JP2015053395A - Reactor, converter, and electric power converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リアクトル、このリアクトルを備えるコンバータ、およびこのコンバータを備える電力変換装置に関する。特に、コイルの温度をより正確に測定可能なリアクトルに関する。 The present invention relates to a reactor, a converter including the reactor, and a power conversion device including the converter. In particular, the present invention relates to a reactor that can measure the temperature of a coil more accurately.
電圧の昇圧動作や降圧動作を行う回路の部品の一つに、リアクトルがある。リアクトルは、コイルと磁性コアとを組み合わせた組合体であり、ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に搭載されるコンバータ等に利用される。このようなリアクトルは大電流を通電して使用されるため発熱する。そのため、リアクトルは、冷却ベースといった設置対象に固定したり、液体冷媒の循環路に浸漬したりすることで冷却することが一般的である。また、リアクトルの動作時のコイルの温度や電流などの物理量を測定するセンサをリアクトルの近傍に配置し、測定結果に応じて励磁電流などを制御することが行われる。 A reactor is one of the parts of a circuit that performs a voltage step-up operation or a voltage step-down operation. A reactor is a combination of a coil and a magnetic core, and is used for a converter mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. Since such a reactor is used by energizing a large current, it generates heat. Therefore, the reactor is generally cooled by being fixed to an installation target such as a cooling base or being immersed in a circulation path of a liquid refrigerant. In addition, a sensor for measuring a physical quantity such as a coil temperature or a current during the operation of the reactor is disposed in the vicinity of the reactor, and an excitation current or the like is controlled according to the measurement result.
冷却ベースに固定されるリアクトルとして、例えば、特許文献1に示すものがある(図1、図2)。このリアクトルは、並列した一対のコイル素子を備えるコイルと、環状の磁性コアと、温度センサと、コイルと磁性コアとを絶縁するインシュレータとを備える。各コイル素子は、巻線を螺旋状に巻回して構成された角筒状体で、かつ端面の角部が丸められた角R部を有する。温度センサは、各コイル素子において対向配置された角R部に挟まれる台形状空間に配置される(図4、図5)インシュレータのセンサ保持部により、角R部に押圧されている。このリアクトルは、コイルを冷却できるように、冷却ベースに固定されて利用される(段落0135、0136)。 As a reactor fixed to a cooling base, there exist some which are shown, for example in patent document 1 (FIG. 1, FIG. 2). The reactor includes a coil including a pair of coil elements arranged in parallel, an annular magnetic core, a temperature sensor, and an insulator that insulates the coil from the magnetic core. Each coil element is a rectangular tubular body formed by winding a winding in a spiral shape, and has a corner R portion with rounded corners on the end face. The temperature sensor is pressed in the corner R portion by the sensor holding portion of the insulator disposed in the trapezoidal space sandwiched between the corner R portions opposed to each coil element (FIGS. 4 and 5). This reactor is used by being fixed to a cooling base so that the coil can be cooled (paragraphs 0135 and 0136).
一方、液体流媒に浸漬されるリアクトルとして、例えば、特許文献2に示すものがある(図1、図2)。このリアクトルは、巻線をらせん状に巻回したコイルと、このコイルに嵌め込まれるコアと、これらコイル及びコアの組立体の実質的に全周を覆う樹脂被覆部(外側樹脂部)とを備え、冷却ベースに固定される。冷却ベースは、リアクトルが収納される収納部と、この収納部に流通してリアクトルを浸漬する液体冷媒とを備える(図3)。このリアクトルは、液体冷媒に浸漬されることで、リアクトルに発生した熱を放熱する(段落0066)。 On the other hand, as a reactor immersed in a liquid flow medium, there exists a thing shown in patent document 2, for example (FIG. 1, FIG. 2). The reactor includes a coil in which a winding is wound in a spiral shape, a core fitted into the coil, and a resin coating portion (outside resin portion) that covers substantially the entire circumference of the assembly of the coil and the core. Fixed to the cooling base. The cooling base includes a storage unit in which the reactor is stored, and a liquid refrigerant that circulates in the storage unit and immerses the reactor (FIG. 3). The reactor radiates heat generated in the reactor by being immersed in the liquid refrigerant (paragraph 0066).
特許文献1に記載のリアクトルは、温度センサの表面のうち、コイルまたはセンサ保持部と当接していない領域は露出している。よって、このリアクトルの冷却を特許文献2のように液体冷媒に浸漬して行うと、温度センサの露出している領域が液体冷媒により冷却されることでコイル自体の温度を的確に把握できず、測定結果が不正確になる可能性がある。
As for the reactor of
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、温度センサが流体冷媒による冷却の影響を受け難く、より正確にコイルの温度を測定できるリアクトルを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and one of its purposes is to provide a reactor in which a temperature sensor is less susceptible to cooling by a fluid refrigerant and can measure the temperature of a coil more accurately. .
本発明に係るリアクトルは、磁性コアと、コイルと、付属部材と、温度センサと、断熱部材とを備える。コイルは、巻線を巻回して構成されるとともに磁性コアの一部が挿通されるターン部と、このターン部の端面から巻線の一部を引き出した引出部とを有する。付属部材は、巻線の少なくとも一方の端部に取り付けられる。温度センサは、付属部材、引出部、およびターン部の少なくとも一つに取り付けられて、コイルの温度を測定する。断熱部材は、コイルを強制冷却する流体冷媒から温度センサを断熱する。 The reactor according to the present invention includes a magnetic core, a coil, an accessory member, a temperature sensor, and a heat insulating member. The coil includes a turn portion that is configured by winding a winding and through which a part of the magnetic core is inserted, and a lead-out portion that draws a part of the winding from the end face of the turn portion. The attachment member is attached to at least one end of the winding. The temperature sensor is attached to at least one of the attachment member, the drawer portion, and the turn portion, and measures the temperature of the coil. The heat insulating member insulates the temperature sensor from the fluid refrigerant that forcibly cools the coil.
本発明のリアクトルによれば、より正確にコイルの温度を測定できる According to the reactor of the present invention, the temperature of the coil can be measured more accurately.
[本願発明の実施形態の説明]
最初に本願発明の実施形態の内容を列記して説明する。
(1)本願発明の実施形態に係るリアクトルは、磁性コアと、コイルと、付属部材と、温度センサと、断熱部材とを備える。コイルは、巻線を巻回して構成されるとともに磁性コアの一部が挿通されるターン部と、このターン部の端面から巻線の一部を引き出した引出部とを有する。付属部材は、巻線の少なくとも一方の端部に取り付けられる。温度センサは、付属部材、引出部、およびターン部の少なくとも一つに取り付けられて、コイルの温度を測定する。断熱部材は、コイルを強制冷却する流体冷媒から温度センサを断熱する。
[Description of Embodiment of Present Invention]
First, the contents of the embodiments of the present invention will be listed and described.
(1) A reactor according to an embodiment of the present invention includes a magnetic core, a coil, an attached member, a temperature sensor, and a heat insulating member. The coil includes a turn portion that is configured by winding a winding and through which a part of the magnetic core is inserted, and a lead-out portion that draws a part of the winding from the end face of the turn portion. The attachment member is attached to at least one end of the winding. The temperature sensor is attached to at least one of the attachment member, the drawer portion, and the turn portion, and measures the temperature of the coil. The heat insulating member insulates the temperature sensor from the fluid refrigerant that forcibly cools the coil.
本実施形態のリアクトルは、温度センサの取り付け位置を付属部材、引出部、およびターン部の少なくとも一つとし、温度センサの表面のうち、これらの部材と当接していない領域を断熱部材で覆う。これにより、流体冷媒から温度センサを断熱することができ、より正確にコイルの温度を測定できる。よって、例えば、測定結果に応じて励磁電流をより正確に制御することができるリアクトルを提供することができる。また、付属部材、引出部、およびターン部は、温度センサや断熱部材を取り付けやすいので、生産性に優れる。ここで、流体冷媒とは、気体冷媒、液体冷媒、及び気液混合冷媒をいい、具体例としては、空気および冷却油等が挙げられる。 In the reactor of this embodiment, the attachment position of the temperature sensor is at least one of an attachment member, a drawer portion, and a turn portion, and a region of the surface of the temperature sensor that is not in contact with these members is covered with a heat insulating member. Thereby, the temperature sensor can be insulated from the fluid refrigerant, and the temperature of the coil can be measured more accurately. Therefore, for example, it is possible to provide a reactor that can control the excitation current more accurately according to the measurement result. Moreover, since an attached member, a drawer | drawing-out part, and a turn part can attach a temperature sensor and a heat insulation member easily, it is excellent in productivity. Here, the fluid refrigerant refers to a gas refrigerant, a liquid refrigerant, and a gas-liquid mixed refrigerant, and specific examples include air and cooling oil.
(2)本願発明の実施形態に係るリアクトルにおいて、コイルは並列される一対のコイル素子を備え、各コイル素子は個別の巻線から形成され、引出部は、一方のコイル素子の巻線の一端側である一方引出部と、他方のコイル素子の巻線の一端側である他方引出部とを有し、付属部材は、互いに非接触の両引出部同士を接合する連結金具を備え、温度センサの取付箇所が連結金具である形態が挙げられる。 (2) In the reactor according to the embodiment of the present invention, the coil includes a pair of coil elements arranged in parallel, each coil element is formed from individual windings, and the lead-out portion is one end of the winding of one coil element A temperature-sensor that includes a connection fitting that joins the two non-contact drawers to each other. There is a form in which the mounting location is a connecting bracket.
