JP6018763B2 - Reactor - Google Patents
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Description
本発明は、ノイズフィルタ機能を有するリアクトルに関する。 The present invention relates to a reactor having a noise filter function.
コイルを用いた受動素子であるリアクトルは、各種電力機器に様々な形で利用されている。 A reactor, which is a passive element using a coil, is used in various forms for various electric power devices.
リアクトルに求められている機能の一つに、電気・電子回路や電源部などの高周波ノイズを低減させる、ノイズフィルタとしての効果がある。 One of the functions required for the reactor is an effect as a noise filter that reduces high-frequency noise in an electric / electronic circuit or a power supply unit.
従来のノイズフィルタの一例として、特許文献１には、長手方向を有するシート状の一対の電極を誘電体と絶縁体を介在させ積層して巻回したノイズフィルタであって、長手方向の一方の端部から他方の端部にかけて、インダクタンス成分とキャパシタンス成分と抵抗成分とが連続的に変化するような形状に一対の電極と誘電体と絶縁体とを形成することで、入力端子と出力端子との間のキャパシタンス等を連続的に変化させた分布定数型のノイズフィルタの構成が開示されている。 As an example of a conventional noise filter, Patent Document 1 discloses a noise filter in which a pair of sheet-like electrodes having a longitudinal direction is laminated and wound with a dielectric and an insulator interposed therebetween. By forming a pair of electrodes, a dielectric, and an insulator in a shape in which an inductance component, a capacitance component, and a resistance component continuously change from one end to the other end, an input terminal, an output terminal, A configuration of a distributed constant type noise filter in which the capacitance between the two is continuously changed is disclosed.
特許文献１の構成では、電極の幅を連続して変化させたり、電極に貫通穴を開けたりすることでキャパシタンス等を変化させているが、いずれも電極の電気抵抗が増加するため、ノイズフィルタを通過させるべき電力に大きな損失が生じるという課題がある。 In the configuration of Patent Document 1, the capacitance or the like is changed by continuously changing the width of the electrode or by opening a through hole in the electrode. There is a problem that a large loss occurs in the power to be passed.
従って本発明の目的は、電力の損失を抑えたノイズフィルタ機能を有するリアクトルを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a reactor having a noise filter function with reduced power loss.
上記課題を本発明は、導体シートと、端子部と、絶縁セパレータと軟磁性コアを備え、導体シートと絶縁セパレータを重ねて巻き回したコイルを構成し、コイルは、軟磁性コアの少なくとも一部に巻き回され、導体シートは、巻き回し方向に対する直角方向の幅が巻き始め端部から巻き終わり端部の全範囲で等しく、導体シートは、前記巻き回し方向に対して直角となる幅方向の全範囲で等しい厚さであり、少なくとも導体シートにおける巻き始め部と巻き終わり部の各々に端子部が設けられ、導体シートの巻き回し方向に対する静電容量は、導体シートの少なくとも一部において異なるリアクトルにより解決する。 The present invention provides a coil comprising a conductor sheet, a terminal portion, an insulating separator, and a soft magnetic core , wherein the conductor sheet and the insulating separator are overlapped and wound, and the coil is at least part of the soft magnetic core. The conductor sheet has the same width in the direction perpendicular to the winding direction in the entire range from the winding start end to the winding end end, and the conductor sheet has a width direction perpendicular to the winding direction. The thickness of the conductor sheet is equal in all ranges, and terminal portions are provided at least at the winding start portion and the winding end portion of the conductor sheet, respectively, and the capacitance with respect to the winding direction of the conductor sheet is different in at least a part of the conductor sheet. To solve.
なお、導体シートの巻き回し方向に対して、絶縁セパレータの枚数、誘電率、厚さの少なくとも１つが絶縁セパレータの少なくとも一部において異なってもよい。 Note that at least one of the number, the dielectric constant, and the thickness of the insulating separator may be different in at least a part of the insulating separator with respect to the winding direction of the conductor sheet.
また、導体シートと絶縁セパレータを重ねて３回以上巻き回したコイルを構成し、導体シートと厚み方向において隣接する他の導体シートとの間隔は、コイルの少なくとも一部において異なってもよい。 Further, a coil in which the conductor sheet and the insulating separator are overlapped and wound three or more times is configured, and the distance between the conductor sheet and another conductor sheet adjacent in the thickness direction may be different in at least a part of the coil.
また、さらに端子部の位置に対応した貫通穴が空いている絶縁性の端子位置規制板と、絶縁性で板状の端子台を備え、コイルにおける巻軸方向端面上に端子位置規制板を配し、端子部は、貫通穴に挿入され、端子台に固定されることで、貫通穴と端子台により端子部の位置が規制されていてもよい。 In addition, an insulating terminal position restricting plate having a through hole corresponding to the position of the terminal portion and an insulating plate-like terminal block are provided, and the terminal position restricting plate is arranged on the end surface in the winding direction of the coil. And the position of a terminal part may be regulated by a through hole and a terminal block by being inserted in a through hole and being fixed to a terminal block.
また、リアクトルのインピーダンスを極大とする共振周波数が、リアクトルへ通電する電流の周波数分布の中で最大の成分を持つ信号周波数の２倍以上であってもよい。 Further, the resonance frequency at which the impedance of the reactor is maximized may be twice or more the signal frequency having the maximum component in the frequency distribution of the current flowing through the reactor.
また、軟磁性コアがリアクトルのインピーダンスを極大とする共振周波数中心において虚部透磁率μ”を有していてもよい。
Also, it may have a imaginary part permeability mu "at the resonance frequency center of the soft magnetic core is a maximum impedance of the reactor.
