JP2023048379A - Reactor - Google Patents

Reactor Download PDF

Info

Publication number
JP2023048379A
JP2023048379A JP2021157655A JP2021157655A JP2023048379A JP 2023048379 A JP2023048379 A JP 2023048379A JP 2021157655 A JP2021157655 A JP 2021157655A JP 2021157655 A JP2021157655 A JP 2021157655A JP 2023048379 A JP2023048379 A JP 2023048379A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
core
cooling
reactor
heat
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
JP2021157655A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
優仁 西岡
Masahito Nishioka
晃二 池田
Koji Ikeda
耕平 仲野
Kohei Nakano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Astemo Ltd
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 Hitachi Astemo Ltd filed Critical Hitachi Astemo Ltd
Priority to JP2021157655A priority Critical patent/JP2023048379A/en
Publication of JP2023048379A publication Critical patent/JP2023048379A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Transformer Cooling (AREA)

Abstract

To provide a reactor having a cooling unit for cooling a coil and a core, which can eliminate necessity of formation of a recess portion to be fitted by the coil by enhancing cooling performance.SOLUTION: A reactor 4 includes a cylindrical coil 7, a core 8 provided to penetrate the coil 7, a resin portion 9 that covers the coil 7 and the core 8, and a cooling unit 10 that cools the coil 7 and the core 8. The coil 7 has an exposed surface 7a that is a part of the peripheral surface of the coil 7 and is located outside the resin portion 9. The core 8 has a heat dissipation surface 8b1 which is located outside the resin portion 9 and arranged in the same plane as the exposed surface 7a. The cooling unit 10 is arranged in mechanical or thermal contact with the exposed surface 7a of the coil 7 and the heat dissipation surface 8b1 of the core 8.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、リアクトルに関するものである。 The present invention relates to reactors.

電気自動車やハイブリッド自動車等の電動車両には、バッテリとモータ等との間で電力変換を行う電力変換装置が設置されている。このような電力変換装置は、コンデンサやリアクトルを備えており、例えばバッテリから出力される直流電力を交流電力に変換してモータに給電する。特許文献1には、このような電力変換装置に設けられたリアクトルが開示されている。 2. Description of the Related Art An electric vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle is equipped with a power conversion device that performs power conversion between a battery and a motor or the like. Such a power conversion device includes a capacitor and a reactor, converts DC power output from a battery into AC power, and feeds the motor with the AC power. Patent Literature 1 discloses a reactor provided in such a power converter.

特許文献1に開示されたリアクトルは、コイル及びコアを覆う樹脂部を備えている。コイルの一部は樹脂部から露出されており、冷却部として機能する金属製ケース底板上に載置されている。 A reactor disclosed in Patent Document 1 includes a resin portion that covers a coil and a core. A portion of the coil is exposed from the resin portion and placed on a metal case bottom plate that functions as a cooling portion.

国際公開第2013/001591号WO2013/001591

特許文献1では放熱性を高めるため、金属製ケース底板に凹部を設けており、この凹部に樹脂部から露出したコイルの一部を収容している。このような凹部を設けることによって、コイルと金属製ケースの接触面積が増大し、コイル及びコアの冷却効率を高めることが可能となる。 In Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100003, a recess is provided in the bottom plate of the metal case in order to improve heat dissipation, and part of the coil exposed from the resin portion is accommodated in this recess. By providing such a concave portion, the contact area between the coil and the metal case is increased, making it possible to improve the cooling efficiency of the coil and core.

しかしながら、冷却部に対してコイルが嵌り込む凹部を設けるためには、冷却部に対して凹部を形成する加工を施す必要がある。このため、冷却部ケースを形成するための金型の複雑化や、冷却部ケースに対する加工工数の増大を招くことなる。 However, in order to provide the cooling portion with the recess into which the coil is fitted, it is necessary to process the cooling portion to form the recess. As a result, the mold for forming the cooling part case becomes complicated, and the number of processing steps for the cooling part case increases.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、コイル及びコアを冷却する冷却部を備えるリアクトルにおいて、冷却性能を高めることによって、冷却部にコイルが嵌る凹部の形成を不要とすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and aims to eliminate the need to form a recess in which the coil fits in the cooling part by improving the cooling performance in a reactor provided with a cooling part for cooling the coil and the core. With the goal.

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。 The present invention employs the following configurations as means for solving the above problems.

本発明の第1の態様は、筒状のコイルと、上記コイルを貫通して設けられるコアと、上記コイル及び上記コアを覆う樹脂部と、上記コイル及び上記コアを冷却する冷却部とを備えるリアクトルであって、上記コイルが、上記コイルの周面の一部であって上記樹脂部の外部に位置する露出面を有し、上記コアが、上記樹脂部の外部に位置して上記露出面と同一平面に配置された放熱面を備え、上記冷却部が、上記コイルの上記露出面と上記コアの上記放熱面とに接触状態で配置されているという構成を採用する。 A first aspect of the present invention includes a cylindrical coil, a core provided through the coil, a resin portion covering the coil and the core, and a cooling portion cooling the coil and the core. In the reactor, the coil has an exposed surface that is part of the peripheral surface of the coil and is positioned outside the resin portion, and the core is positioned outside the resin portion and has the exposed surface and the cooling part is arranged in contact with the exposed surface of the coil and the heat dissipation surface of the core.

本発明の第2の態様は、上記第1の態様において、上記コアが、上記コイルを貫通する本体部と、上記本体部から上記コイルの径方向外側に向けて突出すると共に上記放熱面を有する延出部と、上記本体部の一部を切欠くことで形成された切欠部とを有するという構成を採用する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the core has a main body part that penetrates the coil, and a heat radiation surface that protrudes radially outward from the main body part of the coil. A configuration is adopted in which an extension portion and a notch portion formed by notching a portion of the main body portion are provided.

