JPWO2013011574A1

JPWO2013011574A1 - Reactor

Info

Publication number: JPWO2013011574A1
Application number: JP2013524550A
Authority: JP
Inventors: 高人村田; 賢司桐山; 純弘山口
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2015-02-23

Abstract

リアクトル（１０）は、ギャップを設けて配置されるＵ字型ブロックコア（２１）およびＩ字型ブロックコア（２２）を有するコア体（２０）と、コア体（２０）の外周上に巻回されるコイル（５１）と、Ｕ字型ブロックコア（２１）とＩ字型ブロックコア（２２）との間のギャップに介挿されるギャップ板（３１）とを備える。ギャップ板（３１）は、コイル（５１）に向けて延設され、コイル（５１）を保持するコイル保持部（３３）を有する。このような構成により、コイルの温度上昇を抑制するリアクトルを提供することができる。The reactor (10) is wound around a core body (20) having a U-shaped block core (21) and an I-shaped block core (22) arranged with a gap, and on the outer periphery of the core body (20). And a gap plate (31) inserted in a gap between the U-shaped block core (21) and the I-shaped block core (22). The gap plate (31) has a coil holding part (33) that extends toward the coil (51) and holds the coil (51). With such a configuration, it is possible to provide a reactor that suppresses an increase in coil temperature.

Description

この発明は、一般的には、リアクトルに関し、より特定的には、車両に搭載され、車両駆動用の電圧を昇圧，降圧するコンバータに用いられるリアクトルに関する。 The present invention relates generally to a reactor, and more specifically to a reactor mounted on a vehicle and used for a converter that boosts and lowers a voltage for driving the vehicle.

従来のリアクトルに関して、たとえば、特開２００６−３５１９２０号公報には、コアに、ギャップを構成するための貫通孔を設けた場合であっても、コアの剛性に悪影響を与えることがなく、さらに発熱集中の問題を解決することを目的としたリアクトルが開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示されたリアクトルにおいては、ギャップを構成する複数の貫通孔が、コイルが巻回されるＩ型ブロックコアに形成される。 Regarding a conventional reactor, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-351920, even when a through hole for forming a gap is provided in a core, the rigidity of the core is not adversely affected, and further heat generation is performed. A reactor intended to solve the concentration problem has been disclosed (Patent Document 1). In the reactor disclosed in Patent Document 1, a plurality of through holes constituting a gap are formed in an I-type block core around which a coil is wound.

また、特開２０１０−１０３３０７号公報には、絶縁部と磁性コアとの接合容易性を図り、リアクトル作動時の接合面温度を可及的に低減し、さらに、絶縁部と磁性コアとの接合加工時からリアクトル作動時の全期間に渡って、初期の磁路長およびインダクタンス性能の確保を図ることを目的としたリアクトルが開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示されたリアクトルにおいては、複数の磁性コアが絶縁部を介して繋げられている。絶縁部は、非磁性のギャップ板と、ギャップ板の両側に設けられた非磁性の樹脂シートからなる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-103307 discloses the ease of joining the insulating portion and the magnetic core, reduces the joint surface temperature during reactor operation as much as possible, and further joins the insulating portion and the magnetic core. A reactor for the purpose of ensuring the initial magnetic path length and inductance performance over the entire period from the time of machining to the time of reactor operation is disclosed (Patent Document 2). In the reactor disclosed in Patent Document 2, a plurality of magnetic cores are connected via an insulating portion. The insulating portion includes a nonmagnetic gap plate and a nonmagnetic resin sheet provided on both sides of the gap plate.

また、特開２００３−５１４１４号公報には、樹脂モールド成形時において、樹脂モールド封止電磁機器の空隙を一定に保つことを目的とした電磁機器が開示されている（特許文献３）。特許文献３に開示された電磁機器においては、分割可能な鉄心である積層電磁鋼板の外周の一部に、複数の絶縁突起が形成された絶縁材が装着されている。絶縁材の外周には、らせん巻きの鋼板からなるコイルが、複数の絶縁突起間に嵌め込まれるようにして装着されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-51414 discloses an electromagnetic device intended to keep the gap of the resin mold-sealed electromagnetic device constant during resin mold molding (Patent Document 3). In the electromagnetic device disclosed in Patent Document 3, an insulating material in which a plurality of insulating protrusions are formed is attached to a part of the outer periphery of a laminated electromagnetic steel sheet that is a separable iron core. On the outer periphery of the insulating material, a coil made of a spirally wound steel plate is mounted so as to be fitted between a plurality of insulating protrusions.

また、特開２００８−２８３１３号公報には、コイルで発生した熱を十分に伝えることにより、コアからケース等への放熱効果を高めることを目的としたリアクトルが開示されている（特許文献４）。特許文献４に開示されたリアクトルにおいては、環状のコアと、そのコアの外周上に設けられるコイルとの間に、金属材料から形成されたボビンが設けられる。ボビンの表面には、絶縁被膜層が設けられる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-28313 discloses a reactor that aims to enhance the heat dissipation effect from the core to the case by sufficiently transferring the heat generated in the coil (Patent Document 4). . In the reactor disclosed in Patent Document 4, a bobbin made of a metal material is provided between an annular core and a coil provided on the outer periphery of the core. An insulating coating layer is provided on the surface of the bobbin.

また、特開２００２−２１７０４０号公報には、リアクトルなどの静止誘導電気機器における鉄心、とくにコイルを巻装する鉄心の冷却効率を向上させ、小型形状な誘導機器を提供することを目的とした静止誘導電気機器が開示されている（特許文献５）。特許文献５に開示された静止誘導電気機器においては、外周にコイルを巻装する鉄心の両外側面に、コイルの軸方向に多数のフィンを備えた熱伝導板が設けられる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-217040 discloses a stationary induction device that improves the cooling efficiency of an iron core in a stationary induction electric device such as a reactor, particularly an iron core around which a coil is wound, and provides a small-sized induction device. An induction electric device is disclosed (Patent Document 5). In the static induction electrical device disclosed in Patent Document 5, heat conduction plates having a large number of fins in the axial direction of the coil are provided on both outer side surfaces of the iron core around which the coil is wound.

また、特開平１１−２８８８１９号公報には、放熱効率が非常に高く、同一性能を維持して小型化することを目的とした変成器およびリアクトルが開示されている（特許文献６）。また、特開２００９−３３０５７号公報には、漏れ磁束を低減することを目的としたリアクトル用コアが開示されている（特許文献７）。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-288819 discloses a transformer and a reactor that have very high heat dissipation efficiency and aim to maintain the same performance and reduce the size (Patent Document 6). Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-33057 discloses a reactor core intended to reduce leakage magnetic flux (Patent Document 7).

特開２００６−３５１９２０号公報JP 2006-351920 A 特開２０１０−１０３３０７号公報JP 2010-103307 A 特開２００３−５１４１４号公報JP 2003-51414 A 特開２００８−２８３１３号公報JP 2008-28313 A 特開２００２−２１７０４０号公報JP 2002-2107040 A 特開平１１−２８８８１９号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-288819 特開２００９−３３０５７号公報JP 2009-33057 A

近年ますます高まりつつある省エネ・環境問題を背景に、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）や電気自動車（Electric Vehicle）が大きく注目されている。たとえば、ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源から電力供給されるモータを動力源とする自動車である。すなわち、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換された交流電圧によりモータを回転させることによって動力源を得るものである。 In the background of increasing energy saving and environmental problems in recent years, hybrid vehicles and electric vehicles have attracted a great deal of attention. For example, a hybrid vehicle is a vehicle that uses a motor powered by a DC power source as a power source in addition to a conventional engine. That is, a power source is obtained by driving the engine, a DC voltage from a DC power source is converted into an AC voltage by an inverter, and a motor is rotated by the converted AC voltage to obtain a power source.

