JP2008198870A - Housing for accommodating electronic components - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リアクトルなどの電子部品を収容するケースを有し、このケース内に電子部品を封入するための樹脂が充填された電子部品収容筐体に関する。 The present invention relates to an electronic component housing case having a case for housing an electronic component such as a reactor and filled with a resin for enclosing the electronic component in the case.
リアクトルなど、発熱性を有する電子部品の冷却性向上、および機械強度向上を目的として、電子部品をケース内に収容し、電子部品とケースとの間に樹脂を流し込んで封入することが行われている。ケースは通常、ヒートシンクなどの放熱部材に直接、または金属製の放熱カバーなどを介して接触、固定され、電子部品からの熱を効率よく放熱する。 For the purpose of improving the cooling performance of mechanical components such as reactors and improving the mechanical strength, the electronic components are housed in a case, and a resin is poured between the electronic component and the case to enclose it. Yes. The case is usually contacted and fixed directly to a heat radiating member such as a heat sink or via a metal heat radiating cover, etc., and efficiently dissipates heat from the electronic component.
また、リアクトルなどの電子部品は、製造容易性や安定支持等の観点から、例えば特許文献1、2等に示すように、固定用部材の上側に定置固定させる場合が多かった。しかし、例えばハイブリッド車や電気自動車等の移動体では、電子部品の搭載スペースが限られており、このような限られたスペースにさまざまな部材を搭載する必要性から、リアクトルなどの電子部品を固定部材の下側に配置させることも少なくなかった(例えば、特許文献3等)。 In addition, from the viewpoint of ease of manufacture, stable support, and the like, electronic components such as a reactor are often fixed and fixed on the upper side of a fixing member as shown in Patent Documents 1 and 2, for example. However, for example, in a moving body such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, the mounting space for electronic components is limited, and it is necessary to mount various members in such a limited space, so that electronic components such as reactors are fixed. In many cases, it is arranged below the member (for example, Patent Document 3).
図3に、固定用部材の下側に配置される電子部品収容筐体について、その一例を示す。図3に示すリアクトル110は、ケース112上部の伝熱面114の内側に設けられたボス116にボルト止めされ、リアクトル110の脱落を予防している。ケース112上部の伝熱面114は、後に図示しないヒートシンクに締結される。伝熱面114には、開口118が設けられており、この開口118からケース112内に流動性を有する樹脂120が充填される。
FIG. 3 shows an example of the electronic component housing case disposed below the fixing member. The
リアクトルは、コアに巻かれたコイルに電流を流すことで電磁エネルギを蓄えるが、その際にコアの磁歪等によって、振動が発生する場合がある。特に、図3に示した、コア122をボルト止めしたような形態の電子部品収容筐体においては、配置箇所等、条件によっては依然として振動抑制が課題となっていた。 The reactor stores electromagnetic energy by causing a current to flow through a coil wound around the core, but vibration may occur due to magnetostriction of the core at that time. In particular, in the electronic component housing case in which the core 122 is bolted as shown in FIG. 3, vibration suppression is still a problem depending on the conditions such as the arrangement location.
本発明は、特にヒートシンクなどの固定用部材の下側に固定される電子部品収容筐体において、放熱性を損なわずに、該筐体内に収容されたリアクトルに由来する振動の伝播を、より効果的に防止または抑制できる電子部品収容筐体を提供することを目的とする。 The present invention is more effective in propagation of vibrations derived from the reactor accommodated in the housing without impairing heat dissipation, particularly in an electronic component housing housing fixed to the lower side of a fixing member such as a heat sink. An object of the present invention is to provide an electronic component housing that can be prevented or suppressed.
本発明の構成は以下のとおりである。 The configuration of the present invention is as follows.
(1)上部に開口を有し、リアクトルを収容するケースと、前記ケースの開口を覆うカバーと、を備え、前記カバーと前記カバーの上部に配置された固定用部材とを固定させる電子部品収容筐体であって、前記ケースには前記リアクトルを封入する封入樹脂が充填され、前記ケースの内部底面に、前記内部底面と前記リアクトルとの間に所定の間隔を確保して支持する支持部材が設けられる、電子部品収容筐体。 (1) An electronic component housing that includes a case that has an opening in the upper portion and accommodates a reactor, and a cover that covers the opening of the case, and fixes the cover and a fixing member disposed on the upper portion of the cover The case is filled with an encapsulating resin that encloses the reactor, and a support member is provided on the inner bottom surface of the case to support a predetermined space between the inner bottom surface and the reactor. Provided electronic component housing.
