JP2019071364A - Reactor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リアクトルに関する。 The present invention relates to a reactor.
リアクトルは、種々の電気機器に用いられ、コアと、コアの周囲に巻かれてなる一対のコイルとを有するリアクトル本体と、リアクトル本体を収容するケースとを備える。このようなリアクトルとして、磁気結合型リアクトルが知られている。 The reactor is used for various electric devices, and includes a reactor body having a core and a pair of coils wound around the core, and a case for housing the reactor body. A magnetic coupling type reactor is known as such a reactor.
磁気結合型リアクトルは、一対のコイルにより磁場の向きが対向するように磁束を発生させることでコアが磁気飽和しにくくし、かつ、漏れインダクタンスを利用してリップルを抑制することで小型化を可能とするリアクトルである。 In the magnetically coupled reactor, the core is less likely to be magnetically saturated by generating a magnetic flux such that the direction of the magnetic field is opposed by a pair of coils, and miniaturization is possible by suppressing ripples using leakage inductance. It is a reactor that
磁気結合型リアクトルは、上記のような利点を有する反面、磁場の向きが対向するように磁束を発生させるため、コア内を通る磁束の通り道がなくなった磁束が外部に漏れ出すことで漏れ磁束が発生する。この漏れ磁束が周囲に拡がることで、リアクトルの周辺に設置される機器やセンサ類等の部品の誤動作を招来することから、漏れ磁束を考慮してリアクトル周辺に設置する機器や部品のレイアウトを設計しなければならず、レイアウトの自由度を少なくしていた。或いは、リアクトルから離して周辺機器、部品を配置することになり、結果的に装置や機器の大型化に繋がっていた。 The magnetically coupled reactor has the advantages as described above, but generates a magnetic flux so that the direction of the magnetic field is opposite, so that the magnetic flux passing through the core disappears, and the leakage flux leaks to the outside. Occur. This leaked magnetic flux spreads around to cause malfunction of components such as equipment and sensors installed around the reactor, so the layout of equipment and components installed around the reactor in consideration of leaked magnetic flux is designed It had to be done and there was less freedom in layout. Alternatively, peripheral devices and parts are disposed apart from the reactor, resulting in an increase in the size of the device or device.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は漏れ磁束の拡がりを低減することのできるリアクトルを提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems as described above, and an object thereof is to provide a reactor capable of reducing the spread of leakage magnetic flux.
本発明のリアクトルは、磁場の向きが対向するように磁束を発生させる一対のコイルと、前記コイルが装着される一対の脚部及び前記コイルの外部に位置し前記脚部を繋ぐヨーク部を有するコアと、を備えたリアクトル本体と、前記リアクトル本体を収容した金属製のケースと、前記ヨーク部に近接した前記ケースの壁の外側に配置された磁性体と、を備えることを特徴とする。 The reactor of the present invention has a pair of coils generating magnetic flux so that the direction of the magnetic field is opposite, a pair of legs on which the coil is mounted, and a yoke that is located outside the coil and connects the legs. A reactor main body provided with a core, a metal case accommodating the reactor main body, and a magnetic body disposed outside the wall of the case close to the yoke portion.
前記ケースの壁は、前記リアクトル本体を収容した状態で前記リアクトル本体の高さより低く、前記磁性体は、前記ケースの壁よりも上方にはみ出すようにしても良い。 The wall of the case may be lower than the height of the reactor body when the reactor body is accommodated, and the magnetic body may protrude above the wall of the case.
前記磁性体は、前記ケースの壁の上端から前記コアの上面までの長さに対する前記ケースの壁の上端からはみ出している長さの比率を、０．５〜１．３としても良い。 The ratio of the length of the magnetic body protruding from the upper end of the case wall to the length from the upper end of the case wall to the upper surface of the core may be 0.5 to 1.3.
前記ケースは、上面に開口が設けられ、壁により前記リアクトル本体の収容空間が形成された略直方体形状であり、前記脚部に装着された一対の前記コイルは、両端部を前記ケースの壁に向けて平行に配置され、前記磁性体は、板状体であり、前記ケースの壁に沿って配置するようにしても良い。 The case has a substantially rectangular parallelepiped shape having an opening on the top surface and a storage space of the reactor main body formed by a wall, and a pair of the coils mounted on the legs have both ends on the wall of the case The magnetic members may be arranged in parallel to each other, and the magnetic body may be a plate, and may be arranged along the wall of the case.
また、本発明のリアクトルは、磁場の向きが対向するように発生させる一対のコイルと、前記コイルが装着される一対の脚部及び前記コイルの外部に位置し前記脚部を繋ぐヨーク部とを有するコアと、を備えたリアクトル本体と、前記リアクトル本体を収容し、磁性材を含み構成されたケースと、を備え、前記ケースの壁は、前記ヨーク部に近接していること、を特徴とする。 Further, the reactor according to the present invention includes a pair of coils generated so that the directions of magnetic fields are opposite, a pair of legs to which the coil is attached, and a yoke that is located outside the coil and connects the legs. A reactor body having a core, and a case containing the reactor body and containing a magnetic material, and a wall of the case being in proximity to the yoke portion. Do.
本発明によれば、漏れ磁束の拡がりを低減することのできるリアクトルを得ることができる。 According to the present invention, a reactor capable of reducing the spread of leakage magnetic flux can be obtained.
［１．実施形態］
以下、図面を参照して、本実施形態のリアクトルについて説明する。本リアクトルは、電気回路における電圧を制御するための磁気結合型リアクトルであり、ハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車などの車載用リアクトルとして用いることができる。
[1. Embodiment]
Hereinafter, the reactor of the present embodiment will be described with reference to the drawings. The reactor is a magnetically coupled reactor for controlling the voltage in the electric circuit, and can be used as a vehicle reactor for hybrid vehicles, electric vehicles, fuel cell vehicles, and the like.
［１−１．構成］
図１は、本実施形態に係るリアクトルの斜視図である。図２は、本実施形態に係るリアクトルの分解斜視図である。図３は、本実施形態に係るリアクトルの側面図である。図４は、本実施形態に係るリアクトルの平面図である。
[1-1. Constitution]
FIG. 1 is a perspective view of a reactor according to the present embodiment. FIG. 2 is an exploded perspective view of the reactor according to the present embodiment. FIG. 3 is a side view of the reactor according to the present embodiment. FIG. 4 is a plan view of the reactor according to the present embodiment.
本明細書において、図面に示すｚ軸方向を「上」側、その逆方向を「下」側とする。各部材の構成を説明するのに、「下」は「底」とも称する。「上」や「下」とは、リアクトルの各構成の位置関係をいうものであり、リアクトルが設置対象の実機に搭載された際の位置関係や方向を指すものではない。ｚ軸方向を高さ方向、ｘ軸方向を幅方向と称する場合もある。 In the present specification, the z-axis direction shown in the drawings is the "upper" side, and the opposite direction is the "lower" side. In describing the configuration of each member, "lower" is also referred to as "bottom". The terms "upper" and "lower" refer to the positional relationship between the components of the reactor, and do not refer to the positional relationship or direction when the reactor is mounted on the actual device to be installed. The z-axis direction may be referred to as the height direction, and the x-axis direction may be referred to as the width direction.
図１及び図２に示すように、本リアクトルは、リアクトル本体１０と、ケース４と、磁性体６とを備える。リアクトル本体１０は、コア１とコイル５とを備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the present reactor includes a reactor body 10, a case 4, and a magnetic body 6. The reactor main body 10 includes a core 1 and a coil 5.
コア１は、圧粉磁心、フェライト磁心又は積層鋼板などの磁性体であり、その内部がコイル５により発生した磁束の通り道となって磁気回路を形成する。コア１は、コイル５が装着される一対の脚部１１と、脚部１１同士を繋ぐヨーク部１２とを有する。ここでは、脚部１１同士は平行になるように配置されており、ヨーク部１２は、コイル５の外部に配置されている。本実施形態のコア１は、Ｕ字型コア１ａ、１ｂを有し、Ｕ字型コア１ａ、１ｂの両端部が突き合わされて環状に形成されている。すなわち、Ｕ字型コア１ａ、１ｂは、一対の直線部１１ａ、１１ｂと、一対の直線部１１ａ、１１ｂを繋ぐ連結部１２ａ、１２ｂとからなり、直線部１１ａ、１１ｂによって脚部１１が構成され、連結部１２ａ、１２ｂがそれぞれヨーク部１２を構成する。連結部１２ａ、１２ｂをヨーク部１２ａ、１２ｂとも称する。 The core 1 is a magnetic body such as a dust core, a ferrite core, or a laminated steel plate, and the inside thereof serves as a path for the magnetic flux generated by the coil 5 to form a magnetic circuit. The core 1 has a pair of leg portions 11 to which the coil 5 is attached, and a yoke portion 12 connecting the leg portions 11 with each other. Here, the leg portions 11 are arranged in parallel with each other, and the yoke portion 12 is arranged outside the coil 5. The core 1 of the present embodiment has U-shaped cores 1a and 1b, and both ends of the U-shaped cores 1a and 1b are butted to form an annular shape. That is, the U-shaped cores 1a and 1b include a pair of straight portions 11a and 11b and connecting portions 12a and 12b connecting the pair of straight portions 11a and 11b, and the leg portion 11 is formed of the straight portions 11a and 11b. The connecting portions 12 a and 12 b constitute the yoke portion 12 respectively. The connecting portions 12a and 12b are also referred to as yoke portions 12a and 12b.
