JP2010272584A - リアクトル - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性に優れたリアクトル、を提供する。
【解決手段】リアクトルは、冷却器２６を有するケース２１と、ケース２１に収容されるコア体３１と、コア体３１の周囲に巻回されるコイル４１，４２と、コイル４１，４２と一体に設けられ、コア体３１とコイル４１，４２との間を絶縁するボビン５１，５２と、コア体３１を支持するようにケース２１の内部に配置されるポッティング材６１とを備える。ボビン５１，５２は、ポッティング材６１よりも大きい熱伝導率を有する。ボビン５１，５２は、ケース２１に接触して設けられる。
【選択図】図４

Description

この発明は、一般的には、リアクトルに関し、より特定的には、車両に搭載され、電圧を昇圧，降圧するコンバータに用いられるリアクトルに関する。

従来のリアクトルに関して、たとえば、特開２００６−４１３５３号公報には、コイルの放熱性を向上させるとともに、コイルとケースとの間に充填される充填材の使用量を低減させることを目的としたリアクトルの放熱構造が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示されたリアクトルの放熱構造においては、ケースと、リアクトルのコイルとの間に、放熱材が充填されている。

また、特開２００８−２８３０８号公報には、製造コストの低減を図るとともに、放熱効果、絶縁効果等を向上させ、さらに、騒音の発生を抑制することを目的とした車載用リアクトルが開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示された車載用リアクトルは、環状のコアと、コアの周囲に装着されたコイルとを備えて構成されている。コアおよびコイルは、絶縁油により浸漬されている。

また、特開平１０−１７２８３３号公報には、モールド変圧器内で発生する部分放電を安全に測定することを目的としたモールド変圧器が開示されている（特許文献３）。特許文献３に開示されたモールド変圧器においては、低電圧巻き線がレジン内に埋め込まれている。さらに、レジンの肉厚部には、高電圧巻き線とともに、結合コンデンサおよび検出インピーダンス素子が埋め込まれている。

また、特開２００８−９８２０４号公報には、騒音の低減を目的としたリアクトル装置が開示されている（特許文献４）。特許文献４に開示されたリアクトル装置は、コアおよびコイルを有するリアクトルと、リアクトルを収納するケースとを備える。ケースは、振動減衰率１％以上の材料から構成されている。

また、特開２００８−２１８７２４号公報には、大電流での重畳特性を良好とすることを目的とした線輪部品が開示されている（特許文献５）。特許文献５に開示された線輪部品においては、巻き線部品の内側および外側に、それぞれトロイダル形状の磁芯部品が配置されている。巻き線部品の上下には、磁性混和物からなる磁性接着剤が充填されている。

特開２００６−４１３５３号公報 特開２００８−２８３０８号公報 特開平１０−１７２８３３号公報 特開２００８−９８２０４号公報 特開２００８−２１８７２４号公報

近年ますます高まりつつある省エネ・環境問題を背景に、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）や、電気自動車（Electric Vehicle）が大きく注目されている。たとえば、ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源から電力供給されるモータを動力源とする自動車である。すなわち、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換された交流電圧によりモータを回転させることによって動力源を得るものである。

このような構成を備えるハイブリッド自動車には、直流電源およびインバータ間で直流電流を昇圧、降圧するためのコンバータが搭載されている。コンバータには、コア体と、コア体に巻回されるコイルとを有するリアクトルが用いられる。

リアクトルは、その作動に伴って発熱する。これに対して、上述の特許文献１に開示されたリアクトルの放熱構造においては、ケースとリアクトルのコイルとの間に、放熱材が充填されている。しかしながら、リアクトルの発熱量は増加する傾向にあるのに対して、放熱材の熱伝導率を高めたり、その使用量を減少させたりする対策は限界にきている。また、熱伝導性を高めた放熱材を多量に使用すると、その放熱材を媒体としてリアクトルから車両本体側に振動が伝達し、車両のＮＶ（noise and vibration）特性が悪化するおそれが生じる。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、放熱性に優れたリアクトルを提供することである。