本実施形態のリアクトルは、温度センサの取付箇所を巻線とは独立した連結金具とすることで、温度センサや断熱部材を取り付けやすい。また、リアクトルを製造する際において、温度センサの取り付けや、温度センサを取り付けた連結金具のリアクトルへの組み付けを任意の工程で行うことができる。例えば、連結金具のコイル素子への組付前後など、適宜な段階で温度センサの連結金具への取り付けを行える。そのため、リアクトルを製造する際の組立自由度が高い。さらに、並列される一対のコイル素子同士を連結金具で連結する構成とすることで、それぞれのコイル素子の構成を共通の構成とすることができる。以上より、本実施形態のリアクトルは生産性に優れる。 The reactor of this embodiment makes it easy to attach a temperature sensor and a heat insulating member by using a connection fitting that is independent of the winding as the attachment location of the temperature sensor. Moreover, when manufacturing a reactor, attachment of a temperature sensor and the assembly | attachment to the reactor of the connection metal fitting which attached the temperature sensor can be performed by arbitrary processes. For example, the temperature sensor can be attached to the connection fitting at an appropriate stage, such as before and after assembly of the connection fitting to the coil element. Therefore, the assembly freedom at the time of manufacturing a reactor is high. Furthermore, by using a configuration in which a pair of coil elements arranged in parallel is connected by a connecting metal fitting, the configuration of each coil element can be made a common configuration. As mentioned above, the reactor of this embodiment is excellent in productivity.
(3)本願発明の実施形態に係るリアクトルにおいて、コイルは、並列される一対のコイル素子を備え、各コイル素子は個別の巻線から形成され、引出部は、一方のコイル素子の巻線の一端側である一方引出部と、他方のコイル素子の巻線の一端側である他方引出部とを有し、付属部材は、互いに接触する両引出部同士を接合する接合部材を備え、温度センサの取付箇所が両引出部のいずれかである形態が挙げられる。 (3) In the reactor according to the embodiment of the present invention, the coil includes a pair of coil elements arranged in parallel, each coil element is formed from individual windings, and the lead-out portion is a winding of one coil element. The temperature sensor is provided with a joint member that joins the two lead portions that are in contact with each other, and has one lead portion that is one end side and the other lead portion that is one end side of the winding of the other coil element. A form in which the attachment location is either one of the two drawer portions.
本実施形態のリアクトル、温度センサの取付箇所を両引出部のいずれかとすることで、温度センサや断熱部材を取り付けやすい。また、リアクトルを製造する際に、コイルへの温度センサの取り付けを任意の工程で行うことができる。例えば、両コイル素子の接合前後など、適宜な段階で温度センサの引出部への取り付けを行える。そのため、リアクトルを製造する際の組立自由度が高い。さらに、並列される一対のコイル素子同士を接合部材で接合する構成とすることで、一対のコイル素子同士を容易に接合できる。以上より本実施形態のリアクトルは生産性に優れる。 The temperature sensor and the heat insulating member can be easily attached by setting the attachment location of the reactor and the temperature sensor of the present embodiment as one of the two drawer portions. Moreover, when manufacturing a reactor, attachment of the temperature sensor to a coil can be performed by arbitrary processes. For example, the temperature sensor can be attached to the lead-out portion at an appropriate stage such as before and after the joining of both coil elements. Therefore, the assembly freedom at the time of manufacturing a reactor is high. Furthermore, a pair of coil elements can be easily joined by setting it as the structure which joins a pair of coil elements paralleled with a joining member. As mentioned above, the reactor of this embodiment is excellent in productivity.
(4)本願発明の実施形態に係るリアクトルにおいて、コイルは、並列される一対のコイル素子を備え、両コイル素子は一連の巻線から形成され、引出部は、巻線の一部を曲げて両コイル素子を繋ぐ屈曲部を備え、温度センサの取付箇所が、屈曲部である形態が挙げられる。 (4) In the reactor according to the embodiment of the present invention, the coil includes a pair of coil elements arranged in parallel, both coil elements are formed from a series of windings, and the lead-out portion is formed by bending a part of the windings. There is a configuration in which a bent portion that connects both coil elements is provided, and the temperature sensor is attached to the bent portion.
本実施形態のリアクトルは、温度センサの取付箇所をターン部から引き出された屈曲部とすることで温度センサや断熱部材を取り付けやすい。また、リアクトルを製造する際に、コイルへの温度センサの取り付けをコイル成形後の任意の工程で行うことができるので、リアクトルを製造する際の組立自由度が高い。さらに、一対のコイル素子が一連の巻線から形成されることにより、温度センサや断熱部材を取り付ける際に巻線以外の別部材を必要とせず、その別部材をコイル素子に接続する作業も必要ない。以上より、本実施形態のリアクトルは生産性に優れる。 The reactor of this embodiment is easy to attach a temperature sensor and a heat insulation member by making the attachment location of a temperature sensor into the bending part pulled out from the turn part. In addition, when manufacturing the reactor, the temperature sensor can be attached to the coil in an arbitrary process after forming the coil, so that the degree of assembly freedom when manufacturing the reactor is high. Furthermore, since a pair of coil elements are formed from a series of windings, no separate members other than the windings are required when attaching a temperature sensor or a heat insulating member, and an operation of connecting the separate members to the coil elements is also necessary. Absent. As mentioned above, the reactor of this embodiment is excellent in productivity.
(5)本願発明の実施形態に係るリアクトルにおいて、付属部材は、巻線の端部に接続される端子金具を備え、温度センサの取付箇所が引出部であり、この引出部は巻線における端子金具の近傍である形態が挙げられる。 (5) In the reactor according to the embodiment of the present invention, the attachment member includes a terminal fitting connected to the end of the winding, and the attachment location of the temperature sensor is a leading portion, and the leading portion is a terminal in the winding. The form which is the vicinity of a metal fitting is mentioned.
本実施形態のリアクトルは、温度センサの取付箇所が引出部であり、この引出部が巻線における端子金具の近傍であることで、温度センサや断熱部材を取り付けやすい。また、リアクトルを製造する際において、温度センサの取り付けをコイル成形後の任意の工程で行うことができるので、リアクトルを製造する際の組立自由度が高い。以上より、本実施形態のリアクトルは生産性に優れる。 In the reactor of the present embodiment, the temperature sensor is attached to the lead portion, and the lead portion is in the vicinity of the terminal fitting in the winding, so that the temperature sensor and the heat insulating member can be easily attached. Moreover, when manufacturing a reactor, since a temperature sensor can be attached in an arbitrary process after coil forming, the degree of assembly freedom when manufacturing a reactor is high. As mentioned above, the reactor of this embodiment is excellent in productivity.
(6)本願発明の実施形態に係るリアクトルにおいて、付属部材は、巻線の端部に接続される端子金具を備え、温度センサの取付箇所が、端子金具である形態が挙げられる。 (6) The reactor which concerns on embodiment of this invention WHEREIN: An attachment member is provided with the terminal metal fitting connected to the edge part of a coil | winding, and the form whose attachment location of a temperature sensor is a terminal metal fitting is mentioned.
本実施形態のリアクトルは、温度センサの取付箇所を、巻線とは独立した端子金具とすることで、温度センサや断熱部材を取り付けやすい。また、リアクトルを製造する際において、温度センサの取り付けや、温度センサを取り付けた端子金具のリアクトルへの組み付けを任意の工程で行うことができるので、リアクトルを製造する際の組立自由度が高い。以上より、本実施形態のリアクトルは生産性に優れる。 The reactor of this embodiment makes it easy to attach a temperature sensor or a heat insulating member by using a terminal fitting that is independent of the winding as the attachment location of the temperature sensor. Moreover, when manufacturing a reactor, since attachment of a temperature sensor and the assembly | attachment to the reactor of the terminal metal fitting which attached the temperature sensor can be performed in arbitrary processes, the assembly freedom at the time of manufacturing a reactor is high. As mentioned above, the reactor of this embodiment is excellent in productivity.
(7)本願発明の実施形態に係るリアクトルにおいて、温度センサの取付箇所が、ターン部である形態が挙げられる。 (7) The reactor which concerns on embodiment of this invention WHEREIN: The form whose attachment location of a temperature sensor is a turn part is mentioned.
本実施形態のリアクトルは、温度センサの取付箇所をターン部とすることで、温度センサや断熱部材を取り付けやすい。また、リアクトルを製造する際において、コイル成形後の温度センサの取り付けを任意の工程で行うことができるので、リアクトルを製造する際の組立自由度が高い。以上より、本実施形態のリアクトルは生産性に優れる。 The reactor of this embodiment makes it easy to attach a temperature sensor or a heat insulating member by using the mounting location of the temperature sensor as a turn part. Moreover, when manufacturing a reactor, since the attachment of the temperature sensor after coil shaping | molding can be performed by arbitrary processes, the assembly freedom at the time of manufacturing a reactor is high. As mentioned above, the reactor of this embodiment is excellent in productivity.