なお、直線部１１ａ、１１ｂは接着剤で固定しても良いし、接着剤を使用せず直接突き合わせるようにしても良い。また、直線部１１ａ、１１ｂの間に磁気的なギャップを設けても良い。磁気的なギャップとしては、直線部１１ａ、１１ｂの間に非磁性材からなるスペーサを設ける構成や、直線部１１ａ、１１ｂの端部に空隙を設ける構成が挙げられる。 The straight portions 11a and 11b may be fixed by an adhesive or may be directly butted without using an adhesive. Also, a magnetic gap may be provided between the straight portions 11a and 11b. As a magnetic gap, the structure which provides the spacer which consists of nonmagnetic materials between linear part 11a, 11b, and the structure which provides a space | gap in the edge part of linear part 11a, 11b are mentioned.
コア１は、特に図示していないが、その周囲が樹脂部材により被覆されていても良い。コイル５との絶縁を図るためである。 The core 1 may be coated with a resin member, although not particularly shown. This is for the purpose of insulation from the coil 5.
コイル５は、絶縁被覆を有する導線である。本実施形態のコイル５は、平角線のエッジワイズコイルである。但し、コイル５の線材や巻き方は特に限定されず、他の形態であっても良い。 The coil 5 is a conducting wire having an insulating coating. The coil 5 of the present embodiment is an edgewise coil of a flat wire. However, the wire and winding method of the coil 5 are not particularly limited, and other forms may be used.
コイル５は、一対のコイル５ａ、５ｂを有する。コイル５ａ、５ｂは、例えばエナメル被覆した１本の銅線が巻軸周りに巻回されて構成されている。コイル５ａ、５ｂは、脚部１１にそれぞれ装着される。ここでは脚部１１が平行であるので、コイル５ａ、５ｂも平行に配置される。すなわち、コイル５ａ、５ｂの巻軸が平行になっている。なお、コア１の周囲に樹脂部材が被覆されている場合は、脚部１１とコイル５ａ、５ｂの間に樹脂部材が介在する。 The coil 5 has a pair of coils 5a and 5b. The coils 5a and 5b are configured, for example, by winding a single enameled copper wire around a winding axis. The coils 5a and 5b are attached to the legs 11, respectively. Here, since the legs 11 are parallel, the coils 5a and 5b are also arranged in parallel. That is, the winding axes of the coils 5a and 5b are parallel. When the resin member is coated around the core 1, the resin member is interposed between the leg portion 11 and the coils 5a and 5b.
コイル５ａ、５ｂは、通電により磁束を発生させる。発生した磁束はコイル５ａ、５ｂの一端部から流出し、コイル５ａ、５ｂの外側部を通って、コイル５ａ、５ｂの他端部に流入し、閉磁路を形成する。 The coils 5a, 5b generate a magnetic flux by energization. The generated magnetic flux flows out from one end of the coil 5a, 5b, passes through the outside of the coil 5a, 5b, and flows into the other end of the coil 5a, 5b to form a closed magnetic path.
コイル５ａ、５ｂは、例えば、両端部が外部に引き出され、一端部は導電部材であるバスバーを介して不図示の外部電源と接続され、他端部は外部の電気機器と接続される。コイル５ａ、５ｂは、外部電源からの通電により磁場の向きが対向するように磁束を発生させる。なお、ここでいう磁束とは、磁力線の束をいう。コイル５ａ、５ｂに流す電流は交流電流であり、コイル５ａ、５ｂ間で位相がずれており、コイル５ａ、５ｂが発生させる磁束は、反発し合う。 For example, both ends of the coils 5a and 5b are drawn out, one end is connected to an external power supply (not shown) via a bus bar which is a conductive member, and the other end is connected to an external electric device. The coils 5a and 5b generate a magnetic flux such that the directions of the magnetic field are opposed by energization from an external power source. The term "magnetic flux" as used herein means a bundle of magnetic lines of force. The current supplied to the coils 5a and 5b is an alternating current, and the phases are shifted between the coils 5a and 5b, and the magnetic fluxes generated by the coils 5a and 5b repel each other.
ケース４は、リアクトル本体１０を収容する収容体であり、上面が開口した内部が中空の略直方体形状を有している。すなわち、ケース４は、底面部４１と、底面部４１の縁から上方に立ち上がる壁４２とを有する。ここでは、底面部４１は四角形状であり、ケース４は、壁４２によって四方が囲われ、リアクトル本体１０の収容空間を形成する。壁４２は、ここでは４つの部位に分けられ、ｘ軸方向（幅方向）に平行な一対の壁４２１と、ｙ軸方向に平行な一対の壁４２２とからなる。 The case 4 is a housing body for housing the reactor main body 10, and the inside of which the upper surface is open has a hollow substantially rectangular parallelepiped shape. That is, the case 4 has a bottom surface 41 and a wall 42 rising upward from the edge of the bottom surface 41. Here, the bottom surface portion 41 has a rectangular shape, and the case 4 is surrounded on all sides by the wall 42 to form a housing space of the reactor main body 10. The wall 42 is divided into four parts here, and includes a pair of walls 421 parallel to the x-axis direction (width direction) and a pair of walls 422 parallel to the y-axis direction.
図３に示すように、壁４２の高さはリアクトル本体１０よりも低く、ここでは、コア１の高さ（コア１の上面）よりも低い。 As shown in FIG. 3, the height of the wall 42 is lower than that of the reactor body 10, and here lower than the height of the core 1 (the upper surface of the core 1).
図４に示すように、リアクトル本体１０が収容された状態では、コイル５ａ、５ｂの巻軸方向がｙ軸と平行であり、コイル５ａ、５ｂの端部は壁４２１に向けられる。また、この状態において、ヨーク部１２は、ケース４の壁４２に近接する。すなわち、ヨーク部１２は、ｘ軸方向に延びる壁４２１に近接する。 As shown in FIG. 4, in the state in which the reactor main body 10 is accommodated, the winding axis direction of the coils 5a and 5b is parallel to the y axis, and the end of the coils 5a and 5b is directed to the wall 421. Also, in this state, the yoke portion 12 approaches the wall 42 of the case 4. That is, the yoke portion 12 approaches the wall 421 extending in the x-axis direction.
このケース４は、金属製である。具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金など、磁気シールド効果が得られるものであれば良い。アルミニウム合金など熱伝導性が高く軽量な金属が好ましい。 This case 4 is made of metal. Specifically, aluminum, an aluminum alloy, or the like may be used as long as a magnetic shielding effect can be obtained. Metals having high thermal conductivity and light weight such as aluminum alloys are preferred.
ケース４内には、充填材が充填及び固化されていても良い。すなわち、ケース４とリアクトル本体１０との隙間に充填材が固化してなる充填成形部が設けられていても良い。充填材には、リアクトル本体１０の放熱性能の確保及びリアクトル本体１０からケース４への振動伝搬の軽減のため、比較的柔らかく熱伝導性の高い樹脂が適している。 A filler may be filled and solidified in the case 4. That is, in the gap between the case 4 and the reactor main body 10, a filling and forming portion formed by solidifying the filling material may be provided. For the filler, a resin that is relatively soft and has a high thermal conductivity is suitable for securing the heat radiation performance of the reactor body 10 and reducing the vibration propagation from the reactor body 10 to the case 4.
磁性体６は、磁性材を含み構成され、空気や金属よりも低い磁気抵抗を有する。磁性体６は、強磁性体であり、コア１と同じ材料により構成することができる。例えば、純鉄とセンダストの混合材により構成することができる。 The magnetic body 6 includes a magnetic material, and has lower magnetic resistance than air or metal. The magnetic body 6 is a ferromagnetic body and can be made of the same material as the core 1. For example, it can be composed of a mixture of pure iron and sendust.
