KR101132097B1 - 리액터 부품 - Google Patents

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료 나카쯔
겐수케 마에노
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가부시키가이샤 다무라 세이사쿠쇼
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Abstract

리액터의 코어 형상을 소형화하면서도 고전류치의 직류 중첩 특성을 향상시키고, 또한 코어 형상의 소형화에 의해 리액터 전체적으로의 소형화?저비용화도 가능하게 한다.
리액터의 코어(109)에 있어서, 권선이 감겨지지 않는 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(103a) 각각의 단면적 W1a*Ha를 권회부를 구성하는 각개의 자성체 블록(3b) 각각의 자로와 직교하는 방향의 단면적 Wb*Hb에 대해 약 24%～약 33% 작게 한다.

Description

리액터 부품{REACTOR PART}
본 발명은, 리액터 부품의 코어의 형상을 소형화하면서도 고전류치의 직류 중첩 특성을 향상시킬 수 있고, 또한 소형화에 의해 리액터 부품 전체적으로 소형화?경량화?저비용화가 가능한 리액터 부품에 관한 것이다.
리액터는, 다종 다양의 용도로 사용되고 있다. 대표적인 리액터로서, 전동기 회로에 직렬로 접속하여 단락 시의 전류를 제한하는 직렬 리액터, 병렬 회로 사이의 전류 분담을 안정시키는 병렬 리액터, 단락 시의 전류를 제한하여 이것에 접속되는 기계를 보호하는 한류(限流) 리액터, 전동기 회로에 직렬로 접속하여 시동 전류를 제한하는 시동 리액터, 송전 선로에 병렬 접속되어 진상(進相) 무효 전력의 보상이나 이상 전압을 억제하는 분로(分路) 리액터, 중성점과 대지 사이에 접속하여 전력 계통의 지락 사고 시에 흐르는 지락 전류를 제한하기 위해 사용하는 중성점 리액터, 3상 전력 계통의 1선 지락 시에 발생하는 아크를 자동적으로 소멸시키는 소호(消弧) 리액터 등이 있다.
리액터를 포함시킨 트랜스나 초크코일 등의 전기 부품은, 사용되는 전기 회로 등과의 관계상, 전기적인 소정의 사양을 만족하는 것이 요구된다. 특히, 리액터가 고전류 회로의 승압 리액터 등에 사용되는 경우 등에는, 고전류치의 직류 중 첩 특성이 그 사양을 만족하는 것이 중요시된다.
도 1은, 종래의 리액터 부품의 코어를 도시한 사시도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 코어(9)는, 예를 들면, 수 개의 자성체 블록(3a 및 3b)과 각 블록 사이에 자기 갭으로서 삽입되는 시트재(6)로 형성되어 있다. 이 코어(9)의 형상은, 전체적으로 대략 링 형상으로 되어 있으며, 자성체 블록(3b)으로 이루어진 직선부는 2개소 있고, 각 직선부에 보빈(도시 생략)의 프레임부를 통해 권선(도시 생략)이 감겨져, 소정의 전기 특성이 얻어진다. 자성체 블록(3a)은 각 직선부와 결합하여, 이 코어(9)를 대략 링 형상으로 하고 있다.
그리고, 이 종래의 코어(9)에서는, 자로(磁路)에 대해 균일한 코어 단면적을 갖는 코어 형상을 구성하고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 즉, 도 1에 나타낸 코어(9)에서는, 자성체 블록(3a)의 높이 Ha와 자성체 블록(3b)의 높이 Hb가 동일한 치수로 형성됨과 더불어 자성체 블록(3a)의 폭 Wa와 자성체 블록(3b)의 폭 Wb도 동일한 치수로 형성되어 있었다. 따라서, 권선이 감겨지는 권회부를 구성하는 자성체 블록(3b)과 권선이 감겨지지 않는 비권회부를 구성하는 자성체 블록(3a)이 모두 자로와 직교하는 방향의 단면적이 동일해지는 코어 형상을 구성하고 있었다.
특허 문헌 1 : 일본국 특허공개 2003-124039호 공보
[발명이 해결하고자 하는 과제]
상술한 종래의 리액터 부품에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 자로에 대해 균일한 코어 단면적을 갖는 코어 형상을 구성하고 있었기 때문에, 코어(9)의 형상이 커지고, 비용도 비싸진다는 문제가 있었다. 코어(9)의 형상이 크면 리액터 전체의 소형화?경량화는 곤란해지고, 또 코어는, 리액터의 부품 중에서도 가장 고가의 재료이기 때문에, 리액터 전체의 저비용화를 곤란하게 만든다.
본 발명의 제1 목적은, 리액터 부품의 코어 형상을 소형화함으로써 리액터 전체적으로의 소형화?경량화?저비용화도 가능하게 하는 기술을 제공하는 것에 있다.
또, 본 발명의 제2 목적은, 리액터 부품의 코어 형상을 소형화하면서도 고전류 영역에 있어서의 직류 중첩 특성을 향상시킬 수 있고, 또한 코어 형상의 소형화에 의해 리액터 전체적으로의 소형화?경량화?저비용화도 가능하게 하는 기술을 제공하는 것에 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
리액터 부품의 코어의 설계에 있어서, 종래, 동일 단면 형상으로 자로를 설계하는 것이 일반적으로 행해지고 있었지만, 본 발명자는, 거의 자속이 통하지 않는 부분을 삭감함으로써, 고전류 영역에 있어서의 직류 중첩 특성을 향상시킬 수 있는 것에 더하여, 코어 형상의 소형화를 달성할 수 있는 최적의 코어 형상을 실현하는 것을 알아내었다.
즉, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 리액터 부품은, 적어도 권선과 자성체의 코어를 구비하고, 상기 코어는 상기 권선이 감겨지는 권회부와, 상기 권선이 감겨지지 않는 비권회부를 포함하며, 상기 권회부에 상기 권선이 감겨져 형성되는 리액터 부품에 있어서, 상기 코어의 비권회부의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 상기 권회부의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 한 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의해, 리액터 부품의 코어 형상을 소형화함으로써 리액터 전체적으로의 소형화?경량화?저비용화도 가능해진다. 또, 리액터 부품의 코어 형상을 소형화하면서도 고전류 영역에 있어서의 직류 중첩 특성을 향상시킬 수 있다.
이 경우, 상기 코어의 비권회부의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 상기 권회부의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 함으로써, 상기 비권회부 쪽이 상기 권회부보다 먼저 자기 포화할 것으로 생각되어, 이 결과 고전류 영역에서의 직류 중첩 특성이 향상되는 것이라고 생각된다.
또, 상기 비권회부의 단면적을 상기 권회부의 단면적의 약 0.76배～약 0.67배로 하는 것이 가능하다. 이러한 구성에 의해, 리액터 부품으로서의 코어 나아가서는 리액터의 소형화?경량화?저비용화가 도모되는 것에 더하여, 고전류 영역에 있어서 직류 중첩 특성을 향상시키는 것이 가능하다.
또, 본 발명은 적어도 권선과 자성체의 코어를 구비하고, 상기 코어는 상기 권선이 감겨지는 권회부와, 상기 권선이 감겨지지 않는 비권회부를 포함하며, 상기 권회부에 상기 권선이 감겨져 형성되는 리액터 부품에 있어서, 상기 권회부는 적어도 2개의 직사각형 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 간격을 가지고 평행하게 배치되고, 상기 비권회부는, 2개의 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 상기 권회부를 구성하는 자성체 블록을 각각의 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 바닥부측에서 사이에 두고 대향하여 배치되어 이루어지며, 또한 상기 비권회부를 구성하는 자성체 블록의 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 상기 권회부를 구성하는 자성체 블록의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 한 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의하면, 상기 비권회부를 U자형이나 직사각형의 자성체 블록에 의해 형성하는 경우에 비해 비권회부를 구성하는 각 자성체 블록 그 자체의 체적을 보다 작게 할 수 있다. 따라서, 리액터 부품으로서의 코어 나아가서는 리액터의 소형화?경량화?저비용화를 한층 더 도모하는 것이 가능하다.
또한, 상기 코어는, 자기 갭을 포함하는 8분할형으로 구성되어 있어도 된다. 이러한 구성에 의해, 상기 비권회부의 단면적의 삭감량에 따른 직류 중첩 특성의 향상이 현저해진다.
또, 본 발명의 리액터 부품은 차재용의 리액터에 이용하는 것이 적합하다. 차량 사고 등이 발생한 경우에 회로가 고장나 차재용의 리액터에 대전류가 흐를 우려가 있기 때문에, 본 발명의 리액터 부품을 차재용의 리액터에 이용함으로써, 고전류 영역에 있어서 높은 인덕턴스치가 얻어지므로, 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 리액터 부품의 코어의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 리액터 부품의 코어를 이용한 리액터의 일례를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 리액터의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 리액터 부품의 코어의 형상을 도시 한 도면이고, (a)는 그 평면도, (b)는 그 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 리액터 부품의 코어(블록) 폭을 변화시킨 리액터에 대한 각 전류치(A)에 대한 인덕턴스치(μH)의 측정 결과를 표로 정리한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시한 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 리액터 부품의 코어(블록) 폭을 변화시킨 리액터에 대한 각 전류치(A)에 대한 인덕턴스치(μH)의 측정 결과를 표로 정리한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시한 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 리액터 부품의 코어의 형상을 도시한 평면도이다.