本発明の第3の態様は、上記第2の態様において、複数の上記コイルを備え、上記コアの本体部が、各々の上記コイルに対して設けられると共に上記コイルを貫通する複数の貫通部と、上記貫通部同士を接続すると共に上記切欠部が形成された接続部とを備え、上記延出部が、上記接続部から突出して設けられているという構成を採用する。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, a plurality of the coils are provided, and the main body portion of the core includes a plurality of penetrating portions provided for each of the coils and penetrating the coils. and a connecting portion connecting the through portions with each other and formed with the notch portion, and the extending portion is provided so as to protrude from the connecting portion.

本発明の第4の態様は、上記第1~第3いずれかの態様において、上記冷却部が、上記コイル及び上記コアから伝達された熱を外部に放熱する放熱部と、上記露出面及び放熱面と上記放熱部との間に介挿される絶縁性の熱伝導部材とを有するという構成を採用する。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the cooling unit comprises: a heat radiating portion for radiating heat transferred from the coil and the core to the outside; A configuration is adopted in which an insulating heat-conducting member is interposed between the surface and the heat radiating portion.

本発明の第5の態様は、上記第4の態様において、上記樹脂部が、上記冷却部に向けて突出すると共に突出方向と直交する方向から上記熱伝導部材に当接する突壁部を有するという構成を採用する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the resin portion has a protruding wall portion that protrudes toward the cooling portion and abuts against the heat-conducting member in a direction orthogonal to the protruding direction. Adopt configuration.

本発明の第6の態様は、上記第5の態様において、上記突壁部が枠状に形成されると共に、上記突壁部で囲まれた空間内に上記熱伝導部材が収容されているという構成を採用する。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the projecting wall portion is formed in a frame shape, and the heat conducting member is accommodated in a space surrounded by the projecting wall portion. Adopt configuration.

本発明においては、コアに対して、コイルの露出面と同一平面に配置された放熱面が設けられている。この放熱面は樹脂部の外部に配置されて、コイルの露出面と同様に冷却部に対して接触状態とされる。このため、本発明によれば、コイルの露出面のみならず、コイルの放熱面からの冷却部に伝熱することが可能となる。したがって、本発明によれば、コイルの露出面のみが冷却部と接触している場合よりも、コイル及びコアの冷却性能を高めることが可能となる。よって、本発明によれば、コイル及びコアを冷却する冷却部を備えるリアクトルにおいて、冷却性能を高めることによって、冷却部にコイルが嵌る凹部の形成が不要となる。 In the present invention, the core is provided with a heat dissipation surface arranged in the same plane as the exposed surface of the coil. The heat dissipation surface is arranged outside the resin portion and is in contact with the cooling portion in the same manner as the exposed surface of the coil. Therefore, according to the present invention, heat can be transferred not only from the exposed surface of the coil but also from the heat radiation surface of the coil to the cooling portion. Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the cooling performance of the coil and the core as compared with the case where only the exposed surface of the coil is in contact with the cooling portion. Therefore, according to the present invention, in a reactor provided with a cooling portion for cooling a coil and a core, formation of a concave portion into which the coil is fitted in the cooling portion becomes unnecessary by enhancing the cooling performance.

本発明の第1実施形態におけるリアクトルを備える電力変換装置の概略的な構成を示す分解斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is an exploded perspective view which shows schematic structure of the power converter device provided with the reactor in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態におけるリアクトルの模式的な全体図であり、(a)が側面図であり、(b)が平面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a typical general view of the reactor in 1st Embodiment of this invention, (a) is a side view, (b) is a top view. 本発明の第1実施形態におけるリアクトルが備えるコアの模式的な全体図であり、(a)が平面図であり、(b)が側面図であり、(c)が正面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a typical general view of the core with which the reactor in 1st Embodiment of this invention is provided, (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is a front view. 本発明の第2実施形態におけるリアクトルの模式的な側面図である。FIG. 5 is a schematic side view of a reactor according to a second embodiment of the invention; 本発明の第2実施形態におけるリアクトルが備える樹脂部の模式的な全体図であり、(a)が側面図であり、(b)が下面図である。It is a typical general view of the resin part with which the reactor in 2nd Embodiment of this invention is provided, (a) is a side view, (b) is a bottom view. 本発明の第1実施形態におけるリアクトルの変形例が備えるコアの模式的な側面図である。FIG. 5 is a schematic side view of a core included in a modification of the reactor according to the first embodiment of the invention;

以下、図面を参照して、本発明に係るリアクトルの一実施形態について説明する。 An embodiment of a reactor according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1実施形態)
図1は、本実施形態のリアクトル4を備える電力変換装置1の概略的な構成を示す分解斜視図である。電力変換装置1は、電気自動車等の車両に搭載され、不図示のモータ(負荷)とバッテリとの間に設けられている。このような電力変換装置1は、図1に示すように、インテリジェントパワーモジュール2と、コンデンサ3と、リアクトル4と、DCDCコンバータ5と、本体ケース6とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a power conversion device 1 including a reactor 4 of this embodiment. The power conversion device 1 is mounted on a vehicle such as an electric vehicle, and is provided between a motor (load) (not shown) and a battery. Such a power conversion device 1 includes an intelligent power module 2, a capacitor 3, a reactor 4, a DCDC converter 5, and a body case 6, as shown in FIG.

インテリジェントパワーモジュール2は、パワーモジュール20、ゲートドライバ基板21、ECU基板22等を備えている。パワーモジュール20は、パワー半導体素子を有する複数のパワーデバイス20aと、これらのパワーデバイス20aを収容する樹脂製のパワーモジュールケース20bと、パワーデバイス20aと接続されたバスバー20cとを備えている。また、パワーモジュール20は、バスバー20cの短絡を防ぐ絶縁樹脂部材、及び、冷却用のウォータジャケット等を備えている。 The intelligent power module 2 includes a power module 20, a gate driver board 21, an ECU board 22, and the like. The power module 20 includes a plurality of power devices 20a having power semiconductor elements, a resin power module case 20b housing the power devices 20a, and a bus bar 20c connected to the power devices 20a. In addition, the power module 20 includes an insulating resin member that prevents a short circuit of the bus bar 20c, a water jacket for cooling, and the like.