磁性体６は、ここでは四角形の板状体であり、ヨーク部１２と近接するケース４の壁４２の外側にそれぞれ配置される。ここでは、磁性体６が配置される壁４２は、ｘ軸方向に平行な壁４２１である。 The magnetic body 6 is a rectangular plate-like body here, and is disposed on the outside of the wall 42 of the case 4 adjacent to the yoke portion 12. Here, the wall 42 on which the magnetic body 6 is disposed is a wall 421 parallel to the x-axis direction.
本実施形態では、磁性体６は、接着剤を介して壁４２１に設けられており、下方はｙ軸方向に壁４２１と重複し、上方は壁４２１よりも上方にはみ出している。換言すれば、磁性体６は、壁４２１付近のみを覆うものであり、リアクトル本体１０の全体を覆うものではない。 In the present embodiment, the magnetic body 6 is provided on the wall 421 via an adhesive, and the lower portion overlaps the wall 421 in the y-axis direction, and the upper portion protrudes above the wall 421. In other words, the magnetic body 6 covers only the vicinity of the wall 421 and does not cover the whole of the reactor main body 10.
磁性体６は、壁４２１の上端からコア１の上面までの長さＨに対する壁４２１の上端からはみ出している磁性体６の長さＡの比率が、０．５〜１．３であることが好ましい。磁性体６は、ケース４の底面を限度として下方に延びており、ケース４の底面の高さまで延びていることが好ましい。ケース４の高さをＫ、壁４２１と重複した磁性体６のｚ軸方向の長さをＢとすると、Ｂ≦Ｋであることが好ましい。磁性体６の幅は、コア１の幅以上ケース４の幅以下であることが好ましい。幅とは、ｘ軸方向の長さをいう。また、磁性体６の厚さは、厚いほど好ましく、漏れ磁束の量との関係で決定することができる。すなわち、漏れ磁束が多いと磁性体６は厚い方が良く、漏れ磁束が少ないと磁性体６は薄くても良い。なお、磁性体６の厚み方向は、ここではｙ軸方向である。 The ratio of the length A of the magnetic body 6 protruding from the upper end of the wall 421 to the length H from the upper end of the wall 421 to the upper surface of the core 1 is 0.5 to 1.3 preferable. It is preferable that the magnetic body 6 extends downward down to the bottom of the case 4 and extends to the height of the bottom of the case 4. Assuming that the height of the case 4 is K and the length of the magnetic body 6 overlapping the wall 421 in the z-axis direction is B, it is preferable that B ≦ K. The width of the magnetic body 6 is preferably greater than or equal to the width of the core 1 and less than or equal to the width of the case 4. The width refers to the length in the x-axis direction. Also, the thickness of the magnetic body 6 is preferably as large as possible, and can be determined in relation to the amount of leakage flux. That is, if the leakage flux is large, the magnetic body 6 should be thick. If the leakage flux is small, the magnetic body 6 may be thin. Here, the thickness direction of the magnetic body 6 is the y-axis direction.
［１−２．作用］
図５は、本実施形態に係るリアクトルの平面図であり、コイル５への通電により発生する磁束を示す模式図である。図５に示した矢印が磁束を示している。図５に示すように、コイル５ａ、５ｂから発生した磁束は、コア１の内部を通り道としてコア１の内部に磁気回路を形成する。この磁気回路の外に漏れ出た磁束が漏れ磁束となる。
[1-2. Action]
FIG. 5 is a plan view of the reactor according to the present embodiment, and is a schematic view showing a magnetic flux generated by energization of the coil 5. Arrows shown in FIG. 5 indicate magnetic flux. As shown in FIG. 5, the magnetic flux generated from the coils 5 a and 5 b forms a magnetic circuit inside the core 1 by passing through the inside of the core 1. The magnetic flux leaked out of this magnetic circuit becomes a leak magnetic flux.
具体的には、コイル５ａ、５ｂに位相の異なる交流電流を流すと、図５に示すように、コイル５ａ、５ｂに磁場の向きが対向するように磁束が発生し、ヨーク部１２ａ、１２ｂで反発し合う。その結果、ヨーク部１２ａ、１２ｂの外部に磁束が漏れる。このヨーク部１２ａ、１２ｂの外部に漏れ出た磁束が漏れ磁束である。なお、図５では、ヨーク部１２ｂにおいて磁束が反発し合い、漏れ磁束が発生しているが、コイル５ａ、５ｂに流す電流が交流であるため、漏れ磁束はヨーク部１２ａ、ヨーク部１２ｂで交互に発生する。 Specifically, when alternating currents having different phases are supplied to the coils 5a and 5b, as shown in FIG. 5, a magnetic flux is generated so that the direction of the magnetic field is opposed to the coils 5a and 5b, and the yokes 12a and 12b Repel each other. As a result, the magnetic flux leaks to the outside of the yoke portions 12a and 12b. The magnetic flux leaked to the outside of the yoke portions 12a and 12b is a leakage flux. In FIG. 5, the magnetic flux repels each other in the yoke portion 12b to generate leakage magnetic flux. However, since the current supplied to the coils 5a and 5b is alternating current, leakage magnetic flux alternates between the yoke portions 12a and 12b. Occurs on
本実施形態のリアクトルは、漏れ磁束を積極的に活用するものである。すなわち、本リアクトルの実効的なインダクタンスＬｅｑは、コイル５ａ、５ｂのインダクタンスをＬ、漏れ磁束によるインダクタンスをＭとすると、Ｌ−Ｍに比例する。Ｍが大きい（結合率が小さい）とＬｅｑが小さくなり、製品として好ましくなく、また、Ｍが０（結合率が１）すなわち漏れ磁束がないとＬ＝Ｍとなり、Ｌｅｑが０となって製品として好ましくない。したがって、本リアクトルは、Ｍが０より大きく、且つできるだけ小さくなるように漏れ磁束が生じるものである。 The reactor of this embodiment actively utilizes the leakage flux. That is, the effective inductance Leq of this reactor is proportional to L-M, where L is the inductance of the coils 5a and 5b and M is the inductance due to the leakage flux. When M is large (the coupling ratio is small), Leq is small and it is not preferable as a product, and M is 0 (the coupling ratio is 1), that is, when there is no leakage flux, L = M and Leq becomes 0 as a product Not desirable. Therefore, in the present reactor, the leakage flux is generated such that M is larger than 0 and as small as possible.
図６は、本実施形態に係るリアクトルの側面図であり、漏れ磁束を示す模式図である。図６に示す矢印は各点における磁場を示し、白抜きの矢印は漏れ磁束の向きを模式的に示したものである。なお、ケース４は、磁場を表示するため半透明に表示している。 FIG. 6 is a side view of the reactor according to the present embodiment, and is a schematic view showing a leakage magnetic flux. Arrows shown in FIG. 6 indicate the magnetic field at each point, and white arrows schematically indicate the direction of the leakage flux. Case 4 is displayed semitransparently to display the magnetic field.
図６に示すように、漏れ磁束はヨーク部１２ａの上部、すなわちケース４の壁４２よりも上方から発生し、外部に拡がろうとする。ここで本実施形態では、ケース４の壁４２１の外側に磁性体６を配置している。この磁性体６は、空気やリアクトルの他の部材より磁気抵抗が小さいので、外部に拡がろうとする磁束はこの磁性体６を通ることになる。そのため、リアクトル外部への磁束の漏れ拡がりを抑制することができる。 As shown in FIG. 6, the leakage flux is generated from the upper part of the yoke portion 12a, that is, from above the wall 42 of the case 4 and tends to spread to the outside. Here, in the present embodiment, the magnetic body 6 is disposed outside the wall 421 of the case 4. Since the magnetic body 6 has smaller magnetic resistance than air or other members of the reactor, the magnetic flux which is going to spread to the outside passes through the magnetic body 6. Therefore, the leakage spread of the magnetic flux to the reactor exterior can be suppressed.
