(57)【要約】【課題】簡易な構成でコア内にギャップを形成することができ、コアブロック同士を精度良く当接させた状態で接合することができるリアクトルを提供すること。【解決手段】リアクトル１は、磁性材料からなる複数のコアブロック３１を互いに接合して環状に形成されたコア３と、コア３に巻回されてなるコイル２とを有する。隣接する２つのコアブロック３１は、それぞれに設けた対向面３１１、３１２がコア３の軸心方向において対向するよう配置されている。一対の対向面３１１、３１２のうち、一方の対向面３１１には、他方の対向面３１２に向かって突出する複数の突出部３２が設けられ、複数の突出部３２は、他方の対向面３１２に当接している。一方の対向面３１１と他方の対向面３１２との間には、ギャップ３３が形成されている。【選択図】図２
2012028614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性材料からなる複数のコアブロックを互いに接合して環状に形成されたコアと、該コアに巻回されてなるコイルとを有するリアクトルであって、
隣接する２つの上記コアブロックは、それぞれに設けた対向面が上記コアの軸心方向において対向するよう配置されており、
上記一対の対向面のうち、一方の対向面には、他方の対向面に向かって突出する複数の突出部が設けられ、該複数の突出部は、上記他方の対向面に当接しており、
上記一方の対向面と上記他方の対向面との間には、ギャップが形成されていることを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
請求項１に記載のリアクトルにおいて、上記突出部は、円柱状に形成されていることを特徴とするリアクトル。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のリアクトルにおいて、上記コアブロックは、磁性粉末を圧縮成形してなる圧粉磁心であることを特徴とするリアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置等に用いられるリアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両用のインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置等に用いられるリアクトルが知られている。
リアクトルとしては、磁性体からなる環状のコアにコイルを巻回して構成されたものがある。例えば、特許文献１には、複数のコアブロックを互いに接合して略長円形状に形成したコアの一部にコイルを巻回してなるリアクトルが開示されている。各コアブロック間には、非磁性体材料からなるギャップ板が配置されており、これによってコア内に磁気飽和を防止するための複数のギャップが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７２５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の構造を有するリアクトルは、各コアブロック間にギャップ形成用のギャップ板を配置している。そのため、コアの部品点数が多くなってしまうという問題があった。また、各コアブロック間に配置したギャップ板は、接着剤等を用いて両側のコアブロックに接着固定するため、コア製造時において工程が複雑となり、生産効率が悪いという問題があった。また、コアブロック同士は、ギャップ板を介して接合されるため、その接合精度が高いとは言えなかった。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、簡易な構成でコア内にギャップを形成することができ、コアブロック同士を精度良く当接させた状態で接合することができるリアクトルを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、磁性材料からなる複数のコアブロックを互いに接合して環状に形成されたコアと、該コアに巻回されてなるコイルとを有するリアクトルであって、
隣接する２つの上記コアブロックは、それぞれに設けた対向面が上記コアの軸心方向において対向するよう配置されており、
上記一対の対向面のうち、一方の対向面には、他方の対向面に向かって突出する複数の突出部が設けられ、該複数の突出部は、上記他方の対向面に当接しており、
上記一方の対向面と上記他方の対向面との間には、ギャップが形成されていることを特徴とするリアクトルにある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のリアクトルにおいて、隣接する２つの上記コアブロックは、互いの対向面が対向するよう配置されている。そして、一方の対向面に設けられた複数の突出部を他方の対向面に当接させた状態で、隣接する２つの上記コアブロック同士が接合されている。そのため、上記一方の対向面と上記他方の対向面との間、すなわち、上記コアブロック間には、上記複数の突出部以外の部分に空間（隙間）が形成され、その空間が磁気飽和を防止するためのギャップとなっている。これにより、従来のようなギャップ形成用の部品等を用いることなく、上記コアブロック間にギャップを形成することができる。その結果、簡易な構成でありながら、上記コア内に磁気飽和を防止するための複数のギャップを容易に形成することができる。
