JP6548801B1 - Reactor cooling structure and power converter - Google Patents
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Abstract
【課題】リアクトルを小型化すると共に冷却効率の低下を抑制することが可能なリアクトルの冷却構造を得る。【解決手段】コア41とコイル21の外周を覆う収納部5と、収納部に固定される冷却器7とを備え、収納部5は、コア及びコイルの上方を覆う天面部523と、コア及びコイルの側方を覆う外壁524と、外壁より内側に形成されている内壁514とを有し、コイルの側方を覆う内壁で囲われた第1の収納部51と、コアの側方を覆う外壁で囲われた第2の収納部52とを備え、第1の収納部と第2収納部の空間に内壁と外壁の端面まで充填された封止放熱樹脂6を設け、内壁の端面が外壁の端面よりも冷却器に向かって突出するように形成され、コア及びコイルを冷却器に設置したときに、コア及びコイルの冷却器側となる面411、213が、封止放熱樹脂6を介して冷却器の冷却面71に沿って保持されている。【選択図】図2A reactor cooling structure capable of downsizing a reactor and suppressing a decrease in cooling efficiency is provided. A storage unit 5 that covers an outer periphery of a core 41 and a coil 21 and a cooler 7 that is fixed to the storage unit are provided. The storage unit 5 includes a top surface portion 523 that covers the core and the coil, a core, The outer wall 524 that covers the side of the coil, and the inner wall 514 that is formed on the inner side of the outer wall, the first storage portion 51 that is surrounded by the inner wall that covers the side of the coil, and the side of the core are covered. A sealing heat-dissipating resin 6 filled to the end surfaces of the inner wall and the outer wall is provided in the space between the first storage portion and the second storage portion, and the end surface of the inner wall is the outer wall. When the core and the coil are installed in the cooler, the surfaces 411 and 213 on the cooler side of the core and the coil are disposed through the sealing heat-dissipating resin 6. Is held along the cooling surface 71 of the cooler. [Selection] Figure 2
Description
本願は、コアとコイルを有するリアクトルの冷却構造及びリアクトルを備えた電力変換装置に関するものである。 The present application relates to a cooling structure of a reactor having a core and a coil and a power converter including the reactor.
コアとコイルで構成されたリアクトルとリアクトルの冷却構造は従来から知られている。例えば、特許文献1においては、コアとコイルからなるリアクトルと、リアクトルを冷却する冷却器と、リアクトルの周囲に設けられた樹脂部を設け、樹脂部を冷却器にボルトで固定して一体形成したリアクトルの冷却構造が開示されている。
また、特許文献2においては、コイルの外周を内側樹脂部で覆うようにしてコイル成形体とし、このコイル成形体と磁性コアとの組立体の外周を覆う外側樹脂部を設けてリアクトルとして一体形成する構造が開示されている。
A reactor and a cooling structure of the reactor configured by a core and a coil are conventionally known. For example, in
In
電気自動車などに搭載されるコンバータまたは電力変換装置の構成部品に利用されるリアクトルは、作動中に発熱するため、所定の温度以上にならないような放熱性が必要とされる。また、このようなリアクトルをコンバータまたは電力変換装置などに搭載するためには、搭載スペースの制約上、無駄空間を極力排除した小型化が要求される。 A reactor used as a component of a converter mounted on an electric vehicle or the like or a component of a power converter generates heat during operation, and therefore, it is necessary to have a heat dissipating property not to be higher than a predetermined temperature. Moreover, in order to mount such a reactor in a converter, a power conversion device, or the like, size reduction that eliminates wasted space as much as possible is required due to the restriction of the mounting space.
リアクトルの小型化と合わせて放熱性を併せ持つために、例えば特許文献1および特許文献2に示されているリアクトルのように、コアとコイルまたはコイルの組合体を一体で樹脂により覆う構造では、小型化を図ることが出来るものの、コアとコイルの外周を樹脂により覆うことで放熱性の妨げとなる。
In order to have heat dissipation as well as miniaturization of the reactor, it is possible to use a structure in which the combination of the core and coil or coil is integrally covered with resin, as in the reactors shown in
また、特許文献1においては、コアの形状あるいはコアに伝熱部を近接させるなどの工夫をすることにより、コアの放熱性の低下の抑制を図ることが出来るものの、コアの底面も含んで一体形成するように樹脂で覆っており、放熱性の妨げとなると共に樹脂のクリープ変形などが懸念され、またスプリングなどで樹脂の押圧が必要なため、スプリングの設置スペースが必要となり小型化の妨げとなる。
Further, in
また、特許文献2においては、同様にコアの形状を工夫及びコア及びコイルの底面を露出することにより、コア及びコイルの放熱性の低下の抑制を図ることが出来るものの、コアまたはコイルの底面以外は樹脂で覆われているため放熱性の妨げとなる。
また、樹脂で覆われていることにより粉塵及び腐食など外部環境からの保護を図ることが出来るが、コアまたはコイルを露出させて直接、冷却器などに固定することにより電力変換装置などに実装された際に、振動によるコアとコイルと冷却器との接触による破壊及び絶縁性などに懸念がある。
Further, in
Moreover, although it can aim at protection from external environments, such as dust and corrosion, by being covered with resin, it is mounted in a power converter etc. by exposing a core or a coil and fixing to a cooler etc. directly. At the same time, there is a concern about destruction and insulation due to contact between the core, coil and cooler due to vibration.
