WO2012101764A1 - リアクトル及びリアクトル装置 - Google Patents

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WO2012101764A1
WO2012101764A1 PCT/JP2011/051388 JP2011051388W WO2012101764A1 WO 2012101764 A1 WO2012101764 A1 WO 2012101764A1 JP 2011051388 W JP2011051388 W JP 2011051388W WO 2012101764 A1 WO2012101764 A1 WO 2012101764A1
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reactor
gap
coil
iron core
holding stay
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真央 延坂
伸樹 篠原
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トヨタ自動車株式会社
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    • H01F27/02—Casings
    • H01F27/025—Constructional details relating to cooling
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
    • H01F3/14—Constrictions; Gaps, e.g. air-gaps
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    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/266—Fastening or mounting the core on casing or support
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/22—Cooling by heat conduction through solid or powdered fillings

Definitions

  • the present invention relates to a reactor and a reactor device in which the reactor is housed in a case, and more particularly to a reactor using a pair of iron cores having two legs each having a different length, and a reactor device in which the reactor is housed in a case.
  • a reactor in which a coil is wound around an annular reactor core can be used.
  • Patent Document 1 a conventional reactor uses a pair of U-shaped iron cores, and the leg portions of the pair of iron cores are arranged so that the bobbins of the pair of coils overlap with each other in the space between the opposing end surfaces.
  • the legs of the iron core cannot be made thick, the copper loss is large and the temperature rise is large.
  • the bobbins of a pair of coils are not arranged in an overlapping manner and a pair of J-shaped iron cores are used.
  • Patent Document 2 as a power supply device, a reactor is installed in a region surrounded by a protruding portion on the bottom surface of the PCU case so that noise from a reactor serving as a vibration source does not propagate to the outside, and the reactor cover is attached to the protruding portion.
  • the structure fixed to the part is disclosed.
  • Patent Document 3 discloses a reactor manufacturing method in which a reactor and a coil are housed in a housing, and the reactor is preheated when molded with a sealing resin body having heat dissipation performance. Thereby, it is stated that the adhesive strength between the sealing resin body and the reactor is improved.
  • an annular reactor core is formed using a J-shaped iron core, and a pair of coils are arranged so as not to overlap along the axial direction thereof.
  • the size of the reactor can be reduced.
  • the dimensions of the reactor along the axial direction of the coil are increased, there are cases where the arrangement method of the reactor in the power supply device is restricted.
  • the pair of coils that serve as heat sources are arranged at equal distances when viewed from the side of the reactor, so that both coils should be cooled evenly. Is difficult.
  • the position of the magnetic gap serving as a vibration source is not equidistant when viewed from the four corners of the reactor. May easily propagate to the case or the like.
  • the objective of this invention is providing the reactor which can improve the freedom degree of arrangement
  • the other objective is to provide the reactor and reactor apparatus which enable efficient cooling using a pair of J-shaped iron core.
  • Yet another object is to provide a reactor and a reactor device that can suppress vibration propagation from a magnetic gap using a pair of J-shaped iron cores. The following means contribute to at least one of these purposes.
  • the reactor according to the present invention includes a pair of iron cores each having two legs having different lengths, and the longer leg of the two legs of the iron core on one side and the two legs of the iron core on the other side.
  • the shorter leg is made to face the first gap
  • the shorter leg of the two legs of the iron core on one side and the longer of the two legs of the iron core on the other side Reactors that form leg shapes and combine the facing gap as a second gap portion to form an annular shape, a first coil wound around the first gap portion in the annular shape of the reactor case, A pair of coil portions of a second coil wound around the two gap portions, and an axial outer peripheral portion of the first coil and an axial outer peripheral portion of the second coil along the axial direction. It is characterized by being arranged in the reactors so as to overlap each other That.
  • the holding stay portions provided at the four corners of the reactor for attaching the reactor to the outside, the holding stay portion close to the first gap portion and the second gap portion. It is preferable to provide four holding stay portions that are smaller in rigidity than the holding stay portion far from the first gap portion and the holding stay portion far from the second gap portion.
  • the plate thickness of the holding stay portion close to the first gap portion and the holding stay portion close to the second gap portion is held far from the holding stay portion and the second gap portion far from the first gap portion. It is preferable that the thickness is smaller than the plate thickness of the stay portion.
  • the reactor device includes a case, a reactor held by the case, and a heat radiating member provided between the reactor and the case, and the reactor has two leg portions each having a different length.
  • the long leg of the two legs of the iron core on one side and the short leg of the two legs of the iron core on the other side are opposed to each other with a first gap therebetween.
  • a short leg part of the two leg parts of the iron core on one side and a long leg part of the two leg parts of the iron core on the other side are opposed to each other as a second gap part.
  • a pair of coils of a reactor core that forms a combined annular shape, a first coil wound around the first gap portion, and a second coil wound around the second gap portion in the annular shape of the reactor core
  • the first coil A pair of coils arranged in the reactor core so that the axial outer peripheral portion and the axial outer peripheral portion of the second coil overlap each other along the axial direction, and the four directions of the reactor for attaching the reactor to the case Of the holding stay portion close to the first gap portion and the holding stay portion close to the second gap portion.
  • the holding stay portion far from the first gap portion and the second And four holding stay portions smaller than the rigidity of the holding stay portion far from the gap portion.
  • the reactor uses a reactor core that has an annular shape by facing J-shaped iron cores having two legs each having a different length. And in the annular shape of the reactor core, the axial outer peripheral part of the first coil wound around the first gap part and the axial outer peripheral part of the second coil wound around the second gap part are: Arranged in the reactor core so as to overlap each other along the axial direction. This makes it possible to reduce the size of the reactor along the axial direction of the coil compared to the case where the pair of coils are arranged so as not to overlap each other along the axial direction. Get higher.
  • the pair of coils are arranged at an equal distance when viewed from the side of the reactor, the cooling for both coils can be made uniform.
  • the rigidity of the holding stay portion close to the first gap portion and the holding stay portion close to the second gap portion of the four holding stay portions provided at the four corners of the reactor for attaching the reactor to the outside. Is made smaller than the rigidity of the holding stay portion far from the first gap portion and the holding stay portion far from the second gap portion. In this way, by reducing the holding rigidity near the magnetic gap serving as the vibration source, it is possible to suppress the propagation of vibration to the case or the like.
  • the plate thicknesses of the holding stay portion near the first gap portion and the holding stay portion near the second gap portion are set so that the holding stay portion far from the first gap portion and the plate of the holding stay portion far from the second gap portion. Since the thickness is smaller than the thickness, the holding rigidity in the vicinity of the magnetic gap serving as the vibration source can be reduced with a simple configuration.
  • the reactor used for the power supply device for vehicles and a reactor device are demonstrated, the power supply device for uses other than the object for vehicles may be sufficient.
  • a J-shaped iron core that is a reactor core one iron core material will be described as having a shape bent in a J-shape, but this may be a combination of a plurality of core materials to form a J-shape.
  • three linear I cores may be combined to form a J shape, or one of two leg portions of one U-shaped core may be combined with an I core to form a J shape.
  • the J-shaped iron core will be described as a dust core formed by magnetic powder, the magnetic steel sheet may be punched into a predetermined shape.
  • the case holding a reactor is demonstrated as a power supply device case, the reactor case which accommodates a reactor may be sufficient.
  • the materials, dimensions, and shapes described below are merely examples for explanation, and can be appropriately changed according to the application.
  • FIG. 1 is a plan view and a side view of the reactor 10.
