WO2011064863A1 - リアクトル固定構造 - Google Patents

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case
side stay
stay
inverter case
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健 朝倉
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トヨタ自動車株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00Fixed inductances not covered by group H01F17/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/06Mounting, supporting or suspending transformers, reactors or choke coils not being of the signal type

Definitions

  • the present invention relates to a reactor fixing structure including a reactor including a core body around which a coil is wound, a one-side stay and another side stay, and the reactor is fixed to the case by the one-side stay and the other-side stay.
  • the rotating electrical machine drive device is configured by providing an inverter or a booster circuit between the rotating electrical machine and a power supply device such as a secondary battery.
  • the booster circuit includes a switching element and a reactor connected to the switching element, and the reactor includes a core made of a magnetic material such as an iron core and a coil wound around the core.
  • the booster circuit can control the power storage in the reactor by controlling the ON time and the OFF time of the switching element, and can boost the voltage supplied from the power source to an arbitrary voltage and supply it to the inverter. .
  • Patent Document 1 describes a reactor including a reactor core that is housed and fixed in a housing in a posture including a coil, and a sealing resin body that is formed by filling and curing a silicone resin in the housing. .
  • a reactor core is housed and fixed in a housing made of aluminum via a fixing member.
  • the temperature of the reactor rises due to application of current to the coil, and the housing and the reactor core may be thermally expanded. is there.
  • the housing is made of aluminum
  • the reactor core is made of a magnetic material such as iron, and the linear expansion coefficient between the housing and the reactor core is different. Then, due to the difference in the linear expansion coefficient, there is a possibility that separation occurs in the gap bonding portion between the two divided cores constituting the reactor core and the gap plate bonded and fixed between the two divided cores.
  • the housing when the housing is made of aluminum and the reactor core is made of iron, the housing expands greatly when the temperature rises, whereas the reactor core expansion amount is small. For this reason, when the reactor is fixed to the housing by the fixing members provided on both sides of the reactor core without special consideration, when the temperature rises, the pulling force from the housing to the reactor core via the fixing member is increased. Will be added. For this reason, when the adhesive force of the gap adhesion part between a division
  • An object of the present invention is to prevent an excessive tensile force from being generated from the case to the reactor when the temperature rises, even when there is a difference in linear expansion between the case and the components of the reactor in the reactor fixing structure. .
  • a reactor fixing structure includes a reactor including a core body around which a coil is wound, a one-side stay and another side stay, and the reactor fixing that fixes the reactor to the case by the one-side stay and the other-side stay.
  • the one end of the one-side stay and the other end of the other-side stay are coupled to the part of the reactor that is off both sides in the coil axial direction, and the other end of the one-side stay and the other end of the other-side stay are the case
  • the other end of the one-side stay is overlapped with the mating member to form a one-side overlapping portion, and the other end of the other-side stay is mated with the other end.
  • a reactor fixing structure characterized in that at least a part of the side overlapping portion and the other side overlapping portion constitutes the core body and is provided in the same range with respect to the length direction of the I-shaped portion around which the coil is wound. is there.
  • the linear expansion between the case and the reactor component is achieved by fastening and connecting the stay at an appropriate position in the same range portion with respect to the length direction of the I-shaped portion of each overlapping portion. Even when there is a difference, it is possible to prevent an excessive tensile force from being generated from the case to the reactor when the temperature rises. For this reason, even when the reactor includes a plurality of divided cores and a gap plate that is bonded and fixed between the divided cores, it is possible to effectively prevent peeling of the gap bonded portion between the divided core and the gap plate.
  • the first fastening portion between the one-side overlapped portion and the case is provided on one end coupling side of the other-side stay with respect to the length direction of the I-shaped portion.
  • the second fastening portion between the side overlapping portion and the case is provided on one end coupling side of the one-side stay in the length direction of the I-shaped portion.
  • the force of a compression direction can be applied to a reactor from a case at the time of temperature rise, and excessive tensile force is applied to a reactor. Can be more effectively prevented.
  • the first fastening portion between the one-side overlapping portion and the case and the second fastening portion between the other-side overlapping portion and the case are configured by a common fastening portion. is doing.
  • the case is an inverter case for accommodating and fixing the inverter and the reactor.
  • the reactor fixing structure according to the present invention can prevent an excessive tensile force from being generated from the case to the reactor when the temperature rises even when there is a difference in linear expansion between the case and the components of the reactor.
  • 1st Embodiment it is a schematic diagram which shows the state which stress acts on a reactor and a case at the time of a temperature rise.
  • 1st Embodiment it is sectional drawing corresponding to FIG.1 (b) which shows the state which stress acts on each part at the time of a temperature rise.
  • 1st Embodiment it is the schematic which shows two examples which varied the attachment position of the one side stay and the other side stay with respect to a case.
  • the reactor fixing structure 10 of this Embodiment is what is called a float type reactor support structure, and fixes a reactor to a case in the state which the bottom face of the reactor left
  • the reactor can be fixed to the case with the bottom surface of the reactor in contact with the upper surface of the case. Further, the space between the case and the reactor can be filled with resin.
  • the reactor fixing structure 10 includes a reactor 12 and an inverter case 14.
  • Reactor 12 includes a core body 16 shown in FIG. 6 to be described later, and a coil 20 wound around core body 16 via resin portion 18.
  • the core body 16 has a gap plate 24 made of a non-magnetic material (see FIG. 6) at both ends of two U-shaped split cores 22 (FIG. 6) in plan view as viewed from above in FIGS. It is fixedly coupled via 6).
  • the gap plate 24 is formed from, for example, ceramics or resin. That is, one end of the two split cores 22 is bonded and fixed to both surfaces of the gap plate 24 with an adhesive, and the other end of the two split cores 22 is bonded to both surfaces of another gap plate (not shown).
  • each divided core 22 is constituted by a powder magnetic core obtained by pressure-molding a powder of a soft magnetic material of a metal such as iron or a metal oxide.
  • each divided core 22 can also be constituted by a laminate in which a plurality of magnetic metal plates such as electromagnetic steel plates are laminated.
