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JP2011254042A - Reactor - Google Patents

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JP2011254042A
JP2011254042A JP2010128695A JP2010128695A JP2011254042A JP 2011254042 A JP2011254042 A JP 2011254042A JP 2010128695 A JP2010128695 A JP 2010128695A JP 2010128695 A JP2010128695 A JP 2010128695A JP 2011254042 A JP2011254042 A JP 2011254042A
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core
reactor
magnetic
gap
core material
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Application number
JP2010128695A
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Japanese (ja)
Inventor
Mari Ono
真里 大野
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reactor with excellent manufacturing efficiency while ensuring desired inductance performance by eliminating use of a gap plate and an adhesive layer.SOLUTION: A reactor 100 includes non-magnetic and substantially annular core materials 10 (10A, 10B) that penetrate a plurality of magnetic cores 20, 30 and position and fixe the magnetic cores 20, 30, and the whole reactor is formed into a substantially annular shape.

Description

本発明は、電力変換回路を構成するリアクトルに関するものである。   The present invention relates to a reactor constituting a power conversion circuit.

電力変換回路のリアクトルは、一般に平面視が略環状のリアクトルコアの2つの長手部にコイルが形成された姿勢でたとえばハウジング内に収容されている。一般的なリアクトルコアは、複数の電磁鋼板の積層体もしくは圧粉磁心からなる磁性のコア材から構成されており、各コア材間には非磁性素材のギャップ板やスペーサが介装され、ギャップ板等とコア材が接着剤にて接着固定されてリアクトルが形成されている。磁性コア同士は磁気吸引力にて相互に引き合おうするため、このギャップ板もしくはスペーサを磁性コア間に介在させることによって、所望厚のギャップ長を保証することができる。   The reactor of the power conversion circuit is generally accommodated in, for example, a housing in a posture in which coils are formed in two longitudinal portions of a reactor core that is generally annular in plan view. A typical reactor core is made up of a magnetic core material consisting of a stack of magnetic steel sheets or a dust core, and a non-magnetic gap plate or spacer is interposed between each core material. A reactor is formed by adhering and fixing a plate and the core material with an adhesive. Since the magnetic cores are attracted to each other by a magnetic attractive force, a gap length having a desired thickness can be ensured by interposing this gap plate or spacer between the magnetic cores.

従来のリアクトルの一般的な構造を図8を参照して説明すれば、平面視が略U型のコアa(U型コア)と平面視が矩形のコアb(I型コア)とがギャップ板cを介して接着剤層dによって固定されており、その長手部に不図示の絶縁性ボビン等が形成され、このボビン周囲に不図示のコイルが形成される。このような構成のリアクトルコアに関する従来の公開技術として、例えば特許文献1に開示のリアクトルコアを挙げることができる。   The general structure of a conventional reactor will be described with reference to FIG. 8. A core plate a having a substantially U shape in plan view (U type core) and a core b having a rectangular shape in plan view (I type core) are gap plates. An insulating bobbin (not shown) or the like is formed on the longitudinal part of the adhesive layer d via c, and a coil (not shown) is formed around the bobbin. As a conventional published technique related to the reactor core having such a configuration, for example, a reactor core disclosed in Patent Document 1 can be cited.

ところで、コア材とギャップ板が接着されている場合には、その接着性の劣化によってリアクトルの耐久性が低下することになる。さらに、コア材とギャップ板双方の製造公差や接着剤層の製造公差により、これらの部材が組付けられてなるリアクトルの平均磁路長が変化し、所望のインダクタンスが得られないといった製品不具合の問題が生じ得る。   By the way, when the core material and the gap plate are bonded, the durability of the reactor is lowered due to the deterioration of the adhesiveness. Furthermore, due to the manufacturing tolerance of both the core material and the gap plate and the manufacturing tolerance of the adhesive layer, the average magnetic path length of the reactor in which these members are assembled changes, and a desired inductance cannot be obtained. Problems can arise.

すなわち、従来のリアクトルにおいては、磁性のコア材とギャップ板とが接着剤層を介して接着固定される構造となっているが、この接着剤層の製造公差は他のコア材の製造公差に比してその解消が極めて困難であり、また、既述するように他の部材に比して接着剤層の劣化が顕著であることから、この接着剤層がリアクトルの耐久性を決定する主要因となっていた。なお、上記特許文献1のリアクトルでは、製造されたリアクトルに電流が通電されていない状態において、所定の磁路長を容易に確保するのが難しいことを付言する。   In other words, the conventional reactor has a structure in which the magnetic core material and the gap plate are bonded and fixed via an adhesive layer. The manufacturing tolerance of this adhesive layer is the same as the manufacturing tolerance of other core materials. This is extremely difficult to eliminate, and as described above, the deterioration of the adhesive layer is significant compared to other members, so that this adhesive layer determines the durability of the reactor. It was a cause. In addition, in the reactor of the said patent document 1, it adds that it is difficult to ensure predetermined | prescribed magnetic path length easily in the state in which the electric current is not supplied with the manufactured reactor.