また、導体シートと、 端子部と、絶縁セパレータを有し、導体シートと絶縁セパレータを重ねて巻き回して構成され、導体シートは、巻き回し方向に対する直角方向の幅が巻き始め端部から巻き終わり端部にかけての全範囲で等しく、導体シートは、巻き回し方向に対して直角となる幅方向の全範囲で等しい厚さであり、少なくとも前記導体シートにおける巻き始め部と巻き終わり部の各々に端子部が設けられた複数のコイルと、軟磁性コアを備え、コイルは軟磁性コアを巻き軸とするよう取り付けられ、複数のコイルは、互いの静電容量、インダクタンスのうち、少なくともいずれかが異なるリアクトルであってもよい。 In addition, it has a conductor sheet, a terminal part, and an insulating separator, and is formed by winding the conductor sheet and the insulating separator in a pile. The conductor sheet has a width in a direction perpendicular to the winding direction from the winding start end to the winding end. The conductor sheet has the same thickness in the entire range in the width direction perpendicular to the winding direction, and the terminals are at least at the winding start portion and the winding end portion of the conductor sheet. A plurality of coils provided with a portion and a soft magnetic core, and the coils are attached so that the soft magnetic core is a winding axis, and the plurality of coils are different from each other in at least one of capacitance and inductance. A reactor may be used.
本発明により、電力の損失を抑えたノイズフィルタ機能を有するリアクトルを提供することが可能となった。 According to the present invention, it is possible to provide a reactor having a noise filter function that suppresses power loss.
本発明は、例えば、導体シートと、端子部と、絶縁セパレータを備え、導体シートと絶縁セパレータを重ねて巻き回したコイルを構成し、導体シートは、巻き回し方向に対する直角方向の幅が全範囲で等しく、導体シートは、巻き回し方向に対して直角となる幅方向の全範囲で等しい厚さであり、少なくとも導体シートにおける巻き始め部と巻き終わり部の各々に端子部が設けられ、導体シートの巻き回し方向に対する静電容量は、導体シートの少なくとも一部において異なるリアクトルの実施形態を取り得る。 The present invention comprises, for example, a coil including a conductor sheet, a terminal portion, and an insulating separator, and the conductor sheet and the insulating separator are overlapped and wound, and the conductor sheet has a full width in the direction perpendicular to the winding direction. The conductor sheet has the same thickness in the entire range in the width direction perpendicular to the winding direction, and at least a terminal portion is provided at each of the winding start portion and winding end portion of the conductor sheet, and the conductor sheet Capacitance with respect to the winding direction can take different reactor embodiments in at least a portion of the conductor sheet.
コイルにおける導体シートに対して、特許文献１に記載されたような貫通穴を設けずに、巻き始めから巻き終わりまで導体シートの幅寸法を等しくし、導体シートの厚さを幅方向及び巻き回し方向に対して等しくすることで、導体シートの断面積を可能な限り大きく取ることができ、リアクトルへの通電電流に対する直流抵抗を最小限に抑えることができる。 For the conductor sheet in the coil, without providing a through hole as described in Patent Document 1, the width dimension of the conductor sheet is made equal from the start of winding to the end of winding, and the thickness of the conductor sheet is adjusted in the width direction and winding. By making it equal to the direction, the cross-sectional area of the conductor sheet can be made as large as possible, and the direct current resistance to the energization current to the reactor can be minimized.
加えて絶縁セパレータの材質及び厚み、若しくは導体シートの層間ギャップなどを巻き回し方向に対して異ならせ、変化させ、不均一とすることで、導体シートの巻き回し方向に対する静電容量を不均一なものとなり、リアクトルのインダクタンスと静電容量によってインピーダンスが極大となる共振周波数に分布を持たせる。 In addition, by making the material and thickness of the insulating separator or the interlayer gap of the conductor sheet different, changing and non-uniform with respect to the winding direction, the capacitance with respect to the winding direction of the conductive sheet is non-uniform. Therefore, a distribution is given to the resonance frequency at which the impedance is maximized by the inductance and capacitance of the reactor.
すなわち、共振周波数が単一のものではなく分布を持たせることが可能となるため、除去すべきノイズ信号の周波数帯域に共振周波数の分布を合わせることで、ノイズ信号のみを阻止するリアクトルとすることができる。 In other words, since the resonance frequency can be distributed instead of a single one, a reactor that blocks only the noise signal can be obtained by matching the distribution of the resonance frequency to the frequency band of the noise signal to be removed. Can do.
なお、導体シートと絶縁セパレータを巻き回す際、本実施形態では絶縁セパレータの枚数、厚さまたは誘電率若しくは導体シートの層間ギャップを変化させ、巻き回し方向に対する導体シート各部の静電容量をあえて不均一なものとしている。このように不均一な構成とすることで、直流抵抗を最小限に抑えつつ、広い周波数帯域でノイズ信号を阻止するリアクトルとすることができる。 In this embodiment, when winding the conductor sheet and the insulating separator, in this embodiment, the number, thickness, or dielectric constant of the insulating separator or the interlayer gap of the conductor sheet is changed, and the capacitance of each part of the conductor sheet with respect to the winding direction is deliberately changed. It is assumed to be uniform. With such a non-uniform configuration, it is possible to provide a reactor that blocks noise signals in a wide frequency band while minimizing DC resistance.
