(57)【要約】【課題】より効率的にリアクトルを冷却可能なリアクトルの冷却構造、及び電力変換装置を提供する。【解決手段】リアクトルの冷却構造は、第１の開口部（２ａ）が設けられた底壁部（２ｎ）、及び第２の開口部（２ｂ）が設けられた側壁部（２ｍ）により、コア（１１）にコイル（１２）が巻かれたトロイダル形状のリアクトル（１）を収納する第１の凹部（２ｏ）が形成されたケース（２）と、第１の凹部内にリアクトルが収納されたケースをモジュールとして収納する第２の凹部（３ａ）が設けられた筐体（３）と、モジュールが収納された第２の凹部内に、底壁部、リアクトルの少なくとも一部、及び側壁部に設けられた第２の開口部の少なくとも一部を含む位置まで存在する、第２の凹部内に充填材として充填された樹脂（４）と、を備えている。【選択図】図１
2020061505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の開口部が設けられた底壁部、及び第２の開口部が設けられた側壁部により、コアにコイルが巻かれたトロイダル形状のリアクトルを収納する第１の凹部が形成されたケースと、
前記第１の凹部内に前記リアクトルが収納された前記ケースをモジュールとして収納する第２の凹部が設けられた筐体と、
前記モジュールが収納された前記第２の凹部内に、前記底壁部、前記リアクトルの少なくとも一部、及び前記側壁部に設けられた前記第２の開口部の少なくとも一部を含む位置まで存在する、前記第２の凹部内に充填材として充填された樹脂と、
を備えるリアクトルの冷却構造。
【請求項２】
前記ケースの前記底壁部と前記筐体の底面との間の間隔を確保するための第１の突起が設けられている、
請求項１に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項３】
前記第１の突起は、前記ケースに設けられ、前記底面と接する、
請求項２に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項４】
前記コイルの前記樹脂に覆われていない部分と前記第２の凹部の側面との間に配置された絶縁性部材、
を更に備える請求項１から３の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項５】
前記第２の凹部に収納した前記モジュールの前記底壁部側とは反対側に設置され、前記コアに巻かれたコイルの端子部が貫通する１つ以上の第１の穴が設けられた板状部材、
を更に備える請求項１から４の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項６】
前記第２の凹部内に、前記板状部材の前記モジュール側とは反対側に収納される放熱板、を更に備え、
前記樹脂は、前記放熱板を覆う位置まで存在する、
請求項５に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項７】
前記ケースには、前記底壁部側の反対側に突出する第２の突起が設けられ、
前記板状部材には、前記第２の突起を通す第３の開口部が設けられている、
請求項６に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項８】
前記放熱板には、前記第２の突起を通す第５の開口部が設けられている、
請求項７に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項９】
前記端子部と前記第２の凹部の側面との間に配置された絶縁性の板状部、
を更に備える請求項６から８の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１０】
前記板状部材には、少なくとも１つ以上の第２の穴を設けている、
請求項６から９の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１１】
前記放熱板には、前記端子部を通す第４の開口部が設けられている、
請求項６に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１２】
前記放熱板には、前記モジュール側に突出する第１の凸部が設けられている、
請求項６から１１の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１３】
前記第１の凸部には、第３の穴が形成されている、
請求項１２に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１４】
前記板状部材には、前記第１の凸部が挿入可能な第４の穴が設けられている、
請求項１２または１３に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１５】
前記放熱板には、前記板状部材と前記第２の凹部の側面との間に突出する板状の突出部が設けられている、
請求項６から１４の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１６】
前記放熱板には、少なくとも１つ以上の第５の穴が設けられている、
請求項６から１５の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１７】
前記絶縁性部材は、前記ケースに設けられている、
請求項４に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１８】
前記板状部は、前記ケースに設けられている
請求項９に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１９】
前記板状部は、前記板状部材に設けられている、
請求項９に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項２０】
前記底壁部に設けられた前記第１の開口部には、前記リアクトルを構成する前記コアの最大外径未満の外径に形成された貫通穴が含まれる、
請求項１から１９の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項２１】