ハイブリッド自動車には、直流電源およびインバータ間で直流電流を昇圧、降圧するためのコンバータが搭載される。コンバータには、ギャップ（隙間）を設けて配置される複数のコア部を有するコア体と、コア体に巻回されるコイルとを備えるリアクトルが用いられる。このような構成を備えるリアクトルにおいて、コア部間のギャップで漏れ磁束が発生すると、その漏れ磁束がコイルに鎖交した部位で渦電流が生じ、コイルが局部発熱する。この場合、コイルが温度上昇することによって、コンバータの性能低下を招く懸念が生じる。 A hybrid vehicle is equipped with a converter for stepping up and down a direct current between a direct current power source and an inverter. For the converter, a reactor including a core body having a plurality of core parts arranged with gaps (gap) and a coil wound around the core body is used. In the reactor having such a configuration, when a leakage magnetic flux is generated in the gap between the core portions, an eddy current is generated at a portion where the leakage magnetic flux is linked to the coil, and the coil generates heat locally. In this case, when the temperature of the coil rises, there is a concern that the performance of the converter is degraded.

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、コイルの温度上昇を抑制するリアクトルを提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a reactor that suppresses a rise in coil temperature.

この発明に従ったリアクトルは、ギャップを設けて配置される第１コア部および第２コア部を有するコア体と、コア体の外周上に巻回されるコイルと、第１コア部と第２コア部との間のギャップに介挿される第１スペーサとを備える。第１スペーサは、コイルに向けて延設され、コイルを保持する第１保持部を有する。 A reactor according to the present invention includes a core body having a first core part and a second core part arranged with a gap, a coil wound on an outer periphery of the core body, a first core part, and a second core part. And a first spacer inserted in a gap between the core portion. The first spacer has a first holding portion that extends toward the coil and holds the coil.

このように構成されたリアクトルによれば、第１コア部と第２コア部との間のギャップに介挿される第１スペーサに、コイルを保持する第１保持部が設けられる。このため、第１コア部および第２コア部間のギャップで発生した漏れ磁束によってコイルが局部発熱した場合であっても、その熱が、第１スペーサを通じてコア体へと伝わり放熱される。これにより、コイルの温度上昇を抑制することができる。 According to the reactor configured as described above, the first holding portion that holds the coil is provided in the first spacer that is inserted in the gap between the first core portion and the second core portion. For this reason, even when the coil generates heat locally due to the leakage magnetic flux generated in the gap between the first core portion and the second core portion, the heat is transferred to the core body through the first spacer and radiated. Thereby, the temperature rise of a coil can be suppressed.

また好ましくは、コア体は、第２コア部に対して第１コア部の反対側に位置し、第２コア部とギャップを設けて配置される第３コア部をさらに有する。リアクトルは、第２コア部と第３コア部との間のギャップに介挿される第２スペーサをさらに備える。第２スペーサは、コイルに向けて延設され、コイルを保持する第２保持部を有する。コイルは、第２コア部の外周上に巻回され、第１保持部と第２保持部との間で挟持される。 Preferably, the core body further includes a third core portion that is located on the opposite side of the first core portion with respect to the second core portion and is disposed with a gap provided between the second core portion. The reactor further includes a second spacer that is inserted into a gap between the second core portion and the third core portion. The second spacer has a second holding portion that extends toward the coil and holds the coil. The coil is wound on the outer periphery of the second core part and is sandwiched between the first holding part and the second holding part.

このように構成されたリアクトルによれば、コイルで発生した熱が、第１スペーサおよび第２スペーサを通じてコア体へと伝わり放熱される。このため、コイルの温度上昇をより効果的に抑制することができる。 According to the reactor configured as described above, the heat generated in the coil is transmitted to the core body through the first spacer and the second spacer and radiated. For this reason, the temperature rise of a coil can be suppressed more effectively.

また好ましくは、コイルは、第１コア部と第３コア部との間で第２コア部が延伸する方向に圧縮変形された状態で、第１保持部と第２保持部との間に挟持される。このように構成されたリアクトルによれば、第１保持部および第２保持部によって、コイルをより確実に保持することができる。 Preferably, the coil is sandwiched between the first holding part and the second holding part in a state where the coil is compressed and deformed in a direction in which the second core part extends between the first core part and the third core part. Is done. According to the reactor configured as described above, the coil can be more reliably held by the first holding unit and the second holding unit.

また好ましくは、第１スペーサは、第１コア部および第２コア部に向けて延設され、第１コア部および第２コア部の相対的な位置を規制する位置決め部をさらに有する。このように構成されたリアクトルによれば、第１スペーサに、第１コア部および第２コア部の相対的な位置を規制する位置決め部を設けることによって、第１コア部および第２コア部を精度よく位置決めすることができる。 Preferably, the first spacer further includes a positioning portion that extends toward the first core portion and the second core portion and regulates a relative position between the first core portion and the second core portion. According to the reactor configured in this manner, the first spacer and the second core part are provided on the first spacer by providing a positioning part that regulates the relative positions of the first core part and the second core part. Positioning can be performed with high accuracy.

また好ましくは、第１コア部と第２コア部との間のギャップの外周上には、コイルが配置されず、第１保持部が配置される。このように構成されたリアクトルによれば、第１コア部と第２コア部との間のギャップの外周上にコイルが配置される場合と比較して、コイルに鎖交する漏れ磁束の量を低減させることができる。これにより、コイルの発熱を抑えることができる。 Preferably, the coil is not disposed on the outer periphery of the gap between the first core portion and the second core portion, and the first holding portion is disposed. According to the reactor configured as described above, the amount of leakage magnetic flux interlinked with the coil is reduced as compared with the case where the coil is disposed on the outer periphery of the gap between the first core portion and the second core portion. Can be reduced. Thereby, the heat_generation | fever of a coil can be suppressed.

また好ましくは、第１スペーサは、非磁性材料により一体に成形される。このように構成されたリアクトルによれば、簡易な構成により、コイルの温度上昇を抑制することができる。 Preferably, the first spacer is integrally formed of a nonmagnetic material. According to the reactor configured as described above, the temperature rise of the coil can be suppressed with a simple configuration.

また好ましくは、コア体は、圧粉磁心により形成される。このように構成されたリアクトルによれば、圧粉磁心により形成された低強度のコア体ではなく、第１スペーサの形状変更によってコイルの温度上昇を抑制する。 Preferably, the core body is formed of a dust core. According to the reactor configured in this manner, the temperature rise of the coil is suppressed by changing the shape of the first spacer, not the low-strength core body formed by the dust core.

以上に説明したように、この発明に従えば、コイルの温度上昇を抑制するリアクトル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 reactor that suppresses an increase in coil temperature.

ハイブリッド自動車の駆動ユニットを模式的に表わす図である。It is a figure which represents typically the drive unit of a hybrid vehicle. 図１中のＰＣＵの構成を示す電気回路図である。It is an electric circuit diagram which shows the structure of PCU in FIG. 図２中のコンバータを構成するリアクトルを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the reactor which comprises the converter in FIG. 図３中のリアクトルに設けられたギャップ板を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the gap board provided in the reactor in FIG. 図３中のリアクトルに設けられたギャップ板を示す別の斜視図である。It is another perspective view which shows the gap board provided in the reactor in FIG.

この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to below, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.

図１は、ハイブリッド自動車の駆動ユニットを模式的に表わす図である。本実施の形態では、本発明におけるリアクトルが、車両としてのハイブリッド自動車に搭載されるコンバータに適用されている。まず、ハイブリッド自動車を駆動させるためのＨＶシステムについて説明する。 FIG. 1 schematically shows a drive unit of a hybrid vehicle. In the present embodiment, the reactor according to the present invention is applied to a converter mounted on a hybrid vehicle as a vehicle. First, an HV system for driving a hybrid vehicle will be described.

図１を参照して、駆動ユニット１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能なバッテリ８００とを動力源とするハイブリッド自動車に設けられている。駆動ユニット１は、モータジェネレータ１００と、ハウジング２００と、減速機構３００と、ディファレンシャル機構４００と、ドライブシャフト受け部９００と、端子台６００とを含んで構成される。 Referring to FIG. 1, drive unit 1 is provided in a hybrid vehicle that uses an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine and a chargeable / dischargeable battery 800 as power sources. The drive unit 1 includes a motor generator 100, a housing 200, a speed reduction mechanism 300, a differential mechanism 400, a drive shaft receiving portion 900, and a terminal block 600.