また、接着剤層が硬化するまでに磁性コアを固定する必要があり、そのための治具が必要となったり、硬化までのコア固定作業に手間を要するといった課題もある。なお、より具体的には、磁性コアに加えてギャップ板をも治具にて固定し、所望厚の接着剤層が形成されるようにそのための空間を確保した姿勢で接着剤層が形成される必要がある。   In addition, it is necessary to fix the magnetic core before the adhesive layer is cured, and there is a problem that a jig for that purpose is required, and that the core fixing operation until curing is required. More specifically, in addition to the magnetic core, the gap plate is also fixed with a jig, and the adhesive layer is formed in a posture that secures a space for the adhesive layer so that a desired thickness is formed. It is necessary to

さらに、リアクトルがハイブリッド自動車等のエンジンルームに搭載される場合においては、その使用環境の変化によって−40℃〜150℃程度の範囲内での冷熱サイクル環境下に置かれる可能性があるために、ギャップ板が介装されるリアクトルでは、コア材とギャップ板との接着部にて剥離が生じ易いという問題が生じ得る。これは、コア材、ギャップ板、接着剤層それぞれの線膨張係数が異なることによって各部材間で熱膨張差が生じ、この熱膨張差と繰り返しの熱応力によって最も構造的に弱い接着剤層が剥離し易くなるためである。   Furthermore, in the case where the reactor is mounted in an engine room such as a hybrid vehicle, there is a possibility that it will be placed in a cold cycle environment within a range of about −40 ° C. to 150 ° C. due to a change in its use environment. In the reactor in which the gap plate is interposed, there may be a problem that peeling is likely to occur at the bonding portion between the core material and the gap plate. This is because the core material, gap plate, and adhesive layer have different linear expansion coefficients, resulting in a difference in thermal expansion between the members. The structurally weak adhesive layer is caused by this thermal expansion difference and repeated thermal stress. It is because it becomes easy to peel.

特開2004−241475号公報JP 2004-241475 A

本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、ギャップ板や接着剤層を廃し、所望するインダクタンス性能を確保しながら、製造効率に優れたリアクトルを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a reactor excellent in manufacturing efficiency while eliminating a gap plate and an adhesive layer and ensuring desired inductance performance.

前記目的を達成すべく、本発明によるリアクトルは、非磁性で略環状の芯材が複数の磁性コアを貫通して該磁性コアを位置決め固定し、全体が略環状に形成されているものである。   In order to achieve the above object, a reactor according to the present invention is a non-magnetic, substantially annular core material that penetrates a plurality of magnetic cores to position and fix the magnetic core, and is formed in a generally annular shape. .

本発明のリアクトルは、従来のリアクトルを構成する、リアクトルコア間に配された硬質なギャップ板や接着剤層を廃して、その代わりに、複数の磁性コアの位置決め固定手段として、各磁性コアを貫通する略環状の非磁性の芯材を適用したものである。   The reactor of the present invention eliminates the hard gap plate and the adhesive layer arranged between the reactor cores that constitute the conventional reactor, and instead, each magnetic core is used as a positioning fixing means for a plurality of magnetic cores. A substantially annular non-magnetic core material that penetrates is applied.

ここで、磁性コアは、磁性を有するU型コアやI型コアなどを指称するものであり、2つのU型コアからリアクトルを構成することができるし、2つのU型コア間に1以上のI型コアを介層させてリアクトルを構成することもできる。さらに、この磁性コアは、珪素鋼板を積層してなる積層体から形成してもよいし、軟磁性金属粉末または軟磁性金属粉末が樹脂バインダーで被覆された磁性粉末を加圧成形してなる圧粉磁心から形成してもよいが、略環状の芯材の周りに磁性コアを成形する際の製造効率を勘案すれば、磁性コアが圧粉磁心から形成されるのが好ましい。   Here, the magnetic core refers to a U-shaped core or an I-shaped core having magnetism, and a reactor can be constituted by two U-shaped cores. A reactor can also be formed by interposing an I-type core. Further, the magnetic core may be formed from a laminate formed by laminating silicon steel plates, or a pressure formed by pressing a soft magnetic metal powder or a magnetic powder coated with a soft magnetic metal powder with a resin binder. Although it may be formed from a powder magnetic core, it is preferable that the magnetic core is formed from a powder magnetic core in consideration of manufacturing efficiency when forming the magnetic core around a substantially annular core material.

