JP6513956B2 - Magnetic coupling type reactor - Google Patents
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Description
本発明は、コアを絶縁被覆したリアクトルに係り、特に、車両等に使用されるリアクトルに関する。 The present invention relates to a reactor in which a core is insulated and coated, and more particularly to a reactor used for a vehicle or the like.
リアクトルは、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池車の駆動システム等をはじめ、種々の用途で使用されている。例えば、車載用の昇圧回路に用いられるリアクトルとして、環状コアの周囲に配置した樹脂製のボビンにコイルを巻回した後、これらを金属製のケースに収容し、ケース内に充填材を流し込んで固めたものが多く用いられる。 Reactors are used in various applications, including drive systems for hybrid vehicles, electric vehicles, and fuel cell vehicles. For example, as a reactor used for a booster circuit for vehicles, after winding a coil on a resin bobbin disposed around an annular core, these are accommodated in a metal case, and a filling material is poured into the case. Hardened ones are often used.
この種のリアクトルとして、磁気結合型リアクトルが知られている。磁気結合型リアクトルは、磁束を相殺方向に発生させることでコアが飽和し難くし、且つ、漏れインダクタンスを利用してリップルを抑制することで小型化を可能としている。この磁気結合型リアクトルは、図11に示すように、環状コア101と、環状コア101の対向する脚部のそれぞれに装着された一対のコイル105を備える。磁気結合型リアクトルは、前記のような利点を有する反面、磁束を相殺方向に発生させているため、環状コア101内を通る磁束の通り道がなくなる。そのため、図12に示すように、リアクトル外部に大きく磁束が漏出する。
A magnetically coupled reactor is known as this type of reactor. The magnetically coupled reactor makes it difficult for the core to saturate by generating magnetic flux in a canceling direction, and enables miniaturization by suppressing ripples using leakage inductance. As shown in FIG. 11, the magnetically coupled reactor includes an
磁気結合型リアクトルを2つ以上並べる場合には、漏れ磁束同士が干渉してしまう。そのため、例えば図13の破線で囲んだ箇所に示すように、リップルの歪みが発生してしまい、リアクトルの性能悪化に繋がっていた。この磁束の干渉を抑制するためには、リアクトル間の距離をできるだけ離さなければならず、リアクトルが大型化せざるを得なかった。 When two or more magnetically coupled reactors are arranged, the leakage magnetic fluxes interfere with each other. Therefore, as shown, for example, in a portion surrounded by a broken line in FIG. 13, distortion of ripples occurs, leading to deterioration of the reactor performance. In order to suppress the interference of the magnetic flux, the distance between the reactors has to be separated as much as possible, and the size of the reactor has to be increased.
ところで、2つのリアクトルを1つのケースに収容し、これらのリアクトル間に仕切りとして中央障壁を設ける技術が知られている(特許文献1参照)。しかし、この中央障壁は、リアクトルを収容する空間を形成するためのものであり、磁気干渉については何ら考慮されたものではなかった。 By the way, the technique which accommodates two reactors in one case, and provides a central barrier as a partition between these reactors is known (refer patent document 1). However, this central barrier is to form a space for accommodating the reactor, and no consideration was given to magnetic interference.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、隣接するリアクトルの磁気干渉を抑制することのできるリアクトルを提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems as described above, and an object thereof is to provide a reactor capable of suppressing magnetic interference of an adjacent reactor.
本発明の磁気結合型リアクトルは、次の構成を有することを特徴とする。
(1)環状コアと前記環状コアに装着された複数のコイルとを備える複数のリアクトル本体。
(2)前記リアクトル本体を収容する収容部が複数並行に設けられたケース。
(3)前記リアクトル本体は、前記収容部に収容されていること。
(4)前記ケースの前記リアクトル本体の間には、前記リアクトル本体を隔てる壁が設けられていること。
(5)前記壁は、前記ケースの収容部底面からの高さが、前記ケースの収容部底面から前記リアクトル本体の前記コイル上面までの高さに対して50%以上100%以下であること。
(6)前記複数のコイルの各コイルから互いに相殺する方向に発生した磁束は、前記リアクトル本体の外部に漏出すること。
The magnetically coupled reactor of the present invention is characterized by having the following configuration.
(1) a plurality of reactor bodies obtain Bei a plurality of coils mounted on the annular core and the annular core.
(2) The case where the accommodating part which accommodates the said reactor main body was provided in multiple parallel.
(3) The reactor main body is accommodated in the accommodation portion.
(4) A wall separating the reactor main body is provided between the reactor main bodies of the case.
(5) The wall has a height from the bottom of the housing of the case to 50% to 100% of the height from the bottom of the housing of the case to the top of the coil of the reactor body.
(6) The magnetic flux generated from the coils of the plurality of coils in the direction to cancel each other leaks out of the reactor body.
