JP6308036B2 - 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.
リアクトルとして、磁性粉末混合樹脂からなるコアと、コアに埋設されたコイルとを有するものがある。また、特許文献1には、導体線が巻回された巻回部が並んでいる、いわゆるダブルパンケーキ構造(α巻構造)のコイルを有するリアクトルが開示されている。 Some reactors have a core made of a magnetic powder mixed resin and a coil embedded in the core. Patent Document 1 discloses a reactor having a coil having a so-called double pancake structure (α winding structure) in which winding portions around which conductor wires are wound are arranged.
かかる構造のリアクトルは、磁路の形状を理想形状に近づけて磁束が効率的に形成されやすくなり、リアクトルの磁気性能を向上させやすくなる。また、リアクトルの体格を大きくすることなく、コイルの巻き数を稼ぐことが可能となる。 In the reactor having such a structure, the magnetic path is brought close to an ideal shape so that the magnetic flux is easily formed, and the magnetic performance of the reactor is easily improved. Further, the number of turns of the coil can be increased without increasing the size of the reactor.
しかしながら、特許文献1に記載のようなダブルパンケーキ構造のコイルを採用すると、隣接する巻回部間の電圧ストレスが大きくなる部位が生じるおそれがある(後述の比較例参照)。これにより、隣接する巻回部間の絶縁性も確保し難くなる。 However, when a coil having a double pancake structure as described in Patent Document 1 is employed, there is a possibility that a site where voltage stress between adjacent winding portions increases is generated (see a comparative example described later). Thereby, it becomes difficult to ensure the insulation between adjacent winding parts.
上記課題を解決するために、隣接する巻回部の間に絶縁紙等を介在させることも考えられるが、放熱性の面で問題が生じる。すなわち、絶縁紙等を設けると、各巻回部からのコアを通した放熱経路が限定されてしまい、リアクトル全体としての放熱性の低下につながるおそれがある。 In order to solve the above-mentioned problem, it is conceivable to interpose insulating paper or the like between adjacent winding parts, but this causes a problem in terms of heat dissipation. That is, when insulating paper or the like is provided, the heat dissipation path through the core from each winding part is limited, which may lead to a decrease in heat dissipation as the entire reactor.
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、隣接する巻回部の間における電圧ストレスが大きくなる部位が生じることを防ぐことができるリアクトルを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a reactor that can prevent a region where voltage stress between adjacent winding portions increases.
本発明の一態様は、磁性粉末混合樹脂からなるコアと、
該コアに埋設されたコイルとを有するリアクトルであって、
上記コイルは、導体線を巻回することにより該導体線が積層された巻回部を複数有し、
上記コイルは、上記複数の巻回部を直列接続してなり、かつ、上記巻回部を上記導体線の巻回方向と積層方向との双方に直交する方向に並べてなり、
互いに直列接続された上記巻回部同士は、互いに積層方向の反対側の端部同士において接続されていることを特徴とするリアクトルにある。
One aspect of the present invention is a core comprising a magnetic powder mixed resin;
A reactor having a coil embedded in the core,
The coil has a plurality of winding portions in which the conductor wires are stacked by winding the conductor wires,
The coil is formed by connecting the plurality of winding portions in series, and arranging the winding portions in a direction orthogonal to both the winding direction and the laminating direction of the conductor wire,
The winding parts connected in series to each other are in a reactor characterized in that they are connected to each other at opposite ends in the stacking direction.
上記リアクトルにおいて、互いに直列接続された巻回部同士は、互いに積層方向の反対側の端部同士において接続されている。それゆえ、隣接する巻回部における積層方向の同じ側の端部同士が、導体線の導電経路上において、極端に離れることがなくなる。これにより、隣接する巻回部間の電圧ストレスが大きくなる部位が生じることを防ぐことができる。また、これに伴い、複数の巻回部の間に絶縁紙等を介在させる必要がなくなったり、その厚みを薄くすることができたりするため、リアクトルの放熱性を向上させやすい。 In the reactor, the winding portions connected in series to each other are connected to each other at opposite ends in the stacking direction. Therefore, end portions on the same side in the stacking direction of adjacent winding portions are not extremely separated on the conductive path of the conductor wire. Thereby, it can prevent that the site | part where the voltage stress between adjacent winding parts becomes large arises. In addition, it is not necessary to interpose insulating paper or the like between the plurality of winding portions, and the thickness can be reduced, so that it is easy to improve the heat dissipation of the reactor.
