JP6086257B2 - リアクトルユニット - Google Patents

Description

本発明は、リアクトルユニットに関する。

現在、ハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車等に搭載されるＤＣ−ＤＣコンバータの構成部品として、磁性コアの外周にコイルが巻回されてなるリアクトルが利用されている。近年においては、コイルと磁性コアとを有するリアクトル自体に放熱部（フィン部）を設け、この放熱部を冷媒に浸漬させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１１８６１０号公報

ところで、特許文献１に記載されたような従来のリアクトルは、内部に冷媒（冷却水）が充填された冷却ベースに接合されており、その接合部はＯリング等でシールされるのが一般的である。ところが、冷却ベースに捩り力が作用した場合には、リアクトルとの接合面（シール面）が歪み、冷却ベース内部の冷媒が漏れてしまう可能性がある。このような問題は、ボルトを用いてリアクトルを冷却ベースに固定する場合においても同様に起こり得る。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、リアクトル及びベースを備えるリアクトルユニットにおいて、ベースに捩り力が作用した場合においてもリアクトルとベースとの接合状態を維持することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係るリアクトルユニットは、リアクトルと、このリアクトルが取り付けられるベースと、を備えるものであって、ベースは、リアクトルの接合面に接合されるベース側接合面を有するとともに、ベース側接合面を含まない部分の厚さがベース側接合面を含む部分の厚さよりも薄くなるように構成されているものである。

かかる構成を採用すると、ベースは、リアクトルの接合面に接合されるベース側接合面を含まない部分の厚さが、ベース側接合面を含む部分の厚さよりも薄くなるように構成されている。このため、ベースに捩り力が作用した場合には、ベース側接合面を含まない部分（薄い部分）に最初に捩れを生じさせることができ、ベース側接合面を含む部分（厚い部分）に捩れが生じるのを抑制することができる。従って、ベースに捩り力が作用した場合においても、リアクトルとベースとの接合状態を維持することができる。

本発明に係るリアクトルユニットにおいて、ベース側接合面を含まない部分に補強部位を設けることができる。

かかる構成を採用すると、ベース側接合面を含まない部分（薄い部分）の強度を確保することができる。

また、本発明に係るリアクトルユニットにおいて、ベースを所定の構造体に固定するための固定ネジ部をベースに設け、この固定ネジ部が設けられた部位を補強部位とすることができる。

かかる構成を採用すると、比較的厚く構成される固定ネジ部を含む部位を補強部位として機能させることができる。

また、本発明に係るリアクトルユニットにおいて、第一のリアクトルが取り付けられる第一のベース部と、第二のリアクトルが取り付けられる第二のベース部と、を有するとともに、第一及び第二のリアクトルに設けられた放熱部に接触する冷却媒体を流通させる流路部を介して、第一及び第二のベース部が連通接続されているベースを採用することができる。かかる場合において、流路部が設けられた部位を補強部位とすることができる。

かかる構成を採用すると、比較的太く構成される流路部を含む部位を補強部位として機能させることができる。

また、本発明に係るリアクトルユニットにおいて、補強部位にリブを設け、このリブの高さをベース側接合面よりも低く設定することが好ましい。

かかる構成を採用すると、補強部位に設けられるリブの高さがベース側接合面よりも予め低く設定されているので、リアクトルの接合面をベースのベース側接合面に接合する際にリブが妨げになることがない。よって、リアクトルをベースに取り付ける際のリブ高さ調整作業（バリ取り）が不要となり、作業性を向上させることができる。

また、本発明に係るリアクトルユニットにおいて、ベースの側面を肉抜きすることにより、ベース側接合面を含まない部分の厚さを、ベース側接合面を含む部分の厚さよりも薄くすることができる。

かかる構成を採用すると、リアクトルと他の構造体との位置関係によりベースの表面を肉抜きすることが困難な場合においても、ベースの側面を肉抜きすることにより、薄い部分（ベース側接合面を含まない部分）を容易に形成することができる。