本発明において、次の構成を有していても良い。
(7)前記壁には、前記収容部間を連通するスリットが設けられていること。
(8)前記リアクトル本体は、他の前記リアクトル本体と左右に隣接して配置され、前記スリットは、前記壁における前記リアクトル本体のコイル間の箇所に設けられ、前記コイルの端から前記スリットの端までの前記壁の長さが20mm以上であること。
(9)前記リアクトル本体は、他の前記リアクトル本体と左右に隣接して配置され、前記スリットは、前記壁における前記リアクトル本体のコイル間の箇所に設けられ、前記コイルの軸方向の長さと、前記コイルの端から前記スリットの端までの長さの比が、30%以上であること。
In the present invention, the following configuration may be provided.
( 7 ) The wall may be provided with a slit communicating between the accommodating portions.
( 8 ) The reactor main body is disposed adjacent to the other reactor main body on the left and right, the slit is provided in the wall between the coils of the reactor main body, and the end of the slit from the end of the coil The length of the wall up to 20 mm or more.
( 9 ) The reactor main body is disposed adjacent to the other reactor main body on the left and right, the slit is provided in the wall between the coils of the reactor main body, and the axial length of the coil; The ratio of the length from the end of the coil to the end of the slit is 30% or more.
本発明によれば、隣接するリアクトルの磁気干渉を抑制することのできるリアクトルを得ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reactor which can suppress the magnetic interference of an adjacent reactor can be obtained.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の磁気結合型のリアクトルについて説明する。 Hereinafter, a magnetic coupling type reactor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[1.第1の実施形態]
[1−1.概略構成]
本実施形態の磁気結合型リアクトル(以下、単に「リアクトル」ともいう。)は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池車の駆動システム等で使用される大容量のリアクトルである。リアクトルは、これら自動車に搭載される電気回路の主要部品である。この電気回路は、リアクトルの他、IGBT等の半導体スイッチング素子を有する。リアクトルは、半導体スイッチング素子のオンオフが高速に行われることにより、外部電源から供給される電気エネルギーを磁気エネルギーに変換し、当該エネルギーの蓄積及び放出を繰り返し、電流や電圧を抑制する。
[1. First embodiment]
[1-1. Outline configuration]
The magnetically coupled reactor (hereinafter, also simply referred to as “reactor”) of the present embodiment is a large-capacity reactor used, for example, in a drive system of a hybrid vehicle, an electric vehicle, or a fuel cell vehicle. The reactor is a main component of the electric circuit mounted on these vehicles. This electric circuit has a semiconductor switching element such as an IGBT in addition to the reactor. The reactor converts electric energy supplied from an external power source into magnetic energy by turning on and off the semiconductor switching element at high speed, and repeatedly stores and releases the energy to suppress current and voltage.
図1は、本実施形態に係る磁気結合型リアクトルの全体構成を示す斜視図であり、図2は、その分解斜視図である。なお、図1の2つのリアクトル本体10は、何れも同じ構成であるため、図2では一方のみを示し、他方を省略している。
FIG. 1 is a perspective view showing the entire configuration of the magnetic coupling type reactor according to the present embodiment, and FIG. 2 is an exploded perspective view thereof. In addition, since the two reactor
本実施形態に係る磁気結合型リアクトルは、複数のリアクトル本体10と、複数のリアクトル本体10を収容するケース40とを備える。本実施形態では、リアクトル本体10の個数を2つとしているが、3つ以上であっても良い。リアクトル本体10は、図1および図2に示すように、環状コア1と、環状コア1の一部の外周に装着されたコイル5と、環状コア1の外周を覆い、環状コア1とコイル5とを絶縁する樹脂部材2を有している。