【０００８】
また、本発明では、上記コアブロック同士の当接部分に当たる上記突出部が複数設けてある。そのため、上記コアブロック同士の当接箇所を複数とすることができ、両者を十分かつ確実に当接させた状態で接合することができる。
また、上記突出部を複数設けたことにより、上記コアブロック間の当接部の応力を上記複数の突出部によって特定箇所に集中させることなく、分散・緩和させることができる。そのため、上記コアブロック同士を精度良く当接させた状態で接合することができる。これにより、当接面への応力集中による上記コアブロックの歪み、損傷等を防止することができる。また、上記コアブロック間に作用する磁気吸引力による振動が上記コアブロックの歪み、損傷等に起因して悪化することを防止することができる。
【０００９】
このように、本発明によれば、簡易な構成でコア内にギャップを形成することができ、コアブロック同士を精度良く当接させた状態で接合することができるリアクトルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１における、リアクトルの構造を示す説明図。
【図２】実施例１における、コアの構造を示す説明図。
【図３】実施例１における、コアブロックの接合部分を示す拡大説明図。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線矢視断面図。
【図５】実施例１における、コアブロックを接合する工程を示す説明図。
【図６】実施例１における、突出部の配設位置を示す説明図。
【図７】実施例２における、コアブロックの接合部分を示す拡大説明図。
【図８】図７におけるＢ−Ｂ線矢視断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明において、上記リアクトルは、例えば、車両用のインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置等に用いることができる。
また、上記コアブロックの上記対向面に設ける上記複数の突出部は、上記コアブロック間の当接部の応力を分散・緩和させる効果を十分に発揮することができるように、その配設位置、配設パターン等を設定すればよい。例えば、上記コアブロックの上記対向面において、上記複数の突出部を互いに適当な間隔を設け、適度に分散させた状態で配置することができる。
【００１２】
また、隣接する上記コアブロック同士は、上記一方の対向面に設けられた上記複数の突出部を上記他方の対向面に当接させた状態で接合されている。隣接する上記コアブロック同士を接合する方法は、様々な方法を採用することができる。例えば、上記一方の対向面に設けられた上記複数の突出部を上記他方の対向面に対して接着剤等を用いて接着固定することにより、接合することができる。
【００１３】
また、上記コアブロック間に形成される上記ギャップは、上記突出部の突出長さを変更することにより、そのギャップ長を容易に調整することができる。これにより、上記リアクトルの磁気特性を容易に調整することができる。
また、上記コア内に設ける上記ギャップの個数によっても上記リアクトルの磁気特性を調整することができる。
【００１４】
また、上記突出部は、円柱状に形成されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記突出部を円柱状とすることにより、上記コアブロック間の当接部の応力を分散・緩和させる効果をより有効に発揮することができる。
なお、上記突出部は、上記の効果を十分に発揮することができれば、その他の種々様々な形状を採用することができる。
【００１５】
また、上記コアブロックは、磁性粉末を圧縮成形してなる圧粉磁心であることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記コアブロックを例えば積層鋼板等により構成した場合に比べて、材料コスト、製造コストが安価となる。また、形状自由度が高いため、複雑な形状にも容易に対応することができる。
なお、上記磁性粉末としては、例えば、鉄粉、Ｓｉ含有鉄粉等を用いることができる。
【実施例】
【００１６】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるリアクトルについて、図を用いて説明する。
本例のリアクトル１は、図１〜図４の示すごとく、磁性材料からなる複数のコアブロック３１を互いに接合して環状に形成されたコア３と、コア３に巻回されてなるコイル２とを有する。