具体的には、磁性体６のケース４の壁４２１よりも上方にはみ出した部分で漏れ磁束を捕捉する。また、磁性体６は、ケース４の壁４２１の下方に延びている。そのため、捕捉した漏れ磁束は下方へ向かって流れ、コイル５ａ、５ｂの他端側へ向かい、閉磁路を形成する。このように、磁性体６は、ケース４の壁４２１よりも上方にはみ出した部分である磁束捕捉部６１と、捕捉した漏れ磁束を閉磁路を形成するように誘導する磁束誘導部６２とによって構成されており、漏れ磁束の発生自体は許容しつつ、外部に出る磁束の経路を変更させることで漏れ磁束の外部への拡がりを抑制する。 Specifically, the leakage magnetic flux is captured at a portion protruding above the wall 421 of the case 4 of the magnetic body 6. Also, the magnetic body 6 extends below the wall 421 of the case 4. Therefore, the captured leakage magnetic flux flows downward and toward the other end side of the coils 5a and 5b to form a closed magnetic path. As described above, the magnetic body 6 is configured by the magnetic flux capturing portion 61 which is a portion protruding above the wall 421 of the case 4 and the magnetic flux guiding portion 62 which induces the captured leakage magnetic flux to form a closed magnetic path. While the generation of the leakage flux itself is allowed, the path of the magnetic flux exiting to the outside is changed to suppress the spread of the leakage flux to the outside.
磁性体６を壁４２１の外側に配置している理由について説明する。図７は、磁性体６をケース４の壁４２１の内側に配置したリアクトルの側面図であり、漏れ磁束を示す模式図である。図７に示すように、ヨーク部１２ａ、１２ｂから漏れ出た漏れ磁束は磁性体６により捕捉されるが、ケース４が金属製であり磁束が通りにくいため、捕捉された磁束は磁性体６の壁４２１から上方にはみ出た部分から外部に流出し、拡がってしまう。 The reason why the magnetic body 6 is disposed outside the wall 421 will be described. FIG. 7 is a side view of the reactor in which the magnetic body 6 is disposed inside the wall 421 of the case 4 and is a schematic view showing a leakage flux. As shown in FIG. 7, although the leakage magnetic flux leaking from the yoke portions 12 a and 12 b is captured by the magnetic body 6, the case 4 is made of metal and the magnetic flux is hard to pass through. It flows out to the outside from the part which protruded from the wall 421 upwards, and it spreads.
一方、壁４２１の外側に磁性体６を配置したことで、図６に示すように、ヨーク部１２ａ、１２ｂから漏れ出た磁束は壁４２１の方へ流れるが、壁４２１が磁束を通しにくいため、上方へ向かう。そして、磁束捕捉部６１により捕捉され、磁束誘導部６２によって閉磁路へ誘導する（図３参照）。このように、壁４２１とｘ軸方向に重複する磁束誘導部６２が壁４２１の外側に配置されていることで、磁束誘導機能を発揮させることができるため、壁４２１の外部に磁性体６が配置されている。 On the other hand, by arranging the magnetic body 6 outside the wall 421, the magnetic flux leaked from the yoke portions 12a and 12b flows toward the wall 421 as shown in FIG. Head upwards. Then, the magnetic flux is captured by the magnetic flux capturing portion 61 and guided to the closed magnetic path by the magnetic flux guiding portion 62 (see FIG. 3). As described above, the magnetic flux guiding portion 62 overlapping the wall 421 in the x-axis direction is disposed on the outside of the wall 421, so that the magnetic flux inducing function can be exhibited. It is arranged.
［１−３．効果］
（１）本実施形態のリアクトルは、磁場の向きが対向するように磁束を発生させる一対のコイル５ａ、５ｂと、コイル５ａ、５ｂが装着される一対の脚部１１及びコイル５ａ、５ｂの外部に位置し脚部１１を繋ぐヨーク部１２を有するコア１と、を備えたリアクトル本体１０と、リアクトル本体１０を収容した金属製のケース４と、ヨーク部１２に近接したケース４の壁４２１の外側に配置された磁性体６と、を備えるようにした。
[1-3. effect]
(1) The reactor according to the present embodiment includes a pair of coils 5a and 5b that generate magnetic flux so that the directions of magnetic fields are opposite, and a pair of legs 11 on which the coils 5a and 5b are mounted and the outside of the coils 5a and 5b The reactor main body 10 having the core 1 having the yoke portion 12 located in the middle and connecting the leg portions 11, the metal case 4 accommodating the reactor main body 10, and the wall 421 of the case 4 close to the yoke portion 12 And the magnetic body 6 disposed outside.
これにより、磁束の外部への漏れ拡がりを抑制することができる。すなわち、ヨーク部１２内部において一対のコイル５ａ、５ｂから磁束が対向するように発生するため、磁束が反発し合って磁束がヨーク部１２の外部に漏れ出す。本実施形態では、ヨーク部１２に近接したケース４の壁４２１の外側に磁性体６を配置した。この磁性体６は空気やリアクトルを構成する他の部材よりも磁気抵抗が小さいので外部に漏れ出す磁束が当該磁性体６を通ることになる。換言すれば、外部に漏れ拡がろうとする磁束の経路を変更し、磁束の外部への漏れ拡がりを抑制することができる。その結果、リアクトルが設置される周囲のレイアウトの自由度を高めることができる。 Thereby, the leakage spread of the magnetic flux to the outside can be suppressed. That is, since the magnetic flux is generated from the pair of coils 5 a and 5 b so as to face each other inside the yoke portion 12, the magnetic flux repels each other and the magnetic flux leaks to the outside of the yoke portion 12. In the present embodiment, the magnetic body 6 is disposed on the outside of the wall 421 of the case 4 adjacent to the yoke portion 12. The magnetic body 6 has a magnetic resistance smaller than that of air and other members constituting the reactor, so that the magnetic flux leaked to the outside passes through the magnetic body 6. In other words, it is possible to change the path of the magnetic flux which is going to leak to the outside, and to suppress the leakage spread of the magnetic flux to the outside. As a result, the degree of freedom in the layout around which the reactor is installed can be increased.
特に、リアクトル本体１０全体を磁性部材で覆ってしまうと、リアクトルの大型化に繋がり、小型化を可能とする磁気結合型リアクトルの利点を活かせないばかりか、リアクトル周囲のスペース及びレイアウトの自由度がなくなってしまう。これに対し、本実施形態では、ヨーク部１２に近接した壁４２１の外側にのみ磁性体６を配置したので、リアクトル本体１０全体を磁性部材で覆う場合に比べて、レイアウトの自由度を高めることができる。 In particular, covering the entire reactor body 10 with a magnetic member leads to upsizing of the reactor, and not only can not take advantage of the magnetically coupled reactor that enables downsizing, but also allows freedom of space and layout around the reactor. It will be gone. On the other hand, in the present embodiment, since the magnetic body 6 is disposed only on the outer side of the wall 421 close to the yoke portion 12, the degree of freedom in layout is enhanced compared to the case where the entire reactor body 10 is covered with a magnetic member. Can.
このように磁束の外部への漏れ拡がりを抑制するべく、本実施形態のように、ケース４は、上面に開口が設けられ、壁４２によりリアクトル本体１０の収容空間が形成された略直方体形状であり、脚部１１に装着された一対のコイル５ａ、５ｂは、両端部をケース４の壁４２１に向けて平行に配置し、磁性体６は、板状体とし、ケース４の壁４２１に沿って配置することができる。 As described in this embodiment, the case 4 has a substantially rectangular parallelepiped shape in which the opening is provided on the upper surface and the housing space of the reactor main body 10 is formed by the wall 42 in order to suppress the leakage of the magnetic flux to the outside. The pair of coils 5a and 5b mounted on the leg 11 are disposed parallel to each other with the both ends facing the wall 421 of the case 4 and the magnetic body 6 is a plate-like body and is along the wall 421 of the case 4 Can be arranged.
（２）ケース４の壁４２１は、リアクトル本体１０を収容した状態でリアクトル本体１０の高さより低く、磁性体６は、ケース４の壁４２１よりも上方にはみ出すようにした。これにより、外部に漏れ出す磁束をより効率的に捕捉することができる。図６に示すように、ヨーク部１２ａから漏れ出た磁束は、ケース４の壁４２１の方向に流れるが、ケース４自体が金属製であり磁束を通しにくい。その一方で、ケース４上方の空気はケース４よりも磁気抵抗が低い。そのため、ケース４の壁４２１の方向に向かった磁束は、その後ケース４の上方に向けて流れ、壁４２１の上方部分を抜け道として外部に漏れ出ようとする。これに対し、ケース４の壁４２１よりも上方にはみ出して磁性体６が設けられており、抜け道を塞ぐ形になるので、漏れ磁束を効率的に捕捉することができる。 (2) The wall 421 of the case 4 is lower than the height of the reactor body 10 in a state in which the reactor body 10 is accommodated, and the magnetic body 6 protrudes above the wall 421 of the case 4. Thus, the magnetic flux leaking out can be captured more efficiently. As shown in FIG. 6, the magnetic flux leaked from the yoke portion 12 a flows in the direction of the wall 421 of the case 4, but the case 4 itself is made of metal and hard to pass the magnetic flux. On the other hand, the air above the case 4 has lower magnetic resistance than the case 4. Therefore, the magnetic flux directed in the direction of the wall 421 of the case 4 flows toward the upper side of the case 4 and leaks to the outside with the upper portion of the wall 421 as a bypass. On the other hand, the magnetic body 6 is provided to extend above the wall 421 of the case 4 to block the escape path, so that the leakage flux can be efficiently captured.
