JP2018182183A - Reactor and reactor bobbin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はリアクトルとリアクトル用のボビンに関する。 The present invention relates to a reactor and a bobbin for the reactor.
リアクトルは、インダクタを利用した受動素子であり、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車などのモーター駆動系を有する車両において、バッテリー電圧を昇圧するための電圧コンバーターなどに使用される。また、電気自動車やプラグイン・ハイブリッド車などの外部充電が可能な電動車両に対する非接触給電技術の開発が進められており、この非接触給電装置にもリアクトルが使用される。なお、外部充電が可能な電動車両は、車両の下に設置される非接触給電装置からの電力によって自身に搭載されたバッテリーを充電することから、非接触給電装置には薄型化が求められる。そのため、この非接触給電装置には薄型のリアクトル(以下、薄型リアクトルとも言う)が用いられることになる。もちろん、電動車両用の非接触給電装置に限らず、薄型の各種機器にも薄型リアクトルが使用される。 The reactor is a passive element using an inductor, and is used, for example, in a vehicle having a motor drive system such as a hybrid car or an electric car, as a voltage converter for boosting a battery voltage. In addition, noncontact power feeding technology for electrically powered vehicles such as electric vehicles and plug-in hybrid vehicles is being developed, and a reactor is also used in this noncontact power feeding device. In addition, since the electrically powered vehicle capable of external charging charges the battery mounted on itself by the power from the noncontact power feeding device installed under the vehicle, the noncontact power feeding device is required to be thinner. Therefore, a thin reactor (hereinafter, also referred to as a thin reactor) is used for this non-contact power feeding device. Of course, thin reactors are used not only for non-contact power feeding devices for electric vehicles, but also for various thin devices.
図1に薄型リアクトルのコア10の一例を示した。図1に示したコア10は、二つのフェライトからなるE型コア(10a、10b)を対向配置させてなるEE型のコア10である。そして、二つのE型コア(10a、10b)は、外脚11の端面同士がつきあわされ、中脚12の端面同士がギャップ13を有して対面している。ここで、各脚(11、12)の延長方向、すなわち二つのE型コア(10a、10b)の対向方向を上下方向(あるいは高さ方向)とするとともに、各E型コア(10a、10b)は中脚12に対して外脚11が左右対称に形成されていることとして左右方向を規定し、上下、左右の各方向に直交する方向を前後方向とする。
An example of the
E型コアの各脚は短く、前後方向から見ると上下方向に扁平で左右に幅広の磁路が形成される。上下方向から見ると、矩形平板状の部位(以下、ベース部とも言う)において、前後方向に延長して対向する二辺に沿って外脚が形成され、中脚がその二辺の中間に外脚と平行に形成されている。 Each leg of the E-shaped core is short, and when viewed from the front and rear direction, a magnetic path which is flat in the vertical direction and wide in the left and right direction is formed. When viewed from the up and down direction, in the rectangular flat plate-like portion (hereinafter also referred to as the base portion), the outer legs are formed along the two opposing sides extending in the front-rear direction, and the middle leg is outer at the middle of the two sides It is formed parallel to the legs.
図2は、図1に示したコア10を備えた薄型リアクトル101における巻線21の巻回状態を示す図である。なお以下では、図中に示したように、便宜的に、上下前後左右のそれぞれの方向を規定することとする。そして図2(A)は薄型リアクトル101を上方から見たときの平面図であり、図2(B)は図2(A)におけるa−a矢視断面図である。また、図2(C)は薄型リアクトル101を後方から見たときの背面図であり、図2(D)は図2(A)におけるb−b矢視断面図である。図2(A)に示したように、図示した薄型リアクトル101は、巻線21の巻き始め部分21aが前方から後方に向かってコア10の領域内に導入されて中脚12を巻軸として巻回された後、巻き終わり部分21bが後方から前方に向かって導出されている。また、この例では、巻軸の周りに1本分の巻線が渦巻き状に巻回されて、1層のコイル20が形成されている。もちろん、巻線21が細ければ、2層以上のコイル20が形成されていてもよい。いずれにしても巻線21は、コア10において、上下方向に狭小な中脚12の高さにわたって巻回されている。なお、薄型リアクトルについては以下の非特許文献1にも記載されている。
FIG. 2 is a view showing a winding state of the winding 21 in the thin-
上述したように薄型リアクトルは、上下に扁平なコアの中脚に巻線を巻回するため、巻線が太い場合、一般的なコイルのように螺旋状に巻線を多数の層にわたって巻回することが難しい。とくに上述した非接触給電装置など、大電流(例えば、40A)を扱う薄型リアクトルでは、巻線に径が大きな「電線」を用い、その電線を巻軸に対して1層のコイルが形成されるように渦巻き状に巻回することになる。したがって、図2に示したように、巻線はコアの前後方向に大きくはみ出すことになる。すなわち、従来の薄型リアクトルは上下方向への薄型化と引き替えに前後方向のサイズが大きくなる。また、コアの前後にはみ出した巻線はコアが配置されている領域から遠いため、インダクタンス値が低下するという問題もある。さらに、巻数が同じであれば、渦巻き状に巻回された巻線の長さは、螺旋状に巻回された巻線よりも長くなり直流抵抗値も増大する。 As described above, since the thin reactor winds the winding around the middle leg of the flat core at the top and bottom, when the winding is thick, the winding is wound around multiple layers in a spiral like a general coil. It is difficult to do. Especially in thin reactors handling large currents (for example, 40A), such as the non-contact power supply described above, a "wire" with a large diameter is used for the winding, and the wire is formed into a single-layer coil with respect to the winding axis It will be wound like a spiral. Therefore, as shown in FIG. 2, the winding is greatly extended in the longitudinal direction of the core. That is, the size of the conventional thin-type reactor increases in size in the front-rear direction in exchange for thinning in the vertical direction. Further, there is a problem in that the inductance value is reduced because the windings protruding to the front and back of the core are far from the region where the core is disposed. Furthermore, if the number of turns is the same, the length of the spirally wound winding is longer than that of the spirally wound winding, and the DC resistance also increases.
