JP5198363B2 - Reactor - Google Patents
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Description
この発明は、DC/DCコンバータ等の電力変換を行うスイッチング電源に用いて好適なリアクトルに関する。 The present invention relates to a reactor suitable for use in a switching power supply that performs power conversion such as a DC / DC converter.
従来から、DC/DCコンバータ等のスイッチング電源には、エネルギの蓄積と放出を繰り返すリアクトルが用いられている。 Conventionally, a reactor that repeatedly stores and discharges energy is used in a switching power supply such as a DC / DC converter.
例えば、図12に示すように、特許文献1に示されたリアクトル1は、胴部から上方に延びる中脚部に対して磁気的空隙4を形成するために長さが短くされた両外脚部を有するE型コア2とI型コア3とを一対の前記磁気的空隙4(該磁気的空隙4には絶縁体を配している。)を介して対向させ閉鎖磁気回路を構成したコア構造体5と、E型コア2の中脚部に巻回したコイル6と、前記コア構造体5の外側面側であって一対の磁気的空隙4の両外側面側にそれぞれ板状の永久磁石7及びコア8(バックヨーク)を有するバイアス磁束発生部9と、から構成されている。
For example, as shown in FIG. 12, the
永久磁石7は、板の長さ方向(図12中、上下方向)及び板厚方向のおのおのに片側二極となるように着磁され、対向するもの同士が同極性になるように、N極とS極が入れ代わる中性線を磁気的空隙4の中心線と一致させて設けてある。 The permanent magnet 7 is magnetized so as to have two poles on one side in each of the plate length direction (vertical direction in FIG. 12) and the plate thickness direction, and the opposite poles have the same polarity. And the neutral line where the S poles are interchanged is provided so as to coincide with the center line of the magnetic gap 4.
このように構成したリアクトル1では、永久磁石7が形成する破線で示すバイアス磁束φmとコイル6が形成する実線で示す主磁束φcが、E型コア2とI型コア3内で互いに逆向きに流れ、かつ永久磁石7が形成するバイアス磁束φmが磁気的空隙4をバイパスしてコア8内を流れる。
In the
このリアクトル1では、コイル6が形成する主磁束φcが、永久磁石7内を通らないので永久磁石7が減磁することがなく、永久磁石7が形成するバイアス磁束φmとコイル6が形成する磁束φcが逆方向になり打ち消し合うのでコア構造体5の内部で磁束が減少する結果、バイアス磁束発生部9が存在しない場合に比べてコア構造体5(の断面積)を小さくすることができるとされている。
In this
ところで、上記従来技術に係るリアクトル1を搭載しようとする装置のリアクトル搭載用スペースによっては、厚みの薄い永久磁石7を使用してリアクトル1の省スペース化(省容積化)を図る必要がある。
By the way, depending on the reactor mounting space of the apparatus in which the
この場合、上記従来技術に係るリアクトル1では、コイル6が形成する主磁束φcの一部が、I型コア3の外側面側から永久磁石7、コア8、及び永久磁石7を通じてE型コア2の両脚部に流れる磁路が形成されるので、主磁束φcの一部が永久磁石7を通過することになり永久磁石7を減磁させてしまうという問題がある。
In this case, in the
永久磁石7を減磁させないようにするためには、永久磁石7の磁気抵抗を高くすることが考えられるが、磁気抵抗を高くするためには、永久磁石7の板厚を厚くして磁石長を長くしなければならない。 In order to prevent the permanent magnet 7 from being demagnetized, it is conceivable to increase the magnetic resistance of the permanent magnet 7. However, in order to increase the magnetic resistance, the permanent magnet 7 is increased in thickness to increase the magnet length. Must be lengthened.
しかしながら、上記従来技術に係る構造のリアクトル1では、永久磁石7の磁石長を長くすると、リアクトルが大型化してしまう(容積が大きくなってしまう)という問題が顕在化する。
However, in the
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、小容積(小型)でありながらも、永久磁石(なお、この明細書において、永久磁石を単に磁石ともいう。)の磁石長を長く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。 The present invention has been made in consideration of such a problem. The magnet length of a permanent magnet (in this specification, a permanent magnet is also simply referred to as a magnet) while having a small volume (small size). It aims at providing the reactor which can be lengthened.
この項では、理解の容易化のために添付図面中の符号を付けて説明する。したがって、この項に記載した内容がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではない。 In this section, for ease of understanding, reference numerals in the attached drawings are used for explanation. Therefore, the contents described in this section should not be construed as being limited to those having the reference numerals.
この発明に係るリアクトルは、以下の特徴(1)〜(5)を備える。 The reactor according to the present invention includes the following features (1) to (5).
