JP6229670B2 - リアクトル - Google Patents

Description

本明細書では、リアクトル本体が放熱シートを介して冷却器に押し付けられたリアクトルを開示する。

特許文献１に、コアの周囲にコイルが巻かれたリアクトル本体の底面が放熱シートを介して冷却器に押し付けられたリアクトルが開示されている。リアクトル本体は、底面近傍を除いて樹脂カバーで覆われており、コイルの底面は樹脂カバーから突出している。樹脂カバーを冷却器に固定することで、コイルと樹脂カバーが放熱シートに隙間なく密着する状態に固定する。

特開２０１４−１５４７５７号公報

放熱シートは柔軟である。そのため、コイルと樹脂カバーを放熱シートに押し付けることによって、放熱シートからコイルと樹脂カバーに反力が発生している。コイルと樹脂カバーは、放熱シートの広い範囲に密着して放熱シートを押し潰しているために、放熱シートからコイルと樹脂カバーに加えられる反力が大きい。リアクトル本体を冷却器に取り付けるためには、大きな反力に抗して樹脂カバーと冷却器の距離を縮める必要があり、困難な作業となっている。本明細書は、リアクトル本体を冷却器に取り付ける作業を容易化する技術を提供する。

本明細書で開示するリアクトルでは、リアクトル本体の底面が放熱シートを介して冷却器の上面に押し付けられている。リアクトル本体は、並列に配置されている一対のコイルを備えており、各々のコイルの放熱シートと接する底面は同一面内に揃っている。コイルの底面の近傍以外は、樹脂カバーで覆われている。樹脂カバーは、各コイルの側面と上面を覆っており、一対のコイルの間に延びて各コイルの側面を覆っている中央部が形成されている。本明細書で開示するリアクトルでは、各コイルの底面の外周に沿って延びて、放熱シートを冷却器に向けて押し付ける押さえ枠を備えている。その押さえ枠は樹脂カバーの中央部の下面に連結されているが、それ以外の位置では樹脂カバーに対して上下方向に変位可能となっている。

上記構成によると、樹脂カバーの中央部以外では、各コイルの底面の外周に沿って延びるとともに、コイルと樹脂カバーの双方に対して上下方向に変位可能な押さえ枠によって放熱シートが押し潰される。この構造によると、押さえ枠と放熱シートの当接面が限定されていること、押さえ枠が弾性変形して放熱シートを押し潰すこと等が相まって、リアクトル本体を冷却器に固定する際の固定力が比較的小さくて済む。比較的小さな固定力で、コイル底面が放熱シートに隙間なく密着し、コイルと冷却器間の熱抵抗を低くおさえることができる。

なお、リアクトル本体が冷却器に取り付けられた状態において、中央部以外では、押さえ枠が樹脂カバーに接していなくてもよい。

第１実施例のリアクトルの分解斜視図である。 図１のリアクトル本体の底面を示す斜視図である。 図１のリアクトルを図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線でカットした断面図である。 図１のリアクトルを図１のＩＶ−ＩＶ線でカットした断面図である。 図１のリアクトルを図１のＶ−Ｖ線でカットした断面図である。

以下に説明する実施例の特徴を最初に説明する。
（特徴１）一対のコイルの下面は、放熱シートに接している。
（特徴２）各コイルは、下面とその近傍を除いて樹脂カバーで覆われている。
（特徴３）押さえ枠の中央部は樹脂カバーの中央部に固定されており、押さえ枠の中央部以外は樹脂カバーに固定されていない。
（特徴４）押さえ枠の中央部以外は、樹脂カバーに対して上下方向に変位可能である。
（特徴５）押さえ枠の中央部以外は、樹脂カバーに接していない。
（特徴６）放熱シートは絶縁性である。
（特徴７）放熱シートはシリコン樹脂製であり、柔軟である。

第１実施例のリアクトルは、モータで走行する自動車において、バッテリの電圧を変換するコンバータに用いられる。リアクトルには大電流が流れるので、内部抵抗の小さい平角線でコイルが形成されている。リアクトルの発熱量が大きいので放熱板を備えている。

図１は、リアクトル１の分解斜視図である。リアクトル１は、リアクトル本体２を備えている。リアクトル本体２は、上下方向から見たときに陸上競技場のトラックの形状をしているコア２８（図３、４参照）と、コア２８の周囲を覆っているボビン２６と、ボビン２６の周りに巻かれたコイル１２と、コア２８とボビン２６とコイル１２を覆っている樹脂カバー５と、を備えている。図３では、ボビン２６の周りに巻かれている1対のコイル１２を示す。一対のコイル１２は直列に接続され、実質的に１個のコイルを構成している。図１の参照番号６は、一対のコイル１２の一対のリード端部を示している。図１に示すように、一対のコイル１２は、２枚の放熱シート１８に並列に配置されている。２枚の放熱シート１８と接する各コイル１２の底面１２ａは、同一面内に揃っている。以下では、図１の上下方向を高さ方向と呼び、高さ方向と各コイル１２の軸方向とに直交する方向を直交方向と呼ぶ。各コイル１２の底面１２ａは、放熱シート１８を挟んで放熱板２３に接している。放熱板２３の下面は、気体（例えば空気）または液体（例えば冷却液）の放熱媒体に晒されている。図３〜５に示すように、樹脂カバー５は、各コイル１２の底面１２ａの近傍以外において、各コイル１２の側面１２ｂと上面１２ｃを覆っている。また、樹脂カバー５には、一対のコイル１２の間に各コイル１２の側面１２ｂを覆っている中央部５ａが形成されている。