도 10은 도 9에 나타낸 코어를 포함하는 리액터를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 리액터 부품의 코어(블록) 폭을 변화시킨 리액터에 대한 각 전류치(A)에 대한 인덕턴스치(μH)의 측정 결과를 표로 정리한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 리액터 부품의 코어(블록) 폭을 변화시킨 리액터를 각각 구동한 경우의 (1) 코일 사이, (2) 코일 표면, (3) 리액터 상면, (4) 주위 온도의 4점에 관한 온도 상승의 측정 결과를 표로 정리한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시 형태에 대한 비교예로서, 코어(블록) 폭을 15.0mm로 한 리액터를 구동한 경우의 소음 데이터의 측정 결과를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 리액터 부품의 코어(블록) 폭을 12.5mm로 한 리액터를 구동한 경우의 소음 데이터의 측정 결과를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 리액터 부품의 코어(블록) 폭을 10.0mm로 한 리액터를 구동한 경우의 소음 데이터의 측정 결과를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 리액터 부품의 코어의 형상을 도시한 도면이고, (a)는 그 평면도, (b)는 그 사시도이다.
도 17(a)는 본 발명의 제1 실시 형태의 실시예 6에 따른 리액터 부품의 코어의 자속 분포 상태를 도시한 도면이고, (b)는 본 발명의 제4 실시 형태의 실시예 1에 따른 리액터 부품의 코어의 자속 분포 상태를 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예 1에 따른 리액터 부품의 코어의 형상을 도시한 도면이고, (a)는 그 평면도, (b)는 그 사시도이다.
도 19는 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예 2에 따른 리액터 부품의 코어의 형상을 도시한 도면이고, (a)는 그 평면도, (b)는 그 사시도이다.
도 20은 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예 3에 따른 리액터 부품의 코어의 형상을 도시한 도면이고, (a)는 그 평면도, (b)는 그 사시도이다.
도 21은 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예 4에 따른 리액터 부품의 코어의 형상을 도시한 도면이고, (a)는 그 평면도, (b)는 그 사시도이다.
도 22는 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예 5에 따른 리액터 부품의 코어의 형상을 도시한 도면이고, (a)는 그 평면도, (b)는 그 사시도이다.
도 23은 본 발명의 제4 실시 형태의 실시예 1에 따른 리액터 부품의 코어의 자속 분포 상태를 도시한 도면이다.
도 24는 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예 1에 따른 리액터 부품의 코어의 자속 분포 상태를 도시한 도면이다.
도 25는 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예 2에 따른 리액터 부품의 코어의 자속 분포 상태를 도시한 도면이다.
도 26은 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예 3에 따른 리액터 부품의 코어의 자속 분포 상태를 도시한 도면이다.
도 27은 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예 4에 따른 리액터 부품의 코어의 자속 분포 상태를 도시한 도면이다.
도 28은 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예 5에 따른 리액터 부품의 코어의 자속 분포 상태를 도시한 도면이다.
[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]
1 : 열전도성 케이스 2 : 권선
3a, 3b, 103a, 103b, 113a, 113b, 123a, 123b : 자성체 블록
4 : 보빈 6, 106 : 시트재
7 : 절연 시트 8 : 충전재
10 : 리액터
Wa, W1a, W2a, W3a, WCa, W3Ca, Wb : 코어(블록) 폭
Ha, Hb : 코어(블록) 높이
9, 109, 119, 129 : 코어
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 리액터 부품에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 2는, 본 실시 형태의 리액터 부품을 포함하는 일례로서의 리액터의 사시도이다.
도 2에 나타낸 리액터(10)는, 예를 들면, 강제 냉각 수단을 갖는 기기의 전기 회로에 사용되고, 권선(2)을 보빈(4)에 감아, 보빈(4)에 후술하는 코어(109)(도 4 참조)를 삽입하여 형성된 리액터 부품을 열전도성 케이스(1)에 수납한 후, 충전재(8)를 흘려 넣어 고정하고 있다. 리드부(5)는 권선(2)의 피복을 박리하여, 도체를 벗겨내도록 하고 있고, 도시 생략의 압착 단자 등을 설치하여 다른 전기 부품 등과 접속한다. 또한, 열전도성 케이스(1)의 리드부용 절결(12)은, 리드부(5)와 열전도성 케이스(1)가 간섭하지 않도록 형성되어 있으며, 열전도성 케이스(1)는 일반적으로 금속제이므로, 리드부(5)를 열전도성 케이스(1)와 절연시키기 위해, 리드부용 절결(12)에는 절연물을 삽입하고 있다. 또, 열전도성 케이스(1)의 4 모서리에 있는 리액터 고정용 구멍(13)은, 열전도성 케이스(1)를 예를 들면, 강제 냉각된 하우징 등에 고정하기 위한 나사구멍이다.
도 3은, 도 2에 도시한 리액터의 분해 사시도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 열전도성 케이스(1)는 열전도성 케이스 바닥면(11)과, 열전도성 케이스 바닥면(11)보다 얕고, 단차를 갖고 형성되는 열전도성 케이스 바닥면(14)을 포함하고 있다. 도 2의 리액터는 열전도성 케이스 바닥면(11)에 절연 시트(7)를 깔고, 권 선(2)을 보빈(4)에 감아, 보빈(4)에 코어(109)(상세한 것은 도 4 참조)를 삽입하여 형성된 리액터 부품을 수납하고 있다. 수납 후, 열전도성 케이스 바닥면(11)은 절연 시트(7)를 통해 리액터 부품의 권선(2)의 도시되어 있지 않은 이면과, 열전도성 케이스 바닥면(14)은 코어(109)의 블록 이면과, 각각 접촉한다. 절연 시트(7)는, 열전도성 케이스(1)와 권선(2)을 전기적으로 절연하기 위해, 열전도성 케이스 바닥면(11)과 권선(2) 사이에 삽입되어 있다. 수납 후, 충전재(8)를 흘려 넣어, 리액터 부품을 열전도성 케이스(1)에 고정하고 있다.
도 4는, 본 실시 형태의 리액터 부품의 코어(109)의 형상을 도시한 도면으로서, (a)는 그 평면도, (b)는 그 측면도이다. 도 4(a) 및 4(b)에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 리액터 부품의 코어(109)는, 2개의 자성체 블록(103a) 및 6개의 자성체 블록(103b)과 각 블록 사이에 자기 갭으로서 삽입되는 시트재(106)로 형성되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 코어(109)는, 권선(2)(도 2 및 도 3 참조)이 감겨지는 권회부를 구성하는 6개의 자성체 블록(103b)과, 권선(2)이 감겨지지 않는 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(103a)을 포함하고 있으며, 권회부를 구성하는 6개의 자성체 블록(103b)에 도 2 및 도 3에 나타낸 보빈(4)을 통해 권선(2)이 감겨져 리액터 부품을 형성한다. 도 4(a) 및 4(b)에 나타낸 바와 같이, 이 리액터 부품의 코어(109)의 형상은, 전체적으로 대략 링 형상으로 되어 있으며, 상술한 권회부를 구성하는 6개의 자성체 블록(103b)은, 각각 3개의 자성체 블록(103b)으로 이루어지는 2개소의 직선부를 형성하고, 각 직선부에 보빈(4)의 프레임부를 통해 권선(2)이 감겨져, 소정의 전기 특성이 얻어진다. 상술한 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(103a)은, 3개의 자성체 블록(103b)으로 이루어지는 각 직선부와 각각 결합되고, 이 코어(109)를 대략 링 형상으로 하고 있다. 또한, 시트재(106)는, 자성체 블록(103b)끼리의 결합부 및 자성체 블록(103a)과 자성체 블록(103b)의 결합부에 자기 갭용으로 삽입되어 있다.
그런데, 이 리액터 부품의 코어(109)에서는, 도 4(a) 및 4(b)에 나타낸 바와 같이, 자성체 블록(103b)은 균일한 코어 단면적을 갖고 있지만, 자성체 블록(103a)은 자성체 블록(103b)에 대해 균일한 코어 단면적을 갖고 있지 않다. 즉, 리액터 부품의 코어의 설계에 있어서, 도 1에 나타낸 종래의 리액터 부품의 코어(9)에서는, 동일 단면 형상으로 자로를 설계하고 있었지만, 본 실시 형태의 리액터 부품의 코어(109)에서는, 각 자성체 블록(103a)에 있어서의 거의 자속이 통하지 않는 부분을 삭감하도록 하여, 코어(109)의 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(103a)에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을, 권회부를 구성하는 각개의 자성체 블록(103b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 하였다.