（３）磁性体６は、ケース４の壁４２１の上端からコア１の上面までの長さＨに対するケース４の壁４２の上端からはみ出している長さＡの比率を、０．５〜１．３とした。これにより、外部に漏れ出す磁束を更に効率的に捕捉することができる。すなわち、各コイル５ａ、５ｂから発生した磁束は、コア１の内部を対向するように通過し、ヨーク部１２において反発し合う。その反発した磁束がコア１の上面を介して外部に漏れ出るため、コア１の上面付近の磁束密度が高くなる。そのため、コア１の上面を基準として磁性体６のケース４からのはみ出し長さの比率を０．５〜１．３とすることで、外部に漏れ出す磁束を更に効率的に捕捉することができる。 (3) The ratio of the length A protruding from the upper end of the wall 42 of the case 4 to the length H from the upper end of the wall 421 of the case 4 to the upper surface of the core 1 is 0.5-1. It was three. Thereby, the magnetic flux leaking out can be captured more efficiently. That is, the magnetic flux generated from each of the coils 5 a and 5 b passes through the inside of the core 1 so as to face each other, and repels each other in the yoke portion 12. Since the repelled magnetic flux leaks to the outside through the upper surface of the core 1, the magnetic flux density in the vicinity of the upper surface of the core 1 becomes high. Therefore, by setting the ratio of the length of protrusion of the magnetic body 6 from the case 4 to 0.5 to 1.3 with the upper surface of the core 1 as a reference, the magnetic flux leaking to the outside can be captured more efficiently. .
（４）磁性体６は、ケース４の底面を限度として下方に延びて設けるようにした。これにより、捕捉した磁束をコイル５ａ、５ｂの他端部に流入する閉磁路を形成することができる。つまり、コイル５ａ、５ｂから発生する磁束は、コイル５ａ、５ｂの一端部から流出し、コイル５ａ、５ｂの外側部を通ってコイル５ａ、５ｂの他端部に戻り、閉磁路を形成する。このように磁性体６が下方に延びていることで、捕捉した磁束をコイル５ａ、５ｂの他端部に誘導し、閉磁路を形成することができるので、漏れ磁束を低減しつつ、磁束の漏れ拡がりを抑制することができる。 (4) The magnetic body 6 extends downward with the bottom of the case 4 as the limit. Thus, it is possible to form a closed magnetic path in which the captured magnetic flux flows into the other end of the coil 5a, 5b. That is, the magnetic flux generated from the coils 5a and 5b flows out from one end of the coils 5a and 5b, passes through the outside of the coils 5a and 5b, and returns to the other end of the coils 5a and 5b to form a closed magnetic path. By thus extending the magnetic body 6 downward, the captured magnetic flux can be induced to the other end of the coils 5a and 5b to form a closed magnetic path, so that the leakage flux can be reduced while reducing the leakage flux. Leak spread can be suppressed.
（５）磁性体６は、コア１の幅以上ケース４の幅以下の幅とした。これにより、外部への磁束の漏れ拡がりを更に抑制することができる。 (5) The magnetic body 6 has a width equal to or greater than the width of the core 1 and equal to or less than the width of the case 4. As a result, the magnetic flux leakage to the outside can be further suppressed.
［２．実施例］
本発明の実施例を、図３、図８及び表１〜５を参照して以下に説明する。下記の実施例は、上記実施形態で示されたリアクトルについて、（１）磁性体の有無、（２）磁性体の上方へのはみ出し長さ、（３）磁性体の高さ方向の長さ、（４）磁性体の幅、（５）磁性体の厚みをそれぞれ変更した具体的なサンプルデータである。各サンプルは、磁性体６の配置や大きさを変更した以外は、構成は同じである。図８に示すように、磁性体６を設けるサンプルでは、いずれも磁性体６を、ｘ軸方向の中心をｙ軸方向に平行なリアクトル中心軸に合わせて壁４２１に設けた。
[2. Example]
Embodiments of the present invention are described below with reference to FIGS. 3, 8 and Tables 1-5. The following example is the reactor shown in the above embodiment, (1) presence or absence of magnetic body, (2) upward protrusion length of magnetic body, (3) length in the height direction of magnetic body, It is concrete sample data which changed (4) width of a magnetic body, and (5) thickness of a magnetic body, respectively. The configuration of each sample is the same except that the arrangement and size of the magnetic body 6 are changed. As shown in FIG. 8, in each of the samples provided with the magnetic body 6, the magnetic body 6 was provided on the wall 421 with the center in the x-axis direction aligned with the reactor central axis parallel to the y-axis direction.
各サンプルについて、図８に示す評価点１〜４における漏れ磁束の平均（ｍＴ）とリップル（ｍＴ）で評価した。これらの評価結果は、表１〜５に示す条件、及び下記の解析条件においてコンピュータで行ったシミュレーション結果である。漏れ磁束の平均（ｍＴ）は、算出された漏れ磁束の交流電流１周期当たりの平均である。具体的には、１周期における漏れ磁束の最大値と最小値との和を２で除して求めたものである。リップルは、この漏れ磁束の平均を中心とした揺らぎであり、１周期の最大値と最小値の差（ピークtoピーク）である。 Each sample was evaluated by the average (mT) and ripple (mT) of the leakage flux at the evaluation points 1 to 4 shown in FIG. These evaluation results are simulation results performed by a computer under the conditions shown in Tables 1 to 5 and the following analysis conditions. The average (mT) of the leakage flux is an average per one alternating current of the calculated leakage flux. Specifically, it is obtained by dividing the sum of the maximum value and the minimum value of the leakage flux in one cycle by two. Ripple is fluctuation around the average of this leakage flux, and is the difference between the maximum value and the minimum value of one cycle (peak to peak).
なお、評価点１〜４は、ｚ軸方向において、ケース４の上面から上方に１ｍｍ離れたｘｙ平面上の点である。評価点１は、ｙ軸に平行なリアクトル中心軸上においてケース４から５ｍｍ離れた点である。評価点２は、ｙ軸に平行なコイル５ａ又はコイル５ｂの中心軸上においてケース４から５ｍｍ離れた点である。評価点３は、ｘ軸に平行な壁４２１から５ｍｍ離れた壁４２１に平行な線と、ｙ軸に平行な壁４２２から５ｍｍ離れた壁４２２に平行な線との交点である。評価点４は、ｘ軸に平行なリアクトルの中心線上において壁４２２から５ｍｍ離れた点である。 Evaluation points 1 to 4 are points on the xy plane at 1 mm above the top surface of the case 4 in the z-axis direction. Evaluation point 1 is a point 5 mm away from the case 4 on the reactor central axis parallel to the y-axis. The evaluation point 2 is a point 5 mm away from the case 4 on the central axis of the coil 5a or 5b parallel to the y-axis. Evaluation point 3 is an intersection point of a line parallel to the wall 421 5 mm away from the wall 421 parallel to the x-axis and a line parallel to the wall 422 5 mm away from the wall 422 parallel to the y-axis. Evaluation point 4 is a point 5 mm away from wall 422 on the center line of the reactor parallel to the x-axis.
