JP5505716B2 - リアクトル - Google Patents
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Description
特許文献1に記載のリアクトルは、コイルを収容するケースの開口に熱伝導率の高い材料から形成された蓋部材を取り付け、コイルの発する熱を蓋部材を経由してケースに伝熱している。ケースの側面又は底側には冷却水の流れる水路が設けられ、ケースを冷却している。
特許文献2に記載のリアクトルは、蓋部材に外側フィン及び内側フィンを設け、コイルの発する熱を外側フィン及び内側フィンから外気に放熱している。これにより、リアクトルが安定して作動するようにしている。
また、ケースと蓋部材とを締結するねじにより、部品点数が増加し、製造上のコストが高くなる。蓋部材とケースとをねじで締結する加工コストが高くなる。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ケースと蓋部材とを締結するねじを廃止し、体格を小型化することの可能なリアクトルを提供することにある。
中芯は、コイルの径内側に設けられ、一端が底部に接続し、他端が蓋部材に当接する。
さらに、蓋部材は底部側の面及び反底部側の全面においてダストコアと密着しており、中芯とも当接している。
これにより、従来、ケースと蓋部材とを締結していたねじを廃止することができる。したがって、ケースのめねじを廃止し、ケースの板厚を薄くすることで、リアクトルの体格を小さくすることができる。
ねじを締め付けるための工具を使用する空間が不要となるので、リアクトルを用いる電力変換装置の体格を小型化することができる。
ねじの廃止により部品点数を少なくし、製造上のコストを低減するとともに、ねじの締め付けによる加工工数を低減することができる。
さらに、ダストコアがケースの内側に充満し、ダストコアと蓋部材とが密着することで、コイルの発する熱はダストコアから蓋部材へ伝熱し、その蓋部材からケースへ伝熱する。したがって、コイルの放熱性が向上するので、リアクトルを安定して作動させることができる。
また、コイルの径内側に設けられる中芯は、一端が底部に接続し、他端が蓋部材に当接する。これにより、コイルの発する熱は、蓋部材から中芯を経由し、底部に伝熱する。蓋部材の放熱面積が広くなるので、コイルの放熱性が向上し、リアクトルを安定して作動させることができる。
さらに、蓋部材の大きさを精密に形成する必要がないので、蓋部材の製造上のコストを低減することができる。
また、ダストコアの接着性によるケースと蓋部材との固定に加え、圧入による固定がされるので、蓋部材とケースとを確実に固定することができる。
蓋部材をケースに取り付けた後、蓋部材の通孔からダストコアを注入するので、ダストコアの液面の管理を確実に行うことができる。したがって、ダストコアを蓋部材に密着させ、ケースと蓋部材とをダストコアによって確実に固定することができる。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるリアクトルを図1〜図4に示す。
まず、本実施形態のリアクトル10の用いられる電力変換装置の昇圧回路を図3に基づいて説明する。昇圧回路1は、例えば電気自動車又はハイブリッド自動車に適用されるモータを駆動制御する電力変換装置において、バッテリ2の直流電圧を昇圧し、インバータ回路3に出力する回路である。
図1及び図2に示すように、リアクトル10は、コイル20、ケース30、蓋部材40、及びダストコア50等から構成されている。
コイル20は、導線を巻回すことで略円筒状に形成された巻回部21と、この巻回部21の一端側の導線及び他端側の導線からそれぞれ引き出された2本の端子22を有している。
巻回部21は、絶縁被膜された平角線からなる導線をエッジワイズ巻きすることで形成されている。2本の端子22は、略円筒状の巻回部21の軸方向に延びている。
ケース30は、外側の形状が略直方体状に形成されている。また、ケース30は、筒部32の径方向内側の内壁が円筒状に形成されている。筒部32の底部31と反対側に段差部33が設けられている。段差部33の内径は、筒部32の内径よりも大きく形成されている。筒部32の内径と段差部33の内径との差により、筒部32の軸方向に対して垂直な段差面34が形成される。