この発明に従ったリアクトルは、放熱部を有する筐体と、筐体に収容されるコア体と、コア体の周囲に巻回されるコイルと、コイルと一体に設けられ、コア体とコイルとの間を絶縁する絶縁部材と、コア体を支持するように筐体の内部に配置される支持部材とを備える。絶縁部材は、支持部材よりも大きい熱伝導率を有する。絶縁部材は、筐体に接触して設けられる。

このように構成されたリアクトルによれば、リアクトルの作動に伴ってコイルおよびコア体で発生した熱を、支持部材よりも大きい熱伝導率を有する絶縁部材を通じて、筐体に効率よく伝えることができる。これにより、放熱部からの放熱を促進させ、結果、リアクトルの放熱性を向上させることができる。

また好ましくは、絶縁部材は、コイルと放熱部との間で筐体に接触する。このように構成されたリアクトルによれば、リアクトルの作動に伴う発熱は、コイルが主となる。このため、絶縁部材を介したコイルから放熱部への伝熱経路長を短く設定することにより、リアクトルの放熱性をさらに向上させることができる。

また好ましくは、支持部材は、絶縁部材よりも小さい振動伝達率を有する。このように構成されたリアクトルによれば、相対的に大きい熱伝導率を有する絶縁部材によって、コイルおよびコア体から筐体への熱伝導性を高めるとともに、相対的に小さい振動伝達率を有する支持部材によって、コア体から筐体への振動伝達を効果的に抑制することができる。これにより、リアクトルの放熱性の向上と、ＮＶ特性の向上との両立を図ることができる。

また好ましくは、コア体は、第１部分と、第１部分と隙間を設けて配置される第２部分とを有する。筐体は、側部をさらに有する。側部は、コア体から、第１部分および第２部分が隙間を設けて並ぶ方向に距離を隔てて位置決めされる。支持部材は、コア体と側部との間に配置される。

このように構成されたリアクトルによれば、振動は、主に、第１部分および第２部分が隙間を設けて並ぶ方向に発生する。このため、その方向に距離を隔てるコア体および側部間に支持部材を配置することにより、コア体から筐体への振動伝達を効果的に抑制することができる。

また好ましくは、絶縁部材および支持部材は、熱伝導性の無機フィラーを含有する樹脂材料から形成される。支持部材における無機フィラーの含有率は、絶縁部材における無機フィラーの含有率よりも小さい。

このように構成されたリアクトルによれば、無機フィラーの含有率が増えることにより、絶縁部材および支持部材の熱伝導率が増大し、これに伴って振動伝達率も増大する傾向がある。このため、絶縁部材および支持部材に対する無機フィラーの含有率の調整を通じて、リアクトルの放熱性の向上と、ＮＶ特性の向上との両立を図ることができる。

また好ましくは、絶縁部材は、筐体に面接触して設けられる。このように構成されたリアクトルによれば、絶縁部材から筐体に効率よく熱を伝えることができる。

また好ましくは、絶縁部材は、接着剤を介在して筐体に接合される。このように構成されたリアクトルによれば、絶縁部材から筐体に効率よく熱を伝えることができる。

以上に説明したように、この発明に従えば、放熱性に優れたリアクトルを提供することができる。

ハイブリッド自動車の駆動ユニットを模式的に表わす図である。 図１中のＰＣＵの構成を示す電気回路図である。 図２中のコンバータを構成するリアクトルを示す平面図である。 図３中のＩＶ−ＩＶ線上に沿ったリアクトルを示す断面図である。 図３中のＶ−Ｖ線上に沿ったリアクトルを示す断面図である。 無機フィラー添加による、樹脂材料の熱伝導率および振動伝達率の変化の様子を表わしたグラフである。 比較のためのリアクトルを示す断面図である。 比較のためのリアクトルを示す別の断面図である。 図３から図５中のリアクトルの組み立て時の第１工程を示す図である。 図３から図５中のリアクトルの組み立て時の第２工程を示す図である。 図３から図５中のリアクトルの組み立て時の第３工程を示す図である。

