JP6957207B2 - Manufacturing method of reactor and reactor - Google Patents
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Description
本発明は、電気回路に用いられるリアクトルおよびリアクトルの製造方法に関し、特に、低コストで放熱性に優れたリアクトルおよびリアクトルの製造方法に関する。 The present invention relates to a reactor and a method for producing a reactor used in an electric circuit, and more particularly to a reactor and a method for producing a reactor having excellent heat dissipation at low cost.
近年、地球温暖化対策、あるいは、原子力発電への不安の高まりを受けて、クリーンな新たなエネルギーの導入が進んでおり、特に、太陽光発電および風力発電の普及が世界的に進められている。太陽光発電は、補助金政策などを受けて日本でも普及が急速に進んでいるが、今後、更に普及させていくためには、発電コストの低減が必要となっている。 In recent years, the introduction of clean new energy has been progressing in response to growing concerns about global warming countermeasures or nuclear power generation, and in particular, the spread of solar power generation and wind power generation is being promoted worldwide. .. Photovoltaic power generation is rapidly becoming widespread in Japan due to subsidy policies, etc., but in order to make it even more widespread in the future, it is necessary to reduce power generation costs.
発電コストの低減の1つの方法として、パワーコンディショナの耐久性の向上に取り組まれているが、そのためには、パワーコンディショナ内で使用される部品の耐久性の向上が必須であり、パワーコンディショナ筐体の密閉化による塵埃・湿気対策が行われている。しかしながら、パワーコンディショナ内部にはリアクトルなどの発熱部品も用いられており、筐体を密閉化することによって、筐体内部の温度が上昇すると、筐体内部の電子部品の耐久性を低下させることになり、本来の目的と相反することになる。 As one method of reducing power generation costs, efforts are being made to improve the durability of the power conditioner, but for that purpose, it is essential to improve the durability of the parts used in the power conditioner, and the power conditioner Measures against dust and humidity are taken by sealing the housing. However, heat-generating parts such as reactors are also used inside the power conditioner, and when the temperature inside the housing rises by sealing the housing, the durability of the electronic parts inside the housing is reduced. It becomes contrary to the original purpose.
そこで、密閉された空間内に配置してもパワーコンディショナ内部の温度を上昇させることが無い放熱性に優れたリアクトルが求められている。また、コストを低減するための耐久性の向上であることから、低コストで放熱性に優れたリアクトルが必要となる。 Therefore, there is a demand for a reactor having excellent heat dissipation that does not raise the temperature inside the power conditioner even if it is arranged in a closed space. Further, since the durability is improved to reduce the cost, a reactor having a low cost and excellent heat dissipation is required.
リアクトルの放熱性を高める従来技術としては、リアクトルをアルミケースに収容し、放熱性に優れた樹脂で充填する方法が用いられている。そして、このような従来技術の1つである特許文献1では、放熱性を有する樹脂の使用量を低減し、コイルとケースとの距離を小さくするために、リアクトルの2つのコイルの間に隔壁を設けた構造が用いられている。
As a conventional technique for improving the heat dissipation of the reactor, a method of housing the reactor in an aluminum case and filling it with a resin having excellent heat dissipation is used. In
しかしながら、リアクトルの放熱性を高める従来技術は、ケースの構造が複雑でありコストの増加につながり、また、コイルの間に隔壁を設けた場合には、リアクトルが大型化するという問題があった。 However, the conventional technique for improving the heat dissipation of the reactor has a problem that the structure of the case is complicated, which leads to an increase in cost, and when a partition wall is provided between the coils, the reactor becomes large.
そこで、本発明は、優れた放熱性を有しながら、製造コストを低減させることができるリアクトルおよびリアクトルの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a reactor and a method for producing the reactor, which can reduce the production cost while having excellent heat dissipation.
本発明のリアクトルは、コア、前記コアの周囲に装着されたコイル、および、前記コイルが装着された前記コアを保持するフレームを有するリアクトルであって、前記フレームは、折り曲げ加工によって、前記コアを保持する保持部と、放熱性を有する樹脂が充填される収容部が設けられており、前記収容部内に前記コイルの一部が収容され、前記コイルの一部が、前記収容部内に充填された前記樹脂に埋没されていることを特徴とする。 The reactor of the present invention is a reactor having a core, a coil mounted around the core, and a frame for holding the core to which the coil is mounted, and the frame is formed by bending the core. A holding portion for holding and an accommodating portion filled with a resin having heat dissipation are provided, a part of the coil is accommodated in the accommodating portion, and a part of the coil is filled in the accommodating portion. It is characterized in that it is buried in the resin.