  • the resin integrated core 26 which is an annular core body as a whole, is configured.
  • the resin integrated core 26 is formed, and I-shaped provided at two positions on both sides of the resin integrated core 26 in the width direction (front and back direction in FIG. 1, left and right direction in FIG. 2).
  • Coils 20 are wound around the sections 28 (only one I-shaped section 28 is shown in FIG. 2), and one ends of the coils 20 are connected to each other.
  • the one-side stay 30 and the other-side stay 32 are fixed at two positions on the resin-integrated core 26 that are separated from each other in the axial direction of each coil 20, for a total of four positions.
  • the one-side stay 30 and the other-side stay 32 are metal plates formed in an L-shaped cross section, and have upright plate portions 34, 36 and horizontal plate portions 38, 40.
  • fixing portions 42 and 44 are integrally formed at two positions on both sides in the axial direction of the coil 20, for a total of four positions, and the one-side stay 30 or the other side is fixed to each fixing portion 42 and 44.
  • the stay 32 is fixed. That is, in the resin-integrated core 26, one end portion (upper end portion in FIG. 1) of the upright plate portion 34 of the one-side stay 30 is attached to the one-side fixing portion 42 provided on a portion off the one side in the axial direction of the coil 20 (left side in FIG. 1).
  • one end portion of the upright plate portion 36 of the other side stay 32 is coupled to the other side fixing portion 44 provided at a portion off the other side in the axial direction of the coil 20 (right side in FIG. 1). Yes.
  • the one-side stay 30 and the other-side stay 32 are provided at positions shifted on both sides in the width direction (left-right direction in FIG. 2) with respect to the resin integrated core 26. That is, the one-side stay 30 is provided near the center of the reactor 12 in the width direction, and the other-side stay 32 is provided on the outer side in the width direction of the reactor 12.
  • the horizontal plate portions 38, 40 of the stays 30, 32 are extended in the horizontal direction so as to be closer to each other with respect to the axial direction of the coil 20, and as shown in FIGS.
  • the other end portions of the horizontal plate portions 38 and 40 are overlapped with the upper surface of the inverter case 14.
  • the inverter case 14 is made of an aluminum alloy.
  • the inverter case 14 accommodates and fixes an inverter (not shown) and the reactor 12.
  • the case which fixes the reactor 12 is not limited to the inverter case 14 like this example, For example, it can also be set as the case where only the reactor 12 is accommodated and fixed.
  • a recess 46 that is recessed below the both sides in the width direction is provided at the center in the width direction of the inverter case 14.
  • the horizontal plate portion 38 of the one-side stay 30 is superimposed on the first mounting surface 48 that is the bottom surface of the recess 46 in the horizontal direction, and the horizontal plate portion 40 of the other-side stay 32 is recessed in the inverter case 14.
  • the second mounting surface 50 is superposed on the horizontal second mounting surface 50 provided at a position higher than the bottom surface 46.
  • the one-side overlapping portion 52 is configured by overlapping the front end portion of the horizontal plate portion 38 of the one-side stay 30 on the first attachment surface 48 of the inverter case 14 that is the counterpart member.
  • the other side overlapping portion 54 is configured by overlapping the front end portion of the horizontal plate portion 40 of the other side stay 32 on the second mounting surface 50 of the inverter case 14.
  • the one-side overlapping portion 52 and the other-side overlapping portion 54 in the same range (the left-right direction in FIG. 1 and the up-down direction in FIG. 2) of the I-shaped portion 28 around which the coil 20 is wound ( 1 (b), provided in the range indicated by arrow ⁇ in FIG.
  • the bolts 56 inserted through the horizontal plate portions 38, 40 in the state where the tips of the horizontal plate portions 38, 40 of the stays 30, 32 are directly superimposed on the upper surface of the inverter case 14 are attached to the first mounting surface 48.
  • a screw hole provided in the second mounting surface 50 is provided in the first fastening portion 58.
  • the first fastening portion 58 which is a bolt 56 fastening portion between the one-side overlapping portion 52 and the inverter case 14, is connected to one end of the other side stay 32 in the length direction of the I-shaped portion 28 (see FIG. 1). It is provided on the right side (upper side in FIG. 2).
  • the second fastening portion 60 which is a bolt 56 fastening portion between the other side overlapping portion 54 and the inverter case 14, is connected to one end of the one-side stay 30 in the length direction of the I-shaped portion 28 (left side in FIG. 1).
  • the lower side of FIG. 1 is a bolt 56 fastening portion between the other side overlapping portion 54 and the inverter case 14.
  • FIG. 3 shows a state (a) before the reactor 12 is fixed to the inverter case 14 in a conventional reactor fixing structure, a state (b) after the reactor 12 is fixed to the inverter case 14, and each part when the temperature rises. It is sectional drawing which shows the stress action state (c).
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which stress acts on the reactor 12 and the inverter case 14 when the temperature rises in the conventional reactor fixing structure.
  • the reactor 12 is fixed to an inverter case 14 made of aluminum alloy.
  • a one-side stay having an L-shaped cross section is provided on a portion of the I-shaped portion 28 around which the coil 20 is wound. 62 and the other side stay 64 are connected.
  • the reactor 12 is coupled to the inverter case 14 by bolts 56 to the stays 62 and 64.
  • the one-side overlap portion 52a where the one-side stay 62 is overlapped with the inverter case 14 and the other-side overlap portion 54a where the other-side stay 64 is overlapped with the inverter case 14 are I It is provided in a range shifted with respect to the length direction of the character-shaped portion 28.
  • the linear expansion coefficient of the core body 16 (FIG. 3C) constituting the reactor 12 is smaller than the linear expansion coefficient of the inverter case 14. In FIGS. 3A and 3B, the reactor 12 and the inverter case 14 are both at room temperature.
  • the thermal expansion amount of the inverter case 14 is large and the thermal expansion amount of the core body 16 is small due to the difference in the linear expansion coefficient when the temperature rises.
  • the extension of the inverter case 14 is larger than the extension between the two stays 62 and 64 coupling portions on both sides of the coil 20 of the resin integrated core 26. large. For this reason, a pulling direction force is applied to the reactor 12 from the inverter case 14 via the stays 62 and 64.