前記第２の凹部の底面には、前記貫通穴に対向する位置に第２の凸部が設けられている、
請求項２０に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項２２】
前記第２の凹部の底面に設置された絶縁シート、を更に備え、
前記筐体と前記リアクトルとの間は、前記絶縁シートを介して熱的に接続されている、
請求項１から２１の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項２３】
前記筐体の前記第２の凹部の縁には、第６の穴が設けられ、
前記ケースには、前記モジュールを前記第２の凹部に収納した場合に、前記第６の穴内に挿入される第３の突起が設けられている、
請求項１から２２の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項２４】
請求項１から２３の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造、
を有する電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアクトルの冷却構造、及び電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車、ハイブリッド自動車等の電動化車両には、電力変換装置が搭載されている。電動化車両に搭載される電力変換装置として、具体的には、商用の交流電力を直流電力に変換して高圧バッテリに充電する充電器、高圧バッテリの直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するＤＣ（Direct Current）／ＤＣコンバータ、高圧バッテリからの直流電力をモータへの交流電力に変換するインバータ等が挙げられる。
【０００３】
電力変換装置のなかには、ノイズ除去、電流制御などのために、リアクトルを備えたものがある。比較的大きいインダクタンスを必要とする場合、リアクトルとしては、磁路内に空気、あるいはその他部材による空間が存在しない中空円柱状のコアを使用したトロイダル形状のリアクトルが適している。具体的には、中空円柱状のコアでは、Ｕ字形状などのコアと比較し、コア全体の投影面積に対して、コイルを巻き付けることが可能な面積が大きい。従って、比較的大きいインダクタンスを必要とする場合には、トロイダル形状のリアクトルが多用されている。
【０００４】
リアクトルは、流れる電力が大きいほど発熱量も大きくなる。電動化車両に搭載される電力変換装置では、リアクトルに流れる電力は、比較的大きい。そのため、リアクトルの冷却構造が必要である。従来のリアクトルの冷却構造としては、底面に貫通穴が設けられたケース内にリアクトルを収納し、ケースを筐体に接触させ、貫通穴に充填された樹脂により、リアクトルと筐体との間を熱的に接続させたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−８９１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えば、電動化車両の分野では、燃費向上、及び車室空間の拡大が求められている。そのため、電動化車両に搭載される電力変換装置には、軽量化、小型化、低コスト化、及び電力の高効率化が求められている。
【０００７】
電力変換装置にトロイダル形状のリアクトルを適用する際の小型化策としては、導線の直径をより小さくさせることにより、コイルの巻太り、及びコイルの巻層を減少させ、リアクトルの直径をより小さくさせることが挙げられる。導線の直径減少が可能であれば、コイルの巻き数を増加させ、コアの体積を小さくさせることで、リアクトル全体の大幅な小型化が可能となる。しかし、このような小型化策を採用した場合、コイルの抵抗値が増大し、コイルの表面積減少により、発熱密度が増大する。このため、より効率的にリアクトルを冷却するリアクトルの冷却構造が必要となる。
【０００８】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、より効率的にリアクトルを冷却するリアクトルの冷却構造、及び電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るリアクトルの冷却構造は、第１の開口部が設けられた底壁部、及び第２の開口部が設けられた側壁部により、コアにコイルが巻かれたトロイダル形状のリアクトルを収納する第１の凹部が形成されたケースと、第１の凹部内にリアクトルが収納されたケースをモジュールとして収納する第２の凹部が設けられた筐体と、モジュールが収納された第２の凹部内に、底壁部、リアクトルの少なくとも一部、及び側壁部に設けられた第２の開口部の少なくとも一部を含む位置まで存在する、第２の凹部内に充填材として充填された樹脂と、を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、より効率的にリアクトルを冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電力変換装置を示す側断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電力変換装置に採用されたリアクトルを構成するコアを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電力変換装置に採用されたリアクトルの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る電力変換装置に採用されたリアクトルを含むモジュールを示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る電力変換装置に採用されたリアクトルを含むモジュールを示す底面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る電力変換装置に採用されたリアクトルを含むモジュールを収納する筐体を示す斜視図である。
