(57)【要約】【課題】リアクトルにおいて簡素な構成で製造コストを削減しつつ磁気飽和を抑制する。【解決手段】リアクトル１０を構成するコア１６は、ベースコア部２６の中心に形成され軸方向に突出して外周側にコイル１２の配置されるコア軸部３０を有し、このコア軸部３０は、円盤状に形成され軸方向に積層された複数の分割磁性体３６と、隣接する分割磁性体３６の間に設けられるセラミックプレート３８とから構成される。このセラミックプレート３８は、コア軸部３０の軸方向から見て、分割磁性体３６よりも小さな直径で形成され、且つ、該分割磁性体３６の軸中心に配置され、該セラミックプレート３８の外周側が充填材の充填されるギャップ空間４０となる。そして、隣接する分割磁性体３６の間には、硬化した充填材からなるモールド部４２とセラミックプレート３８とからギャップ層Ｇが構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、該コイルの収納されるコアと、該コア内に充填される充填材によってモールドされる充填部とを備え、前記コアには前記コイルが外周側に巻回されるコア軸部を有し、該コア軸部が、軸方向に積層された複数の分割磁性体と、該分割磁性体の間に配置され積層方向に所定間隔となるギャップ層を形成するセラミック部材とから構成されたリアクトルにおいて、
前記ギャップ層の一部が前記充填部から構成され、該ギャップ層を構成する充填部は、前記分割磁性体の積層方向から見て、少なくとも一部が前記分割磁性体の外周側に臨むように配置される、リアクトル。
【請求項２】
請求項１記載のリアクトルにおいて、
前記セラミック部材は、前記分割磁性体の積層方向から見て、該分割磁性体の外周形状に対し、その一部が同一形状に形成され、且つ、一致するように配置される位置合わせ部を有している、リアクトル。
【請求項３】
請求項２記載のリアクトルにおいて、
前記位置合わせ部は複数設けられ、前記位置合わせ部同士が連結部を介して互いに連結される、リアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、α巻きで形成されたコイルがコアの内部へ収納されたリアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、α巻きで２段に巻回されたコイルと、該コイルの収納される一組のコアとを有したリアクトルが知られている。このリアクトルは、特許文献１に開示されるように、コアの中心に設けられコイルの内周側に配置された円柱状の内側コアを備え、この内側コアは、軸方向に積層された複数の内側分割片と、該内側分割片の間にそれぞれ挟持される所定厚さのギャップ材とから構成される。そして、ギャップ材によって隣接する内側分割片の間にそれぞれギャップ距離を設けることで、磁気飽和の発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４１７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したようなリアクトルにおいて、例えば、ギャップ材の代わりに内側分割片の間に空間であるエアギャップを設けることが考えられるが、その場合には、内側分割片で生じた熱が好適に分散されずに放熱性が低下してしまうという問題がある。そこで、放熱性の高いセラミック等の非磁性材料をギャップ材として用いるようにしてもよいが、その材料コストが高価であるため、ギャップ材に要するコストが上昇し、それに伴って、製造コストの増加を招くという問題がある。
【０００５】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、簡素な構成で製造コストを削減しつつ磁気飽和を抑制することが可能な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】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明の態様は、コイルと、コイルの収納されるコアと、コア内に充填される充填材によってモールドされる充填部とを備え、コアにはコイルが外周側に巻回されるコア軸部を有し、コア軸部が、軸方向に積層された複数の分割磁性体と、分割磁性体の間に配置され積層方向に所定間隔となるギャップ層を形成するセラミック部材とから構成されたリアクトルにおいて、
ギャップ層の一部が充填部から構成され、ギャップ層を構成する充填部は、分割磁性体の積層方向から見て、少なくとも一部が分割磁性体の外周側に臨むように配置される。
【０００７】
本発明によれば、リアクトルを構成するコアにおいて、コイルが外周側に巻回されるコア軸部を、軸方向に積層された複数の分割磁性体と、分割磁性体の間に配置され積層方向に所定間隔となるギャップ層を形成するセラミック部材とから構成すると共に、ギャップ層の一部をコア内に充填される充填材によってモールドされる充填部から構成している。
【０００８】
