JP2020141025A - Reactor - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書が開示する技術は、リアクトルに関する。 The techniques disclosed herein relate to reactors.
リアクトルは、コアと、コアが挿通されている筒状のボビンと、ボビンに巻回されているコイルを備えている（例えば特許文献１、２）。ボビンの筒部の軸線方向の両端には、コイルの軸線方向の端面に当接するフランジが設けられている。フランジは、コイルの軸線方向の移動を規制する、あるいは、巻線が軸線方向で密になるようにコイルを両側から押さえる。 The reactor includes a core, a tubular bobbin through which the core is inserted, and a coil wound around the bobbin (for example, Patent Documents 1 and 2). Flangees are provided at both ends of the bobbin cylinder in the axial direction to abut the end faces in the axial direction of the coil. The flange regulates the axial movement of the coil or presses the coil from both sides so that the windings are tight in the axial direction.
また、コアとボビンとコイルのアセンブリの一部が樹脂カバーで覆われることがある。特許文献２のリアクトルでは、ボビンのフランジの一部も樹脂カバーで覆われている。樹脂カバーは、アセンブリを金型に入れて溶融樹脂を射出するインサート成形で作られる。 Also, part of the core, bobbin and coil assembly may be covered with a resin cover. In the reactor of Patent Document 2, a part of the flange of the bobbin is also covered with a resin cover. The resin cover is made by insert molding, in which the assembly is placed in a mold and molten resin is injected.
ボビンのフランジの少なくとも一部を覆う樹脂カバーを形成すると、樹脂カバー全体の体格が大きくなってしまう。小型化のため、フランジを覆う部分の樹脂カバーの厚みを薄くすると、射出成形の際の溶融樹脂の流れが阻害され、歩留まりが低下するおそれがある。本明細書は、樹脂カバーの大きさ、特に、コイル端面付近のボリュームを抑えたリアクトルを提供する。 If a resin cover that covers at least a part of the bobbin flange is formed, the physique of the entire resin cover becomes large. If the thickness of the resin cover of the portion covering the flange is reduced for miniaturization, the flow of the molten resin during injection molding may be obstructed and the yield may decrease. The present specification provides a reactor in which the size of the resin cover, particularly the volume near the end face of the coil is suppressed.
本明細書が開示するリアクトルは、コアと、コアが挿通されている筒状のボビンと、ボビンに巻回されているコイルと、樹脂カバーを備えている。樹脂カバーは、コアとボビンとコイルのアセンブリの少なくとも一部を覆っている。ボビンには、筒部の軸線方向の少なくとも一端に、コイルの端面に当接する突起が設けられている。突起のコイルから遠い側の面がボビンの筒部から離れるにつれてコイルに近づくように傾斜している。そして、突起が樹脂カバーで覆われている。 The reactor disclosed herein includes a core, a tubular bobbin through which the core is inserted, a coil wound around the bobbin, and a resin cover. The resin cover covers at least part of the core, bobbin and coil assembly. The bobbin is provided with a protrusion that contacts the end face of the coil at at least one end in the axial direction of the tubular portion. The surface of the protrusion far from the coil is inclined so as to approach the coil as it moves away from the bobbin tube. And the protrusion is covered with a resin cover.
本明細書が開示するリアクトルでは、コイルの端面を押さえるのに、ボビン軸線方向の端にボビンを一巡するフランジを設けるのではなく、突起を設ける。突起は、突起のコイルから遠い側の面が筒部から離れるにつれてコイルに近づくように傾斜している。本明細書が開示するリアクトルは、筒部の端を一巡するフランジの代わりに突起を設けることでボビンの端付近の樹脂カバーのボリュームを小さくすることができる。また、突起のコイルから遠い側の面を上記のとおりに傾斜させることで、インサート形成時の溶融樹脂の流れを円滑にする。それゆえ、突起付近の樹脂カバーの厚みを小さくしても、溶融樹脂の流れ不良による歩留まりの低下を抑えることができる。 In the reactor disclosed herein, a protrusion is provided at the end of the coil in the axial direction of the bobbin, instead of providing a flange that goes around the bobbin. The protrusion is inclined so that the surface of the protrusion far from the coil approaches the coil as the distance from the cylinder portion increases. The reactor disclosed in the present specification can reduce the volume of the resin cover near the end of the bobbin by providing a protrusion instead of the flange that goes around the end of the tubular portion. Further, by inclining the surface of the protrusion far from the coil as described above, the flow of the molten resin at the time of forming the insert is smoothed. Therefore, even if the thickness of the resin cover near the protrusion is reduced, it is possible to suppress a decrease in yield due to poor flow of the molten resin.