隣接する２つのコアブロック３１は、それぞれに設けた対向面３１１、３１２がコア３の軸心方向において対向するよう配置されている。一対の対向面３１１、３１２のうち、一方の対向面３１１には、他方の対向面３１２に向かって突出する複数の突出部３２が設けられ、複数の突出部３２は、他方の対向面３１２に当接している。一方の対向面３１１と他方の対向面３１２との間には、ギャップ３３が形成されている。
以下、これを詳説する。
【００１７】
図１に示すごとく、リアクトル１は、例えば、車両用のインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置等に用いられるものである。
リアクトル１は、通電により磁束を発生するコイル２と、コイル２への通電により発生した磁束の磁路を構成する環状のコア３とを有する。コイル２は、後述するように、コア３の一部に巻回されている。
【００１８】
図２に示すごとく、コア３は、複数のコアブロック３１により構成されている。各コアブロック３１は、磁性粉末であるＳｉ含有鉄粉を圧縮成形してなる圧粉磁心である。
本例のコア３は、平面視において、４つのＩ字状のコアブロック３１と２つのＵ字状のコアブロック３１とを組み合わせて構成されている。具体的には、コア３は、２つのＩ字状のコアブロック３１を接合して形成された一対の直線状コア３０の両端部を２つのＵ字状のコアブロック３１により連結してなり、略長円形状に形成されている。また、コアブロック３１は、いずれも軸心方向に直交する断面が四角形に形成されている。
【００１９】
図２、図３に示すごとく、各コアブロック３１は、軸心方向における両端面に、隣接するコアブロック３１に対向する第１対向面３１１及び第２対向面３１２を有する。
また、隣接する２つのコアブロック３１は、一方のコアブロック３１の第１対向面３１１と他方のコアブロックの第２対向面３１２とが軸心方向において対向するよう配置されている。
【００２０】
図３に示すごとく、隣接する２つのコアブロック３１において、一方のコアブロック３１の第１対向面３１１には、他方のコアブロック３１の第２対向面３１２に向かって突出する複数の突出部３２が設けられている。
図４に示すごとく、突出部３２は、コアブロック３１の第１対向面３１１において、各角部周辺に１つずつ、中央部に１つ、合計５つ設けられている。突出部３２は、互いに所定の間隔を設け、適度に分散された状態で配置されている。また、突出部３２は、断面円形の円柱状に形成されている。
【００２１】
図３に示すごとく、一方のコアブロック３１の第１対向面３１１に設けられた複数の突出部３２は、他方のコアブロック３１の第２対向面３１２に対して当接している。本例では、接着剤３４により接着固定されている。なお、接着剤３４としては、エポキシ系接着剤を用いた。
これにより、図２に示すごとく、複数のコアブロック３１が互いに接合され、全体として環状のコア３となっている。
【００２２】
図３に示すごとく、一方のコアブロック３１の第１対向面３１１と他方のコアブロック３１の第２対向面３１２との間には、複数の突出部３２以外の部分に空間（隙間）が形成されている。そして、このコアブロック３１間の空間（隙間）が磁気飽和を防止するためのギャップ３３を形成している。
これにより、図２に示すごとく、コア３内には、複数のギャップ３３が設けられている。
【００２３】
図１に示すごとく、コイル２は、コア３における一対の直線状コア３０部分にそれぞれ設けた第１コイル２１及び第２コイル２２を有する。第１コイル２１及び第２コイル２２は、銅線２００を直線状コア３０の周りに螺旋状に巻回して筒状に形成されている。第１コイル２１及び第２コイル２２は、銅線２００によってつながっており、電気的に直列に接続されている。
【００２４】
次に、本例のリアクトル１の製造方法について簡単に説明する。
本例のリアクトル１を製造するに当たっては、図５に示すごとく、第１対向面３１１に複数の突出部３２を設けた複数のコアブロック３１を準備する。
なお、各コアブロック３１は、磁性粉末であるＳｉ含有鉄粉を所望の形状に圧縮成形することにより作製する。
【００２５】
次いで、各コアブロック３１の第１対向面３１１に設けられた複数の突出部３２を隣接するコアブロック３１の第２対向面３１２に対して当接させ、接着剤３４を用いて接着固定する（図３参照）。これにより、隣接するコアブロック３１同士を接合する。そして、複数のコアブロック３１を互いに接合してなり、コアブロック３１間にギャップ３３を形成した環状のコア３を得る（図２参照）。
【００２６】
次いで、コア３における一対の直線状コア３０部分のそれぞれに対して、銅線２００を螺旋状に巻回する。これにより、第１コイル２１及び第２コイル２２を形成する（図１、図２参照）。このとき、第１コイル２１と第２コイル２２とは、銅線２００によって電気的に直列に接続しておく。
以上により、図１に示すリアクトル１を得る。
【００２７】
次に、本例のリアクトル１における作用効果について説明する。
本例のリアクトルにおいて、隣接する２つのコアブロック３１は、一方のコアブロック３１の第１対向面３１１と他方のコアブロック３１の第２対向面３１２とが対向するよう配置されている。そして、一方のコアブロック３１の第１対向面３１１に設けられた複数の突出部３２を他方のコアブロック３１の第２対向面３１２に当接させた状態で、隣接する２つのコアブロック３１が接合されている。
