(57)【要約】【課題】樹脂カバーと枠を、螺子等の部材の長手方向のみならず、それに直交する面内でも強固かつ安定的に固定する。【解決手段】本明細書が開示するリアクトルでは、一対のコイルと、樹脂カバーと、放熱シートと、枠とを備える。一対のコイルは、側面同士が間隔を隔てた状態で対向し平行に延びている。樹脂カバーは、一対のコイルの側面群のうちの上面側範囲と、一対のコイルの上面を覆っている。放熱シートは、一対のコイルの下面に接している。枠は、一対のコイルの下面側の外周縁に沿って延びている。枠は一対の開口を有し、この一対の開口は一対のコイルの下面を受け入れる。枠のうちの一対のコイルの対向する側面間に入り込む位置には貫通孔が設けられている。樹脂カバーのうちの貫通孔に対面する位置に突出部が設けられている。貫通孔は、その断面積が放熱シートに向かって拡大する傾斜面を有している。突出部の先端は、貫通孔の傾斜面に密着している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面同士が間隔を隔てた状態で対向し平行に延びている一対のコイルと、
前記一対のコイルの側面群のうちの上面側範囲と前記一対のコイルの上面を覆っている樹脂カバーと、
前記一対のコイルの下面に接している放熱シートと、
前記一対のコイルの下面側外周縁に沿って延びており、前記一対のコイルの前記下面を受け入れる一対の開口を備えている枠を備えており、
前記枠のうちの対向する前記側面間に入り込む位置に貫通孔が設けられており、
前記樹脂カバーのうちの前記貫通孔に対面する位置に突出部が設けられており、
前記貫通孔は、その断面積が前記放熱シートに向かって拡大する傾斜面を有し、
前記突出部の先端が、前記傾斜面に密着している、
リアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、リアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、リアクトルが開示されている。このリアクトルは、一対のコイルを備えている。各コイルの外形は略直方体形状であり、上面と下面と四つの側面を備えている。一対のコイルは、一つの側面同士が間隔を隔てた状態で対向して平行に延びる位置関係に配置されている。上記したリアクトルは、例えばモータで走行する自動車に採用されており、そのコイルに大きな電流が流れて発熱する。従って、リアクトルを冷却する必要がある。
【０００３】
特許文献１のリアクトルは、冷却器の上面に放熱シートを介してコイルの下面を載置する構成を備えている。特許文献１のリアクトルは、コイルの側面群のうちの下面側外周縁に沿って延びる枠を利用して、放熱シートをコイル下面に密着させる作業を容易化している。上記の枠は、一対のコイルの対向する側面間を充填している樹脂カバーに対して固定されている。なお、一対のコイルの側面群のうちの上面側範囲と、一対のコイルの上面は、樹脂カバーで覆われている。その樹脂カバーにはボルト穴が形成されている。ボルト穴を利用して樹脂カバーを冷却器に固定することで、放熱シートがコイル下面に密着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１３９６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記技術では、一対のコイルの対向する側面間を充填している樹脂カバーに対して、枠が螺子によって固定されている。枠には貫通孔が設けられ、螺子の頭部が枠を樹脂カバー側に押し付けることによって樹脂カバーと枠を固定している。螺子に代えて、樹脂カバーから枠の貫通孔を通過する突出部を設け、枠を通過した突出部の先端に熱を加えながら押しつぶすことも可能である。
【０００６】