  • the first fastening portion 58 between the one-side stay 30 and the inverter case 14 has the other-side stay in the length direction of the I-shaped portion 28.
  • 32 is provided on one end coupling side (right side in FIG. 5), and the second fastening portion 60 between the other side stay 32 and the inverter case 14 is coupled to one end of the one side stay 30 in the length direction of the I-shaped portion 28. It is provided on the side (left side in FIG. 5).
  • the length between the two points P and Q of the inverter case 14 extends from L1 to L2 due to the temperature rise, so that the reactor 12 is connected to the reactor 12 by the stays 30 and 32 connected to the points P and Q.
  • a force in the direction of compression is applied in the length direction of the I-shaped portion 28.
  • a part of the one-side overlapping portion 52 and the other-side overlapping portion 54 are provided in the same range with respect to the length direction of the I-shaped portion 28. ing. For this reason, by connecting the stays 30 and 32 at appropriate positions in the same range portion with respect to the length direction of the I-shaped portion 28 of each overlapping portion 52 and 54, the inverter case 14 and the components of the reactor 12 are connected. Even when there is a difference in linear expansion between them, it is possible to prevent an excessive tensile force from being generated from the inverter case 14 to the reactor 12 when the temperature rises.
  • the second fastening portion 60 is provided on the one end coupling side of the one-side stay 30 with respect to the axial direction of the coil 20.
  • the inverter case 14 is made of an aluminum alloy
  • a part of the core body 16 is made of metal such as iron
  • the linear expansion coefficient of the inverter case 14 is larger than the linear expansion coefficient of the constituent elements of the reactor 12, the coil
  • the end portions of the one-side stay 30 and the other-side stay 32 on the reactor 12 fixing side tend to approach each other. A force in the compression direction is applied to 12. For this reason, it is possible to prevent an excessive tensile force from being generated from the inverter case 14 to the reactor 12.
  • the reactor 12 includes the plurality of divided cores 22 and the gap plates 24 bonded and fixed between the divided cores 22 as in the present example, the space between the divided cores 22 and the gap plates 24 is not limited. It is possible to effectively prevent separation of the gap adhesive portion.
  • the inverter case 14 is made of an aluminum alloy.
  • the inverter case 14 may be made of a metal other than the aluminum alloy and having a larger linear expansion coefficient than the material of the constituent elements of the reactor 12.
  • the one-side stay 30 and the other-side stay 32 provided on both sides of the coil 20 of each I-shaped portion 28 can be provided on the same side with respect to the coil 20 in plan view, not at positions shifted to both sides of the coil 20 in plan view.
  • at least one of the one-side overlapping portion 52 and the other-side overlapping portion 54 is provided. The portions can be provided so as to overlap in plan view.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing two examples in which the attachment positions of the one-side stay 30 and the other-side stay 32 with respect to the inverter case 14 in the first embodiment are different.
  • FIG. 7A shows the one-side stay 30 and the first fastening portion P of the inverter case 14 and the other-side stay 32 on both sides with respect to the center O in the length direction of the inverter case 14 (left-right direction in FIG. 7A).
  • the 2nd fastening part Q of the inverter case 14 is arrange
  • FIG. 7B shows the one-side stay 30 and the first fastening portion P of the inverter case 14 and the other-side stay only on one side with respect to the center O in the length direction of the inverter case 14 (left-right direction in FIG. 7B). 32 and the second fastening portion Q of the inverter case 14 are arranged.
  • the fastening portions can be provided at different positions with respect to the center O in the length direction of the inverter case 14.
  • FIG. 7B when the interval between the PQs is widened when the temperature rises, forces of different magnitudes are applied in the same direction in the length direction of the I-shaped portion 28. Although force is applied, the magnitude may be reduced.
  • FIG. 7A since a force is applied in the opposite direction to the length direction of the I-shaped portion 28 when the temperature rises and the compression is performed, it is easy to apply a large force in the compression direction to the reactor 12. Become.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a reactor fixing structure 10 according to the second embodiment of the present invention.
  • the one-side overlap portion 52 between the one-side stay 30 and the inverter case 14, and the other-side overlap portion 54 between the other-side stay 32 and the inverter case 14 are provided at the same position in the vertical direction and at a position shifted with respect to the width direction of the reactor 12 (front and back direction in FIG. 8).
  • the 1st fastening part 58 of the one side superimposition part 52 and the inverter case 14 comprises the reactor 12, and the one end part coupling
  • Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a view of a part of the reactor fixing structure 10 according to the third embodiment of the present invention as viewed from above downward.
  • FIG. 10 illustrates a state (a) of the reactor fixing structure 10 according to the third embodiment before the reactor 12 is fixed to the inverter case 14 and a state (b) after the reactor 12 is fixed to the inverter case 14.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 10B, showing a state in which stress acts on each part when the temperature rises in the third embodiment.
  • 10A and 10B left and right direction
  • one end of the one-side stay 30 and the other-side stay 32 are joined to a portion that is off both sides.
  • a one-side overlapping portion 66 is configured by overlapping a horizontal plate portion 38, which is the other end portion of the one-side stay 30, on the upper surface of the inverter case 14.
  • the other side overlapping portion 68 is configured by overlapping the horizontal plate portion 40, which is the other end portion of the other side stay 32, on the upper surface of the horizontal plate portion 38 of the one side stay 30.
  • a part of the mating portion 66 and the other side overlapping portion 68 are in the same range with respect to the length direction of the I-shaped portion 28 constituting the reactor 12 (vertical direction in FIG. 9 and horizontal direction in FIGS. 10A and 10B). (A range indicated by an arrow ⁇ in FIGS. 9 and 10B).
  • the one end part of the one side stay 30 and the other side stay 32 can also be couple
  • the bolt 56 is inserted into the hole provided at the position where the one-side stay 30 and the other-side stay 32 are aligned with each other in the state where the one-side stay 30 and the other-side stay 32 are overlapped, and the bolt 56 is inserted into the screw hole provided on the upper surface of the inverter case 14. Fastened and joined. That is, the first fastening portion that fastens and couples the one-side overlapping portion 66 and the inverter case 14 and the second fastening portion that fastens and couples the other-side overlapping portion 68 and the inverter case 14 are formed by the common fastening portion 70. It is composed. That is, the one-side stay 30 and the other-side stay 32 are coupled to the inverter case 14 together.