여기에서, 본 실시 형태에 있어서의 코어(109)를 형성하는 각 자성체 블록의 치수를 서술한다. 각 자성체 블록(103b)은, 도 4(a)에 나타낸 코어(블록) 폭 Wb가 27.0mm, 블록 길이 Lb가 16.5mm로 형성되었다. 한편, 자성체 블록(103a)은, 도 4(a)에 나타낸 블록 길이 La는 72.0mm, 코어(블록) 폭 W1a를 20.5mm～18.0mm의 범위 내로 형성하였다. 또, 자성체 블록(103a)의 높이 Ha와 자성체 블록(103b)의 높이 Hb는, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 모두 27.5mm이고, 동일한 치수로 형성되어 있다. 따라서, 권선이 감겨지는 권회부를 구성하는 자성체 블록(103b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적 Wb*Hb는 742.5mm2인 것에 반해, 권선이 감겨지지 않는 비권회부를 구성하는 자성체 블록(103a)의 단면적 W1a*Ha는 563.75mm2～495.0mm이다. 따라서, 비권회부를 구성하는 자성체 블록(103a)의 자로와 직교하는 방향의 단면적 W1a*Ha는, 권회부를 구성하는 자성체 블록(103b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적 Wb*Hb의 약 76%～약 67%(약 0.76배～약 0.67배)에 머무르고 있다. 바꿔 말하면, 비권회부를 구성하는 자성체 블록(103a)의 단면적 W1a*Ha를 권회부를 구성하는 자성체 블록(103b)의 단면적 Wb*Hb보다 약 24%～약 33% 작게 하고 있다. 또한, 도 4(a) 및 4(b)에 나타낸 바와 같이, 자성체 블록(103a)은, 그 양 각부를 제외하고 주요 부분이 대략 이 단면적 W1a*Ha로 형성되어 있으므로, 단면적 W1a*Ha를 작게 하면 자성체 블록(103a)의 체적이 대폭으로 삭감된다. 따라서, 2개의 자성체 블록(103a)의 체적이 각각 삭감됨으로써, 코어(109) 전체의 소형화?저비용화가 달성된다.
또한, 도 4(a) 및 4(b)에 일점 쇄선으로 나타내고 있는 것은, 자성체 블록(103a)의 코어(블록) 폭 WCa를, 자성체 블록(103b)의 코어(블록) 폭 Wb와 동일한 27.0mm로 한 경우, 즉 비권회부를 구성하는 자성체 블록(103a)의 단면적 WCa*Ha를 권회부를 구성하는 자성체 블록(103b)의 단면적 Wb*Hb에 대해 작게 하지 않는 경우의 코어 형상이다. 또, 도 4(a) 및 4(b)에 점선으로 나타내고 있는 것은, 자성체 블록(103a)의 코어(블록) 폭 W2a를 더욱 작게 하는, 후술하는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 코어 형상이다.
도 5는, 상술한 바와 같이, 자성체 블록(103a)의 코어(블록) 폭 W1a를 20.5mm～18.0mm의 범위 내에서 변화시켜 코어(109)를 포함하는 리액터 부품을 형성하고, 그 리액터 부품을 포함한 리액터에 대해, 각각 각 전류치(A)에 대한 인덕턴스치(μH)를 측정하여, 표로 정리한 것이다. 또한, 비교예로서, 자성체 블록(103a)의 코어(블록) 폭 WCa를, 종래예와 동일하게, 자성체 블록(103b)의 코어(블록) 폭 Wb와 동일한 27.0mm로 한 경우에 대해 측정한 동일한 값을 나타낸다. 또, 도 6은, 이들의 관계를 그래프로 나타낸 것이다.
도 5 및 도 6에 있어서는, 도 4에 나타낸 자성체 블록(103a)의 코어(블록) 폭 W1a를, 20.5mm(실시예 1), 20.0mm(실시예 2), 19.5mm(실시예 3), 19.0mm(실시예 4), 18.5mm(실시예 5), 18.0mm(실시예 6)와 같이, 20.5mm에서 18.0mm까지의 범위 내에서 0.5mm 단위로 변화시킨 코어(109)를 이용한 리액터 부품을 포함하는 리액터에 대해, 각각 전류치가 0(A)에서 450(A)까지 14단계의 전류치에 대해 각 인덕턴스치(μH)가 나타나 있다.
특히, 도 6의 그래프로부터 명료하게 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에서 실시예 6까지의 모든 코어(블록) 폭의 케이스에서, 0(A)에서 160(A)까지의 범위의 전류치에 대해 각 인덕턴스치(μH)는, 비교예의 케이스와 대략 동일한 값인 250(μH) 전후의 값을 나타내고 있다. 따라서, 본 실시 형태와 같이 코어(블록) 폭 W1a를 20.5mm～18.0mm의 범위 내에서 삭감하는 것이면, 이러한 50(A)에서 160(A)까지의 비교적 저전류의 영역에 있어서, 전혀 삭감하지 않는 경우[코어(블록) 폭 WCa가 27.0mm인 경우]와 동일하게 높은 인덕턴스치가 얻어진다. 이에 의해, 본 실시 형태와 같이 코어(블록) 폭 W1a를 20.5mm～18.0mm의 범위 내에서 삭감하는 것이면, 전혀 삭감하지 않는 경우와 동일하게 0(A)에서 160(A)까지의 비교적 저전류의 영역에 있어서 리액터로서의 기능을 충분히 달성시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
그런데, 도 6의 그래프로부터 명료하게 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1에서 실시예 6까지의 모든 코어(블록) 폭의 케이스에서, 300(A) 이상[300(A)에서 450(A)까지]의 비교적 고전류의 영역에 있어서, 각 인덕턴스치(μH)는, 비교예의 케이스와 동등 또는 그 이상의 높은 값을 나타내고 있다. 따라서, 본 실시 형태와 같이 코어(블록) 폭 W1a를 20.5mm～18.0mm의 범위 내에서 삭감하는 것이면, 이러한 300(A) 이상의 비교적 고전류의 영역에 있어서, 전혀 삭감하지 않는 경우[코어(블록) 폭 WCa가 27.0mm인 경우] 이상의 높은 인덕턴스치가 얻어진다. 이에 의해, 본 실시 형태와 같이 코어(블록) 폭 W1a를 20.5mm～18.0mm의 범위 내에서 삭감하는 것이면, 전혀 삭감하지 않는 경우에 비해, 300(A) 이상의 비교적 고전류 영역에 있어서 직류 중첩 특성이 현저하게 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 300(A) 이상의 비교적 고전류가 흐르는 경우에서도, 전혀 삭감하지 않는 경우보다 더욱 리액터로서의 안전성이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 실시 형태와 같이 코어(블록) 폭 W1a를 코어(블록) 폭 Wb의 약 0.76배～약 0.67배의 범위 내로 함으로써, 상술한 바와 같이 리액터의 소형화?저비용화가 도모되는 것에 더하여 300(A) 이상의 비교적 고전류 영역에 있어서 직류 중첩 특성을 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 이 경우, 코어(109)의 비권회부를 구성하는 자성체 블록(103a)의 자로와 직교하는 방향의 단면적 W1a*Ha를 권회부를 구성하는 자성체 블록(103b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적 Wb*Hb에 대해 작게 함으로써, 비권회부 쪽이 권회 부보다 먼저 자기 포화할 것으로 생각되어, 이 결과 고전류 영역에서의 직류 중첩 특성이 향상되는 것이라고 생각된다.
예를 들면, 본 실시 형태와 같은 리액터를 차재용(하이브리드차에 흐르는 모터 전류의 제어 등의 용도)에 이용하는 경우, 상술한 0(A)에서 160(A)까지의 비교적 저전류의 영역이 통상의 사용 영역이 되는 경우가 많다. 또, 차량 사고 등이 발생한 경우에 회로가 고장나 차재용의 리액터에도 순간적으로 대전류가 흐를 우려가 있기 때문에, 안전성의 관점에서 300(A) 이상의 비교적 고전류의 영역에 있어서 높은 인덕턴스치가 얻어지는 것은 대단히 바람직하다. 따라서, 본 실시 형태와 같이 코어(블록) 폭 W1a를 20.5mm～18.0mm의 범위 내에서 삭감함으로써, 이러한 차재용의 리액터에 최적인 리액터 부품으로서의 코어를 제공할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 리액터 부품에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 리액터 부품 및 이 리액터 부품을 포함하는 리액터의 기본적 구성은, 도 2 내지 도 4에 나타낸 제1 실시 형태의 것과 동일하다. 따라서, 이 제2 실시 형태에 있어서도, 코어(109)는 제1 실시 형태와 동일하게 전체적으로 8분할로 구성되어 있다. 한편, 이 제2 실시 형태에서는, 상술한 코어(109)의 비권회부의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 하기 위한 삭감량을 제1 실시 형태보다 더욱 많게 한 것을 특징으로 하고 있다. 즉, 본 실시 형태에 있어서는, 자성체 블록(103a)의 도 4(a)에 나타낸 코어(블록) 폭 W2a를 15.0mm～5.0mm의 범위 내로 형성하였다.
도 7은, 상술한 바와 같이, 자성체 블록(103a)의 코어(블록) 폭 W2a를 15.0mm～5.0mm의 범위 내에서 변화시켜 코어(109)를 포함하는 리액터 부품을 형성하고, 그 리액터 부품을 포함하는 리액터에 대해, 각각 각 전류치(A)에 대한 인덕턴스치(μH)를 측정하여, 상술한 제1 실시 형태에 있어서의 실시예 1～실시예 6에 추가하는 실시예 7, 실시예 8 및 실시예 9로서 표로 정리한 것이다. 또, 제1 실시 형태에 있어서 측정한 자성체 블록(103a)의 코어(블록) 폭 WCa를 27.0mm로 한 비교예의 값도 동일하게 나타낸다. 도 8은, 이들의 관계를 그래프로 나타낸 것이다.