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

図１は、ハイブリッド自動車の駆動ユニットを模式的に表わす図である。本実施の形態では、本発明におけるリアクトルが、車両としてのハイブリッド自動車に搭載されるコンバータに適用されている。まず、ハイブリッド自動車を駆動させるためのＨＶシステムについて説明する。

図１を参照して、駆動ユニット１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能なバッテリ８００とを動力源とするハイブリッド自動車に設けられている。駆動ユニット１は、モータジェネレータ１００と、ハウジング２００と、減速機構３００と、ディファレンシャル機構４００と、ドライブシャフト受け部９００と、端子台６００とを含んで構成される。

モータジェネレータ１００は、電動機または発電機としての機能を有する回転電機である。モータジェネレータ１００は、回転シャフト１１０と、ロータ１３０と、ステータ１４０とを含む。回転シャフト１１０は、軸受１２０を介してハウジング２００に回転可能に取り付けられている。ロータ１３０は、回転シャフト１１０と一体となって回転する。

モータジェネレータ１００から出力された動力は、減速機構３００からディファレンシャル機構４００を介してドライブシャフト受け部９００に伝達される。ドライブシャフト
受け部９００に伝達された駆動力は、ドライブシャフトを介して車輪に回転力として伝達されて、車両を走行させる。

一方、ハイブリッド自動車の回生制動時には、車輪は車体の慣性力により回転させられる。車輪からの回転力によりドライブシャフト受け部９００、ディファレンシャル機構４００および減速機構３００を介してモータジェネレータ１００が駆動される。このとき、モータジェネレータ１００が発電機として作動する。モータジェネレータ１００により発電された電力は、ＰＣＵ（Power Control Unit）７００を介してバッテリ８００に供給される。

図２は、図１中のＰＣＵの構成を示す電気回路図である。図２を参照して、ＰＣＵ７００は、コンバータ７１０と、インバータ７２０と、制御装置７３０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１〜ＰＬ３と、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗとを含む。

コンバータ７１０は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３を介してバッテリ８００と接続されている。インバータ７２０は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３を介してコンバータ７１０と接続されている。インバータ７２０は、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗを介してモータジェネレータ１００と接続されている。バッテリ８００は、直流電源であって、たとえばニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の２次電池から形成されている。バッテリ８００は、蓄えた直流電力をコンバータ７１０に供給したり、コンバータ７１０から受け取る直流電力によって充電される。

コンバータ７１０は、半導体モジュールから構成された上アームおよび下アームと、リアクトルＬとを含む。上アームおよび下アームは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続されている。電源ラインＰＬ２に接続される上アームは、パワートランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）Ｑ１と、パワートランジスタＱ１に逆並列に接続されるダイオードＤ１とからなる。電源ラインＰＬ３に接続される下アームは、パワートランジスタＱ２と、パワートランジスタＱ２に逆並列に接続されるダイオードＤ２とからなる。リアクトルＬは、電源ラインＰＬ１と、上アームおよび下アームの接続点との間に接続されている。

コンバータ７１０は、バッテリ８００から受け取る直流電圧をリアクトルＬを用いて昇圧し、その昇圧した電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。コンバータ７１０は、インバータ７２０から受け取る直流電圧を降圧し、バッテリ８００を充電する。

インバータ７２０は、Ｕ相アーム７５０Ｕと、Ｖ相アーム７５０Ｖと、Ｗ相アーム７５０Ｗとを含む。Ｕ相アーム７５０Ｕ、Ｖ相アーム７５０ＶおよびＷ相アーム７５０Ｗは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に並列に接続されている。Ｕ相アーム７５０Ｕ、Ｖ相アーム７５０ＶおよびＷ相アーム７５０Ｗの各々は、半導体モジュールから構成された上アームおよび下アームからなる。各相アームの上アームおよび下アームは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続されている。