(8)本願発明の実施形態に係るリアクトルにおいて、断熱部材が収縮チューブを備える形態が挙げられる。 (8) The reactor which concerns on embodiment of this invention WHEREIN: The form with which a heat insulation member is provided with a shrinkable tube is mentioned.
本実施形態のリアクトルは、断熱部材に収縮チューブを用いることで、温度センサの表面のうち、付属部材、引出部、またはターン部と当接していない領域全体を容易に覆うことができる。特に、温度センサの表面のみならず、温度センサの取付箇所、すなわち、巻線、連結金具、端子金具のいずれかをも温度センサごと覆うことができる。また、収縮チューブが十分な断熱性を備える場合、温度センサの固定部材としても機能することで、温度センサの断熱と固定とを一つの部材で行うことができる。以上より、本実施形態のリアクトルは生産性に優れる。 The reactor of this embodiment can cover easily the whole area | region which is not contact | abutting with an attachment member, a drawer | drawing-out part, or a turn part among the surfaces of a temperature sensor by using a shrinkable tube for a heat insulation member. In particular, not only the surface of the temperature sensor, but also the mounting location of the temperature sensor, that is, any one of the winding, the connection fitting, and the terminal fitting can be covered with the temperature sensor. Moreover, when a shrinkable tube is provided with sufficient heat insulation, it can function as a fixing member of a temperature sensor, so that the temperature sensor can be insulated and fixed with a single member. As mentioned above, the reactor of this embodiment is excellent in productivity.
(9)本願発明の実施形態に係るリアクトルにおいて、断熱部材が粘着テープを備える形態が挙げられる。 (9) The reactor which concerns on embodiment of this invention WHEREIN: The form with which a heat insulation member is provided with an adhesive tape is mentioned.
本実施形態のリアクトルは、断熱部材に粘着テープを用いることで、温度センサの表面のうち、付属部材、引出部、またはターン部と当接していない領域全体を容易に覆うことができる。特に、温度センサの表面のみならず、温度センサの取付箇所、すなわち、巻線、連結金具、端子金具のいずれかをも温度センサごと覆うことができる。また、粘着テープが十分な断熱性を備える場合、温度センサの固定部材としても機能することで、温度センサの断熱と固定とを一つの部材で行うことができる。以上より、本実施形態のリアクトルは生産性に優れる。 The reactor of this embodiment can cover easily the whole area | region which is not contact | abutting with an attachment member, a drawer | drawing-out part, or a turn part among the surfaces of a temperature sensor by using an adhesive tape for a heat insulation member. In particular, not only the surface of the temperature sensor, but also the mounting location of the temperature sensor, that is, any one of the winding, the connection fitting, and the terminal fitting can be covered with the temperature sensor. Moreover, when an adhesive tape is equipped with sufficient heat insulation, by functioning also as a fixing member of a temperature sensor, heat insulation and fixing of a temperature sensor can be performed by one member. As mentioned above, the reactor of this embodiment is excellent in productivity.
(10)本願発明の実施形態に係るリアクトルにおいて、断熱部材が、温度センサを覆うカバー片と、カバー片を付属部材、引出部、およびターン部の少なくとも一つに固定する収縮チューブおよび粘着テープの少なくとも一方とを組み合わせたものである形態が挙げられる。 (10) In the reactor according to the embodiment of the present invention, the heat insulating member includes a cover piece that covers the temperature sensor, and a shrinkable tube and an adhesive tape that fix the cover piece to at least one of the attached member, the drawer portion, and the turn portion. The form which is what combined at least one is mentioned.
本実施形態のリアクトルは、断熱部材が、カバー片と収縮チューブおよび粘着テープの少なくとも一方とを組み合わせたものであることで、温度センサを容易かつ確実に覆うことができる。これにより、温度センサの断熱をより強固なものとすることができると期待される。また、収縮チューブおよび粘着テープの少なくとも一方を用いることで、温度センサとカバー片とを取付箇所に容易に固定できる。以上より、本実施形態のリアクトルは、さらに正確にコイルの温度を測定できると共に、生産性に優れる。 The reactor of this embodiment can cover a temperature sensor easily and reliably because the heat insulation member is a combination of a cover piece and at least one of a shrinkable tube and an adhesive tape. Thereby, it is expected that the heat insulation of the temperature sensor can be made stronger. Moreover, a temperature sensor and a cover piece can be easily fixed to an attachment location by using at least one of a shrinkable tube and an adhesive tape. As described above, the reactor of the present embodiment can measure the temperature of the coil more accurately and is excellent in productivity.
(11)本願発明の実施形態に係るコンバータは、前記(1)に記載のリアクトルを備えたコンバータである。 (11) The converter which concerns on embodiment of this invention is a converter provided with the reactor as described in said (1).
(12)本願発明の実施形態に係る電力変換装置は、前記(11)に記載のコンバータを備える電力変換装置である。 (12) A power conversion device according to an embodiment of the present invention is a power conversion device including the converter according to (11).
本実施形態のコンバータおよび電力変換装置は、より正確にコイルの温度を測定できるリアクトルを備えることで、車載部品などに好適に利用できる。 The converter and power converter of this embodiment can be suitably used for in-vehicle components and the like by including a reactor that can measure the temperature of the coil more accurately.
[本願発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、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及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。また、以下の説明では、リアクトルを設置対象に設置したときに設置側を下側、その対向側(反対側)を上側として説明する。
[Details of the embodiment of the present invention]
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to these embodiment, It is shown by the claim and it is intended that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included. Moreover, in the following description, when the reactor is installed on the installation target, the installation side is described as the lower side, and the opposite side (opposite side) is described as the upper side.
<実施形態1>
図1から図4を参照して、実施形態1に係るリアクトル1Aを説明する。
[リアクトルの全体構成]
図1および図2に示すように、リアクトル1Aは、コイル2Aと、磁性コア3と、付属部材4と、インシュレータ5と、温度センサ6と、断熱部材7とを備える。このリアクトル1Aは、液体冷媒に浸漬するように設置され、この液体冷媒によりコイル2Aが強制冷却されて使用される。以下、リアクトル1Aが備える各構成を詳細に説明する。
<
A reactor 1A according to
[Overall structure of the reactor]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
(コイル)
図1および図3を参照してコイル2Aを説明する。図3では、リアクトル1Aを構成する各部材のうち、コイル2Aと、付属部材4と、温度センサ6と、断熱部材7とを主に示し、磁性コア3およびインシュレータ5を省略している。コイル2Aは、同一形状である一対のコイル素子2a1,2a2を備える。コイル素子2a1,2a2はそれぞれ個別の巻線2w1,2w2から構成され、各コイル素子2a1,2a2の軸方向が平行するように並列(横並び)して構成される。各コイル素子2a1,2a2は、巻線2w1,2w2を螺旋状に巻回して構成されるターン部21a1,21a2と、このターン部21a1,21a2の端面21eから巻線2w1,2w2の一部を引き出した一対の引出部22a1,22a2とを備える。ターン部21a1,21a2は、その端面形状が長方形の角部を丸めた矩形枠状である。引出部22a1,22a2は、巻線2w1,2w2の一端を含む端子取付部221a1,221a2と、巻線2w1,2w2の他端を含む連結端部222a1,222a2から構成される。以下、両引出部について説明する。
(coil)
The