前記樹脂が、熱伝導率2.0W/m・K以上のエポキシ樹脂であり、さらに、前記樹脂にアルミナが添加されていることが好ましく、前記フレームがアルミからなることが好ましい。 The resin is an epoxy resin having a thermal conductivity of 2.0 W / m · K or more, and it is preferable that alumina is added to the resin, and the frame is preferably made of aluminum.
前記樹脂に埋没されている前記コイルの割合は、10〜30%とする。 The ratio of the coil embedded in the resin is 10 to 30%.
前記コイルは、さらに、低粘度のエポキシ樹脂が真空含浸されている。 The coil is further vacuum impregnated with a low viscosity epoxy resin.
本発明のリアクトルの製造方法は、コア、前記コアの周囲に装着されたコイル、および、前記コイルが装着された前記コアを保持するフレームを有するリアクトルの製造方法であって、板状の部材を折り曲げ加工して、前記コアを保持する保持部と、放熱性を有する樹脂が充填される収容部を有する前記フレームを形成し、前記コアの周囲にコイルを装着し、前記フレームの収容部に上から、前記コアに装着された前記コイルの一部を挿入し、前記収容部内に放熱性を有する樹脂を充填し、前記樹脂内に前記コイルの一部を埋没させ、その後、前記樹脂を硬化させることを特徴とする。 The method for manufacturing a reactor of the present invention is a method for manufacturing a reactor having a core, a coil mounted around the core, and a frame for holding the core to which the coil is mounted, and a plate-shaped member is formed. It is bent to form the frame having a holding portion for holding the core and an accommodating portion filled with a heat-dissipating resin, a coil is mounted around the core, and the accommodating portion of the frame is placed above the accommodating portion. Then, a part of the coil mounted on the core is inserted, the accommodating portion is filled with a resin having heat dissipation property, a part of the coil is embedded in the resin, and then the resin is cured. It is characterized by that.
前記樹脂として、熱伝伝導率2.0W/m・K以上のエポキシ樹脂を用い、さらに、前記樹脂にアルミナを添加することが好ましく、前記板状の部材として、アルミの板を用いることが好ましい。 As the resin, it is preferable to use an epoxy resin having a heat transfer conductivity of 2.0 W / m · K or more, and it is preferable to add alumina to the resin, and it is preferable to use an aluminum plate as the plate-shaped member. ..
前記コイルを、前記収容部内に挿入する際に、前記コイルの10〜30%を前記収容部内に配置する。 When the coil is inserted into the housing, 10 to 30% of the coil is placed in the housing.
前記樹脂を硬化させた後、さらに、低粘度のエポキシ樹脂によって、前記コイルを真空含浸する。 After the resin is cured, the coil is vacuum impregnated with a low-viscosity epoxy resin.
本発明のリアクトルは、コア、前記コアの周囲に装着されたコイル、および、前記コイルが装着された前記コアを保持するフレームを有するリアクトルであって、前記フレームは、折り曲げ加工によって、前記コアを保持する保持部と、放熱性を有する樹脂が充填される収容部が設けられており、前記収容部内に前記コイルの一部が収容され、前記コイルの一部が、前記収容部内に充填された前記樹脂に埋没されていることにより、従来のフレームをベースに加工可能であり、少ない樹脂量で放熱することができることから、製造コストを増加させることなく、優れた放熱性を有するリアクトルを実現することができる。 The reactor of the present invention is a reactor having a core, a coil mounted around the core, and a frame for holding the core to which the coil is mounted, and the frame is formed by bending the core. A holding portion for holding and an accommodating portion filled with a resin having heat dissipation are provided, and a part of the coil is accommodated in the accommodating portion, and a part of the coil is filled in the accommodating portion. By being embedded in the resin, it can be processed based on the conventional frame, and heat can be dissipated with a small amount of resin. Therefore, a reactor having excellent heat dissipation can be realized without increasing the manufacturing cost. be able to.