また、外側コア部の断面積が内側コアの断面積と同程度となるように断面積を設定し、形状変更させて小型化を図ることが出来るものの、コアを露出させた部分の面積が低下することとなり上記と矛盾して放熱性の妨げとなる。
いずれにしても特許文献1及び特許文献2に示される樹脂は、剛性のある部品の骨格を形成する「射出成形用樹脂」を持いており、この「射出成形用樹脂」は一般的に熱伝導率が悪いため、コア及びコイルに直接接して全周を包むように構成した場合は放熱性が妨げられます。
In addition, although the cross-sectional area can be set so that the cross-sectional area of the outer core portion becomes approximately the same as the cross-sectional area of the inner core and the shape can be changed to achieve miniaturization, the area of the exposed portion of the core decreases. In contradiction to the above, it becomes the hindrance of heat dissipation.
In any case, the resins shown in
本願は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、目的とするところは、小型で且つ放熱性を兼ね備えたリアクトルの冷却構造及び電力変換装置を提供することにある。 The present application has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a reactor cooling structure and a power conversion device that are compact and have heat dissipation.
本願に係るリアクトルの冷却構造は、磁性体のコアと、コアに巻回されるコイルと、コアとコイルの外周を覆う収納部と、収納部に固定部材を介して固定される冷却器を備えたリアクトルの冷却構造において、収納部は、コア及びコイルの上方を覆う天面部と、コア及びコイルの側方を覆う外壁と、外壁より内側に形成されている内壁とを有し、コイルの側方を覆う内壁で囲われた第1の収納部と、コアの側方を覆う外壁で囲われた第2の収納部とを備え、第1の収納部と第2の収納部の空間に内壁と外壁の端面まで充填された封止放熱樹脂を設け、内壁の端面が外壁の端面よりも冷却器に向かって突出するように形成され、リアクトルを冷却器に設置したときに、コア及びコイルの冷却器側となる面が、封止放熱樹脂を介して冷却器の冷却面に沿って保持されているものである。 The reactor cooling structure according to the present application includes a core of a magnetic body, a coil wound around the core, a storage portion covering the core and the outer periphery of the coil, and a cooler fixed to the storage portion via a fixing member. In the reactor cooling structure, the housing portion has a top surface portion covering the upper side of the core and the coil, an outer wall covering the side of the core and the coil, and an inner wall formed inside the outer wall, And a second storage section surrounded by an outer wall covering the side of the core, and the inner wall of the space between the first storage section and the second storage section And the end face of the inner wall is formed to project more toward the cooler than the end face of the outer wall, and when the reactor is installed in the cooler, the core and the coil are The surface which becomes the cooler side is cooling of the cooler via the sealing heat dissipation resin Those held along.
本願によれば、リアクトルの小型化を図り、冷却効率が低下することを抑制することが出来るリアクトルの冷却構造が得られる。 According to the present application, it is possible to obtain a reactor cooling structure that can miniaturize the reactor and can suppress a decrease in cooling efficiency.
実施の形態1.
以下、本願の実施の形態1におけるリアクトルの冷却構造を図1から図5に基づいて説明する。
図1は実施の形態1に使用されるリアクトルを示す斜視図で、図1(a)は外観図、図1(b)は収納部の底面部から見て封止放熱樹脂を取り除いた図である。図2は実施の形態1におけるリアクトルの冷却構造を示す縦断面図、図3は収納部の第1の収納部を示す分解斜視図、図4はリアクトルの冷却構造を示す横断面図、図5は収納部の第1の収納部の側面図と断面図である。
Hereinafter, the cooling structure of the reactor in
FIG. 1 is a perspective view showing a reactor used in the first embodiment, and FIG. 1 (a) is an external view, and FIG. 1 (b) is a view from which a sealing heat radiation resin is removed as viewed from the bottom of the housing is there. 2 is a longitudinal sectional view showing a cooling structure of a reactor according to the first embodiment, FIG. 3 is an exploded perspective view showing a first accommodation portion of the accommodation portion, FIG. 4 is a transverse sectional view showing a cooling structure of the reactor, FIG. 8A is a side view and a cross-sectional view of a first storage unit of the storage unit.