そこで本発明は、前後方向のサイズが小さく、巻線がコアの近傍に巻回され、巻線の長さも短くすることができる薄型のリアクトルとそのリアクトルに用いられるボビンを提供することを目的としている。 Then, this invention aims at providing the bobbin used for the thin reactor in which the size of the front-back direction is small, the winding is wound in the vicinity of the core, and the length of the winding can be shortened. There is.
上記目的を達成するための本発明の一態様は、中脚にギャップを備えたコアと、前記中脚を巻軸として巻線が巻回されてなるコイルとを備えたリアクトルであって、
前記コアは、上下方向に扁平で、左右方向と前後方向を面とした矩形平板状のベース部の左右両端に前後方向に延長する外脚を備えるとともに、前記中脚が左右中央に前後方向に延長して形成されてなり、
前記巻線は、上下方向から見て、前記コアが配置されている領域内で前記中脚の周囲に巻回されているとともに、巻回途上から前記コアの領域外に導出される巻線が前記ベース部の前後端面に沿って左右方向に案内されている、
ことを特徴とするリアクトルとしている。
One aspect of the present invention to achieve the above object is a reactor including a core having a gap in an intermediate leg, and a coil formed by winding a winding with the intermediate leg as a winding axis,
The core is flat in the vertical direction, and has outer legs extending in the front and rear direction at the left and right ends of a rectangular flat base having a horizontal direction and the front and rear direction, and the middle leg is in the front and rear direction in the horizontal center It is extended and formed,
The winding is wound around the middle leg in a region where the core is disposed, as viewed from the upper and lower direction, and a winding drawn out of the region of the core from the middle of winding is the winding. It is guided in the lateral direction along the front and rear end faces of the base portion,
The reactor is characterized by
また、上下に扁平な箱状で、上下両面を連絡して前記コアの前記中脚が挿通される孔が形成されたボビンを備え、
前記ボビンは、左右の側面に前記孔の左右の内面を底面とした溝が形成されているとともに、前後両面に前記巻線を所定の上下位置で左右方向に案内するガイド部を備え、
前記ガイド部は、前記巻線を前記中脚の上端と下端との間の上下位置にて所定の左右幅の範囲内で案内する第1のガイド部と、前記コアのベース部の前後端面に対応する上下位置にて前記巻線を前記ボビンの左右幅にわたって案内する第2のガイド部とを有し、 前記巻線は、前記巻き始めから前記溝と前記第1のガイド部に沿って巻回された後、前記第2のガイド部に沿って前記コアの上方のベース部の前後両端面、および下方のベース部の前後両端面に沿って巻回されている、
ことを特徴とするリアクトルとすることもできる。
In addition, it has a flat box shape in the upper and lower sides, and a bobbin formed by connecting the upper and lower surfaces and through which the middle leg of the core is inserted,
The bobbin has grooves formed on the left and right sides with bottom surfaces on the left and right sides of the hole as bottom surfaces, and also includes guide portions for guiding the winding in the left and right directions at predetermined vertical positions on both front and rear surfaces.
The guide portion is a first guide portion for guiding the winding in a range of predetermined lateral width at the upper and lower positions between the upper end and the lower end of the middle leg, and the front and rear end surfaces of the base portion of the core And a second guide portion for guiding the winding over the lateral width of the bobbin at corresponding upper and lower positions, the winding being wound along the groove and the first guide portion from the winding start After being turned, it is wound along the second guide portion along the front and rear end faces of the upper base portion of the core and along the front and rear end faces of the lower base portion.
It can also be set as the reactor characterized by the above.
前記第1のガイド部は、所定の左右幅を有して前後方向に突出して上下方向で対面する一対の舌片により構成され、
前記第2のガイド部は、前後方向に法線を有して左右方向に延長して前記コアのベース部の前後端面に当接する壁部と、当該壁部の上縁辺および下縁辺から前方に庇状に突出する上下一対のガイド板を備え、
上方の前記ガイド板と上方の前記舌片、および下方の前記ガイド板と下方の前記舌片とによって当該第2のガイド部が構成されている、
ことを特徴とするリアクトルとしてもよい。
The first guide portion is constituted by a pair of tongue pieces which have a predetermined lateral width, project in the front-rear direction, and face in the vertical direction.
The second guide portion has a normal in the front-rear direction, extends in the left-right direction, and is in contact with the front and rear end faces of the base portion of the core, and from the upper edge and the lower edge of the wall forward It has a pair of upper and lower guide plates that project like a bowl,
The second guide portion is configured by the upper guide plate and the upper tongue piece, and the lower guide plate and the lower tongue piece.
It is good also as a reactor characterized by the above.
