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JP2013222741A - Reactor - Google Patents

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JP2013222741A
JP2013222741A JP2012091637A JP2012091637A JP2013222741A JP 2013222741 A JP2013222741 A JP 2013222741A JP 2012091637 A JP2012091637 A JP 2012091637A JP 2012091637 A JP2012091637 A JP 2012091637A JP 2013222741 A JP2013222741 A JP 2013222741A
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JP
Japan
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insulator
coil
soft magnetic
magnetic
less
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012091637A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yamaya
孝志 山家
Yuki Abe
有希 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokin Corp
Original Assignee
NEC Tokin Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Tokin Corp filed Critical NEC Tokin Corp
Priority to JP2012091637A priority Critical patent/JP2013222741A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reactor with an insulation property secured between a conductor wire and a core while having a high inductance.SOLUTION: A reactor 1 comprises: a magnetic core 11 including a first soft magnetic particle and a magnetic core 11; a coil 12 wound around a conductor wire; and an insulator 13 covering a coil surface. The core 12 covered by the insulator 13 is embedded in the magnetic core 11, and the insulator 13 contains plural soft magnetic particles having an insulation property and resin filled in gaps of the soft magnetic particles. A glass transition temperature of the resin is 80°C or more, and the insulator 13 has relative magnetic permeability of 1 or more and 20 or less in a zero magnetic field. The magnetic core 11 has relative magnetic permeability of 3 or more in a magnetic field of 10/4π[A/m].

Description

本発明は、コイルを用いた受動素子であるリアクトルに関する。   The present invention relates to a reactor that is a passive element using a coil.

特許文献1に例示されるように、導体線を巻き回したコイルの内側と外側を磁性粉末混合樹脂で充填した、昇圧をするためのリアクトルの構成が開示されている。   As exemplified in Patent Document 1, a configuration of a reactor for boosting is disclosed in which the inside and outside of a coil around which a conductor wire is wound are filled with a magnetic powder mixed resin.

特許文献1ではさらに、コイル全体を絶縁体で覆うことにより、導体線と磁性粉末混合樹脂を硬化したコアとの間の絶縁性を確保する工夫がなされている。   Patent Document 1 further devises to ensure insulation between the conductor wire and the core obtained by curing the magnetic powder mixed resin by covering the entire coil with an insulator.

一方、特許文献2では、空芯コイル表面にNi−Znフェライトと熱可塑性ポリマーからなる被覆層を300μmの厚さで設けたインダクタの構成が開示されている。   On the other hand, Patent Document 2 discloses a configuration of an inductor in which a coating layer made of Ni—Zn ferrite and a thermoplastic polymer is provided on the surface of an air core coil with a thickness of 300 μm.

特開2006−4957号公報JP 2006-4957 A 特開平6−36937号公報JP-A-6-36937

特許文献1記載のリアクトルでは、コイル近傍のコアがインダクタンスに寄与する。しかし、コイル表面は絶縁体により覆われているため、インダクタンスを高くすることが困難であるという課題がある。   In the reactor described in Patent Document 1, the core near the coil contributes to the inductance. However, since the coil surface is covered with an insulator, there is a problem that it is difficult to increase the inductance.

一方、特許文献1記載のリアクトルにおけるコイルに、特許文献2記載の被覆層を設けると、被覆層によりインダクタンスは向上するが、被覆層は熱可塑性樹脂を含んでいるため、コイルの発熱等により被覆層が軟化する可能性があり、導体線とコア間の絶縁性の確保が難しいという課題がある。   On the other hand, if the coil in the reactor described in Patent Document 1 is provided with the coating layer described in Patent Document 2, the inductance is improved by the coating layer, but the coating layer contains a thermoplastic resin, so that it is covered by heat generation of the coil. The layer may be softened, and there is a problem that it is difficult to ensure insulation between the conductor wire and the core.

従って、本発明の目的は、高いインダクタンスを有しつつも導体線とコアとの間の絶縁性を確保した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 that has a high inductance while ensuring insulation between a conductor wire and a core.

上記課題を本発明は、第1軟磁性粒子と結合材を含む磁性コアと、導体線を巻き回したコイルと、コイル表面を被覆する絶縁体を備え、絶縁体により被覆されたコイルが、磁性コア内に埋設され、絶縁体は絶縁性を有する複数の第2軟磁性粒子及び前記第2軟磁性粒子の隙間を充填する樹脂を含有し、樹脂のガラス転移温度は80℃以上であり、絶縁体は零磁界中にて1より大きく、20以下の比透磁率を有し、磁性コアは、10/4π[A/m]の磁界中にて3以上の比透磁率を有するリアクトルにより解決する。 To solve the above problems, the present invention includes a magnetic core including first soft magnetic particles and a binder, a coil wound with a conductor wire, and an insulator covering the coil surface, and the coil covered with the insulator is magnetic. Embedded in the core, the insulator contains a plurality of second soft magnetic particles having insulating properties and a resin that fills the gaps between the second soft magnetic particles, and the glass transition temperature of the resin is 80 ° C. or higher. The body has a relative permeability greater than 1 and less than 20 in a zero magnetic field, and the magnetic core is solved by a reactor having a relative permeability greater than 3 in a magnetic field of 10 6 / 4π [A / m]. To do.