モータジェネレータ１００は、電動機または発電機としての機能を有する回転電機である。モータジェネレータ１００は、回転シャフト１１０と、ロータ１３０と、ステータ１４０とを含む。回転シャフト１１０は、軸受１２０を介してハウジング２００に回転可能に取り付けられている。ロータ１３０は、回転シャフト１１０と一体となって回転する。 The motor generator 100 is a rotating electrical machine having a function as an electric motor or a generator. Motor generator 100 includes a rotating shaft 110, a rotor 130, and a stator 140. The rotating shaft 110 is rotatably attached to the housing 200 via a bearing 120. The rotor 130 rotates integrally with the rotating shaft 110.

モータジェネレータ１００から出力された動力は、減速機構３００からディファレンシャル機構４００を介してドライブシャフト受け部９００に伝達される。ドライブシャフト受け部９００に伝達された駆動力は、ドライブシャフトを介して車輪に回転力として伝達されて、車両を走行させる。 The power output from the motor generator 100 is transmitted from the speed reduction mechanism 300 to the drive shaft receiving portion 900 via the differential mechanism 400. The driving force transmitted to the drive shaft receiving portion 900 is transmitted as a rotational force to the wheels via the drive shaft, thereby causing the vehicle to travel.

一方、ハイブリッド自動車の回生制動時には、車輪は車体の慣性力により回転させられる。車輪からの回転力によりドライブシャフト受け部９００、ディファレンシャル機構４００および減速機構３００を介してモータジェネレータ１００が駆動される。このとき、モータジェネレータ１００が発電機として作動する。モータジェネレータ１００により発電された電力は、ＰＣＵ（Power Control Unit）７００を介してバッテリ８００に供給される。 On the other hand, during regenerative braking of the hybrid vehicle, the wheels are rotated by the inertial force of the vehicle body. Motor generator 100 is driven through drive shaft receiving portion 900, differential mechanism 400 and reduction mechanism 300 by the rotational force from the wheels. At this time, the motor generator 100 operates as a generator. The electric power generated by the motor generator 100 is supplied to the battery 800 via a PCU (Power Control Unit) 700.

図２は、図１中のＰＣＵの構成を示す電気回路図である。図２を参照して、ＰＣＵ７００は、コンバータ７１０と、インバータ７２０と、制御装置７３０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、電源ラインＰＬ１〜ＰＬ３と、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗとを含む。 FIG. 2 is an electric circuit diagram showing the configuration of the PCU in FIG. Referring to FIG. 2, PCU 700 includes a converter 710, an inverter 720, a control device 730, capacitors C1 and C2, power supply lines PL1 to PL3, and output lines 740U, 740V, and 740W.

コンバータ７１０は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３を介してバッテリ８００と接続されている。インバータ７２０は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３を介してコンバータ７１０と接続されている。インバータ７２０は、出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗを介してモータジェネレータ１００と接続されている。バッテリ８００は、直流電源であって、たとえばニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の２次電池から形成されている。バッテリ８００は、蓄えた直流電力をコンバータ７１０に供給したり、コンバータ７１０から受け取る直流電力によって充電される。 Converter 710 is connected to battery 800 via power supply lines PL1 and PL3. Inverter 720 is connected to converter 710 through power supply lines PL2 and PL3. Inverter 720 is connected to motor generator 100 via output lines 740U, 740V, and 740W. The battery 800 is a direct current power source, and is formed of a secondary battery such as a nickel metal hydride battery or a lithium ion battery. Battery 800 is charged with the DC power supplied to converter 710 or supplied from converter 710.

コンバータ７１０は、半導体モジュールから構成された上アームおよび下アームと、リアクトルＬとを含む。上アームおよび下アームは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続されている。電源ラインＰＬ２に接続される上アームは、パワートランジスタ（ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）Ｑ１と、パワートランジスタＱ１に逆並列に接続されるダイオードＤ１とからなる。電源ラインＰＬ３に接続される下アームは、パワートランジスタＱ２と、パワートランジスタＱ２に逆並列に接続されるダイオードＤ２とからなる。リアクトルＬは、電源ラインＰＬ１と、上アームおよび下アームの接続点との間に接続されている。 Converter 710 includes an upper arm and a lower arm made of semiconductor modules, and a reactor L. The upper arm and the lower arm are connected in series between the power supply lines PL2 and PL3. The upper arm connected to the power supply line PL2 includes a power transistor (IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor) Q1 and a diode D1 connected in antiparallel to the power transistor Q1. The lower arm connected to the power supply line PL3 includes a power transistor Q2 and a diode D2 connected in antiparallel to the power transistor Q2. Reactor L is connected between power supply line PL1 and a connection point between the upper arm and the lower arm.

コンバータ７１０は、バッテリ８００から受け取る直流電圧をリアクトルＬを用いて昇圧し、その昇圧した電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。コンバータ７１０は、インバータ７２０から受け取る直流電圧を降圧し、バッテリ８００を充電する。 Converter 710 boosts the DC voltage received from battery 800 using reactor L, and supplies the boosted voltage to power supply line PL2. Converter 710 steps down the DC voltage received from inverter 720 and charges battery 800.

インバータ７２０は、Ｕ相アーム７５０Ｕと、Ｖ相アーム７５０Ｖと、Ｗ相アーム７５０Ｗとを含む。Ｕ相アーム７５０Ｕ、Ｖ相アーム７５０ＶおよびＷ相アーム７５０Ｗは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に並列に接続されている。Ｕ相アーム７５０Ｕ、Ｖ相アーム７５０ＶおよびＷ相アーム７５０Ｗの各々は、半導体モジュールから構成された上アームおよび下アームからなる。各相アームの上アームおよび下アームは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続されている。 Inverter 720 includes a U-phase arm 750U, a V-phase arm 750V, and a W-phase arm 750W. U-phase arm 750U, V-phase arm 750V, and W-phase arm 750W are connected in parallel between power supply lines PL2 and PL3. Each of U-phase arm 750U, V-phase arm 750V, and W-phase arm 750W is composed of an upper arm and a lower arm made of semiconductor modules. The upper arm and lower arm of each phase arm are connected in series between power supply lines PL2 and PL3.

Ｕ相アーム７５０Ｕの上アームは、パワートランジスタ（ＩＧＢＴ）Ｑ３と、パワートランジスタＱ３に逆並列に接続されるダイオードＤ３とからなる。Ｕ相アーム７５０Ｕの下アームは、パワートランジスタＱ４と、パワートランジスタＱ４に逆並列に接続されるダイオードＤ４とからなる。Ｖ相アーム７５０Ｖの上アームは、パワートランジスタＱ５と、パワートランジスタＱ５に逆並列に接続されるダイオードＤ５とからなる。Ｖ相アーム７５０Ｖの下アームは、パワートランジスタＱ６と、パワートランジスタＱ６に逆並列に接続されるダイオードＤ６とからなる。Ｗ相アーム７５０Ｗの上アームは、パワートランジスタＱ７と、パワートランジスタＱ７に逆並列に接続されるダイオードＤ７とからなる。Ｗ相アーム７５０Ｗの下アームは、パワートランジスタＱ８と、パワートランジスタＱ８に逆並列に接続されるダイオードＤ８とからなる。各相アームのパワートランジスタの接続点は、対応する出力ライン７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗを介してモータジェネレータ１００の対応する相のコイルの反中性点側に接続されている。 The upper arm of U-phase arm 750U is composed of power transistor (IGBT) Q3 and diode D3 connected in antiparallel to power transistor Q3. The lower arm of U-phase arm 750U includes power transistor Q4 and diode D4 connected in antiparallel to power transistor Q4. The upper arm of V-phase arm 750V includes power transistor Q5 and diode D5 connected in antiparallel to power transistor Q5. The lower arm of V-phase arm 750V includes power transistor Q6 and diode D6 connected in antiparallel to power transistor Q6. The upper arm of W-phase arm 750W includes power transistor Q7 and diode D7 connected in antiparallel to power transistor Q7. The lower arm of W-phase arm 750W includes power transistor Q8 and diode D8 connected in antiparallel to power transistor Q8. The connection point of the power transistor of each phase arm is connected to the anti-neutral point side of the coil of the corresponding phase of motor generator 100 via corresponding output lines 740U, 740V, and 740W.