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 Details and further improvements to the techniques disclosed herein will be described in the "Modes for Carrying Out the Invention" section below.
図面を参照して実施例のリアクトル２を説明する。図１に、リアクトル２の斜視図を示す。リアクトル２は、コア１０にコイル４０が巻回されている受動素子である。リアクトル２は、例えばチョッパ型の電圧コンバータに用いられる。 Reactor 2 of the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a perspective view of the reactor 2. The reactor 2 is a passive element in which a coil 40 is wound around a core 10. The reactor 2 is used, for example, in a chopper type voltage converter.
コア１０とコイル４０の間にはボビン２０が挟まれている。コア１０とボビン２０とコイル４０の一部は樹脂カバー５０で覆われている。コア１０とボビン２０とコイル４０のアセンブリ３（すなわち、樹脂カバー５０を除いたリアクトル２）の斜視図を図２に示す。また、アセンブリ３の分解斜視図を図３に示す。 A bobbin 20 is sandwiched between the core 10 and the coil 40. A part of the core 10, the bobbin 20, and the coil 40 is covered with a resin cover 50. FIG. 2 shows a perspective view of the assembly 3 of the core 10, the bobbin 20, and the coil 40 (that is, the reactor 2 excluding the resin cover 50). An exploded perspective view of the assembly 3 is shown in FIG.
図３に示されているように、コア１０は、一対のＵ字コア１１、１２と、２個のブロックコア１３に分割されている。一対のＵ字コア１１、１２は、Ｕ字の腕の先端が対向するように配置され、先端同士の間にブロックコア１３が配置される。一対のＵ字コア１１、１２と２個のブロックコア１３を組み合わせると、リング状のコア１０が構成される。なお、Ｕ字コア１１、１２の腕の先端とブロックコア１３の間にはギャップ板が挟まれるが、ギャップ板の図示は省略してある。 As shown in FIG. 3, the core 10 is divided into a pair of U-shaped cores 11 and 12 and two block cores 13. The pair of U-shaped cores 11 and 12 are arranged so that the tips of the U-shaped arms face each other, and the block core 13 is arranged between the tips. A ring-shaped core 10 is formed by combining a pair of U-shaped cores 11 and 12 and two block cores 13. A gap plate is sandwiched between the tips of the arms of the U-shaped cores 11 and 12 and the block core 13, but the gap plate is not shown.
ボビン２０は、コイル４０が巻回される筒部２３、２４と、筒部２３、２４を連結する端板２２、２６と、突起２１を備えている（図３参照）。図中の座標系のＸ方向が筒部２３、２４の軸線方向に対応する。筒部２３、２４の軸線方向は、コイル４０の軸線方向でもある。２個の筒部２３、２４のそれぞれに、ブロックコア１３と、Ｕ字コア１１、１２の腕が挿通される。 The bobbin 20 includes cylinders 23 and 24 around which the coil 40 is wound, end plates 22 and 26 connecting the cylinders 23 and 24, and protrusions 21 (see FIG. 3). The X direction of the coordinate system in the figure corresponds to the axial direction of the tubular portions 23 and 24. The axial direction of the tubular portions 23 and 24 is also the axial direction of the coil 40. The arm of the block core 13 and the arms of the U-shaped cores 11 and 12 are inserted into each of the two tubular portions 23 and 24.
