JP4635982B2 - リアクトル - Google Patents
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Description
コイルに通電してリアクトルを作動させると、これに伴いコイルからジュール熱が発生する。また、コイルの内側及び外周のコア内に磁束が形成されるに伴い、コア内に熱が発生する。これらの発熱により、リアクトルの温度が上昇しすぎると、リアクトルの作動の安定性が損なわれるおそれがある。また、リアクトルの周囲の電子部品の温度上昇を招き、周囲の電子部品の作動安定性を損ねるおそれがある。
その結果、かかるリアクトルを内蔵する電力変換装置等の作動安定性を損ねるおそれがある。
しかしながら、上記冷却器付きリアクトルにおいては、ケースの内壁面が平坦面であって、リアクトルとの接触面積を充分に稼げず、充分な放熱効率が得られないという問題がある。また、ケースに突起部を設けたとしても、鉄心等のコアとその周りに巻回したコイルとからなるリアクトルに対して、接触面積を稼ぐことは困難である。
該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し、
該ケースの内壁面には突起部を形成してなり、
上記突起部は、上記コイルを構成する巻線に近い位置に形成されたものよりも、上記巻線から遠い位置に形成されたものの方が大きく突出していることを特徴とするリアクトルにある(請求項1)。
第2の発明は、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た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し、
該ケースの内壁面には突起部を形成してなり、
上記ケースは、底面部と該底面部の周縁部から立設された側面部とからなり、上記コイルにおける上記底面部に近い側の角部と上記ケースの上記側面部との間に、上記突起部が介在しており、該突起部は上記底面部から立設されていると共にその先端が上記コイルの上記角部よりも上記底面部から遠い位置まで突出した位置に配されていることを特徴とするリアクトル(請求項4)。
上記リアクトルは、磁性粉末混合樹脂からなるコアをケース内に有し、ケースの内壁面に突起部を形成してなる。そのため、上記コイルの外周に充填されたコアに上記突起部が食込むような状態にすることができ、コアとケースの内壁面との間の接触面積を大きくすることができる。その結果、コイルやコアにおいて発熱する熱をケースに放熱しやすくなり、リアクトルの放熱効率を高めることができる。
そして、これにより、コアを充填した後にケースに蓋などを別途設ける必要もないため、生産性の向上、コスト低減を実現することが容易となる。
また、ケースの内側に突起部を設ける分、充填するコアの量を少なくすることができるため、かかる観点からもコスト低減を容易にすることができる。
特に、第1の発明によれば、上記コイルによる磁束の形成を阻害しないようにしつつ、なるべく突起部の突出量を大きくすることができる。これにより、リアクトルの磁気特性を維持しつつ、冷却効率を向上させることができる。
また、第2の発明によれば、上記コイルの角部付近における上記コアの亀裂の発生を防ぐことができる。即ち、仮にコイルの角部とケースの側面部との間に突起部が介在していないと、この部分のコアが熱収縮する際における変位量が大きく、場合によってはコイルの角部付近からコアに亀裂が発生するおそれがある。そこで、コイルの角部とケースの側面部との間に突起部を介在させることにより、コイルの角部とケースの側面部との間におけるコアの熱収縮による変位量を小さくすることができる。これにより、上記コアの硬化時における熱収縮に起因する応力を緩和することができ、コアの亀裂発生を防ぐことができる。
また、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等に用いることができる。
この場合には、側面部からの放熱性を向上させることができる。また、ケースに対するコア及びコイルの固定をより効果的に行うことができる。
この場合には、製造容易なリアクトルを得ることができる。即ち、例えば、ケースを成形するにあたり、雌ネジ状の突起部に対して螺合するような雄ネジ状の型を用いてケースの内壁面を成形する際に、型抜きを容易に行うことができる。
この場合には、底面部からの放熱性を向上させることができる。
これにより、上記コイルによる磁束の形成を阻害しないようにしつつ、なるべく突起部の突出量を大きくすることができる。これにより、リアクトルの磁気特性を維持しつつ、冷却効率を向上させることができる。
この場合には、上記コイルから発熱する熱を効率的に放熱することができる。