  • a reactor what has a holding part attached to a case by winding a coil around an iron core
  • a reactor device what attached a reactor to a case using the holding part
  • Reactor 10 is used in a booster circuit of a vehicle power supply device mounted on a hybrid vehicle, an electric vehicle, or the like, and is disposed in a case of the power supply device via a holding portion.
  • the reactor 10 includes a reactor core 12, a mold portion 14 that covers the reactor core 12 with a resin, a pair of coils 50 and 52 wound around the outer periphery of the mold portion, and four holdings protruding from four corners of the mold portion 14.
  • the stay portions 60, 62, 64, and 66 are included.
  • Reactor core 12 is a magnetic body formed by combining a pair of iron cores 20 and 30 into an annular shape. Each of the pair of iron cores 20 and 30 has two leg portions having different lengths, and has a J-shape in a planar shape. In FIG. 1, these two iron cores 20 and 30 are shown as T1 and T2 in order to distinguish them. As the iron cores 20 and 30, powder magnetic cores formed by forming magnetic powder into a J shape are used.
  • T1 is an iron core 20 on one side, and the iron core 20 on one side has a longer leg portion 22, a shorter leg portion 24, and a trunk portion 21 connecting them.
  • T2 as the other iron core 30, the other iron core 30 has a longer leg 32, a shorter leg 34, and a trunk 31 connecting them.
  • the lengths of the trunk portions 21 and 31 are the same, the lengths of the longer leg portions 22 and 32 are the same, and the shorter leg portions 24 and 34.
  • Reactor core 12 has long leg portion 22 of iron core 20 on one side and short leg portion 34 of iron core 30 on the other side facing each other, short leg portion 24 of iron core 20 on one side, The longer leg portion 32 of the iron core 30 on the other side is opposed to each other to form an annular shape.
  • a gap in which the longer leg portion 22 of the iron core 20 on one side and the shorter leg portion 34 of the iron core 30 on the other side face each other is defined as a first gap portion 40, and the shorter one of the iron core 20 on the one side.
  • the first gap portion 40 is G1 and the second gap portion 42 is G2 in a gap where the leg portion 24 of the other side and the longer leg portion 32 of the iron core 30 on the other side face each other. Is shown as An appropriate nonmagnetic material is inserted into the first gap portion 40 and the second gap portion 42 to form a magnetic gap in the reactor core 12.
  • the mold portion 14 includes an iron core mold on one side that covers the entire surface with a resin while exposing an end surface facing the first gap portion 40 of the iron core 20 on one side and an end surface facing the second gap portion 42, and an iron core 30 on the other side.
  • These are two general terms for the other side iron core mold that covers the whole with resin while exposing the end face facing the first gap part 40 and the end face facing the second gap part 42.
  • both the iron core 20 on one side and the iron core 30 on the other side are molded with a resin except for a magnetic gap.
  • the resin of the mold part 14 an appropriate plastic resin having heat resistance and electrical insulation can be used.
  • the pair of coils 50 and 52 are configured by a first coil 50 wound around the first gap portion 40 and a second coil 52 wound around the second gap portion 42 in the annular shape of the reactor core 12. Is done.
  • the first coil 50 and the second coil 52 are obtained by winding an insulated lead wire on a suitable bobbin with a predetermined number of turns, and are connected in series with each other, and are equivalently wound with the reactor core 12 as an iron core.
  • the first coil 50 and the second coil 52 have the same number of turns.
  • the first coil 50 is disposed so as to cover the first gap portion 40
  • the second coil 52 is disposed so as to cover the second gap portion 42.
  • the axially outer peripheral portion of the second coil 52 overlap each other along the axial direction. The significance of overlapping each other along the axial direction will be described later with reference to FIGS.
  • the holding stay portions 60, 62, 64, 66 are four holding portions protruding from the four corners of the mold portion 14 in order to attach and hold the reactor 10 to an external case.
  • a suitable metal plate having one end embedded in the mold portion 14 and the other end exposed from the mold portion 14 can be used.
  • S 11 is a holding stay portion 60 provided on the first gap portion 40 side of the iron core 20 on one side of the reactor core 12. This is called the 11th stay.
  • S11 has an eleventh meaning.
  • S12 is a holding stay portion 62 provided on the second gap portion 42 side of the iron core 20 on one side, and this is called a twelfth stay.
  • S21 is a holding stay portion 64 provided on the first gap portion 40 side of the other iron core 30, and this is referred to as a 21st stay.
  • S22 is a holding stay portion 66 provided on the second gap portion 42 side of the other iron core 30, and this is referred to as a 22nd stay.
  • the plate thickness of the holding stay portion 64 that is S21 close to the first gap portion 40 and the plate thickness of the holding stay portion 62 that is S12 close to the second gap portion 42 are S11 far from the first gap portion 40. It is thinner than the plate thickness of a certain holding stay portion 60 and the plate thickness of the holding stay portion 66 which is S22 close to the second gap portion.
  • the side view of FIG. 1 shows that the thickness of the holding stay portion 62 that is S12 is thinner than the thickness of the holding stay portion 66 that is S22.
  • the rigidity of the holding stay parts 62 and 64 close to the magnetic gap part is set to be smaller than that of the holding stay parts 60 and 66 far from the magnetic gap part.
  • the width of the root portion in the mold portion 14 of the holding stay portions 62 and 64 may be narrower than the width of the root portion in the mold portion 14 of the holding stay portions 62 and 64. The significance of providing such a difference in rigidity will be described later with reference to FIGS.
  • FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams for explaining that they overlap each other along the axial direction.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the iron core 20 on one side, the iron core 30 on the other side, the first coil 50, and the second coil 52 in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the reactor 11 using a J-shaped iron core in the prior art, and shows an iron core 20 on one side, an iron core 30 on the other side, a first coil 50, and a second coil 52.
  • the first coil 50 and the second coil 52 are the same.
  • the outer peripheral portion in the axial direction of the first coil 50 and the outer peripheral portion in the axial direction of the second coil 52 are arranged so as not to overlap each other along the axial direction.
  • the axial dimension L1 of the reactor 10 in FIG. 2 is approximately equal to LC plus the width of the body portion 21 of the first iron core 20 and the width of the body portion 31 of the second iron core 30.
  • the width direction dimension W1 of the reactor 10 of FIG. 2 is substantially equal to the sum of the width direction dimension of the first coil 50 and the width dimension of the second coil 52.
  • the axial direction of the reactor 10 is a direction parallel to the axial direction of the first coil 50 and the second coil 52, and the leg portions 22 and 24 of the first iron core 20, the leg portions 32 of the second iron core 30, This is the direction in which 34 extends.
  • the width direction of the reactor 10 is a direction perpendicular to the axial direction and is a direction in which the body portion 21 of the first iron core 20 and the body portion 31 of the second iron core 30 extend.
  • the axially outer peripheral part of the first coil 50 and the axially outer peripheral part of the second coil 52 are arranged so as not to overlap each other along the axial direction. Therefore, the width direction dimension W2 of the reactor 11 in FIG. 3 is obtained by subtracting the overlapping part in the width direction from the width direction dimension of the first coil 50 and the width dimension of the second coil 52. Almost equal.
  • the dimension of the overlapping part in the width direction of the first coil 50 and the second coil 52 corresponds to the radial dimension of the winding part of each coil.
  • the axial dimension L2 of the reactor 11 in FIG. 3 is approximately equal to 2LC plus the width of the body 21 of the first iron core 20 and the width of the body 31 of the second iron core 30.
  • the reactor 11 of FIG. 3 can reduce the widthwise dimension W2, but increases the axial dimension L2.
