JP2020088205A - リアクトル - Google Patents

Abstract

【課題】リアクトルにおいてコイルを冷却する効率を向上させる。【解決手段】リアクトル１０は、コイル１２０と、樹脂カバー３００と、コイルを冷却する冷却器２００とを備えている。樹脂カバー３００は、コイルの表面を覆っている。コイルは、樹脂カバーから露出している露出面１２５を有している。冷却器は、伝熱材４２０を介してコイルの露出面が載置される冷却面２０２を有している。樹脂カバーは、露出面と伝熱材を囲んでいるとともに冷却面に向けて突出している突出部３１０を有している。突出部３１０は、冷却面２０２に当接している。【効果】リアクトルは、樹脂カバーにおける突出部の突出量によってコイルの露出面と冷却器の冷却面との間の距離が確定するゆえ、コイルの露出面と冷却器の冷却面との間に必要な絶縁距離を確保しつつ、伝熱材の厚さを抑制することによってコイルを冷却する効率を向上させることができる。【選択図】図２

Description

本明細書は、リアクトルに関する技術を開示する。

特許文献１には、リアクトルに関し、樹脂カバーから露出したコイルの露出面と冷却器の冷却面との間に伝熱材を介在させることによって放熱性を向上させる技術が開示されている。

特開２０１３−１０５８５４号公報

特許文献１の技術では、コイルの露出面と冷却器の冷却面との間に必要な絶縁距離を確保するために、リアクトルの各部の寸法公差を吸収できるように伝熱材の厚みを設定する。その場合、伝熱材が必要以上に厚くなり、コイルを冷却する効率が低下してしまうという問題があった。

本明細書が開示するリアクトルは、コイルと、樹脂カバーと、コイルを冷却する冷却器を備えている。樹脂カバーは、コイルの表面を覆っている。コイルは、樹脂カバーから露出している露出面を有している。冷却器は、伝熱材を介してコイルの露出面が載置される冷却面を有している。樹脂カバーは、露出面を囲んでいるとともに冷却面に向けて突出している突出部を有している。突出部が冷却面に当接している。

上記形態のリアクトルによれば、樹脂カバーにおける突出部の突出量によってコイルの露出面と冷却器の冷却面との間の距離が確定する。それゆえ、コイルの露出面と冷却器の冷却面との間に必要な絶縁距離を確保しつつ、伝熱材の厚さを抑制することによってコイルを冷却する効率を向上させることができる。

第１実施例のリアクトルの構成を示す斜視図である。 図１のＦ２−Ｆ２断面においてカットしたリアクトルの断面図である。 第２実施例におけるリアクトルの断面図である。 第３実施例におけるリアクトルの断面図である。

（第１実施例）図１は、第１実施例のリアクトル１０の構成を示す斜視図である。図２は、図１のＦ２−Ｆ２断面において切断したリアクトル１０の構成を示す断面図である。リアクトル１０は、例えば、電動機の動力によって走行する車両において用いられる電力を制御するパワーコントロールユニットで用いられる。リアクトル１０は、コア１１２、１１４と、コイル１２０と、冷却器２００と、樹脂カバー３００と、伝熱材４１０、４２０を備えている。

コア１１２は、棒状を成している。コア１１２は、コイル１２０の内側に位置している。コア１１４は、矩形環状を成している。コア１１４は、コイル１２０の外側に位置しており、コイル１２０は、コア１１４の内側に位置している。

コイル１２０は、平角巻線を、幅広面がコイル軸線方向を向くとともに幅狭面がコイル半径方向を向くように巻回されたエッジワイズコイルである。コイル１２０は、コア１１２に巻回されている。コイル１２０は、端子１２１、１２２を有している。端子１２１、１２２は、平角巻線の両端の部位である。樹脂カバー３００は、コイル１２０を覆っているが、端子１２１、１２２を含むコイル１２０の一部は、樹脂カバー３００から露出している。コイル１２０は、樹脂カバー３００から露出した露出面１２５を有している。露出面１２５は、コイル１２０の表面のうち、冷却器２００側に位置するコイル側面である。別言すれば、露出面１２５は、平角巻線の幅狭面が並ぶ面である。露出面１２５は、伝熱材４２０に密着している。

冷却器２００は、コイル１２０および、コア１１２、１１４から伝わる熱を吸収することによってそれらを冷却する。言い換えると、冷却器２００は、コイル１２０および、コア１１２、１１４を冷却する。冷却器２００は、冷却面２０２と、凹部２０４と、冷却面２０６と、冷却フィン２０８とを備えている。冷却器２００は、冷却面２０６がコイル１２０の露出面１２５と対向するように配置されている。

