている。また、ブロック21a、21bとブロック22a〜cとの間にはエポキシ・ガラスマット積層板等の非磁性体から形成された非磁性体プレート23a及び23bが挟み込まれている。この非磁性体プレート23a及び23bによりコア20のギャップが構成される。なお、コア20のブロック21a、21b、22a〜cは、上記の積層コアに限定されるものではなく、鉄やフェライト等の強磁性体の粉末を圧縮成形して形成する圧粉コア等、他の形態のブロックを使用してもよい。
The
第1、第2及び第3の巻線11、12及び13は、筒形状となっており、その空洞部には夫々コア20のブロック22a、22b及び22cが差し込まれている。巻線11、12及び13夫々の導線の両端は、端子対31、32及び33に接続されており(図2)、この端子対31、32、33を介してリアクトル1は他の電気回路に接続される。
The first, second, and
このように、本実施形態のリアクトル1においては、「日」字形状のコア20のブロック22a〜cに巻線11〜13が差し込まれ、巻線11〜13はその軸が略平行となるように並べて配置される。なお、以下の説明においては、巻線11〜13が並ぶ方向を幅方向(図2中、右上から左下に向かう方向)、巻線11〜13の軸方向を奥行方向(図2中、左上から右下に向かう方向)、幅方向及び奥行方向の双方に垂直な方向を高さ方向(図2中、下から上に向かう方向)とする。
As described above, in the reactor 1 of the present embodiment, the
巻線11〜13の夫々は、その外周面が放熱板40上に接するように配置されている。放熱板40は、巻線11〜13の図2中下側に配置されている。以下、リアクトル1の放熱板40側を下側、その反対側(図2中上側)を上側とする。巻線11〜13に通されているコア20をボルト43にて放熱板40に固定することによって、巻線11〜13は、放熱板40上で保持される。
Each of the
また、リアクトル1を電気回路等に固定するための1対のステー44が、コア20上面の奥行方向両側にボルト43により取り付けられている。
In addition, a pair of
次に、巻線11〜13をコア20に取り付ける手順について説明する。図3に示されるように、コア20は複数のブロック21a、21b、22a〜cを組み合わせることによって形成されている。リアクトル1を組み立てる際に、組み合わせたブロックの相互の配置を保つために、コア20の上側及び下側の面は、夫々平板41及び板ばね42(図2)によって挟まれている。
Next, a procedure for attaching the
図4(a)及び(b)は、夫々平板41及び板ばね42の斜視図である。図4に示されるように、平板41は、基部41aと、基部41aの両端及び中央から延びる3つの端部41bとを有し、全体としてはE字形状を成すプレートである。基部41aには、ボルト43を通すための穴41cが形成されている。
4A and 4B are perspective views of the
また、板ばね42は、基部42aと、基部42aの両端及び中央から延びる3つの端部42bとを有し、全体としてはE字形状を成すプレートである。基部42aには、ボルト43を通すための穴42cが形成されている。板ばね42の端部42bの夫々の略中央には、端部42bにコの字状に切欠42eを入れることによって形成される舌部42dが形成されている。舌部42dは、高さ方向下側に折り曲げられている。
Further, the
次に、リアクトル1を組み立てる手順について説明する。リアクトル1は、最初に主要部(巻線11〜13、コア20、非磁性体プレート23a、23b、平板41及び板ばね42から構成される部分)から組み立てられる。図5は、リアクトル1の主要部の分解図である。先ず、図5に示されるように、組み合わせたブロック21b、22a〜22c、及び非磁性体プレート23bを、上下から平板41及び板ばね42によって挟み込む。次に、ブロック22a〜cを、夫々巻線11〜13の空洞部に差し込む。この時、平板41の端部41b及び板ばね42の端部42bは、それぞれブロック22a〜cと共に巻線11〜13の空洞部を通過して、反対側(図5中左上)から突出する。この平板41及び板ばね42の突出部の間の空間に、ブロック21a及び非磁性体プレート23aを取り付けることによって、ブロック22a〜22cに巻線11〜13が取り付けられた、「日」字形状のコア20が組上がる。
Next, the procedure for assembling the reactor 1 will be described. The reactor 1 is first assembled from main parts (portions composed of the
次いで、コア20を放熱板40に固定するための手順について説明する。図6は、リアクトル1全体の分解図である。図6に示されるように、1対のステー44及び放熱板40には、ボルト43を通すための貫通孔44a及び40aが形成されている。放熱板40の上にコア20及び巻線11〜13を、ステー44を平板41の上に載せ、ボルト43をステー44の貫通孔44a、平板41の穴41c、コア20の貫通孔21c、板ばね42の穴42c(不図示)及び放熱板の貫通孔40aに差し込み、放熱板40の下側から図示しないナットをボルト43にねじ込むことにより、コア20、平板41、板ばね42及びステー44は放熱板40に固定され、これらは一体となる。このとき、平板41及び板ばね42はコア20に密着し、ブロック22a〜c及び非磁性体プレート23a及び23bは、平板41と板ばね42の間で保持され、ブロック21a、21b、22a〜c及び非磁性体プレート23a、23bが一体となる。
Next, a procedure for fixing the core 20 to the
本実施形態においては、巻線に電流を流す際に生じる熱を放熱させるため、巻線11〜13を、その下に配置されている放熱板40に接触させている。
In the present embodiment, in order to dissipate heat generated when a current is passed through the winding, the
次に、巻線を放熱板40に接触させる構造について説明する。図7は、リアクトル1を、巻線11の軸を含み放熱板40に垂直な面で切断した断面図である。図7に示されるように、巻線11の内周面の下側部分11aは、板ばね42の舌部42dと接触している。前述のように、板ばね42は、コア20(ブロック21a、21b)と放熱板40とによって挟まれて固定されている。このため、舌部42dは板ばね42の端部42bに近づく方向に弾性変形し、その反発力によって巻線11は放熱板40に向かって押し付けられる。また、他の巻線12及び13もまた、板ばね42の舌部42dによって放熱板40に押しつけられる。
