JP2013201376A - リアクトル装置 - Google Patents

リアクトル装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2013201376A
JP2013201376A JP2012070017A JP2012070017A JP2013201376A JP 2013201376 A JP2013201376 A JP 2013201376A JP 2012070017 A JP2012070017 A JP 2012070017A JP 2012070017 A JP2012070017 A JP 2012070017A JP 2013201376 A JP2013201376 A JP 2013201376A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
case
inner
outer case
reactor device
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2012070017A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Yamashima
篤志 山島
Yuji Yamaguchi
雄司 山口
Hidezo Isoda
秀藏 磯田
Original Assignee
Panasonic Corp
パナソニック株式会社
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 Panasonic Corp, パナソニック株式会社 filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2012070017A priority Critical patent/JP2013201376A/ja
Publication of JP2013201376A publication Critical patent/JP2013201376A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00Fixed inductances not covered by group H01F17/00
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02Casings
    • H01F27/025Constructional details relating to cooling

Abstract

【課題】リアクトルの過熱を防ぐために高い放熱性を有し、同時に、ハウジング部材との間の確実な電気的絶縁性を持ったリアクトル装置を実現すること。
【解決手段】リアクトルのコイル100全体を覆うように保持する金属製の外側ケース300が、ケース内壁のあらゆる箇所から充分な絶縁距離を保ってコイル100を保持するために、放熱性の高い絶縁性樹脂樹を素材とする内側ケース200を外側ケース300とコイル100の間に配設する。さらに、外側ケース300とコイル100との間の空隙に絶縁性のポッティング樹脂材を流し込む。
【選択図】図1

Description

本発明は、コイルを備えるリアクトル装置に関する。

近年、プラグインHEV(Hybrid Electric Vehicle:ハイブリッド自動車)やEV(Electric Vehicle:電気自動車)が普及してきている。EVまたはプラグインHEVは、外部の交流電源を直流に変換して車両の蓄電池へ出力する車載充電装器を搭載している。

HEVやEVの車載充電装器には、力率改善、もしくは、平滑化などのためのコイルを備えるリアクトル装置が実装される。

HEVまたはEVの車載充電器に用いられるリアクトル装置には、400ボルト前後の非常に高い電圧が印加される。このため、コイルは発熱により高温となる。この場合、車載充電器内でのコイルの過熱を防ぐために、リアクトル装置に非常に高い放熱性を持たせることが重要となる。それと同時に、コイルとそのハウジング部材との間で確実な電気的絶縁性を持たせることも重要となる。

コイルを備えるリアクトル装置としては、特許文献1に開示されたものが知られている。特許文献1には、コイルを巻回したコイルボビンと磁心を有するトランスが開示されている。トランス本体は、突起部分を数個有する絶縁保護ケース内に保持されている。その状態で、シリコン注型樹脂がトランス本体及び突起を覆うように絶縁保護ケース内に充填・硬化される。

実開平6−44117号公報

しかしながら、特許文献1のリアクトル装置は、絶縁性確保のために熱伝導率の低い樹脂を素材とするケースが用いられているため、側面および底面からの放熱性が不充分である。仮に該ケースを熱伝導率の高い金属を素材とするケースに置き換えたとしても、該金属性ケースとコイルの全周囲との間の充分な絶縁距離を確保するための位置決めを厳密に行うのが難しく、放熱性と絶縁性を確保できない場合が発生する。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、放熱性と絶縁性とを両立させることができるリアクトル装置を提供することを目的とする。

本発明のリアクトル装置は、導体線を環状に巻回してなり通電によって磁束を発生するコイルと、放熱性の絶縁材により、片端が開口した筒状に形成され、前記コイルを収容する内側ケースと、金属により、片端が開口した筒状に形成され、前記内側ケースを収容する外側ケースと、前記内側ケースの内外に跨がって、前記コイルと前記外側ケースの内壁の間の空間に充填される難燃性の絶縁材を素材とするポッティング樹脂材と、を備える構成を採る。