도 7 및 도 8에 있어서는, 도 4에 나타낸 자성체 블록(103a)의 코어(블록) 폭 W2a를, 15.0mm(실시예 7), 10.0mm(실시예 8), 5.0mm(실시예 9)와 같이, 15.0mm에서 5.0mm의 범위 내에서 5mm 단위로 변화시킨 코어(109)를 이용한 리액터 부품을 포함하는 리액터에 대해, 각각 전류치가 0(A)에서 450(A)까지 14단계의 전류치에 대해 각 인덕턴스치(μH)가 나타나 있다.
특히, 도 7의 표로부터 명료하게 알 수 있는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 실시예 9의 코어(블록) 폭의 케이스에서, 비구동 시인 0(A)은 제외하고 구동 시인 50(A)로부터 바로 인덕턴스치(μH)가 저하한다. 또, 실시예 8의 코어(블록) 폭의 케이스에서, 130(A)로부터 인덕턴스치(μH)가 상당히 저하한다. 또한, 실시예 7의 코어(블록) 폭의 케이스에서, 200(A)로부터 인덕턴스치(μH)가 상당히 저하한다. 한편, 도 8의 그래프로부터 명료하게 알 수 있는 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서의 실시예 7, 실시예 8 및 실시예 9의 모든 코어(블록) 폭의 케이스에서, 300(A) 이상[300(A)에서 450(A)까지]의 비교적 고전류의 영역에 있어서, 각 인덕턴스치(μH)는, 비교예의 케이스보다 대폭으로 높은 값을 나타내고 있다. 따 라서, 본 실시 형태와 같이 코어(블록) 폭 W2a를 15.0mm～5.0mm의 범위 내에서 삭감하는 것이면, 이러한 300(A) 이상의 비교적 고전류의 영역에 있어서, 전혀 삭감하지 않는 경우[코어(블록) 폭 WCa가 27.0mm인 경우]보다 대폭으로 높은 인덕턴스치가 얻어진다. 이에 의해, 본 실시 형태와 같이 코어(블록) 폭 W2a를 15.0mm～5.0mm의 범위 내에서 삭감하는 것이면, 전혀 삭감하지 않는 경우에 비해, 300(A) 이상의 비교적 고전류 영역에 있어서 직류 중첩 특성이 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 300(A) 이상의 비교적 고전류가 흐르는 경우에서도, 전혀 삭감하지 않는 경우보다 더욱 리액터로서의 안전성이 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 실시 형태와 같이 코어(블록) 폭 W2a를 코어(블록) 폭 Wb의 약 0.76배～약 0.67배의 범위 내로 함으로써, 상술한 바와 같이 리액터의 소형화?저비용화가 도모되는 것에 더하여 300(A) 이상의 비교적 고전류 영역에 있어서 직류 중첩 특성을 개선하는 것이 가능하다. 또한, 이 경우도, 코어(109)의 비권회부를 구성하는 자성체 블록(103a)의 자로와 직교하는 방향의 단면적 W2a*Ha를 권회부를 구성하는 자성체 블록(103b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적 Wb*Hb에 대해 더욱 작게 함으로써, 비권회부 쪽이 권회부보다 더욱 먼저 자기 포화할 것으로 생각되어, 이 결과 고전류 영역에서의 직류 중첩 특성이 개선되는 것이라고 생각된다.
또한, 실시예 7의 코어(블록) 폭의 케이스에서, 0(A)에서 130(A)까지의 비교적 저전류 영역에서는, 240(μH) 이상의 값을 나타내고 있다. 따라서, 실시예 7과 같이 코어(블록) 폭 W2a를 15.0mm까지 삭감하는 것이면, 이러한 0(A)에서 130(A)까지의 비교적 저전류의 영역에 있어서, 전혀 삭감하지 않는 경우[코어(블록) 폭 WCa 가 27.0mm인 경우]나 제1 실시 형태와 같이 20.5mm～18.0mm의 범위 내에서 삭감하는 경우와 동일하게 높은 인덕턴스치가 얻어진다. 따라서, 실시예 7과 같이 코어(블록) 폭 W2a를 15.0mm까지 삭감하는 것이면, 0(A)에서 130(A)까지의 비교적 저전류의 영역에 있어서 리액터로서의 기능을 충분히 달성시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
이어서, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 리액터 부품에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 리액터 부품 및 이 리액터 부품을 포함하는 리액터의 기본적 구성을 도 9 및 도 10에 나타낸다. 도 9는 본 실시 형태의 리액터 부품의 코어(119)의 형상을 도시한 평면도이고, 도 10은 그 코어(119)를 포함하는 리액터를 도시한 도면이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 이 제3 실시 형태에 있어서는, 상술한 제1 및 제2 실시 형태와 달리, 코어(119)는 전체적으로 4분할로 구성되어 있다. 본 실시 형태의 리액터 부품의 코어(119)는, 2개의 자성체 블록(113a) 및 2개의 자성체 블록(113b)과 각 블록 사이에 자기 갭으로서 삽입되는 시트재(116)로 형성되어 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 코어(119)는, 도 10에 나타낸 권선(112)이 감겨지는 권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(113b)과, 권선(112)이 감겨지지 않는 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(113a)을 포함하고 있으며, 권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(113b)에 도시 생략의 보빈을 통해 권선(112)이 감겨져 리액터 부품을 형성하여, 소정의 전기 특성이 얻어진다. 또한, 시트재(116)는, 자성체 블록(113a)과 자성체 블록(113b)의 결합부에 자기 갭용으로 삽입되어 있다.
그런데, 이 리액터 부품의 코어(119)에서는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 자성 체 블록(113b)은 균일한 코어 단면적을 갖고 있지만, 자성체 블록(113a)은 자성체 블록(113b)에 대해 균일한 코어 단면적을 갖고 있지 않다. 즉, 종래의 이러한 코어에서는, 동일 단면 형상으로 자로를 설계하고 있었지만, 본 실시 형태의 리액터 부품의 코어(119)에서는, 각 자성체 블록(113a)에 있어서의 거의 자속이 통하지 않는 부분을 삭감하도록 하여, 코어(119)의 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(113a)에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을, 권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(113b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 하였다.
여기에서, 본 실시 형태에 있어서는, 자성체 블록(113b)의 코어(블록) 폭 W3b가 15.0mm인 것에 반해, 자성체 블록(113a)의 코어(블록) 폭 W3a를 동일한 15.0mm에서 12.5mm로 10.0mm로 삭감하여 형성하였다. 또한, 도 9에는 나타내지 않지만, 자성체 블록(113a)의 높이 H3a와 자성체 블록(113b)의 높이 H3b는 동일 치수이다. 따라서, 권선이 감겨지는 권회부를 구성하는 자성체 블록(113b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적 W3b*H3b에 대해, 권선이 감겨지지 않는 비권회부를 구성하는 자성체 블록(113a)의 단면적 W3a*H3a는, 각각 약 0.83배, 약 0.67배에 머무르고 있다. 바꿔 말하면, 비권회부를 구성하는 자성체 블록(113a)의 단면적 W3a*H3a를 권회부를 구성하는 자성체 블록(113b)의 단면적 W3b*H3b보다, 각각 약 17%, 약 33% 삭감하고 있다. 또한, 자성체 블록(113a)은, 그 길이 방향에 걸쳐 이 단면적 W3a*H3a로 형성되어 있으므로, 단면적 W3a*H3a를 삭감하면 자성체 블록(113a)의 체적이 삭감된다. 따라서, 2개의 자성체 블록(113a)의 체적이 각각 삭감됨으로써, 코어(119) 전체의 소형화?저비용화가 달성된다.
또한, 도 9에 파선으로 나타내고 있는 것은, 자성체 블록(113a)의 코어(블록) 폭 W3Ca를, 자성체 블록(113b)의 코어(블록) 폭 W3b와 동일한 15.0mm로 한 경우, 즉 비권회부를 구성하는 자성체 블록(113a)의 단면적 W3Ca*H3a를 권회부를 구성하는 자성체 블록(113b)의 단면적 W3b*H3b에 대해 작게 하지 않는 경우의 코어 형상이다.
도 11은, 상술한 바와 같이, 자성체 블록(113a)의 코어(블록) 폭 W3a를 12.5mm(실시예 10), 10.0mm(실시예 11)로 변화시켜 코어(119)를 포함하는 리액터 부품을 형성하고, 그 리액터 부품을, 도 10에 나타낸 바와 같이 이용한 리액터에 관한 것으로, No.1, No.2 및 No.3의 3개의 시료를 제작하여, 각각 전류치(20A)에 대한 인덕터스치(μH)를 측정해서, 표로 정리한 것이다. 또한, 비교예로서, 자성체 블록(113a)의 코어(블록) 폭 W3Ca를 종래예와 동일하게 15.0mm로 한 경우에 대해 측정한 동일한 값을 나타낸다.