  • the present invention does not limit the reactor to such a configuration, for example, a structure in which the reactor is fixed to the case by one side stay and the other side stay coupled to both ends of the I-shaped core body.
  • the present invention can also be applied.
  • each stay 30, 32 is directly coupled to the core body 16 (see FIGS. 6 and 11) instead of being coupled to the resin fixing portions 42 and 44.
  • the above-described embodiments can also be applied to a structure in which the one-side stay and the other-side stay are coupled directly or via a fixing portion to a core body that is not molded with resin.
  • the core body formed entirely in an annular shape or an I shape corresponds to the core body described in the claims.
  • the reactor fixing structure of each of the above embodiments is mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle equipped with an engine and an electric motor as a drive source, an electric vehicle using an electric motor as a drive source, or a fuel cell vehicle. Although it can be used, it can also be used for purposes other than vehicles.

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Abstract

 リアクトル(12)のコイル(20)軸方向両側に外れた部分に、片側ステー(30)及び他側ステー(32)の一端部を結合する。片側ステー(30)及び他側ステー(32)の他端部は、インバータケース(14)に重ね合わせた状態で締結結合する。片側ステー(30)の他端部をインバータケース(14)に重ね合わせることにより片側重ね合わせ部分(52)を構成し、他側ステー(32)の他端部をインバータケース(14)に重ね合わせることにより他側重ね合わせ部分(54)を構成する。平面視で見た場合の、片側重ね合わせ部分(52)及び他側重ね合わせ部分(54)の一部を、リアクトル(12)を構成するI字形部(28)の長さ方向に関して同じ範囲αに設ける。

Description

リアクトル固定構造
 本発明は、コイルを巻装したコア体を含むリアクトルと、片側ステー及び他側ステーと、を備え、片側ステー及び他側ステーにより、リアクトルをケースに固定しているリアクトル固定構造に関する。
 従来から、例えば、電気自動車またはハイブリッド車等の回転電機を搭載する車両において、回転電機と二次電池等の電源装置との間にインバータや、昇圧回路を設ける等により、回転電機駆動装置を構成することが考えられている。また、昇圧回路は、スイッチング素子と、スイッチング素子に接続したリアクトルとを含み、リアクトルは、鉄心等の磁性材製のコアと、コアに巻装されたコイルとを備える。昇圧回路は、スイッチング素子のオン時間とオフ時間とを制御することにより、リアクトルにおける電力蓄積を制御して、電源から供給される電圧を任意の電圧に昇圧して、インバータに供給することができる。
 また、特許文献1には、コイルを具備した姿勢でハウジング内に収容固定されるリアクトルコアと、ハウジング内にシリコーン樹脂が充填硬化されてできる封止樹脂体とを具備するリアクトルが記載されている。このリアクトルでは、アルミニウム製のハウジング内に、リアクトルコアが固定部材を介して収容固定されている。
特開2009-99793号公報
 上記の特許文献1に記載されたハウジングに対するリアクトルコアの固定構造の場合、コイルへの電流の印加等によりリアクトルが温度上昇し、ケースであるハウジングと、リアクトルコアとがそれぞれ熱膨張する可能性がある。ただし、ハウジングはアルミニウム製であるのに対し、リアクトルコアは、鉄等の磁性材製であり、ハウジングとリアクトルコアとの線膨張係数が異なる。そして、この線膨張係数の差によって、リアクトルコアを構成する2の分割コアと、2の分割コアの間に接着固定されたギャップ板との間のギャップ接着部に剥離が生じる可能性がある。
 例えば、ハウジングをアルミニウム製とし、リアクトルコアを鉄製とする場合に、温度上昇時にハウジングは大きく膨張するのに対し、リアクトルコアの膨張量は小さい。このため、特別な考慮をすることなく、リアクトルコアの両側に設けた固定部材により、ハウジングにリアクトルを固定している場合には、温度上昇時に、リアクトルコアにハウジングから固定部材を介して引っ張り力が加わる。このため、分割コアとギャップ板との間のギャップ接着部の接着力が小さい場合には、ギャップ接着部に剥離を生じる可能性がないとはいえない。
 本発明の目的は、リアクトル固定構造において、ケースとリアクトルの構成要素との間に線膨張差がある場合でも、温度上昇時に、ケースからリアクトルに過度な引っ張り力が生じることを防止することである。