図1および図2に示すように、リアクトル1は、巻線を螺旋状に巻回して形成された断面が略矩形の一対のコイル21、22を有するコイル部2と、一対のU字状の磁性体で構成された分割コア41、42を有し、断熱性を持つ絶縁テープ3が外周に巻かれた口字状のコア部4と、第1の収納部51と第2の収納部52とからなり、第1の収納部51においてコイル部2を覆うとともに、第2の収納部52においてコイル部2及びコア部4を覆う樹脂製の収納部5と、第1の収納部51と第2の収納部52の空間に充填される封止放熱樹脂6とからなっている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
収納部5は、コア部4及びコイル部2の上方を覆う天面部513、523と、コア部4の側方を覆う外壁524と、外壁524より内側に形成されコイル部2の側方を覆う内壁514とを有している。第1の収納部51はコイル部2の側方を覆う内壁514と天面部513で囲われて構成され、底面は開放されている。また第2の収納部52はコア部4の側方を覆う外壁524と天面部523で囲われて構成され、底面は開放されている。
The
コイル21、22の軸線は互いに平行であり、コイル21、22の配列方向はコイル21、22の軸線と直交している。コイル21、22は、上面は天面部513により、側面は内壁514により覆われた第1の収納部51に収納されている。また、コイル21、22の一端及び他端には、コイル21、22の軸線方向及び配列方向と直交する一方向に引き出される引出線211、221が設けられている。引出線211、221は、電源などの外部装置又は基板などの端子に接続されるもので、第1の収納部51及び第2の収納部52の天面に形成された導通口512、522から導出して上方に突出している。
The axes of the
コア部4は、互いに対向する一対の分割コア41、42を組み合わせ、全体として口字状をなすものである。分割コア41、42は、対向する2つの直線部と、直線部を連結する曲線部から構成されてU字状をなし、2つの直線部の一部又は全部がコイル21、22にそれぞれ挿入される。なお、実施の形態1では分割コア41、42をそれぞれU字状の一部材としているが、分割コア41、42を曲線部と直線部でさらに分割してもよい。磁性体からなるコア部4は、例えば金属軟磁性粉末で形成されるが、電磁鋼板により構成されても良い。
The
コイル21、22の巻線には主に銅からなる平角線が用いられる。平角線は断面が矩形の銅線であり電気抵抗が小さい。リアクトル1に使用するコイル21、22では平角線の幅広の面をコイル長手方向に巻く。換言すれば、幅の狭い面をコイルの半径方向に向けて巻く。そのような巻き方はエッジワイズまたは縦巻きと言われている。
A flat wire mainly made of copper is used for winding the
コイル21、22は、一本の巻線で連続的に形成してもよいし、コイル21、22を別の巻線で形成し、それぞれの一端同士を溶接などで接合してもよい。また、コイル21、22を接合せずに、それぞれ独立したコイル21、22としてもよい。また、実施の形態1では平角線の巻線を用いたエッジワイズのコイル21、22を形成しているが、断面円形状の巻線を用いてコイル21、22を形成してもよい。
The
収納部5は一例をあげるとポリエチレンテレフタレート樹脂を用いることが出来る。また、収納部5はボルトにより冷却器7に固定されるボルトの穴および冷却器7との位置決め(図示省略)などの固定手段を備える。
第1の収納部51を形成する内壁514の下側の端面は、第2の収納部52を形成する外壁524の下側の端面よりも冷却器7に向かって突出するように形成されている。また、内壁514の下側の端面は、コイル21、22の冷却器7側となる面213、214より突出するように形成され、外壁524の下側の端面は、分割コア41、42の冷却器7側となる面411、421よりも突出するように形成されている。
For example, a polyethylene terephthalate resin can be used for the
The lower end surface of the
内壁514の下側の端面のコイル21、22からの突出長さおよび外壁524の下側の端面の分割コア41、42からの突出長さは、内壁514の厚みより小さくなっている。
換言すれば、コイル21、22の冷却器7側となる面213、214と冷却器7の冷却面72との間に介在する封止放熱樹脂6の厚みと、分割コア41、42の冷却器7側となる面411、421と冷却器7の冷却面71、73との間に介在する封止放熱樹脂6の厚みは、内壁514の厚みより小さい。
さらにリアクトル1のコア部4と冷却器7の冷却面71、73との間に介在する封止放熱樹脂6の厚み、およびリアクトル1のコイル部2と冷却器7の冷却面72との間に介在する封止放熱樹脂6の厚みは、それぞれ一定の厚みで、且つ内壁514の厚みより小さく設けられることにより冷却効率の低下の抑制につながる。
The protruding length of the lower end surface of the
In other words, the thickness of the sealing