(1)例えば、図3(図9)に示すように、胴部112(112A)と、この胴部112(112A)から上方に延びる少なくとも2つの脚部114a、116、114b(114A、114B)と、を有する第1コア101(101A)と、前記脚部116(114A、114B)の下端側から上端側途中まで巻回されるコイル16(16A、16B)と、前記脚部114a、116、114b(114A、114B)間で且つ前記コイル16(16A、16B)の上面側に配置され、前記脚部114a、116、114b(114A、114B)間を磁気的に接続する第2コア102a、102b(102A)と、を有するリアクトル本体部12(12A)と、前記リアクトル本体部12(12A)を囲む仮想外接直方体14(14A)内の空間中に、前記脚部114a、116、114b(114A、114B)の上端側に隣接して、且つ前記コイル16(16A、16B)の上面側に配置され、磁石201a、201b、301a、301b(201A、301A)を用いて前記コイル16(16A、16B)が発生する主磁束φcに対して逆向きのバイアス磁束φmを発生するバイアス磁束発生部21、22(21A)と、を備えることを特徴とする。
(1) For example, as shown in FIG. 3 (FIG. 9), the body 112 (112A) and at least two
この特徴(1)を備える発明によれば、第1コアと、該第1コアの脚部の下端側から上端側途中まで巻回されるコイルと、前記脚部間で且つ前記コイルの上面側に配置され、前記脚部間を磁気的に接続する第2コアと、を有するリアクトル本体部を囲む仮想外接直方体内の空間中に、前記脚部の上端側に隣接して、且つ前記コイルの上面側に配置され、磁石を用いて前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生するバイアス磁束発生部を備えるように構成したので、リアクトルとして小容積(小型)でありながらも、磁石の磁石長を長くすることができる。 According to the invention having this feature (1), the first core, the coil wound from the lower end side to the upper end side of the leg portion of the first core, and the upper surface side of the coil between the leg portions And a second core that magnetically connects the legs, and in a space inside a virtual circumscribed cuboid that surrounds the reactor main body, adjacent to the upper end side of the legs and of the coil Since it is configured to include a bias magnetic flux generation unit that is disposed on the upper surface side and generates a bias magnetic flux that is opposite to the main magnetic flux generated by the coil using a magnet, the reactor has a small volume (small size) Also, the magnet length of the magnet can be increased.
(2)上記の特徴(1)を備えるリアクトルにおいて、例えば、図3に示すように、前記リアクトル本体部は、胴部と、この胴部から上方に延びる両外脚部と中脚部とを有するE型の第1コア101と、前記中脚部の下端側から上端側途中まで巻回されるコイルと、一方の前記外脚部の内側面と前記中脚部の対向面との間で且つ前記コイルの上面側に配置され、一方の前記外脚部と前記中脚部とを磁気的に接続する一方の第2コアと、他方の前記外脚部の内側面と前記中脚部の対向面との間で且つ前記コイルの上面側に配置され、他方の前記外脚部と前記中脚部とを磁気的に接続する他方の第2コアと、を有し、前記バイアス磁束発生部は、第1及び第2バイアス磁束発生部から構成され、該第1及び第2バイアス磁束発生部は、前記リアクトル本体部を囲む仮想外接直方体内の空間中に、前記両外脚部と前記中脚部の上端側の正面側と裏面側にそれぞれ隣接して、且つ前記コイルの上面側に配置され、磁石を用いて前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生することを特徴とする。
(2) In the reactor having the above feature (1), for example, as shown in FIG. 3, the reactor main body includes a trunk portion, both outer leg portions and middle leg portions extending upward from the trunk portion. An E-shaped
この特徴(2)を備える発明によれば、E型の第1コアと、該第1コアの中脚部の下端側から上端側途中まで巻回されるコイルと、一方の前記外脚部の内側面と前記中脚部の対向面との間で且つ前記コイルの上面側に配置され、一方の前記外脚部と前記中脚部とを磁気的に接続する一方の第2コアと、他方の前記外脚部の内側面と前記中脚部の対向面との間で且つ前記コイルの上面側に配置され、他方の前記外脚部と前記中脚部とを磁気的に接続する他方の第2コアと、を有するリアクトル本体部を囲む仮想外接直方体内の空間中に、前記両外脚部と前記中脚部の上端側の正面側と裏面側にそれぞれ隣接して、且つ前記コイルの上面側に配置され、磁石を用いて前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生する第1及び第2バイアス磁束発生部を備えるように構成したので、リアクトルとして小容積(小型)でありながらも、磁石の磁石長を長くすることができる。 According to the invention including this feature (2), the E-type first core, the coil wound from the lower end side to the upper end side of the middle leg portion of the first core, and the one outer leg portion One second core that is disposed between the inner side surface and the opposed surface of the middle leg portion and on the upper surface side of the coil and that magnetically connects one of the outer leg portion and the middle leg portion, and the other Between the inner side surface of the outer leg portion and the opposing surface of the middle leg portion and on the upper surface side of the coil, and the other of the other outer leg portion and the middle leg portion that magnetically connect In a space inside a virtual circumscribed cuboid surrounding a reactor main body having a second core, adjacent to the front side and the back side of the upper end side of the outer leg part and the middle leg part, respectively, and of the coil A first and a second magnetic flux that are disposed on the upper surface side and generate a bias magnetic flux opposite to a main magnetic flux generated by the coil using a magnet; Since it is configured to include a second bias magnetic flux generating portion, while a small volume (small) as a reactor, it is possible to increase the magnet length of the magnet.
