(57)【要約】【課題】構成が簡単で且つ磁気飽和の発生を抑制するリアクトルを提供する。【解決手段】センタコア１８の小径円柱部２４Ａ、２４Ｂの側面とサイドコア２０Ａ、２０Ｂの中空底部３０Ａ、３０Ｂの側面とがそれぞれ半径方向で対向部位を有し、センタコア１８の大径円柱部２６の段部２８Ａ、２８Ｂと中空円筒部３２の各底面とがそれぞれ軸方向で対向部位を有し、前記半径方向での各前記対向部位に、第１ギャップ４０Ａ、４０Ｂ（ラジアルギャップ）が形成され、前記軸方向での各前記対向部位に、第２ギャップ４４Ａ、４４Ｂ（アキシャルギャップ）が形成される。このように、第１ギャップ４０と、第２ギャップ４４とによる簡単な構成でリアクトル１０の磁気飽和の発生が抑制される。【選択図】図３
2020025037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びるセンタコアと、該センタコアを囲繞する円筒状のサイドコアとからなるコア部材と、該コア部材の内部空間に収容される円筒状コイル部材を有し、前記センタコアと前記サイドコア間に複数のギャップを設けたリアクトルであって、
前記センタコアは、
軸方向両端部側に位置する各小径円柱部と、軸方向中間に位置する大径円柱部と、を有し、各前記小径円柱部及び前記大径円柱部間には、軸方向両側にリング状の段部が形成され、
前記円筒状の前記サイドコアは、
前記センタコアの各前記小径円柱部が配され、軸方向両端部側で半径方向に延びて形成される各中空底部と、前記円筒状コイル部材と前記センタコアの前記大径円柱部が配され、軸方向中間で軸方向に延びて形成される中空円筒部と、を有し、
各前記小径円柱部の側面と各前記中空底部の側面とがそれぞれ半径方向で対向部位を有し、各前記段部と前記中空底部の各底面とがそれぞれ軸方向で対向部位を有し、
前記半径方向での各前記対向部位に、前記ギャップ中の第１ギャップが形成され、前記軸方向での各前記対向部位に、前記ギャップ中の第２ギャップが形成されている
リアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば昇圧型コンバータに適用して好適なリアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ハイブリッド車両等の電動機を含む車両に適用される昇圧用コンバータを構成する大電力用リアクトルは、コイルへの大電流の供給によるコアの磁気飽和を原因とする能力の低下（インダクタンスの低下）が発生する可能性がある。
【０００３】
この磁気飽和を抑制するために、磁束が流れるコアにギャップを設けることが知られている。しかし、ギャップを１個所のみに設けた場合、ギャップ個所での漏れ磁束が大きくなり、該漏れ磁束を原因とするコイルの損失（銅損）が増加する。
【０００４】
この損失を抑制するために、例えば、特許文献１には、コイルの内側に配される内側コアと、コイルの外側に配される外側コアと、コイルの両端部側のそれぞれに配される端部コアとを備え、前記内側コアに４個のギャップ材を分散配置した構成のリアクトルが開示されている（特許文献１の図１、［００１３］、［００４５］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、内側コアがそれぞれ複数のコア片とギャップ材との積層構造となることからリアクトルの構成が極めて複雑になる。
【０００７】
この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、構成が簡単で且つ磁気飽和の発生を抑制することを可能とするリアクトルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の一態様は、軸方向に延びるセンタコアと、該センタコアを囲繞する円筒状のサイドコアとからなるコア部材と、該コア部材の内部空間に収容される円筒状コイル部材を有し、前記センタコアと前記サイドコア間に複数のギャップを設けたリアクトルであって、
前記センタコアは、
軸方向両端部側に位置する各小径円柱部と、軸方向中間に位置する大径円柱部と、を有し、各前記小径円柱部及び前記大径円柱部間には、軸方向両側にリング状の段部が形成され、
前記円筒状の前記サイドコアは、
前記センタコアの各前記小径円柱部が配され、軸方向両端部側で半径方向に延びて形成される各中空底部と、前記円筒状コイル部材と前記センタコアの前記大径円柱部が配され、軸方向中間で軸方向に延びて形成される中空円筒部と、を有し、
各前記小径円柱部の側面と各前記中空底部の側面とがそれぞれ半径方向で対向部位を有し、各前記段部と前記中空底部の各底面とがそれぞれ軸方向で対向部位を有し、