Ｕ相アーム７５０Ｕの上アームは、パワートランジスタ（ＩＧＢＴ）Ｑ３と、パワートランジスタＱ３に逆並列に接続されるダイオードＤ３とからなる。Ｕ相アーム７５０Ｕの下アームは、パワートランジスタＱ４と、パワートランジスタＱ４に逆並列に接続されるダイオードＤ４とからなる。Ｖ相アーム７５０Ｖの上アームは、パワートランジスタＱ５と、パワートランジスタＱ５に逆並列に接続されるダイオードＤ５とからなる。Ｖ相アーム７５０Ｖの下アームは、パワートランジスタＱ６と、パワートランジスタＱ６に逆並列に接続されるダイオードＤ６とからなる。Ｗ相アーム７５０Ｗの上アームは、パワートラ
ンジスタＱ７と、パワートランジスタＱ７に逆並列に接続されるダイオードＤ７とからなる。Ｗ相アーム７５０Ｗの下アームは、パワートランジスタＱ８と、パワートランジスタＱ８に逆並列に接続されるダイオードＤ８とからなる。各相アームのパワートランジスタの接続点は、対応する出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗを介してモータジェネレータ１００の対応する相のコイルの反中性点側に接続されている。

なお、図中では、Ｕ相アーム７５０ＵからＷ相アーム７５０Ｗの上アームおよび下アームが、それぞれ、パワートランジスタとダイオードとからなる１つの半導体モジュールから構成されている場合が示されているが、複数の半導体モジュールにより構成されてもよい。

インバータ７２０は、制御装置７３０からの制御信号に基づいて、電源ラインＰＬ２から受け取る直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ１００へ出力する。インバータ７２０は、モータジェネレータ１００によって発電された交流電圧を直流電圧に整流して電源ラインＰＬ２に供給する。

コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ１の電圧レベルを平滑化する。コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ２の電圧レベルを平滑化する。

制御装置７３０は、モータジェネレータ１００のトルク指令値、各相電流値、およびインバータ７２０の入力電圧に基づいて、モータジェネレータ１００の各相コイル電圧を演算する。制御装置７３０は、その演算結果に基づいて、パワートランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成してインバータ７２０へ出力する。モータジェネレータ１００の各相電流値は、インバータ７２０の各アームを構成する半導体モジュールに組込まれた電流センサによって検出される。この電流センサは、Ｓ／Ｎ比が向上するように半導体モジュール内に配設されている。制御装置７３０は、上述したトルク指令値およびモータ回転数に基づいてインバータ７２０の入力電圧を最適にするためのパワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティ比を演算する。制御装置７３０は、その結果に基づいてパワートランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするＰＷＭ信号を生成してコンバータ７１０へ出力する。

制御装置７３０は、モータジェネレータ１００によって発電された交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ８００に充電するため、コンバータ７１０およびインバータ７２０におけるパワートランジスタＱ１〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。

図３は、図２中のコンバータを構成するリアクトルを示す平面図である。図３を参照して、本実施の形態におけるリアクトルＬは、コア体３１と、コア体３１の周囲に巻回されるコイル４１，４２とを有する。

コア体３１は、環状に延びる形状を有する。コア体３１は、電磁特性に優れた珪素鋼板の積層体から構成されてもよいし、磁性粉末の圧粉体から構成されてもよい。

コア体３１は、Ｉ字型ブロックコア３４，３５と、Ｕ字型ブロックコア３２，３３とを有して構成されている。各Ｉ字型ブロックコア３４，３５は、直線状に延びる形状を有する。各Ｕ字型ブロックコア３２，３３は、湾曲状に延びる部分を有して形成されている。

Ｉ字型ブロックコア３４と、Ｉ字型ブロックコア３５とは、平行に配置されている。Ｕ字型ブロックコア３２と、Ｉ字型ブロックコア３４およびＩ字型ブロックコア３５とは、それぞれ、ギャップ３６およびギャップ３８を設けて配置されている。Ｕ字型ブロックコア３３と、Ｉ字型ブロックコア３４およびＩ字型ブロックコア３５とは、それぞれ、ギャップ３７およびギャップ３９を設けて配置されている。

