JP6015419B2 - Reactor and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、リアクトルとその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a reactor and a manufacturing method thereof.
リアクトルは、電磁鋼板の積層体もしくは圧粉磁心等からなるリアクトルコア(以降、単に「コア」と称す場合がある。)と、その周囲に捲回されたコイルとを含むリアクトル本体と、これを収容するハウジングあるいはケース等の筐体とを備える。 The reactor includes a reactor body including a reactor core (hereinafter sometimes simply referred to as “core”) made of a laminated body of magnetic steel sheets or a dust core, and a coil wound around the reactor core, A housing for housing or a housing such as a case.
作動時のコイル及び/又はコアからの発熱によりリアクトル全体が高温になることを避けるため、以下のような放熱構造が採られる。
一般に、筐体の底部下方に放熱板(以下、「ヒートシンク」という。)を設けるか、あるいは筐体の底部自体をヒートシンクとする。さらに、ヒートシンク下方に冷却水あるいはエアを還流させる冷却器を設ける。
上記構造に合わせて、筐体とリアクトル本体との間にも放熱材を用いる。
特許文献1の図4には、筐体とリアクトル本体との間に樹脂を充填し、この樹脂を介して放熱する構造が記載されている。しかしながら、樹脂の充填及び硬化に大型の設備を要し、加工コストが高くつく。
特許文献1の図1には、筐体の底部とリアクトル本体との間に放熱シートを介挿させた構造が開示されている。この構造では、簡易な工程で低コストに放熱構造が得られる。
In order to avoid the entire reactor from becoming high temperature due to heat generated from the coil and / or core during operation, the following heat dissipation structure is adopted.
Generally, a heat radiating plate (hereinafter referred to as “heat sink”) is provided below the bottom of the housing, or the bottom of the housing itself is used as a heat sink. Furthermore, a cooler for circulating cooling water or air is provided below the heat sink.
In accordance with the above structure, a heat radiating material is also used between the housing and the reactor main body.
FIG. 4 of
FIG. 1 of
しかしながら、放熱シートは柔軟性を有するため撓みやすく、筐体の底部と放熱シートとの間に空気の層が残る場合がある。空気の層があると、熱伝導が妨げられ、放熱性能が低下してしまう。 However, since the heat dissipation sheet has flexibility, it is easy to bend, and an air layer may remain between the bottom of the housing and the heat dissipation sheet. If there is a layer of air, heat conduction is hindered and heat dissipation performance is degraded.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、低コストに放熱性を高めることが可能なリアクトルとその製造方法を提供することを目的とするものである。 This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the reactor which can improve heat dissipation at low cost, and its manufacturing method.
本発明のリアクトルは、
リアクトルコア、及び当該リアクトルコアの周囲に捲回されたコイルを含むリアクトル本体と、
前記リアクトル本体を収容する筐体と、
前記筐体と前記リアクトル本体の前記コイルとの間に介挿され、前記コイルにより厚み方向に圧縮された放熱シートとを備えたリアクトルであって、
前記放熱シートが、当該放熱シートを厚み方向に貫通して形成され、前記コイルによる圧縮により閉塞された少なくとも1つの通気孔を有するものである。
The reactor of the present invention is
A reactor body including a reactor core and a coil wound around the reactor core;
A housing for housing the reactor body;
A reactor comprising a heat dissipation sheet interposed between the casing and the coil of the reactor body and compressed in the thickness direction by the coil;
The heat radiating sheet has at least one vent hole that is formed through the heat radiating sheet in the thickness direction and is closed by compression by the coil.
本発明のリアクトルの製造方法は、
リアクトルコア、及び当該リアクトルコアの周囲に捲回されたコイルを含むリアクトル本体と、
前記リアクトル本体を収容する筐体と、
前記筐体と前記リアクトル本体の前記コイルとの間に介挿された放熱シートとを備えたリアクトルの製造方法であって、
前記筐体内に、厚み方向に貫通して形成された少なくとも1つの通気孔を有する放熱シートを載置する工程と、
前記コイルにより前記放熱シートが厚み方向に圧縮され、かつ、当該圧縮により前記通気孔が閉塞されるよう、前記筐体内に前記リアクトル本体を取り付ける工程とを有するものである。
The method for producing the reactor of the present invention is as follows.
