JP2021034430A - Reactor unit - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書が開示する技術は、複数のリアクトルが冷却板に固定されているリアクトルユニットに関する。 The technique disclosed herein relates to a reactor unit in which a plurality of reactors are fixed to a cooling plate.
複数のリアクトルが冷却板に固定されているリアクトルユニットが知られている(例えば特許文献1、2)。特許文献1のリアクトルユニットは、電気自動車の電力変換器に用いられる。その電力変換器は、電源の電力を走行用のモータの駆動電力に変換するデバイスである。複数のリアクトルは、電力変換器のなかの昇圧コンバータに用いられている。電気自動車の電力変換器は大電力を扱うため、複数のリアクトルを並列に接続し、大電力に対応する。大電流が流れるリアクトルは発熱量も大きいため、冷却板に固定される。冷却板の裏面は冷媒流路に面しており、裏面には複数のフィンが設けられている。 Reactor units in which a plurality of reactors are fixed to a cooling plate are known (for example, Patent Documents 1 and 2). The reactor unit of Patent Document 1 is used for a power converter of an electric vehicle. The power converter is a device that converts the electric power of a power source into the driving power of a traveling motor. Multiple reactors are used in boost converters in power converters. Since the power converter of an electric vehicle handles a large amount of electric power, multiple reactors are connected in parallel to support the large amount of electric power. Since the reactor through which a large current flows has a large amount of heat generation, it is fixed to the cooling plate. The back surface of the cooling plate faces the refrigerant flow path, and a plurality of fins are provided on the back surface.
リアクトルの本体の側面には、リアクトルを冷却板に固定するための複数の脚が設けられている。リアクトルが安定するように、複数の脚は、冷却板の法線方向からみてリアクトルの本体を囲むように配置されている。脚には貫通孔が設けられており、その貫通孔にボルトが挿通され、ボルトが冷却板に固定される。複数のリアクトルは、一列に並んで配置されている。特許文献1のリアクトルユニットでは、リアクトルの並び方向でリアクトルの本体の両側に脚が突出している。 A plurality of legs for fixing the reactor to the cooling plate are provided on the side surface of the main body of the reactor. To stabilize the reactor, the legs are arranged so as to surround the body of the reactor when viewed from the normal direction of the cooling plate. A through hole is provided in the leg, and a bolt is inserted through the through hole to fix the bolt to the cooling plate. Multiple reactors are arranged side by side in a row. In the reactor unit of Patent Document 1, legs protrude on both sides of the reactor body in the direction in which the reactors are arranged.
小型化のため、隣り合うリアクトルの間隔は狭い方がよい。一方、いくつかの脚がリアクトルの並び方向で本体の両側に突出していると、リアクトルを冷却板に組み付けるときに脚が隣のリアクトルの脚と干渉しやすくなり、組み付け作業が難しくなる。本明細書は、複数のリアクトルが狭ピッチで並ぶリアクトルユニットに関し、組み付け作業性のよい構造を提供する。 For miniaturization, the distance between adjacent reactors should be narrow. On the other hand, if some legs protrude on both sides of the main body in the direction in which the reactors are arranged, the legs tend to interfere with the legs of the adjacent reactor when the reactor is assembled to the cooling plate, which makes the assembly work difficult. The present specification provides a structure having good assembly workability for a reactor unit in which a plurality of reactors are arranged at a narrow pitch.