例えば、導体シートの静電容量がコイル巻き始め部分で大きく、コイル巻き終わり部分で小さいときには、リアクトルの共振周波数が２つ生じる。この場合、低い方の共振周波数ではコイル巻き始め部分が共振し、高い方の共振周波数ではコイル巻き終わり部分が共振する。 For example, when the electrostatic capacitance of the conductor sheet is large at the coil winding start portion and small at the coil winding end portion, two resonance frequencies of the reactor are generated. In this case, the coil winding start portion resonates at a lower resonance frequency, and the coil winding end portion resonates at a higher resonance frequency.
すなわち、本実施形態のリアクトルは、全体として、コイルによるインダクタンスと導体シート層間の静電容量による並列共振回路が直列に接続されている回路とほぼ等価と見なせることから、コイル巻き回し方向に対する静電容量が異なる場合には、複数の共振周波数が存在することとなる。 That is, the reactor of the present embodiment as a whole can be regarded as being almost equivalent to a circuit in which a parallel resonant circuit including an inductance by a coil and a capacitance between conductor sheet layers is connected in series. When the capacities are different, there are a plurality of resonance frequencies.
本発明の実施形態としては、さらに、導体シートの巻き回し方向に対する絶縁セパレータの枚数、誘電率、厚さの少なくとも１つが、前記絶縁セパレータの少なくとも一部において異なるリアクトルであってもよい。 As an embodiment of the present invention, a reactor in which at least one of the number, the dielectric constant, and the thickness of the insulating separator with respect to the winding direction of the conductor sheet is different in at least a part of the insulating separator may be used.
厚さや誘電率が不均一な絶縁セパレータを用いても良いが、他には、例えば、コイル巻き始め、巻き終わり、もしくは巻き回し途中の絶縁セパレータ上へ誘電材料を設けることでも、絶縁セパレータの厚さや誘電率を異ならせ、変化させ、不均一とすることができる。 Insulating separators with non-uniform thickness and dielectric constant may be used, but other methods such as providing a dielectric material on the insulating separator at the beginning, end or end of winding of the coil may also be used. The sheath dielectric constant can be varied, varied, and non-uniform.
なお、絶縁セパレータ上へ設ける誘電材料が結合性、粘着性、接着性のいずれかを有していれば、導体シートと絶縁セパレータの間が固定され、コイルの形態を保持することができるため、望ましい。 In addition, if the dielectric material provided on the insulating separator has any one of bondability, adhesiveness, and adhesiveness, the conductor sheet and the insulating separator can be fixed and the shape of the coil can be maintained. desirable.
他に、巻き回し方向の長さが互いに異なる２枚以上の絶縁セパレータを重ね、導体シートと共に巻き回すことでも絶縁セパレータの厚さや誘電率を不均一とすることができる。 In addition, it is possible to make the thickness and dielectric constant of the insulating separator non-uniform by stacking two or more insulating separators having different lengths in the winding direction and winding them together with the conductor sheet.
この場合、短い方の絶縁セパレータの誘電率や厚さ、巻き回し方向の長さを調整することで、簡単に共振周波数の分布を設定することができる。 In this case, the resonance frequency distribution can be easily set by adjusting the dielectric constant and thickness of the shorter insulating separator and the length in the winding direction.
本発明の実施形態としては、さらに、導体シートと絶縁セパレータを重ねて３回以上巻き回したコイルを構成し、導体シートと厚み方向において隣接する他の導体シートとの間隔は、コイルの少なくとも一部において異なるリアクトルであってもよい。 As an embodiment of the present invention, a coil in which a conductor sheet and an insulating separator are stacked and wound three or more times is configured, and the distance between the conductor sheet and another conductor sheet adjacent in the thickness direction is at least one of the coils. A different reactor may be sufficient in a part.
例えば、コイルを巻き回す際、導体シートと絶縁セパレータの張力を変化させることで、導体シートの層間ギャップを異ならせ、変化させ、不均一とすることができる。 For example, when the coil is wound, by changing the tension between the conductor sheet and the insulating separator, the interlayer gap of the conductor sheet can be varied and changed to be non-uniform.
特に、巻き始めの張力を弱く、巻き回しを進めるにつれて張力を強くしてゆくと、さらに導体シートや絶縁セパレータが巻き始めの固定治具より外れるのを防ぐことも可能となるため、望ましい。この場合、コイル内側における導体シートの層間ギャップが最も広く、コイル外側にゆくに従って導体シートの層間ギャップが狭くなってゆく。なお、導体シートのばね性によって、コイル内側における導体シートの層間ギャップを広げる力が働き、導体シート層間ギャップの不均一さを保持する力として作用する。 In particular, it is desirable to reduce the tension at the start of winding and increase the tension as the winding is advanced, since it is possible to further prevent the conductor sheet and the insulating separator from coming off from the fixing jig at the start of winding. In this case, the interlayer gap of the conductor sheet on the inner side of the coil is the widest, and the interlayer gap of the conductor sheet becomes narrower toward the outer side of the coil. In addition, the force which expands the interlayer gap of the conductor sheet inside a coil acts by the spring property of a conductor sheet, and acts as a force which maintains the nonuniformity of a conductor sheet interlayer gap.