  • the reactor 10 of FIG. 2 has a longer dimension W1 in the width direction, but can reduce the dimension L1 in the axial direction. Note that the dimensions in the height direction orthogonal to the axial direction and the width direction are the same in the reactors 10 and 11.
  • the dimension in the axial direction and the dimension in the width direction may become a problem.
  • the smaller dimension in the width direction is easier to arrange, it is advantageous in arrangement to adopt the structure of the reactor 11.
  • the smaller axial dimension is easier to arrange, it is advantageous in arrangement to adopt the structure of the reactor 10.
  • the configuration of the reactor 10 of FIG. 2 increases the degree of freedom for arranging the reactor in the power supply device case.
  • the reactor 10 can be configured to provide a compact power supply device. Below, the other effect of the reactor 10 of a structure different from a prior art is demonstrated.
  • 4 to 8 are diagrams illustrating the operation of the reactor device 90 in which the reactor 10 is arranged in the power supply device case 70 in comparison with the operation of the reactor device 91 in which the reactor 11 is arranged in the power supply device case 71.
  • 4 to 6 are diagrams for explaining the cooling action
  • FIGS. 7 and 8 are diagrams for explaining the vibration propagation suppressing action.
  • the reactor device 90 shown in FIG. 4 includes the power supply device case 70 with the reactor 10 disposed therein, and here, heat radiation resins 72, 74, and 76 are disposed between the reactor 10 and the power supply device case 70.
  • the heat radiation resins 72, 74, and 76 are arranged to guide heat generated when the reactor 10 is operated to the power supply device case 70 side while electrically insulating the reactor 10 and the power supply device case 70. It is a resin layer.
  • the heat radiation resin 72, the first iron core 20, and the second iron core 30 and the power supply device case 70 are disposed between the coils 50 and 52 and the power supply device case 70.
  • an appropriate plastic resin having good heat resistance and thermal conductivity can be used.
  • the power supply case 70 is provided with a heat radiating section.
  • a method of providing the heat radiating portion 80 at the bottom of the power supply device case 70 is a lower cooling method, and a method of placing the heat radiating portions 82 and 84 inside the power supply device case 70 and arranging the reactor 10 therebetween is a double-sided cooling method. The characteristics of these two cooling systems will be described with reference to FIG.
  • FIG. 5 is a view showing a state of cooling of the reactor device in which a pair of U-shaped iron cores are combined into an annular shape, and a reactor in which a pair of coils are wound is housed in a case.
  • a U-shaped iron core is an iron core in which the length of both leg parts which bend and protrude from the trunk
  • drum of an iron core is the same.
  • the cooling can be made uniform even in the case of the double-side cooling method or the lower cooling method. . Therefore, as a best example for explaining the state of cooling, a reactor device using a U-shaped iron core is taken up in FIG.
  • the horizontal axis in FIG. 5 shows the temperature measurement position in the reactor device, and the vertical axis is the temperature.
  • the temperature measurement position 1 is a temperature measurement position of the supply refrigerant, and the temperature here indicates the temperature of the supply refrigerant.
  • the temperature measurement position 2 is a position where the heat radiating portion and the case come into contact. In the case of the lower cooling method, it is a position where the bottom surface of the case and the heat radiating portion are in contact, and in the case of the double-side cooling method, it is a position where the side surface of the case and the radiating portion are in contact.
  • the temperature measurement position 3 is a position where the case power source and the heat radiating resin come into contact.
  • the temperature measurement position 4 is a position where the heat radiation resin and the coil are in contact.
  • the temperature measurement position 5 is a measurement position of the coil surface temperature.
  • the solid line is the temperature characteristic 86 when the lower cooling system is used during the operation of the reactor
  • the broken line is the temperature characteristic 88 when the double-side cooling system is used.
  • the surface temperature of the coil is the highest.
  • the lower cooling system has better cooling performance for the coil than the double-sided cooling system.
  • the lower cooling method may not be adopted, and the double-sided cooling method is used. In that case, the supply refrigerant temperature and the like are set so that the temperature characteristic 88 of FIG. 5 does not lead to a decrease in the performance of the reactor.
  • the reactor 10 arranged in the reactor device 90 has the first gap portion 40 and the second gap portion 42 at the symmetrical center position of the reactor 10 as described in FIG. 2.
  • the coils 50 and 52 are located at the symmetrical center position of the reactor 10. In that sense, it is the same as the reactor device using the U-shaped iron core described in FIG. That is, even when the double-sided cooling method is used, the heat flow caused by the heat generated by the coils 50 and 52 is evenly propagated to the heat radiating portions 82 and 84 arranged on both sides of the power supply device case 70 as indicated by the white arrows. Cooling is not biased. Therefore, the supply refrigerant temperature and the like can be appropriately set using the temperature characteristic 88 in the case of the uniform cooling described with reference to FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a cooling state in the reactor device 91 in which the reactor 11 of the prior art described in FIG. As described in FIG. 3, the reactor 11 has neither the first gap portion 40, the second gap portion 42 nor the coils 50, 52 at the symmetrical center position of the reactor 11. Therefore, when the double-sided cooling method is used, the heat flow due to the heat generated by the coils 50 and 52 follows the distance between the heat radiating portions 83 and 85 arranged on both sides of the power supply device case 70 and the coils 50 and 52. It propagates unevenly via the heat-dissipating resins 73, 75, 77, and the cooling is biased. Although the flow of heat due to the heat generation of the coil 52 is shown by the white arrow in FIG. 6, the heat flow from the coil 52 to the heat radiating portion 85 far from the coil 52 is worse than the heat flow to the heat radiating portion 83 close to the coil 52. .
  • the reactor 10 having the configuration shown in FIG. 1 has excellent cooling performance even when the double-side cooling method is used when the reactor 10 is configured as the reactor device 90.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams for explaining the vibration propagation suppressing action of the reactor 10 in comparison with the reactor 11 of the prior art.
  • the rigidity of the holding stay parts 62 and 64 near the magnetic gap part is set to be smaller than that of the holding stay parts 60 and 66 far from the magnetic gap part.
  • the rigidity of each holding stay portion is the same.
  • FIG. 7 is a view similar to FIG. 4, but shows a state of the reactor device 90 in which the reactor 10 is attached and held to the power supply device case 70 by the four holding stay portions 60, 62, 64, 66. .
  • reactor 10 is attached to power supply device case 70 by holding stay portion 62 having a low rigidity shown as S ⁇ b> 12 and holding stay portion 66 having a normal rigidity shown as S ⁇ b> 22.
  • the rigidity of the holding stay parts 62 and 64 close to the vibration source is smaller than that of the holding stay parts 60 and 66 far from the vibration source.
  • the plate thickness of the holding stay portion 62 shown as S12 near the second gap portion 42 shown as G2 is thinner than the plate thickness of the holding stay portion 66 shown as S22 far from G2.
  • the rigidity of the holding stay portions 60 and 66 far from the vibration source ensures the rigidity for the holding between the reactor 10 and the power supply device case 70, while holding the rigidity close to the vibration source and low in rigidity.
  • the stay portions 62 and 64 can absorb vibrations and suppress propagation of vibrations from the vibration source to the power supply device case 70.
  • FIG. 8 is a view similar to FIG. 6, but here, the four holding stays for attaching the reactor 11 to the power supply device case 71 have the same rigidity, and the normal rigidity remains unchanged.
  • the plate thickness of the holding stay portion 63 close to the second gap portion 42 is also shown as the plate thickness of the holding stay portion 67 far from the second gap portion 42.