(2)上記(1)に記載の電子部品収容筐体において、前記カバーは、金属製の放熱カバーであり、前記固定用部材は、ヒートシンクである、電子部品収容筐体。 (2) The electronic component housing case according to (1), wherein the cover is a metal heat dissipation cover, and the fixing member is a heat sink.
(3)上記(1)または(2)に記載の電子部品収容筐体において、前記ケースの少なくとも一部が、前記封入樹脂の体積変化を吸収する樹脂材料により形成される、電子部品収容筐体。 (3) In the electronic component housing case described in (1) or (2) above, at least a part of the case is formed of a resin material that absorbs a volume change of the encapsulating resin. .
(4)上記(1)から(3)のいずれか1つに記載の電子部品収容筐体において、前記カバーを貫通する樹脂溜まり部を有し、前記樹脂溜まり部内の所定の高さまで前記封入樹脂を充填し、硬化させる、電子部品収容筐体。 (4) In the electronic component housing case according to any one of (1) to (3), the encapsulating resin has a resin reservoir portion penetrating the cover and has a predetermined height in the resin reservoir portion. An electronic component housing that is filled and cured.
(5)上記(1)から(4)のいずれか1つに記載の電子部品収容筐体において、前記支持部材は、耐熱性を有する高分子材料で形成された突起である、電子部品収容筐体。 (5) In the electronic component housing case described in any one of (1) to (4), the supporting member is a protrusion formed of a heat-resistant polymer material. body.
本発明によれば、リアクトルの振動の伝播を、より効果的に防止または抑制する。 According to the present invention, propagation of reactor vibration is more effectively prevented or suppressed.
以下、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, it explains in detail using a drawing.
図1は、本発明の実施の形態における電子部品収容筐体50の構成の概略を示す断面図である。なお、図面中の各部材間の寸法比は必ずしも実際の各部材間の寸法比に一致していない。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electronic component housing 50 in the embodiment of the present invention. In addition, the dimension ratio between each member in drawing does not necessarily correspond to the actual dimension ratio between each member.
図1において、電子部品収容筐体50は、ケース52と、カバー54と、を備え、その外観の形状を規定している。ケース52は、上部に開口を有する箱状の部材であり、カバー54は、ケース52の開口を覆う部材である。ケース52の内部にリアクトル10が収容され、コイル48の図示しない両端子は適当な手段でケース52またはカバー54の外に引き出される。一方、カバー54は、上部に配置された固定用部材70と固定されている。
In FIG. 1, an
本実施の形態において、カバー54としては、好適には放熱性の高い、アルミニウムや銅などの金属材料が用いられる。また、カバー54の厚みは、特に限定はされず、使用する材料に応じて適宜設定することが可能であるが、例えば8mm〜10mm程度とすることが可能である。電子部品収容筐体50を製造した後、カバー54を、その上部に配置された固定用部材70に固定させて使用する。少なくとも電子部品収容筐体50からの放熱を阻害しない、適切な材料により構成される固定用部材70は、好ましくは電子部品収容筐体50の、特にカバー54からの放熱に寄与するヒートシンクである。より具体的には、カバー54の外面54aと固定用部材(ヒートシンク)70とを接触させて固定させることにより、部材間の熱交換が促進され、電子部品収容筐体50の放熱性を高めることが可能となる。必要に応じて、冷却水などの冷媒を流通させる冷媒流路72を設けて、さらに放熱効率を向上させるような構成とすることも好適である。このとき、カバー54と固定用部材(ヒートシンク)70との接触面積が高いほど、放熱性が良好となり、例えばカバー54の外面54aの全表面積の80%以上をヒートシンクに接触させるように固定させることが好適である。