なお、図中では、Ｕ相アーム７５０ＵからＷ相アーム７５０Ｗの上アームおよび下アームが、それぞれ、パワートランジスタとダイオードとからなる１つの半導体モジュールから構成されている場合が示されているが、複数の半導体モジュールにより構成されてもよい。 In the figure, a case where the upper arm and the lower arm of the U-phase arm 750U to the W-phase arm 750W are each composed of one semiconductor module composed of a power transistor and a diode is shown. The semiconductor module may be configured.

インバータ７２０は、制御装置７３０からの制御信号に基づいて、電源ラインＰＬ２から受け取る直流電圧を交流電圧に変換してモータジェネレータ１００へ出力する。インバータ７２０は、モータジェネレータ１００によって発電された交流電圧を直流電圧に整流して電源ラインＰＬ２に供給する。 Inverter 720 converts a DC voltage received from power supply line PL 2 into an AC voltage based on a control signal from control device 730, and outputs the AC voltage to motor generator 100. Inverter 720 rectifies the AC voltage generated by motor generator 100 into a DC voltage and supplies it to power supply line PL2.

コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ１の電圧レベルを平滑化する。コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ２の電圧レベルを平滑化する。 Capacitor C1 is connected between power supply lines PL1 and PL3, and smoothes the voltage level of power supply line PL1. Capacitor C2 is connected between power supply lines PL2 and PL3, and smoothes the voltage level of power supply line PL2.

制御装置７３０は、モータジェネレータ１００のトルク指令値、各相電流値、およびインバータ７２０の入力電圧に基づいて、モータジェネレータ１００の各相コイル電圧を演算する。制御装置７３０は、その演算結果に基づいて、パワートランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成してインバータ７２０へ出力する。モータジェネレータ１００の各相電流値は、インバータ７２０の各アームを構成する半導体モジュールに組込まれた電流センサによって検出される。この電流センサは、Ｓ／Ｎ比が向上するように半導体モジュール内に配設されている。制御装置７３０は、上述したトルク指令値およびモータ回転数に基づいてインバータ７２０の入力電圧を最適にするためのパワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティ比を演算する。制御装置７３０は、その結果に基づいてパワートランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするＰＷＭ信号を生成してコンバータ７１０へ出力する。 Control device 730 calculates each phase coil voltage of motor generator 100 based on the torque command value of motor generator 100, each phase current value, and the input voltage of inverter 720. Based on the calculation result, control device 730 generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal for turning on / off power transistors Q 3 to Q 8 and outputs the generated signal to inverter 720. Each phase current value of motor generator 100 is detected by a current sensor incorporated in a semiconductor module constituting each arm of inverter 720. This current sensor is disposed in the semiconductor module so as to improve the S / N ratio. Control device 730 calculates the duty ratio of power transistors Q1 and Q2 for optimizing the input voltage of inverter 720 based on the torque command value and the motor speed described above. Based on the result, control device 730 generates a PWM signal for turning on / off power transistors Q1, Q2 and outputs the PWM signal to converter 710.

制御装置７３０は、モータジェネレータ１００によって発電された交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ８００に充電するため、コンバータ７１０およびインバータ７２０におけるパワートランジスタＱ１〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。 Control device 730 controls the switching operation of power transistors Q 1 to Q 8 in converter 710 and inverter 720 to convert AC voltage generated by motor generator 100 into DC voltage and charge battery 800.

続いて、本実施の形態におけるリアクトルの構造について説明する。図３は、図２中のコンバータを構成するリアクトルを示す断面図である。 Then, the structure of the reactor in this Embodiment is demonstrated. 3 is a cross-sectional view showing a reactor constituting the converter in FIG.

図３を参照して、本実施の形態におけるリアクトル１０は、コア体２０と、コイル５１と、ギャップ板３１およびギャップ板４１とを有する。リアクトル１０は、中心線１０１を中心に対称形状を有しており、図中には、中心線１０１に対して一方の側に配置されるリアクトル１０の断面形状が示されている。 Referring to FIG. 3, reactor 10 in the present embodiment has a core body 20, a coil 51, a gap plate 31 and a gap plate 41. Reactor 10 has a symmetrical shape with respect to center line 101, and the cross-sectional shape of reactor 10 arranged on one side with respect to center line 101 is shown in the figure.

コア体２０は、全体として、環状に延びる形状を有する。コア体２０は、直線部と湾曲部とが組み合わさったトラック形状を有する。本実施の形態では、コア体２０が、磁性粉末の圧粉体、すなわち圧粉磁心から形成されている。コア体２０は、電磁特性に優れた珪素鋼板の積層体から形成されてもよい。 The core body 20 has a shape extending in an annular shape as a whole. The core body 20 has a track shape in which a straight portion and a curved portion are combined. In the present embodiment, the core body 20 is formed of a magnetic powder compact, that is, a dust core. The core body 20 may be formed from a laminated body of silicon steel plates having excellent electromagnetic characteristics.

コア体２０は、図示しないケース体、たとえばアルミニウム製のケースの内部に収容されている。そのケース体には、コア体２０の全体を覆うようにポッティング剤（樹脂）が充填されている。ポッティング剤は、コア体２０、コイル５１およびギャップ板３１，４１を配置したケース体内に低粘度の樹脂を注入し、次工程でその樹脂を熱硬化させることによって形成される。 The core body 20 is accommodated in a case body (not shown), for example, an aluminum case. The case body is filled with a potting agent (resin) so as to cover the entire core body 20. The potting agent is formed by injecting a low-viscosity resin into the case body in which the core body 20, the coil 51, and the gap plates 31 and 41 are disposed, and thermosetting the resin in the next step.

コア体２０の形状についてより具体的に説明すると、コア体２０は、Ｕ字型ブロックコア２１と、Ｉ字型ブロックコア２２と、Ｕ字型ブロックコア２３とを有する。Ｉ字型ブロックコア２２は、直線状に延びる形状を有する。Ｉ字型ブロックコア２２は、矢印１０２に示す一方向（中心線１０１に平行な方向）に延びる形状を有する。Ｕ字型ブロックコア２１およびＵ字型ブロックコア２３は、湾曲状に延びる部分を含んで形成されている。Ｕ字型ブロックコア２１とＵ字型ブロックコア２３とは、同一形状を有する。 More specifically, the shape of the core body 20 includes a U-shaped block core 21, an I-shaped block core 22, and a U-shaped block core 23. The I-shaped block core 22 has a shape extending linearly. The I-shaped block core 22 has a shape extending in one direction indicated by an arrow 102 (a direction parallel to the center line 101). The U-shaped block core 21 and the U-shaped block core 23 are formed including a portion extending in a curved shape. The U-shaped block core 21 and the U-shaped block core 23 have the same shape.

Ｕ字型ブロックコア２１とＩ字型ブロックコア２２とは、互いの間にギャップ（隙間）を設けて配置されている。Ｕ字型ブロックコア２１は、端面２６を有し、Ｉ字型ブロックコア２２は、ギャップを隔てて端面２６と向かい合う端面２７を有する。Ｉ字型ブロックコア２２とＵ字型ブロックコア２３とは、互いの間にギャップを設けて配置されている。Ｕ字型ブロックコア２３は、Ｉ字型ブロックコア２２に対してＵ字型ブロックコア２１の反対側に配置されている。Ｕ字型ブロックコア２３は、端面２９を有し、Ｉ字型ブロックコア２２は、ギャップを隔てて端面２９と向かい合う端面２８を有する。 The U-shaped block core 21 and the I-shaped block core 22 are arranged with a gap (gap) between them. The U-shaped block core 21 has an end face 26, and the I-shaped block core 22 has an end face 27 that faces the end face 26 with a gap therebetween. The I-shaped block core 22 and the U-shaped block core 23 are arranged with a gap between each other. The U-shaped block core 23 is disposed on the opposite side of the U-shaped block core 21 with respect to the I-shaped block core 22. The U-shaped block core 23 has an end surface 29, and the I-shaped block core 22 has an end surface 28 that faces the end surface 29 with a gap therebetween.