以上のごとく、本発明によれば、隣接する巻回部の間における電圧ストレスが大きくなる部位が生じることを防ぐことができる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 that can prevent a portion where voltage stress between adjacent winding portions is increased.
上記リアクトルは、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載される電力変換装置における構成部品として用いることができる。より具体的には、電力変換装置における、電源電圧を所定電圧に昇圧する昇圧部の構成部品として、リアクトルを用いることができる。 The reactor can be used as a component in a power conversion device mounted on, for example, an electric vehicle or a hybrid vehicle. More specifically, a reactor can be used as a component of the boosting unit that boosts the power supply voltage to a predetermined voltage in the power conversion device.
本明細書において、コイルにおける導体線の巻回軸の方向を巻回軸方向という。また、コイルの巻回軸に直交する径方向において、コイルの内側を内周側、外側を外周側という。また、巻回軸方向の一方を適宜「下方」といい、この反対方向を適宜「上方」というが、上下の表現は、鉛直方向を限定するものではない。 In this specification, the direction of the winding axis of the conductor wire in the coil is referred to as the winding axis direction. Further, in the radial direction orthogonal to the winding axis of the coil, the inner side of the coil is referred to as the inner peripheral side, and the outer side is referred to as the outer peripheral side. In addition, one of the winding axis directions is appropriately referred to as “downward” and the opposite direction is appropriately referred to as “upward”, but the upper and lower expressions do not limit the vertical direction.
また、例えば、コイルの各巻回部が、導体線を、渦巻状に巻回してなる場合は径方向が「積層方向」となり、螺旋状に巻回してなる場合は巻回軸方向が「積層方向」となる。 In addition, for example, when each winding portion of the coil is formed by winding a conductor wire in a spiral shape, the radial direction is “stacking direction”, and when the coil is wound spirally, the winding axis direction is “stacking direction”. "
(実施例1)
上記リアクトルの実施例につき、図1〜図4を用いて説明する。
本例のリアクトル1は、図1〜図3に示すごとく、磁性粉末混合樹脂からなるコア2と、コア2に埋設されたコイル3とを有する。図3、図4に示すごとく、コイル3は、導体線4を巻回することにより該導体線4が積層された巻回部5を複数有する。コイル3は、複数の巻回部5を直列接続してなり、かつ、巻回部5を導体線4の巻回方向と積層方向との双方に直交する方向に並べてなる。図4に示すごとく、互いに直列接続された巻回部5同士は、互いに積層方向の反対側の端部同士において接続されている。
Example 1
Examples of the reactor will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 to 3, the reactor 1 of this example includes a
本例においては、図1〜図3に示すごとく、コイル3は、複数の巻回部5を、各巻回部5から引き出された引出部6において接合した接合部7を有し、該接合部7は、コア2の外側に位置している。また、図3、図4に示すごとく、コイル3は、2つの巻回部5を有する。コイル3の導体線4は、長さ方向に直交する断面の形状が長方形状を有する平角導線からなる。各巻回部5は、導体線4を、断面長方形の長手方向が巻回軸方向、短手方向が径方向となる状態で渦巻状に巻回することにより形成されている。そして、複数(2つ)の巻回部5は、巻回軸方向に並んでいる。以下において、便宜上、下側の巻回部5を第1巻回部51、上側の巻回部5を第2巻回部522という。
In this example, as shown in FIG. 1 to FIG. 3, the