また、絶縁体は、熱伝導率が0.5W/m・K以上で絶縁性の非磁性粉末をさらに含有し、絶縁体における非磁性粉末の体積含有率は5%以上60%以下であり、絶縁体における第2軟磁性粒子の体積含有率は10%以上55%以下であり、絶縁体における非磁性粉末と第2軟磁性粒子の体積含有率の合計は70%以下であることが望ましい。   The insulator further contains an insulating nonmagnetic powder having a thermal conductivity of 0.5 W / m · K or more, and the volume content of the nonmagnetic powder in the insulator is 5% or more and 60% or less, The volume content of the second soft magnetic particles in the insulator is preferably 10% or more and 55% or less, and the total volume content of the nonmagnetic powder and the second soft magnetic particles in the insulator is preferably 70% or less.

また、絶縁体は零磁界中にて2以上9以下の比透磁率を有し、コイルへ200A以上の電流を通電した際の絶縁体の比透磁率は、磁性コアの比透磁率よりも低いリアクトルであってもよい。   Further, the insulator has a relative permeability of 2 to 9 in a zero magnetic field, and the relative permeability of the insulator when a current of 200 A or more is passed through the coil is lower than the relative permeability of the magnetic core. A reactor may be used.

また、絶縁体の厚さは300μmより厚く、6.0mm以下であるのが望ましい。   In addition, the thickness of the insulator is desirably greater than 300 μm and not greater than 6.0 mm.

また、絶縁体における第2軟磁性粒子はD50が1μm以上、300μm以下の粒子であり、第2軟磁性粒子は内部に隙間を有するのが望ましい。第2軟磁性粒子内部の隙間は、気孔であっても良く、樹脂等により充填されていても良い。   The second soft magnetic particles in the insulator are particles having D50 of 1 μm or more and 300 μm or less, and it is desirable that the second soft magnetic particles have a gap inside. The gaps in the second soft magnetic particles may be pores or may be filled with a resin or the like.

なお、D50とは体積基準の累積度数50%相当径のことである。   Note that D50 is a volume-based cumulative frequency equivalent to 50%.

本発明によって、高いインダクタンスを有しつつも導体線とコアとの間の絶縁性を確保したリアクトルを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a reactor in which insulation between a conductor wire and a core is ensured while having high inductance.

本発明におけるリアクトルの第一の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 1st example of the reactor in this invention. 本発明におけるリアクトルの第一の例を示す、図1におけるAA面の断面図である。It is sectional drawing of the AA surface in FIG. 1 which shows the 1st example of the reactor in this invention. 本発明におけるリアクトルの第一の例を示す、図2における領域A−Bの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of field AB in Drawing 2 showing the 1st example of the reactor in the present invention. 本発明におけるリアクトルの第一の例を示す、図2における領域C−Dの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of area | region CD in FIG. 2 which shows the 1st example of the reactor in this invention. 本発明におけるリアクトルの第二の例を示す、図2における領域C−Dの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of area | region CD in FIG. 2, which shows the 2nd example of the reactor in this invention. 本発明におけるリアクトルの第三の例を示す、図2における領域C−Dの拡大断面図である。It is an expanded sectional view of area | region CD in FIG. 2, which shows the 3rd example of the reactor in this invention. 絶縁体の比透磁率μに対する直流重畳インダクタンスを示す図である。It is a figure which shows the direct current | flow superimposition inductance with respect to the relative permeability (micro | micron | mu) of an insulator.

本発明は、第1軟磁性粒子と結合材を含む磁性コアと、導体線を巻き回したコイルと、コイル表面を被覆する絶縁体を備え、絶縁体により被覆されたコイルが、磁性コア内に埋設され、絶縁体は絶縁性の第2軟磁性粒子及び樹脂を含有し、樹脂のガラス転移温度は80℃以上であり、絶縁体は零磁界中にて1より大きく、20以下の比透磁率を有し、磁性コアは、10/4π[A/m]の磁界中にて3以上の比透磁率を有するリアクトルとしての実施形態を取り得る。 なお、磁性コアの10/4π[A/m]の磁界中での比透磁率は、4以上であればより望ましい。また、磁性コアの零磁界中での比透磁率は、7以上30以下であれば望ましく、10以上20以下であればより望ましい。 The present invention includes a magnetic core including first soft magnetic particles and a binder, a coil wound with a conductor wire, and an insulator that covers the coil surface, and the coil covered with the insulator is disposed in the magnetic core. Embedded, the insulator contains insulating second soft magnetic particles and resin, the resin has a glass transition temperature of 80 ° C. or higher, and the insulator has a relative permeability of greater than 1 and less than 20 in a zero magnetic field. And the magnetic core can take an embodiment as a reactor having a relative permeability of 3 or more in a magnetic field of 10 6 / 4π [A / m]. The relative permeability of the magnetic core in a magnetic field of 10 6 / 4π [A / m] is more preferably 4 or more. The relative permeability of the magnetic core in a zero magnetic field is preferably 7 or more and 30 or less, and more preferably 10 or more and 20 or less.