従って、コア軸部を構成する分割磁性体の間に設けられるギャップ層において、その一部を充填部から構成することで、この充填部とセラミック部材とからなるギャップ層を介して好適な放熱効果が得られると同時に磁気飽和も抑制することが可能となり、しかも、分割磁性体と同一の外周形状のセラミック部材を用いて分割磁性体の間にギャップ層を設けた場合と比較し、充填部の分だけ高価なセラミック部材の使用量を削減できるため材料コストの低減を図ることが可能となる。
【０００９】
その結果、コア軸部において、分割磁性体の間に設けられるギャップ層の一部を充填材からなる充填部から構成するという簡素な構成で、所望の放熱効果が得られると共に製造コストを削減しつつ磁気飽和を好適に抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１１】
すなわち、リアクトルを構成するコアのコア軸部を、軸方向に積層された複数の分割磁性体と、分割磁性体の間に配置され積層方向に所定間隔となるギャップ層を形成するセラミック部材とから構成し、このギャップ層の一部を充填材によってモールドされる充填部から構成することにより、分割磁性体と同一の外周形状のセラミック部材を用いて分割磁性体の間にギャップ層を構成した場合と比較し、高価なセラミック部材の使用量を削減できるため材料コストの低減を図ることが可能となる。
【００１２】
その結果、コア軸部において、分割磁性体の間に設けられるギャップ層の一部を充填部から構成するという簡素な構成で、所望の放熱効果が得られ、しかも製造コストを削減しつつ磁気飽和を好適に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係るリアクトルの一部切欠外観斜視図である。
【図２】図１に示すリアクトルの全体平面図である。
【図３】図３Ａは、図２のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線に沿った断面図であり、図３Ｂは、図３Ａにおけるコア軸部近傍を示す拡大断面図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｄは、変形例に係るセラミックプレートを有したコア軸部近傍の拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係るリアクトルについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１５】
このリアクトル１０は、図１及び図２に示されるように、その両端が外周側から引き出されα巻きで巻回されたコイル１２と、該コイル１２が外周側に巻回されるボビン１４と、前記コイル１２及び前記ボビン１４の収納されるコア１６とを含む。
【００１６】
コイル１２は、例えば、エナメル等の絶縁被膜で覆われ導電性を有した平角導線が用いられ、その幅広面が径方向となるように、上下方向（図１中、矢印Ａ１、Ａ２方向）に２層にわたってα巻きでボビン１４の外周側へと巻回されている。このボビン１４は、例えば、樹脂製材料から円筒状に形成され、その内部には後述するコア１６のコア軸部３０が挿通される。
【００１７】
詳細には、コイル１２は、それぞれ複数回巻回される上層２２及び下層２４が形成され、前記上層２２の端部である第１端部１８及び前記下層２４の端部である第２端部２０が外側に向かって引き出される。コイル１２の途中には、上層２２及び下層２４をつなぐ部位が設けられる。そして、コイル１２における上層２２及び下層２４は同一の巻き数で形成され、その最外周径が略同一となるように形成される。
【００１８】
また、コイル１２は、巻回方向に沿った一端となる第１端部１８が、２層のうちの上層２２の巻回部位において最も外周側となる外周部位から径方向外側へと引き出され、他端となる第２端部２０が２層のうちの下層２４の巻回部位において最も外周側となる外周部位から径方向外側へと引き出される。
【００１９】
コア１６は、図１〜図３Ｂに示されるように、例えば、磁性材料から上下（矢印Ａ１、Ａ２方向）に分割可能な円筒状に形成され、下部に設けられるベースコア部２６と、該ベースコア部２６の上部を覆うように設けられるカバーコア部２８と、前記ベースコア部２６及び前記カバーコア部２８の中心に形成された円柱状のコア軸部３０とを含み、該コア軸部３０の外周側にはコイル１２の巻回されたボビン１４が挿通され収納される収納空間３２を有している。
【００２０】
また、コア１６を構成するベースコア部２６及びカバーコア部２８には、収納空間３２から外側に向かって開口した引出溝３４が形成され、該引出溝３４には、前記コイル１２の第１及び第２端部１８、２０が共に挿通され外部へと引き出される。
【００２１】