【図７】図１に示すＡ部を拡大した図である。
【図８】図１に示すＢ部を拡大した図である。
【図９】本発明の実施の形態１の変形例１に係る電力変換装置を示す側断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１の変形例２に係る電力変換装置に採用されたリアクトルを含むモジュールを示す底面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１の変形例２に係る電力変換装置を示す側断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る電力変換装置を示す側断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る電力変換装置に採用されたリアクトルを含むモジュールを示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態２の変形例１に係る電力変換装置に採用された樹脂板、及び放熱板を示す側断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態２の変形例１に係る電力変換装置に採用された樹脂板、及び放熱板を示す上面図である。
【図１６】本発明の実施の形態２の変形例２に係る電力変換装置に採用された樹脂板、及び放熱板を示す側断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態２の変形例３に係る電力変換装置に採用された樹脂板、及び放熱板を示す側断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態２の変形例４に係る電力変換装置に採用された樹脂板、及び放熱板を示す側断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態２の変形例５に係る電力変換装置に採用された樹脂板、及び放熱板を示す側断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態２の変形例６に係る電力変換装置を示す側断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態３に係る電力変換装置を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る電力変換装置の各実施の形態を、図を参照して説明する。本発明に係る電力変換装置は、本発明に係るリアクトルの冷却構造を備えたものである。各図では、同一または対応する要素には、同一符号を付している。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置を示す側断面図、図２は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置に採用されたリアクトルを構成するコアを示す斜視図、図３は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置に採用されたリアクトルの構成を示す斜視図、図４は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置に採用されたリアクトルを含むモジュールを示す斜視図、図５は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置に採用されたリアクトルを含むモジュールを示す底面図、図６は、本発明の実施の形態１に係る電力変換装置に採用されたリアクトルを含むモジュールを収納する筐体を示す斜視図である。
【００１４】
図２及び図３にそれぞれ示す斜視図では、１構成要素の１部分を取り除き、その１部分の内部を表している。以下の説明における位置関係については、図１に示すように、図１に向かって左右方向を平面方向、図１に向かって上下方向を上下方向と想定し表現する。
【００１５】
リアクトル１の構成要素であるコア１１は、図２に示すように、中空円柱状であり、ボビン１３によって全体が覆われている。コア１１は、例えば透磁率の高いフェライト、ナノ結晶磁性材料などの金属で形成されている。そして、コア１１は、例えば合金溶湯を単ロール法などの急速冷却により金属薄帯状とし、磁心形状に成形加工後、熱処理によって結晶化させる工程により製造される。
【００１６】
ボビン１３は、ＰＢＴ(PolyButylene Terephthalate)などの電気絶縁性に優れた絶縁性樹脂材料で形成されており、上ボビン１３ｂと下ボビン１３ｃとにより構成される。上ボビン１３ｂと下ボビン１３ｃとは、例えば射出成形などの製造方法により作製される。上ボビン１３ｂと下ボビン１３ｃとを、コア１１を挟む様に装着することで、コア１１とボビン１３とは一体化される。そして、コア１１と各コイル１２との絶縁をボビン１３で確保し、ボビン１３の中央に設けた絶縁壁１３ａにより、２つのコイル１２間の絶縁を確保する。
【００１７】
コア１１に装着されたボビン１３の周りには、図３に示すように、例えばエナメル被覆処理が施された銅線などの導体で形成された２つのコイル１２が、絶縁距離を確保しつつ巻かれている。２つのコイル１２の巻方向は、互いに反対方向になっている。両コイル１２に通電することで、大きなインダクタンスが得られる。通電により、コイル１２からは、ジュール熱が発生する。各コイル１２への通電用に４本の端子部１２ａ〜１２ｄが設けられている。例えば端子部１２ａ及び１２ｄは、２つのコイル１２のうちの一方への通電用であり、端子部１２ｂ及び１２ｃは、２つのコイル１２のうちの他方への通電用である。
【００１８】
絶縁距離には、空間距離、及び沿面距離が存在する。電気的絶縁を確保するためには、空間距離、及び沿面距離を共に確保する必要がある。ここでは、特に断らない限り、絶縁距離とは、空間距離、及び沿面距離のなかで電気的絶縁の確保にとってより重要となる方を指す意味で用いる。
【００１９】