Furthermore, the thickness of sealing
封止放熱樹脂6は、内壁514の端面および外壁524の端面と同じ面までになるよう第1の収納部51と第2の収納部52の空間に充填される。また、封止放熱樹脂6の硬度は第1の収納部51および第2の収納部52を形成する樹脂の硬度よりも低い。例えば、第1の収納部51および第2の収納部52は従来と同じ射出成形用樹脂で構成されるが、封止放熱樹脂6は射出成形用樹脂よりも硬度が低いシリコーンなどに熱伝導率の高いフィラーを含有して形成される。
これにより第1の収納部51および第2の収納部52に充填される封止放熱樹脂6は硬化後に一定の弾性があるゲル状に形成され、この封止放熱樹脂6がコア部4とコイル部2と直接接するため、コア部4及びコイル部2の変形及び破壊を抑制して安定して固定できる。
The sealing heat-radiating
Thus, the sealing heat-radiating
冷却器7は、リアクトル1の実装側となる実装面511および実装面521に沿って段差を付けて冷却面71、72、73が形成されている。リアクトル1を収納した収納部5はボルト(図示省略)などの固定部材を介して冷却器7に固定される。
コイル部2の冷却器7側となる面213、214と冷却器7の冷却面72との間に介在する封止放熱樹脂6の厚みと、コア部4の冷却器7側となる面411、421と冷却器7の冷却面71、73との間に介在する封止放熱樹脂6の厚みは、それぞれ一定の厚みで、その厚みは同じでも異なっていてもよい。
従って、リアクトル1を冷却器7に設置したときに、コイル部2の冷却器7側となる実装面511と冷却器7の冷却面72との距離、およびコア部4の冷却器7側となる実装面521と冷却器7の冷却面71、73との距離が、同じ均一の距離となる。即ち、コア部4及びコイル部2の冷却器7側となる実装面511、521が、封止放熱樹脂6を介して冷却器7の冷却面71、72、73に沿って均一な所定間隔で保持されるので、リアクトル1の放熱性を向上させることができる。
The
The thickness of the sealing heat-radiating
Therefore, when the
また、第1の収納部51および第2の収納部52の冷却器7側となる実装面511、521と冷却器7の冷却面71、72、73との間に放熱部材8を配置している。この放熱部材8により、リアクトル1を冷却器7に固定する際の組立ばらつきによる生じる隙間を抑制することが出来る。放熱部材8は、一例を挙げるとシリコーンなどのグリースを塗布するが、シート状に成形されたものを設置してもよい。このようにすることでリアクトル1の冷却効率の低下を抑制することが出来る。また、第1の収納部51および第2の収納部52の両方又はどちらか一方は、放熱部材8よりも熱伝導率が高い樹脂で形成されている。
Further, the
また、第2の収納部52は分割コア41、42とコイル部2の外周に沿って封止放熱樹脂6が内壁514の厚みより小さい厚みになるように均一な距離を保って覆うように形成されている。換言すると封止放熱樹脂6の使用量を削減するとともに封止放熱樹脂6の厚みを均一に保つことが出来る。このようにすることでリアクトル1の冷却効率の低下を抑制することが出来る。
Further, the
また、分割コア41、42を覆う天面部523とコイル21、22を覆う天面部513に高低差を設けることにより、即ち、図1(a)に示すように、分割コア41、42の上方を覆う天面部523はコイル21、22の上方を覆う天面部513よりも低くすることで、リアクトル1の周囲に図2に示すような空間9が形成され、有効空間として利用することが出来る。
なお、実施の形態1では、収納部5の第1の収納部51と第2の収納部52は別体で形成されているが、一体で形成することも可能である。
以降第1の収納部51と第2の収納部52を別体で形成する際の構成について図3を参照してさらに詳しく説明する。
Further, by providing a height difference between the
In the first embodiment, the
Hereinafter, the configuration when the
図3(a)はリアクトル1の第1の収納部51の斜視図、図3(b)は第1の収納部51の分解斜視図を示す。
図3において、第1の収納部51は、分割コア41、42とコイル21、22の間に形成され、コイル21、22を保持する筒状部10と、この筒状部10をコイル21、22の軸線方向と同じ方向から導通させて保持する箱状部11の組合体から形成されている。さらに筒状部10は軸線方向で分割された第1の筒状部101と第2の筒状部102から形成されている。
FIG. 3A is a perspective view of the
In FIG. 3, the
第1の筒状部101と第2の筒状部102は、それぞれ内部に分割コア41、42の直線部の一部又は全部がそれぞれ挿入されるとともに、コイル21、22がそれぞれ周囲に巻き回される断面が略矩形の一対の筒部1011、1012、1013、1014と、この筒部の端部に筒部1011、1012、1013、1014の径方向に広がるフランジ1015、1016を備える。
In the first