(3)上記の特徴(2)を備える発明において、前記第1及び第2バイアス磁束発生部は、それぞれ、前記両外脚部に磁気的に接続される両外側の第3コアと、この両外側の第3コアの内側に配置され前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生する第1及び第2磁石と、これら第1及び第2磁石間に配置される中央の第3コアと、を同軸上に配置した構成にすることができる。 (3) In the invention having the above feature (2), the first and second bias magnetic flux generators may include both outer third cores that are magnetically connected to the outer legs, A first magnet and a second magnet arranged inside the outer third core and generating a bias magnetic flux opposite to a main magnetic flux generated by the coil; and a central magnet arranged between the first and second magnets. The third core and the third core can be arranged on the same axis.
(4)上記の特徴(1)を備えるリアクトルにおいて、例えば、図9に示すように、前記リアクトル本体部は、胴部と、この胴部から上方に延びる両外脚部とを有するU型の第1コア101Aと、前記両外脚部の下端側から上端側途中まで巻回されるコイルと、前記両外脚部の内側面間で且つ前記コイルの上面側に配置され、前記両脚部を磁気的に接続する第2コアと、を有し、前記バイアス磁束発生部は、前記リアクトル本体部を囲む仮想外接直方体内の空間中に、前記両外脚部のそれぞれの上端側の周囲に隣接して、且つ前記コイルの上面側に配置され、磁石を用いて前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生することを特徴とする。
(4) In the reactor having the above feature (1), for example, as shown in FIG. 9, the reactor main body portion is a U-shaped unit having a trunk portion and both outer leg portions extending upward from the trunk portion. The
この特徴(4)を備える発明によれば、U型の第1コアと、該第1コアの両外脚部の下端側から上端側途中まで巻回されるコイルと、前記両外脚部の内側面間で且つ前記コイルの上面側に配置され、前記両脚部を磁気的に接続する第2コアと、を有するリアクトル本体部を囲む仮想外接直方体内の空間中に、前記両外脚部のそれぞれの上端側の周囲に隣接して、且つ前記コイルの上面側に配置され、磁石を用いて前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生するバイアス磁束発生部を備えるように構成したので、リアクトルとして小容積(小型)でありながらも、磁石の磁石長を長くすることができる。 According to the invention having this feature (4), the U-shaped first core, the coil wound from the lower end side to the upper end side of both outer leg portions of the first core, A space between the inner side surfaces and on the upper surface side of the coil, and a second core that magnetically connects the both leg portions, and in a space in a virtual circumscribed rectangular parallelepiped surrounding the reactor main body portion, A bias magnetic flux generator is disposed adjacent to the periphery of each upper end side and on the upper surface side of the coil, and generates a bias magnetic flux opposite to the main magnetic flux generated by the coil using a magnet. Thus, the magnet length of the magnet can be increased while the reactor has a small volume (small size).
(5)上記の特徴(4)を備える発明において、前記バイアス磁束発生部は、前記両外脚部の両外側面側に磁気的に接続され、かつコイルの上面に沿って配置される両第3コアと、この両第3コアの対向面両端間で、かつ前記コイルの上面に沿って配置され、それぞれ前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生する第1及び第2磁石と、を有する構成とすることができる。 (5) In the invention having the above-described feature (4), the bias magnetic flux generator is magnetically connected to both outer side surfaces of the outer legs and is disposed along the upper surface of the coil. First and second cores that are disposed between opposite ends of the three cores and along the upper surface of the coil and that generate bias magnetic fluxes that are opposite to the main magnetic flux generated by the coils. And two magnets.
この発明に係るリアクトルによれば、リアクトルとして小容積(小型)でありながらも、磁石の磁石長を長くすることができる。 According to the reactor according to the present invention, the magnet length of the magnet can be increased while the reactor has a small volume (small size).