蓋部材40は、板厚方向に通じる通孔42、及び2つの端子孔43を有している。2つの端子孔43には、それぞれ、コイル20の2本の端子22が挿通している。
また、ダストコア50は、蓋部材40の通孔42を通じて蓋部材40のケース外側の面44に露出する。したがって、ダストコア50は、ケース30の筒部32内の内側ダストコア51と、蓋部材40のケース外側の面44を覆う外側ダストコア52とにより、蓋部材40を上下から挟んでいる。内側ダストコア51と外側ダストコア52とは、図4に示すように、通孔42の内側及び端子孔43の内側の接続ダストコア53により接続されている。また、外側ダストコア52は、段差部33の径方向内側の内壁と蓋部材40との間にも充填される。これにより、ダストコア50は、ケース30と蓋部材40とを確実に固定する。
リアクトル10の製造方法は、収容工程、閉塞工程、注入工程及び硬化工程などを含んでいる。
先ず、収容工程では、ケース30の開口36を重力方向上側に向け、ケース30を図示しない載置台に載置する。次に、コイル20をケース30に収容する。
次に、注入工程では、蓋部材40の通孔42から液状のダストコア50をケース30内に注入する。このとき、ケース30内の空気は端子孔43及び通孔42からケース30の外へ排出される。したがって、ダストコア50内にボイドの発生が抑制され、ダストコア50と蓋部材40のケース内側の面41とが密着する。
ダストコア50は、蓋部材40のケース外側の面44よりも多量に供給される。これにより、ダストコア50は蓋部材40を覆い、段差部33の径方向内側の内壁と蓋部材40との間にも充填される。
その後、硬化工程では、ケース30を例えば乾燥炉などで所定温度で所定時間加熱し、ダストコア50を硬化させ、蓋部材40とケース30とをダストコア50によって固定する。
コイル20に通電されると、コイル20はジュール熱を発する。この熱は、矢印Aに示すように、ダストコア50を経由し、蓋部材40に伝熱する。そして、矢印Bに示すように、蓋部材40からケース30の筒部32へ伝熱する。また、矢印Cに示すように、蓋部材40から中芯35を経由し、ケース30の底部31へ伝熱する。
(1)ダストコア50がケース30の内側に充満し、蓋部材40と密着することでケース30と蓋部材40とがダストコア50の接着力によって固定される。これにより、従来、ケース30と蓋部材40とを締結していたねじを廃止することができる。このため、ケース30のめねじを廃止し、ケース30の板厚を薄くすることができる。したがって、リアクトル10の体格を小さくすることができる。
(2)ねじの廃止により、ケース30と蓋部材40とをねじで締め付けるために工具を使用する空間が不要となる。このため、リアクトル10を用いて構成される電力変換装置の体格を小型化することができる。
(3)ねじの廃止により、部品点数を少なくし、製造上のコストを低減するとともに、ねじの締め付けによる加工コストを低減することができる。
(4)内側ダストコア51と外側ダストコア52とによって蓋部材40が挟まれるので、蓋部材40とケース30とを強固に固定することができる。
(6)ケース30の底部31から延びる中芯35が蓋部材40に当接することにより、コイル20の発する熱は蓋部材40から中芯35を経由し、ケース30に伝熱する。このように、蓋部材40の放熱面積が広くなることで、コイル20の放熱性が向上し、リアクトル10を安定して作動させることができる。
参考例によるリアクトルを図5に示す。以下、参考例及び複数の実施形態において、上述した第1実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
参考例のリアクトル11では、ダストコア50は、蓋部材40のケース外側の面44に露出していない。
ダストコア50は、ケース30の内側に充満し、少なくとも蓋部材40のケース内側の面41よりも多量に充填されている。このため、ダストコア50は、蓋部材40のケース内側の面41に密着し、かつ、通孔42内に露出している。
ケース30の内側にダストコア50が充満していることを通孔42から確認することで、ダストコア50の液面の管理を確実に行うことが可能である。