ゲートドライバ基板21は、パワーデバイス20aによって形成される昇降圧コンバータやインバータの駆動信号を生成するゲートドライバが設けられた基板である。このようなゲートドライバ基板21は、パワーモジュール20に積層されている。ECU基板22は、ゲートドライバ基板21の制御を行うECU(Electronic Control Unit)が設けられた基板である。このECU基板22は、ゲートドライバ基板21に積層されている。 The gate driver substrate 21 is a substrate provided with a gate driver for generating drive signals for the step-up/step-down converter and inverter formed by the power device 20a. Such a gate driver substrate 21 is laminated on the power module 20 . The ECU board 22 is a board provided with an ECU (Electronic Control Unit) for controlling the gate driver board 21 . The ECU board 22 is laminated on the gate driver board 21 .

コンデンサ3は、インテリジェントパワーモジュール2と接続されており、パワーモジュール20の側方に配置されている。本実施形態のリアクトル4は、インテリジェントパワーモジュール2の下方に配置されている。本実施形態のリアクトル4の構成については、後に詳細に説明する。DCDCコンバータ5は、リアクトル4の側方であって、インテリジェントパワーモジュール2の下方に配置されている。なお、DCDCコンバータ5は、バッテリ電力を周囲の電子部品(ゲートドライバ基板21やECU基板22に実装された電子部品等)に適した電圧に変換する。 The capacitor 3 is connected to the intelligent power module 2 and arranged on the side of the power module 20 . The reactor 4 of this embodiment is arranged below the intelligent power module 2 . The configuration of the reactor 4 of this embodiment will be described later in detail. The DCDC converter 5 is arranged on the side of the reactor 4 and below the intelligent power module 2 . Note that the DCDC converter 5 converts the battery power into a voltage suitable for surrounding electronic components (such as electronic components mounted on the gate driver board 21 and the ECU board 22).

本体ケース6は、インテリジェントパワーモジュール2、コンデンサ3、リアクトル4及びDCDCコンバータ5を収容するケースであり、上部ケース6aと、中央ケース6bと、下部ケース6cとを備えている。これらの上部ケース6a、中央ケース6b及び下部ケース6cは、パワーモジュール20とゲートドライバ基板21とECU基板22の積層方向に分割可能に接続されている。上部ケース6aは、ECU基板22側からインテリジェントパワーモジュール2を覆っており、中央ケース6bと締結されている。中央ケース6bは、インテリジェントパワーモジュール2、コンデンサ3、リアクトル4及びDCDCコンバータ5の周囲を覆っている。下部ケース6cは、リアクトル4及びDCDCコンバータ5を下方から覆っており、インテリジェントパワーモジュール2と不図示のモータとを接続するための接続コネクタが設けられ、中央ケース6bに締結されている。 The body case 6 is a case that houses the intelligent power module 2, the capacitor 3, the reactor 4, and the DCDC converter 5, and includes an upper case 6a, a central case 6b, and a lower case 6c. These upper case 6a, middle case 6b and lower case 6c are connected to the power module 20, the gate driver board 21 and the ECU board 22 so as to be separable in the stacking direction. The upper case 6a covers the intelligent power module 2 from the side of the ECU board 22 and is fastened to the central case 6b. The central case 6 b surrounds the intelligent power module 2 , capacitor 3 , reactor 4 and DCDC converter 5 . The lower case 6c covers the reactor 4 and the DCDC converter 5 from below, is provided with a connector for connecting the intelligent power module 2 and a motor (not shown), and is fastened to the central case 6b.

図2は、本実施形態のリアクトル4の模式的な全体図であり、(a)が側面図であり、(b)が平面図である。これらの図に示すように、リアクトル4は、コイル7と、コア8と、樹脂部9と、冷却部10とを備えている。 FIG. 2 is a schematic overall view of the reactor 4 of this embodiment, where (a) is a side view and (b) is a plan view. As shown in these figures, reactor 4 includes coil 7 , core 8 , resin portion 9 , and cooling portion 10 .

コイル7は、巻線が巻回されることによって筒状に形成されている。本実施形態においては、2つのコイル7は、軸芯方向が互いに平行となるように水平方向に配列されている。各々のコイル7は、軸芯方向から見た外形形状が略矩形状となるように形成されている。このため、コイル7の周面には、4つの平面が設けられている。 The coil 7 is formed in a cylindrical shape by winding a wire. In this embodiment, the two coils 7 are horizontally arranged so that their axial directions are parallel to each other. Each coil 7 is formed to have a substantially rectangular outer shape when viewed from the axial direction. For this reason, the circumferential surface of the coil 7 is provided with four planes.

コイル7の一部は樹脂部9から露出している。この露出された部位には、4つの平面の1つが含まれている。つまり、コイル7の周面に設けられた4つの平面のうち、1つは樹脂部9の外部に位置している。この樹脂部9の外部に位置する平面を露出面7aと称する。このように、本実施形態においてコイル7は、コイル7の周面の一部であって樹脂部9の外部に位置する露出面7aを備えている。 A part of the coil 7 is exposed from the resin portion 9 . This exposed area includes one of four planes. That is, one of the four planes provided on the peripheral surface of the coil 7 is positioned outside the resin portion 9 . A plane positioned outside the resin portion 9 is referred to as an exposed surface 7a. Thus, in this embodiment, the coil 7 has an exposed surface 7 a that is part of the peripheral surface of the coil 7 and positioned outside the resin portion 9 .