The magnetically coupled reactor according to the present embodiment includes a plurality of
環状コア1は、環状の磁性体であり、環状の一部に一対の平行な直線部分と、これらの直線部分を繋ぐU字形状の連結部分とを有する。環状コア1のうち、コイル5が巻回された直線部分は、磁束が発生する脚部である。本実施形態の環状コア1の脚部は、図1に示す一対の平行に並んだコイル51a、51bに巻回された一対の直線状の部分である。脚部に磁束が発生するのは、コイル5に電流が流れるとコイル5を鎖交する磁束が発生するからである。コイル5が巻回されていないU字形状の連結部分は、脚部で発生した磁束が通過するヨーク部である。すなわち、ヨーク部は、一対の直線部分を繋ぐ。後述するように、環状コア1内には、各脚部で発生した磁束は、ヨーク部を介して互いに打ち消し合うように通過する。
The
樹脂部材2は、環状コア1の外周を樹脂で覆った成形品であり、全体として環状コア1と同じく、環状形状を有する。樹脂部材2は、環状コア1とコイル5とを絶縁する。
The
コイル5は、一対のコイル51a、51bを有し、コイル51a、51bは、これらの軸方向を互いに平行にして樹脂部材2を介して環状コア1の外周に装着されている。この2つのコイル51a、51bは、そこから発生する直流磁束が互いに打ち消される方向で装着されている。この直流磁束を互いに打ち消す方向に発生させるため、本実施形態では、コイル51a、51bの巻回方向及び通電方向をそれぞれ同じにしているが、それぞれ逆にしても良い。
The
ケース40は、上面が開口し、全体として略直方体形状の収容体であり、リアクトル本体10を収容するスペースである収容部41を複数備えている。収容部41は、本実施形態では2つであり、並行に設けられている。本実施形態では、収容部41は左右に設けられている。収容部41間には、各収容部41を区切る壁42が設けられている。本実施形態の壁42は、ケース40内を縦断するように設けられている。各収容部41にリアクトル本体10がそれぞれ収容されると、リアクトル本体10は左右に隣接して配置され、合計4つのコイル51a、51bは、各巻軸が互いに平行かつ巻軸と直交する方向に並ぶ配置となる。
The
収容部41に収容されたリアクトル本体10は、ケース40に固定される。この固定のため、樹脂部材2の連結部21c、22dには固定部23a、23b、24a、24bが設けられており、この固定部23a、23b、24a、24bにネジを締結させてリアクトル本体10がケース40に固定される。
Reactor
リアクトル本体10とケース40との隙間には充填材が充填・固化され、充填部6が形成される。充填材には、リアクトル本体10の放熱性能の確保及びリアクトル本体10からケース40への振動伝搬の軽減のため、比較的柔らかく熱伝導性の高い樹脂が適している。
A filler is filled and solidified in the gap between the reactor
[1−2.詳細構成]
次に、本実施形態のリアクトル本体10の各構成について、詳細に説明する。
[1-2. Detailed configuration]
Next, each composition of reactor
(環状コア)
環状コア1は、圧粉磁心、フェライト磁心、又は積層鋼板などの磁性体である。環状コア1は、複数のコア部材を有し、互いのコア部材が接着層1eを介して環状になるように接続されている。なお、本実施形態では、コア部材間にスペーサを設けていないが、コア部材間にスペーサを挟んでいても良い。
(Annular core)
The
本実施形態のコア部材は、左右の脚部を構成するI字型コア1a、1bと、ヨーク部を構成する2つのU字型コア1c、1dである。I字型コア1a、1bおよびU字型コア1c、1dは、両端部に他のコア部材が接着する接着面を有する。これらI字型コア1a、1bとU字型コア1c、1dは、互いの接着面の間に介在された接着層1eによって環状になるように接続され、固定されている。
The core members of this embodiment are I-shaped
接着層1eは、接着剤からなる。接着剤としては、特に限定されないが、熱硬化型の接着剤を用いることができ、例えば、エポキシ系、シリコーン系、アクリル系の接着剤が挙げられる。エポキシ系の接着剤は強度が高いので好ましい。 The adhesive layer 1 e is made of an adhesive. Although it does not specifically limit as an adhesive agent, A thermosetting type adhesive agent can be used, For example, an epoxy type, silicone type, an acrylic type adhesive agent is mentioned. Epoxy adhesives are preferred because of their high strength.
(樹脂部材)
樹脂部材2は、樹脂により環状コア1の外周を覆った部材であり、全体として環状コア1に倣って環状形状を有する。すなわち、樹脂部材2は、一対の直線部分とこれら一対の直線部分を繋ぐ連結部分とを有する。樹脂部材2の一部の外周にはコイル5が巻回されており、樹脂部材2は、環状コア1とコイル5とを絶縁する。
(Resin member)
The
樹脂の種類としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、BMC(Bulk Molding Compound)、PPS(Polyphenylene Sulfide)、PBT(Polybutylene Terephthalate)等が挙げられる。これらの樹脂は、環状コア1組み立て時に加わるコア部材同士の押圧によって割れない強度を有する。本実施形態では、樹脂部材2を樹脂で構成された部材として説明するが、絶縁性を有する材料は、樹脂に限られず、絶縁性を有するものであれば他の材料を用いても良い。
Examples of the resin include epoxy resin, unsaturated polyester resin, urethane resin, BMC (Bulk Molding Compound), PPS (Polyphenylene Sulfide), and PBT (Polybutylene Terephthalate). These resins have strength not to be broken by pressing of the core members added at the time of assembling the