さらに、前記ボビンは、前記巻線の巻き始め部分を保持して当該巻線を前記溝内に導入する巻線導入部と、前記巻線の巻き終わり部分を保持して当該巻線を外方の所定の方向に導出する巻線導出部とを備え、
前記巻線導入部は、前後いずれかのガイド部に形成されて、上下一対の第2のガイド部を構成する前記ガイド板と前記舌片の所定の左右位置に形成された切欠からなり、
前記巻線導出部は、前後いずれかのガイド部に形成されて、上方あるいは下方の前記ガイド板に形成された切欠からなる、
ことを特徴とするリアクトルとすることもできる。
Furthermore, the bobbin holds a winding start portion of the winding and introduces the winding into the groove, and a winding end portion of the winding holds the winding outward. And a winding lead-out portion for leading in a predetermined direction of
The winding introduction portion is formed on any one of the front and rear guide portions, and includes a guide plate which constitutes a pair of upper and lower second guide portions and a notch formed at a predetermined left and right position of the tongue piece.
The winding lead-out portion is formed on any one of the front and rear guide portions, and includes a notch formed on the upper or lower guide plate.
It can also be set as the reactor characterized by the above.
上記いずれかに記載のリアクトルにおいて、
前記巻線は、並列接続された2本以上の複数の巻線からなり、当該2本以上の複数の巻線のそれぞれが、上下中央位置にて内周側と外周側とを維持して巻回された後、前記2本以上の複数の巻線の総延長が等しくなるように、前記第2のガイド部によって案内される途上で内周側と外周側とが入れ替わっている、
ことを特徴とするリアクトルとすることもできる。
In the reactor described in any of the above,
The winding comprises two or more windings connected in parallel, and each of the two or more windings maintains the inner and outer circumferential sides at the upper and lower center positions. The inner circumferential side and the outer circumferential side are interchanged on the way of being guided by the second guide portion so that the total extension of the two or more plurality of windings becomes equal after being turned,
It can also be set as the reactor characterized by the above.
中脚にギャップを備えたコアと、前記中脚を巻軸として巻線が巻回されてなるコイルとを備えたリアクトル用のボビンも本発明の範囲であって、当該ボビンは、
上下に扁平な箱状で、上下両面を連絡しつつ前後方向に延長して前記コアの前記中脚が挿通される孔と、当該孔の左右の内面を底面として左右の側面に形成された溝と、前後両面にて前記巻線を所定の上下位置で左右方向に案内するガイド部を備え、
前記ガイド部は、前記巻線を前記中脚の上端と下端との間の上下位置にて所定の左右幅の範囲内で案内する第1のガイド部と、前記コアのベース部の前後端面に対応する上下位置にて前記巻線を前記ボビンの左右幅にわたって案内する第2のガイド部とを有している、
ことを特徴とするリアクトル用ボビンとしている。
A bobbin for a reactor comprising a core having a gap in the middle leg and a coil formed by winding a winding with the middle leg as a winding shaft is also within the scope of the present invention, and the bobbin is
It is a flat box shape up and down, extending in the front and back direction while connecting both the upper and lower sides, a hole through which the middle leg of the core is inserted, and a groove formed on the left and right side surfaces And a guide portion for guiding the winding in the left and right directions at predetermined vertical positions on both front and rear sides,
The guide portion is a first guide portion for guiding the winding in a range of predetermined lateral width at the upper and lower positions between the upper end and the lower end of the middle leg, and the front and rear end surfaces of the base portion of the core And a second guide for guiding the winding over the width of the bobbin at corresponding upper and lower positions.
It is set as the bobbin for reactors characterized by the above.
本発明に係るリアクトルは、コアの配置領域からコイルがはみ出す幅を小さくすることができ、薄型化とともに小型化を達成することができる。またコイルの巻線がコアの近傍に巻回されるため、インダクタンス値の低下を抑制することができる。また、巻線の直流抵抗値を低下させることができ、リアクトルの損失を低減させることができる。 The reactor which concerns on this invention can make small the width | variety which a coil protrudes from the arrangement | positioning area | region of a core, and it can achieve size reduction with thickness reduction. Further, since the winding of the coil is wound in the vicinity of the core, it is possible to suppress a decrease in the inductance value. Further, the DC resistance value of the winding can be reduced, and the loss of the reactor can be reduced.
本発明に係るリアクトル用ボビンによれば、本発明に係るリアクトルにおけるコイルの巻線を容易に巻回することができる。また、その巻線の巻回状態を確実に固定することができ、コアと巻線との間の絶縁性能を強化し、耐電圧性能の向上を図ることができる。なお、その他の効果については以下の記載で明らかにする。 According to the bobbin for reactor according to the present invention, the winding of the coil in the reactor according to the present invention can be easily wound. In addition, the winding state of the winding can be reliably fixed, the insulation performance between the core and the winding can be strengthened, and the withstand voltage performance can be improved. Other effects will be clarified in the following description.
本発明の実施例について、以下に添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明に用いた図面において、同一または類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。図面によっては説明に際して不要な符号を省略することもある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings used in the following description, the same or similar parts may be denoted by the same reference numerals and redundant description may be omitted. In the drawings, unnecessary reference numerals may be omitted depending on the drawing.