In the present embodiment, the
また、本発明の実施の形態において、封入樹脂56は一般に、所望の絶縁性および耐熱性を有する、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、などの各樹脂材料が用いられる。このような樹脂材料を使用した封入樹脂56は、リアクトル10の安定保持のため、少なくとも常温、例えば25℃以下では所定の硬度または剛性を有することが好ましいが、ケース52内への充填時にはリアクトル10の近傍を含むケース52内の細部にまで十分に行き渡るよう、例えば60℃〜80℃程度の適切な加熱等により、適度な流動性を付与した状態で充填される。
In the embodiment of the present invention, the
カバー54を介しての放熱を効果的に行なうためには、封入樹脂56がカバー54の内面54bに確実に接触していることが好適である。封入樹脂56の層とカバー54の内面54bとの間に空隙があったり、封入樹脂56内に気泡が存在する状態で硬化させたりすると、放熱性が低下するため、好ましくない。このため、適切な流動性を有する封入樹脂56材料をケース52の所定の高さ(深さ)まで静かに充填し、必要に応じて封入樹脂56材料内の気泡を確実に除去した後にカバー54の内面54bに接触するように硬化させることが好適である。封入樹脂56の充填は、通常の大気圧下で行なわれる大気注入であっても良く、また所定の絶対圧力まで減圧させた状態でのいわゆる真空注入であっても良い。なお、リアクトル10の、特にコイル48の近傍の空隙など、細部にわたるまで確実かつ速やかに充填を行うためには、真空注入が好適である。
In order to effectively dissipate heat through the
図1において、カバー54には、面方向に貫通する開口、すなわち樹脂溜まり部62が設けられている。樹脂溜まり部62内の所定の高さまで封入樹脂56材料を充填することにより、封入樹脂56をカバー54の内面54bに確実に接触させることが可能となり、封入樹脂56からカバー54を介しての所定の放熱性を確保することが可能となる。すなわち、カバー54に樹脂溜まり部62を設けることにより、封入樹脂56材料の充填の際に生じる充填量の誤差を吸収することが可能となる。なお、樹脂溜まり部62の少なくとも1つを、封入樹脂56材料の充填の際に使用することも可能である。
In FIG. 1, the
本実施の形態において、樹脂溜まり部62の形状は、特に限定されるものではないが、充填量誤差の吸収のためには、例えば椀形状、錐形状、漏斗形状のような、ケース52側の容積が、ヒートシンク70側の容積よりも小さい形状とすることがより好適である。また、樹脂溜まり部62の大きさや個数は、適宜設定することが可能であるが、放熱性の観点から、例えばカバー54に対し、ボイド率80%以上を少なくとも維持するように樹脂溜まり部62を形成することが好適である。
In the present embodiment, the shape of the
図1において、ケース52は、その形状を上部に開口を有する箱状とすることにより、電子部品収容筐体50内からのリアクトル10の脱落または落下を防止し、またリアクトル10を封入する封入樹脂56が充填可能な構成を有している。また、リアクトル10などの電子部品が発する熱を効果的に外部に放熱させるために、例えば銅やアルミニウムなどの、放熱性の高い金属材料を用いることが可能であり、特に軽量化の観点から、アルミニウム製のケース52が好適に使用される。また、ケース52の厚みは、特に限定はされず、使用する材料に応じて適宜設定することが可能であるが、例えば8mm〜10mm程度とすることが可能である。また、図1に示すように、例えばリアクトル10のコイル部分とコイルを有しない部分とで、底部58の厚みを変更することも可能である。
In FIG. 1, the
前述のように、封入樹脂56は、カバー54やケース52に密着し、これらの部材により形成される空隙を密閉するように充填されている。ケース52は、その厚みや形状の設定によりある程度の可撓性を付与することにより、封入樹脂56の膨張や収縮などの体積変化に対してある程度追従させることが可能である。しかし、金属材料からなるケース52が、封入樹脂56の体積変化に伴うストレスを長期にわたり受け続けると、やがてその一部分における劣化の要因ともなり得る。また封入樹脂56自身も熱応力による収縮の偏りにより劣化が生じるおそれがある。この傾向は、封入樹脂56の収縮が繰り返されるような環境下において、特に顕著である。そこで、ケース52の少なくとも一部を樹脂材料により形成し、封入樹脂56の体積変化を吸収可能な構成とすることにより、封入樹脂56の体積変化に伴うストレスを緩和し、ケース52の劣化を防止または抑制することが可能となる。ここで、「封入樹脂56の体積変化を吸収可能な構成」とは、封入樹脂56の体積変化に応じて変形可能な構成、つまり、ケース52が外観上変形するものであっても良く、ケース52は外観上変形しないものの、封入樹脂56の体積変化を吸収し、ストレスを緩和するものであっても良い。
As described above, the encapsulating