他に、コイル巻き始め、巻き終わり、もしくは巻き回し途中の絶縁セパレータ上へ粘着性もしくは接着性を有する誘電材料を設け、さらにコイル巻き始め、もしくは巻き終わりで絶縁セパレータ上へ粘着性もしくは接着性を有する誘電材料を設けずに導体シートと絶縁セパレータの張力を弱くして巻き回すことで、コイル巻き始め、もしくは巻き終わりにおける導体シートの層間ギャップが広がることで導体シート層間ギャップに変化を持たせし、同時にコイルの形態を保持する構成が可能となる。 In addition, a dielectric material having adhesiveness or adhesiveness is provided on the insulating separator at the beginning, end or end of winding of the coil, and the adhesiveness or adhesiveness is further applied on the insulating separator at the beginning or end of winding. By reducing the tension between the conductor sheet and the insulating separator without providing the dielectric material, the conductor sheet interlayer gap is changed by widening the interlayer gap of the conductor sheet at the beginning or end of coil winding. At the same time, a configuration in which the form of the coil is maintained is possible.
本実施形態におけるリアクトルは、通電電流の時間平均値が１０Ａを超え、周波数が１０〜３００ｋＨｚの範囲で、通電電流の高調波をノイズとして除去するリアクトルに対して好適に使用することができる。 The reactor in the present embodiment can be suitably used for a reactor that removes harmonics of the energized current as noise when the time average value of the energized current exceeds 10 A and the frequency is in the range of 10 to 300 kHz.
本発明の実施形態としては、さらに、端子部の位置に対応した貫通穴が空いている絶縁性の端子位置規制板と、絶縁性で板状の端子台を備え、コイルにおける巻軸方向端面上に端子位置規制板を配し、端子部は、貫通穴に挿入され、端子台に固定されることで、貫通穴と端子台により端子部の位置が規制されているリアクトルであってもよい。 As an embodiment of the present invention, an insulating terminal position restricting plate having a through hole corresponding to the position of the terminal portion and an insulating plate-like terminal block are further provided on the end surface in the winding axis direction of the coil. A reactor in which the position of the terminal portion is regulated by the through hole and the terminal block may be provided by arranging a terminal position regulating plate on the terminal block and the terminal portion being inserted into the through hole and fixed to the terminal block.
コイルより引き回されている端子部は、その根元の位置が端子位置規制板の貫通穴により規制され、その先端の位置が端子台に固定されることとなる。 The terminal portion routed from the coil has its root position regulated by the through hole of the terminal position regulating plate, and its tip position is fixed to the terminal block.
端子部の位置が規制されることにより、コイルと端子部の位置関係も規制されるため、振動等による端子部の位置変動を抑制することができ、端子部付近の導体シートにおける層間ギャップの変動抑制に繋がる。 By restricting the position of the terminal part, the positional relationship between the coil and the terminal part is also restricted, so that fluctuations in the position of the terminal part due to vibration or the like can be suppressed, and fluctuations in the interlayer gap in the conductor sheet near the terminal part It leads to suppression.
従って、端子部の位置を規制することにより、共振周波数の分布変動を抑制することができる。 Therefore, by regulating the position of the terminal portion, it is possible to suppress fluctuations in the distribution of the resonance frequency.
本発明の実施形態としては、さらに、リアクトルのインピーダンスを極大とする共振周波数が、リアクトルへ通電する電流の周波数分布の中で最大の成分を持つ周波数の２倍以上であるものであってもよい。 As an embodiment of the present invention, the resonance frequency that maximizes the impedance of the reactor may be more than twice the frequency having the largest component in the frequency distribution of the current flowing to the reactor. .
上記共振周波数に設定したリアクトルは、伝達信号としての基本周波数成分を通過させ、基本周波数の２倍以上の周波数を持つ高調波成分をノイズ信号として阻止する機能を有する。 The reactor set to the resonance frequency has a function of allowing a fundamental frequency component as a transmission signal to pass therethrough and blocking a harmonic component having a frequency twice or more the fundamental frequency as a noise signal.
なお、本実施形態におけるリアクトルに通電される信号は、昇圧、降圧、変圧を目的とする電力信号及びノイズ除去を目的とする電力信号を含む。 In addition, the signal energized to the reactor in the present embodiment includes a power signal for boosting, stepping down, and transforming, and a power signal for noise removal.
本発明の実施形態としては、さらに、軟磁性コアを備え、コイルは、軟磁性コアの少なくとも一部に巻き回され、軟磁性コアがリアクトルのインピーダンスを極大とする共振周波数中心においてμ”を有するリアクトルであってもよい。 As an embodiment of the present invention, a soft magnetic core is further provided, and the coil is wound around at least a part of the soft magnetic core, and the soft magnetic core has μ ″ at the resonance frequency center that maximizes the impedance of the reactor. A reactor may be used.
インピーダンスが極大となる共振周波数では、ノイズ信号によりコイル周辺へ交流磁場が生じ、ノイズ信号のエネルギーはコイル周辺の空間の磁気エネルギーとして蓄積される。コイルに近接する軟磁性コアがμ”を有していれば、蓄積された磁気エネルギーを軟磁性コアで熱エネルギーへ変換することができるため、ノイズ信号のエネルギーをリアクトル外部へ漏らさずに熱へと変換することができる。 At the resonance frequency at which the impedance is maximized, an AC magnetic field is generated around the coil by the noise signal, and the energy of the noise signal is accumulated as magnetic energy in the space around the coil. If the soft magnetic core close to the coil has μ ”, the accumulated magnetic energy can be converted into thermal energy by the soft magnetic core, so that the noise signal energy can be transferred to heat without leaking outside the reactor. And can be converted.
