JP2010225901A - リアクトル - Google Patents
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Abstract
【課題】コア材のギャップにおける磁束の漏れを抑制する。
【解決手段】コア材2と、このコア材2の少なくとも一部に巻き付けられたコイル4a,4bと、を備え、コア材2は、コイル4a,4bが巻き付けられた領域において磁束Fの方向にギャップGを有するとともに、このギャップGを介して端面同士が対峙し、かつこの端面同士の間隔として定められるギャップ長が、ギャップGの中央部よりもその両側の外縁部において小さい。更に、ギャップGの中央部に、非磁性のギャップ材3が介装される。
【選択図】図1
【解決手段】コア材2と、このコア材2の少なくとも一部に巻き付けられたコイル4a,4bと、を備え、コア材2は、コイル4a,4bが巻き付けられた領域において磁束Fの方向にギャップGを有するとともに、このギャップGを介して端面同士が対峙し、かつこの端面同士の間隔として定められるギャップ長が、ギャップGの中央部よりもその両側の外縁部において小さい。更に、ギャップGの中央部に、非磁性のギャップ材3が介装される。
【選択図】図1
Description
本発明は、リアクトルに関し、詳細には、コア材のギャップに介装された非磁性のギャップ材を有するリアクトルに関する。
リアクトルでは、高電流域におけるインダクタンス値を確保するため、磁気回路を形成するコア材の一部にギャップが設けられている(特許文献1)。
しかしながら、上記一般的なリアクトルには、コア材のギャップが大きいため、ギャップに面するコア材端部から磁束が漏れるという問題がある。この漏れ磁束は、コア材の外周に巻き付けられているコイルの巻き線と交差することで、このコイル内に渦電流を誘起し、ジュール熱と呼ばれる発熱を生じさせて、リアクトルに損失を及ぼす。この渦電流分のリアクトル損失は、リアクトル全損失の半分以上を占めており、リアクトル温度を悪化させる主な原因とされている。
本発明は、コア材のギャップにギャップ材が介装されたリアクトルにおいて、コア材端部から生じる磁束の漏れを抑制して、渦電流分のリアクトル損失を低減することを目的とする。
本発明は、以上の問題を考慮したリアクトルを提供する。本発明に係るリアクトルは、コア材と、このコア材の少なくとも一部に巻き付けられたコイルと、を備える。本発明において、前記コア材は、コイルが巻き付けられた領域において磁束の方向にギャップを有するとともに、このギャップを介して端面同士が対峙し、かつこの端面同士の間隔として定められるギャップ長が、ギャップの中央部よりもその両側の外縁部において小さい。更に、本発明では、前記ギャップの中央部に、非磁性のギャップ材が介装される。
本発明によれば、磁束の方向にギャップを有するコア材において、ギャップの中央部よりもその両側の外縁部においてギャップ長を小さく(換言すれば、コア材の外側部でギャップを狭く)することができる。これにより、コア材端部からの磁束の漏れを抑制し、コイル内での渦電流の発生を抑制することができるので、渦電流分のリアクトル損失を低減することが可能となる。
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るリアクトル1の全体的な構成を、コイル4a,4bをその軸方向に切断する断面によって示している。
本実施形態に係るリアクトル1は、矩形環状のコア材2と、コア材2のギャップGに介装されたギャップ材3,3・・・と、コア材2に巻き付けられた一対のコイル4a,4bとを備えている。
コア材2は、積層珪素鋼板等の磁性材からなり、略コ字状の第1の部材2a,2bと、略I字状の第2の部材2c,2dとに分けて形成されている。第1の部材2a,2bを互いに線対称の状態で配置し、これらの間に第2の部材2c,2dを介在させている。第1の部材2a,2bと第2の部材2c,2dとの接合部(本実施形態では、4箇所)には、夫々所定の長さ(ギャップ長)のギャップGが設けられている。このギャップGにより、高電流域におけるインダクタンス値(L値)が確保される。ギャップGのそれぞれには、非磁性の素材からなるギャップ材3,3・・・が介装されている。コア材2とギャップ材3との隙間には、図示しない樹脂等が充填されており、コア材2及びギャップ材3は、この充填材により、一体部品としての強度が付与されている。
第1及び第2のコイル4a,4bは、コア材2の第2の部材2c,2dの全体及び第1の部材2a,2bの端部が形成する領域において、コア材2の外周に巻き付けられている。これにより、ギャップGは、各コイル4a,4bが巻き付けられた領域に包含されている(換言すれば、ギャップGは、コイル4a,4bによって包囲されている)。このような構成の第1及び第2のコイル4a,4bに対して所定の方向に電流を流すことで、磁束(主磁束)Fの経路が、コア材2を通じてループ状に形成される。