A reactor body including a reactor core and a coil wound around the reactor core;
A housing for housing the reactor body;
A reactor manufacturing method comprising a heat dissipation sheet interposed between the casing and the coil of the reactor body,
Placing a heat radiating sheet having at least one vent hole formed through the casing in the thickness direction; and
A step of attaching the reactor main body in the casing so that the heat radiating sheet is compressed in the thickness direction by the coil and the air hole is closed by the compression.
本発明によれば、低コストに放熱性を高めることが可能なリアクトルとその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reactor which can improve heat dissipation at low cost, and its manufacturing method can be provided.
図面を参照して、本発明に係る一実施形態のリアクトルとその製造方法について説明する。
図1A〜図1Dは、製造工程図である。これらの図において、リアクトル本体のコアとコイルは側面図、その他は断面図で示してある。
図2は、放熱シートの斜視図である。
図3は、放熱シートの設計変更を示す断面図である。
いずれの図も模式図である。
With reference to drawings, the reactor of one Embodiment which concerns on this invention, and its manufacturing method are demonstrated.
1A to 1D are manufacturing process diagrams. In these drawings, the core and coil of the reactor main body are shown in a side view, and the others are shown in a sectional view.
FIG. 2 is a perspective view of the heat dissipation sheet.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a design change of the heat dissipation sheet.
Both figures are schematic diagrams.
はじめに図1Aに示すように、ハウジング又はケース等の筐体20を用意する。
筐体20は底部21と側部22とを備え、上部は開口している。
First, as shown in FIG. 1A, a
The
次に図1Bに示すように、筐体20の底部21の内面(以下、「内底面」という。)21S上に放熱シート30を載置する。この際、接着剤等を用いて、筐体20の内底面21Sに放熱シート30を貼り付けてもよい。
放熱シート30は、熱伝導性を有し、柔軟性(可撓性)を有する絶縁性シートである。
放熱シート30の材料としては、耐熱性に優れ、熱伝導性が良く、弾力性のある樹脂が好ましく、シリコーン樹脂及びウレタン樹脂等が好ましい。
Next, as shown in FIG. 1B, the
The
As a material of the
本実施形態において、図1B及び図2に示すように、厚み方向に貫通して形成された少なくとも1つの通気孔31を有する放熱シート30を用いる。
本実施形態の放熱シート30は単層構造である。
放熱シート30としては、市販の放熱シートに対してドリル等を用いて通気孔31を開孔する処理をしたものを用いることができる。
市販の放熱シートをリアクトルの筐体サイズに合うよう打ち抜く際に、同時に通気孔31を打ち抜き形成することができる。この場合、放熱シート30の加工工程が増えることがなく、好ましい。
図示例では、放熱シート30に複数の通気孔31が平面視マトリクス状にアレイ形成されている。放熱シート30における通気孔31の数及び配置は適宜設計可能である。
In this embodiment, as shown in FIG. 1B and FIG. 2, a
The
As the
When a commercially available heat radiation sheet is punched out so as to fit the reactor housing size, the
In the illustrated example, a plurality of
次に図1C及び図1Dに示すように、筐体20内に、電磁鋼板の積層体もしくは圧粉磁心等からなるリアクトルコア11、及びリアクトルコア11の周囲に捲回されたコイル12を含むリアクトル本体10を取り付ける。
この工程においては、コイル12により放熱シート30を厚み方向に圧縮する。
図1D内の拡大図に示すように、コイル12はその下端部に下に凸な複数の凸部12Aを有する。これら複数の凸部12Aによる凹凸形状によって、放熱シート30の通気孔31に対して厚み方向だけでなく、面方向にも圧縮応力がかかる。この作用により、通気孔31は閉塞される。