Next, the structure which makes a coil | winding contact the
前述のように、本実施形態においては、放熱板40に冷却風が当てられ放熱板40が強制冷却されるため、冷却板40の温度は比較的低温に保たれる。そして、板ばね42によって巻線11〜13が放熱板40に押しつけられることにより、各巻線の外周面が放熱板40に密着し、巻線11〜13に発生する熱は効率よく放熱板40に移動する。従って、本実施形態によれば、巻線11〜13を効率よく冷却することができる。また、上記のように、巻線11〜13を冷却板40に押しつけるための板ばね42は、コア20と巻線の空洞部内周面との間に挟み込まれるものであるため、リアクトル全体を大型化することなく、高効率で巻線が冷却されるリアクトルが実現される。
As described above, in the present embodiment, since the cooling air is applied to the
また、図4及び7に示されるように、板ばね42の端部42bの夫々に設けられている一対の舌部42dは、リアクトル1の奥行方向に並べて配置され、夫々の先端がリアクトル1の奥行方向外側に向くよう形成されている。このため、一対の舌部42dの先端が奥行方向内側を向くような構成と比べて、舌部42dの先端同士の間隔を長くとることが出来る。舌部42の先端同士の間隔、すなわち舌部42dと巻線との接触部同士の間隔が比較的短い場合は、舌部42dによる巻線の保持が不安定なものとなるが、本実施形態においては、前述のように接触部同士の間隔を長くとっているため、巻線は安定して保持される。
As shown in FIGS. 4 and 7, the pair of
以上説明した本発明の実施の形態のインダクタは三相リアクトルであるが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、2組の巻線が冷却板上に設けられる単相リアクトルや、巻線が一組のみであるインダクタなど、他の形状のインダクタにおいても、コアの外周面と巻線の内周面の間に板ばね等の付勢部材を挟み込んで巻線が冷却板に押しつけられるようにすることによって、効率よく巻線を冷却可能な小型のインダクタを形成することができる。 Although the inductor of the embodiment of the present invention described above is a three-phase reactor, the present invention is not limited to this configuration. For example, in the case of inductors of other shapes such as a single-phase reactor in which two sets of windings are provided on a cooling plate or an inductor having only one set of windings, the outer peripheral surface of the core and the inner peripheral surface of the windings By sandwiching an urging member such as a leaf spring between the windings so that the windings are pressed against the cooling plate, a small inductor capable of efficiently cooling the windings can be formed.
1 リアクトル
11、12、13 巻線
20 コア
40 冷却板
41 平板
42 板ばね
42a 基部
42b 端部
42d 舌部
42e 切欠
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記巻線の外周面に接触し、且つ前記コアと一体となっている冷却板と、
前記巻線の内周面と前記コアの少なくとも一部の外周面との間に挟み込まれ、該巻線を前記冷却板に向けて付勢する付勢手段と
を有するもの。 An inductor in which at least a part of a core is disposed in a hollow portion of a cylindrical winding,
A cooling plate in contact with the outer peripheral surface of the winding and integral with the core;
And a biasing means sandwiched between the inner peripheral surface of the winding and at least a part of the outer peripheral surface of the core, and biasing the winding toward the cooling plate.
前記舌部を前記金属板本体に対して折り曲げることによって前記板ばねが形成されている
ことを特徴とする請求項3に記載のインダクタ。 The metal plate has a metal plate main body and a tongue formed by cutting the metal plate main body into a U-shape;
The inductor according to claim 3, wherein the leaf spring is formed by bending the tongue portion with respect to the metal plate main body.
前記舌部の先端が前記巻線の内周面に当接する
ことを特徴とする請求項4に記載のインダクタ。 The metal plate body is in contact with the core;
5. The inductor according to claim 4, wherein a tip of the tongue is in contact with an inner peripheral surface of the winding.
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