非磁性で略環状の芯材は、その軸心の線形によって略環状のリアクトルコアの形状を規定し、さらに、この周囲に上記するU型コアやI型コアを所望厚のギャップを確保した姿勢で位置決め固定するものである。   The non-magnetic, substantially annular core material defines the shape of a substantially annular reactor core by the alignment of its axial center, and further has a posture in which the above-mentioned U-shaped core and I-shaped core are provided with a desired thickness gap. Positioning and fixing with.

この非磁性の芯材は、熱硬化性もしくは熱可塑性の樹脂材料や、アルミナ、ジルコニア等のセラミックス材料、アルミニウムやステンレス等の非磁性金属などから形成できる。   This nonmagnetic core material can be formed of a thermosetting or thermoplastic resin material, a ceramic material such as alumina or zirconia, a nonmagnetic metal such as aluminum or stainless steel, or the like.

上記する本発明のリアクトルによれば、略環状で非磁性の芯材の周りに所望厚のギャップを確保しながら磁性コアが固定された構造を呈していることにより、従来のリアクトルにおけるギャップ板や接着剤層を不要とでき、これらの部材を備えたリアクトルの有する上記課題を一気に解消することができる。   According to the reactor of the present invention described above, a structure in which a magnetic core is fixed while securing a gap of a desired thickness around a substantially annular and non-magnetic core material, a gap plate in a conventional reactor, An adhesive layer can be dispensed with, and the above-described problems of a reactor including these members can be solved at a stretch.

また、ギャップ板や接着剤層の解消によって部品点数も低減でき、材料コストの低減と製造効率の向上によって製造コストの大幅な削減を図ることもできる。   Further, the number of components can be reduced by eliminating the gap plate and the adhesive layer, and the manufacturing cost can be greatly reduced by reducing the material cost and improving the manufacturing efficiency.

また、本発明によるリアクトルの好ましい実施の形態において、前記芯材にはその軸心に直交する方向に張り出す突起が形成されており、該突起が隣接する磁性コア間のギャップを保証しているものである。   Also, in a preferred embodiment of the reactor according to the present invention, the core member is formed with a protrusion protruding in a direction perpendicular to the axis, and the protrusion guarantees a gap between adjacent magnetic cores. Is.

芯材の周りに所望厚のギャップを確保しながら複数の磁性コアを配設するに当たり、このギャップの厚みを精緻に保証するために、本実施の形態のリアクトルはギャップが形成される芯材部位にこの芯材の軸心(略環状に延びる方向)に直交する方向に張り出す突起を設けておくものである。そして、この突起が所望するギャップの厚みを有していることでリアクトルの磁路長を確保でき、もってリアクトルのインダクタンス性能を保証するものである。   In arranging a plurality of magnetic cores while securing a gap of a desired thickness around the core material, the reactor according to the present embodiment is a core material part where the gap is formed in order to precisely guarantee the thickness of the gaps. A protrusion projecting in a direction orthogonal to the axis of the core member (a direction extending in a substantially annular shape) is provided. And since this protrusion has the thickness of the desired gap, the magnetic path length of the reactor can be secured, thereby ensuring the inductance performance of the reactor.

形成されるべき複数のギャップ位置にそれぞれのギャップに対応する突起が設けられ、所望するインダクタンス性能を充足するギャップの厚み(すべてのギャップの厚みの総計)がこの突起の厚み(すべての突起の厚みの総計)で担保されることになる。   Protrusions corresponding to each gap are provided at a plurality of gap positions to be formed, and the thickness of the gap (the total thickness of all the gaps) that satisfies the desired inductance performance is the thickness of this protrusion (the thickness of all the protrusions) ).

ここで、上記する芯材は、その全体が一体に成形されたものであってもよいし、複数の分割体が繋がれて全体が略環状に形成されたものであってもよい。   Here, the core material described above may be integrally formed as a whole, or may be formed in a substantially annular shape by connecting a plurality of divided bodies.

芯材が略環状に一体に成形された形態では、これを成形型内に載置し、成形型内に磁性粉末を充填加圧することで、芯材の周囲にギャップを確保しながら複数の磁性コアを一度に成形することができる。   In a form in which the core material is integrally formed in a substantially annular shape, the core material is placed in a molding die, filled with magnetic powder in the molding die, and pressed, so that a plurality of magnetic materials are secured while securing a gap around the core material. The core can be molded at once.