冷却面２０２は、樹脂カバー３００に覆われたコイル１２０、および、コア１１２、１１４を、伝熱材４１０を介して支持する平面である。凹部２０４は、冷却面２０２に形成された窪みである。凹部２０４は、コイル１２０、および、コア１１２、１１４を覆っている樹脂カバー３００の一部に嵌合している。冷却面２０６は、凹部２０４の底面に相当する。冷却面２０６には、伝熱材４２０を介してコイル１２０の露出面１２５が載置される。冷却面２０６は、伝熱材４２０を介してコイル１２０の露出面１２５を支持する。冷却面２０６は、伝熱材４２０に密着している。別言すれば、伝熱材４２０は、冷却器２００の冷却面６と、コイル１２０の露出面１２５に挟まれている。冷却フィン２０８は、冷却面２０６の裏側に形成された突条である。

樹脂カバー３００は、コア１１２、１１４およびコイル１２０の周りに射出成形によって形成されている。樹脂カバー３００の材料は、磁性体粉末を混ぜた熱可塑性樹脂である。樹脂カバー３００は、コア１１２、１１４とコイル１２０との間に充填されている。樹脂カバー３００は、冷却器２００の冷却面２０６に向けて突出する突出部３１０を有している。突出部３１０は、コイル１２０の露出面１２５と伝熱材４２０を囲んでいる。突出部３１０は、コイル１２０の露出面１２５に当接している。そのため、突出部３１０が露出面１２５から突出する突出量Ｄ１によって、露出面１２５と冷却面２０６との間の距離が確定する。

リアクトル１０の伝熱材４１０、４２０は、樹脂カバー３００に覆われたコイル１２０、コア１１２、１１４と、冷却器２００との間に挟まれている。伝熱材４１０は、樹脂カバー３００に覆われたコア１１４と冷却器２００の冷却面２０２との間に挟まれている。伝熱材４２０は、コイル１２０の露出面１２５と冷却器２００の冷却面２０６との間に挟まれている。伝熱材４１０、４２０の材質は、例えば、シリコン系樹脂で作られている。伝熱材４１０、４２０の熱伝達率は、２．０Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。伝熱材４１０、４２０は、薄板状に成形されたシート材であってよい。

リアクトル１０は、更に、樹脂カバー３００を固定する固定部材５１０、５２０を備えている。固定部材５１０、５２０は、樹脂カバー３００とともにコイル１２０とコア１１２、１１４を冷却器２００に押さえ付ける。これによって、樹脂カバー３００の突出部３１０は、冷却器２００の冷却面２０６に当接する位置に保持される。

以上説明した第１実施例のリアクトル１０によれば、樹脂カバー３００の突出部３１０の突出量Ｄ１によってコイル１２０の露出面１２５と冷却器２００の冷却面２０６との間の距離が確定する。それゆえ、コイル１２０の露出面１２５と冷却器２００の冷却面２０６との間に必要な絶縁距離を確保しつつ、伝熱材４２０の厚さを抑制することによってコイル１２０を冷却する効率を向上させることができる。

（第２実施例）図３は、第２実施例におけるリアクトル１０Ｂの構成を示す断面図である。図３（ａ）は、樹脂カバー３００に覆われたコイル１２０及びコア１１２、１１４を冷却器２００に組み付ける途中にあるリアクトル１０Ｂを示す断面図である。図３（ｂ）は、組付け後のリアクトル１０Ｂを示す断面図である。第２実施例のリアクトル１０Ｂは、樹脂カバー３００に代えて樹脂カバー３００Ｂを備える点を除き、第１実施例のリアクトル１０と同様である。

リアクトル１０Ｂの樹脂カバー３００Ｂは、突出部３１０に代えて、突出部３２０Ｂを有する点を除き、第１実施例の樹脂カバー３００と同様である。突出部３２０Ｂは、冷却器２００の冷却面２０６に向けて突出するとともにコイル１２０の露出面１２５と伝熱材４２０を囲んでいる。突出部３２０Ｂは、コイル１２０の露出面１２５に当接する。突出部３２０Ｂが露出面１２５から突出する突出量Ｄ２によって、露出面１２５と冷却面２０６との間の距離が確定する。

樹脂カバー３００Ｂの突出部３２０Ｂは、第１段部３２２と第２段部３２４とを有している。第１段部３２２は、露出面１２５から突出しているとともに露出面１２５を囲む段部である。第２段部は、第１段部３２２から突出しているとともに第１段部３２２を囲む段部である。図３（ｂ）に示すように、第１段部３２２および第２段部３２４によって、突出部３２０Ｂと冷却面２０６との間に間隙ＧＰが形成される。間隙ＧＰは、コイル１２０の露出面１２５と冷却器２００の冷却面２０６との間からはみ出した余剰分の伝熱材４２０を受け入れる。