図2(a)は、本実施形態に係るコア材2のギャップG付近の構成を、図1の断面を拡大して示している。図2(a),2(b)では、説明の便宜上、第1の部材2a及び第2の部材2cのみを示し、ギャップ材3は、二点鎖線によってその外形を示している。
本実施形態では、ギャップGを画する第1及び第2の部材2a,2cの端面において、その中央部(以下「端面中央部」という。)に凹所Cが形成されており、この凹所Cにより、コア材2のギャップ長gが、コア材2の幅w方向の中央部21(ギャップ長g1)においてその両側の外側部22,22(ギャップ長g2)よりも拡大されている。換言すれば、ギャップGは、中央部よりもその両側の外縁部においてギャップ長gが短縮されている。ギャップ板3は、外側部22のギャップ長g2よりも大きく、かつ中央部21のギャップ長g1よりも小さな値の厚さt(g2<t<g1)、及びコア材2よりも小さな幅(<w)に設定されており、ギャップGの中央部に介装されている。
本実施形態では、中央部21におけるギャップ長g1の拡大に際し、第1の部材2a側の端面中央部と、第2の部材2c側の端面中央部との双方に凹所Cを設けることとしているが、いずれか一方の端面中央部のみに凹所Cを設けることによってギャップ長g1を拡大させてもよい。図2(b)は、その場合の変更例として、第1の部材2a側の端面中央部に凹所Cを有するコア材2を示している。
図3は、本実施形態に係るリアクトル1(図2(a))において、ギャップG付近に形成される磁束Fを示している。
図3を参照して、本実施形態によって得られる効果について述べる。
本実施形態によれば、コア材2の中央部21においてギャップ長g1を外側部22よりも拡大し、この拡大したギャップGの中央部にギャップ材3を介装したことで、外側部22のギャップ長g2を小さく(換言すれば、コア材2の外側部22でギャップGを狭く)することができる。これにより、ギャップGに面するコア材端部からの磁束Fの漏れFleakを抑制し、コイル4内での渦電流の発生を抑制することができるので、この渦電流分のリアクトル損失を低減することができる。そして、リアクトル損失の低減により、リアクトル温度が低下することから、リアクトル1の耐熱温度に対して余裕を持たせた設計が可能となるとともに、一定の耐熱温度のもとでならば、より小型のリアクトル1を作製することが可能となる。従って、リアクトル1の熱性能を改善するとともに、自動車搭載用の昇圧回路等に適したより小型のリアクトル1を作製することができる。
なお、高電流域におけるインダクタンス値は、中央部21及び外側部22の各ギャップ長g1,g2を調整することで、その低下を抑制して、適正な値に維持することが可能である。
1…リアクトル、2…コア材、2a,2b…第1の部材、2c,2d…第2の部材、3…ギャップ材、4a…第1のコイル、4b…第2のコイル、21…コア材の中央部、22…コア材の外側部、C…凹所、F…主磁束、Fleak…漏れ磁束、G…ギャップ、g1…中央部のギャップ長、g2…外側部のギャップ長、t…ギャップ材の厚さ。
Claims (1)
- コア材と、
前記コア材の少なくとも一部に巻き付けられたコイルと、
を含んで構成され、
前記コア材は、前記コイルが巻き付けられた領域において磁束の方向にギャップを有するとともに、このギャップを介して端面同士が対峙し、かつこの端面同士の間隔として定められるギャップ長が、前記ギャップの中央部よりもその両側の外縁部において小さく、
更に、前記ギャップの中央部に、非磁性のギャップ材が介装された、
リアクトル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009072291A JP2010225901A (ja) | 2009-03-24 | 2009-03-24 | リアクトル |
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Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016096313A (ja) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | 株式会社豊田自動織機 | 誘導機器 |
JP2016171192A (ja) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | 株式会社豊田自動織機 | 誘導機器 |
-
2009
- 2009-03-24 JP JP2009072291A patent/JP2010225901A/ja active Pending
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