図１に示すように、樹脂カバー５には、３個の取り付け部１０が形成されている。各取り付け部１０は、各孔８を有する。

図１に示すように、放熱板２３は、底板２２と２枚の側板２０とを備えている。２枚の側板２０は、底板２２の軸方向における両端縁に沿って設けられている。一方の側板２０の上面には１個の開口１６が設けられ、他方の側板２０の上面には、２個の開口１６が設けられている。リアクトル本体２を放熱シート１８に載置した際に、各開口１６が各孔８に対応する位置関係となっている。

２枚の放熱シート１８は、底板２２の上面に配置されている。各放熱シート１８の軸方向の長さは、コイル１２の軸方向の長さよりも長い。各放熱シート１８の直交方向の長さは、コイル１２の直交方向の長さよりも長い。リアクトル本体２を放熱板２３に載置した際に、放熱シート１８はコイル１２と放熱板２３の間に介在する。

押さえ枠１４は、第１の部位１４ａと、第２の部位１４ｂ、１４ｃと、を備える。第１の部位１４ａは、下面５ｂに連結されており（図３、５参照）、第２の部位１４ｂ、１４ｃは、中央部５ａから離反した位置にある（図３参照）。第１の部位１４ａと第２の部位１４ｂとは軸方向に沿っており、第２の部位１４ｃは直交方向に沿っている。第１の部位１４ａには、２個の孔１５が設けられている。図２に示すように、各孔１５に各ねじ２４がねじ込まれることによって、押さえ枠１４が中央部５ａに連結され、固定されている。一方、図３、４に示すように、第２の部位１４ｂ、１４ｃは、樹脂カバー５に接しておらず、中央部５ａ以外の樹脂カバー５に対して上下方向に変位可能である。

押さえ枠１４が下面５ｂに連結された状態で、図１に示すように、各孔８から各開口１６に各ねじ４がねじ込まれることによって、リアクトル本体２が放熱シート１８を挟んで放熱板２３に取り付けられる。樹脂カバー５から突出している各コイル１２の底面１２ａ（図２参照）は各放熱シート１８を押しつぶしながら各放熱シート１８に密着している。リアクトル本体２で発生する熱は、放熱シート１８を介して、放熱板２３に放出される。

樹脂カバー５の中央部５ａ（図３参照）では、連結された押さえ枠１４の第１の部位１４ａによって放熱シート１８が押し潰される。一方、樹脂カバー５の中央部５ａ以外では、コイル１２と樹脂カバー５の双方に対して上下方向に変位可能な押さえ枠１４の第２の部位１４ｂ、１４ｃによって放熱シート１８が押し潰される。この構造によると、押さえ枠１４と放熱シート１８の当接面が限定されていること、押さえ枠１４が弾性変形して放熱シート１８を押し潰すこと等が相まって、リアクトル本体２を放熱板２３に固定する際の固定力が比較的小さくて済む。比較的小さな固定力で、コイル１２の底面１２ａが放熱シート１８に隙間なく密着し、コイル１２と放熱シート１８間の熱抵抗を低くおさえることができる。即ち、リアクトル本体２を放熱板２３に取り付ける作業を容易化することができる。

押さえ枠１４が下面５ｂに連結された状態で、第２の部位１４ｂ、１４ｃは樹脂カバー５に接していない（図３、４参照）。即ち、第２の部位１４ｂ、１４ｃが樹脂カバー５に押さえられていないため、第２の部位１４ｂ、１４ｃは、より弾性変形しやすい状態となっている。その結果、必要な固定力をより小さくすることができる。

第１の部位１４ａと第２の部位１４ｂとのうち、放熱シート１８に対向する面には、凹凸が形成されている。これにより、押さえ枠１４と放熱シート１８とが接触する面積が小さくなっている。即ち、押さえ枠１４が反力を受ける部分の面積が小さくなっている。そのため、リアクトル本体２を放熱板２３に取り付ける作業をより容易化することができる。

実施例では、ねじ２４によって、押さえ枠１４が下面５ｂに連結されているが、これに代えて、例えば、接着剤によって押さえ枠１４が下面５ｂに連結されていてもよい。即ち、押さえ枠１４を下面５ｂに連結するための手段は問わない。

実施例における２枚の放熱シート１８は、連結して１枚の放熱シートとして構成されていてもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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。また、本明細書又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、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、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。

１：リアクトル
２：リアクトル本体
４、２４：ねじ
５：樹脂カバー
５ａ：中央部
５ｂ：下面
６：リード端部
８、１５：孔
９：ボビン
１０：取り付け部
１２：コイル
１２ａ：底面
１２ｂ：側面
１２ｃ：上面
１４：押さえ枠
１４ａ：第１の部位
１４ｂ、１４ｃ：第２の部位
１６：開口
１８：放熱シート
２０：側板
２２：底板
２３：放熱板
２６：ボビン
２８：コア

Claims (1)

1. リアクトル本体の底面が放熱シートを介して冷却器の上面に押し付けられているリアクトルであり、
   前記リアクトル本体は、並列に配置されているとともに、放熱シートと接する前記底面が同一面内に揃っている一対のコイルと、
   前記底面の近傍以外において、前記各コイルの側面と上面を覆っているとともに、前記一対のコイルの間に前記各コイルの側面を覆っている中央部が形成されている樹脂カバーと、
   前記上面の法線方向からみたときに前記一対のコイルの前記底面全体を囲んでいる枠部と、前記一対のコイルの底面の間を前記コイルの軸線方向に伸びているとともに、両端が夫々前記枠部の内周面に連結している直線部とを有している押さえ枠を備えており、
   前記押さえ枠の前記直線部が、前記樹脂カバーの前記中央部の下面に連結されているとともに前記放熱シートを前記冷却器に向けて押し付けており、
   前記枠部は、前記直線部との連結箇所以外が前記法線方向に弾性変形しつつ前記放熱シートを前記冷却器に向けて押し付けている、リアクトル。

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