JP5083258B2 - Reactor - Google Patents
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Description
本発明は、磁性粉末混合樹脂からなるコアを有するリアクトルに関する。 The present invention relates to a reactor having a core made of a magnetic powder mixed resin.
例えば、電気自動車やハイブリッド自動車などに搭載されるインバータには、電池電圧を昇圧するためのリアクトルが組み込まれている。かかるリアクトルにおいて、近年、部品点数の低減による低コスト化を実現するものとして、図8に示すごとく、磁性粉末を混合した樹脂からなる磁性粉末混合樹脂をコア93としてコイル92の周囲に充填したリアクトル9が提案されている(特許文献1〜3)。
For example, an inverter mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle incorporates a reactor for boosting the battery voltage. In such a reactor, as shown in FIG. 8, in recent years, a reactor in which a magnetic powder mixed resin made of a resin mixed with a magnetic powder is filled around a
しかしながら、上記リアクトル9においては、コイル92が磁性粉末混合樹脂(コア93)に埋設され、周囲が包囲された構造となるため、コイル92から発生する熱を効率よく放熱することが困難となるという問題がある。
かかる問題に対して、コア93に、シリカやアルミナ等の添加物を混合してコア93の熱伝導率を向上させる手段が考えられる。しかし、コア93の組成を大きく変更すると、リアクトル9の磁気特性が変化してしまうため、添加物の混入には限界があり、放熱効率を充分に向上させることは困難である。
However, in the
In order to solve such a problem, a means for improving the thermal conductivity of the
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、放熱性に優れたリアクトルを提供しようとするものである。 This invention is made | formed in view of this problem, and it aims at providing the reactor excellent in heat dissipation.
本発明は、通電によって磁束を発生するコイルと、該コイルの周囲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収容するケースとからなるリアクトルであって、
上記コイルと上記ケースとの間には、両者に接触すると共に上記コアよりも熱伝導率の高い伝熱部材を介設してあり、
該伝熱部材は、上記コイルの巻回方向の略全周に形成されると共に、その一部にスリットを形成してなり、該スリットは、上記コイルの径方向に形成されていることを特徴とするリアクトル。
にある(請求項1)。
The present invention is a reactor comprising a coil that generates magnetic flux when energized, a core made of magnetic powder mixed resin filled around the coil, and a case that houses the coil and the core,
Between the coil and the case, Ri interposed a heat transfer member having high thermal conductivity than the core with contacts on both tare,
The heat transfer member is formed on substantially the entire circumference in the winding direction of the coil, and a slit is formed in a part thereof, and the slit is formed in the radial direction of the coil. Reactor.
(Claim 1).
上記コイルと上記ケースとの間には、両者に接触するように上記伝熱部材が介設してある。そのため、コイルにおいて発生した熱を上記伝熱部材を介してケースに伝え、放熱することができる。すなわち、伝熱部材はコアよりも熱伝導率が高いため、伝熱部材を設けていない場合に比べ、コイルからケースへの放熱性を向上させることができる。その結果、リアクトルの温度上昇を効果的に抑制することができる。
また、この場合には、放熱性の観点からコアの材質を考慮する必要がないため、磁気特性の観点からコアの材質を選択することができる。そのため、伝熱部材によって放熱性を確保しつつ、インダクタンスの高いリアクトルを容易に得ることができる。
The heat transfer member is interposed between the coil and the case so as to be in contact with both. Therefore, the heat generated in the coil can be transmitted to the case via the heat transfer member and radiated. That is, since the heat transfer member has a higher thermal conductivity than the core, heat dissipation from the coil to the case can be improved as compared with the case where no heat transfer member is provided. As a result, the temperature rise of the reactor can be effectively suppressed.
In this case, since it is not necessary to consider the core material from the viewpoint of heat dissipation, the core material can be selected from the viewpoint of magnetic characteristics. Therefore, it is possible to easily obtain a reactor with high inductance while ensuring heat radiation by the heat transfer member.
以上のごとく、本発明によれば、放熱性に優れたリアクトルを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a reactor excellent in heat dissipation.
本発明において、上記磁性粉末混合樹脂は、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の樹脂に、鉄粉等の磁性粉末を混入させてなるものを用いることができる。
また、上記伝熱部材は、例えばアルミニウムやその合金等の金属など、熱伝導性の高い材料からなるものであることが好ましい。
In the present invention, as the magnetic powder mixed resin, for example, a resin obtained by mixing a magnetic powder such as iron powder in a thermosetting resin such as an epoxy resin or a resin such as a thermoplastic resin can be used.
Moreover, it is preferable that the said heat-transfer member consists of material with high heat conductivity, such as metals, such as aluminum and its alloy, for example.