図1〜図3に示すごとく、コア2及びコイル3は、ケース11内に収容されている。ケース11は、円筒状の側壁部111と、該側壁部111の下端側を閉塞する底壁部112とを有する。ケース11は、例えば、放熱性に優れ、かつ、非磁性体であるアルミニウムを用いて形成することができる。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
コア2は、樹脂としてのエポキシ樹脂に、磁性粉末としての鉄粉を混合して分散させた磁性粉末混合樹脂からなる。
The
コイル3の導体線4は、その表面が絶縁皮膜(図示略)で覆われている。そして、図3に示すごとく、上述した断面長方形状の平角導線からなる導体線4を、その幅方向が軸方向、厚み方向が径方向となる状態で渦巻状に巻回することで、導体線4が径方向に積層された巻回部5が形成されている。つまり、導体線4は、いわゆるフラットワイズに、渦巻状に巻回されており、本例における導体線4の積層方向は径方向となる。
The surface of the
図3、図4に示すごとく、第1巻回部51と第2巻回部52とは、巻回軸を同じにして、巻回軸方向に並んでいる。第1巻回部51及び第2巻回部52の内径及び外径は、略同一である。また、第1巻回部51と第2巻回部とは、導体線4の巻数が略同一である。図3に示すごとく、第1巻回部51と第2巻回部52との間には間隙が設けられており、この間隙にはコア2の一部が配されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the first
各巻回部5における導体線4の両端からは、上方に向かって引出部6が引き出されている。図3、図4に示すごとく、第1巻回部51の導体線4の内周端からは引出部611が引き出されており、外周端からは引出部612が引き出されている。そして、第2巻回部52の導体線4の内周端からは引出部621が引き出されており、外周端からは引出部622が引き出されている。図3に示すごとく、引出部6は、コア2の表面から突出している。また、これらの引出部6は、図2に示すごとく、上方からみて一直線上に並んでいる。
From the both ends of the
引出部612、及び、引出部621は、外部とリアクトル1とを電気的に接続するための端子(図示略)を有する。端子は、その表面が絶縁皮膜から露出していると共に、コア2の外側に位置している。
The lead-out
図1〜図3に示すごとく、引出部611は、コア2の外側において、引出部622側に屈曲されており、引出部622に当接する部分からさらに上方に向かって屈曲されている。この部分が引出部622と重なり合って接合されることにより、接合部7を構成している。これにより、第1巻回部51と第2巻回部52とは、互いに積層方向の反対側の端部同士、具体的には、第1巻回部51の内周端と第2巻回部52の外周端とにおいて、第1巻回部51と第2巻回部52とが直列に接続されている。接合部7は、溶接等により形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the lead-out
導体線4の一端である引出部612から導体線4の他端である引出部621までをたどると、まず、第1巻回部51の外周側から、渦巻状の経路をたどりながら内周側に移動する。次に、引出部611、622を介して第2巻回部52の外周端に移動する。次に第2巻回部52の外周側から、渦巻状の経路をたどりながら内周側に移動し、引出部621に至る。これにより、コイル3に電流を流したとき、各巻回部5で径方向における同じ方向に向かって電流が流れる。つまり、引出部612から引出部621へ向かう向きに、コイル3に電流を流すと、第1巻回部51と第2巻回部52とに流れる電流は、いずれも外周側から内周側に流れる。
When tracing from the lead-out
そして、巻回軸方向に隣接する導体線4の部位間の、導体線4を伝った導電経路の長さは、導体線4の巻回方向におけるあらゆる部位において略同一となる。したがって、巻回軸方向に隣接する導体線4の部位間の電圧は、導体線4の巻回方向におけるあらゆる部位において略同一となる。
And the length of the conductive path which passed along the
引出部611における、第2巻回部52と対向する部分、及び、引出部612における、第2巻回部52と対向する部分には、絶縁体からなるスリーブが設けられている。これにより、引出部611と第2巻回部52との間の絶縁、及び、引出部612と第2巻回部52との間の絶縁を確保している。
A sleeve made of an insulator is provided in a portion facing the second winding
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記リアクトル1において、互いに直列接続された巻回部5同士は、互いに積層方向の反対側の端部同士において接続されている。それゆえ、隣接する巻回部5における積層方向の同じ側の端部同士が、導体線4の導電経路上において、極端に離れることがなくなる。これにより、隣接する巻回部5間の電圧ストレスが大きくなる部位が生じることを防ぐことができる。また、これに伴い、複数の巻回部5の間に絶縁紙等を介在させる必要がなくなったり、その厚みを薄くすることができたりするため、リアクトル1の放熱性を向上させやすい。
Next, the function and effect of this example will be described.
