JP6729421B2 - リアクトル - Google Patents

Description

本明細書が開示する技術は、リアクトルに関する。

平行に延びている２個の筒部が連結されているボビンと、ボビンの両側から筒部へ挿通される一対のＵ字型コアと、ボビンの筒部の夫々に巻回されているコイルを備えるリアクトルが知られている（例えば特許文献１）。コアには、磁性紛体を樹脂で固めたいわゆる圧粉コア（圧粉磁心）が用いられることが多い。

特開２０１４−１５０２２０号公報

圧粉コアを用いた場合、コアの隣接する面同士が交差するエッジがボビンと干渉するとエッジから欠片が離脱することがある。圧粉コアの欠片はコイルの巻線の保護膜（絶縁膜）を傷付けるおそれがある。リアクトルのコアから欠片が離脱する可能性を低減する技術が求められている。

本明細書が対象とするリアクトルは、ボビンと一対のＵ字型コアとコイルを備えている。ボビンは、平行に配置された２個の筒部が筒部軸線方向の夫々の端部で連結されている。一対のＵ字型コアは、磁性紛体を固めたものであり、ボビンの筒部軸線方向の両側から２個の筒部に挿入されている。コイルは、ボビンの夫々の筒部に巻回されている。

上記した形状のリアクトルでは次の２か所で欠片が発生し易い。一つは、Ｕ字型コアのＵ字面（平面視したときにＵ字形状に見える面）とＵ字の先端の面とが交差するエッジ（端面エッジ）である。Ｕ字型コアをボビンの筒部に挿入する際、端面エッジが筒部の内面と干渉し、欠片が発生するおそれがある。もう一つは、Ｕ字型コアのＵ字の内側底面とＵ字面とが交差するエッジ（底面エッジ）である。Ｕ字型コアをボビンの筒部に挿入し終えてＵ字型コアのＵ字の内側底面がボビンの連結部に当接した際、底面エッジとボビンが干渉して欠片が発生するおそれがある。端面エッジと底面エッジでは、リアクトルの組み立て時だけでなく、使用時の振動によるボビンとの干渉で欠片が離脱するおそれもある。

そこで、本明細書が開示するリアクトルでは、ボビンの夫々の筒部の内側に、Ｕ字型コアの一対のＵ字面の夫々に当接する突起を設ける。また、ボビンの２個の筒部の連結部において、Ｕ字型コアのＵ字の内側底面とＵ字型コアのＵ字面とが交差するエッジ（上記した底面エッジ）と対向する箇所に底面エッジに沿って延びる溝を設ける。筒部内面の突起によって、筒部内面とＵ字型コアのＵ字面とが離間し、それらの干渉が防止できる。また、底面エッジと対向するボビンの部位に底面エッジに沿って延びる溝が設けられているため、Ｕ字型コアを挿入し終えてＵ字の内側底面が２個の筒部の連結部に当接した際、底面エッジがボビンと干渉することが避けられる。上記の構造により、磁性体紛体を固めたＵ字型コアのエッジから欠片が離脱する可能性を低減することができる。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

図１（Ａ）は、実施例のリアクトルの平面図である。図１（Ｂ）は、実施例のリアクトルの側面図である。 リアクトルの分解図である。 Ｕ字型コアの斜視図である。 ボビンの正面図である。 図４のV−V線に沿った断面図である。 図４のVI−VI線に沿った断面図である。

図面を参照して実施例のリアクトル２を説明する。図１（Ａ）に、リアクトル２の平面図を示し、図１（Ｂ）にリアクトル２の側面図を示す。図２にリアクトル２の分解図を示す。リアクトル２は、コイルを主要部品とし、回路にリアクタンスを発生させることを目的としたデバイスである。リアクトルは、例えば、チョッパ式の電圧コンバータ回路に用いられる。実施例のリアクトル２は、一対のＵ字型コア４ａ、４ｂと、ボビン３と、一対のコイル５ａ、５ｂを備えている。説明の便宜上、図中の座標系のＺ軸正方向を「上」と定義する。

ボビン３は、平行に配置された２個の筒部３１ａ、３１ｂが、それらの筒部軸線方向（図中のＸ方向）の夫々の端部でフランジ板３１ｃ、３ｂによって連結された構造を有している（図２参照）。なお、ボビン３は、２個のパーツ（ボビン本体３ａとフランジ板３ｂ）で構成される。ボビン本体３ａでは、平行に並んだ２個の筒部３１ａ、３１ｂの一方の端がフランジ板３１ｃで連結されている。