図1D内の拡大図においては、視認しやすくするため、放熱シート30のハッチングを省略してある。図1D内の拡大図において、通気孔31に対する面方向の圧縮応力を矢印で模式的に示してある。
Next, as shown in FIG. 1C and FIG. 1D, a reactor including a
In this step, the
As shown in the enlarged view in FIG. 1D, the
In the enlarged view in FIG. 1D, hatching of the
以上のようにして、リアクトル1が製造される。
筐体20内に放熱シート30あるいはリアクトル本体10を取り付けようとする際には、放熱シート30の通気孔31は開いているので、筐体20の底部21と放熱シート30との間に入り込んだ余分な空気は通気孔31を介して上方へ放出される。そのため、リアクトル本体10の取付け後に筐体20とリアクトル本体10との間に空気の層が残り、放熱性能が低下することが抑制される。
The
When trying to attach the
筐体20内へのリアクトル本体10の取付け完了後は、放熱シート30の通気孔31は圧縮応力により閉塞される。そのため、通気孔31内の空気によって、放熱性能が低下することが抑制される。
After completing the installation of the reactor
リアクトル1は、
リアクトルコア11、及びリアクトルコア11の周囲に捲回されたコイル12を含むリアクトル本体10と、
リアクトル本体10を収容する筐体20と、
筐体20とリアクトル本体10のコイル12との間に介挿され、コイル12により厚み方向に圧縮された放熱シート30とを備える。
リアクトル1において、放熱シート30は、放熱シート30を厚み方向に貫通して形成され、コイル12による圧縮により閉塞された少なくとも1つの通気孔31を有する。
A
A
A
In the
リアクトル本体10の取付け完了前には通気孔31を介した余分な空気の放出効果が効果的に得られ、リアクトル本体10の取付け完了後には通気孔31が良好に閉塞されることから、放熱シート30の通気孔31の非圧縮状態の孔径d(μm)は、下記式(X)を充足することが好ましい。
0.1(μm)≦d(μm)≦(t×A)/100(μm)・・・(X)
(式中、tは放熱シートの圧縮前の厚さ(μm)、Aはコイルによる放熱シートの圧縮率(%)をそれぞれ示す。)
Before the installation of the reactor
0.1 (μm) ≦ d (μm) ≦ (t × A) / 100 (μm) (X)
(In the formula, t represents the thickness (μm) of the heat dissipation sheet before compression, and A represents the compression ratio (%) of the heat dissipation sheet by the coil.)
本明細書において、コイルによる放熱シートの圧縮率(%)は、圧縮後の最小厚さ/圧縮前の厚さ×100(%)と定義する。 In this specification, the compression rate (%) of the heat dissipation sheet by the coil is defined as the minimum thickness after compression / thickness before compression × 100 (%).
通気孔31の非圧縮状態の孔径dが0.1μm未満では、筐体20の底部21と放熱シート30との間にある余分な空気が通気孔31を介して上方へ放出される効果が効果的に得られない恐れがある。
放熱シート30の通気孔31の非圧縮状態の孔径dが(t×A)/100μm超では、筐体20内へのリアクトル本体10の取付け完了後の通気孔31の閉塞が不充分となる恐れがある。
If the hole diameter d in the uncompressed state of the
If the uncompressed hole diameter d of the
放熱シート30の圧縮前の厚さtは特に制限なく、例えば0.5〜3mmが好ましい。
放熱シート30の圧縮率Aは特に制限なく、例えば20〜80%が好ましい。
The thickness t before compression of the
The compression rate A of the
放熱シート30を取り付ける前に、筐体20の内底面21S(放熱シート30の載置面)はあらかじめ粗面化処理を施しておくことが好ましい。
この場合、筐体20の内底面21Sと放熱シート30との間には、粗面化処理によって内底面21Sに形成された微小凹凸によって微小な隙間が形成される。
筐体20内に放熱シート30あるいはリアクトル本体10を取り付けようとする際に、筐体20の底部21と放熱シート30との間に入り込んだ余分な空気は、上記微小な隙間を介して側方から放出されやすくなる。上記微小な隙間は、コイル12による放熱シート30の圧縮後に閉塞される。
粗面化処理としては、ショットブラスト、及び化学エッチング等が挙げられる。
Before attaching the
In this case, a minute gap is formed between the
When the
Examples of the roughening treatment include shot blasting and chemical etching.