図3は、コア8の模式的な全体図であり、(a)が平面図であり、(b)が側面図であり、(c)が正面図である。コア8は、導電性の金属によって形成された芯材であり、筒状のコイル7に挿通され、コイル7を貫通して設けられている。図3に示すように、コア8は、本体部8aと、延出部8bと、切欠部8cとを備えている。 FIG. 3 is a schematic overall view of the core 8, where (a) is a plan view, (b) is a side view, and (c) is a front view. The core 8 is a core material made of a conductive metal, is inserted into the tubular coil 7 , and is provided so as to penetrate the coil 7 . As shown in FIG. 3, the core 8 includes a body portion 8a, an extension portion 8b, and a notch portion 8c.

本体部8aは、コイル7を貫通する部位である。この本体部8aは、全体が樹脂部9によって覆われており、2つの貫通部8a1と、2つの接続部8a2とを備えている。貫通部8a1は、各々のコイル7に対して設けられている。本実施形態ではコイル7が2つ設けられているため、貫通部8a1も2つ設けられている。各々の貫通部8a1は、筒状のコイル7の中央開口を貫通する棒状に形成されている。 The body portion 8a is a portion through which the coil 7 is passed. The body portion 8a is entirely covered with a resin portion 9 and has two through portions 8a1 and two connection portions 8a2. The through portion 8 a 1 is provided for each coil 7 . Since two coils 7 are provided in this embodiment, two through portions 8a1 are also provided. Each penetrating portion 8a1 is formed in a rod shape penetrating through the central opening of the cylindrical coil 7. As shown in FIG.

接続部8a2は、貫通部8a1同士を接続する部位である。一方の接続部8a2は、一方の貫通部8a1の一端と他方の貫通部8a1の一端とを接続している。また、他方の接続部8a2は、一方の貫通部8a1の他端と他方の貫通部8a1の他端とを接続している。 The connection portion 8a2 is a portion that connects the through portions 8a1. One connecting portion 8a2 connects one end of one penetrating portion 8a1 and one end of the other penetrating portion 8a1. The other connecting portion 8a2 connects the other end of the through portion 8a1 and the other end of the through portion 8a1.

延出部8bは、各々の接続部8a2に対して設けられた部位であり、各々の接続部8a2から突出して設けられている。つまり、本実施形態において延出部8bは2つ設けられている。各々の延出部8bは、各々の接続部8a2からコイル7の径方向に突出しており、先端部が樹脂部9の外側に位置している。また、各々の延出部8bの先端部には、放熱面8b1が設けられている。 The extending portion 8b is a portion provided for each connection portion 8a2, and is provided so as to protrude from each connection portion 8a2. That is, two extending portions 8b are provided in this embodiment. Each extending portion 8b protrudes from each connecting portion 8a2 in the radial direction of the coil 7, and the tip thereof is located outside the resin portion 9. As shown in FIG. A heat dissipation surface 8b1 is provided at the tip of each extension 8b.

各々の放熱面8b1は、コイル7の露出面7aと同一平面に配置されている。つまり、露出面7aを含む仮想的な平面上に放熱面8b1が含まれている。なお、ここで言う同一平面に放熱面8b1と露出面7aとが設けられているとは、放熱面8b1と露出面7aとが完全に同一な平面に含まれていることに限定するものではなく、機械的な誤差等によって生じるずれを許容するものである。 Each heat radiation surface 8b1 is arranged on the same plane as the exposed surface 7a of the coil 7. As shown in FIG. That is, the heat radiation surface 8b1 is included on a virtual plane including the exposed surface 7a. It should be noted that the fact that the heat dissipation surface 8b1 and the exposed surface 7a are provided on the same plane does not mean that the heat dissipation surface 8b1 and the exposed surface 7a are completely included in the same plane. , and allow deviations caused by mechanical errors and the like.

このように本実施形態においてコア8は、樹脂部9の外部に位置してコイル7の露出面7aと同一平面に配置された放熱面8b1を有している。この放熱面8b1は、露出面7aと共に冷却部10に機械的または熱的に接触状態とされる。 Thus, in the present embodiment, the core 8 has the heat dissipation surface 8b1 positioned outside the resin portion 9 and arranged in the same plane as the exposed surface 7a of the coil 7. As shown in FIG. The heat radiation surface 8b1 is in mechanical or thermal contact with the cooling portion 10 together with the exposed surface 7a.

なお、コア8は、本体部8aの一方の半分と一方の延出部8bとによって形成されたパーツと、本体部8aの他方の半分と他方の延出部8bとによって形成されたパーツとに分割可能とされている。これらのパーツは、図3に示すように、各々のコイル7の内部にて接続されている。 The core 8 is divided into a part formed by one half of the body portion 8a and one extension portion 8b and a part formed by the other half of the body portion 8a and the other extension portion 8b. It is considered divisible. These parts are connected inside each coil 7 as shown in FIG.

切欠部8cは、本体部8aの一部を切欠くことによって形成された部位である。この切欠部8cは、延出部8bを形成することによって増加したコア8の体積を減少させる部位である。切欠部8cによってコア8の体積が減少することによって、延出部8bを設けない場合のコアの重量とコア8の重量とが近づくあるいは同一となる。したがって、インダクタンス(重量特定)を、延出部8bを設けない場合と同様とすることができる。 The notch portion 8c is a portion formed by notching a part of the body portion 8a. The cutout portion 8c is a portion that reduces the volume of the core 8 that is increased by forming the extension portion 8b. As the volume of the core 8 is reduced by the notch portion 8c, the weight of the core 8 without the extending portion 8b approaches or becomes the same. Therefore, the inductance (weight specification) can be made the same as when the extension 8b is not provided.