===第1の実施例===
第1の実施例に係るリアクトルとして、本発明の全ての実施例に係るリアクトルに共通する基本構造を備えた薄型リアクトルを挙げる。図3に第1の実施例に係るリアクトル1aの構造を示した。なお、図3を含めた以下の各図においても、上記図1、図2において規定した上下前後左右の各方向を採用することとする。そして図3(A)は第1の実施例のリアクトル1aを上方から見たときの平面図であり、図3(B)は、図3(A)におけるc―c矢視断面図である。図3(C)は、リアクトル1aを後方から見たときの正面図であり、図3(D)は、図3(A)におけるd−d矢視断面図である。
=== First Example ===
As a reactor which concerns on a 1st Example, the thin-shaped reactor provided with the basic structure common to the reactor which concerns on all the Examples of this invention is mentioned. FIG. 3 shows the structure of the
図3(A)に示したように、リアクトル1aは、図1に示した従来の薄型リアクトル101と同様に、図中で太い点線の矢印で示したように、上方から見て反時計回りに巻線21がコア10の中脚12の周囲に巻回されている。しかし、コア10が配置されている領域に対し、コイル20が前後方向に大きく突出しておらず、従来の薄型リアクトル101に対して前後方向のサイズが小さくなっている。
As shown in FIG. 3 (A),
第1の実施例に係るリアクトルは、図3の(B)と(C)に示したように、巻線21にはコアの中脚12が配置される上下中央の領域にのみ巻回される部分21cと、外脚11と中脚12を接続する矩形平板状の部位(以下、ベース部14とも言う)の前後の端面15に沿って配置される部分(21d、21e)とがある。図3(C)を参照すると、ベース部14の前後の端面15に沿って配置されている巻線21の部分(21d、21e)は、図中、鎖線矢印で示したように、コア10の外方に導出されたのち上下いずれかの方向に屈曲された上でベース部14の端面15に沿って案内されている。そして、上下他方の方向に再度屈曲された後、コア10の内方に案内されて再度巻軸となる中脚12の周りに巻回される。すなわち図3(D)に示したように、コア10の配置領域内では、中脚12を巻軸とした1層分のコイル20が形成されている。
As shown in (B) and (C) of FIG. 3, the reactor according to the first embodiment is wound around the winding 21 only in the upper and lower center region where the
このように本実施例のリアクトル1aによれば、コア10の配置領域外では巻線21が多層巻構造(この例では3層構造)となっているため、従来の薄型リアクトル101に対し、コア10の配置領域外における巻線21の前後方向への突出幅wが短くなり、リアクトル1aの前後方向のサイズを小さくすることができる。また、巻線21が全長にわたってコア10の領域近傍に巻回されるため、巻線21とコア10との結合率が上がり、漏れ磁束が少なくなる。すなわち、インダクタンス値の低下を抑制することができる。さらに、巻線21がコア10の領域に近傍に巻回されるため、巻線21の全長も短くなり、抵抗値も低くなり、コイルの損失を低減できる。
As described above, according to the
===第2の実施例===
本発明の第1の実施例に係るリアクトル1aは、巻線21の一部がコア10の配置領域外でベース部14の前後の端面15に沿って配置されているという基本構造を有している。コア10の配置領域外において巻線21を所定の上下位置で固定するためには、テープを用いたり、巻線21を樹脂などでモールドしたりすればよい。しかし、巻線21を固定するための煩雑な工程が別途必要なことから、ボビンを利用することが考えられる。そこで、本発明の第2の実施例に係るリアクトルとして、巻線21をコア10におけるベース部14の前後端面15に容易で固定できるボビンを備えた薄型リアクトルを挙げる。
=== Second Example ===
The
図4に第2の実施例に係るリアクトル1bの斜視図を示した。上下方向に扁平な二つのE型コア(10a、10b)がボビン30を上下方向から狭持するように配置されている。そして、巻線21の巻き初め部分21aがボビン30に導入され、巻線21の巻き終わり部分21bがボビン30から導出されている。巻線21は、ボビン30の巻軸の周囲に巻回される途上で、その一部(21d、21e)が、ベース部14の前後の端面15に沿うように左右方向に案内されている。そして、ボビン30の前後の端部には、巻線21が巻回途上でコア10の配置領域外に導出されたときに、その巻線21を所定の上下位置にて左右方向に案内するガイド部40が形成されている。また、第2の実施例に係るリアクトル1bでは、ボビン30における前方のガイド部40aに、巻線21の巻き始め部分21aおよび巻き終わり部分21bを所定の位置からボビン30に導入、およびボビン30から導出するための切欠(47a〜47c)が形成されている。
The perspective view of the
図5は第2の実施例に係るリアクトル1bにおけるボビン30とコア10の配置状態を示す図である。ボビン30は上下に扁平な矩形平板状で、そのボビン30が上方と下方から上下に扁平なE型コア(10a、10b)によって狭持されている。なお、図5に例示するコア10は、全体で、前後長が約15cm、左右幅が約10cmもある。そして、この程度の大きさの平面領域を有するコア10を一体成形することが難しいことから、この例では、ボビン30の上方と下方に配置されるE型コア(10a、10b)が、それぞれ前後方向に4分割されている。
FIG. 5 is a view showing the arrangement of the
図6と図7にボビン30の構造を示した。図6(A)は、ボビン30を左上後方から見たときの斜視図であり、図6(B)はボビン30を左上前方から見たときの斜視図である。また、図7(A)はボビン30を上方から見たときの平面図であり、図7(B)は、ボビン30を後方から見たときの背面図である。そして、図7(C)はボビン30を右方から見たときの側面図である。以下、図4〜図7を参照しつつ、第2の実施例に係るリアクトル1の具体的な構造について説明する。
The structure of the
図6に示したように、ボビン30は、上下に扁平な矩形平板状で、左右の側面に前後方向に延長する溝31が形成されている。またボビン30には、前後方向に延長して上面と下面を連絡する帯状の平面形状を有する孔32が形成されており、ボビン30は、上方と下方から上下に扁平なE型コア(10a、10b)によって狭持されたとき、図5に示したように、コア10の中脚12が上記の孔(以下、中脚挿通孔32とも言う)に挿入される。そして、図7の(A)と(C)に示したように、中脚挿通孔32における左右の内面33と溝31の底面34とは共通の壁部35で形成されて、互いに表裏の関係となっている。
As shown in FIG. 6, the