 本発明に係るリアクトル固定構造は、コイルを巻装したコア体を含むリアクトルと、片側ステー及び他側ステーと、を備え、片側ステー及び他側ステーにより、リアクトルをケースに固定しているリアクトル固定構造であって、片側ステーの一端部及び他側ステーの一端部は、リアクトルのコイル軸方向両側に外れた部分に結合され、片側ステーの他端部及び他側ステーの他端部は、ケースに直接または他の部材を介して重ね合わせた状態で締結結合され、片側ステーの他端部を相手部材に対し重ね合わせることにより片側重ね合わせ部分を構成し、他側ステーの他端部を相手部材に対し重ね合わせることにより他側重ね合わせ部分を構成し、片側重ね合わせ部分及び他側重ね合わせ部分の重ね合わせ面に対し直交する方向に見た場合の、片側重ね合わせ部分及び他側重ね合わせ部分の少なくとも一部を、コア体を構成し、コイルを巻装するI字形部の長さ方向に関して同じ範囲に設けていることを特徴とするリアクトル固定構造である。
 上記のリアクトル固定構造によれば、各重ね合わせ部分のI字形部の長さ方向に関して同じ範囲部分の適切な位置でステーを締結結合することにより、ケースとリアクトルの構成要素との間に線膨張差がある場合でも、温度上昇時にケースからリアクトルに過度な引っ張り力が生じることを防止できる。このため、リアクトルが、複数の分割コアと、各分割コアの間に接着固定されたギャップ板とを含む場合でも、分割コアとギャップ板との間のギャップ接着部の剥離を有効に防止できる。
 また、本発明に係るリアクトル固定構造において、好ましくは、片側重ね合わせ部分とケースとの第1締結部は、I字形部の長さ方向に関して他側ステーの一端部結合側に設けており、他側重ね合わせ部分とケースとの第2締結部は、I字形部の長さ方向に関して片側ステーの一端部結合側に設けている。
 上記の構成によれば、ケースの線膨張係数がリアクトルの構成要素の線膨張係数よりも大きい場合に、温度上昇時にケースからリアクトルに圧縮方向の力を加えることができ、リアクトルに過度な引っ張り力が生じることをより有効に防止できる。
 また、本発明に係るリアクトル固定構造において、好ましくは、片側重ね合わせ部分とケースとの第1締結部と、他側重ね合わせ部分とケースとの第2締結部とは、共通の締結部により構成している。
 上記の構成によれば、温度上昇時及び温度低下時いずれの場合でも、リアクトルに過度な引っ張り力が生じることをより有効に防止できるとともに、コスト低減を図れる。
 また、本発明に係るリアクトル固定構造において、好ましくは、ケースは、インバータとリアクトルとを収容固定するインバータケースである。
 本発明に係るリアクトル固定構造によれば、ケースとリアクトルの構成要素との間に線膨張差がある場合でも、温度上昇時にケースからリアクトルに過度な引っ張り力が生じることを防止できる。
本発明の第1の実施の形態のリアクトル固定構造の、リアクトルをケースに固定する前の状態(a)と、リアクトルをケースに固定した後の状態(b)とを示す断面図である。 第1の実施の形態のリアクトル固定構造の一部を上方から下方に見た図である。 従来のリアクトル固定構造において、リアクトルをケースに固定する前の状態(a)と、リアクトルをケースに固定した後の状態(b)と、温度上昇時の各部の応力作用状態(c)とを示す断面図である。 従来のリアクトル固定構造において、温度上昇時にリアクトルとケースとに応力が作用する状態を示す模式図である。 第1の実施の形態において、温度上昇時にリアクトルとケースとに応力が作用する状態を示す模式図である。 第1の実施の形態において、温度上昇時に各部に応力が作用する状態を示す、図1(b)に対応する断面図である。 第1の実施の形態において、ケースに対する片側ステー及び他側ステーの取り付け位置を異ならせた2例を示す略図である。 本発明に係る第2の実施の形態のリアクトル固定構造を示す断面図である。 本発明に係る第3の実施の形態のリアクトル固定構造の一部を上方から下方に見た図である。 第3の実施の形態のリアクトル固定構造の、リアクトルをケースに固定する前の状態(a)と、リアクトルをケースに固定した後の状態(b)とを示す断面図である。 第3の実施の形態において、温度上昇時に各部に応力が作用する状態を示す、図10(b)に対応する断面図である。
[第1の発明の実施の形態]
 以下、図1から図6を用いて本発明の第1の実施の形態を説明する。図1(b)に示すように、本実施の形態のリアクトル固定構造10は、いわゆるフロート式のリアクトル支持構造であり、ケースの上面からリアクトルの底面が離れた状態でケースにリアクトルを固定している。ただし、ケースの上面にリアクトルの底面が当接した状態でケースにリアクトルを固定することもできる。また、ケースとリアクトルと間の空間を樹脂により埋めることもできる。
 リアクトル固定構造10は、リアクトル12と、インバータケース14とを備える。リアクトル12は、後述する図6に示すコア本体16と、コア本体16に樹脂部18を介して巻装されたコイル20とを含む。コア本体16は、図1、図6の上方から下方に見た平面視で、それぞれU字形の2つの分割コア22(図6)の両端部同士を、非磁性材製のギャップ板24(図6)を介して結合固定している。ギャップ板24は、例えばセラミックスや樹脂により成形する。すなわち、2つの分割コア22の一端部をギャップ板24の両面にそれぞれ接着剤により接着固定し、2つの分割コア22の他端部を別のギャップ板(図示せず)の両面にそれぞれ接着剤により接着固定している。そして、コア本体16の全体を円環状に形成している。各分割コア22は、鉄等の金属または金属酸化物の軟磁性材料の粉末を加圧成形した圧粉磁心により構成している。ただし、各分割コア22は、電磁鋼板等の磁性金属板を複数枚積層した積層体により構成することもできる。また、コア本体16全体を覆うように樹脂部18によりモールドすることにより、全体が環状のコア体である、樹脂一体コア26を構成している。
 また、図1、図2に示すように、樹脂一体コア26を構成し、樹脂一体コア26の幅方向(図1の表裏方向、図2の左右方向)両側2個所位置に設けられたI字形部28(図2では1つのI字形部28のみを図示する。)に、それぞれコイル20を巻装し、各コイル20の一端同士を接続している。また、樹脂一体コア26の各コイル20軸方向両側に外れた2個所ずつの位置、合計4個所位置に片側ステー30及び他側ステー32を固定している。