  • the interval between the first gap part 40 and the second gap part 42 which are magnetic gaps, fluctuates and vibrations are generated.
  • the rigidity of each holding stay portion is the same, a large vibration propagates to the power supply device case 70 from the holding stay portion close to the vibration source. This vibration is larger than the vibration propagating from the holding stay part far from the vibration source to the power supply device case 70.
  • the reactor 10 having the configuration of FIG. 1 has excellent vibration suppression performance when configured as the reactor device 90.
  • the reactor and the reactor device according to the present invention can be used for a power supply device.

Abstract

　リアクトル（１０）は、Ｊ字型鉄心を対向させて環状形状とするリアクトルコア（１２）を用いる。この環状形状において、第１ギャップ部（４０）に巻回される第１のコイル（５０）の軸方向外周部と、第２ギャップ部（４２）に巻回される第２のコイル（５２）の軸方向外周部とが、軸方向に沿って互いに重複するようにする。また、リアクトル（１０）の４方の隅部に設けられる４つの保持ステイ部について、第１ギャップ部（４０）に近い保持ステイ部と第２ギャップ部（４２）に近い保持ステイ部の剛性を、第１ギャップ部（４０）に遠い保持ステイ部と第２ギャップ部(４２)に遠い保持ステイ部の剛性よりも小さくする。

Description

リアクトル及びリアクトル装置
　本発明は、リアクトル及びリアクトルをケースに収納したリアクトル装置に係り、特に、それぞれ異なる長さの２つの脚部を有する一対の鉄心を用いるリアクトル及びリアクトルをケースに収納したリアクトル装置に関する。
　電源装置の昇圧回路等に用いられるリアクトルは、環状に形成したリアクトルコアにコイルを巻回したものを用いることができる。
　例えば、特許文献１において、従来技術のリアクトルは、一対のＵ字型鉄心を用い、一対の鉄心の脚部がそれぞれ対向する端面の空隙に合わせて、一対のコイルのボビンが重複するように配置され、そのコイルのボビン重複のため、鉄心の脚部が太くできず、銅損が多く温度上昇が大きくなることを指摘している。そこで、一対のコイルのボビンを重複配置しないようにし、一対のＪ字型鉄心を用いることが開示されている。
　また、特許文献２には、電源装置として、振動源となるリアクトルからの騒音が外部に伝播しないように、ＰＣＵケースの底面の突出部に囲まれた領域にリアクトルを据え付け、リアクトルカバーをこの突出部に固定する構成が開示されている。
　また、特許文献３には、リアクトルの製造方法として、ハウジング内にリアクトルとコイルが収納され、放熱性能を有する封止樹脂体でモールド成形する際に、リアクトルを予熱することが開示されている。これにより、封止樹脂体とリアクトルとの間の接着強度が向上すると述べられている。
実用新案登録第３０９６２６７号公報 特開２００５－７３３９２号公報 特開２００９－９９７９３号公報
　特許文献１に述べられているように、Ｊ字型鉄心を用いて環状のリアクトルコアを形成し、一対のコイルをその軸方向に沿って重複しないように配置するので、コイルの径方向に沿ったリアクトルの寸法を小さくできる。しかし、一方で、コイルの軸方向に沿ったリアクトルの寸法が大きくなるので、電源装置におけるリアクトルの配置方法に制約がつく場合がある。
　また、リアクトルをその側面から冷却することを考えると、発熱源となる一対のコイルは、リアクトルの側面から見て等距離ではないところに配置されるので、双方のコイルに対する冷却が均等に行うことが難しい。
　また、リアクトルをケース等に保持することを考えると、振動源となる磁気ギャップの位置が、リアクトルの４隅から見て等距離ではないところとなるので、保持部の配置次第では、偏った振動がケース等に伝播しやすくなることが生じる。
　このように、一対のＪ字型鉄心を用いるリアクトルには、課題が残されている。本発明の目的は、一対のＪ字型鉄心を用いて、電源装置内の配置の自由度を向上できるリアクトル及びリアクトル装置を提供することである。また、他の目的は、一対のＪ字型鉄心を用いて、効率よい冷却を行うことを可能とするリアクトル及びリアクトル装置を提供することである。また、さらに他の目的は、一対のＪ字型鉄心を用いて、磁気ギャップからの振動伝播を抑制できるリアクトル及びリアクトル装置を提供することである。以下の手段は、これらの目的の少なくとも１つに貢献する。
　本発明に係るリアクトルは、それぞれ異なる長さの２つの脚部を有する一対の鉄心について、一方側の鉄心の２つの脚部の長い方の脚部と、他方側の鉄心の２つの脚部の短い方の脚部とを対向させてその対向隙間を第１ギャップ部とし、一方側の鉄心の２つの脚部の短い方の脚部と、他方側の鉄心の２つの脚部の長い方の脚部とを対向させてその対向隙間を第２ギャップ部として組み合わせ、環状形状を形成するリアクトルコアと、リアクトルコアの環状形状において、第１ギャップ部に巻回される第１のコイルと、第２ギャップ部に巻回される第２のコイルの一対のコイル部と、を備え、第１のコイルの軸方向外周部と、第２のコイルの軸方向外周部とが、軸方向に沿って互いに重複するようにリアクトルコアに配置されることを特徴とする。
　また、本発明に係るリアクトルにおいて、リアクトルを外部に取り付けるためにリアクトルの４方の隅部に設けられる４つの保持ステイ部であって、第１ギャップ部に近い保持ステイ部と第２ギャップ部に近い保持ステイ部の剛性を、第１ギャップ部に遠い保持ステイ部と第２ギャップ部に遠い保持ステイ部の剛性よりも小さい４つの保持ステイ部を備えることが好ましい。
　また、本発明に係るリアクトルにおいて、第１ギャップ部に近い保持ステイ部と第２ギャップ部に近い保持ステイ部の板厚は、第１ギャップ部に遠い保持ステイ部と第２ギャップ部に遠い保持ステイ部の板厚よりも薄いことが好ましい。
　また、本発明に係るリアクトル装置は、ケースと、ケースに保持されるリアクトルと、リアクトルとケースとの間に設けられる放熱用部材と、を備え、リアクトルは、それぞれ異なる長さの２つの脚部を有する一対の鉄心について、一方側の鉄心の２つの脚部の長い方の脚部と、他方側の鉄心の２つの脚部の短い方の脚部とを対向させてその対向隙間を第１ギャップ部とし、一方側の鉄心の２つの脚部の短い方の脚部と、他方側の鉄心の２つの脚部の長い方の脚部とを対向させてその対向隙間を第２ギャップ部として組み合わせ、環状形状を形成するリアクトルコアと、リアクトルコアの環状形状において、第１ギャップ部に巻回される第１のコイルと、第２ギャップ部に巻回される第２のコイルの一対のコイル部であって、第１のコイルの軸方向外周部と、第２のコイルの軸方向外周部とが、軸方向に沿って互いに重複するようにリアクトルコアに配置される一対のコイルと、リアクトルをケースに取り付けるためにリアクトルの４方の隅部に設けられる４つの保持ステイ部であって、第１ギャップ部に近い保持ステイ部と第２ギャップ部に近い保持ステイ部の剛性を、第１ギャップ部に遠い保持ステイ部と第２ギャップ部に遠い保持ステイ部の剛性よりも小さい４つの保持ステイ部と、を含むことを特徴とする。