また、上記伝熱部材は、上記コイルの巻回方向の全周の半分以上に形成されている。
これにより、上記伝熱部材を通じた放熱を効率的に行うことができる。
Further, the heat transfer member, that is formed in more than half the entire circumference of the winding direction of the coil.
Thereby , heat dissipation through the heat transfer member can be efficiently performed.
また、上記伝熱部材は、上記コイルの巻回方向の略全周に形成されると共に、その一部にスリットを形成してなる。
これにより、上記伝熱部材を介した放熱をコイルの略全周にわたって行うことができるため、コイルを略均一に効率よく放熱することができる。また、上記スリットを設けることにより、伝熱部材において渦電流が発生することを抑制することができる。すなわち、コイルの全周にわたって金属製の上記伝熱部材を設けると、コイルに電流を流したとき、伝熱部材に、コイルの電流と逆向きの渦電流が発生するおそれがある。そうすると、渦電流損による発熱のためにリアクトルの温度上昇を招くと共に、リアクトルの磁気特性に影響を与え、所望のインダクタンスが得られにくくなるおそれもある。そこで、上記スリットを設けて、渦電流の形成を阻止することにより、上記のような不具合を防ぐことができる。
Further, the heat transfer member is formed in substantially the entire circumference of the winding direction of the coil, ing to form a slit in a part thereof.
Thereby, since heat can be radiated through the heat transfer member over substantially the entire circumference of the coil, the coil can be radiated substantially uniformly and efficiently. Further, by providing the slit, it is possible to suppress the generation of eddy current in the heat transfer member. That is, when the metal heat transfer member is provided over the entire circumference of the coil, an eddy current in a direction opposite to the coil current may be generated in the heat transfer member when a current is passed through the coil. In this case, the temperature of the reactor is increased due to heat generation due to eddy current loss, and the magnetic characteristics of the reactor are affected, which may make it difficult to obtain a desired inductance. Therefore, by providing the slits to prevent the formation of eddy currents, the above problems can be prevented.
また、上記伝熱部材は、上記コイルの径方向の外周面と、該外周面に対向する上記ケースの内壁面とに接触配置されていることが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記リアクトルを製造する際におけるコイルのケースに対する位置決め部材としても上記伝熱部材を利用することができる。
Further, the heat transfer member has an outer peripheral surface in the radial direction of the coil, that are arranged in contact with the inner wall surface of the case facing the outer peripheral surface preferably (claim 2).
In this case, the heat transfer member can be used as a positioning member for the coil case when the reactor is manufactured.
また、上記伝熱部材は、上記コイルの巻回軸方向の端面と、該端面に対向する上記ケースの内壁面とに接触配置されていてもよい(請求項3)。
この場合にも、上記リアクトルを製造する際におけるコイルのケースに対する位置決め部材としても上記伝熱部材を利用することができる。
Further, the heat transfer member comprises a winding axis direction of the end face of the coil, which may be arranged in contact with the inner wall surface of the case facing the end surface (claim 3).
Also in this case, the heat transfer member can be used as a positioning member for the coil case when the reactor is manufactured.
また、上記伝熱部材は、非磁性材料からなることが好ましい(請求項4)。
この場合には、上記伝熱部材が磁気回路の途中に配されることにより、非磁性の伝熱部材がコアのギャップとして機能し、磁気飽和を抑制することができる。
Moreover, it is preferable that the said heat-transfer member consists of nonmagnetic materials (Claim 4 ).
In this case, by arranging the heat transfer member in the middle of the magnetic circuit, the nonmagnetic heat transfer member functions as a gap of the core, and magnetic saturation can be suppressed.