 図1(a)に示すように、片側ステー30及び他側ステー32は、金属板を断面L字形に形成したもので、直立板部34,36と水平板部38,40とを有する。また、樹脂一体コア26において、コイル20の軸方向両側に外れたそれぞれ2個所位置、合計4個所位置に固定部42,44を一体成形し、各固定部42,44に片側ステー30または他側ステー32を固定している。すなわち、樹脂一体コア26において、コイル20軸方向片側(図1の左側)に外れた部分に設けた片側固定部42に、片側ステー30の直立板部34の一端部(図1の上端部)を結合している。また、樹脂一体コア26において、コイル20軸方向他側(図1の右側)に外れた部分に設けた他側固定部44に、他側ステー32の直立板部36の一端部を結合している。また、片側ステー30及び他側ステー32は、図2に示すように、樹脂一体コア26に関して幅方向(図2の左右方向)両側にずれた位置に設けている。すなわち、片側ステー30は、リアクトル12の幅方向中央寄りに設け、他側ステー32は、リアクトル12の幅方向外側に設けている。
 また、各ステー30,32の水平板部38,40を、コイル20軸方向に関して互いに近づく側に水平方向に伸ばしており、図1(b)、図2に示すように、各ステー30,32の他端部である、水平板部38,40の先端部を、インバータケース14の上面に重ね合わせている。また、インバータケース14は、アルミニウム合金製である。インバータケース14は、図示しないインバータとリアクトル12とを収容固定する。なお、リアクトル12を固定するケースは、本例のようなインバータケース14に限定するものではなく、例えばリアクトル12のみを収容固定するケースとすることもできる。
 また、インバータケース14の幅方向中央部に、幅方向両側よりも下側に窪んだ凹部46を設けている。インバータケース14において、片側ステー30の水平板部38は、凹部46の水平方向の底面である第1取り付け面48に重ね合わせ、他側ステー32の水平板部40は、インバータケース14において、凹部46の底面よりも高い位置に設けられる水平方向の第2取り付け面50に重ね合わせている。
 片側ステー30の水平板部38の先端部を、相手部材であるインバータケース14の第1取り付け面48に重ね合わせることにより片側重ね合わせ部分52を構成している。また、他側ステー32の水平板部40の先端部を、インバータケース14の第2取り付け面50に重ね合わせることにより他側重ね合わせ部分54を構成している。また、片側重ね合わせ部分52及び他側重ね合わせ部分54の重ね合わせ面に対し直交する方向に見た、すなわち、図1の上下方向、図2の表裏方向に見た、平面視で見た場合の、片側重ね合わせ部分52及び他側重ね合わせ部分54の一部を、コイル20を巻装するI字形部28の長さ方向(図1の左右方向、図2の上下方向)に関して同じ範囲(図1(b)、図2に矢印αで示す範囲)に設けている
 そして、各ステー30,32の水平板部38,40の先端部を、インバータケース14の上面に直接重ね合わせた状態で、水平板部38,40に挿通させたボルト56を第1取り付け面48及び第2取り付け面50に設けたねじ孔に締結結合している。この場合、片側重ね合わせ部分52とインバータケース14とのボルト56締結部である、第1締結部58は、I字形部28の長さ方向に関して他側ステー32の一端部結合側(図1の右側、図2の上側)に設けている。また、他側重ね合わせ部分54とインバータケース14とのボルト56締結部である、第2締結部60は、I字形部28の長さ方向に関して片側ステー30の一端部結合側(図1の左側、図2の下側)に設けている。
 このように構成するリアクトル固定構造10によれば、インバータケース14とリアクトル12の構成要素との間に線膨張差がある場合でも、インバータケース14からリアクトル12に過度な引っ張り力が生じることを防止できる。これを説明するのに先立って、まず従来のリアクトル固定構造の不都合について説明する。図3は、従来のリアクトル固定構造において、リアクトル12をインバータケース14に固定する前の状態(a)と、リアクトル12をインバータケース14に固定した後の状態(b)と、温度上昇時の各部の応力作用状態(c)とを示す断面図である。図4は、従来のリアクトル固定構造において、温度上昇時にリアクトル12とインバータケース14とに応力が作用する状態を示す模式図である。
 図3に示すように、従来のリアクトル固定構造は、アルミニウム合金製のインバータケース14にリアクトル12を固定している。図3(a)に示すように、コア本体を樹脂モールドしてなる樹脂一体コア26において、コイル20を巻装したI字形部28の軸方向両側に外れた部分に、断面L字形の片側ステー62及び他側ステー64を結合している。
 また、各ステー62,64の水平方向に伸びる水平板部38,40は、I字形部28から離れる方向に伸びている。図3(b)に示すように、リアクトル12は、インバータケース14に対し、各ステー62,64にボルト56により締結結合している。このような従来構造の場合、片側ステー62をインバータケース14に対し重ね合わせた片側重ね合わせ部分52aと、他側ステー64をインバータケース14に対し重ね合わせた他側重ね合わせ部分54aとは、I字形部28の長さ方向に関してずれた範囲に設けている。また、インバータケース14の線膨張係数に比べてリアクトル12を構成するコア本体16(図3(c))の線膨張係数は小さい。なお、図3(a)(b)では、リアクトル12及びインバータケース14はいずれも常温である。
 このような従来構造の場合、図3(c)に示すように、温度上昇時に、線膨張係数の違いにより、インバータケース14の熱膨張量は大きく、コア本体16の熱膨張量は小さい。例えば、リアクトル12及びインバータケース14の温度が通常よりも上昇する場合に、インバータケース14の伸びは、樹脂一体コア26のコイル20両側の2のステー62,64結合部同士の間の伸びよりも大きい。このため、リアクトル12にインバータケース14から、ステー62,64を介して引っ張り方向の力が加わる。この場合には、リアクトル12を構成するI字形部28において、2の分割コア22とギャップ板24との間をギャップ接着部により接着している場合に、その接着力が小さいと、ギャップ接着部に剥離を生じる可能性がないとはいえない。
 すなわち、図4の模式図で示すように、インバータケース14の2点P,Q間の長さが温度上昇により、L1からL2に伸長する場合に、点P,Qに接続したステー62,64によりリアクトル12がI字形部28の長さ方向に引っ張られるため、大きな引張り力が加わる可能性がないとはいえない。