前記樹脂にアルミナが添加されており、前記フレームがアルミからなることにより、前記樹脂と前記フレームの熱膨張係数を近づけて、前記樹脂が前記フレームの収容部から剥離するのを防止して、耐久性を高めることができる。 Alumina is added to the resin, and the frame is made of aluminum, so that the coefficient of thermal expansion of the resin and the frame are brought close to each other to prevent the resin from peeling from the accommodating portion of the frame, and the durability is improved. It can enhance the sex.
前記コイルは、さらに、低粘度のエポキシ樹脂が真空含浸されていることにより、前記コイル全体の放熱性を高めることができる。 Further, the coil is vacuum-impregnated with a low-viscosity epoxy resin, so that the heat dissipation of the entire coil can be improved.
本発明のリアクトルの製造方法は、コア、前記コアの周囲に装着されたコイル、および、前記コイルが装着された前記コアを保持するフレームを有するリアクトルの製造方法であって、板状の部材を折り曲げ加工して、前記コアを保持する保持部と、放熱性を有する樹脂が充填される収容部を有する前記フレームを形成し、前記コアの周囲にコイルを装着し、前記フレームの収容部に上から、前記コアに装着された前記コイルの一部を挿入し、前記収容部内に放熱性を有する樹脂を充填し、前記樹脂内に前記コイルの一部を埋没させ、その後、前記樹脂を硬化させることにより、低コストで放熱性に優れたリアクトルを製造することができる。 The method for manufacturing a reactor of the present invention is a method for manufacturing a reactor having a core, a coil mounted around the core, and a frame for holding the core to which the coil is mounted, and a plate-shaped member is formed. It is bent to form the frame having a holding portion for holding the core and an accommodating portion filled with a heat-dissipating resin, a coil is mounted around the core, and the accommodating portion of the frame is placed above the accommodating portion. Then, a part of the coil mounted on the core is inserted, the accommodating portion is filled with a resin having heat dissipation property, a part of the coil is embedded in the resin, and then the resin is cured. As a result, it is possible to manufacture a reactor having excellent heat dissipation at low cost.
前記樹脂にアルミナを添加し、前記板状の部材としてアルミの板を用いることにより、前記樹脂と前記フレームの熱膨張係数を近づけて、前記樹脂が前記フレームの収容部から剥離するのを防止し、耐久性の高いリアクトルを製造することができる。 By adding alumina to the resin and using an aluminum plate as the plate-shaped member, the thermal expansion coefficients of the resin and the frame are brought close to each other, and the resin is prevented from peeling from the accommodating portion of the frame. , A highly durable reactor can be manufactured.
前記樹脂を硬化させた後、さらに、低粘度のエポキシ樹脂によって、前記コイルを真空含浸することにより、前記コイル全体の放熱性を高める製造方法を実現することができる。 After the resin is cured, the coil is vacuum impregnated with a low-viscosity epoxy resin, thereby realizing a manufacturing method for enhancing the heat dissipation of the entire coil.
以下に、図を用いて本発明のリアクトル1およびリアクトル1の製造方法について詳しく説明する。図1は本発明のリアクトル1の斜視図であり、図2が平面図、図3が側面図、図4が断面図である。まず初めに、本発明のリアクトル1について説明する。
Hereinafter, the