互いに隣り合って配置されたブロックコアは、ギャップ３６〜３９を設けて図３中の矢印１０１に示す方向（以下、ブロックコアの配列方向ともいう）に並んでいる。

なお、Ｕ字型ブロックコア３２とＵ字型ブロックコア３３との間に配置されるＩ字型ブロックコアの個数は、図３中に示す数に限られない。

コイル４１は、Ｉ字型ブロックコア３４の全体と、Ｕ字型ブロックコア３２およびＵ字型ブロックコア３３の一部との周囲に巻回されている。コイル４２は、Ｉ字型ブロックコア３５の全体と、Ｕ字型ブロックコア３２およびＵ字型ブロックコア３３の一部との周囲に巻回されている。コイル４１，４２は、図２中の電源ラインＰＬ１およびパワートランジスタＱ１、Ｑ２の接続点に接続されている。

図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線上に沿ったリアクトルを示す断面図である。図５は、図３中のＶ−Ｖ線上に沿ったリアクトルを示す断面図である。

図３から図５を参照して、リアクトルＬは、ケース２１をさらに有する。ケース２１は、ハイブリッド自動車の車両本体側に固定されている。ケース２１は、金属から形成されており、本実施の形態では、アルミニウムから形成されている。

ケース２１は、コア体３１およびコイル４１，４２を収容可能な筐体形状を有する。ケース２１は、一方向に開口し、その開口面を平面的に見た場合に、略矩形形状を有するように形成されている。ケース２１は、ケース２１の開口面を平面的に見た場合にその正面に配置される底面２１ｃを有する。コア体３１およびコイル４１，４２は、底面２１ｃ上に配置されている。

ケース２１は、互いに向い合って配置される一対の側部２２を有する。コア体３１は、Ｕ字型ブロックコア３２およびＵ字型ブロックコア３３が、それぞれ一対の側部２２と距離を隔てて対向するように、ケース２１に収容されている。一対の側部２２は、コア体３１からブロックコアの配列方向に距離を隔てて位置決めされる。

ケース２１には、放熱部としての冷却器２６が設けられている。本実施の形態では、ケース２１に形成された、冷媒が強制循環される冷媒通路２７によって、冷却器２６が構成されている。冷却器２６は、底面２１ｃに対して、ケース２１に収容されたコア体３１およびコイル４１，４２と反対側に設けられている。

なお、冷却器２６は、図４中に示すような水冷構造に限られず、たとえば、フィンを備える空冷構造により構成されてもよい。

リアクトルＬは、ボビン５１，５２をさらに有する。ボビン５１，５２は、絶縁性の樹脂材料から形成されている。ボビン５１，５２は、たとえば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）から形成されている。ボビン５１およびボビン５２は、それぞれ、コイル４１およびコイル４２を型に配して実施する射出成形（インサート成型）により形成されている。すなわち、ボビン５１およびボビン５２は、それぞれ、コイル４１およびコイル４２と一体に設けられている。

ボビン５１，５２は、コア体３１と、コイル４１，４２との間を絶縁するように設けられている。より具体的には、ボビン５１は、Ｉ字型ブロックコア３４およびＵ字型ブロックコア３２，３３と、コイル４１との間を絶縁するように、両者の間に介在して設けられている。ボビン５２は、Ｉ字型ブロックコア３５およびＵ字型ブロックコア３２，３３と、コイル４２との間を絶縁するように、両者の間に介在して設けられている。

さらに、ボビン５１およびボビン５２は、それぞれ、コイル４１およびコイル４２の外周上を覆うように設けられている。ボビン５１，５２は、略直方体形状の外観を有する。ボビン５１およびボビン５２は、Ｉ字型ブロックコア３４，３５が延びる方向において、互いに平行に配置されている。