以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、外鉄型の第1実施例に係るリアクトル10の分解斜視図、図2は、リアクトル10を構成するリアクトル本体部12の斜視図、図3は、リアクトル10の斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of the
この第1実施例に係るリアクトル10は、基本的には、図2に示すリアクトル本体部12と、このリアクトル本体部12に外接する2点鎖線で示す仮想外接直方体14(図2、図3参照)の空間部内に配置される第1及び第2バイアス磁束発生部21、22(図1、図3参照)とから構成される。
The
リアクトル本体部12は、E型の第1コア101と、後述する主磁束φcを発生する角筒状のコイル16と、I型の一方の第2コア102aと、I型の他方の第2コア102bとから構成される。なお、各コアは、例えば、鋼板を積層して構成される。
The
E型の第1コア101は、胴部112と、この胴部112から上方に延びる両外脚部114a、114bと中脚部116とを有して構成される。
The E-type
コイル16は、中脚部116の下端側から中脚部116の上端側途中まで巻回されている。
The
図2に示すように、前記一方の第2コア102aは、一方の外脚部114aの内側面と中脚部116の対向面との間で且つコイル16の上面側に配置され、一方の外脚部114aと中脚部116とを磁気的空隙121、122を介して磁気的に接続する。
As shown in FIG. 2, the one
同様に、前記他方の第2コア102bは、他方の外脚部114bの内側面と中脚部116の対向面との間で且つコイル16の上面側に配置され、他方の外脚部114bと中脚部116とを磁気的空隙123、124を介して磁気的に接続する。
Similarly, the other
ここで、コイル16によりリアクトル本体部12に形成される主磁束φcについて説明する。
Here, the main magnetic flux φc formed in the reactor
図4Aはリアクトル10の平面図、図4Bはリアクトル10のIVB−IVB線断面図、図4Cはリアクトル10のIVC−IVC線断面図である。
4A is a plan view of the
図5は、図4Bのリアクトル10のIVB−IVB線断面図に主磁束φcを描いた説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram in which the main magnetic flux φc is drawn on the IVB-IVB line cross-sectional view of the
この図5に示すように、主磁束φcは、図5中、左側に描いた閉磁路(E型の第1コア101の胴部112から一方の外脚部114a、磁気的空隙121、一方の第2コア102a、磁気的空隙122、及び中脚部116を経て胴部112に戻る経路)と、右側に描いた閉磁路(E型の第1コア101の胴部112から他方の外脚部114b、磁気的空隙124、他方の第2コア102b、磁気的空隙123、及び中脚部116を経て胴部112に戻る経路)と、に形成される。
As shown in FIG. 5, the main magnetic flux φc is a closed magnetic circuit drawn on the left side in FIG. 5 (from the
図5を参照して説明したように、コイル16によりリアクトル10に主磁束φcが形成される。そして、この主磁束φcにより形成される閉磁路中には、磁石201a、201b、301a、301bが存在しない。
As described with reference to FIG. 5, the main magnetic flux φc is formed in the
次に、第1及び第2バイアス磁束発生部21、22は、図3に示すように、リアクトル本体部12を囲む仮想外接直方体14内の空間中に、両外脚部114a、114bと中脚部116のそれぞれの上端側の正面側と裏面側に隣接して、且つコイル16の上面側にそれぞれ配置される。
Next, as shown in FIG. 3, the first and second bias
第1バイアス磁束発生部21は、両外脚部114a、114bに磁気的に接続される両外側のI型の第3コア103a、103bと、この両外側の第3コア103a、103bの内側に配置され、後述するように、コイル16が発生する主磁束φcに対して逆向きのバイアス磁束φmを発生するI型の第1及び第2磁石201a、201bと、これら第1及び第2磁石201a、201b間に配置される中央のI型の第3コア103cと、を同軸上に配置した構成になっている。
The first bias magnetic
同様に、第2バイアス磁束発生部22は、両外脚部114a、114bに磁気的に接続される両外側のI型の第3コア203a、203bと、この両外側の第3コア203a、203bの内側に配置され、後述するように、コイル16が発生する主磁束φcに対して逆向きのバイアス磁束φmを発生するI型の第1及び第2磁石301a、301bと、これら第1及び第2磁石301a、301b間に配置される中央のI型の第3コア203cと、を同軸上に配置した構成になっている。
Similarly, the second bias
ここで、第1及び第2バイアス磁束発生部21、22により形成されるバイアス磁束φm1(φm1a、φm1b)、φm2(φm2a、φm2b)について詳しく説明する。
Here, the bias magnetic fluxes φm1 (φm1a, φm1b) and φm2 (φm2a, φm2b) formed by the first and second bias
理解の便宜のために、E型の第1コア101の胴部112と平行する方向をx方向(x軸方向)、脚部114a、114b、116と平行する方向をz方向(z軸方向)、xz平面と直交する方向をy方向(y軸方向)とする直交3軸座標系を設定する。
For convenience of understanding, the direction parallel to the
図6Aは、リアクトル10の平面図に、図6Bは、リアクトル10のIVB−IVB線断面図(ハッチングは省略)に、図6Cは、リアクトル10のIVC−IVC線断面図(ハッチングは省略)に、それぞれ、主磁束φcと、第1及び第2バイアス磁束発生部21、22により形成されるバイアス磁束φm1(φm1a、φm1b)、φm2(φm2a、φm2b)を描いた模式的説明図である。
6A is a plan view of the
図6Aに示すように、第1バイアス磁束発生部21を構成する第1磁石201aのN極から−x方向に発生した点線で示すバイアス磁束φm1aは、第3コア103aに入り方向がy方向とされ第3コア103aを通過して外脚部114aに入り、外脚部114aで−z方向とされて、図6Bに示すように、外脚部114aを通過して胴部112に入り、胴部112でx方向とされ、胴部112の中央部でz方向とされ胴部112の中央部から中脚部116に入り、中脚部116を通過して、図6Aに示すように、方向が−y方向にされて第3コア103cに入り、この第3コア103cで方向が−x方向とされて第1磁石201aのS極にもどるように流れる。
As shown in FIG. 6A, the bias magnetic flux φm1a indicated by the dotted line generated in the −x direction from the N pole of the
以下、他のバイアス磁束φm1b、φm2a、及びφm2bは、同様に理解できるので簡単に説明すると、第1バイアス磁束発生部21を構成する残りの第2磁石201bのN極からx方向に発生したバイアス磁束φm1bは、図6A〜図6Cに示す経路を経て、第2磁石201bのS極にもどる。
Hereinafter, since the other bias magnetic fluxes φm1b, φm2a, and φm2b can be understood in a similar manner, the bias magnetic fluxes generated in the x direction from the N poles of the remaining
同様に、第2バイアス磁束発生部22を構成する第1磁石301aのN極から−x方向に発生した磁束φm2aは、図6A〜図6Cに示す経路を経て、第1磁石301aのS極にもどり、また、第2バイアス磁束発生部22を構成する残りの第2磁石301bのN極からx方向に発生した磁束φm2bは、図6A〜図6Cに示す経路を経て、第2磁石301bのS極にもどる。
Similarly, the magnetic flux φm2a generated in the −x direction from the N pole of the
図6A〜図6C中、主磁束φcの流れる実線で示した経路は、図5を参照して説明した通りである。 6A to 6C, the path indicated by the solid line through which the main magnetic flux φc flows is as described with reference to FIG. 5.