以上説明した第２実施例のリアクトル１０Ｂによれば、樹脂カバー３００Ｂの突出部３２０Ｂの突出量Ｄ２によってコイル１２０の露出面１２５と冷却器２００の冷却面２０６との間の距離が確定する。それゆえ、コイル１２０の露出面１２５と冷却器２００の冷却面２０６との間に必要な絶縁距離を確保しつつ、伝熱材４２０の厚さを抑制することによってコイル１２０を冷却する効率を向上させることができる。また、間隙ＧＰにおいて余剰分の伝熱材４２０を受け入れるため、伝熱材４２０の外部へのはみ出しを防止できるとともに、突出部３２０Ｂの冷却面２０６への当接が余剰分の伝熱材４２０によって阻害されることを防止できる。

（第３実施例）図４は、第３実施例におけるリアクトル１０Ｃの構成を示す断面図である。第３実施例のリアクトル１０Ｃは、冷却器２００に代えて冷却器２００Ｃを備える点、樹脂カバー３００に代えて樹脂カバー３００Ｃを備える点、ならびに、伝熱材４２０に代えて伝熱材４２０Ｃを備える点を除き、第１実施例のリアクトル１０と同様である。

図４（ａ）は、冷却器２００Ｃと樹脂カバー３００Ｃとの間に伝熱材４２０Ｃを充填する前のリアクトル１０Ｃを示す断面図である。図４（ｂ）は、伝熱材４２０Ｃを充填した後のリアクトル１０Ｃを示す断面図である。リアクトル１０Ｃの冷却器２００Ｃは、樹脂カバー３００Ｃと嵌合する形状を有する点を除き、第１実施例の冷却器２００と同様である。リアクトル１０Ｃの樹脂カバー３００Ｃは、充填口３３０Ｃを有する点を除き、第１実施例の樹脂カバー３００と同様である。樹脂カバー３００Ｃの充填口３３０Ｃは、冷却器２００Ｃの冷却面２０６との間に形成される空間ＳＰに伝熱材４２０Ｃを充填するための通路を形成する。

伝熱材４２０Ｃは、冷却器２００Ｃの冷却面２０６との間に形成される空間ＳＰに充填口３３０Ｃから充填することによって形成される点を除き、第１実施例の伝熱材４２０と同様である。伝熱材４２０Ｃは、充填口３３０Ｃからの充填によって形成されるため、伝熱材４２０Ｃの一部は、コイル１２０の巻線間の隙間へと入り込む。

以上説明した第３実施例のリアクトル１０Ｃによれば、樹脂カバー３００Ｃの突出部３１０の突出量Ｄ３によってコイル１２０の露出面１２５と冷却器２００の冷却面２０６との間の距離が確定する。それゆえ、コイル１２０の露出面１２５と冷却器２００の冷却面２０６との間に必要な絶縁距離を確保しつつ、伝熱材４２０Ｃの厚さを抑制することによってコイル１２０を冷却する効率を向上させることができる。また、伝熱材４２０Ｃの一部は、コイル１２０の巻線間の隙間へと入り込むため、コイル１２０を冷却する効率をさらに向上させることができる。

以上、実施形態を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、上述した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面において説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載した組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面において説明した技術は、複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０、１０Ｂ、１０Ｃ：リアクトル
１１２、１１４：コア
１２０：コイル
１２１、１２２：端子
１２５：露出面
２００、２００Ｃ：冷却器
２０２、２０６：冷却面
２０４：凹部
２０８：冷却フィン
３００、３００Ｂ、３００Ｃ：樹脂カバー
３１０、３２０Ｂ：突出部
３２２：第１段部
３２４：第２段部
３３０Ｃ：充填口
４１０、４２０、４２０Ｃ：伝熱材
５１０：固定部材

Claims (1)

1. コイルと、
   前記コイルの表面を覆っている樹脂カバーと、
   前記コイルを冷却する冷却器と、
   を備えており、
   前記コイルは、前記樹脂カバーから露出している露出面を有しており、
   前記冷却器は、伝熱材を介して前記コイルの前記露出面が載置される冷却面を有しており、
   前記樹脂カバーは、前記露出面と前記伝熱材を囲んでいるとともに前記冷却面に向けて突出している突出部を有しており、
   前記突出部が前記冷却面に当接している、リアクトル。

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