リアクトル本体10の取付け完了前には微小な隙間を介した余分な空気の放出効果が効果的に得られ、リアクトル本体10の取付け完了後には微小な隙間が良好に閉塞されることから、筐体20の内底面21Sの算術平均粗さRaは、下記式(Y)を充足することが好ましい。
5(μm)≦Ra(μm)≦t/2(μm)・・・(Y)
(式中、tは放熱シートの圧縮前の厚さ(μm)である。)
Since the effect of releasing excess air through the minute gap is effectively obtained before the installation of the
5 (μm) ≦ Ra (μm) ≦ t / 2 (μm) (Y)
(In the formula, t is the thickness (μm) of the heat dissipation sheet before compression.)
内底面21Sの算術平均粗さRaが5μm未満では、側方からの余分な空気の放出効果が効果的に得られない恐れがある。
内底面21Sの算術平均粗さRaがt/2μm超では、圧縮後に筐体20の底部21と放熱シート30との間に微小な隙間が残り、放熱性能が低下する恐れがある。
If the arithmetic average roughness Ra of the
When the arithmetic average roughness Ra of the
ダイカスト成型等では、もともと筐体20の内底面21Sの表面粗さが大きく、上記式(Y)を充足している場合がある。この場合には、粗面化処理をせずにそのまま使用できる。
In die-casting or the like, the surface roughness of the
本実施形態では、筐体とリアクトル本体との間に樹脂を充填し、この樹脂を介して放熱する構造とは異なり、筐体20とリアクトル本体10との間に放熱シート30を介挿し、この放熱シート30を介して放熱する構造を採用している。そのため、樹脂の充填及び硬化の設備が不要であり、低コストにリアクトル1を製造できる。
In the present embodiment, unlike the structure in which resin is filled between the housing and the reactor main body and heat is radiated through the resin, the
本実施形態では、通気孔31を有する放熱シート30を用いているので、筐体20と放熱シート30との間に空気の層が残ることが抑制される。また、通気孔31はコイル12による圧縮後に閉塞される。したがって、本実施形態では、余分な空気による放熱性能の低下が抑制される。
In the present embodiment, since the
図3に示す設計変更例のように、相対的に硬度の高い高硬度層42と相対的に硬度の低い低硬度層43との複層構造を有し、シートの厚み方向に貫通して形成された少なくとも1つの通気孔41を有する放熱シート40を用いてもよい。
As shown in the example of the design change shown in FIG. 3, it has a multilayer structure of a
従来一般的な放熱シートを低硬度層43とし、その一方の面に低硬度層43より硬度の高い高硬度層42を積層する構成とすることが好ましい。
上記複層構造の放熱シート40において、高硬度層42を筐体20の内底面21S側とすることが好ましい。
放熱シート40を上記複層構造とすることで、通気孔41を開孔する際の放熱シート40の撓みが抑制され、通気孔41の開孔作業が容易になる。また、高硬度層42を筐体20の内底面21S側とすることで、放熱シート40の筐体20の内底面21S側の撓みが小さくなるので、筐体20の内底面21Sと放熱シート40との間に余分な空気が入り込むことが抑制される。
It is preferable that the conventional general heat-dissipating sheet is a low-
In the
By making the heat-dissipating
高硬度層42の硬度は例えば、デュロメータA50〜95が好ましい。
低硬度層43の硬度は例えば、アスカーC5〜30が好ましい。
高硬度層42と低硬度層43との積層方法としては例えば、型内に高硬度層42となるシートを載置した後、型内に低硬度層43の材料を注入し、これを硬化する方法が好ましい。
The hardness of the
The hardness of the
As a method of laminating the
以上説明したように、本発明によれば、低コストに放熱性を高めることが可能なリアクトル1とその製造方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a
1 リアクトル
10 リアクトル本体
11 リアクトルコア
12 コイル
12A 凸部
20 筐体
21 底部
21S 内底面
22 側部
22 コイル
30、40 放熱シート
31、41 通気孔
42 高硬度層
43 低硬度層
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記リアクトル本体を収容する筐体と、
前記筐体と前記リアクトル本体の前記コイルとの間に介挿され、前記コイルにより厚み方向に圧縮された放熱シートとを備えたリアクトルであって、