In the reactor 1, the winding
また、コイル3は、複数の巻回部5を、各巻回部5から引き出された引出部6において接合した接合部7を有し、該接合部7は、コア2の外側に位置している。これにより、第1巻回部51と第2巻回部52との間の絶縁性の点検を容易に行うことができる。すなわち、接合部7を接合する前の状態において、第1巻回部51と第2巻回部52との間の絶縁抵抗を容易に測定することができる。
In addition, the
また、コイル3を構成する巻回部5は2つであるため、リアクトル1を簡素な構成とすることができる。
Moreover, since the winding
また、各巻回部5は、長さ方向に直交する断面の形状が長方形状を有する平角導線からなる導体線4を、断面長方形の長手方向が巻回軸方向、短手方向が径方向となる状態で渦巻状に巻回することにより形成されており、複数の巻回部5は、巻回軸方向に並んでいる。それゆえ、コイル3を作製する際に平角導線を比較的剛性が低い方向に曲げて巻回していくこととなるため、加工性を向上させることができる。
In addition, each winding
以上のごとく、本例によれば、隣接する巻回部の間における電圧ストレスが大きくなる部位が生じることを防ぐことができる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 that can prevent a portion where voltage stress between adjacent winding portions is increased.
(比較例)
本例は、図5、図6に示すごとく、互いに直列接続された巻回部5同士が、互いに積層方向の同じ側の端部同士において接続されている例である。すなわち、本例においては、第1巻回部51と第2巻回部52とは、互いの内周端同士において接続されている。
(Comparative example)
In this example, as shown in FIGS. 5 and 6, the winding
そして、第1巻回部51と第2巻回部52とは、導体線4の移行部9によって接続されている。移行部9は、第1巻回部51の内周端から、巻回されながら上側に移行して、第2巻回部52の内周端につながるように延設されている。すなわち、本例のコイル93は、接合部7(図1〜図4参照)を有さない。
The first winding
導体線4の一端である引出部612から導体線4の他端である引出部621までをたどると、まず、第1巻回部51の外周側から、渦巻状の経路をたどりながら、内周側に移動する。次に、移行部9を介して第2巻回部52の内周端に移動する。次に第2巻回部52の内周側から、渦巻状の経路をたどりながら、外周側に移動する。これにより、コイル3に電流を流したとき、第1巻回部51と第2巻回部52とでは、径方向における反対方向に向かって電流が流れる。つまり、導体線4の一端である引出部612から導体線4の他端である引出部621までをたどると、第1巻回部51は、外周側から内周側に移動する一方で、第2巻回部52は、内周側から外周側に移動する。
When tracing from the lead-out
その他は、実施例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。 Others are the same as in the first embodiment. Of the reference numerals used in this example or the drawings relating to this example, the same reference numerals as those used in the first embodiment denote the same components as in the first embodiment unless otherwise specified.