コア軸部３０は、例えば、円盤状に形成され軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に積層された複数の分割磁性体３６と、隣接する分割磁性体３６の間に設けられる複数のセラミックプレート（セラミック部材）３８とを含み、該コア軸部３０の外周側には径方向に所定間隔離間してボビン１４が設けられている。なお、ここでは、軸方向に積層された４枚の分割磁性体３６からコア軸部３０が構成される場合について説明するが、その数量は特に限定されるものではない。
【００２２】
複数の分割磁性体３６は、例えば、磁性材料から同一直径且つ同一厚さで形成され、図２に示されるコア軸部３０の軸方向から見た投影外周形状が同一となるように同軸上に配置されている。
【００２３】
複数のセラミックプレート３８は、例えば、非磁性材料であるセラミックから軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に所定厚さを有し、且つ、分割磁性体３６よりも小さな直径となるプレート状に形成される。そして、各セラミックプレート３８は、隣接する２つの分割磁性体３６の間において、該分割磁性体３６と同軸上となるように配置された状態で、例えば、接着等によって前記分割磁性体３６に対して固定される。すなわち、複数のセラミックプレート３８も分割磁性体３６と同様に、図２に示されるコア軸部３０の軸方向から見た投影外周形状が同一となるようにそれぞれ同軸上に配置される。
【００２４】
また、複数のセラミックプレート３８は、複数の分割磁性体３６と軸方向に交互となるように積層され、隣接する一組の分割磁性体３６の間に軸方向に所定間隔となるギャップｇが形成される。このギャップｇは、セラミックプレート３８の厚さと同一となる間隔で形成される。
【００２５】
さらに、隣接する一組の分割磁性体３６の間には、セラミックプレート３８の外周側に環状のギャップ空間４０が形成され、コア１６の収納空間３２へと充填材が充填されモールドされる際、前記ギャップ空間４０に充填材が流入して満たされてモールドされたモールド部（充填部）４２の一部となる。すなわち、隣接する分割磁性体３６の間には、セラミックプレート３８及びその外周側に設けられたモールド部４２の一部とからギャップ層Ｇが構成される。
【００２６】
本発明の実施の形態に係るリアクトル１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に前記リアクトル１０を製造する場合について説明する。
【００２７】
先ず、コア１６におけるベースコア部２６とカバーコア部２８とを分離させ、収納空間３２が開放された状態とした後、前記ベースコア部２６の中心に対し、複数の分割磁性体３６、複数のセラミックプレート３８が交互に軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に積層するように配置することでコア軸部３０を構成する。
【００２８】
この際、隣接する分割磁性体３６の間には、セラミックプレート３８の外周側に空間であるギャップ空間４０がそれぞれ形成されており、複数の分割磁性体３６は、軸中心に設けられたセラミックプレート３８を介してそれぞれ軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って同軸上に配置されている。
【００２９】
次に、図１に示されるように、コア１６の収納空間３２において、コア軸部３０の外周側にボビン１４を所定間隔離間するように配置すると共に、該ボビン１４の外周側にα巻きで２段に巻回されたコイル１２を巻回して第１及び第２端部１８、２０をそれぞれ引出溝３４から外部へと取り出した状態とする。
【００３０】
次に、コイル１２及びボビン１４を覆うようにベースコア部２６に対してカバーコア部２８を装着した後に、収納空間３２内に溶融した樹脂製材料からなる充填材を充填していく。これにより、図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、収納空間３２内において充填材が流動してコイル１２の外周側に満たされていくと共に、ボビン１４の内周側においてコア軸部３０（分割磁性体３６）の外周側との間の空間４４を満たしつつ、該空間４４から隣接する分割磁性体３６の間に形成されたギャップ空間４０へと流入して満たされていく。換言すれば、隣接する分割磁性体３６の間において、セラミックプレート３８の外周側を満たすように充填材が充填される。
【００３１】
そして、コア１６における収納空間３２内が充填材によって満たされた後、所定時間冷却させることで該充填材が硬化したモールド部４２が形成される。この際、コア軸部３０は、複数の分割磁性体３６がセラミックプレート３８によって軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に所定のギャップｇ（図３Ｂ参照）で離間し、且つ、ギャップ空間４０に満たされた充填材からセラミックプレート３８の外周側にモールド部４２の一部が形成され、このセラミックプレート３８及びモールド部４２の一部がギャップ層Ｇを構成し、前記分割磁性体３６の間に前記セラミックプレート３８が挟持された状態で一体的に固定される。