端子取付部221a1,221a2は、ターン部21a1,21a2の一方の端面21eの上方から巻線2w1,2w2の一端を引き出すと共に、コイル素子2a1,2a2の軸方向であって、このターン部21a1,21a2から離れる方向にフラットワイズ曲げして構成される。連結端部222a1,222a2は、ターン部21a1,21a2の他方の端面21eの上方から巻線2w1,2w2の他端を引き出すと共に、コイル素子2a1,2a2の軸方向であって、このターン部21a1,21a2から離れる方向にフラットワイズ曲げして構成される。各コイル素子2a1,2a2がそれぞれ備える端子取付部221a1,221a2同士、および連結端部222a1,222a2同士は、互いに並行し、かつ接触しないようにコイル軸方向に引き出されている。端子取付部221a1,221a2には、後述するように付属部材4(端子金具41)が接続される。連結端部222a1,222a2には、後述する付属部材4(連結金具42)が連結される。これらの引出部22a1,22a2が付属部材4と当接する部分は、付属部材4との電気的な接続を確保するために、巻線2w1,2w2が備える被覆が除去されている。
The terminal mounting portions 221a 1 and 221a 2 draw out one end of the
巻線2w1,2w2には、銅やアルミニウム、その合金といった導電性材料からなる平角線や丸線などの導体の外周に、絶縁性材料からなる絶縁被覆を備える被覆線を好適に利用できる。ここでは、導体が銅製の平角線からなり、絶縁被覆がエナメル(代表的にはポリアミドイミド)からなる被覆平角線である。なお、本実施形態におけるコイル素子2a1,2a2は、この被覆平角線をエッジワイズ巻きにしたエッジワイズコイルである。また、コイル素子2a1,2a2の端面形状は、円形枠状など、適宜変更することができる。
For the
(磁性コア)
図2を参照して磁性コア3を説明する。磁性コア3は、各コイル素子2a1,2a2に覆われる一対の内側コア部31,31と、コイル2が配置されず、コイル2から露出されている一対の外側コア部32a,32bとを有する。ここでは、内側コア部31はそれぞれ、各コイル素子2aの内周形状に沿って、直方体の角部を丸めた外形を有する柱状体である。一方、外側コア部32a,32bは、上下方向の長さ(高さ)がコイル軸方向の長さ(厚み)よりも長い柱状体である。磁性コア3は、離間して配置される一対の内側コア部31,31を挟むように外側コア部32a,32bが配置され、内側コア部31の端面31eと外側コア部32a,32bの内端面32e,32eとを接触させて環状に形成される。これら一対の内側コア部31,31及び一対の外側コア部32a,32bにより、コイル2Aを励磁したとき、閉磁路を形成する。
(Magnetic core)
The
内側コア部31は、軟磁性材料からなる複数のコア片31mと、コア片31mよりも比透磁率が小さい材料からなるギャップ材31gとが交互に積層配置された積層物である。コア片31mとギャップ材31gとは、特に接着剤によって一体化すると扱い易い上に、コア片31mとギャップ材31gとを強固に固定することで騒音を低減できると期待される。その他、コア片31mとギャップ材31gとを接着テープなどによって一体化すると扱い易い。外側コア部32a,32bは、軟磁性材料からなるコア片である。
The
内側コア部31や外側コア部32a,32bを構成するコア片は、鉄などの鉄族金属やその合金、鉄を含む酸化物などに代表される軟磁性粉末を用いた成形体や、絶縁被膜を有する磁性薄板(例えば、ケイ素鋼板に代表される電磁鋼板)を複数積層した積層板体が挙げられる。上記成形体は、圧粉成形体、焼結体、軟磁性粉末と樹脂とを含む混合体を射出成形や注型成形などした複合材料などが挙げられる。ここでは、各コア片はいずれも、鉄や鋼などの鉄を含有する軟磁性金属粉末の圧粉成形体としている。
The core pieces constituting the
ギャップ材31gの具体的な材料は、アルミナや不飽和ポリエステルなどの非磁性材料、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂などの非磁性材料と磁性粉末(例えば、鉄粉などの軟磁性粉末)とを含む混合物などが挙げられる。ここでは、ギャップ材31gは公知のものを利用できる。ギャップ材31gは、内側コア部31,31および外側コア部32a,32bの比透磁率が十分に小さい場合には省略することもできる。
The specific material of the
ここでは、磁性コア3を構成する各コア片は一様な材質から構成された同一の仕様(圧粉成形体)のものとしているが、内側コア部31と外側コア部32a,32bとで磁気特性や仕様を異ならせることができる。例えば、圧粉成形体と複合材料とを組み合わせた形態、材質や軟磁性粉末の混合量などが異なる複合材料を組み合わせた形態などとすることができる。
Here, each core piece constituting the
本実施形態に示す磁性コア3は、内側コア部31の設置側の面と外側コア部32の設置側の面とが面一になっておらず、外側コア部32の設置側の面が内側コア部31よりも突出し、かつコイル2Aの設置側の面と面一である。従って、リアクトル1Aは、両コイル素子2a1,2a2の下面と、外側コア部32a,32bの設置側の面とで構成されることで設置対象との接触面積が十分に大きい。これにより、リアクトル1Aは、設置したときの安定性に優れる。
In the
(付属部材)
図1から図4を参照して付属部材4を説明する。本実施形態において、付属部材4は、コイルを構成する巻線に接続される部材であって、一対の端子金具41,41と、連結金具42とを有する。以下、それぞれについて説明する。
(Attachment)
The
端子金具41は、各コイル素子を構成する巻線の一端である端子取付部221a1,221a2に接続される。この端子金具41は、コイル2Aに電力供給を行う電源などの外部装置(図示せず)が接続される。
The
連結金具42は、一対のコイル素子2a1,2a2がそれぞれ備える連結端部222a1,222a2を連結する。これにより、一対のコイル素子2a1,2a2が電気的に接続され、端子金具41,41を介してコイルに通電することで、コイル2Aを励磁することができる。連結端部222a1,222a2と連結金具42とを連結する方法は特に限定されず、例えば、圧着や溶接などにより連結することができる。本実施形態では、連結金具42には、コイルを形成する巻線2w1,2w2と同様の被覆銅線を板状とし、この板状の被覆銅線の両端をそれぞれ折り返すことで一対の挿入口を設けている。そして、この一対の挿入口をコイル素子2a1,2a2が備える連結端部222a1,222a2に挿入して圧着することで、連結金具42を連結端部222a1,222a2に連結している。
The connection fitting 42 connects the connection ends 222a 1 and 222a 2 provided in the pair of coil elements 2a 1 and 2a 2 , respectively. Accordingly, the pair of coil elements 2a 1 and 2a 2 are electrically connected, and the
付属部材4の構成材料には、銅やアルミニウム、その合金といった導電性材料が好適に利用できる。特に、連結金具42においては、上述のようにコイル2Aを形成する巻線と同じ被覆線を用いることが好ましい。被覆線は熱伝導性や導電性等がコイル2Aと等しいため、温度センサ6が測定するコイル2Aの温度がより正確になると期待されるからである。
As a constituent material of the
(インシュレータ)
図2を参照してインシュレータ5を説明する。インシュレータ5は、同一の形状を備える四つの分割片5aを備える。4つの分割片5aを組み合わせることで、コイル2と磁性コア3との間の絶縁を確保することができる。各分割片5aは、矩形枠型の枠状部50と、合計四つのガイド部51とを備える。枠状部50には貫通孔が設けられており、各貫通孔の四隅を囲むようにガイド部51が配置されている。
(Insulator)
The
インシュレータ5は、例えば、PPS樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、液晶ポリマー(LCP)などの絶縁性材料で構成することができる。この絶縁性材料に、窒化珪素、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、ムライト、および炭化珪素から選択される少なくとも1種のセラミックスフィラーを含有させ、インシュレータ5の絶縁性および放熱性を向上させても良い。
The
(温度センサおよび断熱部材)
図1から図4を参照して温度センサ6および断熱部材7を説明する。ここでは、温度センサ6は、サーミスタといった感熱素子61を備える棒状体である(図4上段)。温度センサ6には、測定した情報を制御装置といった外部装置に伝達するための配線62が接続される。温度センサ6は、一つのリアクトルに複数設けられていても良い。
(Temperature sensor and insulation member)
The
断熱部材7は、流体冷媒から温度センサ6を断熱する部材である。断熱部材7が備える断熱性能は、用いられる流体冷媒から実質的に温度センサ6を断熱できる性能であればよい。具体的には、[断熱部材の厚み(m)/断熱部材の熱伝導率(W/m・K)]により求められる熱抵抗値(m2・K/W)が0.01m2・K/W以上となるように断熱部材7の厚みや材料を選択すればよい。断熱部材7の熱抵抗値が上記の値以上であることで、温度センサ6を実質的に断熱でき、コイル2Aの温度をより正確に測定できると期待される。熱抵抗値は、次項で説明するように、複数の断熱部材を組合せて用いる場合には、断熱部材7全体として上記の熱抵抗値を備えるようにすればよい。
The
本実施形態では、断熱部材7としてカバー片71と収縮チューブ72を用いている。ここでは、カバー片71として樹脂片71’を用いている。カバー片71の形状は、温度センサ6を覆うことができる形状であれば特に限定されない。本実施形態では、感熱素子61の表面のうち、連結金具42と当接していない領域を覆う略ドーム形状の部材である(図4中段)。カバー片71には、熱伝導率の低い材料を好適に用いることができる。これにより、流体冷媒から前記温度センサ6を効率的に断熱することができるからである。本実施形態のように、カバー片71を樹脂片71’とする場合は、ポリウレタン樹脂やポリスチレン樹脂などの熱伝導率の低い樹脂を樹脂片71’の材料として利用することができる。樹脂以外の材料をカバー片71に用いる場合には、グラスウール、ロックウールや発泡ガラスなど、熱伝導率の低い材料をカバー片71の材料として利用することができる。収縮チューブ72は、このカバー片71で覆われた感熱素子61と配線62とが取り付けられた連結金具42とを固定する。さらに、収縮チューブ72は、材質や厚みによっては、温度センサ6を流体冷媒から断熱する。収縮チューブ72としては、熱収縮チューブ、および常温収縮チューブを用いることができ、本実施形態では、熱収縮チューブを用いている。収縮チューブ72には、例えば、ポリオレフィン系の樹脂やフッ素樹脂などの熱伝導率の低い樹脂を用いることができる。
In this embodiment, a
断熱部材7には、収縮チューブ72以外にも、例えば図4に示すように粘着テープ73を用いてもよい。断熱部材7に粘着テープ73を用いることで、温度センサ6の断熱のみならず、連結金具42への温度センサ6の固定も粘着テープ73により同時に行える。この際、粘着テープ73には2種以上の粘着テープを用いてもよい。例えば、流体冷媒が油の場合、感熱素子61の周囲を断熱性のある材料から構成される第1の粘着テープで被覆し、その後、この巻回した第1の粘着テープの上から耐油性のある材料から構成される第2の粘着テープを被覆する。これによれば、断熱部材7に耐油性を容易に付加できる。
In addition to the shrinkable tube 72, for example, an
断熱部材7は、断熱性以外の機能を主たる機能とするものと断熱性を主たる機能とするものとを組合せて用い、全体として断熱性を備える構成とすればよい。例えば、カバー片71が十分な断熱性を備える場合には、収縮チューブ72および粘着テープ73は断熱性を備えなくともよい。また、収縮チューブ72および粘着テープ73が十分な断熱性を備える材料から構成されている場合は、カバー片71は断熱性を備えなくてもよいし、省略してもよい。断熱性を備えないカバー片71を用いる場合には、カバー片71には温度センサ6を外部からの衝撃から保護する機能(耐衝撃性)や、温度センサ6を固定する役割を持たせればよい。
What is necessary is just to use the
収縮チューブ72および粘着テープ73は組み合わせて用いてもよい。例えば、収縮チューブ72により感熱素子61を覆い、この収縮チューブ72を覆うように粘着テープ73を巻回してもよい。この場合、収縮チューブ72だけでは温度センサ6の固定が不十分な場合等に、温度センサ6が固定位置からずれることを防止できると期待される。逆に、粘着テープ73により感熱素子61を覆い、この粘着テープ73を覆うように収縮チューブ72を取り付けてもよい。この場合、粘着テープ73には主として温度センサ6を固定する機能を持たせ、収縮チューブ72が主たる断熱部材として働くようにそれぞれの材料や厚さを選択するとよい。
The shrinkable tube 72 and the
[リアクトルの製造方法]
上記構成を備えるリアクトル1Aは、代表的には、以下のように製造することができる。
[Reactor manufacturing method]
Reactor 1A provided with the said structure can be typically manufactured as follows.