絶縁体にガラス転移温度が80℃以上となる樹脂を用いることで、リアクトルを使用する際、磁性コアに10/4π[A/m]程度の磁界を生じさせるほどの大電流、すなわち200A以上の電流をコイルに通電し、コイルから発熱することがあっても、絶縁体の軟化が抑制されるため、絶縁体の有する比透磁率によって高いインダクタンスを有しつつも導体線とコアとの間の絶縁性を確保することができる。 By using a resin having a glass transition temperature of 80 ° C. or higher for the insulator, a large current that generates a magnetic field of about 10 6 / 4π [A / m] in the magnetic core when using a reactor, that is, 200 A or higher Even if the current is applied to the coil and heat is generated from the coil, softening of the insulator is suppressed, so that the relative permeability of the insulator has high inductance, but the conductor wire and the core Insulating properties can be ensured.

コイル表面を被覆する絶縁体における樹脂のガラス転移温度は80℃以上が望ましいが、120℃以上であればより望ましく、150℃以上であればさらに望ましい。   The glass transition temperature of the resin in the insulator covering the coil surface is preferably 80 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher, and further preferably 150 ° C. or higher.

絶縁体は、絶縁体全体に占める第2軟磁性粒子の体積比率を調整することにより、比透磁率を1より大きく、20以下とすることが望ましく、2以上9以下とすればより望ましい。第2軟磁性粒子を絶縁体内で均一な磁気ギャップを持つよう分散して配置させ、比透磁率が20以下となるよう絶縁体を構成することで、コイル近傍に誘起される強磁界による磁気飽和を防ぐことができる。   The insulator preferably has a relative permeability of more than 1 and 20 or less, and more preferably 2 or more and 9 or less, by adjusting the volume ratio of the second soft magnetic particles in the entire insulator. Magnetic saturation caused by a strong magnetic field induced in the vicinity of the coil is formed by dispersing the second soft magnetic particles so as to have a uniform magnetic gap in the insulator and configuring the insulator so that the relative permeability is 20 or less. Can be prevented.

なお、本発明におけるリアクトルは、直流電流を200A重畳した場合のインダクタンスをL:200A、直流電流を重畳しなかった場合のインダクタンスをL:0Aとした場合、L:200AはL:0Aの50%以上であることが望ましい。   Note that the reactor according to the present invention has an inductance when a direct current of 200 A is superimposed on L: 200 A, and an inductance when a direct current is not superimposed on L: 0 A, L: 200 A is 50% of L: 0A. The above is desirable.

また、絶縁体は、熱伝導率が0.5W/m・K以上で絶縁性の非磁性粉末をさらに含有し、絶縁体における非磁性粉末の体積含有率は5%以上60%以下であり、絶縁体における第2軟磁性粒子の体積含有率は10%以上55%以下であり、絶縁体における非磁性粉末と第2軟磁性粒子の体積含有率の合計は70%以下であることが望ましい。   The insulator further contains an insulating nonmagnetic powder having a thermal conductivity of 0.5 W / m · K or more, and the volume content of the nonmagnetic powder in the insulator is 5% or more and 60% or less, The volume content of the second soft magnetic particles in the insulator is preferably 10% or more and 55% or less, and the total volume content of the nonmagnetic powder and the second soft magnetic particles in the insulator is preferably 70% or less.

熱伝導率の高い非磁性粉末を絶縁体へ含有させることにより、コイルから磁性コアへの熱伝導性を高めることができる。非磁性粉末と第2軟磁性粒子の体積含有率の合計を70%以下とすることで、未硬化の絶縁体における樹脂等の液体の体積含有率が30%以上となるため、コイル表面に未硬化の絶縁体を形成する作業を行う上で十分な流動性を得ることができる。   By including non-magnetic powder with high thermal conductivity in the insulator, the thermal conductivity from the coil to the magnetic core can be enhanced. By making the total volume content of the non-magnetic powder and the second soft magnetic particles 70% or less, the volume content of a liquid such as a resin in the uncured insulator becomes 30% or more. Sufficient fluidity can be obtained in performing the operation of forming a cured insulator.