コイル５ａ、５ｂは、電気的に連続されており、両者で一つのコイル５を構成する。コイル５ａ、５ｂは、絶縁膜で被覆された銅の平角線をエッジワイズに巻回したものである。コイル５ａ、５ｂは、夫々、ボビン３の２個の筒部３１ａ、３１ｂの夫々に挿通される。リアクトル２の組み立て工程において、ボビン本体３ａの筒部３１ａ、３１ｂにコイル５ａ、５ｂが挿通された後、フランジ板３ｂが、２個の筒部３１ａ、３１ｂの未連結の端部に取り付けられ、ボビン３が完成する。なお、図では、コイル５の引き出し線は図示を省略してある。

一対のＵ字型コア４ａ、４ｂは、夫々のＵ字の両腕が、ボビン３の筒部軸線方向（図中のＸ方向）の両側から筒部３１ａ、３１ｂに挿入される。なお、筒部３１ａ、３１ｂの内部にて、一対のＵ字型コア４ａ、４ｂは、それらの先端面同士が対向し、一対のＵ型コア４ａ、４ｂの先端面の間にギャップ板６が配置される（図２参照）。

Ｕ字型コア４ａの斜視図を図３に示す。他方のＵ字型コア４ｂはＵ字型コア４ａと同じ形状を有している。Ｕ字型コア４ａの各面を、正面からみるとＵ字形状をしている一対のＵ字面４１ａ、４１ｂと、一対のＵ字面をＵ字の外側で連結する外側湾曲面４１ｃと、Ｕ字の内側底面４１ｄと、Ｕ字の腕の先端面４１ｅと、Ｕ字の腕の内側の面に相当する内側面４１ｆと称する。一対のＵ字面４１ａ、４１ｂはともに平坦面であるとともに、平行である。

Ｕ字型コア４ａ、４ｂは、磁性体の粉体を樹脂で固めたものである。磁性体の紛体と樹脂は、Ｕ字型コア４ａの形状のキャビティを有する金型に入れられ、一対のＵ字面４１ａ、４１ｂの法線方向から圧力が加えられ、Ｕ字型のコアの形状に固められる。図３に示すように、平坦なＵ字面４１ａ、４１ｂとそれ以外の面（外側湾曲面４１ｃ、内側底面４１ｄ、先端面４１ｅ、内側面４１ｆ）は、直角に交わり、エッジが形成される。Ｕ字面４１ａ、４１ｂと先端面４１ｅが交差するエッジ（図３において符号Ｅ２が示す箇所）を端面エッジＥ２と称する。Ｕ字面４１ａ、４１ｂと内側底面４１ｄが交差するエッジ（図３において符号Ｅ１が示す箇所）を底面エッジＥ１と称する。なお、Ｕ字面４１ａ、４１ｂ以外の面同士の接続箇所は湾曲しており、エッジが形成されない。磁性体の紛体を金型内で固めたコアは、その製造方法上、エッジにバリが生じることがある。

Ｕ字型コア４ａ（４ｂ）をボビン３の筒部３１ａ、３１ｂに通す際、端面エッジＥ２が筒部３１ａ、３１ｂの開口縁に接すると、あるいは、筒部３１ａ、３１ｂの内面と摺動すると、端面エッジＥ２から欠片が脱落するおそれがある。また、Ｕ字型コア４ａ（４ｂ）の内側底面４１ｄが筒部３１ａ、３１ｂを連結するフランジ板３１ｃ（３ｂ）に当接したとき、底面エッジＥ１がフランジ板３１ｃ（３ｂ）に接触して底面エッジＥ１から欠片が脱落するおそれもある。底面エッジＥ１や端面エッジＥ２では、リアクトルの製造時だけでなく、使用時の振動によっても欠片が発生することも有り得る。上記したバリも、エッジとボビンとの干渉によって欠片となって離脱することも起こり得る。Ｕ字型コア４ａ、４ｂのエッジから欠けて離脱した破片は、コイル５の巻線の絶縁膜を傷付けるおそれがある。そこで、実施例のリアクトル２では、底面エッジＥ１、端面エッジＥ２を欠け難くする構造を備えている。次に、Ｕ字型コア４ａ（４ｂ）の底面エッジＥ１と端面エッジＥ２を欠け難くする構造を説明する。