参考例においても、ケース30と蓋部材40とをダストコア50の接着力によって固定することができる。したがって、従来、ケース30と蓋部材40とを締結していたねじを廃止し、リアクトル11の体格を小さくすることができる。また、製造コストを低減することができる。
本発明の第2実施形態によるリアクトルを図6に示す。
本実施形態のリアクトル12では、段差部33の径方向内側の内壁に蓋部材45が圧入されている。
通電によりコイル20の発する熱は、矢印Aに示すように、ダストコア50を経由し、蓋部材45に伝熱する。そして、矢印B及び矢印Dに示すように、蓋部材41からケース30の筒部32及び段差部33へ伝熱する。
本実施形態では、蓋部材45とケース30との接触面積が広くなることで、コイル20の放熱性が向上する。このため、リアクトル12を安定して作動させることができる。
また、ダストコア50の接着性によるケース30と蓋部材45との固定に加え、圧入による固定がされるので、蓋部材45とケース30とを確実に固定することができる。
上述した実施形態では、ケース30の段差面34に蓋部材40を設置した後、蓋部材40の通孔42からダストコア50を注入した。これに対し、本発明は、ケース内にダストコアを注入した後、ケースの段差面に蓋部材を設置してもよい。
上述した実施形態では、蓋部材40に1個の通孔42と2個の端子孔43を設けた。これに対し、本発明は、通孔及び端子孔の個数及び形状に制限は無い。ダストコアにボイドが発生しないように、蓋部材に複数の空気抜き孔を設けてもよい。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
20 ・・・コイル
30 ・・・ケース
31 ・・・底部
32 ・・・筒部
36 ・・・開口
40、45 ・・・蓋部材
42 ・・・通孔
50 ・・・ダストコア
Claims (8)
- 通電により磁束を発生するコイルと、
有底筒状に形成され、底部及びこの底部の外縁から一方に延びる筒部を有し、前記コイルを収容するケースと、
前記ケースと当接する蓋部材と、
前記ケースの内側に充填され、前記コイルの発生する磁束の流れる磁路を形成するとともに、前記蓋部材の底部側の面と密着し且つ前記蓋部材の反底部側の全面と密着することで前記ケースと前記蓋部材とを固定する磁性粉末混合樹脂からなるダストコアと、
前記コイルの径内側に設けられ、一端が前記底部に接続し、他端が前記蓋部材に当接する中芯と、を備え、
前記蓋部材は底部側の面及び反底部側の全面において前記ダストコアと密着しており、前記中芯とも当接していることを特徴とするリアクトル。 - 前記ダストコアは、前記ケース及び前記蓋部材と接合可能な磁性粉末混合樹脂であることを特徴とする請求項1に記載のリアクトル。
- 前記蓋部材は、板厚方向に通じる通孔を有し、
前記ダストコアは、前記通孔内に充填されていることを特徴とする請求項1または2に記載のリアクトル。 - 前記ダストコアは、前記ケースの内側から前記蓋部材の前記通孔を通じ、前記蓋部材のケース外側の面に露出することを特徴とする請求項3に記載のリアクトル。
- 前記ダストコアは、前記ケースの内側から前記蓋部材の前記通孔を通じ、前記蓋部材の前記ケース外側の面を覆うことを特徴とする請求項4に記載のリアクトル。
- 前記ダストコアは、前記ケースの径方向内側の内壁と前記蓋部材との間に充填されることを特徴とする請求項5に記載のリアクトル。
- 前記蓋部材は、前記ケースの径方向内側の内壁に圧入されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のリアクトル。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載のリアクトルの製造方法であって、
前記コイルを前記ケース内に収容する収容工程と、
前記筒部の前記底部と反対側の前記開口を前記蓋部材により塞ぐ閉塞工程と、
前記蓋部材の板厚方向に通じる通孔から前記ケース内に液状の前記ダストコアを注入する注入工程と、
前記ダストコアを硬化させ、前記ケースと前記蓋部材とを固定する硬化工程と、を含むリアクトルの製造方法。
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