　上記構成により、リアクトルは、それぞれ異なる長さの２つの脚部を有するＪ字型鉄心を対向させて環状形状とするリアクトルコアを用いる。そして、リアクトルコアの環状形状において、第１ギャップ部に巻回される第１のコイルの軸方向外周部と、第２ギャップ部に巻回される第２のコイルの軸方向外周部とが、軸方向に沿って互いに重複するようにリアクトルコアに配置する。これによって、一対のコイルを軸方向に沿って互いに重複しないように配置する場合に比べ、コイルの軸方向に沿ったリアクトルの寸法を小さくでき、例えば、電源装置におけるリアクトルの配置方法に自由度が高くなる。
　また、一対のコイルが、リアクトルの側面から見て等距離のところに配置されるので、双方のコイルに対する冷却を均等にすることができる。
　また、リアクトルにおいて、リアクトルを外部に取り付けるためにリアクトルの４方の隅部に設けられる４つの保持ステイ部について、第１ギャップ部に近い保持ステイ部と第２ギャップ部に近い保持ステイ部の剛性を、第１ギャップ部に遠い保持ステイ部と第２ギャップ部に遠い保持ステイ部の剛性よりも小さくする。このように、振動源となる磁気ギャップに近いところの保持剛性を小さくすることで、振動をケース等に伝播することを抑制できる。
　また、リアクトルにおいて、第１ギャップ部に近い保持ステイ部と第２ギャップ部に近い保持ステイ部の板厚を、第１ギャップ部に遠い保持ステイ部と第２ギャップ部に遠い保持ステイ部の板厚よりも薄くするので、簡単な構成で振動源となる磁気ギャップに近いところの保持剛性を小さくできる。
本発明に係る実施の形態のリアクトルの構成を説明する平面図と側面図である。 図１のリアクトルの寸法関係を説明する図である。 図３と比較するために、従来技術のリアクトルの寸法関係を説明する図である。 図１のリアクトルの作用として、冷却の様子を説明する図である。 従来技術のＵ字型コアを例として、冷却の様子を説明する図である。 図４と比較するために、従来技術のリアクトルの冷却を説明する図である。 図１のリアクトルの作用として、振動に対する保持の様子を説明する図である。 図７と比較するために、従来技術のリアクトルの保持の様子を説明する図である。
　以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、車両用電源装置に用いられるリアクトル、リアクトル装置について説明するが、車両用以外の用途の電源装置であってもよい。また、リアクトルコアであるＪ字型鉄心として、１つの鉄心材がＪ字型に曲がった形状を有するものとして説明するが、これを複数のコア材を組み合わせてＪ字形状を形成するものとしてもよい。例えば、３つの直線状のＩコアを組み合わせてＪ字型としてもよく、１つのＵ字型コアの２つの脚部のうち１つにさらにＩ字コアを組み合わせてＪ字型としてもよい。
　Ｊ字型鉄心は、磁性粉末を成形された圧粉磁心として説明するが、電磁鋼板を所定の形状に打ち抜いたものとしてもよい。また、リアクトルを保持するケースを電源装置ケースとして説明するが、リアクトルを収納するリアクトルケースであってもよい。また、以下で述べる材質、寸法、形状は説明のための一例であって、用途等に応じ適当に変更が可能である。
　以下では、全ての図面において同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、本文中の説明においては、必要に応じそれ以前に述べた符号を用いるものとする。
　図１は、リアクトル１０の平面図と側面図である。なお、以下では、鉄心にコイルを巻回し、ケースに取り付ける保持部を有するものをリアクトルと呼び、保持部を用いてリアクトルをケースに取り付けたものをリアクトル装置と呼ぶことにする。リアクトル１０は、ハイブリッド車両、電気自動車等に搭載される車両用電源装置の昇圧回路に用いられるもので、電源装置のケースの中に保持部を介して配置される。
　リアクトル１０は、リアクトルコア１２と、リアクトルコア１２を樹脂で被覆するモールド部１４と、モールド部の外周に巻回される一対のコイル５０，５２と、モールド部１４の４隅から突き出る４つの保持ステイ部６０，６２，６４，６６を含んで構成される。
　リアクトルコア１２は、一対の鉄心２０，３０を組み合わせて環状形状とした磁性体である。一対の鉄心２０，３０のそれぞれは、長さが異なる２つの脚部を有し、平面形状でＪ字型を有する。図１では、この２つの鉄心２０，３０を区別するため、Ｔ１，Ｔ２として示してある。かかる鉄心２０，３０としては、磁性粉末を成形してＪ字型とした圧粉磁心が用いられる。
　Ｔ１を一方側の鉄心２０として、一方側の鉄心２０は、長い方の脚部２２と、短い方の脚部２４と、これらを結ぶ胴部２１とを有する。Ｔ２を他方側の鉄心３０として、他方側の鉄心３０は、長い方の脚部３２と、短い方の脚部３４と、これらを結ぶ胴部３１とを有する。一方側の鉄心２０と他方側の鉄心３０について、それぞれの胴部２１，３１の長さは同じで、長い方の脚部２２，３２の長さは同じで、短い方の脚部２４，３４の長さは同じである。つまり、一方側の鉄心２０と他方側の鉄心３０とは、互いに同じ外形を有している。
　リアクトルコア１２は、一方側の鉄心２０の長い方の脚部２２と、他方側の鉄心３０の短い方の脚部３４とを対向させ、一方側の鉄心２０の短い方の脚部２４と、他方側の鉄心３０の長い方の脚部３２とをそれぞれ対向させて、環状形状としている。ここで、一方側の鉄心２０の長い方の脚部２２と、他方側の鉄心３０の短い方の脚部３４とが対向する隙間を第１ギャップ部４０とし、一方側の鉄心２０の短い方の脚部２４と、他方側の鉄心３０の長い方の脚部３２とが対向する隙間を第２ギャップ部４２として、図１では、第１ギャップ部４０がＧ１、第２ギャップ部４２がＧ２として示されている。第１ギャップ部４０と第２ギャップ部４２には適当な非磁性体が挿入され、リアクトルコア１２における磁気ギャップとなる。
　モールド部１４は、一方側の鉄心２０の第１ギャップ部４０に向かい合う端面と第２ギャップ部４２に向かい合う端面を露出しながら全体を樹脂で覆う一方側の鉄心モールドと、他方側の鉄心３０の第１ギャップ部４０に向かい合う端面と第２ギャップ部４２に向かい合う端面を露出しながら全体を樹脂で覆う他方側の鉄心モールドの２つの総称である。換言すれば、一方側の鉄心２０も、他方側の鉄心３０も、磁気ギャップとなるところを除いて、樹脂でモールドされている。モールド部１４の樹脂は、耐熱性と電気絶縁性を有する適当なプラスチック樹脂を用いることができる。
　一対のコイル５０，５２は、リアクトルコア１２の環状形状において、第１ギャップ部４０に巻回される第１のコイル５０と、第２ギャップ部４２に巻回される第２のコイル５２で構成される。第１のコイル５０と第２のコイル５２は、適当なボビンに絶縁導線を所定の巻数で巻回したもので、互いに直列接続されて、等価回路的には、リアクトルコア１２を鉄心として巻回された１つのコイルである。図１では、二重丸マークで、第１のコイル５０側から引き出された一方側端子、第２のコイル５２側から引き出された他方端端子が示されている。第１のコイル５０と第２のコイル５２とは巻数が同じである。
　ここで、第１のコイル５０は第１ギャップ部４０を覆うように配置され、第２のコイル５２は第２ギャップ部４２を覆うように配置されるが、第１のコイル５０の軸方向外周部と、第２のコイル５２の軸方向外周部とが、軸方向に沿って互いに重複するようにされる。軸方向に沿って互い重複することの意義については、図２，３を用いて後述する。
　保持ステイ部６０，６２，６４，６６は、リアクトル１０を外部のケースに取り付けて保持するために、モールド部１４の４隅から突き出る４つの保持部である。保持ステイ部６０，６２，６４，６６は、適当な金属板の一方端をモールド部１４に埋め込み、他方端をモールド部１４から露出するようにしたものを用いることができる。
　ここで、４つの保持ステイ部６０，６２，６４，６６を区別するために、図１では、Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ２１，Ｓ２２として示した。Ｓ１１は、リアクトルコア１２の一方側の鉄心２０の第１ギャップ部４０側に設けられる保持ステイ部６０である。これを第１１ステイと呼ぶことにする。Ｓ１１は、第１１の意味である。同様に、Ｓ１２は、一方側の鉄心２０の第２ギャップ部４２側に設けられる保持ステイ部６２であり、これを第１２ステイと呼ぶ。Ｓ２１は、他方側の鉄心３０の第１ギャップ部４０側に設けられる保持ステイ部６４であり、これを第２１ステイと呼ぶ。Ｓ２２は、他方側の鉄心３０の第２ギャップ部４２側に設けられる保持ステイ部６６であり、これを第２２ステイと呼ぶ。