本発明のリアクトル1は、図1〜3に示すように、コア2、前記コア2にそれぞれ装着された2つのコイル3、および、前記コア2を保持するフレーム4を有する。前記コア2は、2つの脚部21、および、2つの連結部22を有し、互いに平行に配置された2つの前記脚部21にそれぞれコイル3が巻き付けられて装着されており、2つの前記脚部21の両端が、それぞれ前記連結部22によって固定されて連結されている。前記コイル3を前記脚部21に装着する際に、前記コイル3の表面には、絶縁紙(図示せず)が貼り付けられている。前記コイル3には、2つの端子6が設けられており、前記端子6は、前記リアクトル1の電気的接続に用いられる。前記端子6の数は、2に限定するものではなく、4の場合もある。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
前記フレーム4は、図5に示すように、底面41、収容部42、2つの保持部43、および、4つの固定部44から構成され、アルミ、鉄などからなる1枚の板状の部材が折り曲げ加工されて形成されている。2つの前記保持部43は、互いに対向するように配置されており、その間に、前記コイル3が装着された前記コア2が挟まれて保持される。この時、固定部材7によって前記保持部43は互いに接続されている。前記収容部42は、前記底面41上に設けられた空間であり、図4に示すように、前記コイル3の一部が上から挿入され、放熱性を有する樹脂5が充填される空間である。前記固定部44は、前記リアクトル1を、装置などに固定する際にボルトなど用いて固定するために使用され、必要に応じて設けることができ、また、形状、位置、数などは特に限定するものではない。
As shown in FIG. 5, the
前記収容部42には、図1,4に示すように、前記コイル3の一部が上から挿入され、かつ、放熱性を有する樹脂5が充填されており、これにより、図4の断面図に示すように、前記コイル3の一部が前記樹脂5に埋没された状態となっていることから、前記コイル3の熱は、前記樹脂5を介して外部へと放熱される。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
このように、本発明のリアクトル1は、前記フレーム4の収容部42を用いて、前記コイル3の全体ではなく一部を放熱性を有する樹脂5に埋没させることにより、ケースのような新たな部材を設けることなく、従来使用していたフレームをベースに樹脂を充填する空間を確保し、かつ、少ない樹脂量でコイル3の放熱効果を奏することができるようになり、コストを大幅に増加させることなく、十分な放熱性を有するリアクトル1を実現することができる。
As described above, the
前記樹脂5は放熱性を有する樹脂であればよいが、放熱性を高めるために熱伝導率2.0W/m・K以上のエポキシ樹脂をもちいることが好ましい。さらに、前記樹脂5にはアルミナが添加されていることが好ましい。そして、前記フレーム4は、アルミ、鉄などの板材を加工して形成されているが、材質としては、前記樹脂5の材質を考慮してアルミを用いることが好ましい。前記フレーム4にアルミを用いた場合、前記樹脂5にアルミナを添加することによって、前記フレーム4の熱膨張係数と、前記フレーム4の収容部42内に充填された前記樹脂5の熱膨張係数が近くなり、前記樹脂5が前記フレーム4の収容部42から剥離するのを防止することができることから、リアクトル1の耐久性を向上させることができる。
The
前記コイル3は、全体ではなく一部を前記樹脂5に埋没させればよいが、埋没させる割合は、図3,4における前記コイル3の高さを基準とすると、使用する樹脂量と、得られる放熱効果とを考慮すると、前記コイル3の10〜30%を前記樹脂5に埋没させることが好ましい。これにより、放熱性と低コストを両立させることができる。
The
前記リアクトル1の放熱性をさらに高めるために、前記樹脂5に一部が埋没された状態の前記コイル3に低粘度のエポキシ樹脂を真空含浸させることも可能である。これにより、前記コイル3の放熱性を高めることで、リアクトル1の放熱効果を向上させることができる。
In order to further enhance the heat dissipation of the
次に、本発明のリアクトルの製造方法について説明する。初めに、リアクトル1のフレーム4の加工方法について説明する。図5に示すのがフレーム4の斜視図であり、図6(a)に示すのが、加工後のフレーム4の平面図、図6(b)に示すのが、加工前の板状の部材の状態のフレーム4の展開図である。
Next, the method for producing the reactor of the present invention will be described. First, a method of processing the
アルミまたは鉄の1枚の板材を用意し、フレーム4の形状に合わせて、図6(b)に示すように、切断加工又は打ち抜き加工を行う。図6(b)に示されているのは、切断加工又は打ち抜き加工だけが行われた、1枚の板状のフレーム4の展開図であり、この後、折り曲げ加工を行う。図6(b)において、点線で記載されている箇所は、谷折り曲げ加工する箇所であり、一点鎖線で記載されている箇所は山折り曲げ加工する箇所である。折り曲げ線に従って、折り曲げ加工を行うと、図5に示すように、前記底面41の上に、4方が囲まれた収容部42が形成され、さらに、互いに対向する2つの保持部43が形成され、前記フレーム4が完成する。
A single plate of aluminum or iron is prepared, and cutting or punching is performed according to the shape of the
コア2の2つの脚部21にそれぞれコイル3を巻き付けて装着し、その後、2つの前記脚部21の両端をそれぞれ連結部22によって連結して固定することで、コア2にコイル3を装着した状態とする。この時、前記脚部21の表面に絶縁紙を貼り付けておき、また、隣接するコイル3の間に絶縁紙などを配置することも可能である。そして、前記コイル3に、前記リアクトル1の電気的接続に使用する2つの端子6を取り付ける。
The
このようにして、前記フレーム4、および、前記コイル3が装着された前記コア2が用意できたら、前記コイル3が装着された前記コア2を、前記フレーム4の収容部42内に上から前記コイル3の一部を挿入し、そして、前記フレーム4の2つの保持部43の間に前記コア2を配置し、前記保持部42によって前記コア2を挟みこんで、前記コア2を前記フレーム4によって保持して固定する。この時、固定部材7によって2つの前記保持部43を互いに接続して固定することにより、前記コア2を強固に固定することができる。