도 11에 있어서는, 도 9에 나타낸 자성체 블록(113a)의 코어(블록) 폭 W3a를, 12.5mm(실시예 10), 10.0mm(실시예 11)로 한 코어(119)를 이용한 리액터(110)에 대해, No.1, No.2 및 No.3의 3개의 시료에 대해, 각각 10KHz, 1V, DC 20(A)의 측정 조건으로 각 인덕턴스치(μH)를 측정하였다. 도 11로부터 명료하게 알 수 있는 바와 같이, 자성체 블록(113a)의 코어(블록) 폭 W3a를 12.5mm로 한 실시예 10에 있어서는, No.1, No.2 및 No.3의 모든 시료에 있어서, 각 인덕턴스치(μH)는, 비교예의 케이스와 대략 동일한 값을 나타내고 있다[3개의 시료 평균으로 인덕턴스치(μH)는 0.4% 저하하였다]. 따라서, 본 실시 형태와 같이 코어(블록) 폭 W3a를 12.5mm까지 삭감하는 것이면, 이러한 조건 하에 있어서, 전혀 삭감하지 않는 경우[코어(블록) 폭 W3Ca가 15.0mm인 경우]와 동일한 인덕턴스치가 얻어진다. 이에 의해, 본 실시 형태와 같이 코어(블록) 폭 W3a를 12.5mm까지 삭감하는 것이면, 전혀 삭감하지 않는 경우와 동일하게 도 10에 나타낸 리액터로서의 기능을 충분히 달성시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
도 12는, 도 11의 경우와 동일하게, 자성체 블록(113a)의 코어(블록) 폭 Wa를 12.5mm(실시예 10), 10.0mm(실시예 11)로 변화시켜 코어(119)를 포함하는 리액터 부품을 형성하고, 그 리액터 부품을, 도 10에 나타낸 바와 같이 이용한 리액터를 구동한 경우에, 도 10에 나타낸 (1) 코일 사이, (2) 코일 표면, (3) 리액터 상면, (4) 주위 온도의 4점에 관해, 각각의 온도 상승의 정도를 비교하여 표로 정리한 것이다. 또한, 비교예로서, 자성체 블록(113a)의 코어(블록) 폭 W3Ca를 종래예와 동일하게 15.0mm로 한 경우에 대해 측정한 동일한 값을 나타낸다.
도 12에 있어서는, 도 9에 나타낸 자성체 블록(113a)의 코어(블록) 폭 W3a를 12.5mm(실시예 10), 10.0mm(실시예 11)로 한 코어(119)를 이용한 리액터(110)에 대해, 도 11의 측정 조건으로 구동한 경우의 (1) 코일 사이, (2) 코일 표면, (3) 리액터 상면, (4) 주위 온도의 4점에 관해, 각각의 온도(℃)와, 비구동 시로부터의 온도 상승분 Δt(℃)를 측정하였다. 도 12로부터 명료하게 알 수 있는 바와 같이, 자성체 블록(113a)의 코어(블록) 폭 W3a를 12.5mm로 한 실시예 10에 있어서는, 온도 상승치는 비교예의 케이스와 대략 동일한 같은 값을 나타내고 있다[평균으로 비교예보다 1.4% 정도 크게 상승하였다]. 따라서, 본 실시 형태와 같이 코어(블록) 폭 W3a를 12.5mm까지 삭감하는 것이면, 이러한 조건 하에 있어서, 전혀 삭감하지 않는 경우[코어(블록) 폭 W3Ca가 15.0mm인 경우]와 동일한 온도 특성이 얻어진다.
또한, 이상과 동일하게, 자성체 블록(113a)의 코어(블록) 폭 W3a를 12.5mm(실시예 10), 10.0mm(실시예 11)로 변화시켜 코어(119)를 포함하는 리액터 부품을 형성하고, 그 리액터 부품을, 도 10에 나타낸 바와 같이 이용한 리액터를 구동한 경우에 발생하는 소음을 각각 측정하였다. 비교예로서 자성체 블록(113a)의 코어(블록) 폭 W3Ca를 종래예와 동일하게 15.0mm로 한 경우에 대해서도, 동일한 소음을 측정하였다. 도 13은 15.0mm로 한 비교예의 소음 데이터의 측정 결과, 도 14는 12.5mm로 한 실시예 10의 소음 데이터의 측정 결과, 도 15는 10.0mm로 한 실시예 11의 소음 데이터의 측정 결과를 각각 나타낸다.
도 13 및 도 14로부터 알 수 있는 바와 같이, 12.5mm로 한 실시예 10에서는, 15.0mm로 한 경우와 비교하여 소음의 차는 거의 없다. 이에 대해, 도 13 및 도 15로부터 알 수 있는 바와 같이, 10.0mm로 한 실시예 11에서는, 15.0mm로 한 경우와 비교하여, 2KHz～6KHz의 주파수 영역에서의 노이즈가 증가하는 등, 소음이 약간 악화되고 있다. 이것은, 10.0mm로 한 실시예 11에서는, 단면적이 작아진 만큼, 자속이 집중되어, 전자 흡인력에 의한 코어의 진동에 따른 소음이 증가한 것으로 생각된다.
다음으로, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 리액터 부품에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 리액터 부품의 코어의 구성을 도 16 내지 도 22에 나타내고, 또한 대응하는 코어의 자속 분포 상태를 도 23 내지 도 28에 나타낸다.
본 실시 형태의 특징은, 상술한 제1 내지 제3 실시 형태와 동일하게, 권회부는 적어도 2개의 직사각형 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 간격을 가지고 평행하게 배치되어 이루어지지만, 비권회부는, 2개의 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 권회부를 구성하는 자성체 블록을 각각의 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 바닥부측에서 사이에 두고 대향하여 배치되어 이루어지며, 또한 비권회부를 구성하는 자성체 블록의 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을, 권회부를 구성하는 자성체 블록의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 한 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의하면, 비권회부를 U자형의 자성체 블록이나 직사각형의 자성체 블록에 의해 형성하는 경우에 비해, 비권회부를 구성하는 각 자성체 블록 그 자체의 체적을 보다 작게 할 수 있다. 따라서, 리액터 부품으로서의 코어 나아가서는 리액터의 소형화?경량화?저비용화를 한층 더 도모하는 것이 가능하다.
이 제4 실시 형태에 있어서도, 종래, 동일 단면 형상으로 자로를 설계하는 것이 일반적으로 행해지고 있었던 것에 반해, 거의 자속이 통하지 않는 부분을 삭감함으로써, 고전류 영역에 있어서의 직류 중첩 특성을 확보하면서, 소형화를 달성 가능한 코어 형상의 최적화를 도모하는 것이 발명의 본질로 되어 있으며, 제1 내지 제3 실시 형태와 동일한 기술 사상에 의거하고 있다.
즉, 이 제4 실시 형태의 실시예 1 및 변형예 1 내지 5에 있어서도, 상술한 제1 내지 제3 실시 형태와 동일하게, 권선(2(도 2 및 도 3 참조)나 112(도 10 참조))이 감겨지지 않는 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123a) 각각의 폭 Wa 를 권회부를 구성하는 각개의 자성체 블록(123b)의 폭 Wb보다 좁아지도록 삭감함으로써, 코어(129)의 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123a)에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 하고 있다. 그러나, 이 제4 실시 형태의 실시예 1 및 변형예 1 내지 5에 있어서는, 제1 내지 제3 실시 형태와 달리, 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123a) 각각을 제1 및 제2 실시 형태와 같은 U자형의 자성체 블록이나 제3 실시 형태와 같은 직사각형의 자성체 블록이 아니라, 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 평면 형상을 갖는 자성체 블록에 의해 형성하고, 각각의 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 바닥부측에서 권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123b)을 사이에 두고 대향하여 배치되어 이루어짐으로써, 비권회부를 구성하는 자성체 블록(123a)의 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부를 구성하는 자성체 블록(123b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 하고 있다.
이러한 구성에 의해, 비권회부를 U자형의 자성체 블록이나 직사각형의 자성체 블록에 의해 형성하는 경우에 비해, 코어(129) 전체의 길이는 동일하다고 해도, 비권회부를 구성하는 각 자성체 블록(123a) 그 자체의 체적을 보다 작게 할 수 있다. 따라서, 리액터 부품으로서의 코어 나아가서는 리액터의 소형화?경량화?저비용화를 한층 더 도모하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시 형태는, 상술한 제1 및 제2 실시 형태와 비교한 경우, 상술한 제1 및 제2 실시 형태에 있어서의 2개의 U자형의 자성체 블록(103a) 각각의 양 각 부(라운드형상의 양 각부)가 평면형상이 되도록 커트한 것과 동일한 관계에 있으므로, 상술한 제1 및 제2 실시 형태에 있어서의 비권회부의 코어 폭 등의 최적치 등을 그대로 사용(바꿔 말하면, 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 높이[대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 정상부에 있어서의 코어 폭]를 이 최적치로 설계한다)함으로써 실현할 수 있다.
본 발명자는, 상술한 바와 같이 거의 자속이 통하지 않는 부분을 삭감함으로써 소형화를 달성 가능한 코어 형상의 최적화를 도모한다는 관점에서, 본 실시 형태에 있어서, 도 16에 나타낸 실시예 1 외에 이 도면 (a)에 나타낸 치수 Wm을 변화시킨 변형예 1 내지 5에 따른 리액터 부품의 코어를 설계하여, 각각의 자속 분포 상태를 시뮬레이션에 의해 관측해, 비권회부를 구성하는 각 자성체 블록(123a)의 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형에 있어서의 최적의 형상을 구하도록 하였다.