本明細書が開示するリアクトルユニットは、複数のリアクトルと、それらリアクトルを固定する冷却板を備えている。それぞれのリアクトルの側面には締結用の複数の脚が設けられている。複数のリアクトルは、冷却板の一面に一列に固定されている。複数の脚は、冷却板の法線方向(リアクトルがとりつけられている面の法線方向)からみてリアクトルの本体を囲むように配置されている。少なくとも2個の脚は、複数のリアクトルの並び方向でリアクトルの本体の両側に突出している。冷却板には、脚に向けて突出するとともに脚を固定する固定突起が設けられている。また、冷却板には、隣り合うリアクトルの間に位置するようにリブが設けられている。そして、リブと固定突起の高さがいずれも脚の高さよりも高い。 The reactor unit disclosed herein includes a plurality of reactors and a cooling plate for fixing the reactors. A plurality of fastening legs are provided on the side surface of each reactor. The plurality of reactors are fixed in a row on one surface of the cooling plate. The plurality of legs are arranged so as to surround the main body of the reactor when viewed from the normal direction of the cooling plate (the normal direction of the surface to which the reactor is attached). At least two legs project from both sides of the reactor body in the direction in which the plurality of reactors are arranged. The cooling plate is provided with a fixing protrusion that projects toward the leg and fixes the leg. Further, the cooling plate is provided with ribs so as to be located between adjacent reactors. The heights of the ribs and the fixing protrusions are both higher than the height of the legs.
上記の構成により、組み付けようとするリアクトルの脚が冷却板に既に固定されているリアクトルの脚と干渉する前に、リブと固定突起が取り付けようとするリアクトルに接近することになる。組み付けようとするリアクトルは、リブと固定突起によって、脚同士が干渉しない位置へと誘導される。それゆえ、リアクトルを組み付ける際に脚同士の干渉が避けられる。 With the above configuration, the ribs and fixing protrusions approach the reactor to be attached before the leg of the reactor to be assembled interferes with the leg of the reactor already fixed to the cooling plate. The reactor to be assembled is guided to a position where the legs do not interfere with each other by the ribs and the fixing protrusions. Therefore, interference between the legs is avoided when assembling the reactor.
リブの先端は、リアクトルの並び方向と交差する方向からみて先細り形状になっているとよい。組み付けるリアクトルがスムーズに冷却板の予定の位置へと誘導される。 The tip of the rib should have a tapered shape when viewed from the direction intersecting the direction in which the reactors are arranged. The reactor to be assembled is smoothly guided to the planned position of the cooling plate.
それぞれのリアクトルと冷却板の間には伝熱シートが挟まれており、冷却板の裏面には複数の放熱フィンが設けられることがある。その場合、フィンは、冷却板の法線方向からみて、伝熱シートと重なるように、かつ、リブとは重ならないように設けられているとよい。法線方向からみて伝熱シートとフィンが重なるように配置されることで、リアクトルの熱が効率よくフィンへと伝達される。 A heat transfer sheet is sandwiched between each reactor and the cooling plate, and a plurality of heat radiation fins may be provided on the back surface of the cooling plate. In that case, the fins may be provided so as to overlap with the heat transfer sheet and not to overlap with the ribs when viewed from the normal direction of the cooling plate. By arranging the heat transfer sheet and the fins so as to overlap each other when viewed from the normal direction, the heat of the reactor is efficiently transferred to the fins.
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 Details of the techniques disclosed herein and further improvements will be described in the "Modes for Carrying Out the Invention" below.