リアクトル１は、図２に示すように、コア１１に装着されたボビン１３に対して、コイル１２を巻いた構造である。各コイル１２を巻き付ける工程は、基本的に人によって行われる。人手により行われることから、コイル１２の寸法バラツキが比較的大きい。
【００２０】
リアクトル１を収納する樹脂ケース２は、図１に示すように、上下方向に平行な平面で切断した場合の断面がＵ字状である。樹脂ケース２には、円形状の底壁部２ｎと、中空円柱状の側壁部２ｍとが形成されている。この結果、樹脂ケース２は、リアクトル１を収納可能な空間である凹部２ｏを有している。側壁部２ｍの直径、つまり平面方向上の幅は、リアクトル１の径方向最大寸法を越える長さである。
【００２１】
側壁部２ｍには、図４に示すように、開口部２ｂが設けられている。また、底壁部２ｎには、図５に示すように、開口部２ａが設けられている。開口部２ａは、本実施の形態１における第１の開口部に相当し、開口部２ｂは、本実施の形態１における第２の開口部に相当する。凹部２ｏは、本実施の形態１における第１の凹部に相当する。
【００２２】
樹脂ケース２は、例えばＰＢＴなどの電気絶縁性樹脂材を用いた射出成形により作製されている。また樹脂ケース２は、底壁部２ｎにおいて、少なくとも一箇所以上のコイル１２と接触して、リアクトル１の上下方向を位置決めする。図２に示すコア１１の円柱中心軸１１ｇと、図４に示す樹脂ケース２の中心軸２ｇとが平行となるように、リアクトル１が樹脂ケース２に収納される。これら中心軸２ｇ及び１１ｇは、上下方向と平行か、或いは略平行である。
【００２３】
樹脂ケース２に収納されるリアクトル１のコイル１２には、図３に示すように、板状部材である樹脂板１５が接着剤１４により固定される。樹脂板１５は、ＰＢＴなどの電気絶縁性の優れた絶縁性樹脂材料により作製されている。接着剤１４は、例えばシリコーン系樹脂などの電気絶縁性に優れた絶縁性樹脂材料を用いたものである。
【００２４】
樹脂ケース２には、図４に示すように、上方向、言い換えれば底壁部２ｎ側とは反対側
に突出する突起２ｃが設けられている。樹脂板１５には、突起２ｃが貫通可能な大きさの開口部１５ａが設けられている。開口部１５ａは、本実施の形態１における第３の開口部に相当し、突起２ｃは、本実施の形態１における第２の突起に相当する。
【００２５】
突起２ｃを開口部１５ａに貫通させることで、リアクトル１と樹脂ケース２との間の平面方向の位置決めを行うことができる。樹脂ケース２に挿入したリアクトル１を接着剤などで固定することで、リアクトル１、樹脂ケース２及び接着剤１４により固定した樹脂板１５が一体品化されたモジュールが完成する。樹脂板１５は、筐体３の凹部３ａへのモジュールの収納時、図１に示すように、モジュールの底壁部２ｎ側とは反対側に設置された状態となる。
【００２６】
図４に示すように、各コイル１２への通電用の４本の端子部１２ａ〜１２ｄが、樹脂板１５に向かって上方向に引き出されている。端子部１２ａ〜１２ｄは、それぞれ、樹脂板１５に設けた４つの穴１５ｂに挿入されることで、樹脂板１５に対する位置が決定される。そのため、端子部１２ａ〜１２ｄ間の絶縁が確保される。樹脂板１５は、端子部１２ａ〜１２ｄを４つの穴１５ｂにそれぞれ挿入させた状態で、接着剤１４によりコイル１２に固定される。樹脂板１５は、端子部１２ａ〜１２ｄ以外の部分のコイル１２と他部品との間の絶縁も確保する。穴１５ｂは、本実施の形態１における第１の穴に相当する。
【００２７】
筐体３は、例えばアルミダイカストで成形されたアルミ系金属製であり、リアクトル１に発生した熱量の除去に用いられる。筐体３は、図６に示すように、樹脂ケース２を収納可能な凹部として、例えば直径が樹脂ケース２の径方向最大寸法を越える長さとなっている凹部３ａを有している。凹部３ａの下方には、冷却用の放熱フィン３ｂを有している。放熱フィン３ｂ間に流体を流すことにより、筐体３に伝達された熱量を効率的に除去できるようになっている。流体とは、例えばＬＬＣ（Long Life Coolant）等の不凍液、水、空気である。また、凹部３ａの縁３ｆには、樹脂ケース２の位置決めを行うために、少なくとも１つ以上の穴３ｃが設けられている。凹部３ａは、本実施の形態１における第２の凹部に相当し、穴３ｃは、本実施の形態１における第６の穴に相当する。
【００２８】
凹部３ａ内には、樹脂４が存在する。本実施の形態１では、樹脂４は、充填材が硬化したものである。そのため、本実施の形態１では、例えば凹部３ａ内に樹脂４となる充填材を注入し、充填材が硬化する前に、凹部３ａ内に図４に示すモジュールを挿入する。それにより、凹部３ａ内の空隙部、つまりリアクトル１、及び樹脂ケース２の何れも存在しない空間に樹脂４となる充填材が充填される。この結果、モジュールは、樹脂４により固定されると共に、リアクトル１から筐体３へ、樹脂４を介した熱伝達が可能となる。開口部２ａを含む底壁部２ｎ、及び開口部２ｂを含む側壁部２ｍは、その熱伝達のための経路となる。樹脂４となる充填材としては、例えば流動性、絶縁性、及び熱伝導性に優れたシリコーン系のポッティング樹脂材が挙げられる。
【００２９】
樹脂ケース２は、図４に示す円柱中心軸２ｇと、図６に示す凹部３ａの中心軸３ｇとが平行となるように、凹部３ａ内に収納される。凹部３ａ内における樹脂ケース２の上下方向の位置は、図１及び図４に示すように、樹脂ケース２の底壁部２ｎに設けた１つ以上の突起２ｄによって決定される。つまり、突起２ｄが筐体３の凹部３ａの底面３ｄと接触することにより、樹脂ケース２の凹部３ａ内における上下方向の相対的な位置が決定される。突起２ｄの高さ、つまり上下方向の幅は、リアクトル１と筐体３との間で必要な絶縁距離を確保する長さである。突起２ｄは、本実施の形態１における第１の突起に相当する。
【００３０】
突起２ｄを樹脂ケース２に設けたことにより、突起２ｄを別の部品とする場合と比較して、部品点数を少なくすることができる。そのため、突起２ｄを樹脂ケース２に設けることは、製造コストの抑制、電力変換装置１０の製造に要する時間短縮などの面で効果的である。ただし、リアクトル１と筐体３との間で必要な絶縁距離を確保するためには、突起２ｄは、樹脂ケース２とは別の部品としても良く、突起２ｄ自体を１つの部品として用意することも考えられる。樹脂ケース２とは別の部品としては、筐体３を挙げることができる。