なお、絶縁体に含有させる非磁性粉末としては、熱伝導率が0.8W/m・K程度の酸化珪素(SiO)粉末や、熱伝導率が40W/m・K程度のアルミナ(Al)が例示されるが、これに限られない。また、非磁性粉末の熱伝導率は、30W/m・K以上であればより望ましい。 The nonmagnetic powder contained in the insulator includes silicon oxide (SiO 2 ) powder having a thermal conductivity of about 0.8 W / m · K, and alumina (Al 2 having a thermal conductivity of about 40 W / m · K). O 3) but is exemplified by, but not limited thereto. The thermal conductivity of the nonmagnetic powder is more preferably 30 W / m · K or more.

また、本発明はさらに、絶縁体が零磁界中にて2以上9以下の比透磁率を有し、コイルへ200A以上の電流を通電した際の絶縁体の比透磁率は、磁性コアの比透磁率よりも低いリアクトルとしての実施形態を取り得る。   In addition, the present invention further has a relative permeability of 2 to 9 in a zero magnetic field, and the relative permeability of the insulator when a current of 200 A or more is passed through the coil is the ratio of the magnetic core. The embodiment as a reactor lower than the magnetic permeability can be taken.

コイルへの通電により誘起される磁界は、コイルに近接するほど強いため、コイル表面に設けられた絶縁体には、磁性コアよりも大きな磁界が印加される。従って、コイルへの通電時における絶縁体の比透磁率を磁性コアの比透磁率よりも低くすることで、絶縁体の磁気飽和を防ぐことができる。   Since the magnetic field induced by energizing the coil is stronger as it gets closer to the coil, a magnetic field larger than that of the magnetic core is applied to the insulator provided on the coil surface. Therefore, the magnetic saturation of the insulator can be prevented by making the relative permeability of the insulator lower than the relative permeability of the magnetic core when the coil is energized.

絶縁体の厚さとしては、0.3mmより厚く、6.0mm以下であることが望ましく、1.5mm以上、6.0mm以下であることがより望ましい。インダクタンスによりコイルに生じる誘導起電力に対して磁性コアを絶縁する上では、絶縁体の厚さは0.3mmより厚くするのが望ましいが、インダクタンス向上の効果を充分得るためには、6.0mm以下であることが望ましい。   The thickness of the insulator is desirably greater than 0.3 mm and not greater than 6.0 mm, and more desirably not less than 1.5 mm and not greater than 6.0 mm. In order to insulate the magnetic core from the induced electromotive force generated in the coil due to the inductance, it is desirable that the thickness of the insulator is greater than 0.3 mm. The following is desirable.

また、絶縁体における第2軟磁性粒子はD50が1μm以上、300μm以下の粒子であり、第2軟磁性粒子は内部に隙間を有するのが望ましい。   The second soft magnetic particles in the insulator are particles having D50 of 1 μm or more and 300 μm or less, and it is desirable that the second soft magnetic particles have a gap inside.

第2軟磁性粒子のD50は、コイル表面を被覆する上での充分な流動性を確保するためには1μm以上であることが望ましく、絶縁体厚さの制約により300μm以下であることが望ましい。   The D50 of the second soft magnetic particles is desirably 1 μm or more in order to ensure sufficient fluidity for coating the coil surface, and desirably 300 μm or less due to the restriction on the insulator thickness.

絶縁体は、磁気飽和を防ぐ上で充分に低い比透磁率が求められる。同時に第2軟磁性粒子自体の磁気飽和を防ぐため、第2軟磁性粒子は内部に隙間を有することが望ましい。   The insulator is required to have a sufficiently low relative magnetic permeability to prevent magnetic saturation. At the same time, in order to prevent magnetic saturation of the second soft magnetic particles themselves, it is desirable that the second soft magnetic particles have a gap inside.

また、第2軟磁性粒子内部に表面と繋がる隙間を有していれば、未硬化の樹脂と混合した場合の接触面積が大きくなる。また、第2軟磁性粒子内部の隙間が気体を含んでいれば第2軟磁性粒子が軽くなるため、樹脂の比重に近づく。従って、第2軟磁性粒子内部に表面と繋がる隙間を有していることにより未硬化の樹脂との馴染みが良くなるため、樹脂と混合し易い。   Moreover, if there is a gap connected to the surface inside the second soft magnetic particles, the contact area when mixed with an uncured resin is increased. Moreover, since the 2nd soft magnetic particle will become light if the clearance gap inside a 2nd soft magnetic particle contains gas, it will approach specific gravity of resin. Therefore, since the familiarity with the uncured resin is improved by having a gap connected to the surface inside the second soft magnetic particle, it is easy to mix with the resin.