この場合には、上記コイルの角部付近における上記コアの亀裂の発生を防ぐことができる。即ち、仮にコイルの角部とケースの側面部との間に突起部が介在していないと、この部分のコアが熱収縮する際における変位量が大きく、場合によってはコイルの角部付近からコアに亀裂が発生するおそれがある。そこで、コイルの角部とケースの側面部との間に突起部を介在させることにより、コイルの角部とケースの側面部との間におけるコアの熱収縮による変位量を小さくすることができる。これにより、上記コアの硬化時における熱収縮に起因する応力を緩和することができ、コアの亀裂発生を防ぐことができる。
この場合には、コイルの内側と外側との双方におけるコアの熱収縮に起因する応力を緩和し、コアの亀裂を一層効果的に防止することができる。
この場合には、上記コイルをケース内に配置する際に、改めて位置決め部材を配置する必要がない。それ故、上記リアクトル作製にあたり、工数を削減することができ、生産性の一層の向上を図ることができる。また、上記突起部が上記コイルに接触することとなるため、コイルの熱を直接ケースに逃がすことが可能となる。その結果、一層放熱性に優れたリアクトルを得ることができる。
本発明の実施例にかかるリアクトルにつき、図1〜図5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た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、ケース4の内壁面には突起部5を形成してある。
突起部5は、コイル2を構成する巻線21に近い位置に形成されたものよりも、巻線21から遠い位置に形成されたものの方が大きく突出している。
複数の突起部5は、円筒形状のコイル2の中心軸とケース4の底面部41との交点を中心に、同心円状に配置してある。そして、中心に配される突起部5の突出量が最も大きく、コイル2の巻線21に近付くほど突出量は小さくなっている。また、突起部5は円柱形状を有している。
また、突起部5は、ケース4の内壁面に接合することにより配設してもよいし、ケース4の内壁面を切削することにより、切削部分の間に形成してもよい。
コア3を構成する磁性粉末混合樹脂は、磁性粉末を樹脂に混入させてなる材料である。そして、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、樹脂としては、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、ケース4及び突起部5は、例えばアルミニウムからなる。なお、突起部5は、必ずしもケース4と同じ材料である必要はないが、熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。
まず、ケース4の底面部41の内壁面に、突起部5を設ける。突起部5は、ケース4とは別部材を底面部41に立設することにより形成してもよいし、底面部41の内壁面を切削加工等することにより形成してもよい。
次いで、ケース4内における所定の位置に、コイル2をセットする。次いで、ケース4内に、磁性粉末混合樹脂液30を注入し、所定加熱温度に所定時間保持して、磁性粉末混合樹脂液30を固化させて、コア3を形成する。
なお、コイル2の巻線端部である引出リード部22は、コア3の外側に突出するようにする。
上記リアクトル1は、磁性粉末混合樹脂からなるコア3をケース4内に有し、ケース4の内壁面に突起部5を形成してなる。そのため、上記コイル2の外周に充填されたコア3に上記突起部5が食込むような状態にすることができ、コア3とケース4の内壁面との間の接触面積を大きくすることができる。その結果、コイル2やコア3において発熱する熱をケース4に放熱しやすくなり、リアクトル1の放熱効率を高めることができる。
そして、これにより、コア3を充填した後にケース4に蓋などを別途設ける必要もないため、生産性の向上、コスト低減を実現することが容易となる。
また、ケース4の内側に突起部5を設ける分、充填するコア3の量を少なくすることができるため、かかる観点からもコスト低減を容易にすることができる。
本例は、図6に示すごとく、突起部5を、ケース4の側面部42の内壁面にも形成した例である。
側面部42に形成した突起部5についても、コイル2の巻線21に近い位置に形成されたものよりも、巻線21から遠い位置に形成されたものの方が大きく突出している。具体的には、本例では、巻線21に対向する位置に形成された突起部5よりも、巻線21に対向していない位置に形成された突起部5の方が、大きく突出している。そして、側面部42の端部に配置された突起部5が最も大きく突出し、内側に向かうにつれ、突起部5の突出量は小さくなる。なお、巻線21に対向する位置に形成された突起部5は、互いに同じ突出量となっていてもよい。
その他は、実施例1と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
ただし、このような型抜きを行う場合には、底面部41に形成した突起部5の形状としては、図3に示すような同心円形状などとする必要がある。あるいは、底面部41の突起部5を、ケース4の成形後に取付ける場合などにも上記の型抜き方法を利用することが可能となる。