【００３１】
樹脂ケース２の上側には、図４に示すように、２つの位置決め用の突起２ｆが設けられている。突起２ｆは、接続部２ｅに設けられ、接続部２ｅは、本実施の形態１における板状部である樹脂壁２ｈに設けられている。一方、筐体３の凹部３ａの縁３ｆには、図６に示すように、２つの穴３ｃが設けられている。穴３ｃは、突起２ｆが挿入可能となっている。このため、各突起２ｆを、対応する穴３ｃ内に挿入することで、樹脂ケース２と筐体３との間の平面方向における相対的な位置決めをすることができる。このような位置決めが可能なように、突起２ｆの上下方向の位置、及びその高さ、並びに穴３ｃの深さは、突起２ｄを底面３ｄと接触させた際に、接続部２ｅが縁３ｆに接触せず、且つ突起２ｆの先端が穴３ｃの底に接触しないように決定されている。突起２ｆは、本実施の形態１における第３の突起に相当する。
【００３２】
樹脂壁２ｈは、図４に示すように、リアクトル１の周方向に幅を有し、穴１５ｂ毎に設けられている。それにより、各樹脂壁２ｈは、端子部１２ａ〜１２ｄと凹部３ａの側面３ｅとの間に配置される。このため、各樹脂壁２ｈにより、端子部１２ａ〜１２ｄと筐体３との間の絶縁を、より確実に確保することができる。なお、樹脂壁２ｈに関する詳細は、図７を用いて後述する。
【００３３】
樹脂ケース２には、図１及び図４に示すように、径方向の端側の位置に、周方向全体に渡って樹脂壁２ｉが設けられている。樹脂４は、樹脂壁２ｉの一部に接する位置まで充填される。そのため、樹脂ケース２の側壁部２ｍに設けた開口部２ｂの一部には、樹脂４が充填されている。樹脂壁２ｉは、本実施の形態１における絶縁性部材に相当する。なお、樹脂壁２ｉに関する詳細は、図８を用いて後述する。
【００３４】
リアクトル１の上部に位置するプリント配線板５は、図１に示すように、スルーホール５ａによってリアクトル１と電気的に接続されている。つまり、リアクトル１の各端子部１２ａ〜１２ｄは、それぞれ対応するスルーホール５ａと電気的に接続されている。電気的な接続は、例えば半田付けまたは溶接により行われる。プリント配線板５は、例えば筐体３に設けた図示しない少なくとも１つ以上のボスとネジにより固定されている。
【００３５】
次に、本実施の形態１におけるリアクトル１の冷却上の効果について具体的に説明する。本実施の形態１では、上記のように、樹脂ケース２の底壁部２ｎ及び側壁部２ｍにそれぞれ開口部２ａ及び２ｂを設け、凹部３ａ内に充填材として注入し硬化させた樹脂４により、モジュールを固定させる。このため、リアクトル１から筐体３への主な放熱経路は、樹脂４のみが介在する構成となる。この放熱経路上の界面は、リアクトル１と樹脂４との間、及び樹脂４と筐体３との間の計２つとなる。
【００３６】
また、リアクトル１の下方における樹脂４の上下方向の厚みは、底壁部２ｎに設けた突起２ｄの高さによって決定される。そのため、人が手巻きするコイル１２の寸法バラツキの絶縁性への影響が低減される。結果、突起２ｄ及び樹脂ケース２の底壁部２ｎの各厚みの寸法公差に応じた誤差範囲内で、放熱経路上の中間部材である樹脂４の厚みを管理することができる。
【００３７】
中間部材数、及び界面の層数をより少なくすることにより、放熱経路の熱抵抗をより低減させることができる。熱抵抗が小さくなるほど、放熱性能は向上する。本実施の形態１では、図１に示すように、樹脂４は、リアクトル１と、筐体３の凹部３ａの底面３ｄとの間に形成された第１の放熱経路の中間部材となっているとともに、リアクトル１と、筐体３の凹部３ａの側面３ｅとの間に形成された第２の放熱経路の中間部材となっている。そのため、第１の放熱経路のみを形成する特許文献１に開示の冷却構造と比較して、本実施の形態１では、全体の放熱面積をより大きくさせることができ、熱抵抗はより小さくさせることができる。結果、より高い放熱性能、言い換えればより高い冷却性能が実現できる。
【００３８】
本実施の形態１では、底壁部２ｎと底面３ｄとの間を突起２ｄにより離している。その結果、底壁部２ｎの開口部２ａが存在しない部分と底面３ｄとの間にも樹脂４が存在する構造となっている。そのような構造であり、また熱伝導性は樹脂４のほうが樹脂ケース２よりも優れているため、開口部２ａから底面３ｄに伝導される熱量は、より広い面積に拡散されて伝導されることになる。そのような拡散により、熱抵抗はより小さくなる。このことから、底壁部２ｎと底面３ｄとの間に間隔を設けることは、放熱性能を向上させる効果がある。
【００３９】
より高い冷却性能の実現により、通電に伴うリアクトル１の温度上昇は抑制される。温度上昇の抑制により、コイル１２の抵抗値の増大も抑制される。そのため、電力変換装置１０による電力変換の高効率化も実現させることができる。
【００４０】
電力変換の高効率化により、電力エネルギー消費量を削減することができる。高効率化、及び放熱性能の向上に伴い、より直径の小さい導線をコイル１２に用いることが可能となる。より直径の小さい導線の採用により、リアクトル１をより小型化することができる。具体的には、より直径の小さい導線の採用により、コイル１２の巻き数を増加させることができ、コア１１の体積をより小さくさせることができる。そのため、リアクトル１全体の大幅な小型化が可能となる。結果、電力変換装置１０全体の小型化、軽量化、更には小型化による製造コストの抑制等が可能となる。
【００４１】
上記のように、樹脂ケース２に設けた突起２ｆ、筐体３に設けた穴３ｃによって、樹脂ケース２、及び樹脂ケース２に収納させたリアクトル１の、筐体３の平面方向に対する相対的な位置決めが行われる。樹脂ケース２にリアクトル１を収納することにより、コイル１２の寸法バラツキによるコア１１の中心軸１１ｇと筐体３の中心軸３ｇとの間の位置ズレ量を低減させることができる。つまり、リアクトル１が筐体３の凹部３ａの中心から大きくずれることを抑制できる。それに伴い、リアクトル１周囲の樹脂４の平面方向の厚みを、より均一化することができる。この結果、位置による冷却能力の偏りが低減でき、偏りの低減により、より高効率なリアクトル１の冷却が可能となる。
【００４２】