まず、図2に示すように、コア片31mやギャップ材31gを積層した一対の内側コア部31,31と2つの分割片50a,50aとを各コイル素子2a1,2a2に挿入する。ここでは、コア片31mとギャップ材31gとの積層体の外周面を接着テープにより連結して内側コア部31を柱状に作製している。次に、コイル素子2a1,2a2の他方の端面に、残りの分割片50a,50aを挿入する。なお、コア片31mとギャップ材31gとを接着テープや接着剤などで一体化せず、ばらばらの状態としてもよい。この場合、一部のコア片31m及びギャップ材31gを一方の分割片50aで支持し、他部のコア片31m及びギャップ材31gを他方の分割片50aで支持して、各コイル素子2a1,2a2に挿入するとよい。
First, as shown in FIG. 2, a pair of
一方で、図4上段に示すように、連結金具42上に温度センサ6の感熱素子61と配線62の一部とを配置する。次に、図4中段に示すように、感熱素子61の周囲にカバー片71の材料となる流動性材料(ここでは、樹脂片71’の材料となる樹脂)を塗布する。この樹脂を硬化させることで、カバー片71(樹脂片71’)となる。この場合、用いる樹脂の種類によっては、温度センサ6を連結金具42に固定する効果も期待できる。他にも、カバー片71は、材料となる樹脂を予め所望の形状(ここでは外形が略ドーム形状であり、かつ、連結金具42に当接する側の平面に感熱素子61および配線62が収納される窪みを有する形状)に成形しておき、この成形したカバー片71を温度センサ6に被せるようにしても良い。このようにすれば、特に、本実施形態のようにカバー片71に樹脂片71’を用いる場合において、樹脂を硬化させる時間を省略できるので、リアクトル1Aの生産性に優れる。その後、図4下段に示すように、収縮チューブ72を連結金具42に挿通し、樹脂片71’で被覆された感熱素子61と配線62の一部が収縮チューブ72に覆われるように収縮チューブ72を縮径する。これにより、硬化した樹脂片71’および収縮チューブ72により温度センサ6を断熱できるとともに、収縮チューブ71により温度センサ6を連結金具42に取り付けることができる。この際、収縮チューブ72は、カバー片71と連結金具42との境界から流体冷媒(ここでは液体冷媒)がカバー片71内に浸入しないように配置することが好ましい。後述する実施形態に示すように、温度センサ6を連結金具42以外の箇所(引出部およびターン部)に取り付ける場合、並びに、収縮チューブに代えて粘着テープ73を用いる場合も同様である。
On the other hand, as shown in the upper part of FIG. 4, the
その後、内側コア部31,31が挿通された両コイル素子2a1,2a2の両連結端部222a1,222a2に、連結金具42の両端部の挿入口を嵌めて挿入して圧着する。そして、両コイル素子2a1,2a2の端面及び内側コア部31の端面31eを外側コア部32a,32bの内端面32e,32eで挟むように、コイル2Aに外側コア部32a,32bを配置する。最終的に、接続部221a1,221a2にそれぞれ端子金具41,41を圧着することで、リアクトル1Aを製造することができる。
Thereafter, the insertion openings at both ends of the coupling fitting 42 are fitted into the coupling end portions 222a 1 and 222a 2 of both the coil elements 2a 1 and 2a 2 through which the
リアクトル1Aの製造手順は上記手順に限られず、例えば、外側コア部32a,32bを組み付けた後に、断熱部材7で被覆した温度センサ6を取り付けた連結金具42を取り付けてもよい。また、連結金具42をコイル2Aに取り付けた後で、温度センサ6を連結金具42に取り付けてもよい。この場合には、温度センサ6の取り付けには粘着テープ73を用いるとよい。
The manufacturing procedure of the reactor 1A is not limited to the above procedure. For example, after assembling the
温度センサ6の取り付けは上記の方法に限られず、例えば、接着剤や両面テープ等により行ってもよい。また、上記のように収縮チューブ72や粘着テープ73を用いた場合であっても、接着剤等を併用してもよい。ただし、接着剤を用いる場合には、その種類や厚み等によっては、硬化後の接着剤の影響により測定する温度が正確でなくなるおそれがある。よって、接着剤を用いる場合には、できるだけ少量であることが好ましい。同様の観点から、両面テープを用いる場合には、できるだけ厚みが薄いものであることが好ましい。
The attachment of the
[効果]
(1)本実施形態のリアクトル1Aは、温度センサ6を断熱部材7で覆うことで、流体冷媒から温度センサを断熱することができ、より正確にコイルの温度を測定できる。以上より、本実施形態のリアクトルはより正確にコイル2Aの温度を測定できる。
[effect]
(1) The reactor 1A of this embodiment can insulate a temperature sensor from a fluid refrigerant | coolant by covering the
(2)本実施形態のリアクトル1Aは、温度センサ6の取付箇所を巻線とは独立した連結金具42とすることで、温度センサ6や断熱部材7を取り付けやすい。また、上記のように、リアクトル1Aを製造する際において、温度センサ6の取り付けや、温度センサ6を取り付けた連結金具42の組み付けを任意の工程で行うことができるので、リアクトルを製造する際の組立自由度が高い。さらに、並列される一対のコイル素子2a1,2a2同士を連結金具42で連結する構成とすることで、それぞれのコイル素子2a1,2a2の構成を共通の構成とすることができる。加えて、断熱部材7に収縮チューブ72や粘着テープ73を用いることで、温度センサ6の断熱のみならず、連結金具42への温度センサ6の固定も収縮チューブ72や粘着テープ73により行える。よって、温度センサ6の連結金具42への固定を別途行う必要がない。以上より、本実施形態のリアクトルは生産性に優れる。
(2) Reactor 1A of this embodiment makes it easy to attach
<実施形態2>
実施形態2では、図5を参照し、実施形態1と異なる構成のコイル2Bを備えるリアクトル1Bについて説明する。図5では、温度センサ6の取り付け箇所をわかりやすくするために、温度センサ6側が図面左、端子金具41側が図面右としている。本実施形態のリアクトル1Bは、基本的には実施形態1に記載のリアクトル1Aと同様の構成を備えるが、コイル2Bの構成がコイル2Aと異なる点、連結金具42を備えず接合部材43を備える点、および温度センサ6が取り付けられる箇所が引出部22b1(連結端部222b1)である点が実施形態1のリアクトル1Aと異なる。その余の点は実施形態1のリアクトル1Aと同様であるため説明は省略し、以下ではコイル2B、接合部材43、および温度センサ6の取付箇所および取付方法について説明する。
<Embodiment 2>
In the second embodiment, a
(コイル)
コイル2Bは、コイル素子2b1,2b2を各軸方向が平行するように並列(横並び)して構成される。コイル素子2b1,2b2は、それぞれターン部21b1,21b2と、引出部22b1,22b2とを備える。引出部22b1,22b2は、端子取付部221b1,221b2と、連結端部222b1,222b2とを備える。ターン部21b1,21b2、および端子取付部221b1,221b2の形状は、実施形態1のコイル素子2a1,2a2が備えるターン部21a1,21a2、および端子取付部221a1,221a2と同様の構成である。以下、連結端部222b1,222b2についてそれぞれ説明する。
(coil)
The coil 2B is configured by paralleling (side by side) the
連結端部222b1は、巻線2w1の一端を含む一部をターン部21b1の端面上方から、隣接するコイル素子2b2の端面に重なる位置まで一定距離引き出すと共に、外側コア部32bの配置される方向へ巻線をフラットワイズ曲げして構成される。連結端部222b2は、ターン部21b2の端面上方から巻線2w2の一端を含む一部を、ターン部21b2の端面の上部の略中心から隣接する外側コア32bが配置される方向に引き出して構成される。この際、両連結端部222b1,222b2はお互いに接触するように構成されている。この接触箇所では、巻線2w1,2w2が備える被覆は除去されている。これにより、一対のコイル素子2b1,2b2が電気的に接続され、コイル2Bを励磁することができる。
The connecting end portion 222b 1 draws a part including one end of the winding 2w 1 from the upper end surface of the
(接合部材)
接合部材43は、付属部材4であって、互いに接触する両引出部222b1,222b2同士を接合状態に固定する機能を備える。接合部材43が両引出部222b1,222b2同士を固定することで、これらの導通を確保している。ここでは、接合部材43は角筒状の金具であり、接触する両引出部222b1,222b2の端部にこの金具がはめ込まれることで、両引出部222b1,222b2の導通を確保する。
(Joining member)
The joining