Ｕ字型ブロックコア２１、Ｉ字型ブロックコア２２およびＵ字型ブロックコア２３は、互いに隣り合って配置されたブロックコア間にギャップを設けて矢印１０２に示す方向に並んでいる。 The U-shaped block core 21, the I-shaped block core 22, and the U-shaped block core 23 are arranged in a direction indicated by an arrow 102 with a gap between the block cores arranged adjacent to each other.

なお、図中には、Ｕ字型ブロックコア２１とＵ字型ブロックコア２３との間に１つのＩ字型ブロックコア２２を配置する構成を示したが、コア体２０はこのような構成に限られない。コア間のギャップ厚は、リアクトルの電気性能（インダクタンス値）を満足するための設計要件であり、必要なギャップ厚をどのように振り分けるか（２ギャップ、４ギャップ、６ギャップ…）は、熱性能条件や製造制約、コスト制約などを考慮して適宜決定される。 In the figure, the configuration in which one I-shaped block core 22 is arranged between the U-shaped block core 21 and the U-shaped block core 23 is shown, but the core body 20 has such a configuration. Not limited. The gap thickness between the cores is a design requirement for satisfying the electrical performance (inductance value) of the reactor. How to allocate the required gap thickness (2 gap, 4 gap, 6 gap ...) depends on the thermal performance. It is determined as appropriate in consideration of conditions, manufacturing constraints, cost constraints, and the like.

コイル５１は、コア体２０の外周上に巻回されている。コイル５１は、Ｉ字型ブロックコア２２の外周上に巻回されている。コイル５１は、長尺の鋼板がＩ字型ブロックコア２２の外周上で螺旋状に巻かれることにより構成されている。コイル５１は、Ｉ字型ブロックコア２２の外周に沿って旋回しながら矢印１０２に示す方向に延びている。コイル５１は、Ｕ字型ブロックコア２３からＵ字型ブロックコア２１に近づく方向の先端に一方端５２を有し、Ｕ字型ブロックコア２１からＵ字型ブロックコア２３に近づく方向の先端に他方端５３を有する。 The coil 51 is wound on the outer periphery of the core body 20. The coil 51 is wound on the outer periphery of the I-shaped block core 22. The coil 51 is configured by winding a long steel plate spirally on the outer periphery of the I-shaped block core 22. The coil 51 extends in the direction indicated by the arrow 102 while turning along the outer periphery of the I-shaped block core 22. The coil 51 has one end 52 at the tip in the direction approaching the U-shaped block core 21 from the U-shaped block core 23, and the other at the tip in the direction approaching the U-shaped block core 23 from the U-shaped block core 21. It has an end 53.

本実施の形態では、コイル５１が、矢印１０２に示す方向においてＩ字型ブロックコア２２の端面２７と端面２８との間に配置されている。すなわち、Ｕ字型ブロックコア２１とＩ字型ブロックコア２２との間のギャップの外周上およびＩ字型ブロックコア２２とＵ字型ブロックコア２３との間のギャップの外周上に、コイル５１が配置されていない。 In the present embodiment, coil 51 is arranged between end surface 27 and end surface 28 of I-shaped block core 22 in the direction indicated by arrow 102. That is, the coil 51 is on the outer periphery of the gap between the U-shaped block core 21 and the I-shaped block core 22 and on the outer periphery of the gap between the I-shaped block core 22 and the U-shaped block core 23. Not placed.

コイル５１に直流電流が流れるとＩ字型ブロックコア２２の内部に磁束が発生し、その磁束は、環状のコア体２０の内部を循環する。 When a direct current flows through the coil 51, a magnetic flux is generated inside the I-shaped block core 22, and the magnetic flux circulates inside the annular core body 20.

図４は、図３中のリアクトルに設けられたギャップ板を示す斜視図である。図５は、図３中のリアクトルに設けられたギャップ板を示す別の斜視図である。 FIG. 4 is a perspective view showing a gap plate provided in the reactor in FIG. FIG. 5 is another perspective view showing the gap plate provided in the reactor in FIG. 3.

図３から図５を参照して、ギャップ板３１は、非磁性材料から形成されている。ギャップ板３１は、磁界変化による吸引力によって変位しない硬度を有する材料から形成されている。ギャップ板３１は、高熱伝導性を有する材料から形成されている。本実施の形態では、ギャップ板３１がセラミック材料から形成されている。ギャップ板３１は、Ｕ字型ブロックコア２１とＩ字型ブロックコア２２との間のギャップに配置されるスペーサとして設けられている。ギャップ板３１は、Ｕ字型ブロックコア２１およびＩ字型ブロックコア２２と、コイル５１とに接触するように設けられている。 With reference to FIGS. 3 to 5, the gap plate 31 is made of a nonmagnetic material. The gap plate 31 is formed of a material having a hardness that does not displace due to an attractive force caused by a magnetic field change. The gap plate 31 is made of a material having high thermal conductivity. In the present embodiment, the gap plate 31 is made of a ceramic material. The gap plate 31 is provided as a spacer disposed in the gap between the U-shaped block core 21 and the I-shaped block core 22. The gap plate 31 is provided so as to contact the U-shaped block core 21 and the I-shaped block core 22 and the coil 51.

ギャップ板３１の形状についてより具体的に説明すると、ギャップ板３１は、プレート部３２と、コイル保持部３３と、コア位置決め部３６およびコア位置決め部３７とを有する。これら各部は、非磁性材料により一体に成形されている。 The shape of the gap plate 31 will be described more specifically. The gap plate 31 includes a plate portion 32, a coil holding portion 33, a core positioning portion 36 and a core positioning portion 37. These parts are integrally formed of a nonmagnetic material.

プレート部３２は、板形状を有する。プレート部３２は、その平面視において、Ｕ字型ブロックコア２１の端面２６およびＩ字型ブロックコア２２の端面２７と同一形状（矩形形状）を有する。プレート部３２は、Ｕ字型ブロックコア２１とＩ字型ブロックコア２２との間のギャップに配置されている。プレート部３２の板厚は、リアクトルの電気特性（インダクタンス値）を満足するための寸法および寸法精度を有する。 The plate part 32 has a plate shape. The plate portion 32 has the same shape (rectangular shape) as the end surface 26 of the U-shaped block core 21 and the end surface 27 of the I-shaped block core 22 in plan view. The plate portion 32 is disposed in the gap between the U-shaped block core 21 and the I-shaped block core 22. The plate thickness of the plate portion 32 has dimensions and dimensional accuracy for satisfying the electrical characteristics (inductance value) of the reactor.

プレート部３２は、硬化時に高硬度を有する接着剤（図示せず）により、Ｕ字型ブロックコア２１の端面２６およびＩ字型ブロックコア２２の端面２７に接合されている。 The plate portion 32 is joined to the end surface 26 of the U-shaped block core 21 and the end surface 27 of the I-shaped block core 22 by an adhesive (not shown) having a high hardness when cured.

コイル保持部３３は、プレート部３２からコイル５１に向けて延設されている。コイル保持部３３は、コイル５１を保持可能な形状を有する。 The coil holding part 33 extends from the plate part 32 toward the coil 51. The coil holding part 33 has a shape that can hold the coil 51.

より具体的には、コイル保持部３３は、鍔部３４および爪部３５から構成されている。鍔部３４は、プレート部３２の外縁から鍔状に広がって形成されている。鍔部３４は、コイル５１の一方端５２と当接している。爪部３５は、鍔部３４の外縁から、Ｕ字型ブロックコア２１からＵ字型ブロックコア２３に近づく方向に折れ曲がっている。爪部３５は、コイル５１の外周を取り囲むように配置されている。コイル５１は、爪部３５の内側に嵌め合わされることにより保持されている。 More specifically, the coil holding part 33 includes a collar part 34 and a claw part 35. The flange portion 34 is formed so as to expand in a hook shape from the outer edge of the plate portion 32. The collar portion 34 is in contact with one end 52 of the coil 51. The claw portion 35 is bent from the outer edge of the collar portion 34 in a direction approaching the U-shaped block core 23 from the U-shaped block core 21. The claw portion 35 is disposed so as to surround the outer periphery of the coil 51. The coil 51 is held by being fitted inside the claw portion 35.