【００３２】
これにより、コア１６における収納空間３２内においてコイル１２、ボビン１４及びコア軸部３０がそれぞれモールド部４２によって所定の位置へと固定されリアクトル１０の製造が完了する。
【００３３】
以上のように、本実施の形態では、リアクトル１０を構成するコア１６において、コイル１２の内周側に挿通されるコア軸部３０を、軸方向に積層される複数の分割磁性体３６と、隣接する分割磁性体３６の間に設けられる複数のセラミックプレート３８とから構成し、前記コア軸部３０の軸方向（分割磁性体３６の積層方向）から見て、前記セラミックプレート３８の投影面積が前記分割磁性体３６の投影面積よりも小さくなるように形成し、且つ、該セラミックプレート３８の外周側に充填材が充填されモールドされるギャップ空間４０を設けている。
【００３４】
従って、コア軸部３０の軸方向から見て、分割磁性体３６と略同一の投影面積を有したセラミックプレート３８を前記分割磁性体３６の間に設ける場合と比較し、前記セラミックプレート３８とギャップ空間４０に充填された充填材からなるモールド部４２とからギャップ層Ｇを構成することで、前記セラミックプレート３８の使用量を減少させることができ、該セラミックプレート３８に要する材料コストを削減することで製造コストの低減を図ることができ、しかも、隣接する分割磁性体３６の間に設けられたギャップｇによって磁気飽和を好適に抑制することが可能となる。
【００３５】
また、分割磁性体３６の間にエアギャップを設けた場合に懸念される放熱性の低下が、上述したリアクトル１０においては、放熱性の高い樹脂製材料からなる充填材及びセラミックプレート３８からギャップ層Ｇを構成することで好適に回避され、放熱性の高いリアクトル１０を実現することが可能となる。
【００３６】
さらに、コア１６におけるコア軸部３０を構成するセラミックプレート３８は、断面円形状に形成され分割磁性体３６の軸中心に同軸上に配置される場合に限定されるものではなく、例えば、図４Ａに示されるコア５０のように、断面扇形状のセラミックプレート５２を用いるようにしてもよい。
【００３７】
このセラミックプレート５２は、コア５０の軸方向から見て、その角部５４が分割磁性体３６の軸中心となるように配置されると共に、円弧状に形成された外縁部（位置合わせ部）５６が前記分割磁性体３６の外周面に対して重なるように形成され配置される。すなわち、外縁部５６の半径が、分割磁性体３６の半径と同一となるようにセラミックプレート５２が形成されている。
【００３８】
また、この際、隣接する分割磁性体３６の間において、セラミックプレート５２の配置されている以外の部位がギャップ空間５８となり、コア５０の収納空間３２に充填材が充填される際、前記ギャップ空間５８が前記充填材によって満たされモールドされることでモールド部４２の一部となる。
【００３９】
これにより、複数の分割磁性体３６の間にそれぞれセラミックプレート５２を配置する際、その外縁部５６を分割磁性体３６の外周面に合わせるように配置することで、該分割磁性体３６に対する位置決めを容易且つ高精度に行うことが可能となり、前記セラミックプレート５２の組付作業性を向上することができる。
【００４０】
また、隣接する分割磁性体３６の間において、セラミックプレート５２の配置されていないギャップ空間５８に外周側から中心に向かって径方向に充填材が充填され硬化することで、隣接する分割磁性体３６及びセラミックプレート５２が前記充填材によって互いに固定され、隣接する分割磁性体３６の間にギャップｇを設けることができる。
【００４１】
さらには、図４Ｂ〜図４Ｄに示されるコア６０、８０、１００のように、セラミックプレート６２、８２、１０２を、断面円弧状に形成された複数の外縁片（位置合わせ部）と、該外縁片を互いに接続する架橋部（連結部）とから構成するようにしてもよい。
【００４２】
例えば、図４Ｂに示されるコア６０のセラミックプレート６２は、断面円弧状に形成された一対の第１及び第２外縁片６４、６６と、第１外縁片６４の中央部と第２外縁片６６の中央部とを直線状に接続する架橋部６８とから構成され、該架橋部６８の長手方向中央には、断面円形状のセンター部７０が形成される。すなわち、上述したセラミックプレート６２は、分割磁性体３６の外周径と同一径で形成した場合と比較し、第１及び第２外縁片６４、６６の内側を肉抜きすることで高価なセラミックプレート６２の使用量を削減可能に形成されている。
【００４３】
第１及び第２外縁片６４、６６は同一形状であり、分割磁性体３６の外周径と同一となる外周径で形成され、前記第１外縁片６４の両端部と前記第２外縁片６６の両端部とが所定間隔離間するように設けられ、両端部の間には径方向に延在する一対の開口７２ａ、７２ｂが形成される。
【００４４】
また、第１及び第２外縁片６４、６６と架橋部６８との間には、開口７２ａ、７２ｂを介して外周側と連通したギャップ空間７４ａ、７４ｂがそれぞれ形成され、該ギャップ空間７４ａ、７４ｂは開口７２ａ、７２ｂを通じて充填材が充填可能に形成される。