（解析条件）
・リアクトルのｘ、ｙ、ｚ軸方向の大きさ：（ｘ，ｙ，ｚ）＝（９１ｍｍ，１１６ｍｍ，４４ｍｍ）
・ケース４の高さ：２９．２５ｍｍ
・Ｕ字型コア１ａ、１ｂの全体幅、脚部幅、高さ、脚部の断面積：７２．１ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、５００ｍｍ２（Ｕ字型コア１ａ、１ｂの大きさは同じ）
・コイル５ａ、５ｂに流した電流：振幅が４４Ａ、位相が１８０°だけ異ならせた交流電流
・コイル５ａ、５ｂの巻数：ともに４８ターン
・ケース４の材質：アルミニウム
(Analysis conditions)
· Size of reactor in x, y, z direction: (x, y, z) = (91 mm, 116 mm, 44 mm)
・ The height of case 4: 29.25 mm
The overall width, leg width and height of the U-shaped cores 1a and 1b, and the cross-sectional area of the legs: 72.1 mm, 20 mm, 25 mm and 500 mm 2 (U-shaped cores 1 a and 1 b have the same size)
· Current passed through the coils 5a, 5b: AC with amplitude 44 A, phase difference by 180 ° · Number of turns of the coils 5a, 5b: both 48 turns · Case 4 material: aluminum
（１）磁性体の有無
磁性体６をケース４の壁４２１の外側に配置したサンプル１１と、磁性体６を設けないサンプル１０を解析対象とした。具体的には、表１に示すように、サンプル１１は、実施例として、磁性体６の上辺が壁４２１の上辺に沿うように、壁４２１に磁性体６を貼り合わせたものであり、磁性体６の壁４２１からのはみ出しはない。磁性体６のケース４の壁４２１の上方にはみ出す長さＡ（ｍｍ）は０ｍｍである。サンプル１１の磁性体６の大きさは、幅（ｘ軸方向の長さ）、厚み（ｙ軸方向の長さ）、高さ（ｚ軸方向の長さ）を、それぞれ７２．１ｍｍ、１ｍｍ、２５ｍｍとした。
(1) Presence or absence of magnetic body The sample 11 in which the magnetic body 6 is disposed outside the wall 421 of the case 4 and the sample 10 in which the magnetic body 6 is not provided are to be analyzed. Specifically, as shown in Table 1, in the sample 11, the magnetic body 6 is attached to the wall 421 such that the upper side of the magnetic body 6 is along the upper side of the wall 421 as an example. There is no protrusion from the wall 421 of the body 6. The length A (mm) of the magnetic body 6 protruding above the wall 421 of the case 4 is 0 mm. The magnetic body 6 of the sample 11 has a width (length in the x-axis direction), a thickness (length in the y-axis direction), and a height (length in the z-axis direction) of 72.1 mm and 1 mm, respectively. It was 25 mm.
サンプル１０，１１に対する評価点１、３、４における漏れ磁束（平均）の解析結果を表１に示す。
表１に示すように、サンプル１０とサンプル１１とにおいて、評価点３、４における漏れ磁束にそれほど違いはないが、評価点１における漏れ磁束が実施例であるサンプル１１では、４５．７ｍＴであり、比較例となるサンプル１０の５６ｍＴよりも低減していることが分かる。このことから、磁性体６をケース４の外側に配置することにより、外部への磁束の漏れ拡がりを低減できていることが分かる。 As shown in Table 1, the leakage magnetic flux at the evaluation points 3 and 4 is not so different between the sample 10 and the sample 11, but the leakage magnetic flux at the evaluation point 1 is 45.7 mT in the sample 11 of the embodiment. It can be seen that it is smaller than 56 mT of sample 10 which is a comparative example. From this, it can be seen that by disposing the magnetic body 6 on the outside of the case 4, the leakage spread of the magnetic flux to the outside can be reduced.
（２）磁性体の上方へのはみ出し長さ
表２に示すように、磁性体６の大きさを一定にして、磁性体６を上方にずらすように、磁性体６のケース４の壁４２１の上方にはみ出す長さＡを０ｍｍ〜２５ｍｍの間で変更したサンプル１１〜１８を解析対象とした。磁性体６の大きさは、幅（ｘ軸方向の長さ）、厚み（ｙ軸方向の長さ）、高さ（ｚ軸方向の長さ）を、それぞれ７２．１ｍｍ、１ｍｍ、２５ｍｍとした。
(2) Extension length of magnetic body upward As shown in Table 2, the size of the magnetic body 6 is made constant and the wall 421 of the case 4 of the magnetic body 6 is shifted so as to shift the magnetic body 6 upward. Samples 11 to 18 in which the length A protruding upward was changed between 0 mm and 25 mm were subjected to analysis. The magnetic body 6 has a width (length in the x-axis direction), a thickness (length in the y-axis direction), and a height (length in the z-axis direction) of 72.1 mm, 1 mm, and 25 mm, respectively. .
サンプル１１は、磁性体６が壁４２１から全くはみ出していないサンプルである。サンプル１２〜１７は、磁性体６が壁４２１からそれぞれ、１、３、５、９．５、１２．５、２０（単位はいずれもｍｍ）上方にはみ出して配置されたサンプルである。サンプル１８は、磁性体６の全てが壁４２１から上方にはみ出しているサンプルである。 The sample 11 is a sample in which the magnetic body 6 does not protrude from the wall 421 at all. The samples 12 to 17 are samples in which the magnetic body 6 is disposed to protrude upward from the wall 421 by 1, 3, 5, 9.5, 12.5, and 20 (unit: mm). The sample 18 is a sample in which all of the magnetic body 6 protrudes upward from the wall 421.
サンプル１１〜１８に対する評価点１〜４における漏れ磁束の解析結果を表２に示す。また、ケース４と重複した磁性体６の長さＢと、壁４２１の上端からコア１の上面までの長さＨに対する壁４２１の上端からはみ出している長さＡの比率αと、ケース４の高さＫに対する長さＢの比率βとについても、表２に併記した。
表２に示すように、評価点１の漏れ磁束１において、壁４２１の上方に磁性体６をはみ出して設けたサンプル１２〜１８は、磁性体６を上方にはみ出させていないサンプル１１よりも平均値が小さくなっており、外部への磁束の漏れ拡がりが抑制されていることが確認できる。磁性体６を壁４２１の上方に多くはみ出させる方が評価点１の漏れ磁束が低減する傾向にある。特に、サンプル１４〜１６において評価点１の漏れ磁束１が著しく低減しており、比率αが０．５〜１．３の範囲であるとより大きな漏れ磁束の低減効果を得ることができることが分かる。また、比率βが０．４３〜０．６８の範囲であるとより大きな漏れ磁束の低減効果を得ることができることが分かる。 As shown in Table 2, in the leakage flux 1 at the evaluation point 1, the samples 12 to 18 provided with the magnetic body 6 protruding above the wall 421 have an average in comparison with the sample 11 in which the magnetic body 6 is not protruded upward. It can be confirmed that the value is smaller, and the leakage of the magnetic flux to the outside is suppressed. The leakage magnetic flux at the evaluation point 1 tends to be reduced if the magnetic body 6 is protruded to a large extent above the wall 421. In particular, the leakage flux 1 at the evaluation point 1 is significantly reduced in the samples 14 to 16, and it can be seen that a larger leakage flux reduction effect can be obtained when the ratio α is in the range of 0.5 to 1.3. . Further, it can be seen that when the ratio β is in the range of 0.43 to 0.68, a larger reduction effect of leakage flux can be obtained.
さらに、評価点２の漏れ磁束は、磁性体６を３ｍｍ以上上方にはみ出させたサンプル１３〜１８で低減できていることが確認できる。特に、比率αが０．５〜１．０、比率βが０．５３〜０．６８の範囲のサンプル１４、１５で漏れ磁束の低減効果が著しい。 Furthermore, it can be confirmed that the leaked magnetic flux at the evaluation point 2 can be reduced by Samples 13 to 18 in which the magnetic body 6 is protruded upward by 3 mm or more. In particular, the effect of reducing the leakage flux is remarkable in the samples 14 and 15 in which the ratio α is in the range of 0.5 to 1.0 and the ratio β is in the range of 0.53 to 0.68.
（３）磁性体の高さ方向の長さ
磁性体６の幅及び厚みを一定し、高さ方向の長さを表３に示すようにそれぞれ変更したサンプル２１〜２５を解析対象とした。磁性体６の高さ方向の長さ、長さＡ、Ｂは、サンプル２１が３５、５、３０、サンプル２２が１２．５、５、７．５、サンプル２３が３５、７、２８、サンプル２４が１２．５、２．５、１０、サンプル２５が１６．４５、４．４５、１２である。いずれも単位はｍｍである。
(3) Length in the Height Direction of the Magnetic Body The samples 21 to 25 in which the width and thickness of the magnetic body 6 were constant and the length in the height direction were changed as shown in Table 3 were analyzed. The length of the magnetic body 6 in the height direction and the lengths A and B are 35, 5, 30 for the sample 21, 12.5, 5, 7.5 for the sample 22, 35, 7, 28, for the sample 23 24 is 12.5, 2.5, 10, and the sample 25 is 16.45, 4.45, 12. Each unit is mm.