また、本発明に係るリアクトルユニットにおいて、ベース側接合面を含む部分の厚さ方向両端にベース接合面を形成することができる。かかる場合において、ベース側接合面を含む部分の厚さ方向略中央にベース側接合面を含まない部分が連接されることが好ましい。

かかる構成を採用すると、ベース側接合面を含まない部分（薄い部分）からの捩りモーメントが、ベース側接合面を含む部分（厚い部分）の厚さ方向両端に形成されているベース側接合面に略均等に伝達されることとなる。従って、何れか一方のベース側接合面に大きな捩りモーメントが伝達されるのを抑制することができる。

また、本発明に係るリアクトルユニットは、スイッチング素子やコンデンサをさらに備えることができる。

本発明によれば、リアクトル及びベースを備えるリアクトルユニットにおいて、ベースに捩り力が作用した場合においてもリアクトルとベースとの接合状態を維持することが可能となる。

本発明の実施形態に係るリアクトルユニット（ベースにリアクトルが取り付けられていない状態）の平面図である。 図１に示すリアクトルユニット（ベースにリアクトルが取り付けられた状態）のII-II部分の断面図である。 図１に示すリアクトルユニット（ベースにリアクトルが取り付けられた状態）のIII-III部分の断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るリアクトルユニット１について説明する。

本実施形態に係るリアクトルユニット１は、燃料電池車両のＤＣ−ＤＣコンバータの構成部品として使用されるものであり、図１〜図３に示すように、リアクトル１０と、リアクトル１０が取り付けられるベース２０と、を備えている。

リアクトル１０は、磁性コアの外周にコイルを巻回して形成した円筒体１１と、円筒体１１を被覆する被覆部１２と、を有している。本実施形態においては、図２及び図３に示すように、二つ横方向（水平方向）に並べて配置した円筒体１１の外側を合成樹脂（エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＡＢＳ樹脂等）で被覆することにより、略直方体状の被覆部１２を形成している。

リアクトル１０の被覆部１２のベース２０側の面には、金属製の放熱部１３が設けられている。放熱部１３は、ベース２０に導入される冷却媒体Ｃに浸漬する部分である。リアクトル１０の磁性コアやコイルで発生した熱は、放熱部１３を介して冷却媒体Ｃに伝達され、これにより、リアクトル１０の冷却が実現されることとなる。なお、本実施形態においては、ベース２０を隔てて上下にリアクトル１０を配置しており、これら上下一対とされたリアクトル１０の組が、横方向（水平方向）に二つ並べられて配置されている。

ベース２０は、図１及び図３に示すように、上下一対とされた第一のリアクトル１０の組が取り付けられる第一のベース部２１と、上下一対とされた第二のリアクトル１０の組が取り付けられる第二のベース部２２と、第一のベース部２１と第二のベース部２２とを連結するベース連結部２３と、第一のベース部２１と所定の外壁Ｗとを連結する壁連結部２４と、を有している。

第一のベース部２１と第二のベース部２２は、図１及び図２に示すように、リアクトル１０に設けられた放熱部１３に接触する冷却媒体Ｃを流通させる流路部２５を介して連通接続されている。流路部２５は、ベース連結部２３の一部を構成しており、その厚さ（上下方向寸法）は、ベース連結部２３の厚さよりも若干厚くなるように構成されている。このため、ベース連結部２３のうち流路部２５が設けられた部位は、補強部位となる。なお、流路部２５には外部流路Ｐが接続されており、この外部流路Ｐを介して流路部２５に冷却媒体Ｃが導入されることとなる。

ベース２０を構成する第一及び第二のベース部２１・２２の厚さ方向両端には、図１〜図３に示すように、リアクトル１０の接合面１４に接合されるベース側接合面２１ａ・２２ａが設けられている。ベース側接合面２１ａ・２２ａを含まない部分であるベース連結部２３の厚さは、図３に示すように、ベース側接合面２１ａ・２２ａを含む部分である第一及び第二のベース部２１・２２の厚さよりも薄くなるように構成されている。また、ベース連結部２３は、図３に示すように、第一及び第二のベース部２１・２２の厚さ方向略中央に連接されている。