前記放熱シートは、相対的に硬度の高い高硬度層と相対的に硬度の低い低硬度層との複層構造を有し、当該放熱シートを厚み方向に貫通して形成され、前記コイルによる圧縮により閉塞された少なくとも1つの通気孔を有するリアクトル。 A reactor body including a reactor core and a coil wound around the reactor core;
A housing for housing the reactor body;
A reactor comprising a heat dissipation sheet interposed between the casing and the coil of the reactor body and compressed in the thickness direction by the coil;
The heat dissipation sheet has a multilayer structure of a high hardness layer having a relatively high hardness and a low hardness layer having a relatively low hardness, and is formed through the heat dissipation sheet in the thickness direction, and is compressed by the coil. A reactor having at least one vent hole blocked by.
0.1(μm)≦d(μm)≦(t×A)/100(μm)・・・(X)
(式中、tは放熱シートの圧縮前の厚さ(μm)、Aはコイルによる放熱シートの圧縮率(%)をそれぞれ示す。) The reactor according to any one of claims 1 to 3, wherein an uncompressed hole diameter d (µm) of the vent hole satisfies the following formula (X).
0.1 (μm) ≦ d (μm) ≦ (t × A) / 100 (μm) (X)
(In the formula, t represents the thickness (μm) of the heat dissipation sheet before compression, and A represents the compression ratio (%) of the heat dissipation sheet by the coil.)
5(μm)≦Ra(μm)≦t/2(μm)・・・(Y)
(式中、tは放熱シートの圧縮前の厚さ(μm)である。) The reactor in any one of Claims 1-4 in which the arithmetic mean roughness Ra of the mounting surface of the said thermal radiation sheet satisfies the following formula (Y) in the said housing | casing.
5 (μm) ≦ Ra (μm) ≦ t / 2 (μm) (Y)
(In the formula, t is the thickness (μm) of the heat dissipation sheet before compression.)
前記リアクトル本体を収容する筐体と、
前記筐体と前記リアクトル本体の前記コイルとの間に介挿された放熱シートとを備えたリアクトルの製造方法であって、
前記筐体内に、相対的に硬度の高い高硬度層と相対的に硬度の低い低硬度層との複層構造を有し、厚み方向に貫通して形成された少なくとも1つの通気孔を有する放熱シートを載置する工程と、
前記コイルにより前記放熱シートが厚み方向に圧縮され、かつ、当該圧縮により前記通気孔が閉塞されるよう、前記筐体内に前記リアクトル本体を取り付ける工程とを有するリアクトルの製造方法。 A reactor body including a reactor core and a coil wound around the reactor core;
A housing for housing the reactor body;
A reactor manufacturing method comprising a heat dissipation sheet interposed between the casing and the coil of the reactor body,
The housing has a multilayer structure of a high hardness layer having a relatively high hardness and a low hardness layer having a relatively low hardness, and has at least one vent hole formed so as to penetrate in the thickness direction. A step of placing the sheet;
And a step of attaching the reactor main body in the housing such that the heat radiating sheet is compressed in the thickness direction by the coil and the air hole is closed by the compression.
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