図面を参照して実施例のリアクトルユニットを説明する。まず、図1、2を参照してリアクトル10を説明する。図1は、樹脂カバー13を除くリアクトル10の斜視図であり、図2は、リアクトル10の斜視図(樹脂カバーあり)である。説明の都合上、図中の座標系の+Z方向を「上」と定義し、−Z方向を「下」と定義する。
The reactor unit of the embodiment will be described with reference to the drawings. First, the
図1に示すように、リアクトル10の本体は、リング状のコア11と2個のコイル12で構成される。2個のコイル12は互いに平行になるようにコアに巻回されている。2個のコイル12は1本の平角線で作られており、電気的には1個のコイルとみなせる。図1では、コイル12の引き出し線は図示を省略している。
As shown in FIG. 1, the main body of the
図2に示すように、コア11とコイル12は樹脂カバー13で覆われている。コイル12の一部が樹脂カバー13の上面から露出している。また、コイル12の下部も樹脂カバ−13から露出している。図では見えないが、コア11のコイル12から突出した部位も下面が樹脂カバー13から露出している。コイル12の引き出し線は、樹脂カバー13から外へ延びているが、図2でも、コイル12の引き出し線は図示を省略している。
As shown in FIG. 2, the
樹脂カバー13の側面からリアクトル固定用の複数の脚14が突出している。図2では、1個の脚が見えていないが、樹脂カバー13には3個の脚14が設けられている。それぞれの脚14には、ボルトを挿通する貫通孔が設けられている。説明の便宜上、以下では、コア11とコイル12を覆っている樹脂カバー13をリアクトル10の本体13と称する。本体13の側面から、複数の脚14が突出している。脚14は、本体13の側面から突出する突起である。脚14は、樹脂カバー13と一体に成形される。
A plurality of
リアクトルユニット2を説明する。図3に、リアクトルユニット2の分解斜視図を示し、図4にリアクトルユニット2の斜視図を示す。
The
リアクトルユニット2は、冷却板20に3個のリアクトル10が固定されたデバイスである。図3、図4では、いくつかの部品には符号を省略した。
The
リアクトルユニット2は、大電力を扱う装置、例えば、電気自動車において電源の電圧を走行用モータの駆動電圧へ昇圧する昇圧コンバータに用いられる。3個のリアクトル10は、並列に接続され、大電力を分散する。あるいは、3個のリアクトル10のそれぞれは、3個の昇圧コンバータのそれぞれに用いられる。図3、図4は、リアクトルの電気的配線については図示を省略した。
The
3個のリアクトル10は、一例に並んで冷却板20に固定される。先に述べたように、リアクトル10は、コイル12の下部と、コア11のコイル12から突出した部位の下面が樹脂カバー13から露出している。コイル12の下面と冷却板20の上面との間に伝熱シート25が挟まれる。冷却板20の上面からコア台座22が突出している。コア11の下面とコア台座22の間に伝熱シート26が挟まれる。図4では伝熱シート25、26はリアクトル10で隠れて見えない。
The three
コア台座22は、冷却板20の上面から突出する部位であり、コイル12の下面からコア11の露出している下面までの距離に相当する高さを有している。従って、伝熱シート25と伝熱シート26は、ともに、リアクトル10と冷却板20の間に挟まれる。リアクトル10の熱は伝熱シート25、26を介して冷却板20に伝わる。冷却板20は、冷媒流路の一つの側壁を構成する。冷却板20の下側には、冷媒流路を構成する冷却器(不図示)が位置する。冷却板20が冷却器に取り付けられ、冷媒流路が閉じられる。冷却板20の下面には複数のフィンが設けられており、冷却板20の下面とフィンから冷媒へ熱が放出される。フィンは後の図6、7に図示してある。
The
それぞれのリアクトル10は、ボルト30で冷却板20に固定される。それぞれのリアクトル10の3個の脚14に対応して、冷却板20には1個のリアクトル10につき3個の固定突起21を備えている。固定突起21は、冷却板20の上面から脚14に向かって突出している。固定突起21の上面にはボルト固定孔が設けられている。固定突起21の上面にリアクトル10の脚14の下面が当接する。ボルト30は脚14の貫通孔を通り、固定突起21のボルト固定孔に固定される。
Each
冷却板20の上面には、図中の座標系のY方向に延びるリブ23が設けられている。3個のリアクトル10は、図中の座標系のX方向に沿って並んでおり、リブ23は、リアクトル10の並び方向(X方向)及び、冷却板20の法線方向(Z方向)の両方と交差する方向に延びている。リブ23は、隣り合うリアクトル10の間に位置する。
A
冷却板20に設けられたリブ23、固定突起21、リアクトル10の本体13(樹脂カバー13)に設けられた脚14の関係を説明する。図5にリアクトルユニット2の平面図を示し、図6にリアクトルユニット2の側面図を示す。図5と図6では、リアクトルユニット2の一部の図示は省略した。また、図5と図6では、右側のリアクトルを符号10aで表し、左側のリアクトルは符号10bで表す。図6では、左側のリアクトル10bは冷却板20から外して描いてある。また、それぞれの脚を個別に示すときには符号14の後に英字を付して表す。
The relationship between the