２個の筒部２３、２４のそれぞれにコイル４０が巻回されている、コイル４０は、１本の巻線を２個のコイルに巻回したものであり、電気的には１個のコイルである。図３に、２個のコイル４０がつながっていることが示されている。なお、コイル４０の引き出し線は図示を省略した。 A coil 40 is wound around each of the two tubular portions 23 and 24. The coil 40 is a coil in which one winding is wound around two coils, and is electrically one coil. Is. FIG. 3 shows that the two coils 40 are connected. The lead wire of the coil 40 is not shown.
ボビン２０は、軸線方向の略中央で２個（第１分割ボビン２０ａと第２分割ボビン２０ｂ）に分割されている（図３参照）。第１分割ボビン２０ａでは、筒部２３、２４の一部（分割筒部２３ａ、２３ｂ）が端板２２に固定されており、第２分割ボビン２０ｂでは筒部２３、２４の残部（分割筒部２３ｂ、２４ｂ）が端板２６に固定されている。 The bobbin 20 is divided into two (first divided bobbin 20a and second divided bobbin 20b) substantially at the center in the axial direction (see FIG. 3). In the first split bobbin 20a, a part of the cylinders 23 and 24 (split cylinders 23a and 23b) is fixed to the end plate 22, and in the second split bobbin 20b, the rest of the cylinders 23 and 24 (split cylinder). 23b, 24b) are fixed to the end plate 26.
第２分割ボビン２０ｂの端板２６は、分割筒部２３ｂ、２４ｂをつなぐとともに、分割筒部２３ｂ、２４ｂの端の周囲をフランジのように囲む。端板２６のうち、分割筒部２３ｂ、２４ｂの端の周囲を囲んでいる部分をフランジ部２６ａと称する。フランジ部２６ａは、コイル４０の一方の端面に当接し、フランジ部２６ａは、後述する突起２１とともに、コイル４０を両側から加圧する。フランジ部２６ａと突起２１によってコイル４０を軸線方向に加圧することで、隣り合う巻線を密着させた状態を保持できる。 The end plate 26 of the second split bobbin 20b connects the split cylinders 23b and 24b, and surrounds the ends of the split cylinders 23b and 24b like a flange. The portion of the end plate 26 that surrounds the ends of the split cylinder portions 23b and 24b is referred to as a flange portion 26a. The flange portion 26a abuts on one end surface of the coil 40, and the flange portion 26a pressurizes the coil 40 from both sides together with the protrusion 21 described later. By pressurizing the coil 40 in the axial direction by the flange portion 26a and the protrusion 21, the adjacent windings can be kept in close contact with each other.
第１分割ボビン２０ａの端板２２は、分割筒部２３ａ、２４ａをつないでいる。端板２２の一部は、分割筒部２３ａ、２４ａの端の上側と下側にリブのように張り出している。端板２２のうち、分割筒部２３ａ、２４ａの上側と下側に張り出している部分をリブ２２ａと称する。リブ２２ａは、２個のコイル４０の端面４０ａの上側と下側（図中の座標系のＺ方向の両側）には当接するが、２個のコイル４０の並び方向（Ｙ方向）の外側では、コイル４０の端面４０ａに当接しない。端板２２のＹ方向の両端に突起２１が設けられている。図２に示されているように、突起２１は、端板２２のＹ方向の両側でコイル４０の端面４０ａに当接する。先に述べたように、突起２１は、フランジ部２６ａとともに、コイル４０を両側から加圧する。 The end plate 22 of the first split bobbin 20a connects the split cylinder portions 23a and 24a. A part of the end plate 22 projects like a rib on the upper side and the lower side of the ends of the split cylinder portions 23a and 24a. Of the end plate 22, the portions protruding above and below the split cylinder portions 23a and 24a are referred to as ribs 22a. The ribs 22a abut on the upper side and the lower side (both sides in the Z direction of the coordinate system in the figure) of the end faces 40a of the two coils 40, but outside the arrangement direction (Y direction) of the two coils 40. , Does not abut on the end face 40a of the coil 40. Protrusions 21 are provided at both ends of the end plate 22 in the Y direction. As shown in FIG. 2, the protrusions 21 abut on the end faces 40a of the coil 40 on both sides of the end plate 22 in the Y direction. As described above, the protrusion 21 pressurizes the coil 40 from both sides together with the flange portion 26a.