樹脂部材2は、二分割されている。すなわち、樹脂部材2は、略U字形状の第1の樹脂体21と、略C字形状の第2の樹脂体22とを別々に成形しておき、互いの端部を突き合わせることで構成される。第1の樹脂体21と第2の樹脂体22とを別々に成形するのは、I字型コア1a、1bを内部に収容するため、及び、コイル5をはめ込んで装着するためである。
The
具体的には、第1の樹脂体21は、一対の筒状の直線部21a、21bと、これらの直線部21a、21bを繋ぐ連結部21cと、を有する。第2の樹脂体22は、一対の筒状の直線部22a、22bと、これらの直線部22a、22bを繋ぐ連結部22dと、を有する。第1の樹脂体21の直線部21a、21bは、第2の樹脂体22の直線部22a、22bと比べて長尺である。
Specifically, the
連結部21c、22dの内部には、U字型コア1c、1dがモールド成形法によって埋め込まれている。換言すれば、連結部21c、22dに覆われたU字型コア1c、1dの外周部分が連結部21c、22dの内周とフィットしている。
直線部21a、21b、22a、22bの内部には、I字型コア1a、1bが配置されている。直線部21a、21b、22a、22bの先端には開口部がそれぞれ設けられている。リアクトル本体10の組み立て時には、直線部21a、21bの開口部からI字型コア1a、1bの一端が挿入され、I字型コア1a、1bの他端が直線部22a、22bの開口部に挿入され、第1の樹脂体21と第2の樹脂体22の互いの開口部を突き合わせることで、環状コア1を覆う樹脂部材2を構成する。
I-shaped
図2に示すように、連結部21c、22dには、環状コア1をケース40に固定するための固定部23a、23b、24a、24bが設けられている。固定部23a、23b、24a、24bは、連結部21c、22dの表面から突出し、その先端にネジ挿入穴25a、25b、26a、26bが設けられている。ネジ挿入穴26a、26bにはカラー28a、28bがはめ込まれている。リアクトル本体10は、ネジ挿入穴25a、25b、26a、26bにネジを差し込んで、ケース40のネジ穴に締結することで、ケース40に固定される。
As shown in FIG. 2, the connecting
連結部21cの固定部23a、23bは、金具であり、U字型コア1cと共にモールド成形法により、ネジ挿入穴25a、25bが露出するようにして一端部が連結部21cに埋め込まれている。一方、連結部22dの固定部24a、24bは、樹脂で構成されている。本実施形態では、固定部24a、24bは、第2の樹脂体22を成形する金型に樹脂を流し込んで成形されており、連結部22dから継ぎ目なく一続きに構成されている。
The fixing
連結部21cの表面には、他の部材を接続可能なコネクタ8が設けられている。本実施形態では、温度センサ9が取り付けられている。温度センサ9は、温度検出部9aと、温度検出部9aに接続されたリード線9bとからなる。温度検出部9aは、例えばコイル51a、51bの間に配置され、リアクトル本体10内部の温度を検出する。リード線9bはコネクタ8に取り付けられ、温度検出部9aが検出した温度情報をリアクトル外部に伝達する。温度センサ9としては、例えば、温度変化に対して電気抵抗が変化するサーミスタを用いることができるが、これに限定されない。
The
(コイル)
コイル5は、絶縁被覆を有する導線である。本実施形態では、コイル5は、平角線のエッジワイズコイルである。但し、コイル5の線材や巻き方は平角線のエッジワイズコイルに限定されず、他の形態であっても良い。本実施形態では、コイル5は、左右のコイル51a、51bを有し、これらのコイル51a、51bは樹脂部材2の一対の直線部分21a、21b、22a、22bの外周に巻回されている。従って、4つのコイル51a、51bは、各巻軸方向がそれぞれ平行であるとともに、巻軸方向に直交する方向に並んでいる。
(coil)
The
コイル51a、51bは、エナメル被覆した1本の銅線によってそれぞれ構成され、同一方向に巻回されている。コイル51a及びコイル51bの一方の端部52a、52bは第1の樹脂体21側に引き出され、他方の端部53a、53bは第2の樹脂体22側に引き出されている。端部52a、52b、53a、53bは、バスバー(不図示)と接合され、バスバーを介して外部電源(不図示)と接続される。この外部電源から電力供給し、例えば、端部53a、53bから通電すると、コイル51a、51bには、U字型コア1cを介して互いに打ち消し合うように、第2の樹脂体22から第1の樹脂体21の方向に磁束が発生する。
The
なお、本実施形態では、コイル51a、51bの両端部52a、52b、53a、53bをそれぞれ引き出すようにしたが、一方のコイル51aの端部と他方のコイル51bの端部に連結しても良い。この場合、互いの巻回方向を逆にする。
In the present embodiment, both ends 52a, 52b, 53a, 53b of the
(ケース)
次に、ケース40について詳細に説明する。図3は、本実施形態のケース40の上面図である。図4は、リアクトル本体10と壁42の高さを示す図であり、図1中左側のリアクトル本体10をその側方から見た図である。但し、ケース40の壁42やケース40の断面を併せて示している。
(Case)
Next, the
図1〜図3に示すように、ケース40は、上面に開口を備えたバスタブ形状を有しており、リアクトル本体10を収容及び支持する。ケース40の材質は、アルミニウム、アルミニウム合金、金属製のフィラーを含有した樹脂である金属と樹脂の複合材など、磁気遮蔽(磁気シールド)効果が得られるものであれば良い。アルミニウム合金など熱伝導性が高く軽量な金属が好ましい。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
ケース40は、2つの収容部41と、収容部41間に設けられた壁42とを備える。収容部41は、リアクトル本体10を収容及び支持するスペースである。収容部41は、ケース40の外側壁、底面及び壁42によって形成されており、収容部41の形状は、リアクトル本体10の形状に倣っている。収容部41の四隅には、ネジ穴411〜414が設けられており、当該箇所にリアクトル本体10の固定部23a、23b、24a、24bが載置され、リアクトル本体10を支持する。また、図4に示すように、収容部41にリアクトル本体10を収容及び支持した状態において、収容部41の底面からコイル51a、51bの底面までは若干隙間がある。本明細書中で「収容部41の底面」とは、特に断りがない限り、コイル51a、51bの底面と対面する最も深い箇所の平面をいう。
The
壁42は、ケース40内を縦断するように設けられており、収容部41に収容されたリアクトル本体10同士を隔てる。すなわち、壁42は、収容部41間を区分けする。壁42はケース40の収容部41底面や側面と一続きになっており、ケース40と同一材料で構成されている。