本実施の形態において、ケース52の少なくとも一部に適用し得る樹脂材料として、少なくとも電子部品収容筐体50の作動温度領域において溶融しないものであって、かつ所望の柔軟性または可撓性樹脂を有する樹脂材料を好適に用いることが可能である。このような樹脂材料として、特に限定されるわけではないが、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などを挙げることが可能である。また、ケース52において、このような樹脂材料が好適に配置される箇所は、封入樹脂56の体積変化に伴うストレスを受けやすい箇所であり、電子部品収容筐体50の構成や、リアクトル10の体格などにより適宜設定することが可能であるが、例えば、封入樹脂56の体積変化の幅が大きい箇所、つまり、リアクトル10とケース52との間隔が広い部分において好適である。また、他の実施の形態として、ケース52の側面全体、さらに別の実施の形態として、底面を含むケース52全体にわたり樹脂材料を適用することも可能である。
In the present embodiment, the resin material that can be applied to at least a part of the
一方、図1において、ケース52の内部底面58bには、支持部材60が設けられている。支持部材60は、リアクトル10を支持し、ケース52内におけるリアクトル10の、特に鉛直方向(高さ方向)における位置決めを行ない、内部底面58bとリアクトル10との間に所定の間隔を確保するスペーサの役割を果たすものである。
On the other hand, in FIG. 1, a
支持部材60によりリアクトル10を支持することにより、例えば図3に示したような、ボルトを用いた締結等によるリアクトル10の固定が不要となる。このため、図1に示すように、リアクトル10の振動がヒートシンク等の固定化部材70を介しての伝播が事実上不可能となる。さらに、リアクトル10と支持部材60との接触面積を少なくすることにより、支持部材60からケース52を介しての振動の伝播を、より効果的に防止または抑制することが可能となる。
By supporting the
本実施の形態において、支持部材60は、ケース52の内部底面58bと一体成形されたものであってもよく、また他の実施の形態として、予め成形されたケース52の内部底面58bの所定の箇所に、予め所定の形状に成形しておいた支持部材60を適当な接着剤などにより接着させたものであってもよく、その形成方法は何ら限定されるものではない。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態において、支持部材60の形状は、例えば図1に示すようにコア46と当接する突起とすることが可能であるが、ケース52内全体にわたる封入樹脂56の回り込みが阻害されることなく充填することが可能なものであればいかなる形状であっても構わない。具体的な形状としては、半球形状、錐形状、リブまたは柱形状など、いかなるものであっても良い。また、1つの支持部材60における、コア46との接触面積は極力小さいことが好ましく、また支持部材60全体としての、コア46との接触面積の総和も極力小さいことが好ましいが、リアクトル10の重量や、支持部材60の強度等に応じて適宜設計することが可能である。また、支持部材60の数量は、少なくとも複数、例えば4個、6個などとすることが可能であるが、リアクトル10を支持することが可能であればこれらに限定されることはなく、例えば1〜3個、5個などとすることも可能である。
In the present embodiment, the shape of the
本実施の形態において、支持部材60は、例えばアルミニウムや銅などの金属材料を使用し、場合によっては上述したケース52と一体成形することも可能であるが、耐熱性を有する高分子材料で形成されたものが好適である。ここでいう「耐熱性を有する高分子材料」とは、少なくとも封入樹脂56の充填温度においてリアクトル10を確実に支持可能であって、かつリアクトル10を含む電子部品収容筐体50の発熱時においても、十分にリアクトル10を支持し得るものを指す。このため、例えば封入樹脂56の材料やリアクトル10の重量等により適宜選択することが可能である。具体的には、ハイトレル(登録商標)などのポリエステル系熱可塑性エラストマーや、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、シリコーンゴムなどのゴム材料などを挙げることが可能であるが、前述したように、リアクトル10を支持し得るものであればこれに限らず、いかなるものを使用しても良い。高分子材料に特有の減衰効果を有する、このような耐熱性を有する高分子材料を支持部材60として使用することにより、リアクトル10からの振動の伝達がさらに抑制されることとなるため、好適である。
In the present embodiment, the
ケース52の内部底面58b上に設けられた支持部材60によりリアクトル10の位置決めがなされた後、カバー54によりケース52の開口部分を覆い、閉じられる。カバー54とケース52の固定は、締結によるものであっても良く、溶接や接着、熱溶着等、公知の適切な方法により行なうことが可能である。
After the
図1に示す電子部品収容筐体50は、コア46にコイル48が巻回されたリアクトル10を含む。リアクトル10は、そのコイルに交流信号を流すことで、電磁エネルギを蓄積することができる。そこで、2次電池の直流エネルギを、交流の電磁エネルギとし、リアクトル10にこの電磁エネルギを蓄積させることができる。蓄積された電磁エネルギは、高電圧側コンデンサに高電圧の電気エネルギとして蓄積され、インバータ回路によって高電圧交流信号に変換される。