コア１０とボビン２０とコイル４０のアセンブリ３（図２）の一部は樹脂カバー５０に覆われている（図１参照）。樹脂カバー５０は、コア１０とコイル４０を保護する。ただし、コア１０とコイル４０の冷却のため、コイル４０の下部が樹脂カバー５０から露出しているとともに、樹脂カバー５０には窓５１、５２が設けられている。窓５１からはコイル４０の一部が見えており、窓５２からはコア１０の一部が見えている。図には表れていないが、コア１０の下面も樹脂カバー５０から露出している。樹脂カバー５０には、リアクトル２を他のデバイスや筐体に固定するための孔付きタブ５３が設けられている。 A part of the assembly 3 (FIG. 2) of the core 10, the bobbin 20, and the coil 40 is covered with the resin cover 50 (see FIG. 1). The resin cover 50 protects the core 10 and the coil 40. However, in order to cool the core 10 and the coil 40, the lower part of the coil 40 is exposed from the resin cover 50, and the resin cover 50 is provided with windows 51 and 52. A part of the coil 40 can be seen from the window 51, and a part of the core 10 can be seen from the window 52. Although not shown in the figure, the lower surface of the core 10 is also exposed from the resin cover 50. The resin cover 50 is provided with a tab 53 with holes for fixing the reactor 2 to another device or housing.
図１に示されているように、ボビン２０の端板２２（突起２１を含む）が樹脂カバー５０で覆われている。図４に、図１の破線IVで囲まれた範囲の断面図を示す。図４は、図中の座標系のＸＹ平面に平行な平面であって突起２１のＺ軸方向の中央を通る平面でリアクトル２をカットした断面の一部である。図４は、突起２１とその周辺の部分拡大断面図である。図４では、理解し易いように、樹脂カバー５０はグレーで示してある。 As shown in FIG. 1, the end plate 22 (including the protrusion 21) of the bobbin 20 is covered with the resin cover 50. FIG. 4 shows a cross-sectional view of the range surrounded by the broken line IV of FIG. FIG. 4 is a part of a cross section obtained by cutting the reactor 2 in a plane parallel to the XY plane of the coordinate system in the drawing and passing through the center of the protrusion 21 in the Z-axis direction. FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of the protrusion 21 and its periphery. In FIG. 4, the resin cover 50 is shown in gray for ease of understanding.
図４においても、座標系のＸ方向がボビン２０の筒部２３の軸線方向（コイル４０の軸線方向）に相当する。先に述べたように、突起２１は、コイル４０の軸線方向の一方の端面４０ａに当接する。突起２１のコイル４０に当接する側の面は、端面４０ａと平行である。一方、突起２１の軸線方向（Ｘ方向）でコイル４０から遠い側の面２１ａは、ボビン２０の筒部２３から離れるにつれてコイル４０に近づくように傾斜している。突起２１の面２１ａの傾斜によって、樹脂カバー５０の突起２１の周辺の厚みを薄くすることができる。その理由を以下で説明する。 Also in FIG. 4, the X direction of the coordinate system corresponds to the axial direction of the tubular portion 23 of the bobbin 20 (the axial direction of the coil 40). As described above, the protrusion 21 abuts on one end surface 40a in the axial direction of the coil 40. The surface of the protrusion 21 on the side that comes into contact with the coil 40 is parallel to the end surface 40a. On the other hand, the surface 21a on the side far from the coil 40 in the axial direction (X direction) of the protrusion 21 is inclined so as to approach the coil 40 as the distance from the tubular portion 23 of the bobbin 20 increases. By inclining the surface 21a of the protrusion 21, the thickness of the periphery of the protrusion 21 of the resin cover 50 can be reduced. The reason will be explained below.