The
壁42の高さは、リアクトル本体10の高さに対して50%以上に構成されている。詳細には、図4に示すように、壁42の高さH1は、ケース40の収容部41底面からの高さであり、リアクトル本体10の高さH2は、ケース40の収容部41底面からコイル51a又はコイル51bの上面までの距離である。壁42の高さについては、上記のように50%以上であれば特に制限はないが、要求される磁気遮蔽効果やリアクトルが設置されるスペース等を勘案して適宜設計する。壁42の高さは、例えば、50%〜120%とすることができる。特に、壁42の高さを50%〜100%とすると、磁気遮蔽効果が得られるだけでなく、リアクトル全体の小型化を図ることができる。
The height of the
図5は、リアクトル本体10に対する壁42の高さの比率(H1/H2)と干渉率の関係を示すグラフである。図5のグラフは、収容部41底面からコイル51a又はコイル51bの上面までの高さを、47.22mmとし、次のような電流の計測及び干渉率の算出により得られた結果である。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the ratio (H1 / H2) of the height of the
すなわち、各壁42の高さの比率に対して、計4つのコイル51a、51bに同じ値の電圧を周期的に印加し、コイル51a、51bに流れる電流を計測した。このときの電流波形を干渉波形と称すると、干渉波形は例えば図6(a)のようになる。平均電流値は例えば100A以上である。この干渉波形と、図6(b)に示す当該干渉波形の山の頂点と谷底との間の各区間を線形近似した理想波形とから、干渉率は、{(干渉波形/理想波形)−1}の式に基づいて算出した。具体的には、干渉率は、同時刻における理想波形からの干渉波形の最大のずれ率を示しており、上記式の「干渉波形」、「理想波形」には、ずれが最大の時刻におけるそれぞれの電流値を代入した。
That is, the voltage of the same value was periodically applied to a total of four
図5に示すように、高さの比率に対する干渉率の曲線は、高さの比率が高くなるにつれて干渉率が低下する傾向にある。また、当該曲線は、高さの比率が50%で変曲点を有している。すなわち、高さの比率が50%を境に干渉率の低下度合いが変わる。高さの比率が50%未満であると、干渉率は約0.5%を超えて高くなり、壁42の磁気遮蔽効果は低い。一方、高さの比率が50%以上であると、干渉率が低下し、壁42の磁気遮蔽効果が高いことが分かる。
As shown in FIG. 5, the curve of the interference ratio to the ratio of heights tends to decrease as the ratio of heights increases. The curve also has an inflection point at a height ratio of 50%. That is, the degree of decrease in the interference rate changes when the ratio of heights reaches 50%. If the height ratio is less than 50%, the interference rate increases by more than about 0.5%, and the magnetic shielding effect of the
[1−3.作用効果]
(1)本実施形態の磁気結合型リアクトルは、環状コア1と環状コア1に装着された複数のコイル51a、51bとを備え、コイル51a、51bにより磁束が互いに相殺する方向に発生する複数のリアクトル本体10と、リアクトル本体10を収容する収容部41が複数並行に設けられたケース40と、を備え、リアクトル本体10は、収容部41に収容され、ケース40のリアクトル本体10の間には、リアクトル本体10を隔てる壁42を設けるようにした。そして、壁42は、ケース40の収容部41底面からの高さH1が、ケース40の収容部41底面からリアクトル本体10のコイル51a又はコイル51bの上面までの高さH2に対して50%以上となるようにした。
[1-3. Action effect]
(1) The magnetically coupled reactor according to the present embodiment includes the
これにより、隣接するリアクトル本体10への磁気干渉を抑制することができる。すなわち、リアクトル本体10が隣接配置されていれば、一方のリアクトル本体10のコイル51b端が他方のリアクトル本体10のコイル51a端に隣接する。漏れ磁束はコイル51a、51b端から発生するため、互いの漏れ磁束の干渉が生じる。本実施形態では、リアクトル本体10間に、リアクトル本体10の高さの約半分以上の壁42を設けたことにより、大半の漏れ磁束の影響を抑制することができる。
Thereby, the magnetic interference to the adjacent reactor
このことから、本実施形態によれば、リアクトルの配置スペースに制約があり、リアクトル本体10を並べて配置する場合であっても漏れ磁束の影響を小さくできるので、全体として小型化することができる。例えば、各リアクトル本体10に対してケースを設ける必要はなく、1つのケース40で複数のリアクトル本体10を設置できるので、小型化できるとともに部品点数の削減も可能になる。
From this, according to the present embodiment, the arrangement space of the reactor is restricted, and even when the
[2.第2の実施形態]
[2−1.構成]
第2の実施形態について、図7〜図9を用いて説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態と基本構成は同じである。よって、第1の実施形態と異なる点のみを説明し、第1の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
[2. Second embodiment]
[2-1. Constitution]