また、芯材が複数の分割体からなる場合は、相互に隣接する芯材同士が嵌め合いやネジ止め、ピン止め等によって組み付けられるようになっており、各芯材の分割体ごとにその周囲に磁性コアを形成しておき、芯材同士を略環状に組み付けることによって略環状のリアクトルを形成することができる。   In addition, when the core material is composed of a plurality of divided bodies, the core materials adjacent to each other are assembled by fitting, screwing, pinning, etc. A substantially annular reactor can be formed by previously forming a magnetic core and assembling the core members in a substantially annular shape.

また、本発明によるリアクトルの好ましい実施の形態は、前記芯材がその内部に流路を備え、冷却媒体が流通するようになっているものである。   In a preferred embodiment of the reactor according to the present invention, the core member has a flow path therein so that a cooling medium flows therethrough.

従来のリアクトルは、リアクトルコアの周囲、より具体的にはリアクトルコア周りに形成されたコイルの周囲にポッティングされた放熱性を有する封止樹脂体を介してコイルで生じた熱を外部へ放熱する形態が一般的である。しかし、この放熱形態では、発生した熱をコアの内側から封止樹脂体を介して外側へ放熱する熱の流れのみに期待するものであることから、リアクトルコアへ伝熱された熱が十分に放熱できずにコアの内部に篭り易く、したがって、その放熱性に改善の余地が存在するものであった。   A conventional reactor radiates heat generated in the coil to the outside through a sealing resin body having heat dissipation potted around the reactor core, more specifically, around the coil formed around the reactor core. The form is common. However, in this heat radiation mode, since the generated heat is expected only from the heat flow that radiates from the inside of the core to the outside through the sealing resin body, the heat transferred to the reactor core is sufficiently Since heat could not be dissipated, it was easy to go inside the core, and therefore there was room for improvement in heat dissipation.

これに対して本実施の形態のリアクトルでは、上記する非磁性の芯材が管路構造となっていて、この内部に水やエア等の冷却媒体が流通自在となっていることで、コイルで発生してリアクトルコアに伝熱された熱をこのコアの内部からクーリングすることができ、コア内に熱が篭ることを効果的に解消することができる。   On the other hand, in the reactor according to the present embodiment, the non-magnetic core material described above has a pipe structure, and a cooling medium such as water or air can flow freely in the inside thereof. The heat generated and transferred to the reactor core can be cooled from the inside of the core, and it is possible to effectively eliminate the heat generated in the core.

すなわち、この形態のリアクトルは、非磁性の芯材によってギャップ板や接着剤層を不要としながら精緻に所望厚のギャップを保証できることに加えて、この芯材の内部を冷却媒体が流通することで放熱性能を格段に向上させることができるものである。   In other words, the reactor of this form can guarantee a gap with a desired thickness precisely while eliminating the need for a gap plate or an adhesive layer with a non-magnetic core material, and in addition, a cooling medium circulates inside the core material. The heat dissipation performance can be greatly improved.

また、上記するリアクトルにおいては、従来のリアクトルのように略環状の前記磁性コアの周りに絶縁性の樹脂モールド体が形成されているものであってもよい。   Moreover, in the reactor mentioned above, the insulating resin mold body may be formed around the substantially annular magnetic core as in a conventional reactor.

この絶縁性の樹脂モールド体により、磁性コアとその外周に形成されるコイルとの絶縁が保証される。   The insulating resin mold body ensures insulation between the magnetic core and the coil formed on the outer periphery thereof.

また、形成された樹脂モールド体の一部は隣接する磁性コア間のギャップ内に介在することとなり、樹脂モールド体からなるギャップが形成される。   Further, a part of the formed resin mold body is interposed in the gap between the adjacent magnetic cores, so that a gap made of the resin mold body is formed.

ギャップ内に樹脂モールド体が介在することにより、ギャップの厚み確保をより一層保証することができ、さらには、芯材周りのギャップ領域がエアのみからなる形態のリアクトルに比してリアクトルの剛性(強度)を格段に高めることができる。   By interposing the resin mold body in the gap, it is possible to further ensure the gap thickness, and further, the rigidity of the reactor (the gap area around the core material is made of only air) ( Strength) can be remarkably increased.

また、磁性コア外周にコイルと磁性コアの絶縁を保証する樹脂モールド体を形成し、その周囲にコイルを形成した後に、これらの外周に放熱性に優れた封止樹脂体を形成してもよいことは勿論のことである。   Further, after forming a resin mold body that guarantees insulation between the coil and the magnetic core on the outer periphery of the magnetic core and forming the coil around the periphery, a sealing resin body having excellent heat dissipation may be formed on the outer periphery. Of course.