なお、リアクトルの共振周波数中心と軟磁性コアのμ”が最大となる周波数が近接、もしくは一致していれば、このようなノイズ信号エネルギーの熱への変換がより効果的に行えるため、望ましい。 Note that it is desirable that the frequency at which the resonant frequency center of the reactor and the frequency at which μ ″ of the soft magnetic core is maximized are close or coincide with each other, because such conversion of noise signal energy into heat can be performed more effectively.
（実施形態１）
本発明における実施形態の一例について、図面と共に詳細な説明を行う。
(Embodiment 1)
An example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明におけるリアクトルの一例を示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an example of a reactor in the present invention.
図１におけるリアクトルは、コイル１と、図示されない軟磁性コアと、絶縁性の端子位置規制板２と、絶縁板２０と、板状の端子台３と、外部接続電極３０と、フレーム４１と、蓋４２と、基板や筐体に取り付けるねじ穴を備えた取付部４３により構成されている。
1 includes a coil 1, a soft magnetic core (not shown), an insulating terminal
リアクトルの組み立て方法の一例を説明する。 An example of the reactor assembly method will be described.
まず、コイル１は図示されない絶縁セパレータと導体シートを重ねて巻き回すことで作成する。導体シートの巻き始めと巻き終わりの端部からは図示されない端子部が引き回されている。 First, the coil 1 is formed by overlapping and winding an insulating separator (not shown) and a conductor sheet. A terminal portion (not shown) is routed from the winding start and winding end portions of the conductor sheet.
次に、図示されない軟磁性コアはコの字型形状を２つ組み合わせたロの字型であり、一方のコの字型軟磁性コアに２つのコイル１、及び端子位置規制板２、絶縁板２０を取付け、さらに他方のコの字型軟磁性コアを取付けることで、ロの字型軟磁性コアに２つのコイル１が取付けられた構成を組み立てる。
Next, a soft magnetic core (not shown) has a square shape combining two U-shaped shapes. One of the U-shaped soft magnetic cores has two coils 1, a terminal
次に、上記組み立て品の軟磁性コア部分を取付部４３の設けられたフレーム４１と、蓋４２により挟み込み固定する。
Next, the soft magnetic core portion of the assembly is sandwiched and fixed by the
最後に蓋４２に端子台３を固定し、コイル１より引き回された端子部を端子台３の外部接続電極３０と接続することでリアクトルの組み立てが完了する。
Finally, the
なお、図１におけるリアクトルは２つのコイル１が軟磁性コアに取り付けられた構成となっている。２つのコイル１両端からの端子部はそれぞれ端子台３の外部接続電極３０に接続されるため、４つの外部接続電極３０には２つのコイル１の端子部がそれぞれ接続されていることとなる。
In addition, the reactor in FIG. 1 has a configuration in which two coils 1 are attached to a soft magnetic core. Since the terminal portions from both ends of the two coils 1 are connected to the
２つのコイル１について、互いの巻き数や絶縁セパレータの材質等を異ならせることで、互いの静電容量、インダクタンスのうち、少なくともいずれかを異ならせ、互いの共振周波数を異ならせるよう設定した上で、２つのコイル１を互いに直列接続するよう構成することで、２つの共振点を有するリアクトルとすることができる。なお、本発明のリアクトルは図１の構成に限られず、コイル１を３つ以上直列接続するよう構成してもよい。 For the two coils 1, the number of turns and the material of the insulating separator are made different so that at least one of the mutual capacitance and inductance is made different and the resonance frequency is made different. Thus, by configuring the two coils 1 to be connected in series with each other, a reactor having two resonance points can be obtained. In addition, the reactor of this invention is not restricted to the structure of FIG. 1, You may comprise so that three or more coils 1 may be connected in series.
ここで、導体シートと端子部の材質をアルミ、外部接続電極３０の材質を銅で構成する場合は、アルミと銅の接合部を樹脂等で被覆することで、接合部に生じる電位差による腐食を防ぐことができる。
Here, when the material of the conductor sheet and the terminal portion is made of aluminum and the material of the
図２は、本発明におけるリアクトルの一例を示す部分断面図である。すなわち図２は、図１におけるａ−ａ’−ａ’’−ａ’’’平面の断面図である。 FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an example of a reactor in the present invention. That is, FIG. 2 is a cross-sectional view of the a-a′-a ″ -a ″ ″ plane in FIG. 1.
図２におけるコイルは、軟磁性コア１０に対して絶縁セパレータ１１と導体シート１２が周回するよう巻き回され、構成されている。
The coil in FIG. 2 is configured by winding the insulating
導体シート１２は、巻き回し方向、及び巻き回し方向に直角となる幅方向の全範囲で厚さが等しく、貫通穴は空けられていない。また、導体シート１２の幅寸法は、巻き始めから巻き終わりの全範囲で等しい。
The
ここで、絶縁セパレータの厚さや誘電率、図２の径方向における隣り合う導体シート１２間の層間ギャップが巻き回し方向に対して変化させれば、導体シートの巻き回し方向に対する静電容量は、導体シートの少なくとも一部において不均一とすれば、１つのコイルのみで構成した リアクトルであっても、共振周波数に分布を持たせることが可能となる。
Here, if the thickness and dielectric constant of the insulating separator and the interlayer gap between the
なお、導体シートとしては、銅箔、アルミ箔その他の金属箔が例示されるが、これに限られず巻き回してコイルが形成できるシート状の導体であればこれに含まれる。導体シートとしては、軽さと耐腐食性の面からアルミ箔が望ましく、その厚さは２０〜２００μｍが望ましく、５０μｍ〜１５０μｍがより望ましい。 In addition, although copper foil, aluminum foil, and other metal foils are illustrated as a conductor sheet, it is not restricted to this, If it is a sheet-like conductor which can be wound and can form a coil, it will be contained in this. As the conductor sheet, an aluminum foil is desirable in terms of lightness and corrosion resistance, and the thickness is desirably 20 to 200 μm, and more desirably 50 μm to 150 μm.