本発明は、放熱性の高い絶縁性樹脂を素材とし、コイルを保持する内側ケースを、外側ケースとコイルの間に配設することにより、厳密な位置決め精度で外側ケース内部の最適位置にコイルを保持させることができる。その結果、金属製の外側ケースの内壁全体と導電性のコイルの全面との間の絶縁距離を充分に確保することができる。同時に、コイルと外側ケースの内壁の間の空間に充填されるポッティング樹脂材により、高い放熱性をも確保することができる。

本発明の一実施の形態に係るリアクトル装置の斜視図 本発明の一実施の形態に係るリアクトル装置の分解斜視図 本発明の一実施の形態に係るリアクトル装置の内側ケースの斜視図 本発明の一実施の形態に係るリアクトル装置の内側ケースの六面図 本発明の一実施の形態に係るリアクトル装置の外側ケースの斜視図 本発明の一実施の形態に係るリアクトル装置の外側ケースの六面図

(本実施の形態の概要)
以下、図面を参照しながら、本発明における、リアクトル装置の実施の形態について説明する。

図1は、本発明の一実施の形態に係るリアクトル装置の斜視図である。図2は、本発明の一実施の形態に係るリアクトル装置の分解斜視図である。本実施の形態に係るリアクトル装置は、内側ケース200と外側ケース300とから構成され、コイル100を保持する。

コイル100は、リアクトル装置を構成するインダクタンス素子であり、リード線に接続される。コイル100は、例えば、トロイダル形状のコイルである。該トロイダル形状のコイルの中心には、孔部110が形成されている。

内側ケース200は、放熱性の高い樹脂の素材により、円筒形状を成すように形成され、コイル100を収容する。内側ケース200は、コイル100と外側ケース300との間に配設されることにより、導電性のコイル100と金属製の外側ケース300との間の充分な絶縁距離を確保する役割を果たす。

外側ケース300は、放熱性の高い金属の素材により、円筒形状のハウジングとして形成され、内側ケース200を収容する。外側ケースの素材となる金属の一例は、アルミニウムである。外側ケース300は、コイル100に発生した熱を効率的に外部に放出する役割を果たす。

ポッティング樹脂材(図示せず)は、難燃性の絶縁材を素材とし、外側ケース300とコイル100との間の空隙に流し込まれ、内側ケース200の内と外に渡って充填・硬化される流動性の絶縁材である。硬化したポッティング樹脂材は、外側ケース300内に収容された内側ケース200とコイル100を定位置に固定する役割、および内側ケース200によるコイル100と外側ケース300の間の絶縁性と熱伝導性を補充する役割を果たす。

図2に図示されるとおり、コイル100は、内側ケース200の内部に収容され、その後、コイル100を収容した内側ケース200が外側ケース300の内部に収容されることにより、本発明に係るリアクトル装置が組み立てられる。

(内側ケース200および外側ケース300の構造)
以下、内側ケース200および外側ケース300の構造について詳細に説明する。

図3は、内側ケース200の斜視図であり、図4は内側ケース200の六面図である。図4(a)は上面図、図4(b)は底面図、図4(c)は右側面図、図4(d)は正面図、図4(e)は左側面図である。

内側ケース200は、難燃性の樹脂を素材として、底面部201および側面部202を有し、片端が開口した円筒形状に形成される。底面部201および側面部202により形成される内部空間203内にコイル100が収容される。

上記難燃性の樹脂は、典型的には、リアクトル発熱時の定格温度である150℃程度の高温に耐えられる樹脂材である。

内側ケース200は、内側ケース底面部201の中央部から突出した中心固定部材206を備える。中心固定部材206は、コイル100の孔部110に嵌め込まれることにより、外側ケース300の円筒形状の内部空間303内の中央部かつ底面部301から離間した位置において、コイル100を安定的に保持する。