またガイド部40は、上下中央の位置に配置される巻線部分(図3と図4、符号21c)を案内する第1のガイド部41と、コア10の上方と下方のそれぞれのベース部14の前後端面15に沿う位置に配置される巻線部分(図3と図4、符号21d、21e)を左右方向に案内する第2のガイド部42とによって構成されている。
The
図5〜図7に示したように、ガイド部40は、ボビン30の前後の上端側と下端側にて前後方向にボビン30の左右幅にわたって庇状に突出する上下一対のガイド板43と、中脚12の上端と下端のそれぞれに対応する位置から前後方向に舌片状に突出する上下一対のガイド片44とで構成されている。なお、ガイド板43は、前後方向を法線とした壁面37の上縁辺および下縁辺に形成されており、コア10は、中脚12が中脚挿通孔32に挿通されつつ、ベース部14の前後端面15がこの壁面37に当接することでボビン30に装着される。
As shown in FIGS. 5 to 7, the
ガイド片44は、図7の(A)と(C)に示したように、左右中央に所定の左右幅にわたって形成されている。なお、ガイド片44の左右幅は、所定の太さの巻線21を中脚挿通孔32の周囲に所定の回数だけ巻回したときの幅となるように設定されている。そして、上下方向で対面する一対のガイド片44によって形成された左右に延長する溝状の間隙が第1のガイド部41となる。また、上方あるいは下方のガイド板43と上方あるいは下方のガイド片44とによって形成された左右に延長する溝状の間隙が第2のガイド部42となる。
As shown in (A) and (C) of FIG. 7, the
巻線21は、巻き始めの部分21aから第1のガイド部41によって案内されながらガイド片44の左右幅になるまで巻回される。巻線21がその巻回途上でガイド片44の左右幅を超えた際には、巻線21は、コア10の配置領域36から外方に導出されつつ上方あるいは下方に屈曲された後、上方あるいは下方の第2のガイド部42に案内されて、ガイド片44の左右の端部にて下方あるいは上方に屈曲された後、溝31内に導入される。
The winding 21 is wound up to the left-right width of the
なお、第2の実施例に係るリアクトル1bでは、図4に示したように、巻線21は、巻き始めの部分21aにおいて上前方から溝31の底面34に沿ってコア10の配置領域36内に導入されるとともに、巻き終わり21bにおいて上前方に向かって右方の溝31の開口端側から導出されている。そして、図4、図6(B)、図7(A)に示したように、前方のガイド部40aには、ガイド板43aやガイド片44aに設けられた切欠(47a〜47c)によって、巻線21の巻き始め部分21aを、所定の方向からボビン30の溝31内に案内するように保持する巻線導入部45と、巻線21の巻き終わり部分21bを、ボビン30の外方の所定方向に案内するように保持する巻線導出部46とが形成されている。具体的には、前方のガイド部40aにおける上方のガイド板43aと上方のガイド片44aの溝31の底面に沿う同じ左右位置に切欠(47a、47b)が設けられており、この切欠(47a、47b)によって巻線導入部45が形成され、巻線21の巻き始め部分21aは、これら切欠(47a、47b)によって保持される。
In the
また、前方のガイド部40aにおける上方のガイド板43aの右端側にも切欠47cが形成されており、この切欠47cが巻線導出部46となり、巻線21の巻き終わり部分21bがこの切欠47cによって保持される。なお、リアクトル1bは、各種機器(非接触充電器など)に組み込まれて実際に使用される際には、テープや専用の外装ケースなどを用いてコア10をボビン30に固定している。また、溝31内の余剰空間には緩衝材や樹脂などが充填され、正しい巻回状態にある巻線をより強固に固定したりする。また、コアと巻線間の絶縁性能を強化することもできる。
Further, a
このように、第2の実施例に係るリアクトル1bでは、上述したボビン30を備えることで、コア10に対して前後方向に突出する巻線21を、中脚12に対応する上下中央位置と、ベース部14の前後端面15に対応する上下両端側の位置に円滑に案内しつつ、それらの位置で容易に固定することができる。そのため、リアクトル1bをより安価に提供することが可能となる。また巻線21がボビン30によって保持されているため、巻線21を整然と巻回することができ、個体間での特性バラツキを小さくすることもできる。これに加えて、コアと巻線間にボビンがあることにより、コア-巻線の絶縁を強固なものとすることが可能となり、耐電圧性能を向上することが可能となる。
Thus, in the
===第3の実施例===
大電流を扱うリアクトルでは、巻線の断面積を大きくする必要があり、1本の巻線では径が大きくなり、薄型化が難しくなる。そこで並列接続された2本の巻線を用いて実質的な断面積を変えずに径の太さ、すなわち上下方向の厚さを小さくする場合がある。しかし、2本の巻線で1層のコイルを形成すると、内周側と外周側で巻線の長さが異なってしまい、内周側と外周側の巻線で抵抗値やインダクタンス値が変わってしまう。そのため、意図した特性が得られない可能性がある。そこで本発明の第3の実施例として、2本の巻線を用いつつ、内周側と外周側のコイルの特性の差を小さくすることができるリアクトルを挙げる。
=== Third Example ===
In a reactor that handles a large current, it is necessary to increase the cross-sectional area of the winding, and the diameter of a single winding increases, making it difficult to reduce the thickness. Therefore, in some cases, the diameter thickness, that is, the thickness in the vertical direction may be reduced without changing the substantial cross-sectional area by using two windings connected in parallel. However, when a single-layer coil is formed by two windings, the lengths of the windings differ between the inner and outer circumferential sides, and the resistance value and the inductance value change between the inner and outer circumferential windings. It will Therefore, the intended characteristics may not be obtained. Therefore, as a third embodiment of the present invention, a reactor capable of reducing the difference between the characteristics of the inner and outer coils while using two windings will be described.