なお、Ｕ字面４１ａ、４１ｂ以外の面の境界は湾曲しておりエッジが形成されないので、上記した欠片が発生する可能性は小さい。また、Ｕ字面４１ａ、４１ｂと外側湾曲面４１ｃとが交差するエッジは、ボビン３との接触箇所が筒部３１ａ、３１ｂの軸線方向（図中のＸ方向）に平行に延びることになるため、リアクトル製造時に欠片が発生する可能性は、底面エッジＥ１や端面エッジＥ２と比較して小さい。Ｕ字面４１ａ、４１ｂと内側面４１ｆとが交差するエッジでも同様に、欠片が発生する可能性は底面エッジＥ１や端面エッジＥ２と比較して小さい。

図４にボビン３の正面図（筒部軸線方向、即ち、図中のＸ方向からみた図）を示す。図４のV−V線に沿った断面を図５に示し、VI−VI線に沿った断面を図６に示す。図４には、Ｕ字型コア４ａを仮想線で描いてある。ボビン３の筒部３１ａ、３１ｂの内面に、Ｕ字型コア４ａの一対のＵ字面４１ａ、４１ｂに当接する突起３３が設けられている。図５は、図４において筒部３１ａに設けられた突起３３の図中右側でボビン３をカットした断面である。図５に示すように、突起３３は、筒部軸線方向（Ｘ方向）に延びている。上下の突起３３が、Ｕ字型コア４ａ、４ｂの一対のＵ字面４１ａ、４１ｂに当接し、Ｕ字型コア４ａ、４ｂの端面エッジＥ２（図３参照）が筒部３１ａ（３１ｂ）の内面と干渉することを防止する。それゆえ、筒部３１ａ（３１ｂ）の内面との干渉によって端面エッジＥ２が欠ける可能性が抑えられる。

また、図４と図６に示すように、２個の筒部３１ａ、３１ｂの連結部３４にて、Ｕ字型コア４ａのＵ字の内側底面４１ｄ（図３参照）とＵ字面４１ａ、４１ｂ（図３参照）とが交差する底面エッジＥ１と対向する箇所に溝３２が設けられている。溝３２は、底面エッジＥ１に沿って延びている。この溝３２により、底面エッジＥ１とボビン３との干渉が避けられる。それゆえ、筒部３１ａ、３１ｂの連結部３４との干渉によって底面エッジＥ１が欠ける可能性が抑えられる。

以上説明したように、実施例のリアクトル２は、磁性体の紛体を固めたコア（Ｕ字型コア４ａ、４ｂ）のエッジから欠片が離脱する可能性を抑えることができる。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。リアクトルでは、コイル５とボビン３とＵ字型コア４ａ、４ｂの一部が樹脂カバーによって覆われていてもよい。溝３２は、その横断面が矩形でなく、例えば湾曲していてもよい。突起３３も、その横断面は矩形に限られず、例えば湾曲していてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：リアクトル
３：ボビン
３ａ：ボビン本体
３ｂ：フランジ板
４ａ、４ｂ：Ｕ字型コア
５、５ａ、５ｂ：コイル
６：ギャップ板
３１ａ、３１ｂ：筒部
３１ｃ：フランジ板
３２：溝
３３：突起
３４：連結部
４１ａ、４１ｂ：Ｕ字面
Ｅ１：底面エッジ
Ｅ２：端面エッジ

Claims (1)

1. 平行に配置された２個の筒部が筒部軸線方向の夫々の端部で連結されているボビンと、
   磁性粉体を固めたコアであって、前記ボビンの前記筒部軸線方向の両側から前記２個の筒部に挿入されている一対のＵ字型コアと、
   前記ボビンの夫々の前記筒部に巻回されているコイルと、
   を備えており、
   前記ボビンの夫々の筒部の内側に、前記Ｕ字型コアの一対のＵ字面の夫々に当接する突起が設けられているとともに、
   前記ボビンの２個の前記筒部の連結部にて、前記Ｕ字型コアのＵ字の内側底面と前記Ｕ字面とが交差するエッジと対向する箇所に前記エッジに沿って延びる溝が設けられている、リアクトル。

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