우선, 본 실시 형태의 실시예 1의 리액터 부품의 코어의 구성을 상세하게 설명한다. 도 16은, 본 발명의 제4 실시 형태의 실시예 1에 따른 리액터 부품의 코어의 형상을 도시한 도면이고, (a)는 그 평면도, (b)는 그 사시도이다. 본 실시 형태의 실시예 1의 리액터 부품의 코어는, 도 16(a) 및 16(b)에 나타낸 바와 같이, 코어(129)는 전체적으로 8분할로 구성되어 있다. 본 실시 형태의 리액터 부품의 코어(129)는, 2개의 자성체 블록(123a) 및 6개의 자성체 블록(123b)과 각 블록 사이에 자기 갭으로서 삽입되는 시트재(도시 생략)로 형성되어 있다. 그리고, 권선(2)이 감겨지지 않는 비권회부를 2개의 대략 사다리꼴의 평면 형상을 갖는 자성체 블록(123a)으로 구성하고, 그 대략 사다리꼴의 바닥부측에서 권회부를 구성하는 각 3개의 자성체 블록(123b)을 사이에 두고 대향하여 배치함으로써, 비권회부를 구성하는 자성체 블록(123a)의 대략 사다리꼴의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부를 구성하는 각개의 자성체 블록(123b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작아지도록 하고 있다.
또한, 이 리액터 부품의 코어(129)의 형상은, 전체적으로 대략 링 형상이지만 링의 4개의 라운드부가 평면형상으로 커트된 것과 같은 형상으로 되어 있고, 상술한 권회부를 구성하는 6개의 자성체 블록(123b)은, 각각 3개의 자성체 블록(123b)으로 이루어지는 2개소의 직선부를 형성하며, 각 직선부에 도 3에 나타낸 바와 같은 보빈(4)의 프레임부를 통해 권선(2)이 감겨져, 소정의 전기 특성이 얻어진다.
여기에서, 본 실시 형태의 실시예 1에 있어서의 코어(129)를 형성하는 각 자성체 블록의 치수를 서술한다. 각 자성체 블록(123b)은, 도 16(a)에 나타낸 코어(블록) 폭 Wb가 27.0mm, 블록 길이 Lb가 16.5mm로 형성되었다. 한편, 자성체 블록(123a)은, 도 16(a)에 나타낸 블록 길이 La는 72.0mm, 대략 사다리꼴 형상의 정상부(정변(頂邊))에 있어서의 코어(블록) 폭 Wa를 18.0mm로 형성하였다. 또, 도 16(b)에 나타낸 자성체 블록(123a)의 높이 Ha와 자성체 블록(123b)의 높이 Hb는, 모두 27.5mm이고, 동일한 치수로 형성되어 있다.
이상에 의해, 이 제4 실시 형태의 실시예 1에 있어서는, 권선이 감겨지는 권회부를 구성하는 자성체 블록(123b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적 Wb*Hb는 742.5mm2인 것에 반해, 권선이 감겨지지 않는 비권회부를 구성하는 자성체 블록(123a)의 대략 사다리꼴 형상의 정상부(정변)에 있어서의 단면적 Wa*Ha는 495.0mm2이다. 이와 같이, 본 실시예 1에 있어서도, 상술한 제1 내지 제3 실시 형태와 동일하게, 코어의 비권회부의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 하고 있다. 구체적으로는, 제1 실시 형태의 실시예 6과 동일하게, 비권회부를 구성하는 자성체 블록(123a)의 자로와 직교하는 방향의 단면적 Wa*Ha는, 권회부를 구성하는 자성체 블록(123b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적 Wb*Hb의 약 67%(약 0.67배)에 머무르고 있다. 바꿔 말하면, 비권회부를 구성하는 자성체 블록(123a)의 단면적 Wa*Ha를 권회부를 구성하는 자성체 블록(123b)의 단면적 Wb*Hb보다 약 33% 작게 하고 있다. 또한, 이 제4 실시 형태의 실시예 1에 있어서는, 도 16(a) 및 16(b)에 나타낸 바와 같이, 비권회부를 구성하는 각 자성체 블록(123a)이 대략 사다리꼴로 형성되어 있으므로, 상기의 단면적 Wa*Ha(495.0mm2)는 대략 사다리꼴 형상의 정상부(정변)에 있어서의 단면적이며, 이 정상부(정변)에 있어서의 단면적이 권회부를 구성하는 자성체 블록(123b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적 Wb*Hb(742.5mm2)에 대해 작아져 있다. 이와 같이, 비권회부를 구성하는 각 자성체 블록(123a)이 대략 사다리꼴로 형성되어 있으므로, 각 자성체 블록(123a)의 체적은, U자형의 자성체 블록을 이용한 제1 실시 형태의 실시예 6에 비해, 약 30% 더욱 삭감되어 있다. 따라서, 각 자성체 블록(123a)의 체적이 대폭으로 삭감되는 결과, 코어(129) 전체의 소형화?저비용화가 한층 더 달성된다. 또한, 도 16(a)에 있어서, Wa, Wb, Wn, Wm의 치수비는, Wa=Wb×2/3(약 0.67), Wn=Wa(일정), Wm=Wb가 되도록 형성되어 있다. 즉, 이 실시예 1에서는, Wm=Wb가 되도록 형성되어 있고, 파라미터로서의 치수 Wm은, 권회부를 구성하는 자성체 블록(123b)의 코어 폭인 Wb와 동일하게(Wm=Wb×1) 설정되어 있다.
여기에서, U자형의 자성체 블록을 이용한 제1 실시 형태의 실시예 6과 대비하여 고찰하면, 본 실시 형태의 실시예 1의 리액터 부품의 코어(129)에서는, 거의 자속이 통하지 않는 부분을 삭감하기 위해, 권선의 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123a)의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 한 것은 같으나, 또한 상술한 제1 실시 형태의 실시예 6에서는 2개의 자성체 블록(103a)에 있어서의 양 각부가 라운드형상으로 형성되어 있었던 것을 당해 라운드부를 평면형상으로 커트하도록 하여 삭감한 것과 동일한 관계에 있다. 즉, 제1 실시 형태의 실시예 6에 있어서의 2개의 자성체 블록(103a)의 라운드형상의 양 각부도 거의 자속이 통하지 않는 부분인 것을 확인할 수 있었기 때문에, 이 양 각의 라운드부를 평면형상으로 커트하여 삭감한 것과 동일한 코어 형상을 고안하여, 이러한 코어 형상으로 해서 비권회부를 구성하는 각 자성체 블록(123a)을 대략 사다리꼴 형상으로 형성하는 것을 알아내었다.
도 17(a)는, 제1 실시 형태의 실시예 6의 리액터 부품의 코어의 자속 분포 상태를 시뮬레이션에 의해 관측한 도면이고, 도 17(b)는, 이 제4 실시 형태의 실시 예 1의 리액터 부품의 코어의 자속 분포 상태를 시뮬레이션에 의해 관측한 도면이다. 도 17(a)에 나타낸 바와 같이, 제1 실시 형태의 실시예 6에 있어서의 2개의 자성체 블록(103a)의 라운드형상의 양 각부는 거의 자속이 통하지 않는 부분인 것을 확인할 수 있다. 그리고, 도 17(b)에 나타낸 바와 같이, 비권회부를 구성하는 각 자성체 블록(123a)을 대략 사다리꼴의 평면 형상을 갖는 자성체 블록에 의해 형성함으로써, 이들 라운드형상의 양 각부를 평면형상으로 커트하여 삭감한 것과 동일한 관계가 되어, 거의 자속이 통하지 않는 부분을 더욱 삭감하는 것이 가능해지고, 2개의 자성체 블록(123a) 각각에 대해 이들 커트한 부분에 상당하는 체적을 더욱 삭감하는 것이 가능하다. 이에 의해, 제1 실시 형태의 실시예 6에 비해 리액터 부품의 코어(129) 전체의 소형화?경량화?저비용화를 한층 더 도모할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명자는, 본 실시 형태에 있어서, 도 16에 나타낸 실시예 1 외에 이 도면 (a)에 나타낸 치수 Wm을 변화시킨 변형예 1 내지 5에 따른 리액터 부품의 코어도 설계하여, 각각의 자속 분포 상태를 시뮬레이션에 의해 관측해, 비권회부를 구성하는 각 자성체 블록(123a)의 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형에 있어서의 최적의 형상을 구하도록 하였다. 이하에, 이들 변형예 1 내지 5에 따른 리액터 부품의 코어의 구성에 대해 설명한다.
우선, 변형예 1에 따른 리액터 부품의 코어에 대해 서술한다. 이 변형예 1에 따른 리액터 부품의 코어에 있어서는, 권회부는 6개의 직사각형 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 간격을 가지고 평행하게 배치되어 이루어지지만, 비권회부는 2개의 대략 사다리꼴의 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 권회부를 구성하는 자성체 블 록을 각각의 대략 사다리꼴의 바닥부측에서 사이에 두고 대향하여 배치되어 이루어지며, 또한 비권회부를 구성하는 자성체 블록의 대략 사다리꼴의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부를 구성하는 자성체 블록의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작아지도록 한 점은, 상술한 실시예 1에 따른 코어와 동일하지만, 그 비권회부를 구성하는 자성체 블록의 사다리꼴 형상이 실시예 1과는 다른 형상으로 형성되어 있다.