An
図2に、電子部品収容筐体50に収容されるリアクトル10の模式的構成の一例を示す。図2において、リアクトル10は、複数のコア材を、スペーサを介して接続してなる円環状のコア46と、コイル48a,48bとをそれぞれ有している。
FIG. 2 shows an example of a schematic configuration of the
図2において、コア46は、弧状または略U字状のコア材(以下、Uコア材と称する)12,32と、柱状または略I字状のコア材(以下、Iコア材と称する)14,34との間に、スペーサ16,22,36,42を挟み込み構成されている。一方、コイル48a,48bは、コア46またはこれと一体または別体にて必要に応じて設けられるコイルボビン20,21に巻回されている。なお、図2において、コア46の外周に備えられたコイルボビン20,21およびコイル48a,48bの構造については、コア材とスペーサとの接着部分およびその近傍の構成を詳細に示すために、特に断面の概略のみを示している。
In FIG. 2, the
一般に、ハイブリッド車などの車両に用いられるリアクトルとしては、インダクタンスを低下させないよう、複数のコア材間に所定の幅を有する磁気的なギャップを持たせる構造を採ることができる。具体的には、図2に示すように、各コア材、12,14,32,34間のギャップ部分にセラミックス等のスペーサ、16,22,36,42を挟みこみ、隣り合うコア材とスペーサとを接着剤などを用いて接着または接合し、一体化したコア46を使用することができる。
Generally, a reactor used in a vehicle such as a hybrid vehicle can have a structure in which a magnetic gap having a predetermined width is provided between a plurality of core members so as not to reduce inductance. Specifically, as shown in FIG. 2, spacers such as ceramics, 16, 22, 36, and 42 are sandwiched in the gap portions between the
図2に示すリアクトル10のコア材、12,14,32,34としては、複数の電磁鋼板からなる積層鋼板や、表面を絶縁処理した軟磁性粉末を、必要に応じてバインダと混合した後に所定の圧力にて加圧成形し、さらに必要に応じて焼結または熱処理して作製される圧粉磁心などを用いることができる。
As the core material of the
一方、コイル48a,48bとして好適に用いられるのは、アルミニウム、銅等の金属材料である。また、コイルは、コアを作製した後に巻きつける場合には、使用するコイルの材料に応じてコイルボビンに巻回可能な太さまたは断面形状となるようにすることが好ましい。また、予め巻き線形状に成形されたコイルをコア材またはコア接合体に挿入する場合には、コア材またはコイルボビンの損傷を抑制するため、可撓性を有するコイル材料が好適に用いられる。
On the other hand, metal materials such as aluminum and copper are preferably used as the
図2に示すコイル48a,48bに電流を流すことで、円環状コアを磁路として、磁束が円環状に流れることになる。48a,48bは、それらに流す電流によって円環状コアに流れる磁束の向きが同じとなるように巻回方向が定められる。なお、図1に示す電子部品収容筐体50に収容されるリアクトル10として、図2に示す、円環状のコアにコイルが巻回されているリアクトルについて説明したが、これに限定されるものではなく、作動時に振動が生じ得るリアクトルであれば他の形状を有するものであってもよい。
By passing a current through the
なお、図1において、リアクトル10をケース52の内部に収容する際、コア46および/またはコイル48(図2に示すコイル48a,48b)がケース52の側面に接触しないようにするとともに、ケース52の内部底面58bに、コア46および/またはコイル48が接触しないようにすることが望ましい。接触すると、リアクトル10の水平方向の振動や垂直方向の振動がケース52に伝播する場合が想定されるためである。
In FIG. 1, when the
上述したように、本発明の実施の形態における電子部品収容筐体によれば、放熱性を損なうことなく、内部に収容されたリアクトルに由来する振動の伝播を、より効果的に防止または抑制することが可能となる。 As described above, according to the electronic component housing in the embodiment of the present invention, the propagation of vibrations derived from the reactor housed inside is more effectively prevented or suppressed without impairing heat dissipation. It becomes possible.