以上の説明から理解できるように、本発明のリアクトルによれば、従来構造のリアクトルの有する接着剤層やギャップ板を廃しながら、所望する厚みのギャップを精緻に確保することができ、しかも、製造効率の向上と部品点数の低減によって製造コストを大幅に削減することができる。   As can be understood from the above description, according to the reactor of the present invention, it is possible to precisely secure a gap having a desired thickness while eliminating the adhesive layer and gap plate of the reactor having the conventional structure, and manufacturing. Manufacturing costs can be greatly reduced by improving efficiency and reducing the number of parts.

本発明のリアクトルを構成する芯材の一実施の形態の斜視図である。It is a perspective view of one embodiment of the core material which constitutes the reactor of the present invention. (a)は、芯材の他の実施の形態の斜視図であり、(b)は、芯材の嵌め合い構造を説明した図である。(A) is a perspective view of other embodiment of a core material, (b) is the figure explaining the fitting structure of the core material. (a)は、芯材のさらに他の実施の形態の斜視図であり、(b)は、図3aのb−b矢視図であり、(c)は、芯材の嵌め合い構造を説明した図である。(A) is a perspective view of further another embodiment of a core material, (b) is a bb arrow line view of Drawing 3a, and (c) explains a fitting structure of a core material. FIG. 図2で示す芯材を具備する本発明のリアクトルの一実施の形態の平面図である。It is a top view of one embodiment of the reactor of the present invention comprising the core shown in FIG. 本発明のリアクトルの他の実施の形態の平面図である。It is a top view of other embodiments of the reactor of the present invention. (a)は、磁性コアの幅と芯材の幅および厚みを説明した模式図であり、(b)は、図6aのb−b矢視図である。(A) is the schematic diagram explaining the width | variety of the magnetic core, the width | variety, and thickness of a core material, (b) is a bb arrow line view of FIG. 6a. 磁性コア断面積とギャップの厚みの関係、および、ギャップにおける芯材の幅とギャップの厚みの関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the magnetic core cross-sectional area and the thickness of a gap, and the relationship between the width | variety of the core material in a gap, and the thickness of a gap. 従来のリアクトルの一般構造を説明した斜視図である。It is the perspective view explaining the general structure of the conventional reactor.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図示例ではリアクトルを構成するコイルの図示を省略している。また、本発明のリアクトルの代表例として図2で示す芯材を具備するリアクトルを図示しているが、図1,3で示す芯材を具備するリアクトルであってもよいことは勿論のことである。さらに、リアクトルを構成する磁性コアの基数や形態は図示例に限定されるものではなく、2つのU型コアのみからなる形態、I型コアが2つもしくは4つの形態、I型コアが8以上の形態であってもよいことは勿論のことである。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the illustrated example, the illustration of the coils constituting the reactor is omitted. Moreover, although the reactor which comprises the core material shown in FIG. 2 is illustrated as a typical example of the reactor of the present invention, it is needless to say that the reactor having the core material shown in FIGS. is there. Furthermore, the number and form of the magnetic core constituting the reactor are not limited to the illustrated example, the form consisting of only two U-type cores, two or four I-type cores, and eight or more I-type cores Of course, it may be a form.

図1〜図3はともに、本発明のリアクトルを構成する芯材の実施の形態を示したものである。   1 to 3 both show an embodiment of a core material constituting the reactor of the present invention.

図1で示す芯材10は、平面視が略環状の本体11(軸心が略環状)と、この本体11の軸心方向に対して直交する左右方向に張り出す突起12,12とから構成されている。   A core member 10 shown in FIG. 1 includes a main body 11 having a substantially annular shape in plan view (a shaft center is substantially annular), and protrusions 12 and 12 projecting in the left-right direction perpendicular to the axial direction of the main body 11. Has been.

突起12の厚み:tは後述するリアクトルを構成する磁性コア間のギャップの厚みであり、所望するインダクタンス性能を充足する厚みに調整されている。また、この芯材10は非磁性材料から一体に成形されたものであり、熱硬化性もしくは熱可塑性の樹脂材料や、アルミナ、ジルコニア等のセラミックス材料、アルミニウムやステンレス等の非磁性金属などから成形できる。   The thickness t of the protrusion 12 is a thickness of a gap between magnetic cores constituting a reactor described later, and is adjusted to a thickness that satisfies a desired inductance performance. The core material 10 is integrally molded from a nonmagnetic material, and is molded from a thermosetting or thermoplastic resin material, a ceramic material such as alumina or zirconia, a nonmagnetic metal such as aluminum or stainless steel, or the like. it can.

一方、図2aで示す芯材10Aはその外観は図1で示す芯材10と同様であるが、芯材10Aの全体が一体に成形されたものではなく、分割体11a、11b、11cが組みつけられて構成されたものである。   On the other hand, the outer appearance of the core material 10A shown in FIG. 2a is the same as that of the core material 10 shown in FIG. 1, but the entire core material 10A is not integrally molded, and the divided bodies 11a, 11b, and 11c are assembled. It was found and constructed.