A second embodiment will be described using FIGS. 7 to 9. The second embodiment has the same basic configuration as the first embodiment. Therefore, only differences from the first embodiment will be described, and the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
図7は、第2の実施形態に係る磁気結合型リアクトルの上面模式図である。第2の実施形態は、ケース40の壁の構造が異なる。すなわち、第2の実施形態の壁43は、その中央部分に収容部41間を連通するスリット44が設けられている。換言すれば、壁43は、中央部分が切欠かれてスリット44が形成されており、スリット44により収容部41間が連通する。このスリット44は、壁43における両リアクトル本体10のコイル51b、51a間の箇所に設けられている。本実施形態のスリット44は、収容部41の底面と同じ高さまで切欠かれているが、これに限定されない。なお、壁43は、コイルの一端側と他端側と2枚の壁により構成されているが、その高さH1は同じである。
FIG. 7 is a schematic top view of the magnetically coupled reactor according to the second embodiment. The second embodiment differs in the structure of the wall of the
さらに、本実施形態では、図7に示すように、コイル51a又はコイル51bの端(以下、「コイル端」ともいう。)CEからスリット44の端SEまで距離を20mm以上とした。なお、コイル端CEとは、コイル51a、51bの巻回された部分の端をいう。スリット44端SEとは、コイル端CEから直近のものをいう。
Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the distance from the end (hereinafter also referred to as “coil end”) CE of the
図8は、コイル端CEからスリット44端SEまでの距離と干渉率との関係を示すグラフである。図中には、壁43の高さ比率(H1/H2)を50%、100%、120%とした場合に、コイル端CEからスリット44端SEまでの距離を変化させたときの干渉率の結果が示されている。なお、図7に示すように、コイル端CEからスリット44端SEまでの距離は、コイル端CEを基準にスリット44端SE方向を正方向(+方向)にし、その逆方向を負方向(−方向)としている。干渉率は、第1の実施形態の算出方法と同じである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the distance from the coil end CE to the
図8に示すように、壁43の高さ比率が何れの場合でも、コイル端CEからスリット44端SEまでの距離が長くなる程干渉率が低下する傾向にあることが分かる。また、壁43の高さ比率が大きくなる程、干渉率が低くなることが分かる。
As shown in FIG. 8, it can be seen that the interference ratio tends to decrease as the distance from the coil end CE to the
詳細には、壁43の高さ比率が50%、120%の場合、コイル端CEからスリット44端SEまでの距離が20mmを境に干渉率の低下率が下がっていることが分かる。すなわち、当該距離が20mm以上であれば、磁気の干渉を効率的に抑制できることが分かる。この結果から、磁気干渉に影響を与えるのは、コイル端CE付近からの漏れ磁束であり、必要以上に長くしても磁気遮蔽効果が薄いことが分かる。また、壁43の高さ比率が100%の場合、コイル端CEからスリット44端SEまでの距離が15mmを境に同様のことが言える。以上のことから、コイル端CEからスリット44端SEまでの距離は少なくとも20mm以上であれば、磁気の干渉を効率的に抑制することができる。
In detail, when the height ratio of the
さらに、壁43の高さ比率が100%、120%の場合では、干渉率が0.3%以下となり、50%のときの0.5%と比べて磁気遮蔽効果が顕著である。
Furthermore, in the case where the height ratio of the
[2−2.作用効果]
本実施形態では、リアクトル本体10間の壁にスリット44を設けたことにより、ケース40とリアクトル本体10との隙間への充填材の充填作業効率を向上させることができる。すなわち、リアクトル本体10間の壁にスリット44が設けられていなければ、各収容部41への充填作業を分ける必要があったが、スリット44が設けられていることにより、一方の収容部41に充填された充填材がスリット44を介して他方の収容部41に進出するので、充填作業を分ける必要がなくなる。
[2-2. Action effect]
In the present embodiment, by providing the
また、スリット44を、壁43におけるリアクトル本体10のコイル51b、51a間の箇所に設け、コイル端CEからスリット端SEまでの壁43の長さを20mm以上とした。これにより、コイル端CE付近からの漏れ磁束を効率的に遮蔽することができ、磁気の干渉を的確に抑制することができる。さらに、コイル51a、51bの軸方向であるスリット44の幅を広く取ることができるので、他の収容部41に充填材が進出しやすくなり、充填作業効率が向上する。
Further, the
[3.第3の実施形態]
第3の実施形態について、図9を用いて説明する。第3の実施形態は、第2の実施形態と基本構成は同じである。よって、第2の実施形態と異なる点のみを説明し、第2の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
[3. Third embodiment]
The third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment is the same as the second embodiment in basic configuration. Therefore, only differences from the second embodiment will be described, and the same parts as those of the second embodiment will be assigned the same reference numerals and detailed explanations thereof will be omitted.