本例は、図7に示すごとく、側面部42の突起部5を、ケース4の開口部43に近い位置にのみ形成した例である。
即ち、ケース4の開口部43に近い側のコイル2の端部に対応する位置に、突起部5を形成している。この場合にも、コイル2の巻線21に近い位置に形成された突起部5よりも、遠い位置に形成された突起部5の方が大きく突出している。
その他は、実施例1と同様である。
また、実施例1に比べて、側面部からの放熱性に優れ、また、ケース4からのコア3の抜けを充分に防止することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図8に示すごとく、コイル2を構成する巻線21から遠い位置よりも、巻線21に近い位置に、突起部5を多く形成した例である。
本例においては、ケース4の底面部41に突起部5を複数設けているが、コイル2の巻線21に近い位置に、細い突起部5を高密度に配置している。
その他は、実施例1と同様である。
本例の場合には、コイル2から発熱する熱を効率的に放熱することができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図9に示すごとく、コイル2におけるケース4の底面部41に近い側の角部23とケース4の側面部42との間に、突起部5が介在しているリアクトル1の例である。
また、コイル2の角部23を構成する巻線21部分の内側にも突起部5が配置されている。
これにより、突起部5によって、コイル2の角部23を構成する巻線21部分が、複数の突起部5に挟まれるように両者の間に配されることとなる。
その他は、実施例1と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
また、図10〜図12に示すごとく、突起部5が、ケース4内におけるコイル2の位置を決める位置決め手段としても機能するよう構成されたリアクトル1の例である。
即ち、ケース4の底面部41から、4箇所に略同等の長さの突起部5が形成されている。そして、これらの突起部5の先端にコイル2が載置されている。なお、突起部5の個数はこれに限定されるものではない。
次いで、ケース4内に磁性粉末混合樹脂液30を注入し(図4参照)、これを固化させ、コア3とする(図11)。
その他は、実施例1と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
2 コイル
3 コア
4 ケース
5 突起部
Claims (8)
- 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た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し、
該ケースの内壁面には突起部を形成してなり、
上記突起部は、上記コイルを構成する巻線に近い位置に形成されたものよりも、上記巻線から遠い位置に形成されたものの方が大きく突出してい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、底面部と該底面部の周縁部から立設された側面部とからなり、上記コイルにおける上記底面部に近い側の角部と上記ケースの上記側面部との間に、上記突起部が介在していることを特徴とするリアクトル。
- 請求項2において、上記コイルの角部を構成する巻線部分の内側と外側との双方に上記突起部が配置されていることを特徴とするリアクトル。
- 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た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し、
該ケースの内壁面には突起部を形成してなり、
上記ケースは、底面部と該底面部の周縁部から立設された側面部とからなり、上記コイルにおける上記底面部に近い側の角部と上記ケースの上記側面部との間に、上記突起部が介在しており、該突起部は上記底面部から立設されていると共にその先端が上記コイルの上記角部よりも上記底面部から遠い位置まで突出した位置に配されてい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、底面部と該底面部の周縁部から立設された側面部とからなり、上記突起部は、上記側面部の内壁面に形成されていることを特徴とするリアクトル。
- 請求項5において、上記突起部は、上記コアを囲むような雌ネジ状に形成されていることを特徴とするリアクトル。
- 請求項1〜4のいずれか一項において、上記ケースは、底面部と該底面部の周縁部から立設された側面部とからなり、上記突起部は、上記底面部の内壁面に形成されていることを特徴とするリアクトル。
- 請求項1〜3のいずれか一項において、上記突起部は、上記コイルを構成する巻線から遠い位置よりも、上記巻線に近い位置に多く形成されていることを特徴とするリアクトル。
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