樹脂カバー５０は、樹脂の射出成形で作られる。より詳しくは、樹脂カバー５０は、金型にアセンブリ３を入れた状態で樹脂を射出成形するインサート成形法によって作られる。図５に金型６０に入れたアセンブリ３の断面図を示す。図５は、図４に対応する断面を示している。従って、図５で示したキャビティＣａは、図４の樹脂カバー５０と同じ形状をしている。 The resin cover 50 is made by injection molding of resin. More specifically, the resin cover 50 is made by an insert molding method in which a resin is injection-molded with the assembly 3 placed in a mold. FIG. 5 shows a cross-sectional view of the assembly 3 placed in the mold 60. FIG. 5 shows a cross section corresponding to FIG. Therefore, the cavity Ca shown in FIG. 5 has the same shape as the resin cover 50 of FIG.
樹脂カバー５０を成形する際、金型６０のキャビティＣａに溶融樹脂が流れる。図５において面２１ａの付近の二点鎖線は、突起２１のコイル４０から遠い側の面（すなわち面２１ａ）をコイル４０に当接する面と平行にした場合を示している。図６の幅Ａは、金型６０の面２１ａに最も近い箇所と面２１ａとの距離に相当する。突起２１の面２１ａを傾斜させることによって、幅Ａを広くすることができる。その結果、樹脂カバー５０のコイル４０の端面４０ａの側の厚み（図６の幅Ｂ）を小さくしても（別言すれば、突起２１の付近でキャビティＣａの幅を狭くしても）、広い幅Ａを溶融樹脂がスムーズに流れることができる。すなわち、突起２１のコイル４０から遠い側の面２１ａを傾斜させることによって、突起２１の付近の樹脂カバー５０の厚み（図５の幅Ｂ）を小さくしても、溶融樹脂の流れ不良による歩留まりの低下を抑えることができる。突起２１の付近の樹脂カバー５０の厚み（図５の幅Ｂ）が小さくできると、樹脂カバー５０のコイル４０の端面付近のボリュームを小さくすることができる。 When molding the resin cover 50, the molten resin flows into the cavity Ca of the mold 60. In FIG. 5, the alternate long and short dash line near the surface 21a shows a case where the surface of the protrusion 21 on the side far from the coil 40 (that is, the surface 21a) is parallel to the surface in contact with the coil 40. The width A in FIG. 6 corresponds to the distance between the surface 21a and the portion closest to the surface 21a of the mold 60. The width A can be widened by inclining the surface 21a of the protrusion 21. As a result, even if the thickness (width B in FIG. 6) of the coil 40 of the resin cover 50 on the end surface 40a side is reduced (in other words, the width of the cavity Ca is narrowed near the protrusion 21). The molten resin can smoothly flow through the wide width A. That is, even if the thickness of the resin cover 50 (width B in FIG. 5) in the vicinity of the protrusion 21 is reduced by inclining the surface 21a of the protrusion 21 on the side far from the coil 40, the yield due to poor flow of the molten resin is reduced. The decrease can be suppressed. If the thickness of the resin cover 50 near the protrusion 21 (width B in FIG. 5) can be reduced, the volume near the end face of the coil 40 of the resin cover 50 can be reduced.
筒部２４の側にも同様の突起２１が設けられている。筒部２４の側の突起２１も、筒部２３の側の突起２１と同じ効果を奏する。 A similar protrusion 21 is provided on the side of the tubular portion 24. The protrusion 21 on the side of the tubular portion 24 also has the same effect as the protrusion 21 on the side of the tubular portion 23.