前記半径方向での各前記対向部位に、前記ギャップ中の第１ギャップが形成され、前記軸方向での各前記対向部位に、前記ギャップ中の第２ギャップが形成されている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、センタコアとサイドコアとの半径方向で対向する位置に形成される第１ギャップ（ラジアルギャップ）と、前記センタコアと前記サイドコアとの軸方向で対向する位置に形成される第２ギャップ（アキシャルギャップ）とによる簡単な構成でリアクトルの磁気飽和の発生が抑制される。
【００１０】
この場合、同軸上、大径円柱部の軸方向両端部側に小径円柱部が設けられる構成のセンタコアは形状が簡単である。
【００１１】
その上、第２ギャップは、センタコアの軸方向の磁束の流れに沿うギャップ（アキシャルギャップ）であるので、漏れ磁束が少なく磁気飽和を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態に係るリアクトルの分解斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すリアクトルの縦断面斜視図である。
【図３】図３は、図１に示すリアクトルの縦断面図である。
【図４】図４Ａは、実施形態のリアクトルの作用効果の説明図である。図４Ｂは、比較例のリアクトルの作用効果の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
この発明に係るリアクトルについて実施形態を挙げ、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。
【００１４】
［実施形態］
［構成］
図１は、実施形態に係るリアクトル１０の分解斜視図、図２は、リアクトル１０の開口部３８（３８Ａ、３８Ｂ：図１参照）を含む個所での縦断面斜視図、図３は、リアクトル１０の開口部３８を含まない個所での縦断面図である。
【００１５】
以下、符号に説明を付けた図３を主に参照して説明する。
【００１６】
リアクトル１０は、樹脂製のボビン１４にコイル１２が巻回された円筒状のコイル部材１６を有する。
【００１７】
リアクトル１０は、また、軸方向で中間部が拡径され、該拡径部の側面に前記円筒状コイル部材１６が嵌められた状態で軸方向に延在する棒状のセンタコア１８を有する。
【００１８】
センタコア１８は、例えば、一体成形品として製作され、軸方向両端部側に位置する小径円柱部２４Ａ、２４Ｂと、軸方向中間に位置する大径円柱部２６と、から構成される。
【００１９】
各小径円柱部２４Ａ、２４Ｂと大径円柱部２６の間には、リング状の段部２８（２８Ａ、２８Ｂ）が形成される。
【００２０】
リアクトル１０は、さらに、各底面中央に孔部が設けられた有底円筒状の２つのサイドコア２０（２０Ａ、２０Ｂ）を有し、センタコア１８及びサイドコア２０からコア部材２２が形成される。各サイドコア２０Ａ、２０Ｂは、それぞれ一体成形品としてポットコア状に製作される。
【００２１】
サイドコア２０（２０Ａ、２０Ｂ）は、センタコア１８の各小径円柱部２４Ａ、２４Ｂが配される軸方向両端部側で半径方向に延びる中空底部３０（３０Ａ、３０Ｂ）と、コイル部材１６が嵌められたセンタコア１８の大径円柱部２６が配される軸方向中間で軸方向に延びる中空円筒部３２（３２Ａ、３２Ｂ）とからなる。
【００２２】
各サイドコア２０Ａ、２０Ｂの各中空円筒部３２Ａ、３２Ｂが対向されて当接され、内部空間が形成される。
【００２３】
サイドコア２０（２０Ａ、２０Ｂ）の一側面には、コイル１２からの引き出し線を引き出すための開口部３８（３８Ａ、３８Ｂ）が設けられている（図１、図２参照）。
【００２４】
コイル部材１６が嵌められたセンタコア１８がサイドコア２０内にジグ（不図示）にて位置決め固定された状態で、例えば、開口部３８からポッティング材（不図示）が内部空間に注入されて、リアクトル１０が製作される。すなわち、リアクトル１０の内部空間は、ポッティング材により中実状態になっている。
【００２５】
このように製作されるリアクトル１０では、図２及び図３に示すように、センタコア１８の各小径円柱部２４Ａ、２４Ｂの側面とサイドコア２０Ａ、２０Ｂの各中空底部３０Ａ、３０Ｂの側面とがそれぞれ半径方向で対向部位を有するとともに、センタコア１８の各段部２８Ａ、２８Ｂとサイドコア２０Ａ、２０Ｂの中空円筒部３２の各内部底面とがそれぞれ軸方向で対向部位（図３中、網点での表示部位）を有する。
【００２６】
この場合、リアクトル１０では、前記半径方向での各前記対向部位に、ラジアルギャップとしての第１ギャップ４０（４０Ａ、４０Ｂ）が形成され、前記軸方向での各前記対向部位に、アキシャルギャップとしての第２ギャップ４４（４４Ａ、４４Ｂ）が形成される。