　ここで、第１ギャップ部４０に近いＳ２１である保持ステイ部６４の板厚と、第２ギャップ部４２に近いＳ１２である保持ステイ部６２の板厚は、第１ギャップ部４０に遠いＳ１１である保持ステイ部６０の板厚と、第２ギャップ部４２に近いＳ２２である保持ステイ部６６の板厚よりも薄い。図１の側面図には、Ｓ１２である保持ステイ部６２の板厚が、Ｓ２２である保持ステイ部６６の板厚よりも薄いことが示されている。
　つまり、磁気ギャップ部に近い保持ステイ部６２，６４の剛性は、磁気ギャップ部から遠い保持ステイ部６０，６６よりも剛性が小さく設定される。剛性を小さくするには、上記のように板厚を薄くする他に、撓みやすい形状とすることでもよい。例えば、保持ステイ部６２，６４のモールド部１４における根元部の幅を、保持ステイ部６２，６４のモールド部１４における根元部の幅よりも狭くするものとしてもよい。このように剛性に差を設ける意義については、図７，８を用いて、後述する。
　図２と図３は、軸方向に沿って互いに重複することを説明する図である。図２は、図１の一方側の鉄心２０と他方側の鉄心３０と第１のコイル５０と第２のコイル５２を抜き出して示す模式図である。図３は、従来技術におけるＪ字型鉄心を用いたリアクトル１１の構成を示す図で、一方側の鉄心２０と他方側の鉄心３０と第１のコイル５０と第２のコイル５２を抜き出して示す模式図である。図２、図３において、第１のコイル５０と第２のコイル５２は同じものである。ここで、図３では、第１のコイル５０の軸方向外周部と、第２のコイル５２の軸方向外周部とが、軸方向に沿って互いに重複しないように配置されている。
　第１のコイル５０と第２のコイル５２のそれぞれの軸方向に沿った長さをＬＣとすると、図２では、第１のコイル５０の軸方向外周部と、第２のコイル５２の軸方向外周部とが、軸方向に沿って互いに重複するように配置される。したがって、図２のリアクトル１０の軸方向の寸法Ｌ１は、ＬＣに、第１鉄心２０の胴部２１の幅と第２鉄心３０の胴部３１の幅とを加えたものにほぼ等しい。また、図２のリアクトル１０の幅方向の寸法Ｗ１は、第１のコイル５０の幅方向寸法と第２のコイル５２の幅寸法を加えたものにほぼ等しい。
　なお、リアクトル１０の軸方向とは、第１のコイル５０、第２のコイル５２の軸方向に平行な方向で、第１鉄心２０の脚部２２，２４、第２鉄心３０の脚部３２，３４の延びる方向である。リアクトル１０の幅方向とは、軸方向に垂直な方向で、第１鉄心２０の胴部２１、第２鉄心３０の胴部３１の延びる方向である。
　これに対し、従来技術のリアクトル１１では、第１のコイル５０の軸方向外周部と、第２のコイル５２の軸方向外周部とが、軸方向に沿って互いに重複しないように配置される。したがって、図３のリアクトル１１の幅方向の寸法Ｗ２は、第１のコイル５０の幅方向寸法と第２のコイル５２の幅寸法を加えたものから、幅方向に重複する部分を引いたものにほぼ等しい。第１のコイル５０と第２のコイル５２の幅方向に重複する部分の寸法は、各コイルの巻線部分の径方向寸法に相当する。図３のリアクトル１１の軸方向の寸法Ｌ２は、２ＬＣに、第１鉄心２０の胴部２１の幅と第２鉄心３０の胴部３１の幅とを加えたものにほぼ等しくなる。
　図２の構成と図３の構成とを比べると、図２のリアクトル１０の軸方向の寸法Ｌ１は、図３のリアクトル１１の軸方向の寸法Ｌ２よりもＬｃ分だけ短くなる。一方、図３のリアクトル１１の幅方向の寸法Ｗ２は、図２のリアクトル１０の幅方向の寸法Ｗ１よりもコイル巻線の径方向寸法分だけ短くなる。このように、図３のリアクトル１１は、幅方向の寸法Ｗ２を小さくすることができるが、軸方向の寸法Ｌ２が大きくなる。図２のリアクトル１０は、幅方向の寸法Ｗ１が長くなるが、軸方向の寸法Ｌ１を短くすることができる。なお、軸方向と幅方向に直交する高さ方向寸法は、リアクトル１０，１１で同じである。
　実際に電源装置ケースの中にリアクトルを配置する場合に、軸方向の寸法と幅方向の寸法が問題になることがある。幅方向の寸法が小さい方が配置しやすい場合には、リアクトル１１の構成をとることが配置上は有利である。一方で、軸方向の寸法が小さい方が配置しやすい場合には、リアクトル１０の構成をとることが配置上有利である。このように、図３の構成のほかに、図２のリアクトル１０の構成をとることで、電源装置ケースの中にリアクトルを配置する自由度が高くなる。
　例えば、電源装置ケースに、リアクトル以外のインバータ回路、ＤＣ／ＤＣコンバータ等が配置される場合に、これらの寸法関係から、リアクトルの幅方向の寸法には余裕が取れるが、軸方向の寸法は小さいことが望ましいことが生じ得る。そのような場合には、リアクトル１０の構成をとることで、コンパクトな電源装置とすることが可能になる。以下では、従来技術と異なる構成のリアクトル１０のその他の効果について説明する。
　図４から図８は、リアクトル１０を電源装置ケース７０に配置したリアクトル装置９０の作用を、リアクトル１１を電源装置ケース７１に配置したリアクトル装置９１の作用と比較して説明する図である。図４から図６は冷却作用について、図７，８は振動伝播抑制作用について、それぞれ説明する図である。
　図４に示すリアクトル装置９０は、電源装置ケース７０にリアクトル１０を配置したもので、ここでは、リアクトル１０と電源装置ケース７０の間に放熱樹脂７２，７４，７６が配置されている。放熱樹脂７２，７４，７６は、リアクトル１０と電源装置ケース７０との間を電気的に絶縁しながら、リアクトル１０が動作したときに発生する熱を電源装置ケース７０側に導くために配置される樹脂層である。ここでは、コイル５０，５２と電源装置ケース７０との間に放熱樹脂７２、第１鉄心２０、第２鉄心３０と電源装置ケース７０との間に放熱樹脂７４，７６が配置される。かかる放熱樹脂としては、耐熱性と熱伝導性がよい適当なプラスチック樹脂を用いることができる。
　電源装置ケース７０には、放熱部が設けられる。電源装置ケース７０の底部に放熱部８０を設ける方式が下部冷却方式で、電源装置ケース７０の内部に放熱部８２，８４を立てて、その間にリアクトル１０を配置する方式が両面冷却方式である。この２つの冷却方式の特質について図５を用いて説明する。
　図５は、一対のＵ字型鉄心を組み合わせて環状形状とし、それに一対のコイルを巻回したリアクトルをケースに収納したリアクトル装置の冷却の様子を示す図である。なお、Ｕ字型鉄心とは、鉄心の胴部から曲がって突き出す両脚部の長さが同じである鉄心である。一対のＵ字型鉄心を用いるリアクトルでは、コイルがリアクトルの対称中央部に配置されるので、両面冷却方式の場合でも下部冷却方式の場合でも、冷却が偏らず一様とすることが可能となる。そこで、冷却の様子を説明する最もよい一例として、図５では、Ｕ字型鉄心を用いるリアクトル装置を取り上げた。
　図５の横軸は、リアクトル装置における温度測定位置を示し、縦軸は温度である。温度測定位置１は、供給冷媒の温度測定位置で、ここにおける温度は、供給冷媒の温度を示す。温度測定位置２は、放熱部とケースとが接触する位置である。下部冷却方式の場合は、ケースの底面と放熱部とが接触する位置であり、両面冷却方式の場合は、ケースの側面と放熱部とが接触する位置である。温度測定位置３は、ケース電源と放熱樹脂とが接触する位置である。温度測定位置４は、放熱樹脂とコイルが接触する位置である。温度測定位置５は、コイルの表面温度の測定位置である。
　図５において、実線は、リアクトルの動作時において、下部冷却方式を用いたときの温度特性８６で、破線は、両面冷却方式を用いたときの温度特性８８である。ここで示されるように、コイルの表面温度が最も高温となる。また、一般的には、下部冷却方式の方が両面冷却方式よりも、コイルの対する冷却性能がよい。しかし、電源装置によっては、下部冷却方式を採用できないこともあり、両面冷却方式を用いることになる。その場合には、図５の温度特性８８が、リアクトルの性能低下につながらないように、供給冷媒温度等を設定することになる。