内側ケース200の側面部202には、複数の突起状リブ205が、均等な間隔で側面部202の外壁から外側ケース300の内壁に向かって突出するように形成されている。複数の突起状リブ205は、内側ケース200の側面部202の外壁から外側ケース300の側面部302の内壁に達する均等な突出量を有し、側面部302の内壁を内側から支持する支持部材である。突起状リブ205は、側面部202の外壁と側面部302の内壁との間の距離を均等に保つ機能を持つ。その結果、内側ケース200は、外側ケース300の内部空間303内に配置された際に、外側ケース300の円筒形状と内側ケース200の円筒形状とが互いに同心円を成して固定配置される。

内側ケース200の側面部202には、孔部204が設けられている。孔部204は、外側ケース300とコイル100との間の空隙にポッティング樹脂材が流し込まれた際、ポッティング樹脂材が漏出により内側ケース200の外と内に渡って満遍なく充填・硬化されるようにする。同時に、孔部204は、放熱性の不充分な内側ケース200内部から、ポッティング樹脂材を媒質として、コイル100から発生した熱を効率的に放出するための開口部として機能する。

図5は、外側ケース300の斜視図であり、図6は外側ケース300の六面図である。図6(a)は上面図、図6(b)は底面図、図6(c)は右側面図、図6(d)は正面図、図6(e)は左側面図である。外側ケース300は金属の素材により全体が底面部301および側面部302から成る円筒形状として形成され、該円筒形状の内径は、内側ケース200の円筒形状の外径よりも大きい。

外側ケース300の底面部301には、底面部301の水平面と平行に底面部301の外縁から外側に向って伸びる固定用脚部311が形成されている。外側ケース300は固定用脚部311に開いた孔部312に通されるネジによるネジ留め固着手段などを使用して、水冷機構を内部に有する台座に固定される。

(リアクトル装置の組み立てプロセス)
次に、本発明の一実施の形態に係るリアクトル装置の組み立てプロセスについて詳細に説明する。

まず、コイル100が内側ケース200の内部空間203に収容される。この時、内側ケース底面部201に設けられた中心固定部材206は、コイル100の孔部110に嵌め込まれることにより、外側ケース300の円筒形状の内部空間303内の中央部かつ底面部301から離間した位置において、コイル100を安定的に保持する。

次に、内側ケース200の全体が外側ケース300の内部空間303に収容される。この時、内側ケース200の側面部202の内壁に設けられた突起状リブ205により、内側ケース200の円筒形状が外側ケース300の円筒形状と互いに同心円を成すように、内側ケース200は固定配置される。その結果として、コイル100が外側ケース300の内部空間303内の中央部かつ底面部301から離間した位置において宙吊り状に配置されることとなる。

次に、外側ケース300内面とコイル100との間の空隙に放熱性の高いポッティング樹脂材を流し込んで充填・硬化させる。この時、外側ケース300とコイル100との間の空隙に流し込んだポッティング樹脂材が、内側ケース200の側面部202に設けられた孔部204から漏出することにより、内側ケース200の外と内に渡って満遍なく充填・硬化される。

(本実施の形態の第1の効果)
以上のように、本実施の形態に係るリアクトル装置は、コイル100と外側ケース300の内壁の間の空間に充填されるポッティング樹脂材により、高い放熱性を確保することができる。同時にコイルを保持する難燃性の高い絶縁性樹脂樹を素材とする内側ケース200を外側ケース300とコイル100の間に配設することにより、金属製の外側ケース300の内壁全体と導電性のコイル100の全面との間の絶縁距離を充分に確保することができる。具体的には、内側ケース底面部201に設けられた中心固定部材206の働きにより、外側ケース300の円筒形状の内部空間303内の中央部かつ底面部301から離間した位置において、コイル100が保持される。その結果、内部空間303内に保持された導電性のコイル100が、内部空間303内の一方に偏って保持されることがなく、コイル100は金属製の外側ケース側面部302のどの部分に対しても充分な絶縁距離をとることができる。