図5に示されているように、それぞれのリアクトル10は、固定用に3個の脚14を有している。3個の脚14は、Z軸方向からみて、リアクトル10の本体13(樹脂カバー13)を囲むように配置されている。なお、Z方向は、冷却板20の上面の法線方向に相当する。リアクトル10を固定するための脚14を、本体13を囲むように配置することで、リアクトル10をしっかりと冷却板20に固定することができる。
As shown in FIG. 5, each
3個の脚14に対応して冷却板20には3個の固定突起21が設けられている。固定突起21も、Z方向(冷却板20の法線方向)からみて、リアクトル10を囲むように位置している。
The cooling
一方、右側のリアクトル10aの左奥側の脚14aと、左側のリアクトル10bの右奥側の脚14bは近接する。リアクトルユニット2を小型化しようとすると、隣り合うリアクトル10の間隔が小さくなる。その結果、リアクトル10の取り付け作業が難しくなる。リアクトルユニット2の場合、図5、6に表れているように、リアクトル10aの2個の脚14a、14c(リアクトル10bの2個の脚14b、14d)は、X方向(複数のリアクトル10の並び方向)において、本体13の両側に突出している。それゆえ、リアクトル10bを冷却板20に取り付ける際、その右奥側の脚14bが、既に取り付けられている右側のリアクトル10aの左奥側の脚14aに接近する。取り付け作業中に脚14bが脚14aに接触すると脚がダメージを受けるおそれがある。そこで、リアクトルユニット2では、リブ23と固定突起21の高さを調整することで、リアクトル10の組み付けの際に脚同士が接触することを回避できるようになっている。
On the other hand, the left back
図6の側面図において、脚14の高さを符号H1で示し、固定突起21の高さを符号H2で示し、リブ23の高さを符号H3で示してある。なお、リブ23の幅は符号W1で示してある。図6には、冷却板20の裏面に設けられたフィン29も図示されている。
In the side view of FIG. 6, the height of the
リブ23の高さH3と固定突起21の高さH2は、いずれも、脚14の高さH1よりも高くなっている。この高さの関係により、次の利点が得られる。リアクトル10bを冷却板20に近づけていくと、脚14bが脚14aに接近するのに先立って、リアクトル10bの本体13が3個の固定突起21とリブ23に近づく。リアクトル10bに対応する3個の固定突起21は、リアクトル10bの本体13を囲むように配置されている。それゆえ、リアクトル10bの本体13は、3個の固定突起21に誘導され、3個の固定突起21で囲まれた範囲の中央、すなわち、予定された取り付け位置へ近づいていく。また、リブ23は、隣り合うリアクトル10aとリアクトル10bを隔てるように配置されている。そのような、リブ23によって、リアクトル10bの脚14bがリアクトル10aの脚14aに近づく際に、リアクトル10bはリアクトル10aに対して予定された距離より近い距離で近づくことがない。このように、リブ23の高さH3と固定突起21の高さH2を設定することで、組み付けようとするリアクトル10bの脚14bが冷却板20に既に固定されているリアクトル10aの脚14aと干渉する前に、組み付けようとするリアクトル10bの本体13は、脚同士が干渉しない位置へと誘導される。それゆえ、リアクトル10bを組み付ける際に脚同士の干渉が避けられる。
The height H3 of the
図3、図6に表れているように、リブ23の先端は、図中の座標系のY方向(複数のリアクトル10の並び方向、および、冷却板20の法線方向に交差する方向)からみて先細りになっている。リブ23が先細りになっていることも、取り付けようとするリアクトル10bを正しい位置へスムーズに案内することに貢献する。
As shown in FIGS. 3 and 6, the tip of the
図7に、冷却板20の平面図を示す。図7には、冷却板20の裏面に設けられているフィン29を破線で示してある。また、図7では、リアクトル10のコイル12と冷却板20の間に挟まれる伝熱シート25をグレーで示した。
FIG. 7 shows a plan view of the cooling
図6、図7に表されているように、フィン29は、図中の座標系のZ方向(冷却板20の法線方向)からみて、伝熱シート25(コイル12と冷却板20に挟まれている伝熱シート25)と重なるように、かつ、リブ23とは重ならないように設けられている。別言すれば、フィン29は、コイル12と伝熱シート25の直下に位置している。そのような構造により、コイル12からフィン29へ効果的に熱が伝わる。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例のリアクトルユニット2は、冷却板20の上に3個のリアクトル10が一列に並ぶ構造を有している。冷却板に固定されるリアクトルの数は、2個以上であればよい。また、複数のリアクトルが2列(あるいはそれ以上の列)で並んでいてもよい。複数列に並んでいる場合、いずれかの列で実施例の構造が実現されていればよい。
The points to be noted regarding the technique described in the examples will be described. The