図6A〜図6Cから理解されるように、E型の第1コア101とI型の第2コア102a、102b中を流れる主磁束φcの流れに対し、これらE型の第1コア101とI型の第2コア102a、102b中を流れるバイアス磁束φm1a、φm2a、φm1b、φm2bの流れは、逆方向になっているので相殺する。この結果、第1コア101及び第2コア102a、102b内部での磁束が飽和し難くなるのでリアクトル10内の磁束密度が減少することから、コアの断面積を小さくでき、リアクトル10の容積を小型化できる。
As can be understood from FIGS. 6A to 6C, the E-type
磁石201a、201b、301a、301bは、E型の第1コア101とI型の第2コア102a、102bにより形成される窓外に設けているので、コイル16の巻数を多くすることができ、インダクタンスを高くすることができる。
Since the
しかも、第1及び第2バイアス磁束発生部21、22を構成する磁石201a、201b、301a、301bの中を主磁束φcが流れない磁路構成となっているので、磁石201a、201b、301a、301bが減磁することもない。
Moreover, since the main magnetic flux φc does not flow through the
その上、磁気的な空隙121、122、123、124のx方向の長さである磁気的空隙長に対して、磁石201a、201b、301a、301bのx方向の長さである磁石長が、磁気的空隙長<<磁石長の関係となる構成になっているので、磁気バイアス効果を高くすることができる。磁石長が長いので、磁気抵抗が高くなることから、主磁束φcは、従来技術に比較して、より磁石201a、201b、301a、301bの中を通り難い。
In addition, the magnet length that is the length in the x direction of the
以上説明したように、第1実施例のリアクトル10は、胴部112と、この胴部112から上方に延びる両外脚部114a、114bと中脚部116とを有するE型の第1コア101と、中脚部116の下端側から上端側途中まで巻回されるコイル16と、一方の外脚部114aの内側面と中脚部116の対向面との間で且つコイル16の上面側に配置され、一方の外脚部114aと中脚部116とを磁気的に接続するI型の一方の第2コア102aと、他方の外脚部114bの内側面と中脚部116の対向面との間で且つコイル16の上面側に配置され、他方の外脚部114bと中脚部116とを磁気的に接続するI型の他方の第2コア102bと、を有するリアクトル本体部12と、リアクトル本体部12を囲む仮想外接直方体14内の空間中に、両外脚部114aと中脚部116のそれぞれの上端側の正面側と裏面側に隣接して、且つコイル16の上面側に配置される第1及び第2バイアス磁束発生部21、22と、を備える。
As described above, the
ここで、第1バイアス磁束発生部21は、両外脚部114a、114bに磁気的に接続される両外側のI型の第3コア103a、103bと、この両外側の第3コア103a、103bの内側に配置されコイル16が発生する主磁束φcに対して逆向きのバイアス磁束φm1(φm1a、φm1b)を発生するI型の第1磁石201a、201bと、これら第1磁石201a、201b間に配置される中央のI型の第3コア103cとを同軸上に配置した構成にされている。
Here, the first bias
同様に、第2バイアス磁束発生部22は、両外脚部114a、114bに磁気的に接続される両外側のI型の第3コア203a、203bと、この両外側の第3コア203a、203bの内側に配置されコイル16が発生する主磁束φcに対して逆向きのバイアス磁束φm2(φm2a、φm2b)を発生するI型の第1及び第2磁石301a、301bと、これら第1及び第2磁石301a、301b間に配置される中央のI型の第3コア203cとを同軸上に配置した構成にされている。
Similarly, the second bias
この第1実施例によるリアクトル10によれば、リアクトル本体部12を囲む仮想外接直方体14内の空間中に、両外脚部114a、114bと中脚部116の上端側の正面側と裏面側にそれぞれ隣接して、且つコイル16の上面側に、磁石201a、201b、301a、301bを用いてコイル16が発生する主磁束φcに対して逆向きのバイアス磁束φm1(φm1a、φm1b)、φm2(φm2a、φm2b)を発生する第1及び第2バイアス磁束発生部21、22を備えるように構成したので、リアクトル10として小容積(小型)でありながらも、磁石201a、201b、301a、301bの磁石長を長くすることができる。
According to the
換言すれば、仮想外接直方体14が、リアクトル10を収容するケースの大きさとなり、このケースにリアクトル本体部12を収納した場合に形成されるデッドスペース(利用できていない空間)に、バイアス磁束発生部21、22を収納するようにしたので、磁石長を十分に確保しつつリアクトル10のサイズの増加を防いだリアクトル10を作成することができる。
In other words, the virtual circumscribed
図7は、U型の第1コア101Aを用いた内鉄型の第2実施例に係るリアクトル10Aの分解斜視図、図8は、リアクトル10Aを構成するリアクトル本体部12Aの斜視図、図9は、リアクトル10Aの斜視図である。なお、第2実施例に係る内鉄型のリアクトル10Aの構成並びに作用は、上述した第1実施例に係る外鉄型のリアクトル10の構成並びに作用と基本的には同様であるので以下簡潔に説明する。