本実施形態においては、切欠部8cは、接続部8a2の貫通部8a1と反対側の端部の上部に設けられている。このような位置に切欠部8cを設けることによって、接続部8a2の貫通部8a1の延伸方向に沿った方向の幅を大きく確保することができる。したがって、延出部8bの設置スペースを広くすることができ、放熱面8b1を広くすることが可能となる。 In the present embodiment, the notch 8c is provided at the upper portion of the end of the connecting portion 8a2 opposite to the through portion 8a1. By providing the notch portion 8c at such a position, it is possible to ensure a large width of the connection portion 8a2 in the direction along the extending direction of the through portion 8a1. Therefore, it is possible to widen the installation space of the extending portion 8b, and it is possible to widen the heat radiation surface 8b1.

樹脂部9は、コイル7及びコア8を覆う部材であり、樹脂によって形成されている。つまり、コイル7及びコア8は、樹脂部9によってモールドされている。本実施形態においては、樹脂部9と冷却部10との間には隙間が設けられている。この隙間には、コイル7の一部とコア8の延出部8bの一部とが配置されている。 The resin portion 9 is a member that covers the coil 7 and the core 8, and is made of resin. That is, the coil 7 and core 8 are molded with the resin portion 9 . In this embodiment, a gap is provided between the resin portion 9 and the cooling portion 10 . A part of the coil 7 and a part of the extending portion 8b of the core 8 are arranged in this gap.

冷却部10は、コイル7及びコア8からの熱を受けることによって、コイル7及びコア8を冷却する。本実施形態において冷却部10は、冷却器10a(放熱部)と、絶縁性熱伝導部材10b(熱伝導部材)とを備えている。 The cooling unit 10 cools the coil 7 and the core 8 by receiving heat from the coil 7 and the core 8 . In this embodiment, the cooling unit 10 includes a cooler 10a (radiator) and an insulating thermally conductive member 10b (thermally conductive member).

冷却器10aは、例えばクーラント水を冷却液として用いて冷却を行う水冷ジャケットである。また、冷却器10aとしては、放熱板を有するヒートシンクであっても良い。このような冷却器10aは、コイル7及びコア8から受けた熱を外部に対して放熱する。 The cooler 10a is a water cooling jacket that performs cooling using, for example, coolant water as a coolant. Further, the cooler 10a may be a heat sink having a radiator plate. Such a cooler 10a radiates heat received from the coil 7 and the core 8 to the outside.

絶縁性熱伝導部材10bは、コイル7と冷却器10aとの間、及び、コア8と冷却器10aとの間に挟まれるようにして配置された単一のシート状またはジェル状の部材である。つまり、本実施形態においては、コイル7及びコア8と冷却器10aとの間に介挿される絶縁性熱伝導部材10bを備えている。絶縁性熱伝導部材10bは、絶縁性を有していながら熱伝導性を有する材料によって形成されている。この絶縁性熱伝導部材10bによって、コイル7及びコア8と冷却器10aとを絶縁することが可能である。 The insulating heat-conducting member 10b is a single sheet-like or gel-like member sandwiched between the coil 7 and the cooler 10a and between the core 8 and the cooler 10a. . That is, in this embodiment, the insulating heat-conducting member 10b is interposed between the coil 7/core 8 and the cooler 10a. The insulating heat-conducting member 10b is made of a material that is insulating and heat-conducting. It is possible to insulate the coil 7 and the core 8 from the cooler 10a by means of the insulating heat-conducting member 10b.

このように構成された本実施形態のリアクトル4では、コイル7に電流が流れることによってコイル7及びコア8の温度が上昇する。コイル7の熱は、露出面7aから冷却部10に伝達されて外部に放出される。また、コア8の熱は、延出部8bの放熱面8b1から冷却部10に伝達されて外部に放出される。このように冷却部10に熱が伝達されることによって、コイル7及びコア8が冷却される。 In the reactor 4 of this embodiment configured as described above, the temperature of the coil 7 and the core 8 rises due to the current flowing through the coil 7 . The heat of the coil 7 is transmitted from the exposed surface 7a to the cooling section 10 and released to the outside. Moreover, the heat of the core 8 is transmitted to the cooling portion 10 from the heat radiation surface 8b1 of the extending portion 8b and released to the outside. By transferring heat to the cooling part 10 in this way, the coil 7 and the core 8 are cooled.

以上のような本実施形態のリアクトル4は、コイル7と、コア8と、樹脂部9と、冷却部10とを備えている。コイル7は筒状に形成されている。コア8は、コイル7を貫通して設けられている。樹脂部9は、コイル7及びコア8を覆うように設けられている。冷却部10は、コイル7及びコア8を冷却する。また、本実施形態のリアクトル4においては、コイル7が、コイル7の周面の一部であって樹脂部9の外部に位置する露出面7aを有している。また、コア8が、樹脂部9の外部に位置して露出面7aと同一平面に配置された放熱面8b1を備えている。また、冷却部10が、コイル7の露出面7aとコア8の放熱面8b1とに機械的または熱的に接触状態で配置されている。 The reactor 4 of this embodiment as described above includes the coil 7 , the core 8 , the resin portion 9 , and the cooling portion 10 . The coil 7 is formed in a cylindrical shape. The core 8 is provided so as to penetrate the coil 7 . The resin part 9 is provided so as to cover the coil 7 and the core 8 . The cooling part 10 cools the coil 7 and the core 8 . Further, in the reactor 4 of the present embodiment, the coil 7 has an exposed surface 7 a that is part of the peripheral surface of the coil 7 and positioned outside the resin portion 9 . Further, the core 8 has a heat dissipation surface 8b1 located outside the resin portion 9 and arranged in the same plane as the exposed surface 7a. Further, the cooling part 10 is arranged in mechanical or thermal contact with the exposed surface 7a of the coil 7 and the heat radiation surface 8b1 of the core 8 .