サンプル２１〜２５に対する評価点１〜４における漏れ磁束の解析結果を表３に示す。また、比率α、βについても表３に併記した。
表３に示すように、長さＢが大きい方が評価点１の漏れ磁束が低減することが分かる。例えば、サンプル２１、２３では長さＢが他のサンプルより比較的大きく、評価点１の漏れ磁束が著しく低減することが確認できる。 As shown in Table 3, it can be seen that the leakage flux at the evaluation point 1 decreases as the length B increases. For example, it can be confirmed that in the samples 21 and 23, the length B is relatively larger than the other samples, and the leakage flux at the evaluation point 1 is significantly reduced.
また、サンプル２１、２２、２５に着目すると、いずれも比率αが０．５であるのに対し、比率βがサンプル２２、２５、２１の順で０．２６〜１．０３と大きくなっており、この順で評価点１の漏れ磁束が低減していることが分かる。このことから、壁４２１の上方へのはみ出し量が同じでも、磁性体６が下方に延びていることにより、評価点１での漏れ磁束が低減することが分かる。 In addition, focusing on samples 21, 22 and 25, the ratio α is 0.5, while the ratio β is increased to 0.26 to 1.03 in the order of samples 22, 25 and 21. It can be seen that the leakage flux at the evaluation point 1 is reduced in this order. From this, it can be seen that, even if the amount of upward protrusion of the wall 421 is the same, the leakage magnetic flux at the evaluation point 1 is reduced by the magnetic body 6 extending downward.
サンプル２３が評価点１の漏れ磁束が最も小さいことが分かる。例えば、サンプル２１と比較すると、磁性体６の高さ方向の長さが同じでも、サンプル２３は、長さＢが２ｍｍ短く、長さＡが２ｍｍ長い。このことから、磁性体６は、長さＢを長くするよりも長さＡを長くした方が評価点１の漏れ磁束の捕捉効率が良いことが分かる。また、サンプル２１、２３では評価点２の漏れ磁束が著しく低減していることから、磁性体６の高さ方向の長さが長い方が好ましい。例えば、比率βが０．９６以上であることが好ましい。 It can be seen that the leakage flux at the evaluation point 1 of the sample 23 is the smallest. For example, as compared with the sample 21, even if the length in the height direction of the magnetic body 6 is the same, the sample 23 is 2 mm short in length B and 2 mm long in length A. From this, it can be understood that the leakage magnetic flux trapping efficiency at the evaluation point 1 is better when the magnetic body 6 has the length A longer than the length B. Further, in the samples 21 and 23, since the leakage flux at the evaluation point 2 is significantly reduced, it is preferable that the length in the height direction of the magnetic body 6 be longer. For example, the ratio β is preferably 0.96 or more.
（４）磁性体の幅
磁性体６の高さ方向の長さ及び厚みを一定にし、幅を表４に示すようにそれぞれ変更したサンプル１４、３１〜３３を解析対象とした。サンプル１４、３１〜３３において、磁性体６の高さ方向の長さ、厚みは、それぞれ２５ｍｍ、１ｍｍであり、長さＡ、Ｂはそれぞれ５ｍｍ、２０ｍｍであり、同じである。
(4) Width of magnetic body The length and thickness of the magnetic body 6 in the height direction were made constant, and samples 14 and 31 to 33 whose widths were changed as shown in Table 4 were analyzed. In the samples 14 and 31 to 33, the length and thickness of the magnetic body 6 in the height direction are 25 mm and 1 mm, respectively, and the lengths A and B are 5 mm and 20 mm, respectively, and are the same.
サンプル１４、３１〜３３の磁性体６の幅は、７２．１、９０．６、４７．１、１６．６とした。単位はいずれもｍｍである。 The widths of the magnetic bodies 6 of the samples 14 and 31 to 33 were 72.1, 90.6, 47.1 and 16.6. The unit is mm in all cases.
サンプル１４、３１〜３３に対する評価点１〜４における漏れ磁束の解析結果を表４に示す。また、コア１の幅に対する磁性体６の幅の比率γについても表４に併記した。なお、コア１の幅は、Ｕ字型コア１ａ、１ｂのｘ軸方向の長さであり、直線部１１ａ、１１ｂのｙｚ平面に平行な最外表面間の距離である。
表４に示すように、磁性体６の幅が大きいと、評価点１の漏れ磁束が低減することが分かる。特に、サンプル１４、３１では、サンプル３２、３３に比べて評価点２における漏れ磁束が低減することが確認できる。このことから、磁性体６の幅がコア１の幅以上（γ≧１）であると、漏れ磁束の拡がりを更に抑制できることが分かる。 As shown in Table 4, when the width of the magnetic body 6 is large, it is understood that the leakage flux at the evaluation point 1 is reduced. In particular, in the samples 14 and 31, it can be confirmed that the leakage flux at the evaluation point 2 is reduced as compared with the samples 32 and 33. From this, it is understood that when the width of the magnetic body 6 is equal to or larger than the width of the core 1 (γ ≧ 1), the spread of the leakage flux can be further suppressed.
（５）磁性体の厚み
磁性体６の幅及び高さ方向の長さを一定にし、厚みを表５に示すようにそれぞれ変更したサンプル１４、４１〜４３を解析対象とした。サンプル１４、４１〜４３において、磁性体６の幅、高さ方向の長さは、それぞれ７２．１ｍｍ、２５ｍｍであり、長さＡ、Ｂはそれぞれ５ｍｍ、２０ｍｍであり、同じである。
(5) Thickness of Magnetic Material The samples 14 and 41 to 43 in which the width in the height direction and the length in the height direction of the magnetic material 6 were made constant and the thickness was changed as shown in Table 5 were analysis targets. In the samples 14 and 41 to 43, the width in the height direction and the length in the height direction of the magnetic body 6 are 72.1 mm and 25 mm, respectively, and the lengths A and B are 5 mm and 20 mm, respectively, and are the same.
サンプル１４、４１〜４３の磁性体６の厚みは、１、０．５、２、３とした。単位はいずれもｍｍである。 The thickness of the magnetic body 6 of the samples 14 and 41 to 43 was set to 1, 0.5, 2, and 3. The unit is mm in all cases.
サンプル１４、４１〜４３に対する評価点１〜４における漏れ磁束の解析結果を表５に示す。
表５に示すように、評価点１の漏れ磁束は、磁性体６の厚みが厚い程低減することが分かる。また、サンプル１４、４２、４３では評価点２における漏れ磁束が低減しており、漏れ磁束の拡がりを更に抑制すべく、磁性体６の厚みが１ｍｍ以上であるとより好ましいことが分かる。 As shown in Table 5, it is understood that the leakage flux at the evaluation point 1 decreases as the thickness of the magnetic body 6 increases. In the samples 14, 42 and 43, the leakage flux at the evaluation point 2 is reduced, and it is more preferable that the thickness of the magnetic body 6 is 1 mm or more in order to further suppress the spread of the leakage flux.
［３．他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、下記に示す他の実施形態も包含する。また、本発明は、上記実施形態及び下記の他の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせた形態も包含する。さらに、これらの実施形態を発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができ、その変形も本発明に含まれる。
[3. Other embodiments]
The present invention is not limited to the above embodiment, but includes the other embodiments described below. Furthermore, the present invention also encompasses a combination of all or any of the above-described embodiments and the other embodiments described below. Furthermore, various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention, and variations of these embodiments are also included in the present invention.
（１）上記実施形態では、磁性体６は接着剤を介して壁４２１に設けるようにしたが、図９に示すように、コア１と磁性体６とを樹脂２０によりモールド成形して一体化し、壁４２１の外側に配置するようにしても良い。また、図１０に示すように、ケース４と磁性体６とを樹脂２０によりモールド成形して一体化し、壁４２１の外側に配置するようにしても良い。このようにコア１又はケース４と磁性体６を一体成形することにより、組立工数を削減することができる。特に、コア１の周囲にコイル５との絶縁等のため樹脂部材２１を被覆する場合、一体成形により当該樹脂部材２１を形成するとともに磁性体６とコア１との位置関係を固定するようにしても良い。つまり、樹脂２０と樹脂部材２１は同じ樹脂により一続きに構成するようにしても良い。なお、図９及び図１０は、ｙ軸に平行なリアクトル中心軸で切断した断面図である。 (1) In the above embodiment, the magnetic body 6 is provided on the wall 421 through the adhesive, but as shown in FIG. 9, the core 1 and the magnetic body 6 are molded by resin 20 and integrated , May be disposed outside the wall 421. Further, as shown in FIG. 10, the case 4 and the magnetic body 6 may be molded and integrated with the resin 20 and may be disposed outside the wall 421. By integrally molding the core 1 or the case 4 and the magnetic body 6 in this manner, the number of assembling steps can be reduced. In particular, when the resin member 21 is coated around the core 1 for insulation with the coil 5 etc., the resin member 21 is formed by integral molding and the positional relationship between the magnetic body 6 and the core 1 is fixed. Also good. That is, the resin 20 and the resin member 21 may be formed in series by the same resin. 9 and 10 are cross-sectional views taken along the reactor central axis parallel to the y-axis.