(温度センサの取付箇所および取付方法)
本実施形態において、温度センサ6および断熱部材7はコイル素子2b1が備える連結端部222b1のうち、外側コア部32b側の面に取り付けられる。より詳細には、連結端部222b1のうち、両コイル素子2b1,2b2の角R部に挟まれる台形状空間に対向する部分における外側コア部32b側の面である。これにより、温度センサ6がコイル2Bの温度を測定することができる。断熱部材7には、実施形態1同様に収縮チューブ72や粘着テープ73等を用いることが好ましい。温度センサ6の断熱と取り付けとを同時に行うことができるからである。断熱部材7に収縮チューブ72を用いる場合は、まず、コイル素子2b1を用意し、連結端部222b1に温度センサ6を配置する。そして、温度センサ6の配置された連結部222b1に収縮チューブ72を嵌め込んで縮径させることで、温度センサ6を連結端部222b1に取り付ける。そして、この温度センサ6を取り付けたコイル素子2b1とコイル素子2b2とを並列して配置し、接合部材43を取り付けることで温度センサ6を取り付けたコイル2Bとなる。一方、粘着テープ73を用いる場合は、温度センサ6を配置した連結端部222b1に粘着テープを巻回すればよいので、接合部材43によりコイル素子2b1とコイル素子2b2とを接合した後でも温度センサ6を連結端部222b1に取り付けることができる。カバー片71を用いて温度センサ6を被覆し、その後、収縮チューブ72や粘着テープ73を用いてもよい。
(Temperature sensor mounting location and mounting method)
In the present embodiment, the
[効果]
(1)本実施形態のリアクトル1Bは、温度センサ6の取付箇所を連結端部222b1とすることで、温度センサ6や断熱部材7を取り付けやすい。これにより、液体冷媒から温度センサ6を容易に断熱することができ、より正確にコイル2Bの温度を測定できる。
[effect]
(1)
(2)本実施形態のリアクトル1Bは、温度センサ6の取り付けを任意の工程で行うことができるので、リアクトル1Bを製造する際の組立自由度が高い。さらに、並列される一対のコイル素子2b1,2b2同士を接合部材43で接合する構成とすることで、一対のコイル素子2b1,2b2同士を容易に接合できる。以上より、本実施形態のリアクトル1Bは生産性に優れる。
(2) Since the
<実施形態3>
実施形態3では、図6を参照し、実施形態1と異なる構成のコイル2Cを備えるリアクトル1Cについて説明する。図6でも、温度センサ6の取り付け箇所をわかりやすくするために、温度センサ6側が図面左、端子金具41側が図面右としている。本実施形態のリアクトル1Cは、基本的には実施形態1に記載のリアクトル1Aと同様の構成を備えるが、コイル2Cが並列される一対のコイル素子2c1,2c2を備え、このコイル素子2c1,2c2が一連の巻線2w3から形成される点、連結金具42を備えず巻線2w3の一部を曲げてコイル素子2c1,2c2を繋ぐ屈曲部223cを備える点が実施形態1のリアクトル1Aと異なる。その余の点は実施形態1のリアクトル1Aと同様であるため説明は省略し、以下ではコイル2C、屈曲部223cおよび温度センサ6の取付箇所および取付方法について説明する。
<
In the third embodiment, a reactor 1C including a
(コイル)
コイル2Cは、接合部の無い1本の連続する巻線2w3を螺旋状に巻回して形成される一対のコイル素子2c1,2c2と屈曲部223cとを備える。コイル素子2c1,2c2は、それぞれターン部21c1,21c2と、複数の引出部22cとして、巻線の一部を引き出して構成される一対の端子取付部221c1,221c2を備える。屈曲部223cは、コイル2Cの引出部であり、巻線2w3の一部を曲げて両コイル素子2c1,2c2を繋ぐ。端子取付部221c1,221c2は、ターン部21c1,21c2の一方の端面上方から巻線2w3の一端(他端)を含む一部を引き出すと共に、コイル素子2c1,2c2の軸方向であって、隣接する外側コア部32aが配置される方向に折り曲げて構成される。ターン部21c1,21c2、および端子取付部221c1,221c2の構成は、これらが一連の巻線2w3から形成されている点を除いて実施形態1のコイル素子2a1,2a2が備えるターン部21a1,21a2および端子取付部221a1,221a2と同様の構成である。以下、屈曲部223cについて説明する。
(coil)
The
屈曲部223cは、コイル2Cの一端側(図6では左側)において、巻線2w3の一部を曲げて上方に引き出すと共に、この巻線2w3をU字状に屈曲して形成されている。屈曲部223cを備えることにより、一対のコイル素子2c1,2c2が電気的に接続され、コイル2Cを励磁することができる。
The
(温度センサの取付箇所および取付方法)
本実施形態において、温度センサ6および断熱部材7はコイル2Cが備える屈曲部223cに取り付けられる。断熱部材7には、粘着テープ73を用いることが好ましい。温度センサ6の断熱と取り付けとを同時に行えるからである。粘着テープ73を用いる場合は、温度センサ6を配置した連結端部222b1に粘着テープ73を巻回すればよいので、コイル2Cを巻回した後であっても温度センサ6を取り付けることができる。また、カバー片71(図示せず)を用いて温度センサ6を被覆し、その後粘着テープ73を巻回してもよい。
(Temperature sensor mounting location and mounting method)
In the present embodiment, the
[効果]
(1)本実施形態のリアクトル1Cは、温度センサ6の取付箇所をターン部から引き出された屈曲部223cとすることで、温度センサ6や断熱部材7を取り付けやすい。これにより、液体冷媒から温度センサ6を容易に断熱することができ、より正確にコイル2Cの温度を測定できる。
[effect]
(1) The
(2)本実施形態のリアクトル1Cは、温度センサ6の取り付けをコイル2C成形後の任意の工程で行うことができるので、リアクトル1Cを製造する際の組立自由度が高い。例えば、外側コア部32bと内側コア部(図示せず)とを組み付けた後であっても、粘着テープ73を用いれば、温度センサ6の断熱と固定とを行うことができる。さらに、一対のコイル素子2c1,2c2が一連の巻線2w3から形成されることにより、温度センサ6や断熱部材7を取り付ける際に、巻線2w3以外の別部材を必要とせず、その別部材をコイル素子2c1,2c2に接続する作業も必要ない。以上より、本実施形態のリアクトル1Cは生産性に優れる。
(2) Since the reactor 1C of this embodiment can attach the
<実施形態4>
実施形態4では、図7を参照し、実施形態3と異なる構成のコイル2Dを備えるリアクトル1Dについて説明する。本実施形態のリアクトル1Dは、基本的には実施形態3に記載のリアクトル1Cと同様の構成を備えるが、コイル2Dを形成するコイル素子2d1,2d2が備える端子取付部221d1,221d2の構成、および温度センサ6の取付箇所が端子取付部221d1である点が、実施形態3のリアクトル1Cと異なる。その余の点は実施形態3のリアクトル1Cと同様であるため説明は省略し、以下ではコイル2D、端子取付部221d1,221d2、および温度センサ6の取付箇所および取付方法について説明する。
<
In the fourth embodiment, a
(コイル)
コイル2Dは、実施形態3に記載のコイル2Cとほとんど同じ構成であるが、コイル素子2d1,2d2が備える端子取付部221d1,221d2が、外側コア部32aの配置される方向に端子取付部221c1,221c2よりも長く引き出されている点が異なる。このように、端子取付部221d1,221d2を長く引き出した構成とすることで、温度センサ6および断熱部材7を端子金具41の近傍に取り付けるスペースを確保することができる。
(coil)
The
(温度センサの取付箇所および取付方法)
本実施形態において、温度センサ6および断熱部材7はコイル2Dが備える端子取付部221d1に取り付けられる。断熱部材7に収縮チューブ72を用いる場合は、端子金具41を取り付ける前に収縮チューブ72を端子取付部221d1に挿通しておくことで温度センサ6の断熱と取り付けとを行うことができる。また、端子金具41を取り付ける前に収縮チューブ72を端子取付部221d1に嵌め込んでおくことで、必要以上に口径の大きい収縮チューブを用いる必要がない。一方、粘着テープ73を用いる場合は、温度センサ6を配置した端子取付部221d1に粘着テープ73を巻回すればよいので、端子金具41を取り付けた後でも温度センサ6を取り付けることができる。もちろん、温度センサ6は端子取付部221d2に取り付けられてもよい。
(Temperature sensor mounting location and mounting method)
In this embodiment, the
[効果]
(1)本実施形態のリアクトル1Dは、温度センサ6の取付箇所を巻線の端部である端子取付部221d1とすることで、温度センサ6や断熱部材7を取り付けやすい。これにより、液体冷媒から温度センサ6を容易に断熱することができ、より正確にコイル2Dの温度を測定できる。
[effect]
(1)
(2)本実施形態のリアクトル1Dは、温度センサ6の取り付けをコイル2D成形後の任意の工程で行うことができるので、リアクトル1Dを製造する際の組立自由度が高い。よって、本実施形態のリアクトル1Dは生産性に優れる。
(2) Since the
<実施形態5>
