JP2006351674A - リアクトル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コアからケースに伝わった振動が原因で発生する騒音を抑制すること。
【解決手段】コア１２及びコイル１４を有するリアクトル１０と、リアクトル１０を収容可能なケース２０とを備える。ケース２０の底面２２とリアクトル１０の底部との間に、転がり自在な転動体３０が介在配置されており、該底面２２に沿った方向におけるリアクトル１０の振動が、底面２２に伝わり難くなっている。
【選択図】図１

Description

この発明は、リアクトル装置で発生する騒音を防止するための技術に関する。

リアクトルは、コアとコイルとで構成されており、通常、ケース内に収容した形態で使用される。一般的に、燃料電池車やハイブリッド自動車といった車両で用いられるリアクトルは、大電流・高電圧値用であるため、大きな騒音が発生する傾向にある。

騒音の発生原因となる振動発生原因としては、コアのギャップ側一端部とギャップ部材とコアのギャップ側他端部との間で働く電磁吸引力によるものと、リアクトルコア自体の磁歪によるものとが挙げられる。

そして、このような振動等による騒音の発生態様としては、次の２つが考えられることが判明した。一つは、ケース内でコア自体が振動することで騒音が発生する場合である。もう一つは、コアの振動がケースに伝わり、ケースが振動することで騒音が発生する場合である。

前者の騒音発生態様に対する騒音対策としては、例えば、リアクトルの側面とケースの内側面との間に板バネを介在させて固定して、ケース内でのリアクトルの振動を抑制する技術がある。

しかしながら、従来のリアクトルは、ケース内に載置するように収容されているため、リアクトルとケース内面とは直接的に接触している。このため、従来のリアクトル装置は、コアで発生した振動が直接ケースに伝わる構成であり、コアからケースに伝わった振動が原因で発生する騒音対策は特になされていなかった。

そこで、本発明は、コアからケースに伝わった振動が原因で発生する騒音を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するため、この発明は、コア及びコイルを有するリアクトルと、前記リアクトルを収容可能なケースと、前記ケースの内面のうちの少なくとも一部であるリアクトル支持面と前記リアクトルとの間に介在し、前記リアクトル支持面に沿って前記リアクトルを移動自在に支持する滑動支持手段とを備えたものである。

この場合に、前記ケースは、前記リアクトルの重力による荷重を受ける底面を、前記リアクトル支持面として有し、前記滑動支持手段は、前記リアクトルと前記底面との間に介在配置された構成であってもよい。

前記滑動支持手段は、前記リアクトル支持面と前記リアクトルとの間に転がり自在に介在する転動体を有する構成であってもよい。

また、この転動体は金属製であってもよい。

この発明のリアクトル装置によると、コア及びコイルを有するリアクトルと、前記リアクトルを収容可能なケースと、前記ケースの内面のうちの少なくとも一部であるリアクトル支持面と前記リアクトルとの間に介在し、前記リアクトル支持面に沿って前記リアクトルを移動自在に支持する滑動支持手段とを備えているため、前記リアクトル支持面に沿った方向におけるリアクトルの振動が滑動支持手段で吸収され、ケースに伝わり難くなる。このため、コアからケースに伝わった振動が原因で発生する騒音を抑制することができる。

また、前記ケースは、前記リアクトルの重力による荷重を受ける底面を有し、前記滑動支持手段は、前記リアクトルと前記底面との間に介在配置されたものであると、リアクトルの水平方向振動を抑制しつつ、該リアクトルの重力加重を受けて支持することができる。

さらに、前記滑動支持手段は、前記リアクトル支持面と前記リアクトルとの間に転がり自在に介在する転動体を有する構成であると、前記リアクトル支持面と前記リアクトルとの間の摩擦抵抗を小さくして、リアクトルの振動をより効果的に吸収することができる。

この場合に、前記転動体は金属製であると、リアクトルで生じた熱を、転動体を介して素早くケースに伝達することができ、効率のよい放熱を実現できる。

以下、この発明の実施形態に係るリアクトル装置について説明する。図１はリアクトル装置を示す一部断面側面図であり、図２はリアクトル装置の内部構造を示す平面図であり、図３はリアクトル装置のケース底面を示す斜視図であり、図４は図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。なお、図３及び図４では、説明の便宜上ケースの側面部分を省略している。