FIG. 7 is an exploded perspective view of the
第2実施例に係るリアクトル10Aは、基本的には、図8に示すリアクトル本体部12Aと、このリアクトル本体部12Aに外接する2点鎖線で示す仮想外接直方体14A(図8、図9参照)の空間部内に配置されるバイアス磁束発生部21A(図7、図9参照)とから構成される。
A
リアクトル本体部12Aは、図8に示すように、U型の第1コア101Aと、後述する主磁束φcを発生する角筒状のコイル16A、16Bと、I型の第2コア102Aとから構成される。なお、各コアは、例えば、鋼板を積層して構成される。
As shown in FIG. 8, the
U型の第1コア101Aは、胴部112Aと、この胴部112Aから上方に延びる両外脚部114A、114Bとを有して構成される。
The U-shaped
コイル16A、16Bは、両外脚部114A、114Bの下端側から上端側途中まで巻回されている。
The
第2コア102Aは、両外脚部114A、114B間で且つコイル16A、16Bの隣接部上面側に配置され、外脚部114Aと外脚部114Baとを磁気的空隙121A、121Bを介して磁気的に接続する。
The
バイアス磁束発生部21Aは、リアクトル本体部12Aを囲む仮想外接直方体14A内の空間中に、4角形リング状の形状として配置され、両外脚部114A、114Bの両外側面側に磁気的に接続され、且つコイル16A、16Bの上面に延びて配置されるI型の両第3コア103A、103Bと、この両第3コア103A、103Bの対向面両端間で、且つコイル16A、16Bの上面に沿って配置され、それぞれコイル16A、16Bが発生する主磁束φcに対して、後述するように、逆向きのバイアス磁束φm1、φm2を発生するI型の第1及び第2磁石201A、301Aと、を有する。
The bias
図10A、図10B、図10Cは、第2実施例のリアクトル10Aの構成をより明確にするために描いた図であり、図10Aはリアクトル10Aの平面図、図10Bはリアクトル10AのXB−XB線断面図、図10Cはリアクトル10AのXC−XC線断面図である。
10A, FIG. 10B, and FIG. 10C are drawings for clarifying the configuration of the
次に、コイル16A、16Bにより形成される主磁束φc、及びバイアス磁束発生部21Aにより形成されるバイアス磁束φm1、φm2について説明する。
Next, the main magnetic flux φc formed by the
この第2実施例においても、理解の便宜のために、U型の第1コア101Aの胴部112Aと平行する方向をx方向(x軸方向)、脚部114A、114Bと平行する方向をz方向(z軸方向)、xz平面と直交する方向をy方向(y軸方向)とする直交3軸座標系を設定する。
Also in this second embodiment, for convenience of understanding, the direction parallel to the
図11Aは、リアクトル10Aの平面図に、図11Bは、リアクトル10AのXB−XB線断面図(ハッチングは省略)に、図11Cは、リアクトル10AのXC−XC線断面図(ハッチングは省略)に、それぞれ、主磁束φcと、バイアス磁束発生部21Aにより形成されるバイアス磁束φm1、φm2を描いた模式的説明図である。
11A is a plan view of
実線で示す主磁束φcは、図11A〜図11Cに示すように、U型の第1コア101Aの胴部112Aから一方の脚部114A、磁気的空隙121A、第2コア102A、磁気的空隙121B、及び脚部114Bを経て胴部112Aに戻る経路の閉磁路を形成する。
As shown in FIGS. 11A to 11C, the main magnetic flux φc indicated by a solid line is from the
この場合、コイル16A、16Bによりリアクトル10Aに主磁束φcが形成される。そして、この主磁束φcにより形成される閉磁路中には、磁石201A及び301Aが存在しない。
In this case, the main magnetic flux φc is formed in the
点線で示すバイアス磁束φm1、φm2中、バイアス磁束φm1は、図11Aに示すように、バイアス磁束発生部21を構成する第1磁石201AのN極から−x方向に発生する。−x方向に発生したバイアス磁束φm1は、一方の第3コア103Aに入り方向が−x方向からy方向にされ、さらに第3コア103Aの中間部で−x方向とされ、再び脚部114Aの上端部側に入り、脚部114Aの上端部側で−z方向とされて、図11Bに示すように、脚部114Aを通過して方向を胴部112Aに入り方向がx方向とされて胴部112Aを通過し脚部114Bに入り、図11B及び図11Cに示すように、脚部114Bでy方向とされて脚部114Bを通過し、脚部114Bの上端部側で、図11Aに示すように、x方向とされて他方の第3コア103Bに入り方向が−y方向とされて第3コア103Bを通過し、第1磁石201Aにより−x方向とされ、該第1磁石201AのS極にもどるように流れる。
Among the bias magnetic fluxes φm1 and φm2 indicated by the dotted lines, the bias magnetic flux φm1 is generated in the −x direction from the N pole of the