本実施の形態におけるリアクトルＬにおいては、ボビン５１，５２が、ケース２１に接触するように設けられている。より具体的には、ボビン５１，５２は、ケース２１の底面２１ｃに接触して設けられている。ボビン５１，５２は、図示しない接着剤を介してケース２１の底面２１ｃに接合されている。接着剤としては、エポキシ系接着剤など、高熱伝導性の一般的なものが使用される。

なお、ボビン５１，５２は、接着剤を用いずに、底面２１ｃに対して面接触するように圧接して設けられてもよい。

リアクトルＬは、ポッティング材６１をさらに有する。ポッティング材６１は、樹脂材料から形成されている。ポッティング材６１は、ボビン５１を形成する樹脂材料とは異なる種類の樹脂材料から形成されている。ポッティング材６１は、たとえば、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料から形成されている。

ポッティング材６１は、ケース２１に収容されたコア体３１およびコイル４１，４２を支持するように設けられている。

より具体的には、ポッティング材６１は、底面２１ｃ上でケース２１の内部を充填するように設けられている。ポッティング材６１は、コア体３１およびコイル４１，４２と、ケース２１との両方に接触して設けられている。ポッティング材６１は、ケース２１と、ボビン５１，５２およびコア体３１との間の隙間を充填するように設けられている。ポッティング材６１は、側部２２とＵ字型ブロックコア３３との間および側部２２とＵ字型ブロックコア３２との間を充填するように設けられている。ポッティング材６１は、底面２１ｃ上で、ボビン５１，５２の一部分を埋設し、残る部分を露出するように設けられている。

図６は、無機フィラー添加による、樹脂材料の熱伝導率および振動伝達率の変化の様子を表わしたグラフである。

図６を参照して、ボビン５１およびポッティング材６１は、それぞれ、熱伝導性の無機フィラーを含有する。無機フィラーとしては、たとえば、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、マグネシア等の酸化物や、窒化珪素、窒化硼素、窒化アルミニウム等の窒化物の微粒子が用いられる。図中に示すように、樹脂材料への無機フィラーの添加量が増大すると、ボビン５１およびポッティング材６１の熱伝導率が増大し、これに伴って、ボビン５１およびポッティング材６１の振動伝達率も増大する傾向がある。

なお、振動伝達率は、振動源に作用する荷重をＦとし、樹脂材料を通じて伝わる荷重をＦｔとした場合に、Ｆｔ／Ｆの値によって表わされ、その値が小さいほど防振性能がよいと判断される。

本実施の形態におけるリアクトルＬにおいては、ポッティング材６１における無機フィラーの含有率が、ボビン５１，５２における無機フィラーの含有率よりも小さくなるように、無機フィラーの添加量が決定されている。この結果、ボビン５１，５２は、ポッティング材６１よりも大きい熱伝導率を有し、その一方で、ポッティング材６１は、ボビン５１，５２よりも小さい振動伝達率を有する。

続いて、本実施の形態におけるリアクトルＬによって奏される作用、効果について説明する。

図２から図５を参照して、ＰＣＵ７００がモータジェネレータ１００を駆動するとき、コンバータ７１０のパワートランジスタＱ２が高周波でオン／オフされる。パワートランジスタＱ２がオンされると、電源ラインＰＬ１、ＰＬ３、リアクトルＬ、パワートランジスタＱ２およびバッテリ８００を含む閉回路に直流電流が流れる。このとき、コイル４１，４２に直流電流が流れ、その内側のコア体３１に磁束が発生する。発生した磁束は、Ｉ字型ブロックコア３４，３５およびＵ字型ブロックコア３２，３３によって構成される環状のコア体３１の内部を循環する。

このように、コイル４１，４２に通電され、磁束がコア体３１の内部を循環するとき、コイル４１，４２およびコア体３１が発熱する。なお、コイル４１，４２における発熱量は、コア体３１における発熱量よりも極めて大きくなる。