このリアクトル装置は、例えば、ハイブリッド車又は電気自動車の駆動用の電源系統（特に、昇圧コンバータ）に用いられるものであり、リアクトル１０と、ケース２０と、滑動支持手段としての転動体３０とを備えている。

リアクトル１０は、コア１２及びコイル１４を有する構成であり、一種のトロイダルコイルである。コア１２は、磁性体により略環状（より具体的には略方形環状）に形成されている。このコア１２に平角線等の被覆付導電線を巻付けることで、コイル１４が形成されている。ここでは、コア１２に対して部分的にコイル１４が形成されており、より具体的には、コア１２の対向する２つの辺部分にコイル１４が形成されており、コア１２の対向する他の２つの辺部分にはコイル１４が形成されていない。

ケース２０は、上記リアクトル１０を収容するための部材であり、上記リアクトル１０の荷重を受けるための底面２２を有している。

より具体的には、ケース２０は、略直方体形状の一面を開口させた略筺状形状に形成されており、該開口に対向する面が底面２２とされている。

底面２２は、部分的な凹面２３を有している。即ち、上記リアクトル１０は、略環状のコア１２の中心軸を底面２２に対して略垂直にした姿勢でケース２０内に収容される。なお、この状態で、開口は蓋部２８により閉塞される。この収容形態で、底面２２のうちコイル１４に対応する部分が凹状に形成されることで凹面２３が形成されており、その他の部分はコア１２を載置状に支持するリアクトル支持面２４に形成されている。図１〜図４では、底面２２の幅方向略中間部に凹面２３を形成し、その凹面２３を挟む位置に一対のリアクトル支持面２４を形成している。この各リアクトル支持面２４が転動体３０を介して上記リアクトル１０の重力荷重を受けて支持する。なお、リアクトル１０の形状や載置姿勢等に応じて、リアクトル支持面２４の位置及び形状は適宜変更される。

また、各リアクトル支持面２４には、転動体３０を回転自在に収容するための収容凹部２５が形成されている。ここでは、収容凹部２５は、コア１２のうちリアクトル支持面２４で支持される部分における磁路方向に沿って延びる凹溝状に形成されている。

転動体３０は、リアクトル支持面２４とリアクトル１０との間に転がり自在に介在し、該リアクトル支持面２４に沿ってリアクトル１０を移動自在に支持する手段である。

より具体的には、転動体３０は、球状の部材に形成されている。また、転動体３０は、一部を収容凹部２５から突出させた状態で、該収容凹部２５に収容されている。そして、ケース２０内にリアクトル１０が収容されることで、各転動体３０の上方にコア１２の一面（下面）が配設される。これにより、リアクトル１０のコア１２の一面とリアクトル支持面２４との間に転動体３０が介在すると共に、収容凹部２５内で転動体３０が全方向に自由に回転する（図３の矢符Ｒ参照）ことで、リアクトル１０がリアクトル支持面２４に沿って移動自在に支持される。つまり、リアクトル１０とケース２０の底面２２との間に、一種のベアリング構造が設けられた構成となっている。

また、ここでは、転動体３０が複数設けられている。具体的には、２つの凹溝状の各収容凹部２５のそれぞれに、４つの転動体３０が収容され、計８つの転動体が用いられている。そして、各転動体３０によってリアクトル１０が複数箇所で移動自在に支持される。

また、各転動体３０は、金属材により形成されている。これにより、リアクトル１０で発生した熱が、転動体３０を介して底面２２に効率よく伝わる。

以上のように構成されたリアクトル装置では、リアクトル１０のギャップ部分で働く電磁吸引力及びコア１２自体の磁歪によって、リアクトル１０に振動が発生する。特に、コア１２自体の磁歪による振動は、コア１２における磁路の方向、即ち、コア１２の略方形環状方向に沿って発生する（図２の矢符Ｐ１，Ｐ２参照）。そして、リアクトル１０は、リアクトル支持面２４の方向に沿って移動自在に支持されているため、リアクトル支持面２４に沿った方向における振動（図２の矢符Ｑ１，Ｑ２参照）は、転動体３０部分で吸収され、ケース２０には伝わり難くなる。つまり、リアクトル装置の内部におけるリアクトル１０だけが振動し、ケース２０は振動し難い構成となっている。