実施形態5では、図8を参照し、温度センサ6の取付箇所について説明する。本実施形態のリアクトル1Eは、端子金具41’,41’の形状、および温度センサ6の取付箇所が端子金具41’である点が実施形態3のリアクトル1Cと異なる。その余の点は実施形態3のリアクトル1Cと同様であるため説明は省略し、以下では端子金具41’,41’、および温度センサ6の取付箇所および取付方法について説明する。
<
In the fifth embodiment, the attachment location of the
(端子金具)
端子金具41’は、他の実施形態のリアクトルが備える端子金具41とほとんど同じ形状であるが、外側コア部32aの上面と対向する部分がコイル2Cの軸方向に延長されている点が異なる。これにより、この部分に温度センサ6を取り付けることができる。
(Terminal bracket)
The terminal fitting 41 ′ has almost the same shape as the terminal fitting 41 provided in the reactor of the other embodiment, except that the portion facing the upper surface of the
(温度センサの取付箇所および取付方法)
本実施形態において、温度センサ6および断熱部材7はリアクトル1Eが備える端子金具41’,41’の一方に取り付けられる。端子金具41’への温度センサ6の取り付けは、次のようにして行う。まず、端子金具41’上に温度センサ6の感熱素子(図示せず)と配線62の一部とを配置する。そして、感熱素子の周囲に必要に応じて樹脂(図示せず)を塗布し、この樹脂を硬化させる。その後、樹脂で被覆された感熱素子と配線62の一部とを粘着テープ73で巻回する。これにより、硬化した樹脂および粘着テープ73により温度センサ6を断熱できるとともに、粘着テープ73により温度センサ6を端子金具41’に取り付けることができる。なお、実施形態1と同様にして、収縮チューブ72を用いて断熱と取り付けとを行ってもよい。
(Temperature sensor mounting location and mounting method)
In the present embodiment, the
[効果]
本変形例のリアクトル1Eは、温度センサ6の取付箇所を、巻線とは独立した端子金具41’とすることで、温度センサ6や断熱部材7を取り付けやすい。また、リアクトル1Eを製造する際において、温度センサ6の取り付けや、温度センサ6を取り付けた端子金具41’の組み付けを任意の工程で行うことができるので、リアクトル1Eを製造する際の組立自由度が高い。以上より、本実施形態のリアクトル1Eは生産性に優れる。
[effect]
In the
<実施形態6>
実施形態6では、図9を参照し、温度センサ6の取付箇所について説明する。本実施形態のリアクトル1Fは、基本的には実施形態4に記載のリアクトル1Dと同様の構成を備えるが、温度センサ6の取付箇所がターン部21d1である点が、実施形態4のリアクトル1Dと異なる。その余の点は実施形態4のリアクトル1Dと同様であるため説明は省略し、以下では温度センサ6の取付箇所および取付方法について説明する。
<
In the sixth embodiment, the attachment location of the
(温度センサの取付箇所および取付方法)
本実施形態において、温度センサ6および断熱部材7はコイル2Dが備えるタターン部21d1の上面に取り付けられている。温度センサ6の取り付け箇所は上面のみならず、側面や角R部等、断熱部材7により温度センサ6を被覆可能な箇所であれば、ターン部21d1,21d2のいずれの箇所に取り付けてもよい。
(Temperature sensor mounting location and mounting method)
In this embodiment, the
本実施形態のように、平角線を角筒状にエッジワイズ巻きしたコイル2Dを用いた場合、ターン部21d1,21d2の外周面に平面部分が形成される。特に、ターン間にギャップが実質的に存在しないようにコイル2Dを密巻きした場合、この平面部分はセンサ6との接触面積を確保しやすく、ひいては、温度センサ6を設置しやすい。よって、本実施形態では、この平面部分の一部であるターン部21d1の上面に温度センサ6を取り付けている。一方、ターン部21d1における角R部に温度センサ6を取り付ける場合、角R部は湾曲面で構成されているので、温度センサ6の設置面(感熱素子の設置面)をこの湾曲面に沿った曲面とすることが好ましい。これによりセンサ6とターン部21d1との接触面積を確保し易い。もちろん、ターン部21d2におけるこれらの箇所に取り付けてもよい。
As in the present embodiment, when a
ターン部21d1への温度センサ6の取り付けは、次のようにして行う。まず、ターン部21d1上に温度センサ6の感熱素子(図示せず)と配線62の一部とを配置する。この際、温度センサ6とターン部21d1との間に、接着剤や両面テープ等を用い、温度センサ6をターン部21d1に固定する。接着剤や両面テープには、コイル2Dに発生する温度を正確に測定するために、熱伝導率の高い材料を用いることが好ましい。そして、感熱素子の周囲に必要に応じて樹脂(図示せず)を塗布し、この樹脂を硬化させカバー片(樹脂片)とする。その後、樹脂片と配線62の一部とに粘着テープ73を張り付ける。これにより、樹脂片および粘着テープ73により温度センサ6を断熱できる。また、粘着テープ73により、ターン部21d1への温度センサ6の取り付けを、さらに強固なものとすることができる。接着剤や両面テープ等は、粘着テープ73により温度センサ6を十分に固定できる場合には、省略してもよい。この場合、温度センサ6とターン部21d1との間に介在物が無いので、より正確にコイル2Dの温度を測定できると期待される。また、接着剤や両面テープにより、温度センサ6のターン部21d1への固定が十分に行え、かつ、樹脂片のみで温度センサ6を十分に断熱できる場合には、粘着テープ73を不要とすることもできる。この場合、製造の際の生産性に優れる。
Mounting of the
[効果]
(1)本実施形態のリアクトル1Eは、温度センサ6の取付箇所をターン部21d1とすることで、温度センサ6や断熱部材7を取り付けやすい。これにより、液体冷媒から温度センサ6を容易に断熱することができ、より正確にコイル2Dの温度を測定できる。
[effect]
(1) The
(2)本実施形態のリアクトル1Eは、温度センサ6の取り付けをコイル2D成形後の任意の工程で行うことができるので、リアクトル1Eを製造する際の組立自由度が高い。よって、本実施形態のリアクトル1Eは生産性に優れる。
(2) Since the
<実施形態6>
実施形態6では、図10および図11を参照し、実施形態に係るコンバータおよび電力変換装置について説明する。このコンバータおよび電力変換装置は、実施形態1から実施形態6に示したいずれかのリアクトルを備える。
<
In the sixth embodiment, a converter and a power conversion device according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11. The converter and the power conversion device include any of the reactors shown in the first to sixth embodiments.
実施形態1から実施形態6に示したリアクトルは、通電条件が、例えば、最大電流(直流):100A〜1000A程度、平均電圧:100V〜1000V程度、使用周波数:5kHz〜100kHz程度である用途、代表的には電気自動車やハイブリッド自動車などの車両に搭載されるコンバータの構成部品や、このコンバータを備える電力変換装置の構成部品に利用することができる。この用途では、直流通電が0Aのときのインダクタンスが、10μH以上2mH以下、最大電流通電時のインダクタンスが、0Aのときのインダクタンスの10%以上を満たすものが好適に利用できると期待される。 The reactors shown in the first to sixth embodiments have applications in which energization conditions are, for example, maximum current (direct current): about 100 A to 1000 A, average voltage: about 100 V to 1000 V, and usage frequency: about 5 kHz to 100 kHz. Specifically, it can be used as a component part of a converter mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, or a component part of a power conversion device including this converter. In this application, it is expected that an inductance satisfying 10 μH or more and 2 mH or less of the inductance when the DC current is 0 A and 10% or more of the inductance when the maximum current is applied is 10% or more can be suitably used.