リアクトル装置の製造工程においても、収容されたコイルと外側ケースとの間にポッティング樹脂材を流し込んで充填・硬化させる際に、内側ケースを配設しなかった場合と比べて、絶縁距離をより確実に確保することができる。具体的には、製造工程において、外側ケースに加わる振動や傾斜などにより、外側ケース内に保持されたコイルの配置位置がずれて、金属製の外側ケースとコイルとの間の充分な絶縁距離が失われることを防止することができる。

以上の理由により、本実施の形態は、絶縁保護ケースの内面にコイル支持用の支持構造を形成することと比較して、非常に簡単な形成方法と単純な保持構造により、リアクトル装置における放熱性と絶縁性の両立を実現することができる。

(本実施の形態の第2の効果)
特許文献1のリアクトル保持構造は、絶縁保護ケースの内面にトランス本体を支持するための多数の突起やリブを絶縁保護ケースの製造時にケースと一体的に形成しなくてはならない。加えて、上記のような複雑な内部構造をしている絶縁保護ケースの内部空間の適切な位置にトランス本体を正確に位置決めして嵌め込むことが必要となる。そのため、リアクトル保持構造の製造工程も複雑になり、高い歩留まりを維持することが困難になる。

しかしながら、本実施の形態に係るリアクトル装置は、内部空間303に内側ケース200を嵌め込み、内側ケース底面部201に設けられた中心固定部材206がコイル孔部110に嵌まるように、内部空間203にコイル100を収容するだけで製造することができる。

従って、金属製の外側ケース300とコイル100との間の絶縁距離を充分に確保しながら、外側ケース300内においてコイル100を安定的に保持する構造を容易に実現することができる。その結果、上記リアクトル装置の製造工程も大幅に簡略化され、製造の歩留まりを高く維持することができる。

(本実施の形態の第3の効果)
EVやHEVの車載充電装器等において容易に収容可能とするには、コイルとその収納ケースを可能な限り小型化しなくてはならない。その際に、リアクトル装置を図1、図2に図示した上記実施の態様とすることにより、小型化された場合であっても、収納ケースとコイルとの間の充分な絶縁距離を確実に確保できる。具体的には、収納ケース内側に嵌め込まれる絶縁性の内側ケースの働きにより、小型化された収納ケース内側の非常に狭い空間内の中心位置に、導電性コイルを高い位置決め精度で正確に配置して、安定的に保持することが可能となる。しかも、単にリアクトル装置の製造工程において、外側ケース300とコイル100との間に内側ケース200を配置するだけで、そのような高い位置決め精度を有する構造を容易に形成することができる。

(本実施の形態の第4の効果)
本発明に係るリアクトル装置は、螺旋形状のみならず、トロイダル形状のような任意のコイル形状において、高い放熱性と絶縁性を簡単な構造と形成方法で製造できるリアクトル装置を実現できる。

以上、本発明の一実施の形態について具体的に説明したが、本発明は該実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、外側ケース300と内側ケース200の形状は、トロイダル形状のコイル100の収容に適した円筒形に限られず、任意の形状のコイルを収容可能な任意の形状とすることができる。内側ケース200のコイル保持構造は、図1、2に示す実施形態に限定されず、コイル100を外側ケース300の内部空間内の中央部かつ底面部301から離間した位置に配置して安定的に保持できる任意の内部構造であれば良い。本発明の実施において使用されるポッティング樹脂材は、エポキシ樹脂を主成分とするもの、シリコン樹脂を主成分とするものなど、絶縁性が高く難燃性の樹脂材であればどのような樹脂材を使用しても良い。

本発明は、EVやHEVの車載充電装器等のインダクタンス素子として使用されるリアクトル装置等として利用することができる。

100 コイル
110 コイル中央の孔部
200 内側ケース
201 底面部
202 側面部
203 内部空間
204 孔部
205 突起状リブ
206 中心固定部材
300 外側ケース
301 底面部
302 側面部
303 内部空間
311 固定用脚部
312 孔部