【００２８】
そのため、一方のコアブロック３１の第１対向面３１１と他方のコアブロック３１の第２対向面３１２との間、すなわち、コアブロック３１間には、複数の突出部３２以外の部分に空間（隙間）が形成され、その空間が磁気飽和を防止するためのギャップ３３となっている。これにより、従来のようなギャップ形成用の部品等を用いることなく、コアブロック３１間にギャップ３３を形成することができる。その結果、簡易な構成でありながら、コア３内に磁気飽和を防止するための複数のギャップ３３を容易に形成することができる。
【００２９】
また、本例では、コアブロック３１同士の当接部分に当たる突出部３２が複数設けてある。そのため、コアブロック３１同士の当接箇所を複数とすることができ、両者を十分かつ確実に当接させた状態で接合することができる。
また、突出部３２を複数設けたことにより、コアブロック３１間の当接部の応力を複数の突出部３２によって特定箇所に集中させることなく、分散・緩和させることができる。そのため、コアブロック３１同士を精度良く当接させた状態で接合することができる。これにより、当接面への応力集中によるコアブロック３１の歪み、損傷等を防止することができる。また、コアブロック３１間に作用する磁気吸引力による振動がコアブロック３１の歪み、損傷等に起因して悪化することを防止することができる。
【００３０】
また、本例では、コアブロック３１の第１対向面３１１に設けた突出部３２は、円柱状に形成されている。突出部３２を円柱状とすることにより、コアブロック３１間の当接部の応力を分散・緩和させる効果をより有効に発揮することができる。もちろん、突出部３２は、コアブロック３１間の当接部の応力を分散・緩和させる効果を十分に発揮することができれば、その他の種々様々な形状（例えば、多角柱状等）を採用することができる。
【００３１】
また、コアブロック３１は、磁性粉末であるＳｉ含有鉄粉を圧縮成形してなる圧粉磁心である。そのため、コアブロック３１を例えば積層鋼板等により構成した場合に比べて、材料コスト、製造コストが安価となる。また、形状自由度が高いため、複雑な形状にも容易に対応することができる。
【００３２】
このように、本例によれば、簡易な構成でコア３内にギャップ３３を形成することができ、さらにコアブロック３１同士を精度良く当接させた状態で接合することができるリアクトル１を提供することができる。
【００３３】
なお、本例では、図４に示すごとく、コアブロック３１の第１対向面３１１には、各角部周辺に１つずつ、中央部に１つ、合計５つの突出部３２が互いに所定の間隔を設けて配置されているが、突出部３２の配設位置、配設パターン等は、コアブロック３１間の当接部の応力を分散・緩和させる効果を十分に発揮することができれば、自由に設定することができる。
【００３４】
例えば、図６（ａ）に示す例では、コアブロック３１の第１対向面３１１において、中央部に１つ、その四方に１つずつ、合計５つの突出部３２が互いに所定の間隔を設けて配置されている。
また、図６（ｂ）に示す例では、コアブロック３１の第１対向面３１１において、縦方向に３列、横方向に２列、合計６つの突出部３２が互いに所定の間隔を設けて配置されている。
また、図６（ｃ）に示す例では、コアブロック３１の第１対向面３１１において、８つの突出部３２が互いに所定の間隔を設けて円形状に配置されている。
【００３５】
（実施例２）
本例は、図７、図８に示すごとく、コアブロック３１の第１対向面３１１に設ける複数の突出部３２の構成を変更した例である。
本例では、図８に示すごとく、コアブロック３１の第１対向面３１１において、縦方向に直線状に形成された３つの突出部３２が横方向に互いに所定の間隔を設けて配置されている。
【００３６】
また、図７に示すごとく、一方のコアブロック３１の第１対向面３１１に設けられた複数の突出部３２は、他方のコアブロック３１の第２対向面３１２に対して、接着剤３４により接着固定されている。そして、一方のコアブロック３１の第１対向面３１１と他方のコアブロック３１の第２対向面３１２との間には、ギャップ３３が形成されている。
その他は、実施例１と同様の構成であり、同様の作用効果を有する。
【符号の説明】
【００３７】
１  リアクトル
２  コイル
３  コア
３１  コアブロック
３１１、３１２  対向面
３２  突出部
３３  ギャップ
【図１】
2012028614.tif 000003
【図２】
2012028614.tif 000004
【図３】
2012028614.tif 000005
【図４】
2012028614.tif 000006
【図５】
2012028614.tif 000007
【図６】
2012028614.tif 000008
【図７】
2012028614.tif 000009
【図８】
2012028614.tif 000010