(実施例1)
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、通電によって磁束を発生するコイル2と、該コイル2の周囲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を収容するケース4とからなる。
そして、コイル2とケース4との間には、両者に接触すると共にコア3よりも熱伝導率の高い伝熱部材5を介設してある。
Example 1
A reactor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the
Between the
伝熱部材5は、コイル2の径方向の外周面21と、外周面21に対向するケース4の内壁面41とに接触配置されている。また、伝熱部材5は、コイル2の巻回軸方向の略中心位置に接触している。コイル2は、絶縁被膜(図示略)によって被覆されている場合もあるが、その場合には、絶縁被膜の上から伝熱部材5が接触することとなる。
The
伝熱部材5は、図1(B)に示すごとく、コイル2の巻回方向の全周の半分以上に形成されている。より具体的には、伝熱部材5は、コイル2の巻回方向の略全周に形成されている。そして、図1(B)、図2に示すごとく、伝熱部材5の一部にスリット51を形成してなる。スリット51は、コイル2の径方向に伝熱部材5の全幅にわたって形成され、周方向の4か所に部分的に均等配置されている。
As shown in FIG. 1B, the
伝熱部材5は、アルミニウム等の熱伝導性に優れた非磁性金属からなる。この伝熱部材5は、コイル2への通電によって形成される磁気回路の途中に配されることとなり、コア3のギャップとして機能し、これにより磁気飽和を抑制することができる。そして、この磁気飽和を効果的に抑制する程度に、伝熱部材5の厚みを設計することとなる。例えば、この伝熱部材5の厚みは、5〜10mm程度であることが好ましい。
The
また、コア3を構成する磁性粉末混合樹脂は、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の樹脂に、鉄粉等の磁性粉末を混入させてなるものを用いることができる。
ケース4は、例えば、アルミニウム又はその合金によって構成することができる。
In addition, as the magnetic powder mixed resin constituting the
The
本例のリアクトル1を製造するに当たっては、図3に示すごとく、コア3の原料となる磁性粉末混合樹脂のスラリー30を、ケース4に約半分まで注入する。一方、コイル2の外周に伝熱部材5を接着固定したサブアッセンブリを作製しておく。コイル2と伝熱部材5との接着は、例えば熱伝導性に優れた接着剤を用いる。
次いで、図4に示すごとく、コイル2と伝熱部材5とのサブアッセンブリをケース4内に挿入するとともに、コイル2を伝熱部材5が固定された部分まで、スラリー30に沈める。これにより、伝熱部材5がスラリー30の表面に密着して載置された状態となる。
次いで、さらに、磁性粉末混合樹脂のスラリー30をケース4内に充填し、コイル2及び伝熱部材5をスラリー30内に埋める。その後、スラリー30を硬化させる。
これにより、図1に示すようなリアクトル1を得ることができる。
In manufacturing the
Next, as shown in FIG. 4, the subassembly of the
Next, the
Thereby, the
なお、本例においては、ケース4に直接磁性粉末混合樹脂のスラリー30を注入してコア3を成形する方法を示したが、別の成形型を用いてコイル2を埋設した状態のコア3を成形し、脱型した後、これを焼き嵌め等によってケース4に挿嵌してリアクトル1を得ることもできる。
その他、本例のリアクトル1の製造方法については、種々の方法を用いることができる。
In this example, the method of forming the
In addition, various methods can be used about the manufacturing method of the
次に、本例の作用効果につき説明する。
図1に示すごとく、コイル2とケース4との間には、両者に接触するように伝熱部材5が介設してある。そのため、コイル2において発生した熱を伝熱部材5を介してケース4に伝え、放熱することができる。すなわち、伝熱部材5はコア3よりも熱伝導率が高いため、伝熱部材5を設けていない場合に比べ、コイル2からケース4への放熱性を向上させることができる。その結果、リアクトル1の温度上昇を効果的に抑制することができる。
また、この場合には、放熱性の観点からコア3の材質を考慮する必要がないため、磁気特性の観点からコア3の材質を選択することができる。そのため、伝熱部材5によって放熱性を確保しつつ、インダクタンスの高いリアクトル1を容易に得ることができる。
Next, the function and effect of this example will be described.
As shown in FIG. 1, a
Further, in this case, since it is not necessary to consider the material of the
また、伝熱部材5は、コイル2の巻回方向の全周の半分以上に形成されているため、伝熱部材5を通じた放熱を効率的に行うことができる。
また、伝熱部材5は、コイル2の巻回方向の略全周に形成されると共に、その一部にスリット51を形成してなる。そのため、伝熱部材5を介した放熱をコイル2の略全周にわたって行うことができ、コイル2を略均一に効率よく放熱することができる。また、スリット51を設けることにより、伝熱部材5において渦電流が発生することを抑制することができる。すなわち、コイル2の全周にわたって金属製の伝熱部材5を設けると、コイルに電流を流したとき、伝熱部材5に、コイル2の電流と逆向きの渦電流が発生するおそれがある。そうすると、渦電流損による発熱のためにリアクトル1の温度上昇を招くと共に、リアクトル1の磁気特性に影響を与え、所望のインダクタンスが得られにくくなるおそれもある。そこで、スリット51を設けて、渦電流の形成を阻止することにより、上記のような不具合を防ぐことができる。
Moreover, since the
The
また、伝熱部材5は、コイル2の径方向の外周面21と、外周面21に対向するケース4の内壁面41とに接触配置されている。そのため、リアクトル1を製造する際におけるコイル2のケース4に対する位置決め部材としても伝熱部材5を利用することができる。すなわち、伝熱部材5を設けることによって、コイル2の径方向について、ケース4に対してコイル2の位置が決められることとなる。
The
また、伝熱部材5は非磁性材料からなり、磁気回路の途中に配されているため、非磁性の伝熱部材5がコア2のギャップとして機能し、磁気飽和を抑制することができる。
Further, since the
以上のごとく、本例によれば、放熱性に優れたリアクトルを提供することができる。 As described above, according to this example, it is possible to provide a reactor having excellent heat dissipation.