【００２７】
［効果］
図４Ａは、実施形態のリアクトル１０の作用効果を説明するための一部省略縦断面図、図４Ｂは、比較例のリアクトル１０Ｒの作用効果を説明するための一部省略縦断面図である。なお、センタコア１８、１８Ｒ及びサイドコア２０、２０Ｒ中に描いた矢印は、ある時点におけるコイル部材１６、１６Ｒによる磁束の流れを模式的に示している。
【００２８】
比較例のリアクトル１０Ｒ（図４Ｂ）及び実施形態のリアクトル１０（図４Ａ）ともにそれぞれ、軸方向の両端部側に、ラジアルギャップとしての第１ギャップ４０Ｒ（４０ＲＡ、４０ＲＢ）及びラジアルギャップとしての第１ギャップ４０（４０Ａ、４０Ｂ）が設けられている。これら第１ギャップ４０Ｒ、４０は、センタコア１８Ｒ、１８の軸方向の磁束の方向が略直角に変化する個所に設けられており、磁束が流れ難い個所になる。
【００２９】
このため、第１ギャップ４０Ｒ（４０ＲＡ、４０ＲＢ）（ラジアルギャップ）のみが設けられている比較例のリアクトル１０Ｒ（図４Ｂ）では、直流重畳電流の通常使用領域以降で磁気飽和が発生し易くなり、インダクタンスが急激に低下する。
【００３０】
これに対し、実施形態のリアクトル１０（図４Ａ）では、ラジアルギャップとしての第１ギャップ４０に加えてアキシャルギャップとしての第２ギャップ４４が設けられていることにより、センタコア１８の軸方向に沿う磁束の一部がセンタコア１８の段部２８Ａから第２ギャップ４４を通じてサイドコア２０に流れ易くなるので、直流重畳電流の通常使用領域での磁気飽和の発生が抑制され、すなわち磁気飽和が緩和され、インダクタンスの急激な低下が抑制され、直流重畳電流特性の悪化が防止される。
【００３１】
［まとめ］
上記実施形態に係るリアクトル１０は、軸方向に延びるセンタコア１８と、該センタコア１８を囲繞する円筒状のサイドコア２０とからなるコア部材２２と、該コア部材２２の内部空間に収容される円筒状コイル部材１６を有し、センタコア１８とサイドコア２０間に複数のギャップを設けたリアクトル１０であって、
センタコア１８は、
軸方向両端部側に位置する各小径円柱部２４Ａ、２４Ｂと、軸方向中間に位置する大径円柱部２６と、を有し、各小径円柱部２４Ａ、２４Ｂ及び大径円柱部２６間には、軸方向両側にリング状の段部２８Ａ、２８Ｂが形成され、
円筒状のサイドコア２０は、
センタコア１８の各小径円柱部２４Ａ、２４Ｂが配され、軸方向両端部側で半径方向に延びて形成される各中空底部３０Ａ、３０Ｂと、円筒状コイル部材１６とセンタコア１８の大径円柱部２６が配され、軸方向中間で軸方向に延びて形成される中空円筒部３２Ａ、３２Ｂと、を有し、
各小径円柱部２４Ａ、２４Ｂの側面と各中空底部３０Ａ、３０Ｂの側面とがそれぞれ半径方向で対向部位を有し、各段部２８Ａ、２８Ｂと中空底部３０Ａ、３０Ｂの各底面とがそれぞれ軸方向で対向部位を有し、
前記半径方向での各前記対向部位に、前記ギャップ中のラジアルギャップとしての第１ギャップ４０Ａ、４０Ｂが形成され、前記軸方向での各前記対向部位に、前記ギャップ中のアキシャルギャップとしての第２ギャップ４４Ａ、４４Ｂが形成されている。
【００３２】
このように、センタコア１８とサイドコア２０との半径方向で対向する位置に形成される第１ギャップ４０（ラジアルギャップ）と、センタコア１８とサイドコア２０との軸方向で対向する位置に形成される第２ギャップ４４（アキシャルギャップ）とによる簡単な構成でリアクトル１０の磁気飽和の発生が抑制される。
【００３３】
この場合、同軸上、大径円柱部２６の両端部側に小径円柱部２４Ａ、２４Ｂが設けられる構成のセンタコア１８は形状が簡単である。
【００３４】
その上、第２ギャップ４４Ａ、４４Ｂ（アキシャルギャップ）は、センタコア１８の軸方向の磁束の流れに沿うギャップであるので、漏れ磁束が少なく磁気飽和を調整することができる。
【００３５】
なお、この発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００３６】
１０…リアクトル                  １６…円筒状コイル部材
１８…センタコア                  ２０（２０Ａ、２０Ｂ）…サイドコア
２４（２４Ａ、２４Ｂ）…小径円柱部
２６…大径円柱部
２８（２８Ａ、２８Ｂ）…段部
３０（３０Ａ、３０Ｂ）…中空底部
３２（３２Ａ、３２Ｂ）…中空円筒部
４０（４０Ａ、４０Ｂ）…第１ギャップ（ラジアルギャップ）
４４（４４Ａ、４４Ｂ）…第２ギャップ（アキシャルギャップ）
【図１】
2020025037.tif 000003
【図２】
2020025037.tif 000004
【図３】
2020025037.tif 000005
【図４】
2020025037.tif 000006