第2軟磁性粒子内部の隙間は、気孔すなわち気体により充填された隙間でも良く、隙間の少なくとも一部が樹脂等により充填されていてもよい。   The gap inside the second soft magnetic particles may be a pore, that is, a gap filled with gas, or at least a part of the gap may be filled with resin or the like.

第2軟磁性粒子内部における隙間の体積比率は、3%以上であることが望ましく、5%以上であることがより望ましく、10%以上であればさらに望ましい。   The volume ratio of the gaps in the second soft magnetic particles is preferably 3% or more, more preferably 5% or more, and even more preferably 10% or more.

このような内部に隙間を有する第2軟磁性粒子は、例えばNi−Zn系フェライトの材料粉末を充分に混合し、ポリビニルアルコール等の有機物バインダーを添加して造粒し、焼成することにより作製することができる。   The second soft magnetic particles having a gap in the inside thereof are prepared, for example, by sufficiently mixing Ni—Zn-based ferrite material powder, adding an organic binder such as polyvinyl alcohol, granulating, and firing. be able to.

特許文献2に記載のNi−Zn系フェライト粉末は、焼結後解砕して作製しているが、上記方法により作製すれば、解砕工程、成形工程、焼結工程が不要となるため、安価に作製することができる。   The Ni-Zn ferrite powder described in Patent Document 2 is produced by crushing after sintering, but if it is produced by the above method, the crushing step, the forming step, and the sintering step are not necessary. It can be manufactured at low cost.

なお、磁気飽和を防止するため、絶縁体の飽和磁化は、0.05テスラより大きいことが望ましい。   In order to prevent magnetic saturation, the saturation magnetization of the insulator is preferably larger than 0.05 Tesla.

また、第2軟磁性粒子としてフェライト材料を用いる場合、第2軟磁性粒子と同じ組成の焼結体の飽和磁化は、0.2テスラ以上であることが望ましい。   Further, when a ferrite material is used as the second soft magnetic particles, the saturation magnetization of the sintered body having the same composition as that of the second soft magnetic particles is desirably 0.2 tesla or more.

(実施形態1)
本発明の実施形態の一例を、図面と共に説明する。
(Embodiment 1)
An example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明におけるリアクトルの第一の例を示す斜視図である。   FIG. 1 is a perspective view showing a first example of a reactor in the present invention.

本発明におけるリアクトル1は、後述するコイルの両端より導出された端子21、22へ通電することにより使用することができる。本発明におけるリアクトルは、200A以上の大電流を通電した場合でも充分なインダクタンスを保つことができるため、昇圧回路のリアクトルに適している。   The reactor 1 in this invention can be used by supplying with electricity to the terminals 21 and 22 derived | led-out from the both ends of the coil mentioned later. The reactor in the present invention is suitable as a reactor for a booster circuit because a sufficient inductance can be maintained even when a large current of 200 A or more is applied.

図2は、本発明におけるリアクトルの第一の例を示す、図1におけるAA面の断面図である。   2 is a cross-sectional view of the AA plane in FIG. 1 showing a first example of a reactor in the present invention.

磁性コア11にコイル12が埋設され、磁性コア11とコイル12の間に絶縁体13が設けられている。絶縁体13はコイル12表面を覆っているため、絶縁体13により磁性コア11とコイル12の間の絶縁性が保たれている。   A coil 12 is embedded in the magnetic core 11, and an insulator 13 is provided between the magnetic core 11 and the coil 12. Since the insulator 13 covers the surface of the coil 12, the insulation between the magnetic core 11 and the coil 12 is maintained by the insulator 13.

なお、コイル12は、絶縁被膜を有する丸線を巻き回したコイルであってもよく、絶縁被膜を有する平角線をエッジワイズ巻きとすることで形成したコイルであってもよく、アルミや銅などの導体箔と絶縁シートを交互に巻き回した箔巻きコイルであってもよい。   The coil 12 may be a coil wound with a round wire having an insulating film, or may be a coil formed by edgewise winding a flat wire having an insulating film, such as aluminum or copper. A foil wound coil in which the conductive foil and the insulating sheet are alternately wound may be used.

図3は、本発明におけるリアクトルの第一の例を示す、図2における領域A−Bの拡大断面図である。   3 is an enlarged cross-sectional view of a region AB in FIG. 2 showing a first example of a reactor in the present invention.

コイル12は、結合材111と第1軟磁性粒子112を含む磁性コアの中に埋設され、コイル12の表面は、樹脂131と粒子状の第2軟磁性粒子132を含有する絶縁体により覆われている。   The coil 12 is embedded in a magnetic core including the binder 111 and the first soft magnetic particles 112, and the surface of the coil 12 is covered with an insulator containing the resin 131 and the particulate second soft magnetic particles 132. ing.