また、放熱性を高めるため、導体シートの表面積を、断面積が同じ丸線の１０倍以上が望ましく、２０倍以上とするのがより望ましい。 Moreover, in order to improve heat dissipation, the surface area of the conductor sheet is desirably 10 times or more, and more desirably 20 times or more that of a round wire having the same cross-sectional area.
また、コイルは導体シートを巻き回した構成としているため、抵抗損失などによりコイル内部で発熱した場合でも、導体シートの幅方向端部まで熱伝導が起こり、コイルの巻き軸方向端面より放熱することができる。 In addition, since the coil has a configuration in which a conductor sheet is wound, even when heat is generated inside the coil due to resistance loss or the like, heat conduction occurs to the end in the width direction of the conductor sheet, and heat is radiated from the end surface in the winding axis direction of the coil. Can do.
また、絶縁セパレータとしては、紙、耐熱接着剤を含浸した紙、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ポリアミドイミド等が例示されるが、これに限られない。なお、絶縁セパレータとして耐熱性が必要とされる場合には、ＰＰ（ポリプロピレン）、ポリアミドイミドが望ましい。その厚さは３５〜２００μｍが望ましく、５０μｍ〜１５０μｍがより望ましい。 Examples of the insulating separator include paper, paper impregnated with a heat resistant adhesive, PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), PP (polypropylene), and polyamideimide, but are not limited thereto. In addition, PP (polypropylene) and polyamideimide are desirable when heat resistance is required as the insulating separator. The thickness is desirably 35 to 200 μm, and more desirably 50 to 150 μm.
また、リアクトルへ通電する電流の周波数が１００ｋＨｚ以上であれば、絶縁セパレータの誘電率は、１０以下とすることが望ましい。 Further, if the frequency of the current flowing through the reactor is 100 kHz or more, the dielectric constant of the insulating separator is desirably 10 or less.
軟磁性コアは、コイルが１〜２個であればＵ字型コアを２つ組み合わせて構成でき、コイルが１〜３個であればＥ字型コアを２つ組み合わせて構成できる。軟磁性コアは、アモルファス箔帯の積層、Ｆｅ−Ｓｉ粉末の圧縮等により作成できるがこれに限られない、また、磁気ギャップを一箇所以上設け、インダクタンスを調整してもよい。 The soft magnetic core can be configured by combining two U-shaped cores if the number of coils is 1-2, and can be configured by combining two E-shaped cores if the number of coils is 1-3. The soft magnetic core can be formed by lamination of amorphous foil strips, compression of Fe—Si powder, or the like, but is not limited to this, and one or more magnetic gaps may be provided to adjust the inductance.
（実施形態２）
図３は、本発明におけるリアクトルの一例を示す部分断面図である。すなわち図３は実施形態１における図２の変形例である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing an example of a reactor in the present invention. That is, FIG. 3 is a modification of FIG. 2 in the first embodiment.
図３におけるコイルは、軟磁性コア１０に対して絶縁セパレータ１１１、１１２、１１３、１１４、１１５と導体シート１２１、１２２、１２３、１２４、が内側より交互に周回するよう巻き回され、構成されている。
The coil in FIG. 3 is wound around the soft
さらに、絶縁セパレータ１１２と導体シート１２２が誘電材料１３１、導体シート１２２と絶縁セパレータ１１３が誘電材料１３２、絶縁セパレータ１１３と導体シート１２３が誘電材料１３３、導体シート１２３と絶縁セパレータ１１４が誘電材料１３４によりそれぞれ結合している。
Further, the insulating
ここで誘電材料１３１、１３２、１３３、１３４は、導体シートもしくは絶縁セパレータ上に、接着剤もしくは粘着材を塗布することにより設けてもよい。
Here, the
上記構成により、例えば導体シート１２１と導体シート１２２の間に絶縁セパレータ１１２と誘電材料１３１が挟まれているのに対し、導体シート１２２と導体シート１２３の間には絶縁セパレータ１１３と誘電材料１３２、１３３が挟まれているため、導体シート１２１と導体シート１２２の間の静電容量と、導体シート１２２と導体シート１２３の間の静電容量が相違することとなる。
With the above configuration, for example, the insulating
従って、上記実施形態２の構成によってもリアクトルの共振周波数に分布を持たせることが可能となる。 Therefore, even with the configuration of the second embodiment, it is possible to have a distribution in the resonance frequency of the reactor.
（実施形態３）
図４は、本発明におけるリアクトルの一例を示す部分断面図である。すなわち図４は実施形態１における図２の変形例である。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing an example of a reactor in the present invention. That is, FIG. 4 is a modification of FIG. 2 in the first embodiment.
図４におけるコイルは、軟磁性コア１０に対して絶縁セパレータ１１、１４と導体シート１２が周回するよう巻き回され、構成されている。
The coil in FIG. 4 is configured by winding the insulating
絶縁セパレータ１４は、巻き回し２回目途中までの長さしかない。従って、導体シート１２の巻き回し１回目と２回目の間には絶縁セパレータ１１、１４の２層が挟まれているのに対し、巻き回し３回目と４回目及びそれ以降は絶縁セパレータ１１の１層のみが挟まれている。すなわち、導体シート１２の巻き回し１回目と２回目の間の静電容量と巻き回し３回目と４回目及びそれ以降の静電容量が相違する。
The insulating
従って、上記実施形態３の構成によってもリアクトルの共振周波数に分布を持たせることが可能となる。 Therefore, even with the configuration of the third embodiment, it is possible to give a distribution to the resonance frequency of the reactor.