즉, 이 제4 실시 형태의 변형예 1에 있어서는, 도 18(a) 및 18(b)에 나타낸 바와 같이, 2개의 자성체 블록(123a)의 각각이 실시예 1보다 그 정상부(정변)의 치수가 커지도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 도 18(a)에 있어서, Wa, Wb, Wn, Wm의 치수비는, Wa=Wb×2/3(약 0.67), Wn=Wa(일정), Wm=Wb×0.25가 되도록 형성되어 있다. 즉, 이 변형예 1에서는, Wm=Wb×0.25가 되도록 형성되어 있고, 파라미터로서의 치수 Wm은, 권회부를 구성하는 자성체 블록(123b)의 코어 폭인 Wb의 1/4로 설정되어 있다.
이와 같이, 본 변형예 1의 리액터 부품의 코어(129)에서도, 권선의 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123a)의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 한 것에 더하여, 또한 상술한 제1 실시 형태의 실시예 6에서는 2개의 자성체 블록(103a)에 있어서의 양 각부가 라운드형상으로 형성되어 있었던 것을 당해 라운드부를 평면형상으로 커트하도록 하여 삭감한 것과 동일한 관계에 있다. 따라서, 2개의 자성체 블록(123a) 각각에 대해 이들 커트한 부분에 상 당하는 체적을 더욱 삭감하는 것이 가능하다. 이에 의해, 제1 실시 형태의 실시예 6에 비해 리액터 부품의 코어(129) 전체의 소형화?경량화?저비용화를 한층 더 도모할 수 있다.
다음으로, 변형예 2에 따른 리액터 부품의 코어에 대해 서술한다. 이 변형예 2에 따른 리액터 부품의 코어에 있어서는, 권회부는 6개의 직사각형 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 간격을 가지고 평행하게 배치되어 이루어지지만, 비권회부는 2개의 대략 사다리꼴의 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 권회부를 구성하는 자성체 블록을 각각의 대략 사다리꼴의 바닥부측에서 사이에 두고 대향하여 배치되어 이루어지며, 또한 비권회부를 구성하는 자성체 블록의 대략 사다리꼴의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부를 구성하는 자성체 블록의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작아지도록 한 점은, 상술한 실시예 1에 따른 코어와 동일하지만, 그 비권회부를 구성하는 자성체 블록의 사다리꼴 형상이 실시예 1 및 변형예 1과는 다른 형상으로 형성되어 있다.
즉, 이 제4 실시 형태의 변형예 2에 있어서는, 도 19(a) 및 19(b)에 나타낸 바와 같이, 2개의 자성체 블록(123a)의 각각은, 그 정상부(정변)의 치수가 실시예 1보다 크지만 변형예 1보다는 작아지도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 도 19(a)에 있어서, Wa, Wb, Wn, Wm의 치수비는, Wa=Wb×2/3(약 0.67), Wn=Wa(일정), Wm=Wb×0.5가 되도록 형성되어 있다. 즉, 이 변형예 1에서는, Wm=Wb×0.5가 되도록 형성되어 있고, 파라미터로서의 치수 Wm은, 권회부를 구성하는 자성체 블록(123b)의 코어 폭인 Wb의 1/2로 설정되어 있다.
이와 같이, 본 변형예 2의 리액터 부품의 코어(129)에서도, 권선의 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123a)의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 한 것에 더하여, 또한 상술한 제1 실시 형태의 실시예 6에서는 2개의 자성체 블록(103a)에 있어서의 양 각부가 라운드형상으로 형성되어 있었던 것을 당해 라운드부를 평면형상으로 커트하도록 하여 삭감한 것과 동일한 관계에 있다. 따라서, 2개의 자성체 블록(123a) 각각에 대해 이들 커트한 부분에 상당하는 체적을 더욱 삭감하는 것이 가능하다. 이에 의해, 제1 실시 형태의 실시예 6에 비해 리액터 부품의 코어(129) 전체의 소형화?경량화?저비용화를 한층 더 도모할 수 있다.
이어서, 변형예 3에 따른 리액터 부품의 코어에 대해 서술한다. 이 변형예 3에 따른 리액터 부품의 코어에 있어서는, 권회부는 6개의 직사각형 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 간격을 가지고 평행하게 배치되어 이루어지지만, 비권회부는 2개의 대략 사다리꼴의 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 권회부를 구성하는 자성체 블록을 각각의 대략 사다리꼴의 바닥부측에서 사이에 두고 대향하여 배치되어 이루어지며, 또한 비권회부를 구성하는 자성체 블록의 대략 사다리꼴의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부를 구성하는 자성체 블록의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작아지도록 한 점은, 상술한 실시예 1에 따른 코어와 동일하지만, 그 비권회부를 구성하는 자성체 블록의 사다리꼴 형상이 실시예 1 및 변형예 1 및 2와는 다른 형상으로 형성되어 있다.
즉, 이 제4 실시 형태의 변형예 3에 있어서는, 도 20(a) 및 20(b)에 나타낸 바와 같이, 2개의 자성체 블록(123a)의 각각은, 그 정상부(정변)의 치수가 실시예 1보다 크지만 변형예 2보다 작아지도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 도 20(a)에 있어서, Wa, Wb, Wn, Wm의 치수비는, Wa=Wb×2/3(약 0.67), Wn=Wa(일정), Wm=Wb×0.75가 되도록 형성되어 있다. 즉, 이 변형예 1에서는, Wm=Wb×0.75가 되도록 형성되어 있고, 파라미터로서의 치수 Wm은, 권회부를 구성하는 자성체 블록(123b)의 코어 폭인 Wb의 3/4로 설정되어 있다.
이와 같이, 본 변형예 3의 리액터 부품의 코어(129)에서도, 권선의 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123a)의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 한 것에 더하여, 또한 상술한 제1 실시 형태의 실시예 6에서는 2개의 자성체 블록(103a)에 있어서의 양 각부가 라운드형상으로 형성되어 있었던 것을 당해 라운드부를 평면형상으로 커트하도록 하여 삭감한 것과 동일한 관계에 있다. 따라서, 2개의 자성체 블록(123a) 각각에 대해 이들 커트한 부분에 상당하는 체적을 더욱 삭감하는 것이 가능하다. 이에 의해, 제1 실시 형태의 실시예 6에 비해 리액터 부품의 코어(129) 전체의 소형화?경량화?저비용화를 한층 더 도모할 수 있다.
다음으로, 변형예 4에 따른 리액터 부품의 코어에 대해 서술한다. 이 변형예 4에 따른 리액터 부품의 코어에 있어서는, 권회부는 6개의 직사각형 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 간격을 가지고 평행하게 배치되어 이루어지지만, 비권회부 는 2개의 대략 사다리꼴의 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 권회부를 구성하는 자성체 블록을 각각의 대략 사다리꼴의 바닥부측에서 사이에 두고 대향하여 배치되어 이루어지며, 또한 비권회부를 구성하는 자성체 블록의 대략 사다리꼴의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부를 구성하는 자성체 블록의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작아지도록 한 점은, 상술한 실시예 1에 따른 코어와 동일하지만, 그 비권회부를 구성하는 자성체 블록의 사다리꼴 형상이 실시예 1 및 변형예 1 내지 3과는 다른 형상으로 형성되어 있다.
즉, 이 제4 실시 형태의 변형예 4에 있어서는, 도 21(a) 및 21(b)에 나타낸 바와 같이, 2개의 자성체 블록(123a)의 각각은, 그 정상부(정변)의 치수가 실시예 1보다 작아지도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 도 21(a)에 있어서, Wa, Wb, Wn, Wm의 치수비는, Wa=Wb×2/3(약 0.67), Wn=Wa(일정), Wm=Wb×1.25가 되도록 형성되어 있다. 즉, 이 변형예 4에서는, Wm=Wb×1.25가 되도록 형성되어 있고, 파라미터로서의 치수 Wm은, 권회부를 구성하는 자성체 블록(123b)의 코어 폭인 Wb의 5/4로 설정되어 있다.
이와 같이, 본 변형예 4의 리액터 부품의 코어(129)에서도, 권선의 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123a)의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 한 것에 더하여, 또한 상술한 제1 실시 형태의 실시예 6에서는 2개의 자성체 블록(103a)에 있어서의 양 각부가 라운드형상으로 형성되어 있었던 것을 당해 라운드부를 평면형상으로 커트하도록 하여 삭감한 것과 동일한 관 계에 있다. 따라서, 2개의 자성체 블록(123a) 각각에 대해 이들 커트한 부분에 상당하는 체적을 더욱 삭감하는 것이 가능하다. 이에 의해, 제1 실시 형태의 실시예 6에 비해 리액터 부품의 코어(129) 전체의 소형화?경량화?저비용화를 한층 더 도모할 수 있다.