なお、コイル21、22は、その剛性により螺旋状に巻かれた状態を維持できるため、リアクトル1を組み立てる際には予め巻き回した状態のコイル21、22を箱状部11に収納し、第1の筒状部101と第2の筒状部102の筒部1011、1012、1013、1014を箱状部11の導通口111、112、113、114に通すことにより、分割コア41、42とコイル21、22を組み付ける。コイル21、22に挿入された筒部1011、1012、1013、1014の外周面は、それぞれコイル21、22の内周面に当接する。
Since the
筒部1011、1012、1013、1014の長さについては、一方が他方より長い或いは一方にのみ筒部が形成され他方は受けとなるフランジ1015あるいは1016のみで形成されても良い。
第1の筒状部101は、フランジ1015の内側面に突起状の第1の嵌合部1017、1018、1019、1020が形成されている。また、第2の筒状部102は、フランジ1016の内側面に突起状の第1の嵌合部1021、1022、1023、1024が形成されている。
The lengths of the
In the first
一方、第1の嵌合部1017から1020と対向した箱状部11の面には、第1の嵌合部1017から1020と嵌合する穴状の第2の嵌合部1111、1112、1113が形成されている。また、第1の嵌合部1021から1024と対向した箱状部11の面には、第1の嵌合部1021から1024と嵌合する穴状の第2の嵌合部1114、1115、1116が形成されている。
On the other hand, on the surface of the box-
第1の嵌合部1017から1020、第1の嵌合部1021から1024と、第2の嵌合部1111から1113、第2の嵌合部1114から1116が嵌合すると筒状部10と箱状部11の位置が正確に組み合わされて、図3(a)の状態となる。
また、第1の嵌合部1017から1020および第1の嵌合部1021から1024が、第1の収納部51に組付けされるコイル21、22の下方面の受けとなる。第1の嵌合部の中で第1の嵌合部1017、1020、1021、1024と、第2の嵌合部の中で第2の嵌合部1111、1113、1114、1116のみで位置が正確に組み合わさる。
When the first
Further, the first
残りの第1の嵌合部1018、1019、1022、1023と第2の嵌合部1112、1115は、第1の嵌合部の中で第1の嵌合部1017、1020、1021、1024と第2の嵌合部の中で第2の嵌合部1111、1113、1114、1116と合わさることでコイル21、22の下方面の受けとして備える。
第1の嵌合部1017から1020および第1の嵌合部1021から1024と、第2の嵌合部1111から1113および第2の嵌合部1114から1116の形状について、円筒と円または楕円の穴との組み合わせで形成しているが、多角形の組み合わせでもよい。
The remaining first
The shapes of the first
コイル受けについて図4を参照して説明する。図4はリアクトル1の冷却構造の横断面図である。
図4において、第1の嵌合部1017から1020、1021から1024(図示省略)はコイル21、22の下方角部を受けて、上下面方向を正確に位置合わせする。換言すれば、コイル21、22の冷却器7側となる面213、214と冷却器7の冷却面72との間に介在する封止放熱樹脂6の厚みを一定にすることが出来る。
The coil receiver will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the cooling structure of the
In FIG. 4, first
第1の嵌合部1017から1020および第1の嵌合部1021から1024と、第2の嵌合部1111から1113および第2の嵌合部1114から1116は、コイル受けとして、実施の形態1ではフランジ1015、1016の下端の両端及び中央の3か所に設けられているが、コイル受けの数及び配置は、コイル21、22を側面方向及び上下方向位置決めできるのであれば特に限られるものではない。
The first
さらに筒状部10と箱状部11の固定は、第1の嵌合部と第2の嵌合部との間に形成される隙間を、例えば接着剤により埋めて固着されている。換言すると第1の収納部51と第2の収納部52との接合部を隙間なく形成することが出来る。
このようにすることにより、第1の収納部51と第2の収納部52の空間に封止放熱樹脂6を充填するときに、第1の収納部51に充填しても第1の収納部51より低い第2の収納部52に流出して、第2の収納部52の封止放熱樹脂6の液面が上がることはなく充填することが出来る。換言すると第1の収納部51と第2の収納部52の高さが異なっても封止放熱樹脂6を充填することが出来る。
Furthermore, the
By doing this, when filling the space of the
また、第1の収納部51と第2の収納部52の一方の空間を他方の空間より、より熱伝導率が高い封止放熱樹脂6を充填するなどの選択することが出来る。