　再び図４のリアクトル装置９０に戻ると、このリアクトル装置９０に配置されるリアクトル１０は、図２で説明したように、第１ギャップ部４０と第２ギャップ部４２はリアクトル１０の対称中心位置にないが、コイル５０，５２は、リアクトル１０の対称中心位置にある。その意味では、図５で説明したＵ字型鉄心を用いるリアクトル装置と同じである。すなわち、両面冷却方式を用いる場合でも、白抜き矢印で示すように、コイル５０，５２の発熱による熱の流れは、電源装置ケース７０の両側に配置される放熱部８２，８４に均等に伝播され、冷却が偏ることがない。したがって、図５で説明した一様冷却の場合の温度特性８８を用いて、供給冷媒温度等を適切に設定できる。
　図６は、図３で説明した従来技術のリアクトル１１を電源装置ケース７１に配置したリアクトル装置９１における冷却の様子を説明する図である。このリアクトル１１は、図３で説明したように、第１ギャップ部４０、第２ギャップ部４２も、コイル５０，５２も、リアクトル１１の対称中心位置にない。したがって、両面冷却方式を用いる場合に、コイル５０，５２の発熱による熱の流れは、電源装置ケース７０の両側に配置される放熱部８３，８５とコイル５０，５２との間の距離にしたがって、放熱樹脂７３，７５，７７を経由して不均等に伝播し、冷却が偏る。図６に白抜き矢印でコイル５２の発熱による熱の流れを示したが、コイル５２に近い放熱部８３への熱の流れに比べ、コイル５２から遠い放熱部８５への熱の流れが悪くなる。
　このように、従来技術のリアクトルに比べ、図１の構成のリアクトル１０は、リアクトル装置９０として構成したときに、両面冷却方式を用いる場合でも、冷却性能が優れたものとなる。
　図７，８は、リアクトル１０の振動伝播抑制作用について、従来技術のリアクトル１１と比較して説明する図である。リアクトル１０は、図１で説明したように、磁気ギャップ部に近い保持ステイ部６２，６４の剛性は、磁気ギャップ部から遠い保持ステイ部６０，６６よりも剛性が小さく設定される。従来技術のリアクトル１１では、各保持ステイ部の剛性は同じである。
　図７は、図４と同様の図であるが、ここでは、４つの保持ステイ部６０，６２，６４，６６によってリアクトル１０が電源装置ケース７０に取り付け保持されるリアクトル装置９０の様子が示される。具体的には、図７において、Ｓ１２として示される剛性の小さい保持ステイ部６２と、Ｓ２２として示される通常の剛性の保持ステイ部６６によって、リアクトル１０が電源装置ケース７０に取り付けられる。
　ここでリアクトル１０が動作すると、磁気ギャップである第１ギャップ部４０と第２ギャップ部４２の間隔が変動して、振動が発生する。つまり、振動源は、磁気ギャップである第１ギャップ部４０と第２ギャップ部４２の近傍である。ここで、この振動源に近い保持ステイ部６２，６４の剛性は、振動源から遠い保持ステイ部６０，６６よりも剛性が小さい。図７では、Ｇ２として示される第２ギャップ部４２に近くＳ１２として示される保持ステイ部６２の板厚が、Ｇ２から遠くＳ２２として示される保持ステイ部６６の板厚よりも薄い。
　このようにすることで、振動源に遠い保持ステイ部６０，６６の剛性によって、リアクトル１０と電源装置ケース７０との間の保持のための剛性を確保しながら、振動源から近く剛性の小さい保持ステイ部６２，６４によって、振動を吸収し、振動源からの振動を電源装置ケース７０に伝播することを抑制することができる。
　図８は、図６と同様の図であるが、ここでは、リアクトル１１を電源装置ケース７１に取り付ける４つ保持ステイ部の剛性は同じで、通常の剛性のままとされる。図８では、第２ギャップ部４２に近い保持ステイ部６３の板厚も、第２ギャップ部４２から遠い保持ステイ部６７の板厚が同じとして示されている。
　ここでリアクトル１１が動作すると、磁気ギャップである第１ギャップ部４０と第２ギャップ部４２の間隔が変動して、振動が発生する。ここで各保持ステイ部の剛性は同じであるので、この振動源に近い保持ステイ部から大きな振動が電源装置ケース７０に伝播する。この振動は、振動源から遠い保持ステイ部から電源装置ケース７０に伝播する振動よりも大きい。
　このように、従来技術のリアクトルに比べ、図１の構成のリアクトル１０は、リアクトル装置９０として構成したときに、振動抑制性能が優れたものとなる。
　本発明に係るリアクトル及びリアクトル装置は、電源装置に利用できる。
　１０，１１　リアクトル、１２　リアクトルコア、１４　モールド部、２０，３０　鉄心、２１，３１　胴部、２２，２４，３２，３４　脚部、４０　第１ギャップ部、４２　第２ギャップ部、５０，５２　コイル、６０，６２，６３，６４，６６，６７　保持ステイ部、７０，７１　電源装置ケース、７２，７３，７４，７５，７６，７７　放熱樹脂、８２，８３，８４，８５　放熱部、８６，８８　温度特性、９０，９１　リアクトル装置。

Claims (4)

  1. 　それぞれ異なる長さの２つの脚部を有する一対の鉄心について、一方側の鉄心の２つの脚部の長い方の脚部と、他方側の鉄心の２つの脚部の短い方の脚部とを対向させてその対向隙間を第１ギャップ部とし、一方側の鉄心の２つの脚部の短い方の脚部と、他方側の鉄心の２つの脚部の長い方の脚部とを対向させてその対向隙間を第２ギャップ部として組み合わせ、環状形状を形成するリアクトルコアと、
    　リアクトルコアの環状形状において、第１ギャップ部に巻回される第１のコイルと、第２ギャップ部に巻回される第２のコイルの一対のコイル部と、
    　を備え、
    　第１のコイルの軸方向外周部と、第２のコイルの軸方向外周部とが、軸方向に沿って互いに重複するようにリアクトルコアに配置されることを特徴とするリアクトル。
  2. 　請求項１に記載のリアクトルにおいて、
    　リアクトルを外部に取り付けるためにリアクトルの４方の隅部に設けられる４つの保持ステイ部であって、
    　第１ギャップ部に近い保持ステイ部と第２ギャップ部に近い保持ステイ部の剛性を、第１ギャップ部に遠い保持ステイ部と第２ギャップ部に遠い保持ステイ部の剛性よりも小さい４つの保持ステイ部を備えることを特徴とするリアクトル。
  3. 　請求項２に記載のリアクトルにおいて、
    　第１ギャップ部に近い保持ステイ部と第２ギャップ部に近い保持ステイ部の板厚は、第１ギャップ部に遠い保持ステイ部と第２ギャップ部に遠い保持ステイ部の板厚よりも薄いことを特徴とするリアクトル。
  4. 　ケースと、
    　ケースに保持されるリアクトルと、
    　リアクトルとケースとの間に設けられる放熱用部材と、
    　を備え、
    　リアクトルは、
    　それぞれ異なる長さの２つの脚部を有する一対の鉄心について、一方側の鉄心の２つの脚部の長い方の脚部と、他方側の鉄心の２つの脚部の短い方の脚部とを対向させてその対向隙間を第１ギャップ部とし、一方側の鉄心の２つの脚部の短い方の脚部と、他方側の鉄心の２つの脚部の長い方の脚部とを対向させてその対向隙間を第２ギャップ部として組み合わせ、環状形状を形成するリアクトルコアと、
    　リアクトルコアの環状形状において、第１ギャップ部に巻回される第１のコイルと、第２ギャップ部に巻回される第２のコイルの一対のコイル部であって、第１のコイルの軸方向外周部と、第２のコイルの軸方向外周部とが、軸方向に沿って互いに重複するようにリアクトルコアに配置される一対のコイルと、
    　リアクトルをケースに取り付けるためにリアクトルの４方の隅部に設けられる４つの保持ステイ部であって、第１ギャップ部に近い保持ステイ部と第２ギャップ部に近い保持ステイ部の剛性を、第１ギャップ部に遠い保持ステイ部と第２ギャップ部に遠い保持ステイ部の剛性よりも小さい４つの保持ステイ部と、を含むことを特徴とするリアクトル装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106448998A (zh) * 2016-11-11 2017-02-22 北方民族大学 环形电抗器及装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015110142A1 (de) * 2015-06-24 2016-12-29 Epcos Ag Induktives Bauteil für eine Stromschiene