（２）上記実施形態では、ケース４は金属製としたが、磁性材により構成しても良い。このようにケース４が磁性体である場合、磁性体６は必ずしも設けなくても良い。図１１は、ケース４が磁性体であるリアクトルの断面図であり、図１１中の白抜きの矢印は漏れ磁束を示している。図１１に示すように、ケース４自体が漏れ磁束の通り道となり、磁束の漏れ拡がりを抑制することができるからである。 (2) Although the case 4 is made of metal in the above embodiment, it may be made of a magnetic material. As described above, when the case 4 is a magnetic body, the magnetic body 6 may not necessarily be provided. FIG. 11 is a cross-sectional view of a reactor in which the case 4 is a magnetic body, and the white arrows in FIG. 11 indicate leakage magnetic flux. As shown in FIG. 11, the case 4 itself is a passage for the leakage flux, and the leakage and spread of the magnetic flux can be suppressed.
例えば、ケース４は上記実施形態と同様の形状とすると、ケース４の壁４２は、ヨーク部１２ａ、１２ｂに近接している。壁４２１によってコイル５ａ、５ｂの一端部やヨーク部１２ａ、１２ｂからの漏れ磁束を捕捉するとともに、下方へ誘導し、底面部４１及び他方の壁４２１を介してコイル５ａ、５ｂの他端部へと誘導することができる。ケース４の壁４２がヨーク部１２ａ、１２ｂに近接しているとは、ヨーク部１２ａ、１２ｂと壁４２との間に、壁４２よりも磁気抵抗が小さい部材が配置されていないことをいう。ケース４は強磁性材であれば特に限定されないが、例えば、圧粉磁心、積層鋼板、フェライト、磁性粉末と樹脂とが混合された複合磁性材料により構成することができる。 For example, when the case 4 has the same shape as that of the above embodiment, the wall 42 of the case 4 is close to the yoke portions 12a and 12b. The wall 421 captures the leakage magnetic flux from one end of the coil 5a, 5b or the yokes 12a, 12b, and guides the flux downward to the other end of the coil 5a, 5b via the bottom surface 41 and the other wall 421. Can be guided. The fact that the wall 42 of the case 4 is close to the yoke portions 12a and 12b means that a member having a smaller magnetic resistance than the wall 42 is not disposed between the yoke portions 12a and 12b and the wall 42. The case 4 is not particularly limited as long as it is a ferromagnetic material, and can be made of, for example, a dust core, a laminated steel plate, ferrite, or a composite magnetic material in which a magnetic powder and a resin are mixed.
このように、ケース４を磁性体を含み構成することにより、磁性体６を設けない分、リアクトルの小型化を図ることができ、周辺レイアウトの自由度を高めることができる。 As described above, by forming the case 4 including the magnetic body, the reactor can be miniaturized because the magnetic body 6 is not provided, and the degree of freedom of the peripheral layout can be enhanced.
（３）上記実施形態では、コア１はＵ字型コア１ａ、１ｂで構成したが、一対のＣ字型コアとしても良い。また、Ｃ字型コアとＩ字型コアの組み合わせや、４本のＩ字型コアの組み合わせとしても良い。 (3) In the above-mentioned embodiment, although core 1 was constituted by U character type cores 1a and 1b, it is good also as a pair of C character type cores. Alternatively, a combination of a C-shaped core and an I-shaped core or a combination of four I-shaped cores may be used.
（４）上記実施形態では、コイル５は、２つのコイル５ａ、５ｂにより構成したが、磁場が対向するように磁束を発生させるのであれば、その数は特に限定されない。 (4) In the said embodiment, although the coil 5 was comprised by two coil 5a, 5b, if the magnetic flux is generated so that a magnetic field may oppose, the number will not be specifically limited.
（５）上記実施形態では、コイル５ａ、５ｂを巻軸が平行になるように配置したが、図１２に示すように、直交するように配置しても良い。この場合、磁性体６は、ケース４の角に設ける。具体的には、壁４２１及び壁４２２の端に設ける。漏れ磁束を捕捉し、磁束の漏れ拡がりを抑制するためである。このように磁性体６は、磁束が反発し合うヨーク部１２の外側に配置されていれば良い。 (5) In the above embodiment, the coils 5a and 5b are arranged so that the winding axes are parallel, but may be arranged to be orthogonal as shown in FIG. In this case, the magnetic body 6 is provided at the corner of the case 4. Specifically, they are provided at the end of the wall 421 and the wall 422. This is to capture the leakage flux and to suppress the leakage spread of the flux. Thus, the magnetic body 6 should just be arrange | positioned on the outer side of the yoke part 12 which magnetic flux repels.
（６）上記実施形態では、壁４２は四角筒としたが、これに限定せず、円筒形状であっても良い。 (6) In the above embodiment, the wall 42 is a square cylinder, but is not limited to this, and may have a cylindrical shape.
１０ リアクトル本体
１ コア
１ａ、１ｂ Ｕ字型コア
１１ 脚部
１２ ヨーク部
１１ａ、１１ｂ 直線部
１２ａ、１２ｂ 連結部
４ ケース
４１ 底面部
４２ 壁
４２１、４２２ 壁
５ コイル
５ａ、５ｂ コイル
６ 磁性体
６１ 磁束捕捉部
６２ 磁束誘導部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 reactor main body 1 core 1a, 1b U-shaped core 11 leg part 12 yoke part 11a, 11b linear part 12a, 12b connection part 4 case 41 bottom part 42 wall 421, 422 wall 5 coil 5a, 5b coil 6 magnetic body 61 magnetic flux Capturing part 62 Magnetic flux guiding part
Claims (7)
前記リアクトル本体を収容した金属製のケースと、
前記ヨーク部に近接した前記ケースの壁の外側に配置された磁性体と、
を備えることを特徴とするリアクトル。 A pair of coils for generating magnetic flux so that the directions of magnetic fields are opposite, a pair of legs on which the coil is mounted, and a core having a yoke part located outside the coil and connecting the legs. Reactor body,
A metal case accommodating the reactor body;
A magnetic body disposed outside the wall of the case adjacent to the yoke portion;
A reactor comprising:
前記磁性体は、前記ケースの壁よりも上方にはみ出していること、
を特徴とする請求項１に記載のリアクトル。 The wall of the case is lower than the height of the reactor body in a state in which the reactor body is accommodated,
The magnetic body protrudes above the wall of the case,
The reactor according to claim 1, characterized in that
を特徴とする請求項２に記載のリアクトル。 The ratio of the length of the magnetic body protruding from the upper end of the case wall to the length from the upper end of the case wall to the upper surface of the core is 0.5 to 1.3.
The reactor according to claim 2, characterized in that
を特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のリアクトル。 The magnetic body extends downward with the bottom of the case as a limit.
The reactor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that
前記脚部に装着された一対の前記コイルは、両端部を前記ケースの壁に向けて平行に配置され、
前記磁性体は、板状体であり、前記ケースの壁に沿って配置されていること、
を特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のリアクトル。 The case has a substantially rectangular parallelepiped shape having an opening on the upper surface and a housing space of the reactor main body formed by a wall,
The pair of coils mounted on the legs are disposed parallel to each other with the ends thereof facing the wall of the case,
The magnetic body is a plate and is disposed along the wall of the case.
The reactor in any one of the Claims 1-4 characterized by these.
を特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のリアクトル。 The magnetic body has a width greater than or equal to the width of the core and less than or equal to the width of the case;
The reactor according to any one of claims 1 to 5, characterized by
前記リアクトル本体を収容し、磁性材を含み構成されたケースと、
を備え、
前記ケースの壁は、前記ヨーク部に近接していること、
を特徴とするリアクトル。 A reactor comprising: a pair of coils generating magnetic fields so as to face each other; a pair of legs on which the coils are mounted; and a core having a yoke part located outside the coils and connecting the legs. Body and
A case that accommodates the reactor body and is configured to include a magnetic material;
Equipped with
The wall of the case is in proximity to the yoke portion;
A reactor characterized by
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