その組み付け形態の一例を図2bに示しており、たとえば分割体11cを取り上げて説明すると、その一端に嵌合突起14が備えてあり、その他端に嵌合凹溝13が備えてあって、隣接する分割体11c、11c(もしくは分割体11a,11c,分割体11b,11c)の一方の嵌合突起14が他方の嵌合凹溝13に嵌め合いされることで略環状の芯材10Aが構成される。   An example of the assembled form is shown in FIG. 2b. For example, when the divided body 11c is taken up and described, a fitting projection 14 is provided at one end, and a fitting groove 13 is provided at the other end. The substantially annular core member 10A is configured by fitting one fitting protrusion 14 of the divided bodies 11c, 11c (or divided bodies 11a, 11c, divided bodies 11b, 11c) into the other fitting groove 13. Is done.

さらに、図3aで示す芯材10Bは、図2aで示す芯材10Aと同様に分割体が組み付けられたものであることに加えて、各分割体11a’、11b’、11c’が組み付け姿勢で流体連通する流路を有するものである。   Furthermore, the core material 10B shown in FIG. 3a is formed by assembling the divided bodies in the same manner as the core material 10A shown in FIG. 2a, and the divided bodies 11a ′, 11b ′, and 11c ′ are in the assembled posture. It has a flow path in fluid communication.

すなわち、図3bの断面図、図3cの斜視図で示すように、その中央に流路15が画成されており、この流路に水やエア等の冷却媒体が流通することにより、リアクトル駆動時に生じる熱をリアクトルコアの内部からクーリングできるようになっている。   That is, as shown in the cross-sectional view of FIG. 3b and the perspective view of FIG. 3c, a flow path 15 is defined at the center thereof, and a coolant such as water or air circulates in the flow path. The heat generated sometimes can be cooled from the inside of the reactor tank.

なお、図3aには、冷却媒体を提供する管路や発生熱によって昇温された媒体を排出する管路の図示やこれらの管路が流路15の一部に流体連通している構成の図示は省略している。   In FIG. 3a, a pipe for providing a cooling medium, a pipe for discharging the medium heated by generated heat, and a structure in which these pipes are in fluid communication with a part of the flow path 15 are shown. Illustration is omitted.

また、図示例では、図3cで示すように、分割体11c’に開設された流路15の周囲に、嵌合突起17もしくは嵌合凹溝16が設けてある。   In the illustrated example, as shown in FIG. 3 c, a fitting protrusion 17 or a fitting groove 16 is provided around the flow path 15 provided in the divided body 11 c ′.

次に、図2で示す芯材10Aを具備するリアクトルを図4、5を参照して説明する。   Next, a reactor including the core material 10A shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS.

図4で示すリアクトル100は、芯材10Aの突起12,12間にI型の磁性コア30が配設されて直線部を成し、2つの直線部をU型の磁性コア20,20が繋いでその全体が構成されている。   In the reactor 100 shown in FIG. 4, an I-type magnetic core 30 is disposed between the protrusions 12 and 12 of the core 10A to form a straight portion, and the two straight portions are connected to the U-shaped magnetic cores 20 and 20. The whole is composed of.

各磁性コア20、30は、芯材の分割体11a、11b、11cの周囲に形成されており、その製造方法は、分割体11a、11b、11cのそれぞれを成形型内に収容し、成形型内に磁性粉末を充填し、加圧することで芯材の分割体11a、11b、11cを内部に具備する圧粉磁心からなる磁性コア20,30が個別に製造される。   Each of the magnetic cores 20 and 30 is formed around the core divided bodies 11a, 11b, and 11c, and the manufacturing method thereof accommodates each of the divided bodies 11a, 11b, and 11c in a molding die. The magnetic cores 20 and 30 made of powder magnetic cores having the cores 11a, 11b and 11c therein are individually manufactured by filling the magnetic powder therein and applying pressure.

ここで、磁性コア20,30を形成する磁性粉末は、軟磁性金属粉末または軟磁性金属粉末が樹脂バインダーで被覆された磁性粉末であり、この軟磁性金属粉末としては、鉄、鉄−シリコン系合金、鉄−窒素系合金、鉄−ニッケル系合金、鉄−炭素系合金、鉄−ホウ素系合金、鉄−コバルト系合金、鉄−リン系合金、鉄−ニッケル−コバルト系合金および鉄−アルミニウム−シリコン系合金などを用いることができる。また、軟磁性金属酸化物粉末を使用してもよく、たとえば、マンガン系、ニッケル系、マグネシウム系などのフェライトを挙げることができる。   Here, the magnetic powder forming the magnetic cores 20 and 30 is a soft magnetic metal powder or a magnetic powder in which a soft magnetic metal powder is coated with a resin binder. Examples of the soft magnetic metal powder include iron, iron-silicon-based powders. Alloys, iron-nitrogen alloys, iron-nickel alloys, iron-carbon alloys, iron-boron alloys, iron-cobalt alloys, iron-phosphorus alloys, iron-nickel-cobalt alloys and iron-aluminum- A silicon-based alloy or the like can be used. Soft magnetic metal oxide powders may be used, and examples thereof include manganese-based, nickel-based, and magnesium-based ferrites.