図8に第3の実施例に係るリアクトル1cにおける巻線(121a、121b)の巻回手順の一例を示した。ここでは、図8(A)〜(D)の順に巻線(121a、121b)の巻回手順を示した。第3の実施例に係るリアクトル1cは、第2の実施例のリアクトル1bと同じボビン30に並列接続された2本の巻線(121a、121b)を巻回したものである。なお、図8の(A)、(B)にはボビン30と巻線(121a、121b)の位置関係が分かるようにボビン30を図中に示し、図8の(C)、(D)では、巻線(121a、121b)の巻回状態がよく分かるようにボビン30を省略するとともに、第1のガイド部41を経由して1層分のコイル120aとして巻回されている巻線(121a、121b)を簡略化して示した。
FIG. 8 shows an example of a winding procedure of the windings (121a, 121b) in the reactor 1c according to the third embodiment. Here, the winding procedure of winding (121a, 121b) was shown in order of FIG. 8 (A)-(D). The reactor 1c according to the third embodiment is obtained by winding two windings (121a, 121b) connected in parallel to the
まず、図8(A)に示したように、2本の巻線(121a、121b)の巻き始め部分121cを、ボビン30の前方のガイド部40aに形成された巻線導入部45を介してボビンの溝内に導入し、巻線(121a、121b)を中脚挿通孔32の周囲に巻回させる。そして図8(B)に示したように、後方のガイド片44の左右幅に達するまで巻線(121a、121b)を巻回し、第1のガイド部41に沿って巻線(121a、121b)を巻回させてなる1層分のコイル120aを形成する。そして、図8(C)に示したように、第1のガイド部41に巻回し終えた巻線(121a、121b)を、第2のガイド部42に案内させる。このとき第1のガイド部41において内周側にあった巻線121aと外周側にあった巻線121bのそれぞれが外周側と内周側となるように入れ替える。そして、2本の巻線(121a、121b)の総延長が同等となるように、巻線(121a、121b)の巻回途上で適宜に外周側と内周側を入れ替えたのち、巻線導出部46を介して巻線(121a、121b)の巻き終わり部分121dを所定の方向へ導出させる。
First, as shown in FIG. 8A, the winding
以下の表1に、第3の実施例に係るリアクトルの特性を示した。 The characteristics of the reactor according to the third example are shown in Table 1 below.
そして、表1に示したように、入れ替えを行わなかったリアクトルは、総延長が長い外周側の巻線の直流抵抗値が、内周側の巻線の直流提供値より0.28mΩ大きかった。また、インダクタンス値は外周側の巻線の方が4.78μH大きかった。一方、巻線の入れ替えを行った第3の実施例に係るリアクトルでは、直流抵抗値の差が僅か0.1mΩであり、インダクタンス値の差も1.91μHであり、入れ替えを行わなかったリアクトルよりも内周側と外周側の巻線のインダクタンス値の差を大幅に減少させることができた。このように、第3の実施例に係るリアクトルでは、2本の巻線間の直流抵抗値やインダクタンス値の差を小さくすることができ、リアクトルの損失を低減させることが確認できた。 なお、第3の実施例に係るリアクトルについて、外周側の巻線121aと内周側の巻線121bとを入れ替える長さ位置は、巻線(121a、121b)の太さやガイド片44の左右幅などに応じて設定すればよい。もちろん、ボビン30におけるコア10の配置領域36から巻線(121a、121b)が導出される機会ごとに内周側と外周側を入れ替えても、内周側と外周側の巻線の総延長が同じになる。いずれにしても、並列接続された2本の巻線(121a、121b)の総延長が同等となるように、巻回していく途上において、巻線(121a、121b)の外周側と内周側を入れ替えればよい。もちろん、巻線の本数は、2本以上であってもよい。
And as Table 1 showed, the reactor which did not replace | exchanged the direct current resistance value of the winding of the outer periphery side with a long total extension longer than the DC provision value of the winding of an inner peripheral side was 0.28 m ohms. The inductance value of the winding on the outer peripheral side was 4.78 μH greater. On the other hand, in the reactor according to the third embodiment in which the windings were replaced, the difference in DC resistance value was only 0.1 mΩ, and the difference in inductance value was 1.91 μH, and from the reactor which was not replaced. The difference between the inductance values of the windings on the inner and outer circumferential sides could be significantly reduced. As described above, in the reactor according to the third embodiment, the difference between the DC resistance value and the inductance value between the two windings can be reduced, and it has been confirmed that the loss of the reactor can be reduced. In the reactor according to the third embodiment, the length position at which the winding 121a on the outer circumferential side and the winding 121b on the inner circumferential side are interchanged is the thickness of the winding (121a, 121b) and the lateral width of the
===その他の実施例===
上記各実施例ではコアの構造がEE型であったが、中脚にギャップ13を有するコアであれば、EI型など、他の構造のコアであってもよい。
=== Other Examples ===
In each of the above embodiments, the core structure is EE type, but as long as the core has a
第2の実施例において、ボビンのガイド部は、板状あるいは舌片状の突起で形成されていたが、巻線をコアの前後両端にてコアのベース部の前後端面に対応する上下位置、および中脚に対応する上下位置に振り分けて案内させることができれば、どのような構造であってもよい。例えば、図9に示したように、上下一対のガイド片44が形成されている領域の四隅に対応する位置に前後方向に突出するピン(48a、49a、48b、49b)を設け、左右方向で隣接する2本のピン(48aと49a、48bと49b)を一組として、上下二組のピン(48a−49a、48b−49b)に挟まれた上下中央の領域を第1のガイド部41とし、上方の一組および下方の一組の上方および下方を第2のガイド部42とすることもできる。