このような本実施形態のリアクトル4本発明においては、コア8に対して、コイル7の露出面7aと同一平面に配置された放熱面8b1が設けられている。この放熱面8b1は、樹脂部9の外部に配置されて、コイル7の露出面7aと同様に冷却部10に対して機械的または熱的に接触状態とされる。このため、本実施形態のリアクトル4によれば、コイル7の露出面7aのみならず、コイル7の放熱面8b1からの冷却部10に伝熱することが可能となる。 In the reactor 4 of the present embodiment as described above, the core 8 is provided with the heat radiation surface 8 b 1 arranged on the same plane as the exposed surface 7 a of the coil 7 . The heat radiation surface 8b1 is arranged outside the resin portion 9 and is in mechanical or thermal contact with the cooling portion 10 in the same manner as the exposed surface 7a of the coil 7. As shown in FIG. Therefore, according to the reactor 4 of the present embodiment, heat can be transferred not only from the exposed surface 7a of the coil 7 but also from the heat radiation surface 8b1 of the coil 7 to the cooling portion 10 .

したがって、本実施形態のリアクトル4によれば、コイル7の露出面7aのみが冷却部10と機械的または熱的に接触している場合よりも、コイル7及びコア8の冷却性能を高めることが可能となる。よって、本実施形態のリアクトル4によれば、コイル7及びコア8を冷却する冷却部10を備えるリアクトル4において、冷却性能を高めることによって、冷却部10にコイル7が嵌る凹部の形成が不要となる。 Therefore, according to the reactor 4 of the present embodiment, the cooling performance of the coil 7 and the core 8 can be improved more than when only the exposed surface 7a of the coil 7 is in mechanical or thermal contact with the cooling section 10. It becomes possible. Therefore, according to the reactor 4 of the present embodiment, in the reactor 4 including the cooling unit 10 that cools the coil 7 and the core 8, by enhancing the cooling performance, it is unnecessary to form a recess in which the coil 7 is fitted in the cooling unit 10. Become.

また、本実施形態のリアクトル4においては、コア8が、本体部8aと、延出部8bと、切欠部8cとを有している。本体部8aは、コイル7を貫通する。延出部8bは、本体部8aからコイル7の径方向外側に向けて突出すると共に放熱面8b1を有する。切欠部8cは、本体部8aの一部を切欠くことで形成されている。 Moreover, in the reactor 4 of the present embodiment, the core 8 has a main body portion 8a, an extension portion 8b, and a notch portion 8c. The main body portion 8 a penetrates the coil 7 . The extending portion 8b protrudes radially outward of the coil 7 from the body portion 8a and has a heat radiation surface 8b1. The notch portion 8c is formed by notching a portion of the body portion 8a.

このような本実施形態のリアクトル4によれば、切欠部8cによって、延出部8bを形成することによって増加したコア8の体積を減少させることができる。切欠部8cによってコア8の体積が減少することによって、延出部8bを設けない場合のコアの重量とコア8の重量とが近づくあるいは同一となり、インダクタンス(重量特定)を、延出部8bを設けない場合と同様とすることができる。 According to the reactor 4 of this embodiment, the volume of the core 8, which is increased by forming the extending portion 8b, can be reduced by the notch portion 8c. Since the volume of the core 8 is reduced by the notch 8c, the weight of the core 8 without the extension 8b becomes close to or equal to the weight of the core 8. It can be the same as when it is not provided.

また、切欠部8cを接続部8a2の貫通部8a1と反対側の端部の上部に設けることによって、接続部8a2の貫通部8a1の延伸方向に沿った方向の幅を大きく確保することができる。したがって、延出部8bの設置スペースを広くすることができ、放熱面8b1を広くすることが可能となる。 Further, by providing the cutout portion 8c at the upper portion of the end of the connection portion 8a2 opposite to the through portion 8a1, a large width of the connection portion 8a2 in the extending direction of the through portion 8a1 can be secured. Therefore, it is possible to widen the installation space of the extending portion 8b, and it is possible to widen the heat radiation surface 8b1.

また、本実施形態のリアクトル4においては、複数のコイル7を備えている。また、コア8の本体部8aが、貫通部8a1と、接続部8a2とを備えている。貫通部8a1は、各々のコイル7に対して設けられると共にコイル7を貫通する。接続部8a2は、貫通部8a1同士を接続すると共に切欠部8cが形成されている。また、延出部8bが、接続部8a2から突出して設けられている。 Moreover, the reactor 4 of this embodiment includes a plurality of coils 7 . Further, the body portion 8a of the core 8 includes a through portion 8a1 and a connection portion 8a2. The penetrating portion 8 a 1 is provided for each coil 7 and penetrates the coil 7 . The connecting portion 8a2 connects the through portions 8a1 and has a notch portion 8c. Further, an extension portion 8b is provided so as to protrude from the connection portion 8a2.

このような本実施形態のリアクトル4によれば、コイル7の外部に位置する接続部8a2から延出部8bが延出されている。このため、延出部8bの設置面積を広く確保することができる。したがって、放熱面8b1を広くすることで放熱効果を向上させることが可能となる。 According to the reactor 4 of the present embodiment, the extending portion 8b extends from the connecting portion 8a2 positioned outside the coil 7 . Therefore, it is possible to secure a large installation area for the extension portion 8b. Therefore, by widening the heat dissipation surface 8b1, it is possible to improve the heat dissipation effect.

また、本実施形態のリアクトル4においては、冷却部10が、冷却器10aと、絶縁性熱伝導部材10bとを有している。冷却器10aは、コイル7及びコア8から伝達された熱を外部に放熱する。絶縁性熱伝導部材10bは、露出面7a及び放熱面8b1と冷却器10aとの間に介挿される。このような本実施形態のリアクトル4によれば、コイル7及びコア8を冷却器10aと絶縁することができる。 In addition, in the reactor 4 of the present embodiment, the cooling section 10 has a cooler 10a and an insulating heat-conducting member 10b. The cooler 10a radiates heat transferred from the coil 7 and the core 8 to the outside. The insulating heat-conducting member 10b is interposed between the exposed surface 7a and the heat radiation surface 8b1 and the cooler 10a. According to the reactor 4 of this embodiment, the coil 7 and the core 8 can be insulated from the cooler 10a.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について、図4及び図5を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第1実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. In the description of the present embodiment, the description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted or simplified.