リアクトル10の本体13には、3個の脚14が設けられている。脚の数も3個に制限されない。複数の脚は、リアクトルの本体13の側面に設けられる。複数の脚は、冷却板の法線方向からみてリアクトルの本体を囲んでおり、少なくとも2個の脚が、リアクトルの並び方向で本体の両側に突出していればよい。
The
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に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、出願時請求項記載の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例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、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。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above. The technical elements described herein or in the drawings exhibit their technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the techniques illustrated in the present specification or drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and achieving one of the purposes itself has technical usefulness.
2:リアクトルユニット 10、10a、10b:リアクトル 11:コア 12:コイル 13:樹脂カバー(本体) 14、14a−14d:脚 20:冷却板 21:固定突起 22:コア台座 23:リブ 25、26:伝熱シート 29:フィン 30:ボルト
2:
Claims (3)
複数の前記リアクトルが一列に固定されている冷却板と、
を備えており、
複数の前記脚は、前記冷却板の法線方向からみて前記リアクトルの本体を囲むように配置されているとともに、少なくとも2個の前記脚は、複数の前記リアクトルの並び方向で前記本体の両側に突出しており、
前記冷却板には、前記脚に向けて突出するとともに前記脚を固定している固定突起と、隣り合う前記リアクトルの間に位置するリブが設けられており、
前記リブと前記固定突起の高さが前記脚の高さよりも高い、
リアクトルユニット。 Multiple reactors with multiple fastening legs on the sides,
A cooling plate in which the plurality of reactors are fixed in a row, and
Is equipped with
The plurality of legs are arranged so as to surround the main body of the reactor when viewed from the normal direction of the cooling plate, and at least two of the legs are arranged on both sides of the main body in the arrangement direction of the plurality of reactors. Protruding,
The cooling plate is provided with a rib that protrudes toward the leg and fixes the leg, and a rib that is located between the adjacent reactors.
The height of the rib and the fixing protrusion is higher than the height of the leg.
Reactor unit.
前記冷却板の裏面に設けられている複数の放熱フィンと、
をさらに備えており、
前記フィンは、前記法線方向からみて、前記伝熱シートと重なるように、かつ、前記リブとは重ならないように設けられている、請求項1または2に記載のリアクトルユニット。 A heat transfer sheet sandwiched between each of the reactors and the cooling plate,
A plurality of heat radiation fins provided on the back surface of the cooling plate, and
Is further equipped with
The reactor unit according to claim 1 or 2, wherein the fins are provided so as to overlap the heat transfer sheet and not to overlap the ribs when viewed from the normal direction.
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