（変形例）図６に、突起２１の変形例を示す。ボビン２０は、実施例の突起２１の代わりに突起１２１を備えている。突起１２１は、コイル４０から遠い側の面１２１ａが平面ではなく湾曲している。ただし、面１２１ａは、湾曲はしていても、ボビン２０の筒部２３から離れるにつれてコイル４０に近づくように傾斜している。突起１２１も、先の突起２１と同様の効果を奏する。 (Modification Example) FIG. 6 shows a modification of the protrusion 21. The bobbin 20 includes a protrusion 121 instead of the protrusion 21 of the embodiment. The surface 121a on the side of the protrusion 121 far from the coil 40 is curved instead of flat. However, although the surface 121a is curved, it is inclined so as to approach the coil 40 as the distance from the tubular portion 23 of the bobbin 20 increases. The protrusion 121 also has the same effect as the previous protrusion 21.
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例のリアクトル２では、ボビン２０の軸線方向の一端（＋Ｘ方向の端）にコイル４０の端面４０ａに当接する突起２１が設けられている。ボビン２０の軸線方向の他端（−Ｘ方向の端）の側では、フランジ部２６ａがコイル４０の端面に当接する。ボビン２０の他端のフランジ部２６ａを除去し、代わりに突起（コイルの端面に当接する突起）を設けてもよい。 The points to be noted regarding the technique described in the examples will be described. In the reactor 2 of the embodiment, a protrusion 21 that abuts on the end face 40a of the coil 40 is provided at one end (the end in the + X direction) of the bobbin 20 in the axial direction. On the other end (the end in the −X direction) of the bobbin 20 in the axial direction, the flange portion 26a abuts on the end face of the coil 40. The flange portion 26a at the other end of the bobbin 20 may be removed, and a protrusion (a protrusion that abuts on the end face of the coil) may be provided instead.
実施例のリアクトル２はリング状のコア１０にボビン２０を挟んで２個のコイル４０が巻回されているタイプである。本明細書が開示する技術は、直線的な柱状のコアにボビンを挟んで１個のコイルが巻回されているタイプのリアクトルに適用してもよい。そのようなリアクトルの場合、突起はコイルの軸線方向の移動を規制する役割も担う。 The reactor 2 of the embodiment is a type in which two coils 40 are wound around a ring-shaped core 10 with a bobbin 20 sandwiched between them. The technique disclosed herein may be applied to a reactor of the type in which a single coil is wound around a linear columnar core with a bobbin sandwiched between them. In the case of such a reactor, the protrusions also play a role in regulating the axial movement of the coil.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above. The technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques illustrated in the present specification or drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and achieving one of the purposes itself has technical usefulness.
２：リアクトル
３：アセンブリ
１０：コア
１１、１２：Ｕ字コア
１３：ブロックコア
２０：ボビン
２０ａ：第１分割ボビン
２０ｂ：第２分割ボビン
２１、１２１：突起
２２、２６：端板
２２ａ：リブ
２３、２４：筒部
２６ａ：フランジ部
４０：コイル
５０：樹脂カバー
６０：金型
2: Reactor 3: Assembly 10: Core 11, 12: U-shaped core 13: Block core 20: Bobbin 20a: First split bobbin 20b: Second split bobbin 21, 121: Protrusion 22, 26: End plate 22a: Rib 23 , 24: Cylinder 26a: Flange 40: Coil 50: Resin cover 60: Mold
Claims (1)
前記コアが挿通されている筒状のボビンと、
前記ボビンに巻回されているコイルと、
前記コアと前記ボビンと前記コイルのアセンブリの少なくとも一部を覆っている樹脂カバーと、
を備えており、
前記ボビンには、筒部の軸線方向の少なくとも一端に前記コイルの端面に当接する突起が設けられているとともに、前記突起の前記コイルから遠い側の面が前記筒部から離れるにつれて前記コイルに近づくように傾斜しており、
前記突起が前記樹脂カバーで覆われている、リアクトル。 With the core
A tubular bobbin through which the core is inserted and
The coil wound around the bobbin and
A resin cover covering at least a part of the core, the bobbin, and the coil assembly.
Is equipped with
The bobbin is provided with a protrusion that abuts on the end surface of the coil at at least one end in the axial direction of the cylinder portion, and the surface of the protrusion far from the coil approaches the coil as the distance from the cylinder portion increases. Inclined like
A reactor in which the protrusions are covered with the resin cover.
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