JP6383034B1 (ja) * 2017-03-13 2018-08-29 ファナック株式会社 リアクトル
US10699840B2 (en) * 2017-11-13 2020-06-30 Ford Global Technologies, Llc Thermal management system for vehicle power inductor assembly
WO2019142838A1 (ja) * 2018-01-17 2019-07-25 株式会社タムラ製作所 リアクトル
JP6996369B2 (ja) * 2018-03-16 2022-01-17 株式会社デンソー リアクトルの積層冷却構造
JP7147266B2 (ja) * 2018-05-18 2022-10-05 オムロン株式会社 磁気部品、電子装置
CN108735480B (zh) * 2018-05-21 2020-08-25 中国矿业大学 一种电感可调的正交电抗器
US20210012944A1 (en) * 2019-07-08 2021-01-14 North Carolina State University Transformer designs for very high isolation with high coupling
EP3992997A1 (en) * 2020-10-28 2022-05-04 ETA Green Power Ltd. An inductor coil

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3096267U (ja) 2003-03-05 2003-09-12 サンケン電気株式会社 内鉄型リアクトル
JP2005073392A (ja) 2003-08-25 2005-03-17 Toyota Motor Corp 電源装置およびそれを搭載した自動車
JP2006344868A (ja) * 2005-06-10 2006-12-21 Sumitomo Electric Ind Ltd リアクトル及びトランス
WO2008035807A1 (fr) * 2006-09-19 2008-03-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cœur de réacteur et réacteur
JP2009026952A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Toyota Motor Corp リアクトルの固定構造
JP2009099793A (ja) 2007-10-17 2009-05-07 Toyota Motor Corp リアクトルの製造方法
JP2009272508A (ja) * 2008-05-09 2009-11-19 Toyota Motor Corp リアクトル装置及びリアクトル装置製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2425155A (en) * 1946-04-16 1947-08-05 Gen Electric Coil support
US3374452A (en) * 1966-09-26 1968-03-19 Gen Electric Toroidal transformer construction and method of constructing same
US5210513A (en) * 1992-03-20 1993-05-11 General Motors Corporation Cooling of electromagnetic apparatus
US6657528B1 (en) * 2000-08-25 2003-12-02 Astec International Limited Slope gap inductor for line harmonic current reduction
US6445220B1 (en) * 2000-11-20 2002-09-03 Intel Corporation Method and apparatus for fully-differential half-circulator for bi-directional small-signal signaling
US7164584B2 (en) * 2004-10-19 2007-01-16 Honeywell International Inc. Modular heatsink, electromagnetic device incorporating a modular heatsink and method of cooling an electromagnetic device using a modular heatsink
US7965163B2 (en) * 2007-01-15 2011-06-21 Hitachi Metals, Ltd. Reactor core and reactor
JP2009071248A (ja) * 2007-09-18 2009-04-02 Hitachi Metals Ltd リアクトルおよびパワーコンディショナ装置
US7911308B2 (en) * 2008-11-26 2011-03-22 Rippel Wally E Low thermal impedance conduction cooled magnetics
JP5257780B2 (ja) * 2008-12-26 2013-08-07 住友電気工業株式会社 リアクトル集合体、及びコンバータ
ATE531055T1 (de) * 2009-02-05 2011-11-15 Abb Oy Permanentmagnet-gleichstromdrosselspule

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3096267U (ja) 2003-03-05 2003-09-12 サンケン電気株式会社 内鉄型リアクトル
JP2005073392A (ja) 2003-08-25 2005-03-17 Toyota Motor Corp 電源装置およびそれを搭載した自動車
JP2006344868A (ja) * 2005-06-10 2006-12-21 Sumitomo Electric Ind Ltd リアクトル及びトランス
WO2008035807A1 (fr) * 2006-09-19 2008-03-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Cœur de réacteur et réacteur
JP2009026952A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Toyota Motor Corp リアクトルの固定構造
JP2009099793A (ja) 2007-10-17 2009-05-07 Toyota Motor Corp リアクトルの製造方法
JP2009272508A (ja) * 2008-05-09 2009-11-19 Toyota Motor Corp リアクトル装置及びリアクトル装置製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2669911A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106448998A (zh) * 2016-11-11 2017-02-22 北方民族大学 环形电抗器及装置

Also Published As

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