第1軟磁性粒子112として、例えば、6.5質量%Siを含有するFe−Si系金属磁性粒子が望ましい。しかし、純鉄、アモルファス等の金属磁性粒子であってもよく、飽和磁化の高い軟磁性粒子であれば、これに限るものではない。   As the first soft magnetic particles 112, for example, Fe—Si based metal magnetic particles containing 6.5 mass% Si are desirable. However, it may be a metal magnetic particle such as pure iron or amorphous, and is not limited to this as long as it is a soft magnetic particle having a high saturation magnetization.

粒子状の第2軟磁性粒子132として、例えば、絶縁性を有する軟磁性体であるNi−Zn系フェライト粉が挙げられる。特に、造粒粉をそのまま焼成することなどにより、Ni−Zn系フェライト粉が望ましいが、これに限るものではない。   Examples of the particulate second soft magnetic particles 132 include Ni—Zn-based ferrite powder which is a soft magnetic material having insulating properties. In particular, Ni—Zn ferrite powder is desirable by firing the granulated powder as it is, but is not limited thereto.

樹脂131は、ガラス転移温度が80℃以上となる樹脂であり、特に80℃以上の高温環境下でも塑性変形が起こらない熱硬化性樹脂であることが望ましい。熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等から適宜選択することができる。   The resin 131 is a resin having a glass transition temperature of 80 ° C. or higher, and is preferably a thermosetting resin that does not undergo plastic deformation even in a high temperature environment of 80 ° C. or higher. As a thermosetting resin, it can select from an epoxy resin, a phenol resin, a melamine resin, etc. suitably, for example.

コイル12への通電により、磁性コアと絶縁体内部には磁界が印加される。特に昇圧用途では、コイルへの通電電流が200Aを超える場合がある。   By energizing the coil 12, a magnetic field is applied to the inside of the magnetic core and the insulator. In particular, in the boosting application, the energization current to the coil may exceed 200A.

このような昇圧用途では、磁性コア内部へ印加される磁界Hは、10/4π[A/m]もの強磁界に達することが多くなる。 In such a boosting application, the magnetic field H applied to the inside of the magnetic core often reaches a strong magnetic field of 10 6 / 4π [A / m].

結合材111と第1軟磁性粒子112を含む磁性コアにおける第1軟磁性粒子112の配合比及び粒径を調整することにより、このような強磁界でも飽和せずに3以上の比透磁率を保つことができる。   By adjusting the blending ratio and particle size of the first soft magnetic particles 112 in the magnetic core including the binder 111 and the first soft magnetic particles 112, a relative magnetic permeability of 3 or more can be obtained without saturation even in such a strong magnetic field. Can keep.

一方、絶縁体は磁性コアよりもコイルに近接しているため、絶縁体内部へ印加される磁界H’は、磁性コア内部へ印加される磁界Hよりも強磁界となる。   On the other hand, since the insulator is closer to the coil than the magnetic core, the magnetic field H ′ applied to the inside of the insulator is stronger than the magnetic field H applied to the inside of the magnetic core.

そこで、絶縁体の零磁界中での比透磁率を1より大きく、20以下とすることにより、このような強磁界下でも絶縁体の磁気飽和を防ぐことができ、コイルに通電された状態でのリアクトルのインダクタンスを向上させることができる。   Therefore, by setting the relative permeability in the zero magnetic field of the insulator to be greater than 1 and 20 or less, magnetic saturation of the insulator can be prevented even under such a strong magnetic field, and the coil is energized. The inductance of the reactor can be improved.

図4は、本発明におけるリアクトルの第一の例を示す、図2における領域C−Dの拡大断面図である。   4 is an enlarged cross-sectional view of a region CD in FIG. 2 showing a first example of a reactor in the present invention.

磁性コア11に埋設されるコイル12の表面は、全て樹脂131と第2軟磁性粒子132を含有する絶縁体により覆われている。   The entire surface of the coil 12 embedded in the magnetic core 11 is covered with an insulator containing the resin 131 and the second soft magnetic particles 132.

コイル表面への絶縁体の被覆は、例えば熱硬化性樹脂を用いる場合には、未硬化の樹脂131と第2軟磁性粒子132を含む混合物をコイル表面に塗布し、熱硬化させることにより可能となる。   For example, when a thermosetting resin is used, the coil surface can be coated with an insulator by applying a mixture containing uncured resin 131 and second soft magnetic particles 132 to the coil surface and thermally curing the mixture. Become.

(実施形態2)
図5は、本発明におけるリアクトルの第二の例を示す、図2における領域C−Dの拡大断面図である。すなわち、図5は図4の変形例を示している。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a region CD in FIG. 2 showing a second example of the reactor in the present invention. That is, FIG. 5 shows a modification of FIG.