In this way, when the
前記フレーム4に前記コア2を固定した後、前記フレーム4の収容部42内に放熱性を有する樹脂5を充填し、前記コイル3の一部を前記樹脂5に埋没させる。その後、前記樹脂5を硬化させると、リアクトル1が完成する。
After fixing the
前記樹脂5は、必要に応じてアルミナを添加することができる。そして、前記フレーム4の材質としてアルミを用いることにより、前記樹脂5と前記フレーム4の熱膨張係数を近づけて、前記樹脂5が前記フレーム4の収容部42からの剥離を防止することが可能である。また、前記コア3を埋没させる割合については、上述のように、10〜30%とすることが好ましく、放熱性と製造コストを考慮して適宜、調節することができる。
Alumina can be added to the
前記コイル3については、前記樹脂5に埋没させた後、低粘度のエポキシ樹脂を真空含浸することも可能である。これにより、前記コイル3の放熱性をさらに高めることが可能となる。コストとの兼ね合いで、適宜、選択してこのような追加の工程を行うことが考えられる。
The
本発明のリアクトルの製造方法は、従来の製造方法と比べて、樹脂量を少なくすることができ、また、樹脂5を充填する収容部42を形成する工程も、従来のフレームを形成する工程から大幅に変更することなく行うことができることから、十分な放熱性を有するリアクトルを、より低コストで製造することを可能とする。
The reactor manufacturing method of the present invention can reduce the amount of resin as compared with the conventional manufacturing method, and the step of forming the
1 リアクトル
2 コア
3 コイル
4 フレーム
5 樹脂
6 端子
7 固定部材
21 脚部
22 連結部
41 底面
42 収容部
43 保持部
44 固定部
1
Claims (12)
前記フレームは、折り曲げ加工によって、前記コアを保持する2つの保持部と、放熱性を有する樹脂が充填される収容部が設けられており、
2つの前記保持部は、前記収容部より上方に突出して、互いに対向するように配置されており、
前記収容部内に前記コイルの一部が収容され、前記コイルの一部が、前記収容部内に充填された前記樹脂に埋没されており、2つの前記保持部に保持された前記コアは、前記樹脂に埋没されていないことを特徴とするリアクトル。 A reactor having a core, a coil mounted around the core, and a frame holding the core to which the coil is mounted.
The frame is provided with two holding portions for holding the core and an accommodating portion filled with a heat-dissipating resin by bending.
The two holding portions are arranged so as to project upward from the accommodating portion and face each other.
A part of the coil is housed in the housing part, a part of the coil is embedded in the resin filled in the housing part, and the core held in the two holding parts is the resin. A reactor characterized by not being buried in.
板状の部材を折り曲げ加工して、前記コアを保持する2つの保持部と、放熱性を有する樹脂が充填される収容部を有する前記フレームを形成し、
前記コアの周囲にコイルを装着し、
前記フレームの収容部に上から、前記コアに装着された前記コイルの一部を挿入し、2つの前記保持部によって前記コアを保持させ、
前記収容部内に放熱性を有する樹脂を充填し、前記樹脂内に前記コイルの一部を埋没させ、その後、前記樹脂を硬化させることを特徴とするリアクトルの製造方法。 The method for producing a reactor according to any one of claims 1 to 6.
The plate-shaped member is bent to form the frame having two holding portions for holding the core and an accommodating portion filled with a resin having heat dissipation.
A coil is mounted around the core,
A part of the coil mounted on the core is inserted into the accommodating portion of the frame from above, and the core is held by the two holding portions.
A method for producing a reactor, which comprises filling the accommodating portion with a resin having heat dissipation property, burying a part of the coil in the resin, and then curing the resin.
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