また、コイル４１，４２に通電され、磁束がコア体３１の内部を循環するとき、隣接するブロックコア間に引っ張り力が発生する。コイル４１，４２への通電が停止すると、コア体３１の内部に磁束が形成されないため、引っ張り力は消失する。このため、パワートランジスタＱ２のオン／オフを高周波で繰り返すと、ブロックコアの配列方向（図３中の矢印１０１に示す方向）に沿った引っ張り力が周期的に発生し、この結果、コア体３１に振動が生じる。この振動の振幅は、ブロックコアの配列方向において大きくなる傾向がある。

図７および図８は、比較のためのリアクトルを示す断面図である。図７および図８中には、それぞれ、図４および図５中に対応する断面位置が示されている。

図７および図８を参照して、本比較例では、図４および図５中のボビン５１，５２およびポッティング材６１に替えて、ボビン１５１，１５２およびポッティング材１６１が設けられている。ボビン１５１，１５２は、コア体３１と、コイル４１，４２との間を充填するように設けられ、コイル４１，４２の外周上を覆うように設けられていない。ボビン１５１，１５２は、ケース２１の底面２１ｃと接触しない。ポッティング材１６１は、コイル４１，４２と、底面２１ｃとの間を充填するように設けられている。

このような構成を備えるリアクトルの場合、コイル４１，４２で発生した熱が、ポッティング材１６１を通じてケース２１（冷却器２６）に伝わると同時に、コア体３１で発生した振動が、ポッティング材１６１を通じてケース２１に伝達する。このように、ポッティング材１６１が熱伝導および振動伝達の役割を担うため、熱伝導率を高めるためにポッティング材１６１への無機フィラーの添加量を増やそうとすると、振動伝達率も増大するという相反関係が存在する。

図３から図５を参照して、これに対して、本実施の形態におけるリアクトルＬにおいては、より大きい熱伝導率を有するボビン５１，５２が、ケース２１に接触して設けられている。このような構成により、コイル４１，４２で発生した熱をケース２１に伝える役割を、主にボビン５１，５２に担わせ、熱を効率よく放熱することができる。特に本実施の形態では、ボビン５１，５２が、コイル４１，４２と冷却器２６との間に配置されている。これにより、コイル４１，４２から冷却器２６へと向かう伝熱経路を短く設定し、冷却器２６による放熱効果を増大させることができる。

また、本実施の形態におけるリアクトルＬにおいては、より小さい振動伝達率を有するポッティング材６１によって、コア体３１からケース２１に伝達される振動を減衰させることができる。特に本実施の形態では、振動の振幅が大きくなるブロックコアの配列方向に距離を隔てた、一対の側部２２およびコア体３１間に、ポッティング材６１が配置されるため、振動をより効率よく減衰させることができる。

以上に説明したように、本実施の形態におけるリアクトルＬによれば、冷却器２６による冷却効果を向上させつつ、コア体３１から車両本体側への振動伝達を効果的に抑制することができる。

続いて、本実施の形態におけるリアクトルＬの組み立て方法について説明する。図９から図１１は、図３から図５中のリアクトルの組み立て時の工程を示す図である。

図９を参照して、まず、コイル４１およびコイル４２を金型に配し、金型に樹脂材料を注入することによって、コイル４１，４２が一体化されたボビン５１，５２（以下、ボビンコイルという）を製造する。図１０を参照して、別に製造したコア体３１を、ボビンコイルに挿入する。

図１１を参照して、接着剤を用いて、ボビンコイルをケース２１の底面２１ｃに接着する。ケース２１の内部に樹脂材料を注入し、ポッティング材６１を形成する。

このように、リアクトルＬの組み立て工程においては、ボビン５１，５２が射出成形によって形成されるのに対して、ポッティング材６１がケース２１内部への樹脂注入によって形成される。一般的に、無機フィラーの含有量が増えると、樹脂材料の流動性が低下する傾向がある。このため、図７および図８中に示す比較例においては、流動性が低下した樹脂材料をコイル４１，４２と底面２１ｃとの間に確実に充填するため、両者の隙間を大きく設定する必要がある。これに対して、本実施の形態におけるリアクトルＬでは、既に説明したように、ボビン５１，５２をケース２１の底面２１ｃに接触させる。このため、樹脂材料の流動性を考慮することなく、コイル４１，４２と底面２１ｃとの距離をより小さく設定することができる。これにより、コイル４１，４２から冷却器２６へと向かう伝熱経路を短く設定し、冷却器２６による放熱効果を増大させることができる。