本発明は、コイルとコアとを有し、コイルに電流を流すことで振動が発生し得るリアクトルを収容する電子部品収容筐体において利用することが可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in an electronic component housing that houses a reactor that has a coil and a core and that can generate vibrations when current is passed through the coil.
10 リアクトル、12,32 Uコア材、14,34 Iコア材、16,22,36,42 スペーサ、20,21 コイルボビン、46 コア、48,48a,48b コイル、50 電子部品収容筐体、52 ケース、54 カバー、54a 外面、54b 内面、56 封入樹脂、58 底部、58b 内部底面、60 支持部材、62 樹脂溜まり部、70 固定用部材(ヒートシンク)。
10 reactor, 12, 32 U core material, 14, 34 I core material, 16, 22, 36, 42 spacer, 20, 21 coil bobbin, 46 core, 48, 48a, 48b coil, 50 electronic component housing, 52
Claims (5)
前記ケースの開口を覆うカバーと、
を備え、
前記カバーと前記カバーの上部に配置された固定用部材とを固定させる電子部品収容筐体であって、
前記ケースには前記リアクトルを封入する封入樹脂が充填され、
前記ケースの内部底面に、前記内部底面と前記リアクトルとの間に所定の間隔を確保して支持する支持部材が設けられることを特徴とする電子部品収容筐体。 A case having an opening at the top and containing a reactor;
A cover covering the opening of the case;
With
An electronic component housing case for fixing the cover and a fixing member disposed on an upper portion of the cover,
The case is filled with an encapsulating resin that encloses the reactor,
An electronic component housing case, wherein a support member is provided on the inner bottom surface of the case to support the case with a predetermined distance between the inner bottom surface and the reactor.
前記カバーは、金属製の放熱カバーであり、
前記固定用部材は、ヒートシンクであることを特徴とする電子部品収容筐体。 The electronic component housing according to claim 1,
The cover is a metal heat dissipation cover,
The electronic component housing case, wherein the fixing member is a heat sink.
前記ケースの少なくとも一部が、前記封入樹脂の体積変化を吸収する樹脂材料により形成されることを特徴とする電子部品収容筐体。 The electronic component housing according to claim 1 or 2,
At least a part of the case is formed of a resin material that absorbs the volume change of the encapsulating resin.
前記カバーを貫通する樹脂溜まり部を有し、
前記樹脂溜まり部内の所定の高さまで前記封入樹脂を充填し、硬化させることを特徴とする電子部品収容筐体。 In the electronic component housing case according to any one of claims 1 to 3,
A resin reservoir penetrating the cover;
An electronic component housing case, wherein the encapsulating resin is filled to a predetermined height in the resin reservoir and cured.
前記支持部材は、耐熱性を有する高分子材料で形成された突起であることを特徴とする電子部品収容筐体。 In the electronic component housing case according to any one of claims 1 to 4,
The electronic component housing case, wherein the supporting member is a protrusion formed of a polymer material having heat resistance.
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