コイル12は、ケース133の中に収容され、ケース133の中は、コイル12を完全に覆う高さまで樹脂131と粒子状の第2軟磁性粒子132を含む絶縁体により充填されている。   The coil 12 is accommodated in a case 133, and the case 133 is filled with an insulator including a resin 131 and particulate second soft magnetic particles 132 to a height that completely covers the coil 12.

絶縁体の充填は、ケース133へ未硬化の絶縁体を注ぎ込むことなどにより行うことができる。   Filling the insulator can be performed by pouring an uncured insulator into the case 133.

なお、コイル12とケース133の間を未硬化の絶縁体が流動し、隙間無く充填させるためには、コイル12とケース133の間の隙間を1.0mm以上とすることが望ましく、1.5mm以上とすることがより望ましい。   In order to allow an uncured insulator to flow between the coil 12 and the case 133 and to fill the gap without any gap, the gap between the coil 12 and the case 133 is preferably 1.0 mm or more, and 1.5 mm. More preferably.

ケース133は、絶縁性の樹脂のみを含有していても、第2軟磁性粒子をさらに含有していてもよいが、ガラス転移温度は80℃以上であることが望ましく、塗布する絶縁体の樹脂よりも高いガラス転移温度であれば、コイルの発熱による軟化をより確実に防ぐことができるため、より望ましい。   The case 133 may contain only the insulating resin or may further contain the second soft magnetic particles, but the glass transition temperature is desirably 80 ° C. or higher, and the insulating resin to be applied A higher glass transition temperature is more desirable because it can more reliably prevent the coil from being softened due to heat generation.

また、コイル12の巻軸方向端面とケース133の内面底部の間には絶縁体が設けられていないため、確実に絶縁性を確保するため、ケース133底部の厚さを他の部分より厚くしてもよい。   In addition, since no insulator is provided between the end surface of the coil 12 in the winding axis direction and the bottom of the inner surface of the case 133, the thickness of the bottom of the case 133 is made thicker than other portions in order to ensure insulation. May be.

(実施形態3)
図6は、本発明におけるリアクトルの第三の例を示す、図2における領域C−Dの拡大断面図である。すなわち、図6は図4の変形例を示している。
(Embodiment 3)
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a region CD in FIG. 2 showing a third example of the reactor in the present invention. That is, FIG. 6 shows a modification of FIG.

ケース133に樹脂スペーサ1311が接着されるか、一体成型され、コイル12と未硬化の絶縁体をケース133に注ぎ込み、絶縁体1321、1322を形成する。この際、樹脂スペーサ1311とコイル12の間、もしくは樹脂スペーサ1311の一部に隙間を儲けて未硬化の絶縁体がケース内を充填できるようにしておく。   A resin spacer 1311 is bonded to the case 133 or integrally molded, and the coil 12 and an uncured insulator are poured into the case 133 to form insulators 1321 and 1322. At this time, a gap is provided between the resin spacer 1311 and the coil 12 or a part of the resin spacer 1311 so that an uncured insulator can be filled in the case.

ここで、ケース133へコイル12を先に入れて未硬化の絶縁体を注ぎ込んでも良く、逆にケース133へ未硬化の絶縁体を注ぎ込んでおいてコイル12を入れても良い。   Here, the coil 12 may be put into the case 133 first and the uncured insulator may be poured therein. Conversely, the uncured insulator may be poured into the case 133 and the coil 12 may be inserted.

図7は、絶縁体の比透磁率μに対する直流重畳インダクタンスを示す図である。すなわち、実施形態1の構成とした場合における絶縁体13の比透磁率μに対する、直流電流を重畳しない場合のインダクタンスL(0A)、及び直流電流を200A重畳した場合のインダクタンスL(200A)を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing the DC superimposed inductance with respect to the relative permeability μ of the insulator. That is, the inductance L (0A) when the DC current is not superimposed and the inductance L (200A) when the DC current is superimposed by 200A with respect to the relative permeability μ of the insulator 13 in the configuration of the first embodiment are shown. FIG.

インダクタンスL:0Aは、絶縁体13の比透磁率μに対して一様に増加している。一方、インダクタンスL:200Aは、絶縁体13の比透磁率μ=5で最大となっている。   The inductance L: 0A increases uniformly with respect to the relative permeability μ of the insulator 13. On the other hand, the inductance L: 200A is the maximum when the relative permeability μ of the insulator 13 is 5.

また、絶縁体13が非磁性体であることを示す、絶縁体13の比透磁率μ=1である場合のインダクタンスL:200Aを基準として、インダクタンスL:200Aが最大値の半分以上となる絶縁体13比透磁率の範囲は、2以上9以下となる。   Further, the insulation L: 200A, which indicates that the insulator 13 is a non-magnetic material and the relative permeability μ = 1 of the insulator 13, is the reference value, and the inductance L: 200A is more than half of the maximum value. The range of the relative permeability of the body 13 is 2 or more and 9 or less.