例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車といった車両1200は、図10に示すようにメインバッテリ1210と、メインバッテリ1210に接続される電力変換装置1100と、メインバッテリ1210からの供給電力により駆動して走行に利用されるモータ(負荷)1220とを備える。モータ1220は、代表的には、3相交流モータであり、走行時、車輪1250を駆動し、回生時、発電機として機能する。ハイブリッド自動車の場合、車両1200は、モータ1220に加えてエンジンを備える。なお、図10では、車両1200の充電箇所としてインレットを示すが、プラグを備える形態としても良い。
For example, a
電力変換装置1100は、メインバッテリ1210に接続されるコンバータ1110と、コンバータ1110に接続されて、直流と交流との相互変換を行うインバータ1120とを有する。この例に示すコンバータ1110は、車両1200の走行時、200V〜300V程度のメインバッテリ1210の直流電圧(入力電圧)を400V〜700V程度にまで昇圧して、インバータ1120に給電する。また、コンバータ1110は、回生時、モータ1220からインバータ1120を介して出力される直流電圧(入力電圧)をメインバッテリ1210に適合した直流電圧に降圧して、メインバッテリ1210に充電させている。インバータ1120は、車両1200の走行時、コンバータ1110で昇圧された直流を所定の交流に変換してモータ1220に給電し、回生時、モータ1220からの交流出力を直流に変換してコンバータ1110に出力している。
コンバータ1110は、図11に示すように複数のスイッチング素子1111と、スイッチング素子1111の動作を制御する駆動回路1112と、リアクトルLとを備え、ON/OFFの繰り返し(スイッチング動作)により入力電圧の変換(ここでは昇降圧)を行う。スイッチング素子1111には、電界効果トランジスタ(FET)や絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)などのパワーデバイスが利用される。リアクトルLは、回路に流れようとする電流の変化を妨げようとするコイルの性質を利用し、スイッチング動作によって電流が増減しようとしたとき、その変化を滑らかにする機能を有する。
As shown in FIG. 11, the
ここで、上記車両1200は、コンバータ1110の他、メインバッテリ1210に接続された給電装置用コンバータ1150や、補機類1240の電力源となるサブバッテリ1230とメインバッテリ1210とに接続され、メインバッテリ1210の高圧を低圧に変換する補機電源用コンバータ1160を備える。コンバータ1110は、代表的には、DC−DC変換を行うが、給電装置用コンバータ1150や補機電源用コンバータ1160は、AC−DC変換を行う。給電装置用コンバータ1150のなかには、DC−DC変換を行うものもある。給電装置用コンバータ1150や補機電源用コンバータ1160のリアクトルに、上記実施形態や変形例のリアクトルなどと同様の構成を備え、適宜、大きさや形状などを変更したリアクトルを利用することができる。また、入力電力の変換を行うコンバータであって、昇圧のみを行うコンバータや降圧のみを行うコンバータに、上記実施形態のリアクトルなどを利用することもできる。
Here, the
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、温度センサは複数設けてもよく、各実施形態を組合せてリアクトルを構成してもよい。また、コイルは一対のコイル素子から構成されるものに限られず、1つのコイル素子から構成されるものを用いてもよい。さらに、本発明は温度センサ以外に、電流センサや電圧センサ、リアクトルの振動を測定可能な加速度センサなど、リアクトルの動作時の物理量を測定するための他のセンサを用いる場合にも適用できる。この場合、本発明における断熱部材に代えて、当該物理量の測定に影響を及ぼす外乱からセンサを保護する保護部材を用いればよい。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, It can change suitably in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, a plurality of temperature sensors may be provided, and a reactor may be configured by combining the embodiments. In addition, the coil is not limited to one constituted by a pair of coil elements, and one constituted by one coil element may be used. Furthermore, the present invention can be applied to the case of using other sensors for measuring physical quantities during operation of the reactor, such as current sensors, voltage sensors, and acceleration sensors capable of measuring reactor vibration, in addition to the temperature sensor. In this case, instead of the heat insulating member in the present invention, a protective member that protects the sensor from disturbances affecting the measurement of the physical quantity may be used.
本発明のリアクトルは、より正確にコイルの温度を測定できる。よって、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池自動車といった車両に搭載される双方向DC−DCコンバータといった電力変換装置の構成部品に好適に利用することができる。 The reactor of this invention can measure the temperature of a coil more correctly. Therefore, it can be suitably used for a component part of a power conversion device such as a bidirectional DC-DC converter mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, or a fuel cell vehicle.
1A,1B,1C,1D,1E,1F リアクトル
2A,2B,2C,2D コイル
2a1,2a2,2b1,2b2,2c1,2c2,
2d1,2d2 コイル素子
21a1,21a2,21b1,21b2,
21c1,21c2,21d1,21d2 ターン部
21e ターン部の端面
22a1,22a2 22b1,22b2 22c 引出部
221a1,221a2,221b1,221b2,
221c1,221c2,221d1,221d2 端子取付部
222a1,222a2,222b1,222b2 連結端部
223c 屈曲部
2w1,2w2,2w3 巻線
3 磁性コア
31 内側コア部
31e 端面 31m コア片 31g ギャップ材
32a,32b 外側コア部 32e 内端面
4 付属部材
41,41’端子金具 42 連結金具 43 接合部材
5 インシュレータ
5a 分割片 50 枠状部 51 ガイド部
6 温度センサ
61 感熱素子 62配線
7 断熱部材
71 カバー片 71’ 樹脂片
72 収縮チューブ 73 粘着テープ
1100 電力変換装置
1110 コンバータ 1111 スイッチング素子
1112 駆動回路
L リアクトル
1120 インバータ
1150 給電装置用コンバータ 1160 補機電源用コンバータ
1200 車両
1210 メインバッテリ 1220 モータ
1230 サブバッテリ 1240 補機類 1250 車輪
1A, 1B, 1C, 1D, 1E,
2d 1 , 2d 2 coil elements 21a 1 , 21a 2 , 21b 1 , 21b 2 ,
21c 1 , 21c 2 , 21d 1 , 21d 2 Turn part 21e End surface 22a 1 , 22a 2 22b 1 , 22b 2
221c 1 , 221c 2 , 221d 1 , 221d 2 terminal mounting part 222a 1 , 222a 2 , 222b 1 , 222b 2 connecting
Claims (12)
巻線を巻回して構成されるとともに前記磁性コアの一部が挿通されるターン部と、このターン部の端面から前記巻線の一部を引き出した引出部とを有するコイルと、
前記巻線の少なくとも一方の端部に取り付けられる付属部材と、
前記付属部材、前記引出部、および前記ターン部の少なくとも一つに取り付けられて、前記コイルの温度を測定する温度センサと、
前記コイルを強制冷却する流体冷媒から前記温度センサを断熱する断熱部材とを備えるリアクトル。 A magnetic core;
A coil having a turn part configured by winding a winding and through which a part of the magnetic core is inserted, and a lead part that draws a part of the winding from an end surface of the turn part;
An attachment member attached to at least one end of the winding;
A temperature sensor attached to at least one of the attachment member, the lead-out portion, and the turn portion and measuring the temperature of the coil;
A reactor comprising: a heat insulating member that insulates the temperature sensor from a fluid refrigerant that forcibly cools the coil.
前記引出部は、
一方の前記コイル素子の巻線の一端側である一方引出部と、
他方の前記コイル素子の巻線の一端側である他方引出部とを有し、
前記付属部材は、互いに非接触の前記両引出部同士を連結する連結金具を備え、
前記温度センサの取付箇所が、前記連結金具である請求項1に記載のリアクトル。 The coil includes a pair of coil elements arranged in parallel, each coil element is formed from a separate winding,
The drawer is
One lead-out portion which is one end side of the winding of one of the coil elements;
The other lead portion which is one end side of the winding of the other coil element,
The attachment member includes a connection fitting that connects the two drawer parts that are not in contact with each other;
The reactor according to claim 1, wherein the attachment location of the temperature sensor is the connection fitting.
前記引出部は、
一方の前記コイル素子の巻線の一端側である一方引出部と、
他方の前記コイル素子の巻線の一端側である他方引出部とを有し、
前記付属部材は、互いに接触する前記両引出部同士を接合する接合部材を備え、
前記温度センサの取付箇所が、前記両引出部のいずれかである請求項1に記載のリアクトル。 The coil includes a pair of coil elements arranged in parallel, each coil element is formed from a separate winding,
The drawer is
One lead-out portion which is one end side of the winding of one of the coil elements;
The other lead portion which is one end side of the winding of the other coil element,
The attachment member includes a joining member that joins the two drawer portions that are in contact with each other,
The reactor according to claim 1, wherein an attachment location of the temperature sensor is one of the two drawer portions.
前記引出部は、前記巻線の一部を曲げて両コイル素子を繋ぐ屈曲部を備え、
前記温度センサの取付箇所が、前記屈曲部である請求項1に記載のリアクトル。 The coil comprises a pair of coil elements arranged in parallel, both coil elements being formed from a series of windings,
The lead portion includes a bent portion that bends part of the winding and connects both coil elements,
The reactor according to claim 1, wherein the temperature sensor is attached to the bent portion.
前記温度センサの取付箇所が前記引出部であり、
この引出部は前記巻線における前記端子金具の近傍である請求項1に記載のリアクトル。 The accessory member includes a terminal fitting connected to an end of the winding,
The location where the temperature sensor is attached is the drawer.
The reactor according to claim 1, wherein the lead portion is in the vicinity of the terminal fitting in the winding.
前記温度センサの取付箇所が、前記端子金具である請求項1に記載のリアクトル。 The accessory member includes a terminal fitting connected to an end of the winding,
The reactor according to claim 1, wherein the attachment location of the temperature sensor is the terminal fitting.
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