 これに対して、本例の場合には、図5の模式図で示すように、片側ステー30とインバータケース14との第1締結部58は、I字形部28の長さ方向に関して他側ステー32の一端部結合側(図5の右側)に設けており、他側ステー32とインバータケース14との第2締結部60は、I字形部28の長さ方向に関して片側ステー30の一端部結合側(図5の左側)に設けている。このため、温度上昇時に、インバータケース14の2点P,Q間の長さが温度上昇により、L1からL2に伸長する場合には、点P,Qに接続したステー30,32によりリアクトル12に、I字形部28の長さ方向に圧縮する方向の力が加わる。このように、インバータケース14の線膨張係数がリアクトル12の構成要素の線膨張係数よりも大きい場合に、温度上昇時にインバータケース14からリアクトル12に圧縮方向の力を加えることができ、リアクトル12に過度な引っ張り力が生じることをより有効に防止できる。
 図6を用いてこれをさらに詳しく説明すると、本例の場合には、片側重ね合わせ部分52と他側重ね合わせ部分54との一部を、I字形部28の長さ方向に関して同じ範囲に設けている。このため、各重ね合わせ部分52,54のI字形部28の長さ方向に関して同じ範囲部分の適切な位置でステー30,32を締結結合することにより、インバータケース14とリアクトル12の構成要素との間に線膨張差がある場合でも、温度上昇時にインバータケース14からリアクトル12に過度な引っ張り力が生じることを防止できる。
 特に、本例の場合には、インバータケース14との第2締結部60とのコイル20軸方向に関して他側ステー32の一端部結合側に設け、他側重ね合わせ部分54とインバータケース14との第2締結部60は、コイル20軸方向に関して片側ステー30の一端部結合側に設けている。このため、インバータケース14をアルミニウム合金製とし、コア本体16の一部を鉄等の金属製とし、インバータケース14の線膨張係数がリアクトル12の構成要素の線膨張係数よりも大きい場合に、コイル20への通電等による温度上昇時に、インバータケース14及びリアクトル12がそれぞれ異なる膨張量で熱膨張しても、片側ステー30及び他側ステー32のリアクトル12固定側の端部が近づく傾向となり、リアクトル12に圧縮方向の力が加わる。このため、インバータケース14からリアクトル12に過度な引っ張り力が生じることを防止できる。この場合、インバータケース14の膨張方向と逆向きの圧縮荷重がリアクトル12に付与される。したがって、本例のように、リアクトル12が、複数の分割コア22と、各分割コア22の間に接着固定されたギャップ板24とを含む場合でも、分割コア22とギャップ板24との間のギャップ接着部の剥離を有効に防止できる。
 なお、本例の場合、インバータケース14はアルミニウム合金製としているが、アルミニウム合金以外の金属で、リアクトル12の構成要素の材料よりも線膨張係数が大きい金属製とすることもできる。また、各I字形部28のコイル20両側に設ける片側ステー30及び他側ステー32を、平面視でコイル20両側にずれた位置ではなく、平面視でコイル20に関して同じ側に設けることもできる。また、インバータケース14の平面視でステー30,32の取り付け面を同じ位置で、かつ、上下方向位置が異なる位置に設けることにより、片側重ねあわせ部分52と他側重ね合わせ部分54との少なくとも一部を、平面視で重なるように設けることもできる。
 図7は、上記の第1の実施の形態において、インバータケース14に対する片側ステー30及び他側ステー32の取り付け位置を異ならせた2例を示す略図である。図7(a)は、インバータケース14の長さ方向(図7(a)の左右方向)の中央Oに関して両側に、片側ステー30及びインバータケース14の第1締結部Pと、他側ステー32及びインバータケース14の第2締結部Qとを配置している。図7(b)は、インバータケース14の長さ方向(図7(b)の左右方向)の中央Oに関して片側のみに、片側ステー30及びインバータケース14の第1締結部Pと、他側ステー32及びインバータケース14の第2締結部Qとを配置している。このように第1の実施の形態では、インバータケース14の長さ方向中央Oに関して異なる位置に締結部を設けることができる。ただし、図7(b)の場合には、温度上昇時にPQ間の間隔が広がる場合にI字形部28の長さ方向の同じ方向に異なる大きさの力が加わるため、リアクトル12に圧縮方向の力は加わるがその大きさが小さくなる可能性がある。これに対して、図7(a)の場合には、温度上昇時にI字形部28の長さ方向の逆方向に力が加わり、圧縮されるため、リアクトル12に圧縮方向の大きな力を加えやすくなる。
[第2の発明の実施の形態]
 図8は、本発明に係る第2の実施の形態のリアクトル固定構造10を示す断面図である。本例の場合には、上記の第1の実施の形態において、片側ステー30とインバータケース14との片側重ね合わせ部分52と、他側ステー32とインバータケース14との他側重ね合わせ部分54とを、上下方向に関して同じ位置で、リアクトル12の幅方向(図8の表裏方向)に関してずれた位置に設けている。そして、片側重ね合わせ部分52とインバータケース14との第1締結部58は、リアクトル12を構成し、コイル20を巻装するI字形部28の長さ方向に関して他側ステー32の一端部結合側(図8の右側)に設けている。また、他側重ね合わせ部分54とインバータケース14との第2締結部60は、I字形部28の長さ方向に関して片側ステー30の一端部結合側(図8の左側)に設けている。その他の構成及び作用は、上記の第1の実施の形態と同様である。
[第3の発明の実施の形態]
 図9は、本発明に係る第3の実施の形態のリアクトル固定構造10の一部を上方から下方に見た図である。図10は、第3の実施の形態のリアクトル固定構造10の、リアクトル12をインバータケース14に固定する前の状態(a)と、リアクトル12をインバータケース14に固定した後の状態(b)とを示す断面図である。図11は、第3の実施の形態において、温度上昇時に各部に応力が作用する状態を示す、図10(b)に対応する断面図である。
 本例の場合は、図9、図10(a)(b)に示すように、リアクトル12のコイル20に関して幅方向片側(図9の右側)で、コイル20軸方向(図9の上下方向、図10(a)(b)の左右方向)両側に外れた部分に片側ステー30及び他側ステー32の一端部を結合している。また、片側ステー30の他端部である、水平板部38をインバータケース14の上面に重ね合わせることにより片側重ね合わせ部分66を構成している。また、他側ステー32の他端部である、水平板部40を片側ステー30の水平板部38の上面に重ね合わせることにより他側重ね合わせ部分68を構成している。