樹脂ケース２を用いずにリアクトル１を固定する場合には、例えばリアクトル１上部に存在するプリント配線板５で、リアクトル１の位置決めを行うことになる。その場合、コイル１２の寸法バラツキに応じて、樹脂４の厚みが変化する。特に樹脂４の上下方向の厚みが変化する。しかし、本実施の形態１では、筐体３の底面３ｄから樹脂ケース２までの上下方向の樹脂４の厚みは、樹脂ケース２に設けた突起２ｄにより決定される。その厚みは、通常、コイル１２と底面３ｄとの間の最短距離に相当する。一方、リアクトル１と側面３ｅとの間は、樹脂ケース２に設けた突起２ｆ、筐体３に設けた穴３ｃ、及び樹脂ケース２の側壁部２ｍにより、適切に離される。これらのことから、リアクトル１、特にコイル１２と筐体３との間の絶縁性を、確実に確保することができる。
【００４３】
図７は、図１に示すＡ部を拡大した図であり、図８は、図１に示すＢ部を拡大した図である。次に、図７及び図８を参照し、２種類の樹脂壁２ｈ及び２ｉによって実現される絶縁性能の向上について具体的に説明する。
【００４４】
図７に示すように、樹脂壁２ｈは、コイル１２の端子部１２ｄと、筐体３の側面３ｅとの間に位置している。仮に樹脂壁２ｈが存在しない場合、端子部１２ｄと筐体３との間の絶縁距離は、端子部１２ｄから側面３ｅまでの直線の距離ａ＋ｂとなる。しかし、樹脂壁２ｈを設けることにより、端子部１２と筐体３との間の絶縁距離は、端子部１２ｄから樹脂壁２ｈまでの直線距離ｃと、樹脂壁２ｈの端から側面３ｅまでの直線距離ｄとを加算した距離ｃ＋ｄとなる。これら絶縁距離の間の大小関係は、ａ＋ｂ＜ｃ＋ｄ、である。このように、樹脂壁２ｈを設けることにより、絶縁距離をより長くすることができるため、絶縁性能は向上し、端子部１２ｄと筐体３との間の絶縁をより確実に確保することができる。
【００４５】
図８に示すように、樹脂壁２ｉは、コイル１２と筐体３の側面３ｅとの間に位置している。仮に樹脂壁２ｉが存在しない場合、コイル１２と筐体３との間の絶縁距離は、コイル１２から側面３ｅまでの直線距離ｅ＋ｆとなる。しかし、樹脂壁２ｉを設けることにより、コイル１２と筐体３との間の絶縁距離は、コイル１２から樹脂壁２ｉの端までの直線距離ｇと、樹脂壁２ｉから側面３ｅまでの直線距離ｈとを加算した距離ｇ＋ｈとなる。これら絶縁距離の間の大小関係は、ｅ＋ｆ＜ｇ＋ｈ、である。そのため、樹脂壁２ｉを設けることにより、樹脂壁２ｈを設ける場合と同様に、絶縁性能は向上し、コイル１２と筐体３との間の絶縁をより確実に確保することができる。
【００４６】
本実施の形態１では、図１に示すように、凹部３ａ内でリアクトル１、及び樹脂ケース２の何れも存在しない空隙部に樹脂４が存在し、樹脂４により、リアクトル１、及び樹脂ケース２が凹部３ａ内に固定されている。そのため、例えば電力変換装置１０が電動化車両に搭載される場合、車両の走行等によって電力変換装置１０に外部から振動、衝撃等が加えられても、リアクトル１及び樹脂ケース２の凹部３ａ内における位置関係を、安定的に維持することができる。また、プリント配線板５は、筐体３にネジ固定されている。このことにより、筐体３とプリント配線板５との位置関係も、安定的に維持することができる。このようなことから、例えリアクトル１の重量が比較的重い場合であっても、高い耐震性を実現させることができる。この耐震性により、プリント配線板５と各端子部１２ａ〜１２ｄとを接続するスルーホール５ａの接続部にかかる応力は、極めて小さい範囲内に抑制される。この結果、接続部が破断する恐れを抑制することができる。そのため、電力変換装置１０の故障の発生も大きく抑制させることが可能となる。
【００４７】
なお、本実施の形態１では、コア１１は、薄帯状の金属を磁心形状に成形加工後、熱処理によって結晶化させることにより製造しているが、コア１１の製造方法は、そのようなものに限定されない。コア１１は、鋳造、プレスによる打ち抜き加工、切削加工などにより製造されたものでも良い。これらのような製造方法を採用した場合、コア１１の製造コストを、より抑制することが可能である。また、Ｕ字形状等の複雑なコア形状に対しても容易に対応可能であり、製造コストも低く抑えられる。複雑なコア形状に対しても容易に対応可能なことから、本実施の形態１は、トロイダル形状以外のリアクトル、及び他の電磁誘導機器に適用することもできる。
【００４８】
本実施の形態１では、絶縁距離を確保しつつ、２つのコイル１２をボビン１３に巻きつけているが、コイル１２は１つ、もしくは３つ以上であっても良い。つまり、コイル１２の数は特に限定されない。また、コイル１２は、２本以上の導線が束となることで形成されるものであっても良い。２本以上の導線を用いた場合、コア１１の径方向におけるコイル１２の断面積をより大きくさせつつ、コイル１２の抵抗値をより小さくさせることが可能である。そのため、リアクトル１の温度上昇を抑えつつ、電力変換装置１０の電力効率をより向上させることが可能となる。
【００４９】
本実施の形態１では、ボビン１３は、共に射出成形などにより形成される上ボビン１３ｂと下ボビン１３ｃを有しており、上ボビン１３ｂと下ボビン１３ｃとをコア１１を挟む様にして装着させているが、ボビン１３は、コア１１をインサート成形することにより製造しても良い。インサート成形で製造することにより、コア１１とボビン１３との間に存在する空気などによる境界層を削減することが可能である。境界層の削減により、コア１１の熱抵抗をより小さくさせることができる。
【００５０】
またコア１１とボビン１３との固定に使用される接着剤は、一般的にはコア１１の材質、ボビン１３を構成する樹脂よりも耐熱温度が低いため、リアクトル１の耐熱温度に大きく影響する場合が多い。しかし、インサート成形により、コア１１固定用の接着剤を不要とすることができる。そのため、インサート成形を採用することで、リアクトル１の耐熱温度をより高くさせることが可能となる。
【００５１】
凹部３ａ内にモジュールとして収納されたリアクトル１及び樹脂ケース２は、樹脂４により固定される。このため、樹脂ケース２にリアクトル１を収納した際に、リアクトル１を樹脂ケース２に必ずしも固定しなくとも良い。しかし、リアクトル１が樹脂ケース２内で安定しないような場合、リアクトル１を樹脂ケース２に接着剤などにより固定しても良い。