本例の場合には、巻回部5は、各巻回部5の内周端同士で接続されているため、図6に示すごとく、第1巻回部51及び第2巻回部52における積層方向の同じ側(外周側)の端部951、952同士が、導体線4の導電経路上において極端に離れる。そして、端部951と端部952とが軸方向に隣接して配置されることとなる。これにより、コイル3の最外周部分において、第1巻回部51と第2巻回部52との間に、大きい電圧ストレスがかかってしまう。それゆえ、複数の巻回部5間の絶縁性が図りにくくなる。
In the case of this example, since the winding
これに対し、実施例1のリアクトル1の巻回部5は、互いに積層方向の反対側の端部同士において接続されているため、上述のごとく、隣接する巻回部5における積層方向の同じ側の端部同士が、導体線4の導電経路上において、極端に離れることがなくなる。これにより、実施例1のリアクトル1は、隣接する巻回部5の間における電圧ストレスが大きくなる部位が生じることを防いでいる。
On the other hand, since the winding
(実施例2)
本例は、図7、図8に示すごとく、導体線4をエッジワイズに、螺旋状に巻回することにより、各巻回部5を構成した例である。すなわち、各巻回部5は、平角導線からなる導体線4を、断面長方形の長手方向(幅方向)が径方向、短手方向(厚み方向)が巻回軸方向となる状態で螺旋状に巻回することにより形成されている。つまり、本例においては、巻回軸方向が導体線4の積層方向となる。
(Example 2)
In this example, as shown in FIGS. 7 and 8, each winding
2つの巻回部5は、巻回軸を同じにして、径方向に並んでいる。本例においては、内周側の巻回部5を第1巻回部51といい、外周側の巻回部5を第2巻回部52という。
The two winding
本例においては、第1巻回部51の下端からは引出部611が引き出されており、上端からは引出部612が引き出されている。そして、第2巻回部52の下端からは引出部621が引き出されており、上端からは引出部622が引き出されている。
In this example, a
導体線4の一端である引出部612から導体線4の他端である引出部621までをたどると、まず、第1巻回部51の上側から、螺旋状の経路をたどりながら下側に移動する。次に、引出部611、622を介して第2巻回部52の上端に移動する。次に、第2巻回部52の上側から、螺旋状の経路をたどりながら下側に移動し、引出部621に至る。これにより、実施例1と同様に、本例においても、コイル3に電流を流したとき、各巻回部5で巻回軸方向における同じ方向に向かって電流が流れる。つまり、引出部612から引出部621は向かう向きに、コイル3に電流を流すと、第1巻回部51と第2巻回部52とに流れる電流は、いずれも上側から下側に流れる。
When tracing from the
そして、実施例1と同様に、本例においても、径方向に隣接する導体線4の部位間の、導体線4を伝った導電経路の長さは、導体線4の巻回方向におけるあらゆる部位において略同一となる。したがって、径方向に隣接する導体線4の部位間の電圧は、導体線4の巻回方向におけるあらゆる部位において略同一となる。
As in the first embodiment, also in this example, the length of the conductive path passing through the
その他は、実施例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。
本例においても、実施例1と同様の効果を得ることができる。
Others are the same as in the first embodiment. Of the reference numerals used in this example or the drawings relating to this example, the same reference numerals as those used in the first embodiment denote the same components as in the first embodiment unless otherwise specified.
Also in this example, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
なお、上記実施例1、2においては、巻回部を2つとしたが、3つ以上としてもよい。 In the first and second embodiments, two winding portions are used, but three or more winding portions may be used.
1 リアクトル
2 コア
3 コイル
4 導体線
5 巻回部
1
Claims (4)
該コア(2)に埋設されたコイル(3)とを有するリアクトル(1)であって、
上記コイル(3)は、導体線(4)を巻回することにより該導体線(4)が積層された巻回部(5)を複数有し、
上記コイル(3)は、上記複数の巻回部(5)を直列接続してなり、かつ、上記巻回部(5)を上記導体線(4)の巻回方向と積層方向との双方に直交する方向に並べてなり、
互いに直列接続された上記巻回部(5)同士は、互いに積層方向の反対側の端部同士において接続されていることを特徴とするリアクトル(1)。 A core (2) made of magnetic powder mixed resin;
A reactor (1) having a coil (3) embedded in the core (2),
The coil (3) has a plurality of winding portions (5) in which the conductor wire (4) is laminated by winding the conductor wire (4),
The coil (3) is formed by connecting the plurality of winding portions (5) in series, and the winding portion (5) is arranged in both the winding direction and the laminating direction of the conductor wire (4). Arranged in orthogonal directions,
The reactor (1) characterized in that the winding parts (5) connected in series to each other are connected to each other at opposite ends in the stacking direction.
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