また、第1の収納部51と第2の収納部52の材料として、両方又はどちらか一方を樹脂の流動方向に熱伝導率が高い樹脂を選択する。即ち、第1の収納部51および第2の収納部52の材料として用いられる高熱伝導の成形樹脂材料は、樹脂の流動方向により熱伝導が変化するものが多い。そのため、第1の収納部51と第2の収納部52を製作する金型に流し込まれる樹脂は、樹脂の流動方向に対して高い熱伝導率のものが使用される。樹脂の流動方向を調整して第1の収納部51または第2の収納部52を形成することにより、第1の収納部51または第2の収納部52を放熱経路としてより熱を広げることが出来る。このようにすることでリアクトル1の冷却効率の低下を抑制することが出来る。
In addition, it is possible to select one space of the
Further, as a material of the
第1の筒状部101と第2の筒状部102の筒部1011から1014の内部について図5を参照して説明する。図5(a)は第1の収納部51の側面図、図5(b)は図5(a)のA−A断面図である。
図5において、筒部1011から1014は、必要に応じて内部にスペーサ12が設けられる。スペーサ12は、コア部4が構成される際に分割コア41、42のそれぞれの対向面の間に一定の隙間を形成するもので、スペーサ12により形成される隙間の大きさによりリアクトル1のインダクタンスが調整される。スペーサ12は、分割コア41、42の軸線方向に延びる断面口字状の筒状部121と、筒状部121と筒部1011から1014の内周面を接続するリブ122とを備えている。
The insides of the
In FIG. 5, the
リブ122は、筒状部121の周囲2方向以上に設けられるもので、実施の形態1では周方向に4箇所設けられている。リブ122の軸線方向長さは筒状部121の軸線方向長さよりも短く、筒状部121とリブ122との間で軸線方向について段差が生じている。すなわち、スペーサ12には軸線方向の幅が周囲よりも大きい領域が中央部に設けられている。スペーサ12は筒部1011から1014に分割して形成されているが、一方または他方の筒部に一体で形成されてもよい。スペーサ12の製作については、部品点数及び組立工数の削減の観点から、筒状部121とリブ122を第1の筒状部101と第2の筒状部102と一体成形することが好ましい。
The
また、第1の収納部51と第2の収納部52は、いずれも天面部513、523にコイル21、22の引出線211、221の位置に合う導通口512、522が形成されている。導通口512、522はコイルの引出線211、221の通る最小の大きさで形成されており、導通口512、522を通すことによりコイル21、22の側面方向を正確に位置合わせする。
コイル21、22の引出線211、221と、第1の収納部51および第2の収納部52の導通口512、522との固定は、例えば接着剤により固着して密封することが考えられる。
Further, in each of the
Fixing of the
また、封止放熱樹脂6は一例をあげると、シリコーンにたとえばアルミナなどの熱伝導率のよい粉末を配合したものを用いることが出来る。そして、封止放熱樹脂6は収納部5よりも硬度が低いし、放熱部材8と同じ材質のもので形成している。
換言すると封止放熱樹脂6と冷却器7の冷却面71から73、あるいは放熱部材8との密着性を良くすることが出来る。このようにすることでリアクトル1の冷却効率の低下を抑制することが出来る。
In addition, as the sealing heat-radiating
In other words, the adhesion between the sealing
次に、上記したリアクトルの冷却構造を備えたコンバータ及び電力変換装置について説明する。図6は実施の形態1におけるコンバータ及び電力変換装置の一例を示す概略の回路構成図である。
図6において、電力変換装置1000は、バッテリ1001と負荷1002の間で電力変換を行うものであって、バッテリ1001からの直流電力を交流電力に変換して負荷1002に出力するとともに、負荷1002からの交流電力を直流電力に変換してバッテリ1001に出力するものである。電力変換装置1000は、直流電圧を昇降圧させるコンバータ1100と、直流と交流との相互変換を行うインバータおよびフィルタとしてのコンデンサを有するインバータ部1200を備え、コンバータ1100は、上述した冷却構造を有したリアクトル1と、複数のスイッチング素子1102と、スイッチング素子1102の動作を制御する駆動回路1103とを備えている。リアクトル1に流れる電流が増加し発熱しても上述した冷却構造により冷却効率が維持できる。
Next, a converter and a power converter provided with the above-described reactor cooling structure will be described. FIG. 6 is a schematic circuit configuration diagram showing an example of the converter and the power conversion device in the first embodiment.