（実施形態４）
図５は、本発明におけるリアクトルの一例を示す部分断面図である。すなわち図５は実施形態１における図２の変形例である。
(Embodiment 4)
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing an example of a reactor in the present invention. That is, FIG. 5 is a modification of FIG. 2 in the first embodiment.
図５におけるコイルは、軟磁性コア１０に対して絶縁セパレータ１１と導体シート１２が周回するよう巻き回され、構成されている。
The coil in FIG. 5 is formed by winding the insulating
さらに、図５における導体シート１２の巻き回し１回目と２回目の間の層間ギャップｗ１は、巻き回し３回目と４回目の間の層間ギャップｗ２よりも大きくなるよう構成されている。
Further, the interlayer gap w1 between the first and second winding of the
上記構成により、導体シート１２１、導体シート１２２の間と導体シート１２２、導体シート１２３の間は、挟まれている絶縁セパレータ１１が１層という点では同じであるが、層間ギャップが異なるため、静電容量が相違することとなる。
With the above configuration, the insulating
従って、上記実施形態３の構成によってもリアクトルの共振周波数に分布を持たせることが可能となる。 Therefore, even with the configuration of the third embodiment, it is possible to give a distribution to the resonance frequency of the reactor.
なお、層間ギャップを不均一にするには、コイル巻き回し時の絶縁セパレータ１１と導体シート１２の張力を変化させたり、巻き回されたコイルを巻きほどいたりする方法が例示されるが、これに限られない。
In order to make the interlayer gap non-uniform, there are exemplified methods of changing the tension of the insulating
（実施形態５）
図６は、本発明におけるリアクトルの一例を示す部分断面図である。すなわち図３は実施形態１における図２の変形例である。
(Embodiment 5)
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing an example of a reactor in the present invention. That is, FIG. 3 is a modification of FIG. 2 in the first embodiment.
図６におけるコイルは、軟磁性コア１０に対して絶縁セパレータ１１１、１１２、１１３、１１４、１１５と導体シート１２１、１２２、１２３、１２４、が内側より交互に周回するよう巻き回され、構成されている。
The coil in FIG. 6 is wound around the soft
実施形態２と同様に誘電材料１３１、１３２、１３３、１３４が設けられているが、さらに、実施形態４と同様の方法で図６における導体シート１２１と導体シート１２２の間の層間ギャップｗ１と、導体シート１２３と導体シート１２４の間の層間ギャップｗ２を相違させている。
導体シート１２１、導体シート１２２の間と、導体シート１２３、導体シート１２４の間は層間ギャップが相違し、挟まれている絶縁セパレータ及び誘電材料の構成も異なる。
The interlayer gap is different between the
特に、誘電材料１３２、１３３により導体シート１２３と導体シート１２４の間が結合しているため、層間ギャップの差は実施形態４の場合よりも大きくなる上、誘電材料も挟み込まれているため、実施形態２や実施形態４の場合よりも静電容量の差は大きなものとなる。
In particular, since the
従って、上記実施形態５の構成によってもリアクトルの共振周波数に分布を持たせることが可能となる。 Therefore, even with the configuration of the fifth embodiment, it is possible to have a distribution in the resonance frequency of the reactor.
（実施形態６）
図７は、本発明における端子位置規制板を示す上面図である。
(Embodiment 6)
FIG. 7 is a top view showing a terminal position regulating plate according to the present invention.
端子位置規制板２は、貫通穴２１、２２が空けられている。
The terminal
コイル内周部１４１から引出された端子部１５１は、端子位置規制板２の貫通穴２１を通過し、端子台３の外部接続電極３０１に接続されている。また、コイル外周部１４２から引出された端子部１５２は、端子位置規制板２の貫通穴２２を通過し、端子台３の外部接続電極３０２に接続されている。
The
ここで、貫通穴２１は、コイル内周部１４１の中でも外部接続電極３０１に最も近い位置に設けられている。貫通穴２２も同様にコイル外周部１４２の中でも外部接続電極３０２に最も近い位置に設けられている。
Here, the through
このように構成することで、端子部１５１、１５２に対して、外部接続電極３０１、３０２、または貫通穴２１、２２により引っ張られても、主にコイルの径方向に引っ張られた力として作用するため、コイルを巻き締めたり、巻き解いたりする力とはならず、コイル形態の安定性、ひいてはリアクトルの共振周波数分布の変動を抑止することにも繋がる。
With this configuration, even when the
（実施形態７）
図８は、本発明における端子位置規制板を示す上面図である。すなわち、図８は図７の変形例である。
(Embodiment 7)
FIG. 8 is a top view showing the terminal position regulating plate in the present invention. That is, FIG. 8 is a modification of FIG.