以上に説明した、この発明の実施の形態におけるリアクトルＬの構造についてまとめて説明すると、本実施の形態におけるリアクトルＬは、放熱部としての冷却器２６を有する筐体としてのケース２１と、ケース２１に収容されるコア体３１と、コア体３１の周囲に巻回されるコイル４１，４２と、コイル４１，４２と一体に設けられ、コア体３１とコイル４１，４２との間を絶縁する絶縁部材としてのボビン５１，５２と、コア体３１を支持するようにケース２１の内部に配置される支持部材としてのポッティング材６１とを備える。ボビン５１，５２は、ポッティング材６１よりも大きい熱伝導率を有する。ボビン５１，５２は、ケース２１に接触して設けられる。

このように構成された、この発明の実施の形態におけるリアクトルＬによれば、リアクトルＬの放熱性を向上させることにより、ハイブリッド自動車の動力性能を向上させることができる。また、コア体３１から車両本体側への振動伝達を抑制することにより、ハイブリッド自動車のＮＶ性能を向上させることができる。

なお、本発明を、燃料電池と２次電池とを動力源とする燃料電池ハイブリッド車（ＦＣＨＶ：Fuel Cell Hybrid Vehicle）または電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）に搭載されるリアクトルに適用することもできる。本実施の形態におけるハイブリッド自動車では、燃費最適動作点で内燃機関を駆動するのに対して、燃料電池ハイブリッド車では、発電効率最適動作点で燃料電池を駆動する。また、２次電池の使用に関しては、両方のハイブリッド自動車で基本的に変わらない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、主に、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載され、電圧を昇圧，降圧するコンバータに用いられるリアクトルに利用される。

２１ ケース、２１ｃ 底面、２２ 側部、２６ 冷却器、２７ 冷媒通路、３１ コア体、３２，３３ Ｕ字型ブロックコア、３４，３５ Ｉ字型ブロックコア、３６，３７，３８，３９ ギャップ、４１，４２ コイル、５１，５２ ボビン、６１ ポッティング材。

Claims (7)

1. 放熱部を有する筐体と、
   前記筐体に収容されるコア体と、
   前記コア体の周囲に巻回されるコイルと、
   前記コイルと一体に設けられ、前記コア体と前記コイルとの間を絶縁する絶縁部材と、
   前記コア体を支持するように前記筐体の内部に配置される支持部材とを備え、
   前記絶縁部材は、前記支持部材よりも大きい熱伝導率を有し、前記筐体に接触して設けられる、リアクトル。
2. 前記絶縁部材は、前記コイルと前記放熱部との間で前記筐体に接触する、請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記支持部材は、前記絶縁部材よりも小さい振動伝達率を有する、請求項１または２に記載のリアクトル。
4. 前記コア体は、第１部分と、前記第１部分と隙間を設けて配置される第２部分とを有し、
   前記筐体は、前記コア体から、前記第１部分および前記第２部分が隙間を設けて並ぶ方向に距離を隔てて位置決めされる側部をさらに有し、
   前記支持部材は、前記コア体と前記側部との間に配置される、請求項３に記載のリアクトル。
5. 前記絶縁部材および前記支持部材は、熱伝導性の無機フィラーを含有する樹脂材料から形成され、
   前記支持部材における前記無機フィラーの含有率は、前記絶縁部材における前記無機フィラーの含有率よりも小さい、請求項１から４のいずれか１項に記載のリアクトル。
6. 前記絶縁部材は、前記筐体に面接触して設けられる、請求項１から５のいずれか１項に記載のリアクトル。
7. 前記絶縁部材は、接着剤を介在して前記筐体に接合される、請求項１から６のいずれか１項に記載のリアクトル。

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