なお、爪部３５の形状は、コイル５１の全周を取り囲むような筒形状を有してもよいし、図４中に示すように、完全な筒形状を有してなくてもよい。 In addition, the shape of the claw part 35 may have a cylindrical shape that surrounds the entire circumference of the coil 51, or may not have a complete cylindrical shape as shown in FIG.

コア位置決め部３６は、プレート部３２と鍔部３４との境界位置から、Ｕ字型ブロックコア２１からＵ字型ブロックコア２３に近づく方向に突出して形成されている。コア位置決め部３６は、Ｉ字型ブロックコア２２の外周を取り囲むように配置されている。コア位置決め部３７は、プレート部３２と鍔部３４との境界位置から、Ｕ字型ブロックコア２３からＵ字型ブロックコア２１に近づく方向に突出して形成されている。コア位置決め部３７は、Ｕ字型ブロックコア２１の外周を取り囲むように配置されている。コア位置決め部３７は、プレート部３２および鍔部３４を挟んで、コア位置決め部３６の裏側に位置している。 The core positioning part 36 is formed so as to protrude from the boundary position between the plate part 32 and the flange part 34 in a direction approaching the U-shaped block core 23 from the U-shaped block core 21. The core positioning portion 36 is disposed so as to surround the outer periphery of the I-shaped block core 22. The core positioning portion 37 is formed so as to protrude from the boundary position between the plate portion 32 and the flange portion 34 in a direction approaching the U-shaped block core 21 from the U-shaped block core 23. The core positioning part 37 is disposed so as to surround the outer periphery of the U-shaped block core 21. The core positioning part 37 is located on the back side of the core positioning part 36 with the plate part 32 and the flange part 34 interposed therebetween.

Ｉ字型ブロックコア２２は、コア位置決め部３６の内側に嵌め合わされ、Ｕ字型ブロックコア２１は、コア位置決め部３７の内側に嵌め合わされている。このような構成により、ギャップ板３１を介して連結される両側のＵ字型ブロックコア２１およびＩ字型ブロックコア２２の相対的な位置が、コア位置決め部３６およびコア位置決め部３７によって規制されている。 The I-shaped block core 22 is fitted inside the core positioning part 36, and the U-shaped block core 21 is fitted inside the core positioning part 37. With such a configuration, the relative positions of the U-shaped block core 21 and the I-shaped block core 22 on both sides connected via the gap plate 31 are regulated by the core positioning portion 36 and the core positioning portion 37. Yes.

なお、Ｕ字型ブロックコア２１およびＩ字型ブロックコア２２を設計上の許容範囲内に位置決めすることが可能であれば、これらブロックコアとコア位置決め部３６，３７との嵌め合いは、締り嵌めの関係でなくてもよい。 If it is possible to position the U-shaped block core 21 and the I-shaped block core 22 within the allowable range in design, the fit between the block core and the core positioning portions 36 and 37 is an interference fit. It does not have to be a relationship.

ギャップ板４１は、上記ギャップ板３１と基本的に同様の構造を有する。以下、ギャップ板３１と重複する説明を省略しつつ、ギャップ板４１の構造について説明すると、ギャップ板３１は、Ｉ字型ブロックコア２２とＵ字型ブロックコア２３との間のギャップに配置されるスペーサとして設けられている。ギャップ板４１は、Ｉ字型ブロックコア２２およびＵ字型ブロックコア２３と、コイル５１とに接触するように設けられている。 The gap plate 41 has basically the same structure as the gap plate 31. Hereinafter, the structure of the gap plate 41 will be described while omitting the description overlapping with the gap plate 31. The gap plate 31 is disposed in the gap between the I-shaped block core 22 and the U-shaped block core 23. It is provided as a spacer. The gap plate 41 is provided so as to contact the I-shaped block core 22 and the U-shaped block core 23 and the coil 51.

ギャップ板４１は、ギャップ板３１のプレート部３２に対応してプレート部４２を有し、コイル保持部３３に対応してコイル保持部４３を有し、コア位置決め部３６およびコア位置決め部３７にそれぞれ対応してコア位置決め部４６およびコア位置決め部４７を有する。 The gap plate 41 has a plate portion 42 corresponding to the plate portion 32 of the gap plate 31, a coil holding portion 43 corresponding to the coil holding portion 33, and each of the core positioning portion 36 and the core positioning portion 37. Correspondingly, a core positioning part 46 and a core positioning part 47 are provided.

プレート部４２は、その平面視において、Ｉ字型ブロックコア２２の端面２８およびＵ字型ブロックコア２３の端面２９と同一形状を有する。プレート部４２は、Ｉ字型ブロックコア２２とＵ字型ブロックコア２３との間のギャップに配置されている。プレート部４２は、硬化時に高硬度を有する接着剤により、Ｉ字型ブロックコア２２の端面２８およびＵ字型ブロックコア２３の端面２９に接合されている。 The plate portion 42 has the same shape as the end surface 28 of the I-shaped block core 22 and the end surface 29 of the U-shaped block core 23 in plan view. The plate portion 42 is disposed in the gap between the I-shaped block core 22 and the U-shaped block core 23. The plate portion 42 is joined to the end surface 28 of the I-shaped block core 22 and the end surface 29 of the U-shaped block core 23 by an adhesive having high hardness when cured.

コイル保持部４３は、鍔部４４および爪部４５から構成されている。鍔部４４は、プレート部４２の外縁から鍔状に広がって形成されている。鍔部４４は、コイル５１の他方端５３と当接している。爪部４５は、鍔部４４の外縁から、Ｕ字型ブロックコア２３からＵ字型ブロックコア２１に近づく方向に折れ曲がっている。爪部４５は、コイル５１の外周を取り囲むように配置されている。コイル５１は、爪部４５の内側に嵌め合わされることにより保持されている。 The coil holding part 43 includes a collar part 44 and a claw part 45. The flange portion 44 is formed so as to expand in a hook shape from the outer edge of the plate portion 42. The flange portion 44 is in contact with the other end 53 of the coil 51. The claw portion 45 is bent from the outer edge of the flange portion 44 in a direction approaching the U-shaped block core 21 from the U-shaped block core 23. The claw portion 45 is disposed so as to surround the outer periphery of the coil 51. The coil 51 is held by being fitted inside the claw portion 45.

このような構成により、矢印１０２に示す方向の直交平面内におけるコイル５１の位置が、爪部３５および爪部４５によって固定されるとともに、矢印１０２に示す方向において、コイル５１がコイル保持部３３とコイル保持部４３との間に挟持される。 With such a configuration, the position of the coil 51 in the plane orthogonal to the direction indicated by the arrow 102 is fixed by the claw portion 35 and the claw portion 45, and the coil 51 is connected to the coil holding portion 33 in the direction indicated by the arrow 102. It is sandwiched between the coil holding part 43.

コイル保持部３３とコイル保持部４３との間の距離は、巻き線後のバネ力によりコイル５１が伸びようとする方向のコイル５１の動きを規制することが可能な値以下であり、また、車両振動の影響でコイルが変位しない値以下である。コイル保持部３３とコイル保持部４３との間の距離は、コイル５１を圧縮変形させた時の最小寸法よりも大きい値である。 The distance between the coil holding portion 33 and the coil holding portion 43 is equal to or less than a value capable of regulating the movement of the coil 51 in the direction in which the coil 51 tends to extend due to the spring force after winding. The value is below the value at which the coil is not displaced due to the influence of vehicle vibration. The distance between the coil holding part 33 and the coil holding part 43 is a value larger than the minimum dimension when the coil 51 is compressed and deformed.