【００５２】
本実施の形態１では、突起２ｄにより、樹脂ケース２の底壁部２ｎと凹部３ａの底面３ｄとの間に間隔を設けている。しかし、図９に示すように、樹脂ケース２に設けた突起２ｆ、及び筐体３に設けた穴３ｃにより、樹脂ケース２の底壁部２ｎと凹部３ａの底面３ｄとの間に間隔を設けるようにしても良い。そのようにした場合、突起２ｄは、設けなくとも良い。
【００５３】
図９に示すような構造を採用した場合、底壁部２ｎと底面３ｄとの間の間隔は、突起２ｆ、接続部２ｅ、及び穴３ｃによって決定される。このため、突起２ｄを設けた場合と同様に、コイル１２の寸法バラツキによる絶縁性への影響を抑制することができる。そのため、より確実に絶縁性を確保することができる。
【００５４】
樹脂ケース２の底壁部２ｎに設ける開口部２ａとしては、図１０に示すように、リアクトル１の有するコア１１の最大外径未満の大きさの穴２ｊを含めても良い。穴２ｊの位置は、コア１１の中心と許容範囲内で一致する位置とするのが好ましい。これは、トロイダル形状のリアクトル１では、通常、コア１１内径より内側部分の熱密度がより高く、この内側部分で最高温度となるためである。そのため、樹脂ケース２の底壁部２ｎに、穴２ｊを開口部２ａの一つとして設けることにより、リアクトル１の熱密度が最も高い領域に接する樹脂４の割合を最大化できる。言い換えれば、リアクトル１から筐体３の底面３ｄまでの熱抵抗を、より小さくさせることができる。従って、放熱性能をより向上させることができる。穴２ｊは、本実施の形態１の変形例における貫通穴に相当する。
【００５５】
図１０に示すような穴２ｊを設ける場合、図１１に示すように、穴２ｊの位置に合わせて、コイル１２との絶縁性を確保できる高さの凸部３ｈを、底面３ｄに１つ以上、設けても良い。穴２ｊに対向する位置に凸部３ｈを設けることにより、リアクトル１から筐体３の底面３ｄまでの樹脂４の厚みがより小さくなることから、熱抵抗を、より小さくさせることができる。そのため、放熱性能を更に向上させることができる。凸部３ｈは、本実施の形態１の変形例における第２の凸部に相当する。
【００５６】
本実施の形態１では、リアクトル１、樹脂ケース２、及び樹脂板１５を一体化したモジュールを完成させた後、凹部３ａにモジュールを収納し、硬化後の充填材である樹脂４により固定するようにしている。樹脂ケース２にリアクトル１を収納させることにより、コイル１２と筐体３との間の絶縁性、及び耐振性を確保しつつ、より高い放熱性能を実現させている。樹脂ケース２にリアクトル１を収納してモジュール化した場合、モジュール組み付けは容易に行うことができ、モジュールの凹部３ａへの収納も容易に行うことができる。そのため、電力変換装置１０の製造コストの削減に寄与する。
【００５７】
本実施の形態１では、より確実な絶縁を可能にするための樹脂壁２ｉ、及び樹脂壁２ｈは、樹脂ケース２に設けられている。樹脂壁２ｉ及び樹脂壁２ｈを樹脂ケース２に設けることにより、部品点数の増大が抑えられ、電力変換装置１０の組み立てはより容易となる。しかし、樹脂壁２ｈ及び２ｉのうちの少なくとも一方を、樹脂ケース２とは異なる部品に設けても良い。例えば樹脂壁２ｈは、樹脂板１５に設けても良い。樹脂壁２ｈを樹脂板１５に設けても、部品点数の増大は抑えられることから、電力変換装置１０の製造コストの抑制に効果がある。樹脂壁２ｉを樹脂壁１５に設けても、部品点数の増大は抑えられることから、電力変換装置１０の製造コストの抑制に効果がある。
【００５８】
または、樹脂壁２ｈ及び２ｉのうちの一方を、一つ以上の部品としても良い。例えば樹脂壁２ｉとして、絶縁シートを用いても良い。絶縁シートを樹脂壁２ｉとして用いた場合、コイル１２と筐体３の側面３ｅとの間の絶縁を確保しつつ、その間に存在する樹脂４の厚みをより小さくさせることができる。このため、電力変換装置１０の小型化に寄与する。
【００５９】
実施の形態２．
図１２は、本発明の実施の形態２に係る電力変換装置を示す側断面図、図１３は、本発明の実施の形態２に係る電力変換装置に採用されたリアクトルを含むモジュールを示す斜視図である。本実施の形態２では、樹脂ケース２、樹脂板１５の形状、樹脂４の充填量、樹脂板１５の上部が上記実施の形態１と異なっている。そのため、上記実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００６０】
本実施の形態２では、図１２及び図１３に示すように、樹脂板１５の上部、つまり樹脂板１５のモジュール側とは反対側に放熱板６が追加されている。放熱板６は、筐体３の凹部３ａに挿入可能な外径を有している。放熱板６には、端子部１２ａ〜１２ｄを通す開口部６ａ、及び突起２ｃを通す開口部６ｂが設けられている。そのため、放熱板６は、図１２に示すように、凹部３ａ内の樹脂板１５の上、つまり樹脂板１５のリアクトル１側とは反対側に重ねることができる。突起２ｃを開口部６ｂに通すことにより、放熱板６の平面方向が位置決めされる。開口部６ａは、本実施の形態２における第４の開口部に相当し、開口部６ｂは、本実施の形態２における第５の開口部に相当する。
【００６１】
樹脂４は、放熱板６の上まで凹部３ａ内に充填されている。樹脂４は、コイル１２と筐体３との間、放熱板６と筐体３との間、放熱板６と不図示の周辺部品との間の確実な絶縁を実現させる。このため、本実施の形態２では、樹脂壁２ｉは省かれている。
【００６２】
放熱板６は、例えば金属平板をプレス金型などにより打ち抜くことで製造される。この製造方法では、放熱板６を低コストで製造することができる。また、放熱板６は、金属平板に切削加工を施すことにより製造することもできる。放熱板６の製造方法は、特に限定されない。放熱板６は、金属であることから、高い熱伝導性を有している。放熱板６とコイル１２との間には、樹脂４もしくは樹脂板１５が存在する。そのため、放熱板６とリアクトル１との間の絶縁が確保されている。放熱板６と樹脂板１５との間は、例えばギャップ充填剤によって熱的に接続されている。
【００６３】
次に、本実施の形態２におけるリアクトル１の冷却上の効果について具体的に説明する。
【００６４】