In FIG. 6, the
負荷1002は、例えば三相交流モータであり、電力変換装置1000がハイブリッド自動車に用いられる場合は走行時には車両を駆動し、回生時には発電機として機能する。スイッチング素子1102は、MOSFET(metal−oxide−semiconductor field−effect transistor)又はIGBT(Insulated Gate Bipolar−Transistor)などのパワーデバイスを用いればよい。
The
車両の走行時、バッテリ1001から入力される直流の入力電圧がコンバータ1100により昇圧され、昇圧された入力電圧をインバータ部1200が交流に変換する。回生時、負荷1002から入力される交流の入力電圧がインバータ部1200で直流に変換され、直流に変換された入力電圧がコンバータ1100によりバッテリ1001に適合する電圧まで降圧される。コンバータ1100は、駆動回路1103によりスイッチング素子1102がオン、オフを繰り返すことで、入力された直流電圧を昇降圧させる。リアクトル1は、スイッチング素子1102のスイッチング動作によって回路を流れる電流が増減しようとしたとき、その変化を滑らかにする機能を持つ。
When the vehicle is traveling, the DC input voltage input from the
なお、図6の電力変換装置1000およびコンバータ1100は一例であり、電力変換装置1000およびコンバータ1100は、商用電源からの交流電力によりバッテリ1001を充電する充電器としての電力変換装置、およびこの電力変換装置において直流電圧を昇圧させるコンバータとしてもよい。この場合、負荷1002が商用電源に置き換わり、上記した回生時の動作の場合と同様に商用電源から入力される交流の入力電圧が直流に変換され、直流に変換された入力電圧がコンバータ1100によりバッテリ1001に適合する電圧まで昇圧される。
実施の形態2.
次に、本願の実施の形態2におけるリアクトルの冷却構造を図7及び図8に基づいて説明する。
図7は、実施の形態2に係るリアクトルの冷却構造の縦断面図である。図8は実施の形態2に係るリアクトルの収納部の斜視図で、図8(a)はリアクトル1の収納部5の斜視図、図8(b)は収納部5の分解斜視図である。なお、図1から図5と同じ又は相当部分については同一の符号を用いて説明を省略する。
実施の形態2におけるリアクトルの冷却構造は実施の形態1の変形例であって、収納部5の第1の収納部51と第2の収納部52を一体で形成している点が実施の形態1と異なる。なお、その他の事項については、実施の形態1と同様であるので、詳細な説明は省略する。
Second Embodiment
Next, the cooling structure of the reactor in the second embodiment of the present application will be described based on FIGS. 7 and 8.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a reactor cooling structure according to a second embodiment. FIG. 8 is a perspective view of the storage portion of the reactor according to the second embodiment, FIG. 8 (a) is a perspective view of the
The cooling structure of the reactor in the second embodiment is a modification of the first embodiment, and in that the
図7および図8において、収納部5は第1の収納部51を形成する内壁514と第2の収納部52を形成する外壁524とが一体で構成されている。
また、内壁514にはコイル21、22の軸線方向と同じ方向の面に4カ所の溝515が形成されている。コア部4とコイル部2の間に形成された筒部1011から1014と、筒部1011から1014の両端にフランジ1015、1016を備えた筒状部10は実施の形態1と同じである。
In FIGS. 7 and 8, the
In the
内壁514の溝515に、筒状部10の筒部1011から1014が嵌合して、筒状部10の位置を正確に決める。この際に実施の形態1と同様に、フランジ1015の内側面に設けられた突起状の第1の嵌合部1017、1018、1019、1020およびフランジ1016の内側面に設けられた突起状の第1の嵌合部1021、1022、1023、1024が、内壁514に設けられた切欠き状の第2の嵌合部1111、1112、1113、1114、1115、1116に嵌合すると、筒状部10と内壁514の位置が正確に組み合わされて、図8(a)の状態となる。
The
収納部5の内壁514と筒状部10の固定は、第1の嵌合部と第2の嵌合部との間に形成される隙間を、例えば接着剤により埋めて固着されている。換言すると第1の収納部51と第2の収納部52とを互いに組み立てることなく形成することが出来る。
このようにすることで、部品点数を削減すると共に実施の形態1と同様にリアクトル1の冷却効率の低下を抑制することが出来る。
The
By doing so, it is possible to reduce the number of parts and to suppress the decrease in the cooling efficiency of the
実施の形態3.
次に、本願の実施の形態3におけるリアクトルの冷却構造を図9に基づいて説明する。
図9は、実施の形態3に係るリアクトルの冷却構造を示す縦断面図である。なお、図1から図5と同じ又は相当部分については同一の符号を用いて説明を省略する。
実施の形態3におけるリアクトルの冷却構造は、実施の形態1の変形例であって、収納部5の天面部に放熱板と放熱部材を形成している点が実施の形態1と異なる。なお、その他の事項については、実施の形態1と同様であるので、詳細な説明は省略する。
Third Embodiment
Next, the cooling structure of the reactor in
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a cooling structure of a reactor according to a third embodiment. The same reference numerals are used for the same or corresponding parts as in FIG. 1 to FIG.