ベース２０の第一のベース部２１は、図１に示すように、外壁Ｗから離隔した部分と、外壁Ｗに近接した部分と、を有している。壁連結部２４のうち、第一のベース部２１の外壁Ｗから離隔した部分と外壁Ｗとを連結する部分（離隔部分）２４ａは、図３に示すように、その表面（上面及び下面）が肉抜きされることにより、その厚さが第一のベース部２１の厚さよりも薄くなるように構成されている。また、壁連結部２４の離隔部分２４ａは、図３に示すように、第一及び第二のベース部２１・２２の厚さ方向略中央に連接されている。一方、壁連結部２４のうち、第一のベース部２１の外壁Ｗに近接した部分と外壁Ｗとを連結する部分（近接部分）２４ｂは、図２に示すように、その側面が肉抜きされることにより、その厚さが第一のベース部２１の厚さよりも薄くなるように構成されている。

ベース２０を構成するベース連結部２３及び壁連結部２４には、図１及び図３に示すように、複数のリブ２６が設けられている。第一及び第二のベース部２１・２２よりも薄く構成されたベール連結部２３及び壁連結部２４のうち、これらリブ２６が設けられた部位は、補強部位となる。本実施形態においては、リブ２６の高さを、第一及び第二のベース部２１・２２のベース側接合面２１ａ・２２ａよりも低く設定している。

ベース２０を構成する第一及び第二のベース部２１・２２には、図１に示すように、第一及び第二のベース部２１・２２を所定の構造体に固定するための複数の固定ネジ部２７が設けられている。固定ネジ部２７は、壁連結部２４にも設けられている。壁連結部２４のうち、固定ネジ部２７が設けられた部位は、他の箇所よりも厚く構成されており、補強部位となる。

以上説明した実施形態に係るリアクトルユニット１においては、ベース２０のベース連結部２３及び壁連結部２４（リアクトル１０の接合面１４に接合されるベース側接合面２１ａ・２２ａを含まない部分）の厚さが、第一及び第二のベース部２１・２２（ベース側接合面２１ａ・２２ａを含む部分）の厚さよりも薄くなるように構成されている。このため、ベース２０に捩り力が作用した場合には、薄く構成されたベース連結部２３及び壁連結部２４に最初に捩れを生じさせることができ、厚く構成された第一及び第二のベース部２１・２２に捩れが生じるのを抑制することができる。従って、ベース２０に捩り力が作用した場合においても、リアクトル１０とベース２０との接合状態を維持することができる。

また、以上説明した実施形態に係るリアクトルユニット１においては、ベース連結部２３及び壁連結部２４に補強部位（流路部２５、リブ２６、固定ネジ部２７）を設けているため、薄く構成されたベース連結部２３や壁連結部２４の強度を確保することができる。特に、本実施形態においては、比較的太く構成される流路部２５や比較的厚く構成される固定ネジ部２７を補強部位として機能させることができる。

また、以上説明した実施形態に係るリアクトルユニット１においては、補強部位に設けられるリブ２６の高さがベース側接合面２１ａ・２２ａよりも予め低く設定されているので、リアクトル１０の接合面１４をベース２０のベース側接合面２１ａ・２２ａに接合する際にリブ２６が妨げになることがない。よって、リアクトル１０をベース２０に取り付ける際のリブ高さ調整作業（バリ取り）が不要となり、作業性を向上させることができる。

また、以上説明した実施形態に係るリアクトルユニット１においては、壁連結部２４の近接部分２４ｂの側面を肉抜きすることにより、壁連結部２４の厚さを、第一のベース部２１の厚さよりも薄くすることができる。このように、リアクトル１０が外壁Ｗに近接していることにより壁連結部２４の表面（上面及び下面）を肉抜きすることが困難な場合においても、壁連結部２４の近接部分２４ｂの側面を肉抜きすることにより、薄い部分を容易に形成することができる。