以上のように構成されたリアクトル装置によると、ケース２０の内面のうちの少なくとも一部であるリアクトル支持面２４とリアクトル１０との間に介在し、リアクトル支持面２４に沿ってリアクトル１０を移動自在に支持する滑動支持手段としての転動体３０を備えているため、リアクトル支持面２４に沿った方向におけるリアクトル１０の振動が転動体３０で吸収され、ケース２０に伝わり難くなる。このため、コア１２からケース２０に伝わった振動が原因で発生する騒音を抑制することができる。

また、リアクトル１０の重力による荷重を受ける底面２２とリアクトル１０との間に転動体３０を介在配置させる構成としているため、リアクトル１０の水平方向振動を抑制しつつ、該リアクトル１０の重力加重を受けて支持する構成を実現できる。

さらに、滑動支持手段として、リアクトル支持面２４とリアクトル１０との間に転がり自在に介在する転動体３０を有する構成を採用しているため、リアクトル支持面２４とリアクトル１０との間の摩擦抵抗を小さくして、リアクトル１０の振動をより効果的に吸収することができる。

また、転動体３０は金属製であるため、リアクトル１０で生じた熱を、転動体３０を介して素早くケース２０に伝達することができ、ケース２０等を介して効率のよい放熱を実現できる。

なお、本実施形態では、リアクトル１０の重力荷重を受ける底面２２とリアクトル１０の底面との間に転動体３０を介在させているが、必ずしもこの位置に転動体３０を設ける必要はない。例えば、ケース２０の内側側面をリアクトル支持面とし、これとリアクトル１０の側面との間に、転動体を介在させてもよい。この場合、該ケース２０の内側側面であるリアクトル支持面に沿った方向において、リアクトル１０の振動をケース２０に伝え難い構成とすることができる。

また、本実施形態では、滑動支持手段として球状の転動体３０を用い、これを収容凹部２５に収容させて底面２２とリアクトル１０との間に介在させた構成を採用しているが、必ずしもそのような構成に限られない。

例えば、一方向の振動が騒音発生原因として大きな問題となる場合等には、転動体として円柱状（ローラ状）のものを用いてもよい。また、一方向に滑動自在な構成を複数組合わせて２次元的な全方向に移動可能な構成を実現してもよい。要するに、滑動支持手段としては、問題となる振動方向に応じて少なくとも一方向で滑動自在に支持する種々の構成を採用することができる。

また、転動体３０を支持する構成としても、上記凹溝状の収容凹部２５に収容支持する構成の他、有底円穴又は有底角穴状の収容凹部に転動体３０を収容してもよく、また、このような収容凹部２５を省略してもよい。また、転動体３０の転がりを円滑にするため、収容凹部２５内にさらに別の転動体を設けるようにしてもよい。

この発明に係るリアクトル装置を示す一部断面側面図である。 同上のリアクトル装置の内部構造を示す平面図である。 同上のリアクトル装置のケース底面を示す斜視図である。 図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。

符号の説明

１０ リアクトル
１２ コア
１４ コイル
２０ ケース
２２ 底面
２４ リアクトル支持面
２５ 収容凹部
３０ 転動体

Claims (4)

1. コア及びコイルを有するリアクトルと、
   前記リアクトルを収容可能なケースと、
   前記ケースの内面のうちの少なくとも一部であるリアクトル支持面と前記リアクトルとの間に介在し、前記リアクトル支持面に沿って前記リアクトルを移動自在に支持する滑動支持手段と、
   を備えたリアクトル装置。
2. 請求項１記載のリアクトル装置であって、
   前記ケースは、前記リアクトルの重力による荷重を受ける底面を、前記リアクトル支持面として有し、
   前記滑動支持手段は、前記リアクトルと前記底面との間に介在配置された、リアクトル装置。
3. 請求項１又は請求項２記載のリアクトル装置であって、
   前記滑動支持手段は、前記リアクトル支持面と前記リアクトルとの間に転がり自在に介在する転動体を有する、リアクトル装置。
4. 請求項３記載のリアクトル装置であって、
   前記転動体は金属製である、リアクトル装置。
   

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