(参考例)
本例は、図6に示すごとく、伝熱部材5をコイル2の巻回方向の全周に形成の一部に溝部52を形成した例である。
すなわち、実施例1における図1(B)と略同様の状態で、伝熱部材5を設け、同図におけるスリット51を設けた位置に、図2に示すようなスリット51に代えて図6に示すような溝部52を形成している。
その他は、実施例1と同様である。
( Reference example )
In this example, as shown in FIG. 6, the
That is, in the state substantially the same as FIG. 1B in the first embodiment, the
Others are the same as in the first embodiment.
本例の場合にも、伝熱部材5を介した放熱をコイル2の略全周にわたって行うことができるため、コイル2を略均一に効率よく放熱することができる。また、溝部52を設けることにより、実施例1におけるスリット51と略同様の、渦電流抑制効果を得ることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
Also in this example, since heat can be radiated through the
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
(実施例2)
本例は、図7に示すごとく、伝熱部材5が、コイル2の巻回軸方向の端面22と、端面22に対向するケース4の内壁面である底面42とに接触配置されているリアクトル1の例である。
本例の場合には、伝熱部材5として、コイル2と略同等の直径を有する円弧状部材を4個コイル2の端面22に接着固定し、各伝熱部材5の間にスリット51を4個均等配置している。
また、コイル2の巻回軸方向における伝熱部材5の高さは、コイル2の他方の端面23とコア3の上面31との距離と同等とすることが好ましい。
( Example 2 )
In this example, as shown in FIG. 7, the
In the case of this example, as the
The height of the
本例のリアクトル1を製造するに当たっては、例えば以下のように行うことができる。まず、コイル2の端面22に伝熱部材5を固定したものを、ケース4の中に載置する。次いで、磁性粉末混合樹脂のスラリーをケース4内に充填し、コイル2及び伝熱部材5をスラリー内に埋める。次いで、スラリーを硬化させることにより、図7に示すリアクトル1を得る。
その他は、実施例1と同様である。
When manufacturing the
Others are the same as in the first embodiment.
本例の場合には、リアクトル1を製造する際において、コイル2の巻回軸方向のケース4に対するコイル2の位置決めを、伝熱部材5を用いて行うことができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, when manufacturing the
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
なお、実施例1と実施例2とを組み合わせた態様を取ることもできる。すなわち、コイル2の径方向の外周面21及び巻回軸方向の端面22の双方に、それぞれ伝熱部材5を接触配置することもできる。
この場合、放熱性を一層向上させることができると共に、コイル2の径方向及び巻回軸方向の双方について、ケース4に対する位置決めを容易に行うことができる。
In addition, the aspect which combined Example 1 and Example 2 can also be taken. That is, the
In this case, heat dissipation can be further improved, and positioning with respect to the
また、ケース4に対するコイル2の配設姿勢については、実施例1、2に示す状態の他、例えば、巻回軸方向がケース4の開口方向に直交するように配置するなど、種々の姿勢が考えられる。
また、コイル2の形状についても、実施例1、2のように円環状以外にも、楕円形、四角形など、種々の形状をとりうる。
これら種々の態様のリアクトルにおいても、本発明を同様に適用することができる。
In addition to the states shown in the first and second embodiments, the posture of the
As for the shape of the
The present invention can be similarly applied to reactors of these various modes.
1 リアクトル
2 コイル
3 コア
4 ケース
5 伝熱部材
1
Claims (4)
上記コイルと上記ケースとの間には、両者に接触すると共に上記コアよりも熱伝導率の高い伝熱部材を介設してあり、
該伝熱部材は、上記コイルの巻回方向の略全周に形成されると共に、その一部にスリットを形成してなり、該スリットは、上記コイルの径方向に形成されていることを特徴とするリアクトル。 A reactor comprising a coil that generates magnetic flux when energized, a core made of a magnetic powder mixed resin filled around the coil, and a case that houses the coil and the core,
Between the coil and the case, Ri interposed a heat transfer member having high thermal conductivity than the core with contacts on both tare,
The heat transfer member is formed on substantially the entire circumference in the winding direction of the coil, and a slit is formed in a part thereof, and the slit is formed in the radial direction of the coil. Reactor.
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