また、以上説明した実施形態に係るリアクトルユニット１においては、第一及び第二のベース部２１・２２の厚さ方向両端にベース接合面２１ａ・２２ａを形成し、第一及び第二のベース部２１・２２の厚さ方向略中央にベース連結部２３及び壁連結部２４を連接している。このため、ベース連結部２３や壁連結部２４からの捩りモーメントが、第一及び第二のベース部２１・２２の厚さ方向両端に形成されているベース側接合面２１ａ・２２ａに略均等に伝達されることとなる。従って、何れか一方のベース側接合面に大きな捩りモーメントが伝達されるのを抑制することができる。

なお、以上説明した実施形態においては、ベース２０を隔てて上下にリアクトル１０を配置した例を示したが、ベース２０の上方（又は下方）のみにリアクトル１０を配置することもできる。また、本実施形態においては、上下一対のリアクトル１０の組を横方向（水平方向）に二つ並べて配置した例を示したが、リアクトル１０の組を横方向に三つ以上並べて配置してもよい。また、リアクトルユニット１にスイッチング素子やコンデンサを設けることもできる。

また、以上の実施形態においては、本発明に係るリアクトルユニットを燃料電池車両に搭載した例を示したが、燃料電池車両以外の各種移動体（ハイブリッド自動車、電気自動車、ロボット、船舶、航空機等）に本発明に係るリアクトルユニットを搭載してもよい。

本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、この実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。すなわち、前記実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前記実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１…リアクトルユニット、１０…リアクトル、１４…（リアクトルの）接合面、２０…ベース、２１…第一のベース部（ベース側接合面を含む部分）、２２…第二のベース部２２（ベース側接合面を含む部分）、２１ａ・２２ａ…ベース側接合面、２３…ベース連結部（ベース側接合面を含まない部分）、２４…壁連結部（ベース側接合面を含まない部分）、２５…流路部、２６…リブ、２７…固定ネジ部

Claims (9)

1. リアクトルと、前記リアクトルが取り付けられるベースと、を備えるリアクトルユニットであって、
   前記ベースは、前記リアクトルの接合面に接合されるベース側接合面を有するとともに、前記ベース側接合面を含まない部分の厚さが前記ベース側接合面を含む部分の厚さよりも薄くなるように構成されており、
   前記ベース側接合面を含む部分は、前記ベース側接合面を含まない部分を介して所定の外壁と連結されている、リアクトルユニット。
2. 前記ベース側接合面を含まない部分には、補強部位が設けられている、請求項１に記載のリアクトルユニット。
3. 前記ベースには、前記ベースを所定の構造体に固定するための固定ネジ部が設けられており、
   前記補強部位は、前記固定ネジ部が設けられた部位とされる、請求項２に記載のリアクトルユニット。
4. 前記ベースは、第一のリアクトルが取り付けられる第一のベース部と、第二のリアクトルが取り付けられる第二のベース部と、を有するとともに、前記第一及び第二のリアクトルに設けられた放熱部に接触する冷却媒体を流通させる流路部を介して、前記第一及び第二のベース部が連通接続されており、
   前記補強部位は、前記流路部が設けられた部位とされる、請求項２に記載のリアクトルユニット。
5. 前記補強部位には、リブが設けられており、
   前記リブの高さは、前記ベース側接合面よりも低く設定されている、請求項２に記載のリアクトルユニット。
6. 前記ベース側接合面を含む部分は、その厚さ方向両端に前記ベース接合面が形成されており、
   前記ベース側接合面を含まない部分は、前記ベース側接合面を含む部分の厚さ方向略中央に連接されている、請求項１から５の何れか一項に記載のリアクトルユニット。
7. スイッチング素子をさらに備える、請求項１から６の何れか一項に記載のリアクトルユニット。
8. コンデンサをさらに備える、請求項１から７の何れか一項に記載のリアクトルユニット。
9. 請求項１から８の何れか一項に記載のリアクトルユニットの製造方法であって、前記ベースの側面を肉抜きすることにより、前記ベース側接合面を含まない部分の厚さを前記ベース側接合面を含む部分の厚さよりも薄くする、リアクトルユニットの製造方法。

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