図8の結果から、絶縁体13の比透磁率として望ましい範囲は2以上9以下であることが判明した。   From the result of FIG. 8, it was found that the desirable range of the relative permeability of the insulator 13 is 2 or more and 9 or less.

しかし、重畳電流として200A以上が想定される場合には、絶縁体13の比透磁率が5より大きい場合、重畳電流によりインダクタンスが大きく低下する可能性がある。   However, when 200 A or more is assumed as the superimposed current, if the relative magnetic permeability of the insulator 13 is larger than 5, the inductance may be greatly reduced by the superimposed current.

従って、重畳電流による磁気飽和を防ぐ上で、絶縁体13の比透磁率は2以上7以下とすることが望ましく、2以上5以下とするのがより望ましい。   Therefore, in order to prevent magnetic saturation due to the superimposed current, the relative magnetic permeability of the insulator 13 is preferably 2 or more and 7 or less, and more preferably 2 or more and 5 or less.

1 リアクトル
11 磁性コア
111 結合材
112 第1軟磁性粒子
12 コイル
13、1321、1322 絶縁体
1311 樹脂スペーサ
132 第2軟磁性粒子
133 ケース
21、22 端子
H、H’ 磁界
1 Reactor
11 Magnetic core
111 binder
112 First soft magnetic particles
12 coils
13, 1321, 1322 Insulator
1311 Resin spacer
132 Second soft magnetic particles
133 cases
21 and 22 terminals
H, H 'magnetic field

Claims (5)

第1軟磁性粒子と結合材を含む磁性コアと、
導体線を巻き回したコイルと、
前記コイル表面を被覆する絶縁体を備え、
前記絶縁体により被覆された前記コイルが、前記磁性コア内に埋設され、
前記絶縁体は絶縁性を有する複数の第2軟磁性粒子及び前記第2軟磁性粒子の隙間を充填する樹脂を含有し、
前記樹脂のガラス転移温度は80℃以上であり、
前記絶縁体は零磁界中にて1より大きく、20以下の比透磁率を有し、
前記磁性コアは、10/4π[A/m]の磁界中にて3以上の比透磁率を有することを特徴とするリアクトル。
A magnetic core comprising first soft magnetic particles and a binder;
A coil wound with a conductor wire;
Comprising an insulator covering the coil surface;
The coil covered with the insulator is embedded in the magnetic core;
The insulator contains a plurality of second soft magnetic particles having insulating properties and a resin filling a gap between the second soft magnetic particles,
The glass transition temperature of the resin is 80 ° C. or higher,
The insulator has a relative permeability greater than 1 and less than or equal to 20 in a zero magnetic field;
The magnetic core has a relative magnetic permeability of 3 or more in a magnetic field of 10 6 / 4π [A / m].
前記絶縁体は、熱伝導率が0.5W/m・K以上で絶縁性の非磁性粉末をさらに含有し、
前記絶縁体における前記非磁性粉末の体積含有率は5%以上60%以下であり、
前記絶縁体における前記第2軟磁性粒子の体積含有率は10%以上55%以下であり、
前記絶縁体における前記非磁性粉末と前記第2軟磁性粒子の体積含有率の合計は70%以下であることを特徴とする
請求項1に記載のリアクトル。
The insulator further includes an insulating nonmagnetic powder having a thermal conductivity of 0.5 W / m · K or more,
The volume content of the nonmagnetic powder in the insulator is 5% or more and 60% or less,
The volume content of the second soft magnetic particles in the insulator is 10% or more and 55% or less,
The reactor according to claim 1, wherein the total volume content of the nonmagnetic powder and the second soft magnetic particles in the insulator is 70% or less.
前記絶縁体は零磁界中にて2以上9以下の比透磁率を有し、
前記コイルへ200A以上の電流を通電した際の前記絶縁体の比透磁率は、前記磁性コアの比透磁率よりも低いことを特徴とする
請求項1または請求項2に記載のリアクトル。
The insulator has a relative permeability of 2 or more and 9 or less in a zero magnetic field,
A relative permeability of the insulator when a current of 200 A or more is passed through the coil is lower than a relative permeability of the magnetic core.
The reactor according to claim 1 or claim 2.
前記絶縁体の厚さは0.3mmより厚く、6.0mm以下であ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。   The reactor according to any one of claims 1 to 3, wherein a thickness of the insulator is greater than 0.3 mm and equal to or less than 6.0 mm. 前記絶縁体における前記第2軟磁性粒子はD50が1μm以上、300μm以下の粒子であり、
前記第2軟磁性粒子は内部に隙間を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のリアクトル。
The second soft magnetic particles in the insulator are particles having a D50 of 1 μm or more and 300 μm or less,
The reactor according to any one of claims 1 to 4, wherein the second soft magnetic particles have a gap inside.
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