第3の実施形態では、コイル51a、51bの軸方向の長さ(以下、「コイル長」ともいう。)と、コイル端CEからスリット44端SEまでの長さの比を30%以上としている。なお、コイルの軸方向の長さとは、同一コイルにおけるコイル端CE間の長さをいう。本実施形態では、コイルの軸方向の長さは、67.12mmとしているが、これに限定されるものではない。
In the third embodiment, the ratio of the axial length of the
図9は、コイル長とコイル端CEからスリット44までの長さの比と、干渉率との関係を示すグラフである。図中には、壁43の高さ比率(H1/H2)を50%、100%、120%とした場合に、コイル長とコイル端CEからスリット44までの長さの比を変化させたときの干渉率の結果が示されている。なお、コイル端CEからスリット端SEまでの距離は、コイル端CEを基準にスリット44端SE方向を正方向にしている。干渉率は、第1の実施形態の算出方法と同じである。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the ratio of the coil length and the length from the coil end CE to the
図9に示すように、壁43の高さ比率が何れの場合でも、コイル長とコイル端CEからスリット44端SEまでの長さの比が大きくなる程干渉率が低下する傾向にあることが分かる。また、壁43の高さ比率が高くなる程干渉率が低下することがわかる。
As shown in FIG. 9, the interference ratio tends to decrease as the ratio of the coil length and the length from the coil end CE to the
詳細には、壁43の高さ比率が50%、120%の場合、コイル長とコイル端CEからスリット44端SEまでの長さの比が30%を境に干渉率の低下率が下がっていることが分かる。すなわち、当該比が30%以上であれば、磁気の干渉を効率的に抑制できることが分かる。この結果から、磁気干渉に影響を与えるのは、コイル端CE付近からの漏れ磁束であり、必要以上に比を大きくしても磁気遮蔽効果が薄いことが分かる。また、壁43の高さ比率が100%の場合、コイル長とコイル端CEからスリット44端SEまでの長さの比が約22%を境に同様のことが言える。以上のことから、コイル長とコイル端CEからスリット44端SEまでの長さの比は少なくとも30%以上であれば、磁気の干渉を効率的に抑制することができる。
Specifically, when the height ratio of the
さらに、壁43の高さ比率が100%、120%の場合では、干渉率が0.3%以下となり、50%のときの0.5%と比べて磁気遮蔽効果が顕著である。
Furthermore, in the case where the height ratio of the
以上のように、本実施形態では、コイル長と、コイル端CEからスリット44端SEまでの長さの比を30%以上とした。これにより、コイル端CE付近からの漏れ磁束を効率的に遮蔽することができ、磁気の干渉を的確に抑制することができる。さらに、コイル51a、51bの軸方向であるスリット44の幅を広く取ることができるので、他の収容部41に充填材が進出しやすくなり、充填作業効率が向上する。
As described above, in the present embodiment, the ratio of the coil length and the length from the coil end CE to the
[4.他の実施形態]
本発明は、第1乃至第3の実施形態に限定されるものではなく、下記に示す他の実施形態も包含する。また、本発明は、第1乃至第3の実施形態及び下記の他の実施形態の少なくともいずれか2つを組み合わせた形態も包含する。
[4. Other embodiments]
The present invention is not limited to the first to third embodiments, and includes the other embodiments described below. Furthermore, the present invention also encompasses a combination of at least any two of the first to third embodiments and the other embodiments described below.