 そして、片側重ね合わせ部分66及び他側重ね合わせ部分68の重ね合わせ面に対し直交する方向(図9の表裏方向、図10(a)(b)の上下方向)に見た場合の、片側重ね合わせ部分66及び他側重ね合わせ部分68の一部を、リアクトル12を構成するI字形部28の長さ方向(図9の上下方向、図10(a)(b)の左右方向)に関して同じ範囲(図9、図10(b)の矢印βで示す範囲)に設けている。なお、片側ステー30及び他側ステー32の一端部は、リアクトル12のコイル20に関して幅方向他側(図9の左側)等、別の部分でリアクトル12に結合することもできる。
 そして、このように片側ステー30と他側ステー32とを重ね合わせた状態で互いに整合する位置に設けた孔部にボルト56を挿通し、ボルト56をインバータケース14の上面に設けたねじ孔に締結結合している。すなわち、片側重ね合わせ部分66とインバータケース14とを締結結合する第1締結部と、他側重ね合わせ部分68とインバータケース14とを締結結合する第2締結部とは、共通の締結部70により構成している。すなわち、片側ステー30及び他側ステー32をインバータケース14に共締め結合している。
 このような本例の場合、図11に示す温度上昇時には、アルミニウム合金製のインバータケース14が伸長しても、I字形部28の両側に結合した片側ステー30及び他側ステー32の一端部同士の間の間隔は変化しない。このため、インバータケース14からリアクトル12に加わる荷重は0である。したがって、インバータケース14とリアクトル12の構成要素との間に線膨張差がある場合でも、温度上昇時にインバータケース14からリアクトル12に過度な引っ張り力が生じることを防止できる。
 しかも、本例の場合には、温度低下時に上記の各実施の形態で発生する可能性がある好ましくない状況を有効に防止できる。すなわち、図6等を参照して、上記の各実施の形態の場合には、常温よりも温度低下する温度低下時に、線膨張係数の大きいインバータケース14が、線膨張係数の小さいリアクトル12よりも大きく収縮する可能性がある。この場合、インバータケース14からリアクトル12に、各ステー30,32を介して若干の引っ張り荷重が加えられる可能性がある。これに対して、図11に示す本例の場合には、温度上昇時だけでなく、温度低下時にもリアクトル12に引っ張り荷重は発生しない。すなわち、温度上昇時及び温度低下時いずれの場合でも、リアクトル12に過度な引っ張り力が生じることをより有効に防止できる。さらに、ボルト56の締結本数を削減できるため、ボルト56の部品費、組み付け費用等のコスト低減を図れる。その他の構成及び作用は、上記の図1から図6に示した第1の実施の形態と同様である。
 なお、上記の各実施の形態では、コア体である樹脂一体コア26の全体を環状とし、2つのコイル20を配置したリアクトル12の固定構造について説明した。ただし、本発明は、リアクトルをこのような構成に限定するものではなく、例えば、I字形に形成したコア体の両端部に結合した片側ステー及び他側ステーにより、ケースにリアクトルを固定した構造に、本発明を適用することもできる。
 また、上記各実施の形態において、各ステー30,32の一端部は、樹脂製の固定部42,44に結合するのではなく、コア本体16(図6、図11参照)に直接結合したものでもよい。すなわち、樹脂によりモールドしていないコア本体に片側ステー及び他側ステーを直接または固定部を介して結合する構造に、上記各実施の形態を適用することもできる。この場合、全体を環状またはI字形に形成したコア本体が、請求の範囲に記載したコア体に対応する。また、リアクトルにおいて、コイル両側に外れた部分の複数個所のみに、樹脂等により構成される固定部を設け、これらの固定部にステーの一端部を結合することもできる。
 なお、上記の各実施の形態のリアクトル固定構造は、エンジンと電動モータとを駆動源として搭載するハイブリッド車両や、電動モータを駆動源とする電気自動車、燃料電池車等の電動車両に搭載して使用することができるが、車両以外の用途に使用することもできる。
 10 リアクトル固定構造、12 リアクトル、14 インバータケース、16 コア本体、18 樹脂部、20 コイル、22 分割コア、24 ギャップ板、26 樹脂一体コア、28 I字形部、30 片側ステー、32 他側ステー、34,36 直立板部、38,40 水平板部、42,44 固定部、46 凹部、48 第1取り付け面、50 第2取り付け面、52,52a 片側重ね合わせ面、54 他側重ね合わせ面、56 ボルト、58 第1締結部、60 第2締結部、62 片側ステー、64 他側ステー、66 片側重ね合わせ部分、68 他側重ね合わせ部分、70 締結部。

Claims (4)

  1.  コイルを巻装したコア体を含むリアクトルと、
     片側ステー及び他側ステーと、を備え、
     片側ステー及び他側ステーにより、リアクトルをケースに固定しているリアクトル固定構造であって、
     片側ステーの一端部及び他側ステーの一端部は、リアクトルのコイル軸方向両側に外れた部分に結合され、
     片側ステーの他端部及び他側ステーの他端部は、ケースに直接または他の部材を介して重ね合わせた状態で締結結合され、
     片側ステーの他端部を相手部材に対し重ね合わせることにより片側重ね合わせ部分を構成し、
     他側ステーの他端部を相手部材に対し重ね合わせることにより他側重ね合わせ部分を構成し、
     片側重ね合わせ部分及び他側重ね合わせ部分の重ね合わせ面に対し直交する方向に見た場合の、片側重ね合わせ部分及び他側重ね合わせ部分の少なくとも一部を、コア体を構成し、コイルを巻装するI字形部の長さ方向に関して同じ範囲に設けていることを特徴とするリアクトル固定構造。
  2.  請求項1に記載のリアクトル固定構造において、
     片側重ね合わせ部分とケースとの第1締結部は、I字形部の長さ方向に関して他側ステーの一端部結合側に設けており、
     他側重ね合わせ部分とケースとの第2締結部は、I字形部の長さ方向に関して片側ステーの一端部結合側に設けていることを特徴とするリアクトル固定構造。
  3.  請求項1に記載のリアクトル固定構造において、
     片側重ね合わせ部分とケースとの第1締結部と、他側重ね合わせ部分とケースとの第2締結部とは、共通の締結部により構成していることを特徴とするリアクトル固定構造。
  4.  請求項1から請求項3のいずれか1に記載のリアクトル固定構造において、
     ケースは、インバータとリアクトルとを収容固定するインバータケースであることを特徴とするリアクトル固定構造。
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