또한, 변형예 5에 따른 리액터 부품의 코어에 대해 서술한다. 이 변형예 5에 따른 리액터 부품의 코어에 있어서는, 권회부는 6개의 직사각형 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 간격을 가지고 평행하게 배치되어 이루어지지만, 비권회부는 2개의 대략 삼각형의 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 권회부를 구성하는 자성체 블록을 각각의 대략 삼각형의 바닥부측에서 사이에 두고 대향하여 배치되어 이루어지며, 또한 비권회부를 구성하는 자성체 블록의 대략 삼각형의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부를 구성하는 자성체 블록의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작아지도록 하고 있다. 즉, 그 비권회부를 구성하는 자성체 블록의 형상이 실시예 1 및 변형예 1 내지 4의 사다리꼴 형상과는 달리, 삼각형상으로 형성되어 있다.
그러나, 이 제4 실시 형태의 변형예 5에 있어서는, 도 22(a) 및 22(b)에 나타낸 바와 같이, 2개의 자성체 블록(123a)의 각각은, 그 정상부는 삼각형의 정점을 형성하고 있다. 구체적으로는, 도 22(a)에 있어서, Wa, Wb, Wn, Wm의 치수비는, Wa=Wb×2/3(약 0.67), Wn=Wa(일정), Wm=Wb×1.425가 되도록 형성되어 있다. 즉, 이 변형예 5에서는, Wm=Wb×1.425가 되도록 형성되어 있고, 파라미터로서의 치수 Wm은, 권회부를 구성하는 자성체 블록(123b)의 코어 폭인 Wb의 57/40로 설정되어 있다.
이와 같이, 본 변형예 5의 리액터 부품의 코어(129)에서도, 권선의 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123a)의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 한 것에 더하여, 또한 상술한 제1 실시 형태의 실시예 6에서는 2개의 자성체 블록(103a)에 있어서의 양 각부가 라운드형상으로 형성되어 있었던 것을 당해 라운드부를 삼각형의 바닥변 이외의 2변에서 평면형상으로 커트하도록 하여 삭감한 것과 동일한 관계에 있다. 따라서, 2개의 자성체 블록(123a) 각각에 대해 이들 커트한 부분에 상당하는 체적을 더욱 삭감하는 것이 가능하다. 이에 의해, 제1 실시 형태의 실시예 6에 비해 리액터 부품의 코어(129) 전체의 소형화?경량화?저비용화를 한층 더 도모할 수 있다. 또한, 본 변형예 5에서는, 상술한 바와 같이, Wm=Wb×1.425가 되도록 형성하였지만, 이 Wm과 Wb의 비에 관한 수치는 일례로서의 수치이고, 코일 폭 등이 변화하면, 상기 1.425의 수치(코어 형상)도 변화하는 것은 물론이다.
이상에 서술한 제4 실시 형태의 실시예 1 및 변형예 1 내지 5에 있어서, 제1 실시 형태의 실시예 6에 대한 커트하여 삭감한 부분의 삭감량이라는 점에서는, 도 16 내지 도 22로부터 명확하게 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1, 변형예 4 및 변형예 5의 삭감량이 비교적 많다. 따라서, 이들 실시예 1, 변형예 4 및 변형예 5에서는, 2개의 자성체 블록(123a)의 체적을 대폭으로 삭감하는 것이 가능하고, 리액터 부품의 코어(129)의 소형화?저비용화가 한층 더 가능하다는 점에서는 유리하다.
한편, 도 23 내지 도 28은, 상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서, 파라미터로서의 치수 Wm을 변화시킨 실시예 1 및 변형예 1 내지 5에 따른 리액터 부품의 코어를 설계하여, 각각의 자속 분포 상태를 시뮬레이션에 의해 관측한 결과, 대응하는 코어의 자속 분포 상태를 도시한 도면이다.
도 23 내지 도 28에 있어서는, 상술한 바와 같이 자성체 블록(123a)의 치수 Wm을, Wm=Wb×1(실시예 1), Wm=Wb×0.25(변형예 1), Wm=Wb×0.5(변형예 2), Wm=Wb×0.75(변형예 3), Wm=Wb×1.25(변형예 4), Wm=Wb×1.425(변형예 5)와 같이 변화시킨 코어(129)를 이용한 리액터 부품의 코어에 대해, 정격 사용 시에 있어서의 코어의 자속 분포 상태가 색을 달리 하여 나타나 있다.
특히, 도 23으로부터 명료하게 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1의 코어에서, 자기 포화도 없고, 가장 밸런스가 좋은 자속 분포 상태를 나타내고 있다. 또, 도 24 내지 도 28로부터도 알 수 있는 바와 같이, 변형예 1 내지 5의 코어에서도, 자기 포화가 한계에 도달하고 있는 개소는 보이지 않고, 충분히 사용 가능한 자속 분포 상태를 나타내고 있는 것을 확인할 수 있었다.
이상에 서술한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시 형태에 의하면, 비권회부를 2개의 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 평면 형상을 갖는 자성체 블록에 의해 형성하고, 권회부를 구성하는 자성체 블록을 각각의 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 바닥부측에서 사이에 두고 대향하여 배치하며, 비권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123a)의 정상부에 있어서의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 권회부를 구성하는 2개의 자성체 블록(123b)의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 하 였으므로, 상술한 제1 내지 제3 실시 형태에 비해, 거의 자속이 통하지 않는 부분을 더욱 삭감하여 저비용화?소형화?경량화가 한층 더 가능해진다.
또한, 본 발명의 제4 실시 형태는, 압분(더스트) 코어이면, 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 형태를 만들어 분말를 넣어 가압하면 되므로 제작이 간단하다. 이 때문에, 저비용화의 점에서는 압분(더스트) 코어에서 높은 효과가 얻어진다. 단, 소형화?경량화의 점에서는 압분 코어에서도 적층(라미네이션) 코어에서도 동일하게 높은 효과가 얻어지는 것은 물론이다.
또한, 본 발명의 제4 실시 형태의 코어도, 도 2에 나타낸 것과 동일한 열전도성 케이스(1)에 수납되어 이용된다. 이 경우, 본 발명의 제4 실시 형태의 리액터 부품의 코어에서는, 비권회부가 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 평면 형상을 갖는 자성체 블록에 의해 형성되어 있으므로, U자형의 코어와 같은 라운드형상의 각부가 없음으로써, 열전도성 케이스(1)에 압착되는 면이 증가하기 때문에, 방열성이 향상된다. 또, U자형 코어의 라운드형상의 각부가 없고, 리액터 부품의 코어의 각부가 평면으로 구성되어 있으므로, 케이스 내의 데드 스페이스가 감소하여, 스페이스 효율도 향상된다.
또한, 상술한 제1, 제2 및 제4 실시 형태에 있어서의 코어는 자기 갭을 포함하는 8분할형, 제3 실시 형태에 있어서의 코어는 자기 갭을 포함하는 4분할형으로 구성되어 있지만, 본 발명은, 분할되어 있지 않은 일체형의 코어에도 적용 가능하다. 또, 예를 들면, 도 1에 나타낸 종래예의 6분할형의 코어 등, 4분할, 8분할 이외의 분할수에 따른 분할형의 코어에도 물론 적용 가능하다. 단, 제1 및 제3 실시 형태에 있어서의 인덕턴스치의 측정 결과 등으로부터도, 분할수가 많을수록, 코어의 비권회부의 자로와 직교하는 방향의 단면적의 삭감량을 많게 할 수 있는 것으로 생각된다.
이상, 본 발명에 대해 실시 형태를 기초로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 특허 청구의 범위의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경할 수 있다.
본 발명은, 적어도 권선과 자성체의 코어를 구비하고, 당해 코어는 권선이 감겨지는 권회부와 권선이 감겨지지 않는 비권회부를 포함하며, 권회부에 권선이 감겨져 형성되는 리액터 부품의 코어이면, 널리 적용 가능하다.

Claims (5)

  1. 적어도 권선과 자성체의 코어를 구비하고, 상기 코어는 상기 권선이 감겨지는 권회부와, 상기 권선이 감겨지지 않는 비권회부를 포함하며, 상기 권회부에 상기 권선이 감겨져 형성되는 리액터 부품에 있어서,
    상기 코어의 비권회부의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 상기 권회부의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 한 것을 특징으로 하는 리액터 부품.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 비권회부의 단면적을 상기 권회부의 단면적의 0.76배～0.67배로 한 것을 특징으로 하는 리액터 부품.
  3. 적어도 권선과 자성체의 코어를 구비하고, 상기 코어는 상기 권선이 감겨지는 권회부와, 상기 권선이 감겨지지 않는 비권회부를 포함하며, 상기 권회부에 상기 권선이 감겨져 형성되는 리액터 부품에 있어서, 상기 권회부는 적어도 2개의 직사각형 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 간격을 가지고 평행하게 배치되고, 상기 비권회부는, 2개의 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 평면 형상을 갖는 자성체 블록이 상기 권회부를 구성하는 자성체 블록을 각각의 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 바닥부측에서 사이에 두고 대향하여 배치되어 이루어지며, 또한 상기 비권회부를 구성하는 자성체 블록의 대략 사다리꼴 또는 대략 삼각형의 정상부에 있어서 의 자로와 직교하는 방향의 단면적을 상기 권회부를 구성하는 자성체 블록의 자로와 직교하는 방향의 단면적에 대해 작게 한 것을 특징으로 하는 리액터 부품.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어는, 자기 갭을 포함하는 8분할형으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 리액터 부품.
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    이 리액터 부품은 차재용의 리액터에 이용되는 것을 특징으로 하는 리액터 부품.
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