図4で示すリアクトル100では、磁性コア20,30が略環状の芯材10Aで固定されており、しかも、隣接する磁性コア間のギャップGの厚みが突起12の厚み:tで保証されている。   In the reactor 100 shown in FIG. 4, the magnetic cores 20 and 30 are fixed by a substantially annular core material 10 </ b> A, and the thickness of the gap G between adjacent magnetic cores is guaranteed by the thickness t of the protrusion 12. .

すなわち、芯材10Aにて各磁性コア20,30を位置決めすることで、ギャップ板や接着剤層を不要とでき、さらには、ギャップGの厚みを芯材10Aの突起12で精緻に保証することができる。   That is, by positioning the magnetic cores 20 and 30 with the core material 10A, a gap plate and an adhesive layer can be eliminated, and further, the thickness of the gap G is precisely guaranteed by the protrusions 12 of the core material 10A. Can do.

図4で示すリアクトル100に対し、その外周に絶縁性の樹脂モールド体40を形成し、その外周に不図示のコイルを形成することでコイルと磁性コア30との絶縁が確保される。さらに、樹脂モールド体40の周囲に形成されたコイルの外周に放熱性に優れた不図示の封止樹脂体を形成してもよい。   Insulating resin mold body 40 is formed on the outer periphery of reactor 100 shown in FIG. 4, and a coil (not shown) is formed on the outer periphery, thereby ensuring insulation between the coil and magnetic core 30. Furthermore, you may form the sealing resin body not shown excellent in heat dissipation in the outer periphery of the coil formed in the circumference | surroundings of the resin mold body 40. FIG.

また、図示を省略するが、図3aで示す芯材10Bを具備するリアクトルを製造することにより、コイルで生じた熱をリアクトルコアの内部からクーリングすることができ、さらにコイル外周に封止樹脂体をすることで、コイルで生じた熱をリアクトルコアの内部からクーリングしながら、封止樹脂体を介して外側へも放熱することができる。そのため、リアクトルコア内での熱篭りが解消され、従来のリアクトルに比して極めて高い放熱性能を期待することができる。   Moreover, although illustration is abbreviate | omitted, the heat which produced in the coil can be cooled from the inside of a reactor core by manufacturing the reactor which comprises the core material 10B shown in FIG. By doing this, heat generated in the coil can be radiated to the outside through the sealing resin body while cooling from the inside of the reactor core. As a result, heat dissipation in the reactor core is eliminated, and extremely high heat dissipation performance can be expected as compared with a conventional reactor.

[磁性コア断面積とギャップの厚みの関係、および、ギャップにおける芯材の幅とギャップの厚みの関係に関する検証とその結果]
本発明者等は、図示する非磁性の芯材を備えたリアクトルに関し、この芯材を具備しない従来のリアクトルと同様のインダクタンス性能を備えたリアクトルとするための磁性コア断面積とギャップの厚みの関係、および、ギャップにおける芯材の幅とギャップの厚みの関係を検証した。
[Verification of the relationship between the cross-sectional area of the magnetic core and the thickness of the gap, and the relationship between the width of the core material in the gap and the thickness of the gap, and results]
The inventors of the present invention relate to a reactor having a non-magnetic core material as shown in the figure, and the magnetic core cross-sectional area and gap thickness for making the reactor have the same inductance performance as a conventional reactor without the core material. The relationship and the relationship between the width of the core material in the gap and the thickness of the gap were verified.

本発明のリアクトル構造では、磁性コアの内部に非磁性の芯材が埋設されることで芯材を具備しない場合に比して磁性コアの断面積が低減すること、したがって、磁性コアの断面積を大きくする必要が生じるが、この断面積の増大にともなってインダクタンス性能を決定するギャップGの体積も変動することから、このギャップにおける磁性コアの断面積とギャップの厚みの関係と、ギャップにおける芯材の幅とギャップの厚みの関係を特定したものである。   In the reactor structure of the present invention, the cross-sectional area of the magnetic core is reduced compared to the case where the core material is not provided by embedding a non-magnetic core material inside the magnetic core, and therefore the cross-sectional area of the magnetic core is reduced. However, since the volume of the gap G that determines the inductance performance varies with an increase in the cross-sectional area, the relationship between the cross-sectional area of the magnetic core and the thickness of the gap in the gap, and the core in the gap The relationship between the width of the material and the thickness of the gap is specified.