コア位置決め部４６は、プレート部４２と鍔部４４との境界位置から、Ｕ字型ブロックコア２３からＵ字型ブロックコア２１に近づく方向に突出して形成されている。コア位置決め部４６は、Ｉ字型ブロックコア２２の外周を取り囲むように配置されている。コア位置決め部４７は、プレート部４２と鍔部４４との境界位置から、Ｕ字型ブロックコア２１からＵ字型ブロックコア２３に近づく方向に突出して形成されている。コア位置決め部４７は、Ｕ字型ブロックコア２１の外周を取り囲むように配置されている。コア位置決め部４７は、プレート部４２および鍔部４４を挟んで、コア位置決め部４６の裏側に位置している。 The core positioning portion 46 is formed so as to protrude from the boundary position between the plate portion 42 and the flange portion 44 in a direction approaching the U-shaped block core 21 from the U-shaped block core 23. The core positioning portion 46 is disposed so as to surround the outer periphery of the I-shaped block core 22. The core positioning portion 47 is formed so as to protrude from the boundary position between the plate portion 42 and the flange portion 44 in a direction approaching the U-shaped block core 23 from the U-shaped block core 21. The core positioning portion 47 is disposed so as to surround the outer periphery of the U-shaped block core 21. The core positioning part 47 is located on the back side of the core positioning part 46 with the plate part 42 and the flange part 44 interposed therebetween.

Ｉ字型ブロックコア２２は、コア位置決め部４６の内側に嵌め合わされ、Ｕ字型ブロックコア２３は、コア位置決め部４７の内側に嵌め合わされている。このような構成により、ギャップ板４１を介して連結される両側のＩ字型ブロックコア２２およびＵ字型ブロックコア２３の相対的な位置が、コア位置決め部４６およびコア位置決め部４７によって規制されている。 The I-shaped block core 22 is fitted inside the core positioning portion 46, and the U-shaped block core 23 is fitted inside the core positioning portion 47. With such a configuration, the relative positions of the I-shaped block core 22 and the U-shaped block core 23 on both sides connected via the gap plate 41 are regulated by the core positioning portion 46 and the core positioning portion 47. Yes.

続いて、本実施の形態におけるリアクトル１０によって奏される作用効果について説明する。 Then, the effect produced by the reactor 10 in this Embodiment is demonstrated.

コイル５１への電流供給時、磁束が環状のコア体２０の内部を循環するのに伴って、Ｕ字型ブロックコア２１とＩ字型ブロックコア２２との間のギャップおよびＩ字型ブロックコア２２とＵ字型ブロックコア２３との間のギャップで漏れ磁束が発生する。この漏れ磁束が、コイル５１を鎖交した部位で渦電流が生じ、コイル５１が局部発熱する。 When the current is supplied to the coil 51, the gap between the U-shaped block core 21 and the I-shaped block core 22 and the I-shaped block core 22 as the magnetic flux circulates inside the annular core body 20. Leakage flux is generated in the gap between the U-shaped block core 23 and the U-shaped block core 23. This leakage magnetic flux generates an eddy current at a portion where the coil 51 is linked, and the coil 51 generates heat locally.

これに対して、本実施の形態におけるリアクトル１０においては、Ｕ字型ブロックコア２１とＩ字型ブロックコア２２との間のギャップに介挿されるギャップ板３１に、コイル５１を保持するためのコイル保持部３３が設けられ、Ｉ字型ブロックコア２２とＵ字型ブロックコア２３との間のギャップに介挿されるギャップ板４１に、コイル５１を保持するためのコイル保持部４３が設けられる。このような構成により、コイル５１で発生した熱は、ギャップ板３１およびギャップ板４１を通じてコア体２０に伝わり、コア体２０と接触するケース体を介して効率的に放熱される。結果、コイル５１の温度上昇を抑制することができる。 In contrast, in reactor 10 according to the present embodiment, a coil for holding coil 51 on gap plate 31 inserted in the gap between U-shaped block core 21 and I-shaped block core 22. A holding part 33 is provided, and a coil holding part 43 for holding the coil 51 is provided on the gap plate 41 inserted in the gap between the I-shaped block core 22 and the U-shaped block core 23. With such a configuration, the heat generated in the coil 51 is transmitted to the core body 20 through the gap plate 31 and the gap plate 41, and is efficiently radiated through the case body in contact with the core body 20. As a result, the temperature rise of the coil 51 can be suppressed.

本実施の形態では、コア体２０が圧粉磁心から形成され、低強度であるため、コア体２０に形状変更を加える場合の制約が生じる。また、コイル５１の温度上昇を抑制する方策として、コア体２０の一部に比透磁率の異なる材料を用いることも考えられるが、製造コストが増大するという問題がある。一方、ブロックコア間のギャップに介挿されるギャップ板３１，４１を形状変更することによって、コイル５１で発生した熱の放熱経路を設ける場合、このような問題を解消することができる。また、本実施の形態では、Ｕ字型ブロックコア２１とＩ字型ブロックコア２２との間のギャップの外周上およびＩ字型ブロックコア２２とＵ字型ブロックコア２３との間のギャップの外周上に、コイル５１が配置されないため、コイル５１に鎖交する漏れ磁束の量をある程度低減させるという効果も得られる。 In this Embodiment, since the core body 20 is formed from a powder magnetic core and is low intensity | strength, the restrictions in the case of adding a shape change to the core body 20 arise. Further, as a measure for suppressing the temperature rise of the coil 51, it is conceivable to use materials having different relative magnetic permeability for a part of the core body 20, but there is a problem that the manufacturing cost increases. On the other hand, when the heat dissipation path for the heat generated in the coil 51 is provided by changing the shape of the gap plates 31 and 41 inserted in the gap between the block cores, such a problem can be solved. Further, in the present embodiment, the outer periphery of the gap between the U-shaped block core 21 and the I-shaped block core 22 and the outer periphery of the gap between the I-shaped block core 22 and the U-shaped block core 23. Moreover, since the coil 51 is not disposed, an effect of reducing the amount of leakage magnetic flux linked to the coil 51 to some extent can be obtained.

本実施の形態では、コア体２０を収容するケース体にポッティング剤を充填する構造を説明したが、リアクトルがポッティング剤を用いない構造を採用する場合も考えられる。この場合、ハイブリッド自動車の走行時に生じる振動がコイル５１に伝わり、コイル５１が振動するという問題が生じる。これに対して、本実施の形態では、コイル５１がギャップ板３１およびギャップ板４１によって保持されるため、コイル５１が振動することを抑制できる。この際、コイル５１をギャップ板３１およびギャップ板４１の間で圧縮変形させた状態で配置することにより、コイル５１の振動をより確実に防ぐことができる。 In the present embodiment, the structure in which the case body that accommodates the core body 20 is filled with the potting agent has been described. However, the reactor may employ a structure that does not use the potting agent. In this case, the vibration which arises at the time of driving | running | working of a hybrid vehicle is transmitted to the coil 51, and the problem that the coil 51 vibrates arises. On the other hand, in this Embodiment, since the coil 51 is hold | maintained by the gap board 31 and the gap board 41, it can suppress that the coil 51 vibrates. At this time, by arranging the coil 51 in a state of being compressed and deformed between the gap plate 31 and the gap plate 41, vibration of the coil 51 can be prevented more reliably.

以上に説明した、この発明の実施の形態におけるリアクトルの構造についてまとめて説明すると、本実施の形態におけるリアクトル１０は、ギャップを設けて配置される第１コア部としてのＵ字型ブロックコア２１および第２コア部としてのＩ字型ブロックコア２２を有するコア体２０と、コア体２０の外周上に巻回されるコイル５１と、Ｕ字型ブロックコア２１とＩ字型ブロックコア２２との間のギャップに介挿される第１スペーサとしてのギャップ板３１とを備える。ギャップ板３１は、コイル５１に向けて延設され、コイル５１を保持する第１保持部としてのコイル保持部３３を有する。 When the structure of the reactor according to the embodiment of the present invention described above is described together, the reactor 10 according to the present embodiment includes a U-shaped block core 21 as a first core portion arranged with a gap, and Between the core body 20 having the I-shaped block core 22 as the second core portion, the coil 51 wound on the outer periphery of the core body 20, and the U-shaped block core 21 and the I-shaped block core 22 And a gap plate 31 as a first spacer inserted in the gap. The gap plate 31 extends toward the coil 51 and has a coil holding portion 33 as a first holding portion that holds the coil 51.

