(57)【要約】  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。
2012101764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第３０９６２６７号公報
【特許文献２】特開２００５−７３３９２号公報
【特許文献３】特開２００９−９９７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。【０００８】
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。【０００９】
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。【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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。【００１２】
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。【００１３】
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。【００１４】
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。
【発明の効果】
【００１５】
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。【００１６】
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。【００１７】
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。【００１８】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】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２】図１のリアクトルの寸法関係を説明する図である。
【図３】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４】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。
【図５】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６】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７】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８】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。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
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。
【符号の説明】
【００５９】
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。
【図１】
2012101764.tif 000003
【図２】
2012101764.tif 000004
【図３】
2012101764.tif 000005
【図４】
2012101764.tif 000006
【図５】
2012101764.tif 000007
【図６】
2012101764.tif 000008
【図７】
2012101764.tif 000009
【図８】
2012101764.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月25日(2012.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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コイル部と、
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つの保持ステイ部と、
を備えることを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
（削除）
【請求項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。
【請求項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。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
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。
［００１２］
また、本発明に係るリアクトルは、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。
［００１３］
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。
［００１４］
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
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
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。
［００４７］
図５において、破線は、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、実線は、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。
［００４８］
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。
［００４９］
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
【国際調査報告】
2012101764.tif 000011
2012101764.tif 000012
2012101764.tif 000013
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