上記技術では、貫通孔を螺子又は突出部が通過する関係にある。この固定構造の場合、螺子又は突出部の長手方向では、樹脂カバーと枠が強固かつ安定的に固定され、その位置がずれることがない。それに対して、螺子又は突出部の長手方向に直交する面内では、螺子又は突出部の外径と貫通孔の内径との間に間隙がある等によって、樹脂カバーと枠の前記面内における相対的位置関係が安定しない。そのために、放熱シートとコイル下面が意図したように密着しないという問題、あるいは枠に作用する力が位置によって不均一となり、局所的に大小する問題が生じる。本明細書は、樹脂カバーと枠を、螺子等の部材の長手方向のみならず、それに直交する面内でも強固かつ安定的に固定する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示するリアクトルでは、一対のコイルと、樹脂カバーと、放熱シートと、枠とを備える。一対のコイルは、側面同士が間隔を隔てた状態で対向して平行に延びている。樹脂カバーは、一対のコイルの側面群のうちの上面側範囲と、一対のコイルの上面を覆っている。放熱シートは、一対のコイルの下面に接している。枠は、一対のコイルの下面側の外周縁に沿って延びている。また、枠は一対の開口を有し、この一対の開口は一対のコイルの下面を受け入れる。枠のうちの、一対のコイルの対向する側面間に入り込む位置には貫通孔が設けられている。樹脂カバーのうちの貫通孔に対面する位置に突出部が設けられている。貫通孔は、その断面積が放熱シートに向かって拡大する傾斜面を有している。突出部の先端は、貫通孔の傾斜面に密着している。
【０００８】
上記したリアクトルでは、貫通孔が、その断面積が放熱シートに向かって拡大する傾斜面を有している。その傾斜面に立てた法線は、突出部の長手方向成分（これをＺ方向成分とする）と、それに直交するＸ方向成分とＹ方向成分（いずれも突出部の長手方向に対して直交する面内にあって、相互に直交している）を備えている。突出部の先端は、その傾斜面に密着している。その結果、樹脂カバーの突出部と枠の貫通孔は、相互に直交するＸ方向とＹ方向とＺ方向において密着する。これにより、樹脂カバーと枠は、突出部の長手方向のみならず、それに直交する面内でも強固かつ安定的に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例のリアクトル１０の内部構成を示す分解斜視図。図１では樹脂カバー２０の突出部２０ｄは隠れて見えない。
【図２】リアクトル本体１２の下面側を示す斜視図。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図。
【図５】図４のＶ部における拡大図。
【図６】リアクトル１０の製造方法の一例を示すフローチャート。
【図７】樹脂カバー２０に枠２２を固定する工程を説明する模式図。
【図８】放熱シート２４を圧縮する工程を説明する模式図。
【図９】樹脂カバー２０を冷却器２６に固定する工程を説明する模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜５を参照して、実施例のリアクトル１０について説明する。図１に示すように、リアクトル１０は、一対のコイル１４（図２と図３によく示されている）を備えるリアクトル本体１２と、一対の放熱シート２４と、冷却器２６とを備える。一対のコイル１４の外形は、概して直方体形状であり、上面１４ａとその反対側に位置する下面１４ｂと、上面１４ａと下面１４ｂとの間に位置する四つの側面１４ｃを有している。一対のコイル１４は、四つの側面１４ｃのうちの一つの側面１４ｃ１が互いに間隔を隔てた状態で対向して平行に延びている。リアクトル１０は、例えばコンバータ回路の一部を構成することができ、モータで走行する自動車（例えば電気自動車やハイブリッド自動車）に採用することができる。リアクトル本体１２は、コイル１４に比較的に大きな電流が流れるため、冷却器２６とともに用いられる。
【００１１】