他のバイアス磁束φm2は、同様に理解できるので簡単に説明すると、バイアス磁束発生部21Aを構成する残りの第2磁石301AのN極からx方向に発生したバイアス磁束φm2は、図11A〜図11Cに示す経路を経て、第2磁石301AのS極にもどる。
Since the other bias magnetic flux φm2 can be understood in the same manner, the bias magnetic flux φm2 generated in the x direction from the N pole of the remaining
図11A〜図11Cから理解されるように、U型の第1コア101AとI型の第2コア102A中を流れる主磁束φcの流れに対し、U型の第1コア101A中を流れるバイアス磁束φm1、φm2の流れは、逆方向になっているので相殺する。この結果、第1コア101Aの磁束が飽和し難くなるのでリアクトル10A内の磁束密度が減少することから、コアの断面積を小さくでき、リアクトル10Aの容積を小型化できる。
As understood from FIGS. 11A to 11C, the bias magnetic flux flowing in the U-shaped
第1及び第2磁石201A、301Aは、U型の第1コア101AとI型の第2コア102Aにより形成される窓外に設けているので、コイル16A、16Bの巻数を多くすることができ、インダクタンスを高くすることができる。
Since the first and
しかも、バイアス磁束発生部21Aを構成する第1及び第2磁石201A、301Aの中を主磁束φcが流れない磁路構成となっているので、第1及び第2磁石201A、301Aが減磁することもない。
In addition, since the main magnetic flux φc does not flow through the first and
その上、磁気的な空隙121A、121Bのx方向の長さである磁気的空隙長に対して、第1及び第2磁石201A、301Aのx方向の長さである磁石長が、磁気的空隙長<<磁石長の関係となる構成になっているので、磁気バイアス効果を高くすることができる。磁石長が長いので、磁気抵抗が高くなることから、主磁束φcは、従来技術に比較して、より第1及び第2磁石201A、301Aの中を通り難い。
In addition, the magnetic gap that is the length of the first and
以上説明したように、第2実施例のリアクトル10Aは、胴部112Aと、この胴部112Aから上方に延びる両外脚部114A、114Bとを有するU型の第1コア101Aと、両外脚部114A、114Bの下端側から上端側途中まで巻回されるコイル16A、16Bと、両外脚部114A、114Bの内側面間で且つ前記コイル16A、16Bの上面側に配置され、両脚部114A、114Bを磁気的に接続するI型の第2コア102Aと、を有するリアクトル本体部12Aと、リアクトル本体部12Aを囲む仮想外接直方体14A内の空間中に、両外脚部114A、114Bのそれぞれの上端側の周囲に隣接して、且つコイル16A、16Bの上面側に配置され、磁石201A、301Aを用いてコイル16A、16Bが発生する主磁束φcに対して逆向きのバイアス磁束φ1m、φ2mを発生するバイアス磁束発生部21Aと、を備える。
As described above, the
ここで、バイアス磁束発生部21Aは、両外脚部114A、114Bの両外側面側に磁気的に接続され、且つコイル16A、16Bの上面に沿って配置されるI型の両第3コア103A、103Bと、この両第3コア103A、103Bの対向面両端間で、且つコイル16A、16Bの上面に沿って配置され、それぞれコイル16A、16Bが発生する主磁束φcに対して逆向きのバイアス磁束φ1m、φ2mを発生する構成にされている。
Here, the bias magnetic
この第2実施例によるリアクトル10Aによれば、リアクトル本体部12を囲む仮想外接直方体14内の空間中に、両外脚部114A、114Bのそれぞれの上端側の周囲に隣接して、且つコイル16A、16Bの上面側に配置され、磁石201A、301Aを用いてコイル16A、16Bが発生する主磁束φcに対して逆向きのバイアス磁束φm1、φm2を発生するバイアス磁束発生部21Aを備えるように構成したので、リアクトル10Aとして小容積(小型)でありながらも、磁石201A、301Aの磁石長を長くすることができる。
According to the
換言すれば、仮想外接直方体14Aが、リアクトル10Aを収容するケースの大きさとなり、このケースにリアクトル本体部12Aを収納した場合に形成されるデッドスペース(利用できていない空間)に、バイアス磁束発生部21Aを収納するようにしたので、磁石長を十分に確保しつつリアクトル10Aのサイズの増加を防いだリアクトル10Aを作成することができる。
In other words, the virtual circumscribed cuboid 14A has the size of a case that accommodates the
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。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted based on the contents described in this specification.