In the second embodiment, the guide portion of the bobbin is formed of a plate-like or tongue-like protrusion, but the winding is at upper and lower positions corresponding to the front and rear end faces of the base portion of the core at the front and rear ends of the core, Any structure may be used as long as it can be distributed and guided to the upper and lower positions corresponding to the middle legs. For example, as shown in FIG. 9, pins (48a, 49a, 48b, 49b) projecting in the front-rear direction are provided at positions corresponding to the four corners of the region where the pair of upper and
上記各実施例に係るリアクトルでは、巻軸の周りに1層分のコイルが形成され、コアの前後両端側では、上下方向に3本分の導線が案内されるように構成されていたが、細い巻線であれば、第1および第2のガイド部に上下方向に複数本の巻線が配置されていてもよい。 In the reactor according to each of the above embodiments, coils for one layer are formed around the winding axis, and three lead wires in the vertical direction are guided on the front and rear end sides of the core. If the winding is thin, a plurality of windings may be arranged in the vertical direction in the first and second guide portions.
上記各実施例におけるリアクトルでは、巻線が上前方からコアの配置領域内に導入されて、同じ方向に向かって導出されていたが、巻線の導入および導出方向はどの方向であってもよい。また第2の実施例と同様のボビンを用いたリアクトルでは、巻線の導入及び導出位置に応じ、巻線を保持する切欠を形成すればよい。 In the reactor in each of the above embodiments, the winding is introduced from the upper front into the arrangement region of the core and is derived toward the same direction, but the winding may be introduced and derived in any direction. . Further, in the reactor using the same bobbin as that of the second embodiment, a notch for holding the winding may be formed according to the introduction and lead-out position of the winding.
1a,1b,101 リアクトル、10 コア、10a,10b E型コア、11 外脚、12 中脚、13 ギャップ、14 ベース部、15 ベース部の前後端面、20 コイル 21、121a、121b 巻線、30 ボビン、31 溝、32 中脚挿通孔、36 コアの配置領域、40,40a ガイド部、41 第1のガイド部、42 第2のガイド部、43,43a ガイド板、44,44a ガイド片、45 巻線導入部、46 巻線導出部、47a〜47c 切欠 1a, 1b, 101 reactors, 10 cores, 10a, 10b E core, 11 outer legs, 12 middle legs, 13 gaps, 14 bases, 15 base portions, front and rear end faces, 20 coils 21, 121a, 121b windings, 30 Bobbin, 31 groove, 32 middle leg insertion hole, 36 core arrangement area, 40, 40a guide portion, 41 first guide portion, 42 second guide portion, 43, 43a guide plate, 44, 44a guide piece, 45 Winding introduction part, 46 winding lead-out part, 47a to 47c notches
Claims (6)
前記コアは、上下方向に扁平で、左右方向と前後方向を面とした矩形平板状のベース部の左右両端に前後方向に延長する外脚を備えるとともに、前記中脚が左右中央に前後方向に延長して形成されてなり、
前記巻線は、上下方向から見て、前記コアが配置されている領域内で前記中脚の周囲に巻回されているとともに、巻回途上から前記コアの領域外に導出される巻線が前記ベース部の前後端面に沿って左右方向に案内されている、
ことを特徴とするリアクトル。 A reactor comprising: a core having a gap in an intermediate leg; and a coil formed by winding a winding with the intermediate leg as a winding axis,
The core is flat in the vertical direction, and has outer legs extending in the front and rear direction at the left and right ends of a rectangular flat base having a horizontal direction and the front and rear direction, and the middle leg is in the front and rear direction in the horizontal center It is extended and formed,
The winding is wound around the middle leg in a region where the core is disposed, as viewed from the upper and lower direction, and a winding drawn out of the region of the core from the middle of winding is the winding. It is guided in the lateral direction along the front and rear end faces of the base portion,
A reactor characterized by
上下に扁平な箱状で、上下両面を連絡して前記コアの前記中脚が挿通される孔が形成されたボビンを備え、
前記ボビンは、左右の側面に前記孔の左右の内面を底面とした溝が形成されているとともに、前後両面に前記巻線を所定の上下位置で左右方向に案内するガイド部を備え、
前記ガイド部は、前記巻線を前記中脚の上端と下端との間の上下位置にて所定の左右幅の範囲内で案内する第1のガイド部と、前記コアのベース部の前後端面に対応する上下位置にて前記巻線を前記ボビンの左右幅にわたって案内する第2のガイド部とを有し、 前記巻線は、前記巻き始めから前記溝と前記第1のガイド部に沿って巻回された後、前記第2のガイド部に沿って前記コアの上方のベース部の前後両端面、および下方のベース部の前後両端面に沿って巻回されている、
ことを特徴とするリアクトル。 In the reactor according to claim 1,
It has a flat box-like top and bottom, and a bobbin having a hole formed therein for connecting the top and bottom and through which the middle leg of the core is inserted,
The bobbin has grooves formed on the left and right sides with bottom surfaces on the left and right sides of the hole as bottom surfaces, and also includes guide portions for guiding the winding in the left and right directions at predetermined vertical positions on both front and rear surfaces.