コア体２０は、Ｉ字型ブロックコア２２に対してＵ字型ブロックコア２１の反対側に位置し、Ｉ字型ブロックコア２２とギャップを設けて配置される第３コア部としてのＵ字型ブロックコア２３をさらに有する。リアクトル１０は、Ｉ字型ブロックコア２２とＵ字型ブロックコア２３との間のギャップに介挿される第２スペーサとしてのギャップ板４１をさらに備える。ギャップ板４１は、コイル５１に向けて延設され、コイル５１を保持する第２保持部としてのコイル保持部４３を有する。コイル５１は、Ｉ字型ブロックコア２２の外周上に巻回され、コイル保持部３３とコイル保持部４３との間で挟持される。 The core body 20 is located on the opposite side of the U-shaped block core 21 with respect to the I-shaped block core 22 and is U-shaped as a third core portion arranged with a gap from the I-shaped block core 22. A block core 23 is further included. The reactor 10 further includes a gap plate 41 as a second spacer that is inserted into a gap between the I-shaped block core 22 and the U-shaped block core 23. The gap plate 41 extends toward the coil 51 and has a coil holding portion 43 as a second holding portion that holds the coil 51. The coil 51 is wound on the outer periphery of the I-shaped block core 22 and is sandwiched between the coil holding part 33 and the coil holding part 43.

このように構成された、この発明の実施の形態におけるリアクトル１０によれば、ギャップ板３１，４１にコイル５１を保持するためのコイル保持部３３，４３を設けることにより、コイル５１の温度上昇を抑制することができる。これにより、ＰＣＵ７００の動作点を最適な領域に維持できる範囲が広がり、結果として、ハイブリッド自動車の走行性や燃費に寄与する。また、コイル５１の断面積を小さくしてリアクトルの小型化を図ったり、放熱に必要なポッティング剤の量を減らしたりできる。さらに、ギャップ板３１，４１とコア体２０との接合部位の温度上昇を抑制することにより、コア体２０のギャップ部の信頼性（耐久性）を向上させることができる。 According to the reactor 10 according to the embodiment of the present invention configured as described above, by providing the coil holding portions 33 and 43 for holding the coil 51 on the gap plates 31 and 41, the temperature of the coil 51 can be increased. Can be suppressed. As a result, the range in which the operating point of the PCU 700 can be maintained in the optimum region is expanded, and as a result, it contributes to the running performance and fuel consumption of the hybrid vehicle. Moreover, the cross-sectional area of the coil 51 can be reduced to reduce the size of the reactor, and the amount of potting agent required for heat radiation can be reduced. Furthermore, the reliability (durability) of the gap part of the core body 20 can be improved by suppressing the temperature rise of the junction part of the gap plates 31 and 41 and the core body 20.

なお、本発明を、燃料電池と２次電池とを動力源とする燃料電池ハイブリッド車（ＦＣＨＶ：Fuel Cell Hybrid Vehicle）または電気自動車（ＥＶ：Electric Vehicle）に搭載されるリアクトルに適用することもできる。本実施の形態におけるハイブリッド自動車では、燃費最適動作点で内燃機関を駆動するのに対して、燃料電池ハイブリッド車では、発電効率最適動作点で燃料電池を駆動する。また、２次電池の使用に関しては、両方のハイブリッド自動車で基本的に変わらない。 The present invention can also be applied to a reactor mounted on a fuel cell hybrid vehicle (FCHV) or an electric vehicle (EV) using a fuel cell and a secondary battery as power sources. . In the hybrid vehicle in the present embodiment, the internal combustion engine is driven at the fuel efficiency optimum operating point, whereas in the fuel cell hybrid vehicle, the fuel cell is driven at the power generation efficiency optimum operating point. The use of the secondary battery is basically the same for both hybrid vehicles.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

この発明は、たとえば、直流電源およびインバータ間で直流電流を昇圧、降圧するためのコンバータに適用される。 The present invention is applied to, for example, a converter for stepping up and down a direct current between a direct current power source and an inverter.

１駆動ユニット、１０リアクトル、２０コア体、２１，２３Ｕ字型ブロックコア、２２Ｉ字型ブロックコア、２６〜２９端面、３１，４１ギャップ板、３２，４２プレート部、３３，４３コイル保持部、３４，４４鍔部、３５，４５爪部、３６，３７，４６，４７コア位置決め部、５１コイル、５２一方端、５３他方端、１００モータジェネレータ、１１０回転シャフト、１２０軸受、１３０ロータ、１４０ステータ、２００ハウジング、３００減速機構、４００ディファレンシャル機構、６００端子台、７１０コンバータ、７２０インバータ、７３０制御装置、７４０Ｕ，７４０Ｖ，７４０Ｗ出力ライン、７５０ＵＵ相アーム、７５０ＶＶ相アーム、７５０ＷＷ相アーム、８００バッテリ、９００ドライブシャフト受け部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive unit, 10 reactor, 20 core body, 21,23 U-shaped block core, 22 I-shaped block core, 26-29 end surface, 31, 41 Gap plate, 32, 42 Plate part, 33, 43 Coil holding part , 34, 44 collar part, 35, 45 claw part, 36, 37, 46, 47 core positioning part, 51 coil, 52 one end, 53 other end, 100 motor generator, 110 rotating shaft, 120 bearing, 130 rotor, 140 Stator, 200 housing, 300 reduction mechanism, 400 differential mechanism, 600 terminal block, 710 converter, 720 inverter, 730 control device, 740U, 740V, 740W output line, 750U U-phase arm, 750V V-phase arm, 750W W-phase arm, 800 batteries, 9 00 Drive shaft receiving part.

ギャップ板４１は、上記ギャップ板３１と基本的に同様の構造を有する。以下、ギャップ板３１と重複する説明を省略しつつ、ギャップ板４１の構造について説明すると、ギャップ板４１は、Ｉ字型ブロックコア２２とＵ字型ブロックコア２３との間のギャップに配置されるスペーサとして設けられている。ギャップ板４１は、Ｉ字型ブロックコア２２およびＵ字型ブロックコア２３と、コイル５１とに接触するように設けられている。 The gap plate 41 has basically the same structure as the gap plate 31. Hereinafter, the structure of the gap plate 41 will be described while omitting the description overlapping with the gap plate 31. The gap plate 41 is disposed in the gap between the I-shaped block core 22 and the U-shaped block core 23. It is provided as a spacer. The gap plate 41 is provided so as to contact the I-shaped block core 22 and the U-shaped block core 23 and the coil 51.

Claims

A core body (20) having a first core part (21) and a second core part (22) arranged with a gap;
A coil (51) wound on the outer periphery of the core body (20);
A first spacer (31) interposed in a gap between the first core part (21) and the second core part (22);
The first spacer (31) extends toward the coil (51) and has a first holding part (33) that holds the coil (51).

The core body (20) is positioned on the opposite side of the first core portion (21) with respect to the second core portion (22), and is disposed with a gap from the second core portion (22). It further has a third core part (23),
A second spacer (41) interposed in a gap between the second core part (22) and the third core part (23);
The second spacer (41) has a second holding part (43) that extends toward the coil (51) and holds the coil (51).
The said coil (51) is wound on the outer periphery of the said 2nd core part (22), and is clamped between the said 1st holding part (33) and the said 2nd holding part (43). 1. The reactor according to 1.

The coil (51) is compressed and deformed in a direction in which the second core part (22) extends between the first core part (21) and the third core part (23). The reactor of Claim 2 clamped between 1 holding | maintenance part (33) and said 2nd holding | maintenance part (43).

The first spacer (31) extends toward the first core part (21) and the second core part (23), and the first core part (21) and the second core part (23). The reactor according to claim 1, further comprising a positioning portion (37, 36) that regulates a relative position of the first and second positions.

The coil (51) is not disposed on the outer periphery of the gap between the first core portion (21) and the second core portion (22), and the first holding portion (33) is disposed. The reactor according to claim 1.

The reactor according to claim 1, wherein the first spacer (31) is integrally formed of a nonmagnetic material.

The reactor according to claim 1, wherein the core body is formed of a dust core.