Claims (4)

  1. 導体線を環状に巻回してなり通電によって磁束を発生するコイルと、
    放熱性の絶縁材により、片端が開口した筒状に形成され、前記コイルを収容する内側ケースと、
    金属により、片端が開口した筒状に形成され、前記内側ケースを収容する外側ケースと、
    前記内側ケースの内外に跨がって、前記コイルと前記外側ケースの内壁の間の空間に充填される難燃性の絶縁材を素材とするポッティング樹脂材と、
    を備えるリアクトル装置。
  2. 前記内側ケースの側面部には、孔が形成されている請求項1記載のリアクトル装置。
  3. 前記内側ケースには、その側面外壁から前記外側ケースの内壁に達する均等な突出量の複数の突起状リブが、前記側面外壁に形成される請求項1記載のリアクトル装置。
  4. 前記コイルはトロイダル形状のコイルであり、
    前記内側ケースは、
    底面中央部から突出するように形成され、前記コイルの中心孔に嵌まることにより、前記外側ケースの内部空間の中央部かつ前記外側ケースの底面部から離間した位置において前記コイルを保持する中心固定部材を有する、
    請求項1記載のリアクトル装置。
JP2012070017A 2012-03-26 2012-03-26 リアクトル装置 Pending JP2013201376A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012070017A JP2013201376A (ja) 2012-03-26 2012-03-26 リアクトル装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012070017A JP2013201376A (ja) 2012-03-26 2012-03-26 リアクトル装置
PCT/JP2013/001483 WO2013145585A1 (ja) 2012-03-26 2013-03-08 リアクトル装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013201376A true JP2013201376A (ja) 2013-10-03

Family

ID=49258903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012070017A Pending JP2013201376A (ja) 2012-03-26 2012-03-26 リアクトル装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2013201376A (ja)
WO (1) WO2013145585A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3330983A1 (en) * 2016-11-30 2018-06-06 Visedo Oy An inductive device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH043653B2 (ja) * 1984-05-30 1992-01-23
JP2520458Y2 (ja) * 1986-09-22 1996-12-18 株式会社トーキン 小型コイル
JPH0541110U (ja) * 1991-11-07 1993-06-01 太陽誘電株式会社 面実装コイル

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013145585A1 (ja) 2013-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5293851B2 (ja) コイルユニット及び非接触給電システム
DE102011086940B4 (de) Drosselspule
US9578790B2 (en) Power conversion apparatus
EP2528073B1 (en) Reactor
US9153372B2 (en) Inductor and manufacturing method therefor
US9915156B2 (en) Device and method for cooling electric device having modular stators
EP2620960B1 (en) Contactless power feeding apparatus
CN104769689B (zh) 电抗器、转换器、及电力转换装置
JP2013051402A (ja) チョークコイル及びその製造方法
JP4946775B2 (ja) リアクトル
JPWO2006016554A1 (ja) リアクトル
US20120119869A1 (en) Reactor
US8736411B2 (en) Transformer structure
EP2874162B1 (en) Case unit and electronic component
JP5212077B2 (ja) 電磁機器及びその冷却構造
JP5380077B2 (ja) コイル及びコイルの成形方法
KR101676733B1 (ko) 리액터와 리액터의 제조방법, 및 전력변환장치
US8834765B2 (en) Method of manufacture for encased coil body
JP5893505B2 (ja) リアクトル
JP5333294B2 (ja) 誘導機器の組立体
JP6380745B2 (ja) トランス
US20160336831A1 (en) Electric motor and method for manufacturing the same
EP2775487A1 (en) Reactor and production method thereof
EP2800111B1 (en) Wireless power transfer system transducers having interchangeable source resonator and capture resonator
JP2008098209A (ja) コイルの絶縁構造

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20141003

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20141015