実施形態６とは、貫通穴２２の位置が異なっている。
The position of the through
例えば、実施形態５に記載された誘電材料によってコイル外周部１４２付近の導体シートを固定することなどにより、コイル外周部１４２に巻き締める力が作用しても共振周波数分布が変動しない構成になっていれば、右巻きコイルであれば、貫通穴２２を図７よりも左巻き方向にずらしても共振周波数分布に変動はおこらないこととなる。
For example, by fixing the conductor sheet near the coil outer
巻き回し工程で、端子位置にばらつきが生じる場合には、貫通穴２２を、コイル外周部の中でも外部接続電極に最も近接する位置から、コイル巻き回し方向に対する反対方向に向けての長穴とすることで、端子位置にばらつきが生じても共振周波数分布の変動を抑制することができる。
If the terminal position varies in the winding process, the through
本発明のリアクトルは、軟磁性コアと組み合わせ、ローパスフィルター機能を兼ね備えたコンバーター、インバーターに用いられるリアクトルとして利用できる。 The reactor of the present invention can be used as a reactor used in a converter or inverter having a low-pass filter function in combination with a soft magnetic core.
さらにコイルの放熱性が高く、コイルの内部温度が上昇しにくいという側面を持っているため、電力変換用途及び、高周波スイッチングの昇圧、降圧コンバーター内で使用されるリアクトル、大電流インバーターの高調波フィルター、更には電磁調理器などにおける負荷側の電磁誘導コイルとして利用することが可能である。また実効透磁率の高い閉磁路コアと組み合わせることで、より高いインピーダンス値を必要とするコモンモードチョークコイルとしても利用できる。 In addition, the heat dissipation of the coil is high, and the internal temperature of the coil is unlikely to rise, so it is used in power conversion, high frequency switching boosting, reactors used in step-down converters, and high-current inverter harmonic filters. Furthermore, it can be used as a load-side electromagnetic induction coil in an electromagnetic cooker or the like. Further, by combining with a closed magnetic circuit core having a high effective permeability, it can be used as a common mode choke coil that requires a higher impedance value.
１ コイル
２ 端子位置規制板
３ 端子台
１０ 軟磁性コア
１１、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１４ 絶縁セパレータ
１２、１２１、１２２、１２３、１２４ 導体シート
２０ 絶縁板
２１、２２ 貫通穴
３０、３０１、３０２ 外部接続電極
４１ フレーム
４２ 蓋
４３ 取付部
１３１、１３２、１３３、１３４ 誘電材料
１４１ コイル内周部
１４２ コイル外周部
１５１、１５２ 端子部
ｗ１、ｗ２ 層間ギャップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
端子部と、
絶縁セパレータと軟磁性コアを備え、
前記導体シートと前記絶縁セパレータを重ねて巻き回したコイルを構成し、
前記コイルは、前記軟磁性コアの少なくとも一部に巻き回され、
前記導体シートは、巻き回し方向に対する直角方向の幅が巻き始め端部から巻き終わり端部にかけての全範囲で等しく、
前記導体シートは、前記巻き回し方向に対して直角となる幅方向の全範囲で等しい厚さであり、
少なくとも前記導体シートにおける巻き始め部と巻き終わり部の各々に前記端子部が設けられ、
前記導体シートの巻き回し方向に対する静電容量は、前記導体シートの少なくとも一部において異なることを特徴とするリアクトル。 A conductor sheet;
A terminal section;
Insulating separator and soft magnetic core
A coil is formed by winding the conductor sheet and the insulating separator.
The coil is wound around at least a part of the soft magnetic core;
In the conductor sheet, the width in the direction perpendicular to the winding direction is equal in the entire range from the winding start end to the winding end end,
The conductor sheet has the same thickness in the entire range in the width direction perpendicular to the winding direction,
At least the terminal portion is provided in each of the winding start portion and the winding end portion in the conductor sheet,
The reactor according to claim 1, wherein a capacitance with respect to a winding direction of the conductor sheet is different in at least a part of the conductor sheet.
絶縁性で板状の端子台を備え、
前記コイルにおける巻軸方向端面上に前記端子位置規制板を配し、
前記端子部は、前記貫通穴に挿入され、前記端子台に固定されることで、前記貫通穴と前記端子台により前記端子部の位置が規制されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のリアクトル。 Furthermore, an insulating terminal position regulating plate having a through hole corresponding to the position of the terminal portion,
It has an insulating and plate-like terminal block,
Arranging the terminal position restricting plate on the end surface in the winding axis direction of the coil,
The position of the said terminal part is controlled by the said through hole and the said terminal block by the said terminal part being inserted in the said through hole, and being fixed to the said terminal block. Item 4. The reactor according to any one of Items 3.
前記導体シートは、巻き回し方向に対する直角方向の幅が巻き始め端部から巻き終わり端部にかけての全範囲で等しく、
前記導体シートは、前記巻き回し方向に対して直角となる幅方向の全範囲で等しい厚さであり、
少なくとも前記導体シートにおける巻き始め部と巻き終わり部の各々に前記端子部が設けられた複数のコイルと、
軟磁性コアを備え、
前記コイルは前記軟磁性コアを巻き軸とするよう取り付けられ、
前記複数のコイルは、互いの静電容量、インダクタンスのうち、少なくともいずれかが異なることを特徴とするリアクトル。 A conductor sheet, a terminal portion, and an insulating separator, and are configured by overlapping and winding the conductor sheet and the insulating separator,
In the conductor sheet, the width in the direction perpendicular to the winding direction is equal in the entire range from the winding start end to the winding end end,
The conductor sheet has the same thickness in the entire range in the width direction perpendicular to the winding direction,
A plurality of coils provided with the terminal portion at each of the winding start portion and the winding end portion in at least the conductor sheet;
With a soft magnetic core,
The coil is attached with the soft magnetic core as a winding axis,
The reactor is characterized in that at least one of the plurality of coils is different from each other in capacitance and inductance.
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