図4は、本実施形態のリアクトル4Aの模式的な側面図である。この図に示すように、本実施形態のリアクトル4Aにおいては、樹脂部9が囲壁9a(突壁部)を有している。図5は、樹脂部9の模式的な全体図であり、(a)が側面図であり、(b)が下面図である。囲壁9aは、樹脂部9の下部に設けられており、内側に収容空間Sを形成するように枠状に形成されている。この囲壁9aの下端は、冷却部10の冷却器10aに当接している。 FIG. 4 is a schematic side view of the reactor 4A of this embodiment. As shown in this figure, in the reactor 4A of the present embodiment, the resin portion 9 has a surrounding wall 9a (protruding wall portion). FIG. 5 is a schematic overall view of the resin portion 9, where (a) is a side view and (b) is a bottom view. The surrounding wall 9a is provided in the lower part of the resin part 9, and is formed in a frame shape so as to form an accommodation space S inside. The lower end of the surrounding wall 9a is in contact with the cooler 10a of the cooling section 10. As shown in FIG.

本実施形態においては、樹脂部9の囲壁9aによって形成された収容空間Sに絶縁性熱伝導部材10bが収容されている。囲壁9aは、収容空間Sに収容された絶縁性熱伝導部材10bに対して側方(囲壁9aの突出方向である下方向に対して直交する方向)から当接している。このような囲壁9aは、絶縁性熱伝導部材10bが冷却器10aに対して移動することを防止する。 In this embodiment, the insulating heat-conducting member 10b is accommodated in the accommodation space S formed by the surrounding wall 9a of the resin portion 9. As shown in FIG. The surrounding wall 9a is in contact with the insulating heat-conducting member 10b housed in the housing space S from the side (in a direction orthogonal to the downward direction, which is the projecting direction of the surrounding wall 9a). Such a surrounding wall 9a prevents the insulating heat-conducting member 10b from moving with respect to the cooler 10a.

このため、本実施形態においては、冷却器10aに対して絶縁性熱伝導部材10bを強固に固着させる必要がなくなる。したがって、例えば、冷却器10aと絶縁性熱伝導部材10bとの間に接着剤を介挿しない構成や、使用する接着剤の量を減少させる構成を採用することができる。したがって、絶縁性熱伝導部材10bから冷却器10aの熱伝導性を高め、より冷却効率を向上させることが可能となる。 Therefore, in this embodiment, it is not necessary to firmly fix the insulating heat-conducting member 10b to the cooler 10a. Therefore, for example, a configuration in which no adhesive is interposed between the cooler 10a and the insulating heat-conducting member 10b or a configuration in which the amount of adhesive to be used is reduced can be adopted. Therefore, it becomes possible to increase the heat conductivity of the cooler 10a from the insulating heat-conducting member 10b and further improve the cooling efficiency.

また、本実施形態においては、囲壁9aが枠状に形成されており、絶縁性熱伝導部材10bに対して前後左右から当接されている。このため、前後左右のいずれの方向においても、絶縁性熱伝導部材10bが冷却器10aに対して移動することを防止することが可能となる。 Further, in the present embodiment, the surrounding wall 9a is formed in a frame shape and is in contact with the insulating heat-conducting member 10b from the front, rear, left and right. Therefore, it is possible to prevent the insulating heat-conducting member 10b from moving with respect to the cooler 10a in any of the front, rear, left, and right directions.

ただし、必ずしも枠状の囲壁9aを設ける必要はなく、左右前後方向のいずれかあるいは複数の方向から絶縁性熱伝導部材10bの側部に当接する突壁部が設けられていれば、絶縁性熱伝導部材10bが冷却器10aに対して移動することを抑止することが可能となる。 However, it is not always necessary to provide the frame-shaped surrounding wall 9a. If a protruding wall portion is provided that abuts on the side portion of the insulating heat-conducting member 10b from one of the left, right, front and back directions or from a plurality of directions, the insulating heat transfer member 10b may be provided. It is possible to prevent the transmission member 10b from moving with respect to the cooler 10a.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments. The various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiment are merely examples, and can be variously changed based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、コイル7を2つ設ける構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。コイル7の数は変更可能である。このような場合には、例えばコア8もコイル7の数に合わせた貫通部8a1を有する構成とすることができる。 For example, in the above embodiment, the configuration in which two coils 7 are provided has been described. However, the invention is not limited to this. The number of coils 7 can be changed. In such a case, for example, the core 8 may also be configured to have through portions 8a1 corresponding to the number of coils 7. As shown in FIG.

また、上記実施形態においては、コア8が切欠部8cを備える構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。図6は、切欠部8cが設けられていないコアの形状を示す模式図である。この図に示すように、コアが切欠部8cを備えない構成を採用することも可能である。 Moreover, in the above-described embodiment, the configuration in which the core 8 has the notch portion 8c has been described. However, the invention is not limited to this. FIG. 6 is a schematic diagram showing the shape of the core without the notch 8c. As shown in this figure, it is also possible to employ a configuration in which the core does not have the notch 8c.

また、このような場合には、延出部8bが設けられてない場合のコアと重量特性を同様とするために、延出部8bによって増加した重量を削減するために貫通部8a1の長さを短くすることが考えられる。 In such a case, the length of the penetrating portion 8a1 is increased to reduce the weight increased by the extending portion 8b in order to make the weight characteristics similar to those of the core in which the extending portion 8b is not provided. can be shortened.