The cooling structure of the reactor in the third embodiment is a modification of the first embodiment, and differs from the first embodiment in that a heat sink and a heat radiating member are formed on the top surface portion of the
図9に示すように、放熱板13は収納部5の天面部523を覆うように収納部5の外周に沿って天面部523と均一な距離を保って設けられている。放熱板13は冷却器7にボルト(図示省略)などで固定されている。収納部5の天面部523と放熱板13との間には放熱部材14が設けられている。このような構成により収納部5から放熱部材14と放熱板13とを介して冷却器7に至る放熱経路を構成することができる。
As shown in FIG. 9, the
また、放熱板13は収納部5と一体化して形成しても良い。その際、放熱部材14は不要となる。
このようにすることで、リアクトル1の実装側となる実装面511、521から放熱部材8を介して冷却器7に至る放熱経路と合わせてリアクトル1を放熱できるので、リアクトル1の冷却効率を向上させて小型化できると共に実施の形態1と同様にリアクトル1の冷却効率の低下を抑制することが出来る。
In addition, the
In this way, the
本開示は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
While this disclosure describes various exemplary embodiments and examples, the various features, aspects, and features described in one or more embodiments are of particular embodiments. The invention is not limited to the application, and can be applied to the embodiment alone or in various combinations.
Accordingly, numerous modifications not illustrated are contemplated within the scope of the technology disclosed herein. For example, when deforming at least one component, adding or omitting it, it is further included that at least one component is extracted and combined with a component of another embodiment.
1:リアクトル、2:コイル部、21、22:コイル、211、221:引出線、
213、214:コイルの冷却器側となる面、4:コア部、41、42:分割コア、
411、421:コアの冷却器側となる面、5:収納部、51:第1の収納部、
52:第2の収納部、511、521:リアクトルの実装面、
512、522:導通口、514:内壁、524:外壁、515:溝、
6:封止放熱樹脂、7:冷却器、71、72、73:冷却面、8:放熱部材、
9:空間、10:筒状部、11:箱状部、101:第1の筒状部、
102:第2の筒状部、1011から1014:筒部、
1015、1016:フランジ、1017から1024:第1の嵌合部、
1111から1116:第2の嵌合部、12:スペーサ、121:筒状部、
122:リブ、13:放熱板、14:放熱部材、1000:電力変換装置。
1: Reactor, 2:
213, 214: The surface on the coil side of the coil, 4: Core, 41, 42: Split core,
411, 421: The surface on the cooler side of the core, 5: storage section, 51: first storage section,
52: second housing portion, 511, 521: mounting surface of reactor,
512, 522: conduction port, 514: inner wall, 524: outer wall, 515: groove,
6: Sealing heat dissipation resin, 7: Cooler, 71, 72, 73: Cooling surface, 8: Heat dissipation member,
9: Space, 10: Tubular part, 11: Box-like part, 101: First tubular part,
102: second tubular portion, 1011 to 1014: tubular portion,
1015, 1016: flange, 1017 to 1024: first fitting portion,
1111 to 1116: second fitting portion, 12: spacer, 121: tubular portion,
122: rib, 13: heat sink, 14: heat radiating member, 1000: power converter.
Claims (18)
前記収納部は、前記コア及び前記コイルの上方を覆う天面部と、前記コア及び前記コイルの側方を覆う外壁と、前記外壁より内側に形成されている内壁とを有し、前記コイルの側方を覆う前記内壁で囲われた第1の収納部と、前記コアの側方を覆う前記外壁で囲われた第2の収納部とを備え、前記第1の収納部と前記第2の収納部の空間に前記内壁と前記外壁の端面まで充填された封止放熱樹脂を設け、前記内壁の端面が前記外壁の端面よりも前記冷却器に向かって突出するように形成され、前記リアクトルを前記冷却器に設置したときに、前記コア及び前記コイルの冷却器側となる面が、前記封止放熱樹脂を介して前記冷却器の冷却面に沿って保持されていることを特徴とするリアクトルの冷却構造。 Cooling of a reactor comprising a core of a magnetic body, a coil wound around the core, a housing part covering the core and the outer periphery of the coil, and a cooler fixed to the housing part via fixing means In the structure
The storage portion has a top surface portion covering the upper side of the core and the coil, an outer wall covering the side of the core and the coil, and an inner wall formed inside the outer wall, and the side of the coil And a second storage unit surrounded by the outer wall covering the side of the core, the first storage unit and the second storage A sealing heat dissipating resin filled up to the end face of the inner wall and the outer wall is provided in the space of the part, and the end face of the inner wall is formed to project toward the cooler than the end face of the outer wall When installed in a cooler, a surface on the cooler side of the core and the coil is held along the cooling surface of the cooler via the sealing heat dissipation resin Cooling structure.
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