【００４５】
そして、上記のセラミックプレート６２を複数の分割磁性体３６の間に配置する際、コア６０の軸方向から見て、第１及び第２外縁片６４、６６を分割磁性体３６の外周面に合わせるように配置すると共に、センター部７０を前記分割磁性体３６の軸中心となるように配置することで、該分割磁性体３６に対して前記セラミックプレート６２を容易且つ高精度に位置決めして配置することが可能となる。
【００４６】
このセラミックプレート６２を含むコア軸部３０において、該コア軸部３０の外周側に充填された充填材が、第１外縁片６４と第２外縁片６６との間の開口７２ａ、７２ｂを通じて内部のギャップ空間７４ａ、７４ｂへとそれぞれ流入することで、該ギャップ空間７４ａ、７４ｂが前記充填材によって満たされモールド部４２の一部となる。
【００４７】
これにより、隣接する分割磁性体３６の間となるギャップｇが、セラミックプレート６２と、該セラミックプレート６２の内部に充填された充填材からなるモールド部４２とから形成されるため、該分割磁性体３６からなるコア軸部３０の放熱性を高めることができ、しかも磁気飽和を抑制しつつ、セラミックプレート６２を分割磁性体３６と同一断面形状で形成した場合と比較して製造コストの削減が可能となる。
【００４８】
また、図４Ｃに示されるコア８０のセラミックプレート８２のように、同一形状に形成された３つの第１〜第３外縁片８４、８６、８８と、中央に形成されたセンター部９６から放射状に延在する３本の第１〜第３架橋部９０、９２、９４とを有し、前記第１〜第３架橋部９０、９２、９４の外側端部をそれぞれ第１〜第３外縁片８４、８６、８８の中央部に接続した構成としてもよい。
【００４９】
さらには、図４Ｄに示されるコア１００のセラミックプレート１０２のように、同一形状に形成された４つの第１〜第４外縁片１０４、１０６、１０８、１１０と、中央に形成されたセンター部１２０から放射状に延在する４本の第１〜第４架橋部１１２、１１４、１１６、１１８とを有し、前記第１〜第４架橋部１１２、１１４、１１６、１１８の外側端部をそれぞれ第１〜第４外縁片１０４、１０６、１０８、１１０の中央部に接続するようにしてもよい。
【００５０】
これらの場合、図４Ｃに示されるセラミックプレート８２では、第１〜第３外縁片８４、８６、８８の間に開口した各開口９８ａ〜９８ｃから、図４Ｄに示されるセラミックプレート１０２では、第１〜第４外縁片１０４、１０６、１０８、１１０の間に開口した各開口１２２ａ〜１２２ｄからそれぞれ内部へと充填材が流入することで、隣接する分割磁性体３６の間に充填材からなるモールド部４２と前記セラミックプレート８２、１０２からなるギャップ層Ｇが構成される。
【００５１】
なお、上述したセラミックプレート３８、５２、６２、８２、１０２の形状は、その材料コストと磁気飽和の抑制、要求される放熱量とのバランスを考慮して適宜設定される。
【００５２】
上述したように、セラミックプレート５２、６２、８２、１０２における外周側の一部を、コア５０、６０、８０、１００の軸方向から見て、分割磁性体３６の外周面に対して少なくとも一部が重なるように配置することで、容易且つ確実に前記セラミックプレート５２、６２、８２、１０２を前記分割磁性体３６に対して同軸上に配置できるため、その組付作業性を向上させることが可能となる。
【００５３】
また、セラミックプレート６２、８２、１０２において、分割磁性体３６の外周面に合わせる外縁片（６４、６６、８４、８６、８８、１０４、１０６、１０８、１１０）を複数設けることで、前記分割磁性体３６に対する位置決めをより一層容易且つ確実に行うことができる。
【００５４】
さらに、複数の外縁片（６４、６６、８４、８６、８８、１０４、１０６、１０８、１１０）を架橋部（６８、９０、９２、９４、１１２、１１４、１１６、１１８）によってそれぞれ接続して一体形状とすることで、複数の外縁片（６４、６６、８４、８６、８８、１０４、１０６、１０８、１１０）を別部材とした場合と比較して部品点数の削減を図ることができると共に、その取り扱い及び組み付けが容易となる。
【００５５】
なお、本発明に係るリアクトルは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、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】
【００５６】
１０…リアクトル                    １２…コイル
１６、５０、６０、８０、１００…コア
３０…コア軸部                      ３６…分割磁性体
３８、５２、６２、８２、１０２…セラミックプレート
４０、５８、７４ａ、７４ｂ…ギャップ空間
Ｇ…ギャップ層
【図１】
2020202284.tif 000003
【図２】
2020202284.tif 000004
【図３】
2020202284.tif 000005
【図４】
2020202284.tif 000006