図１、３、４に示すように、冷却器２６は、概して板形状に形成されており、熱伝導性に優れた金属材料を用いて構成されている。冷却器２６は、主板２８と、第１側板３０及び第２側板３２とを備える。第１側板３０は、主板２８の一方の端部に沿って配置されており、第１側板３０の上面３０ａには、一つのボルト穴３０ｂが設けられている。第２側板３２は、主板２８の他方の端部に沿って配置されており、第２側板３２の上面３２ａには、二つのボルト穴３２ｂが設けられている。各放熱シート２４は、冷却器２６の主板２８の上面２８ａ上に位置し、各々のコイル１４の下面１４ｂに接している。放熱シート２４は、熱伝導性に優れ、且つ軟質の材料を用いて構成されている。これにより、コイル１４は冷却器２６と隙間なく密着することができ、冷却器２６へ効果的に熱を伝達することができる。従って、コイル１４で発生した熱は、放熱シート２４と冷却器２６を介して、外部へ放出される。
【００１２】
図３に示すように、コイル１４の内部に、コア１８とボビン１６が挿入されている。ボビン１６は概して筒形状を有し、ボビン１６の内部にはコア１８が位置している。コイル１４は、ボビン１６の軸部分において、巻き線が図中のＸ方向に向かって巻かれることによって形成されている。巻き線は、金属といった導電性を有する材料を用いて構成されている。なお、コイル１４における巻き線の巻き方向は、特に限定されない。
【００１３】
図１〜４に示すように、リアクトル本体１２は、樹脂カバー２０を備える。樹脂カバー２０は、一対のコイル１４の四つの側面（以降、側面群と称する）１４ｃのうちの上面１４ａ側の範囲と、一対のコイル１４の上面１４ａを覆っている。樹脂カバー２０は、例えば絶縁性を有する樹脂材料を用いて構成されている。Ｙ方向に延びている樹脂カバー２０の一方の側面２０ａには、一つのタブ２１が設けられており、他方の側面２０ｂには、二つのタブ２１が設けられている。各タブ２１には前述した冷却器２６と固定するためのボルト穴２１ａが設けられており、冷却器２６の三つのボルト穴３０ｂ、３２ｂとそれぞれ対応している。樹脂カバー２０と冷却器２６は、このボルト穴２１ａ、３０ｂ、３２ｂを利用してボルト３４で固定することで、一対のコイル１４の下面１４ｂが放熱シート２４と密着する。樹脂カバー２０のうち、一対のコイル１４に挟まれている部分を中央部分２０ｃと称する。中央部分２０ｃの下面には、放熱シート２４に向かって（即ち、Ｚ方向に）延びる突出部２０ｄが設けられている。
【００１４】
図１〜４に示すように、リアクトル本体１２は、枠２２を備える。枠２２は、一対のコイル１４の側面群１４ｃのうち、下面１４ｂ側の外周縁に沿って延びている。枠２２は、一対の開口２２ａを有している。この一対の開口２２ａは、一対のコイル１４の下面１４ｂを受け入れている。従って、前述したように、一対のコイル１４の下面１４ｂは、放熱シート２４と接することができる。なお、枠２２は、樹脂カバー２０の中央部分２０ｃとは接しているが、樹脂カバー２０の他の部分とは接していない。従って、枠２２は、一対のコイル１４の対向する側面１４ｃ１間を充填している樹脂カバー２０に対して固定されているが、コイル１４の外側の側面群１４ｃのうちの下面１４ｂ側の外周縁に沿って延びる部分では、弾性変形可能である。枠２２は、その弾性変形を利用して放熱シート２４をコイル１４の下面１４ｂに密着させることができる。
【００１５】
図１〜４に示すように、枠２２は、一対のコイル１４の対向する側面１４ｃ１の間に入り込む部分において、貫通孔２３が設けられている。貫通孔２３は、その断面積が放熱シート２４に向かって拡大する傾斜面２３ａを有している。なお、貫通孔２３の形状は、概して円錐形状を有していてもよいし、多角錐形状を有していてもよい。
【００１６】
図５に示すように、樹脂カバー２０の突出部２０ｄは、枠２２の貫通孔２３と、樹脂カバー２０とが対面する位置に設けられている。突出部２０ｄは、貫通孔２３を通過する。突出部２０ｄは、貫通孔２３の傾斜面２３ａに、突出部２０ｄの先端が密着するように構成されている。
【００１７】
本実施例のリアクトル１０では、貫通孔２３が、その断面積が放熱シート２４に向かって拡大する傾斜面２３ａを有している。突出部２０ｄは、Ｚ方向と、それに直交する面内（ＸＹ方向）といった直交する三つの方向において、貫通孔２３の傾斜面２３ａと密着している。上記した構成によると、樹脂カバー２０と枠２２は、Ｚ方向のみならず、それに直交するＸＹ方向でも強固かつ安定的に固定することができる。
【００１８】