1……電力変換装置、2……インテリジェントパワーモジュール、3……コンデンサ、4……リアクトル、4A……リアクトル、5……DCDCコンバータ、6……本体ケース、7……コイル、7a……露出面、8……コア、8a……本体部、8a1……貫通部、8a2……接続部、8b……延出部、8b1……放熱面、8c……切欠部、9……樹脂部、9a……囲壁、10……冷却部、10a……冷却器(放熱部)、10b……絶縁性熱伝導部材(熱伝導部材)、S……収容空間

1 power converter, 2 intelligent power module, 3 capacitor, 4 reactor, 4A reactor, 5 DCDC converter, 6 body case, 7 coil, 7a exposure Surface 8... Core 8a... Main body portion 8a1... Penetration part 8a2... Connection part 8b... Extension part 8b1... Heat dissipation surface 8c... Notch part 9... Resin part, 9a...surrounding wall, 10...cooling section, 10a...cooler (heat dissipation section), 10b...insulating thermally conductive member (thermally conductive member), S...accommodating space

Claims (6)

筒状のコイルと、前記コイルを貫通して設けられるコアと、前記コイル及び前記コアを覆う樹脂部と、前記コイル及び前記コアを冷却する冷却部とを備えるリアクトルであって、
前記コイルは、前記コイルの周面の一部であって前記樹脂部の外部に位置する露出面を有し、
前記コアは、前記樹脂部の外部に位置して前記露出面と同一平面に配置された放熱面を備え、
前記冷却部は、前記コイルの前記露出面と前記コアの前記放熱面とに接触状態で配置されている
ことを特徴とするリアクトル。
A reactor comprising a cylindrical coil, a core penetrating the coil, a resin part covering the coil and the core, and a cooling part cooling the coil and the core,
the coil has an exposed surface that is part of the peripheral surface of the coil and is located outside the resin portion;
the core includes a heat dissipation surface located outside the resin portion and arranged in the same plane as the exposed surface;
The reactor, wherein the cooling part is arranged in contact with the exposed surface of the coil and the heat radiation surface of the core.
前記コアは、
前記コイルを貫通する本体部と、
前記本体部から前記コイルの径方向外側に向けて突出すると共に前記放熱面を有する延出部と、
前記本体部の一部を切欠くことで形成された切欠部と
を有することを特徴とする請求項1記載のリアクトル。
The core is
a main body penetrating through the coil;
an extending portion projecting from the body portion toward the outside in the radial direction of the coil and having the heat dissipation surface;
The reactor according to claim 1, further comprising a notch portion formed by notching a portion of the body portion.
複数の前記コイルを備え、
前記コアの本体部は、
各々の前記コイルに対して設けられると共に前記コイルを貫通する複数の貫通部と、
前記貫通部同士を接続すると共に前記切欠部が形成された接続部と
を備え、
前記延出部は、前記接続部から突出して設けられている
ことを特徴とする請求項2記載のリアクトル。
comprising a plurality of said coils,
The main body of the core comprises:
a plurality of penetrating portions provided for each of the coils and penetrating the coils;
a connecting portion connecting the through portions and having the notch formed thereon;
The reactor according to claim 2, wherein the extending portion is provided so as to protrude from the connecting portion.
前記冷却部は、
前記コイル及び前記コアから伝達された熱を外部に放熱する放熱部と、
前記露出面及び放熱面と前記放熱部との間に介挿される絶縁性の熱伝導部材と
を有することを特徴とする請求項1~3いずれか一項に記載のリアクトル。
The cooling unit is
a heat radiating part that radiates heat transferred from the coil and the core to the outside;
4. The reactor according to any one of claims 1 to 3, further comprising an insulating heat-conducting member interposed between the exposed surface and the heat radiation surface and the heat radiation portion.
前記樹脂部は、前記冷却部に向けて突出すると共に突出方向と直交する方向から前記熱伝導部材に当接する突壁部を有することを特徴とする請求項4記載のリアクトル。 5. The reactor according to claim 4, wherein the resin portion has a protruding wall portion that protrudes toward the cooling portion and abuts against the heat conducting member in a direction orthogonal to the protruding direction. 前記突壁部が枠状に形成されると共に、前記突壁部で囲まれた空間内に前記熱伝導部材が収容されていることを特徴とする請求項5記載のリアクトル。 6. The reactor according to claim 5, wherein the projecting wall portion is formed in a frame shape, and the heat conducting member is accommodated in a space surrounded by the projecting wall portion.
JP2021157655A 2021-09-28 2021-09-28 Reactor Pending JP2023048379A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021157655A JP2023048379A (en) 2021-09-28 2021-09-28 Reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021157655A JP2023048379A (en) 2021-09-28 2021-09-28 Reactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023048379A true JP2023048379A (en) 2023-04-07

Family

ID=85779948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021157655A Pending JP2023048379A (en) 2021-09-28 2021-09-28 Reactor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023048379A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5823020B2 (en) Power converter
JP5249365B2 (en) Power converter
CN108293311B (en) Electrical junction box
JP6234537B1 (en) Power converter
JP7483963B2 (en) Power Supplies
JP2012009499A (en) Vehicle capacitor
JP4937326B2 (en) Power module
JP6180857B2 (en) Power converter
JP6331495B2 (en) Reactor
JP7100301B2 (en) Manufacturing method of circuit configuration
JP2014027805A (en) Electric power unit
JP6945671B2 (en) Power converter
JP2021052189A5 (en)
JP2019193466A (en) Power conversion device
US20220263305A1 (en) Circuit structure
JP2023048379A (en) Reactor
JP6486443B1 (en) Power converter
CN110419085B (en) Transformer device
JP6651592B1 (en) Reactor cooling structure and power converter
WO2021010119A1 (en) Circuit arrangement
JP7183363B1 (en) power converter
CN213818332U (en) Charging pile
JP2013098273A (en) Circuit structure
US12021459B2 (en) Power conversion device
US20230163693A1 (en) Power conversion device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240417