10、10A…リアクトル 12、12A…リアクトル本体部
14、14A…仮想外接直方体 16、16A、16B…コイル
21、22、21A…バイアス磁束発生部
101、101A…第1コア
102a、102b、102A…第2コア
103a、103b、103c、203a、203b、203c、103A、103B…第3コア
112、112A…胴部
114a、114b、116、114A、114B…脚部
201a、201b、301a、301b、201A、301A…磁石
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記中脚部の下端側から上端側途中まで巻回されるコイルと、
一方の前記外脚部の内側面と前記中脚部の対向面との間で且つ前記コイルの上面側に配置され、一方の前記外脚部と前記中脚部とを磁気的に接続する一方の第2コアと、他方の前記外脚部の内側面と前記中脚部の対向面との間で且つ前記コイルの上面側に配置され、他方の前記外脚部と前記中脚部とを磁気的に接続する他方の第2コアと、
を有するリアクトル本体部と、
前記リアクトル本体部を囲む仮想外接直方体内の空間中に、前記両外脚部と前記中脚部の上端側の正面側と裏面側に隣接して、且つ前記コイルの上面側に配置される第1及び第2バイアス磁束発生部から構成されるバイアス磁束発生部と、
を備え、
前記第1及び第2バイアス磁束発生部は、
それぞれ、前記両外脚部に磁気的に接続される両外側の第3コアと、この両外側の第3コアの内側に配置され前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生する第1及び第2磁石と、これら第1及び第2磁石間に配置される中央の第3コアと、を同軸上に配置した
構成にされていることを特徴とするリアクトル。 An E-type first core having a trunk, and both outer and middle legs extending upward from the trunk;
A coil wound to the upper end side midway from the lower side in said leg portion,
One that is disposed between the inner side surface of the one outer leg portion and the opposing surface of the middle leg portion and on the upper surface side of the coil, and magnetically connects the one outer leg portion and the middle leg portion. Between the inner surface of the other outer leg portion and the opposing surface of the middle leg portion and on the upper surface side of the coil, and the other outer leg portion and the middle leg portion. The other second core to be magnetically connected;
A reactor body having
During space within the virtual circumscribing rectangular parallelepiped surrounding the reactor main body, adjacent to the front side and the back side of the upper end side in said leg portion and said Ryosotoashi portion, Ru is and disposed on the upper surface side of the coil first When configured bias magnetic flux generating unit 1 and the second bias flux generating section,
Equipped with a,
The first and second bias magnetic flux generators are
Each of the outer third cores magnetically connected to the outer legs, and a bias magnetic flux opposite to the main magnetic flux generated by the coil disposed inside the outer third cores. The generated first and second magnets and the central third core arranged between the first and second magnets are arranged coaxially.
Reactor characterized that you have been configured.
前記両外脚部の下端側から上端側途中まで巻回されるコイルと、
前記両外脚部の内側面間で且つ前記コイルの上面側に配置され、前記両外脚部間を磁気的に接続する第2コアと、
を有するリアクトル本体部と、
バイアス磁束発生部と、
を備え、
前記バイアス磁束発生部は、
前記リアクトル本体部を囲む仮想外接直方体内の空間中に、前記両外脚部の両外側面側に磁気的に接続され、且つ前記コイルの上面に沿って配置される両第3コアと、この両第3コアの対向面両端間で、且つ前記コイルの上面に沿って配置され、それぞれ前記コイルが発生する主磁束に対して逆向きのバイアス磁束を発生する第1及び第2磁石と、
を有することを特徴とするリアクトル。
A U-shaped first core having a trunk portion and both outer legs extending upward from the trunk portion;
A coil wound to the upper end side midway from the lower side of the both outer legs,
Wherein both outer disposed on an upper surface side of and the coil between the inner surfaces of the legs, and the second core that connects between the both outer legs magnetically,
A reactor body having
A bias magnetic flux generator,
With
The bias magnetic flux generator is
Both third cores that are magnetically connected to both outer surface sides of the outer leg portions and disposed along the upper surface of the coil in a space in a virtual circumscribed cuboid that surrounds the reactor main body, First and second magnets that are disposed between opposite ends of both third cores and along the upper surface of the coil, and generate a bias magnetic flux that is opposite to the main magnetic flux generated by the coil,
Reactor and wherein the Rukoto to have a.
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