この検証に当たり、図6a,bで示すように、芯材10Aの幅をs1、ギャップGにおける突起12を考慮した幅をs2、芯材10Aを埋設した磁性コア30の厚みをq、芯材10Aおよび磁性コア30の高さをpとしており、磁性コアの断面積はAc=qpで表すことができる。検証結果を図7に示している。   In this verification, as shown in FIGS. 6A and 6B, the width of the core material 10A is s1, the width considering the protrusion 12 in the gap G is s2, the thickness of the magnetic core 30 in which the core material 10A is embedded is q, and the core material 10A. The height of the magnetic core 30 is p, and the cross-sectional area of the magnetic core can be expressed as Ac = qp. The verification result is shown in FIG.

同図において、ギャップの厚みは1.95〜2mmの範囲にある4つの厚みの場合において、所定のインダクタンス性能が得られるコア断面積とギャップにおける芯材の幅を検証しており、実線はコア断面積に関する結果から特定される相関ラインを、点線は芯材の幅に関する結果から得られる相関ラインをそれぞれ示している。   In the figure, when the thickness of the gap is four thicknesses in the range of 1.95 to 2 mm, the core cross-sectional area where a predetermined inductance performance is obtained and the width of the core material in the gap are verified, and the solid line indicates the core Correlation lines specified from the results relating to the cross-sectional area are shown, and dotted lines indicate correlation lines obtained from the results relating to the width of the core material.

ともに、リニアな相関を示しており、ギャップの厚みの増大にともなって磁性コアの断面積もギャップにおける芯材の幅も大きくすることで一定のインダクタンス性能を有するリアクトルが製造できることが分かる。   Both show a linear correlation, and it can be seen that a reactor having a certain inductance performance can be manufactured by increasing the cross-sectional area of the magnetic core and the width of the core material in the gap as the thickness of the gap increases.

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。   The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.

10,10A,10B…芯材、11…本体、12…突起、11a、11a’、11b、11b’、11c、11c’…芯材の分割体、13、16…嵌合凹溝、14、17…嵌合突起、15…流路、20…磁性コア(U型コア)、30…磁性コア(I型コア)、40…樹脂モールド体、100、100A…リアクトル、G…ギャップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 10A, 10B ... Core material, 11 ... Main body, 12 ... Protrusion, 11a, 11a ', 11b', 11b ', 11c, 11c' ... Divided body of core material, 13, 16 ... Fitting groove, 14, 17 ... Fitting protrusion, 15 ... Flow path, 20 ... Magnetic core (U-type core), 30 ... Magnetic core (I-type core), 40 ... Resin molded body, 100, 100A ... Reactor, G ... Gap

Claims (7)

非磁性で略環状の芯材が複数の磁性コアを貫通して該磁性コアを位置決め固定し、全体が略環状に形成されているリアクトル。   A reactor in which a non-magnetic, substantially annular core material passes through a plurality of magnetic cores to position and fix the magnetic core, and is formed in a generally annular shape. 前記芯材にはその軸心に直交する方向に張り出す突起が形成されており、該突起が隣接する磁性コア間のギャップを保証している請求項1に記載のリアクトル。   The reactor according to claim 1, wherein the core member has a protrusion protruding in a direction perpendicular to the axis thereof, and the protrusion guarantees a gap between adjacent magnetic cores. 前記芯材はその全体が一体に成形されたものである請求項1または2に記載のリアクトル。   The reactor according to claim 1, wherein the core material is integrally formed as a whole. 前記芯材は複数の分割体が繋がれて全体が略環状に形成されたものである請求項1または2に記載のリアクトル。   The reactor according to claim 1, wherein the core material is formed by connecting a plurality of divided bodies and forming an overall ring shape. 前記芯材がその内部に流路を備え、冷却媒体が流通するようになっている請求項1〜4のいずれかに記載のリアクトル。   The reactor according to any one of claims 1 to 4, wherein the core member has a flow path therein so that a cooling medium flows therethrough. 略環状の前記磁性コアの周りに絶縁性の樹脂モールド体が形成されている請求項1〜5のいずれかに記載のリアクトル。   The reactor according to claim 1, wherein an insulating resin mold body is formed around the substantially annular magnetic core. 前記樹脂モールド体が隣接する磁性コア間のギャップを形成している請求項6に記載のリアクトル。   The reactor according to claim 6, wherein the resin mold body forms a gap between adjacent magnetic cores.
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