図６〜９を参照して、リアクトル１０の製造方法の一例について説明する。ステップＳ１２では、一対のコイル１４とそれを覆う樹脂カバー２０とが一体となった部品と、枠２２を用意する。樹脂カバー２０は、例えばインサート成形によって、一対のコイル１４と一体の部品として形成されていてもよい。この場合、樹脂カバー２０は、熱硬化性樹脂を用いて構成されていてもよい。
【００１９】
図７に示すように、ステップＳ１４では、樹脂カバー２０に枠２２を固定する。このとき、枠２２は、樹脂カバー２０の突出部２０ｄ´が、枠２２の貫通孔２３を通過するように位置決めする。位置決め後、貫通孔２３から突出した突出部２０ｄ´の先端は、例えば熱カシメ機ＴＣを用いて加熱して圧力をかけることによって、塑性変形する。これにより、図５に示した突出部２０ｄ（傾斜面２３ａに密着している）が形成され、リアクトル本体１２を作製することができる。従って、樹脂カバー２０の突出部２０ｄは、貫通孔２３の傾斜面２３ａに密着し、樹脂カバー２０と枠２２とがＺ方向だけでなくＸＹ方向にも強固かつ安定的に固定される。
【００２０】
ステップＳ１６では、冷却器２６の主板２８上に放熱シート２４を配置する。その後ステップＳ１８では、放熱シート２４上にリアクトル本体１２を配置する。このとき、リアクトル本体１２は、一対のコイル１４の下面１４ｂが放熱シート２４に接するように配置される。さらに、図８に示すように、ステップＳ２０では、リアクトル本体１２を上方から加圧し、放熱シート２４を圧縮する。図９に示すように、ステップＳ２２では、樹脂カバー２０と冷却器２６とをボルト３４で固定する。
【００２１】
以上のステップにより、リアクトル１０が完成する。上述したがステップＳ１４において、樹脂カバー２０と枠２２はＺ方向だけでなくＸＹ方向にも強固かつ安定的に固定されている。従って、ステップＳ１８の圧縮時においても樹脂カバー２０と枠２２とが、意図しない相対的な姿勢や位置関係になることがない。これにより、放熱シート２４とコイル１４の下面１４ｂが意図したように密着しないという問題、あるいは枠２２に作用する力が位置によって不均一となり、局所的に大小するといった問題も回避することができる。
【００２２】
なお、突出部２０ｄは、樹脂カバー２０と同一の材料であってもよいし、異なる材料を用いて構成されていてもよい。突出部２０ｄが塑性変形可能な材料で構成されていれば、図６の製造方法を利用することができる。突出部２０ｄは、本明細書が開示する突出部の一例であり、それに限定されるものでない。貫通孔２３の傾斜面２３ａと密着する形状の螺子を樹脂カバー２０にねじ込むものであってもよい。この場合は、突出部（螺子）を後付けすることになる。
【００２３】
本実施例では、貫通孔２３は、その全体に亘って傾斜面２３ａを有している。これに限定されず、貫通孔２３は、そのＺ方向における少なくとも一部において、傾斜面２３ａを有していてもよい。
【００２４】
以上、本明細書が開示する技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書、又は、図面に説明した技術要素は、単独で、あるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書又は図面に例示した技術は、複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００２５】
１０：リアクトル
１２：リアクトル本体
１４：コイル
１４ａ：上面
１４ｂ：下面
１４ｃ：側面群
１４ｃ１：対向する側面
１６：ボビン
１８：コア
２０：樹脂カバー
２０ｃ：中央部分
２０ｄ：突出部
２１：タブ
２１ａ、３０ｂ、３２ｂ：ボルト穴
２２：枠
２２ａ：開口
２３：貫通孔
２３ａ：傾斜面
２４：放熱シート
２６：冷却器
２８：主板
３０、３２：側板
３４：ボルト
ＴＣ：熱カシメ機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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