The guide portion is a first guide portion for guiding the winding in a range of predetermined lateral width at the upper and lower positions between the upper end and the lower end of the middle leg, and the front and rear end surfaces of the base portion of the core And a second guide portion for guiding the winding over the lateral width of the bobbin at corresponding upper and lower positions, the winding being wound along the groove and the first guide portion from the winding start After being turned, it is wound along the second guide portion along the front and rear end faces of the upper base portion of the core and along the front and rear end faces of the lower base portion.
A reactor characterized by
前記第1のガイド部は、所定の左右幅を有して前後方向に突出して上下方向で対面する一対の舌片により構成され、
前記第2のガイド部は、前後方向に法線を有して左右方向に延長して前記コアのベース部の前後端面に当接する壁部と、当該壁部の上縁辺および下縁辺から前方に庇状に突出する上下一対のガイド板を備え、
上方の前記ガイド板と上方の前記舌片、および下方の前記ガイド板と下方の前記舌片とによって当該第2のガイド部が構成されている、
ことを特徴とするリアクトル。 In the reactor according to claim 2,
The first guide portion is constituted by a pair of tongue pieces which have a predetermined lateral width, project in the front-rear direction, and face in the vertical direction.
The second guide portion has a normal in the front-rear direction, extends in the left-right direction, and is in contact with the front and rear end faces of the base portion of the core, and from the upper edge and the lower edge of the wall forward It has a pair of upper and lower guide plates that project like a bowl,
The second guide portion is configured by the upper guide plate and the upper tongue piece, and the lower guide plate and the lower tongue piece.
A reactor characterized by
前記ボビンは、前記巻線の巻き始め部分を保持して当該巻線を前記溝内に導入する巻線導入部と、前記巻線の巻き終わり部分を保持して当該巻線を外方の所定の方向に導出する巻線導出部とを備え、
前記巻線導入部は、前後いずれかのガイド部に形成されて、上下一方の第2のガイド部を構成する前記ガイド板と前記舌片の所定の左右位置に形成された切欠からなり、
前記巻線導出部は、前後いずれかのガイド部に形成されて、上方あるいは下方の前記ガイド板に形成された切欠からなる、
ことを特徴とするリアクトル。 In claim 3,
The bobbin holds a winding start portion of the winding and introduces a winding into the groove, and a winding end portion of the winding holds the winding outward. And a winding lead-out portion for leading in the direction of
The winding introduction portion is formed in any one of the front and rear guide portions, and includes the guide plate constituting the upper and lower one of the second guide portions and a notch formed at a predetermined left and right position of the tongue piece.
The winding lead-out portion is formed on any one of the front and rear guide portions, and includes a notch formed on the upper or lower guide plate.
A reactor characterized by
前記巻線は、並列接続された2本以上の巻線からなり、当該2本以上の巻線のそれぞれが、上下中央位置にて内周側と外周側とを維持して巻回された後、前記2本以上の巻線の総延長が等しくなるように、前記第2のガイド部によって案内される途上で内周側と外周側とが入れ替わっている、
ことを特徴とするリアクトル。 In the reactor according to any one of claims 2 to 4,
The winding comprises two or more windings connected in parallel, and after each of the two or more windings is wound while maintaining the inner peripheral side and the outer peripheral side at the upper and lower center positions The inner circumferential side and the outer circumferential side are interchanged while being guided by the second guide portion such that the total extension of the two or more windings is equal.
A reactor characterized by
上下に扁平な箱状で、上下両面を連絡しつつ前後方向に延長して前記コアの前記中脚が挿通される孔と、当該孔の左右の内面を底面として左右の側面に形成された溝と、前後両面にて前記巻線を所定の上下位置で左右方向に案内するガイド部を備え、
前記ガイド部は、前記巻線を前記中脚の上端と下端との間の上下位置にて所定の左右幅の範囲内で案内する第1のガイド部と、前記コアのベース部の前後端面に対応する上下位置にて前記巻線を前記ボビンの左右幅にわたって案内する第2のガイド部とを有している、
ことを特徴とするリアクトル用ボビン。 A bobbin for a reactor comprising: a core having a gap in an intermediate leg; and a coil formed by winding a winding with the intermediate leg as a winding axis,
It is a flat box shape up and down, extending in the front and back direction while connecting both the upper and lower sides, a hole through which the middle leg of the core is inserted, and a groove formed on the left and right side surfaces And a guide portion for guiding the winding in the left and right directions at predetermined vertical positions on both front and rear sides,
The guide portion is a first guide portion for guiding the winding in a range of predetermined lateral width at the upper and lower positions between the upper end and the lower end of the middle leg, and the front and rear end surfaces of the base portion of the core And a second guide for guiding the winding over the width of the bobbin at corresponding upper and lower positions.
A bobbin for a reactor characterized by
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