(1)第1乃至第3の実施形態では、壁42、43は、ケース40の収容部41を構成する本体と同一材質から構成したが、その本体より磁気遮蔽効果の高い材質を用いても良い。
(1) In the first to third embodiments, the
(2)第1乃至第3の実施形態では、壁42、43は、ケース40の底面や側面と一続きになるように成形したが、壁42、43を別体として成形し、収容部41間に設けるようにしても良い。
(2) In the first to third embodiments, the
(3)第1乃至第3の実施形態では、壁42、43は、コイルの軸方向に亘って高さを同じにしていたが、コイル端付近の高さを他の箇所より高くしても良い。また、壁42、43は、高さだけでなく形状、スリット44の配置箇所、個数、深さ、形状等も自由である。例えば、図10(a)〜(d)のような壁45としても良い。図10(a)のように、スリット44の深さを浅めにしても良いし、図10(b)のように、スリット44を複数設けても良い。また図10(c)のように、スリット44の形状を、三角形としても良いし、図10(d)のように丸形状としても良い。なお、スリット44の配置箇所、個数、深さ、形状を変えることは、壁42、43の形状又は高さを変えることと見方を変えることもできる。
(3) In the first to third embodiments, the
(4)第1乃至第3の実施形態では、環状コア1を構成するために、コア部材としてU字型コア及びI字型コアを用いたが、これに限定されない。これらの他にもコア部材として、E字型コア、T字型コア、C字型コア、J字型コアその他の環状コア1を構成可能な形状を有するコアを用いることができる。また、環状コア1は、必ずしも分割されたコア部材により構成しなくても良く、単一の環状コアとしても良い。
(4) In the first to third embodiments, the U-shaped core and the I-shaped core are used as core members in order to form the
(5)第1乃至第3の実施形態では、リアクトル本体10を並行に配置する態様として図1に示すように左右方向に並べたが、前後方向に並行配置しても良い。例えば、2つのリアクトル本体10で説明すると、双方のリアクトル本体10のコイル51aを巻軸が共通するように同一直線上に配置し、コイル51b同士もコイル51bの巻軸が共通するように同一直線上に配置する。また、複数のリアクトル本体10を左右方向又は前後方向に加えて、上下方向に並行配置されていても良い。
(5) In the first to third embodiments, the
(6)第1乃至第3の実施形態では、壁42、43は、コイル51a、51bの巻軸方向と平行に延びるようにケース40内を縦断して設けられていたが、これに限定されず、コイル51a、51bの巻軸方向に対して斜めに設けられていても良い。
(6) In the first to third embodiments, the
(7)第1乃至第3の実施形態では、壁42、43は、図2に示すようにケース40の底面から垂直方向に設けられているが、これに限定されず、何れかのリアクトル本体10の方へ傾くように設けても良い。
(7) In the first to third embodiments, the
1 環状コア
1a、1b I字型コア
1c、1d U字型コア
1e 接着層
10 リアクトル本体
2 樹脂部材
21 第1の樹脂体
21a、21b 直線部
21c 連結部
23a、23b 固定部
25a、25b ネジ挿入穴
22 第2の樹脂体
22a、22b 直線部
22d 連結部
24a、24b 固定部
26a、26b ネジ挿入穴
28a、28b カラー
40 ケース
41 収容部
411〜414 ネジ穴
42、43 壁
44 スリット
45 壁
5 コイル
51a、51b コイル
52a、52b 端部
53a、53b 端部
6 充填部
8 コネクタ
9 温度センサ
9a 温度検出部
9b リード線
CE コイルの端
SE スリットの端
H1 ケースの収容部底面からの壁の高さ
H2 リアクトル本体の高さ(ケースの収容部底面からコイル上面までの距離)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記リアクトル本体を収容する収容部が複数並行に設けられたケースと、
を備え、
前記リアクトル本体は、前記収容部に収容され、
前記ケースの前記リアクトル本体の間には、前記リアクトル本体を隔てる壁が設けられ、
前記壁は、前記ケースの収容部底面からの高さが、前記ケースの収容部底面から前記リアクトル本体の前記コイル上面までの高さに対して50%以上100%以下であり、
前記複数のコイルの各コイルから互いに相殺する方向に発生した磁束は、前記リアクトル本体の外部に漏出すること、
を特徴とする磁気結合型リアクトル。 A plurality of reactor bodies obtain Bei a plurality of coils mounted in the annular core and the annular core,
A case in which a plurality of accommodating portions for accommodating the reactor main body are provided in parallel;
Equipped with
The reactor body is housed in the housing portion,
Between the reactor bodies of the case, there is provided a wall separating the reactor bodies,
Said wall has a height from the housing section bottom surface of the case, Ri the Der 100% to 50% relative to the height of the coil upper face of the reactor body from the accommodating portion bottom surface of the case,
The magnetic flux generated from the respective coils of the plurality of coils in a direction to cancel each other leaks out of the reactor main body,
Magnetically coupled reactor characterized by
を特徴とする請求項1に記載の磁気結合型リアクトル。 The wall is provided with a slit for communicating between the housing portions,
The magnetically coupled reactor according to claim 1, characterized in that
前記スリットは、前記壁における前記リアクトル本体のコイル間の箇所に設けられ、
前記コイルの端から前記スリットの端までの前記壁の長さが20mm以上であること、
を特徴とする請求項2に記載の磁気結合型リアクトル。 The reactor main body is disposed adjacent to the other reactor main body on the left and right,
The slit is provided in the wall between the coils of the reactor body,
The length of the wall from the end of the coil to the end of the slit is at least 20 mm,
Magnetically coupled reactor according to claim 2, characterized in that
前記スリットは、前記壁における前記リアクトル本体のコイル間の箇所に設けられ、
前記コイルの軸方向の長さと、前記コイルの端から前記スリットの端までの長さの比が、30%以上であること、
を特徴とする請求項2又は請求項3に記載の磁気結合型リアクトル。
The reactor main body is disposed adjacent to the other reactor main body on the left and right,
The slit is provided in the wall between the coils of the reactor body,
The ratio of the axial length of the coil to the length of the slit from the end of the coil is 30% or more.
Magnetically coupled reactor according to claim 2 or 3, characterized in that
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