上記のように、コア１１の内径より内側部分は、最も温度上昇の大きい部分である。上記実施の形態１では、コア１１の内径より内側部分の熱量は、主に底面３ｄに流れるようになっている。しかし、本実施の形態２では、図１２に示すように、樹脂板１５の上部に放熱板６を追加し、放熱板６の上部まで樹脂４が存在する。そのため、コア１１の内径より内側部分の熱量を筐体３に流す放熱経路として、内側部分→樹脂４→樹脂板１５→樹脂４→側面３ｅにより形成される放熱経路、内側部分→樹脂４→樹脂板１５→放熱板６→樹脂４→側面３ｅにより形成される放熱経路、及び内側部分→樹脂４→側面３ｅにより形成される放熱経路、が追加される。このような放熱経路の追加により、コア１１の内径より内側部分と筐体３との間の熱抵抗は、より小さくなる。従って、本実施の形態２では、上記実施の形態１と比較して、より高い放熱性能が実現される。より高い放熱性能の実現により、上記実施の形態１と比較して、電力変換装置１０の小型化、高効率化、軽量化、及び低コスト化が可能となる。樹脂板１５の熱量は、放熱板６及び樹脂４を介して筐体３の側面３ｅに放熱できることから、上部に設置されたプリント配線板５の低温下も実現される。
【００６５】
放熱板６は、リアクトル１、樹脂ケース２、及び樹脂板１５と共に一体化され、モジュールとして筐体３の凹部３ａに収納される。そのため、上記実施の形態１と同様に、高い組立性が実現される。放熱板６は樹脂４に覆われるため、放熱板６と端子部１２ａ〜１２ｄとの間の絶縁を、確実に確保することができる。
【００６６】
なお、樹脂板１５は、図１４及び図１５に示すように、例えば中心部に穴１５ｃを設けても良い。この穴１５ｃは、樹脂４となる充填材を充填した凹部３ａにモジュールを挿入した際に、樹脂板１５の下方に存在する空気を排除するためのものである。そのため、穴１５ｃを設ける場合、図１４に示すように、放熱板６は樹脂板１５から離して配置する。図１４に示す例では、放熱板６の上下に突出する２つの柱状部７を設け、放熱板６を樹脂板１５から上部に離している。このように、柱状部７は、放熱板６の上下方向の相対的な位置決めに用いられている。
【００６７】
図１４に示すように、樹脂板１５と放熱板６とを離すことにより、樹脂板１５の下方に存在する空気を効率的に排除することができる。空気の排除により、コア１１の内径より内側部分と筐体３との間の熱抵抗を、より小さくすることができる。またさらに、この穴１５ｃ内が樹脂４で充填されることにより、コア１１より内側部分の熱量を筐体３に流す放熱経路として、内側部分→樹脂４→放熱板６→樹脂４→側面３ｅが追加され、コア１１より内側部分と筐体３との間の熱抵抗を、より小さくすることができる。つまり樹脂板１５に穴１５ｃを設けることで、より高い放熱性能を、より確実に実現できるようになる。
【００６８】
柱状部７は、例えばＰＢＴなどの電気絶縁性の樹脂であり、放熱板６にインサート成形により設けることができる。柱状部７を樹脂とした場合、樹脂４となる充填材は、柱状部７を覆うように充填しなくとも良い。つまり図１２に示すように、樹脂４となる充填材は、放熱板６を覆うことができるように充填すれば良い。
【００６９】
また、放熱板６には、図１６に示すように、樹脂板１５の穴１５ｂの位置に合わせ、穴１５ｃより小さい外径の凸部６ｃを樹脂板１５側に設けても良い。このような凸部６ｃを設けることにより、放熱板６とコア１１の内径より内側部分との間に存在する樹脂４の厚みを、より小さくさせることができる。このため、コア１１の内径より内側部分と筐体３との間の熱抵抗を、更に小さくすることができ、更に高い放熱性能が実現される。凸部６ｃは、本実施の形態２の変形例２における第１の凸部に相当する。
【００７０】
凸部６ｃの上下方向の高さは、凸部６ｃの先端が穴１５ｃ内に存在し、且つ樹脂板１５のリアクトル１側まで突出しない高さとするのが好ましい。これは、空気の排除を可能にしつつ、放熱板６とリアクトル１との間の絶縁を確実に確保するためである。
【００７１】
図１７に示すように、放熱板６には、１つ以上の穴６ｄを更に設けても良い。この穴６ｄにより、放熱板６の下方に存在する空気の排除を、より確実に行えるようになる。そのため、放熱板６に穴６ｄを設けない場合と比較して、コア１１の内径より内側部分と筐体３との間の熱抵抗を、より確実に小さくすることができ、高い放熱性能も、より確実に実現される。穴６ｄは、本実施の形態２の変形例３における第５の穴に相当する。
【００７２】
穴６ｄを設ける場合、図１８に示すように、凸部６ｃを放熱板６に設けるようにしても良い。凸部６ｃを設けることにより、コア１１の内径より内側部分と筐体３との間の熱抵抗を、更に確実に小さくすることができ、高い放熱性能も、更に確実に実現される。
【００７３】
凸部６ｃの先端部分には、図１９に示すように、穴６ｅを設けても良い。この穴６ｅは、排除すべき空気を通す通路となる。また、放熱板６を含むモジュールを凹部３ａ内に挿入する際には、空気だけでなく、樹脂４が通る通路ともなる。そのため、穴６ｅは、高い放熱性能の確実な実現とともに、凹部３ａへのモジュールの収納の迅速化を可能にする。穴６ｅは、本実施の形態２の変形例５における第３の穴に相当する。
【００７４】
穴１５ｃは、図１４及び図１７に示す各例では、本実施の形態２における第２の穴に相当し、図１６、図１８及び図１９に示す各例では、本実施の形態２における第４の穴に相当する。図１６、図１８及び図１９に示す各例では、穴１５ｃとは別に、第２、第４の穴に相当する穴を設けても良い。第４の穴に相当する穴を設けた場合、設けた穴に合わせた凸部６ｃとは別の凸部を設けることが可能となる。凸部の数を増やすほど、放熱はより効率的に行えるようになる。
【００７５】
放熱板６の径方向の端部には、図２０に示すように、樹脂板１５と筐体３の側面３ｅとの間に先端が突出する壁６ｆを設けても良い。壁６ｆは、樹脂４より高い熱伝導性を有している。そのため、壁６ｆを設けることにより、樹脂板１５と筐体３の側面３ｅとの間の熱抵抗を更に小さくすることができ、放熱性能は向上することになる。壁６ｆは、本実施の形態２の変形例６における板状の突出部に相当する。
【００７６】
壁６ｆが存在しない場合、樹脂板１５と筐体３の側面３ｅとの間には、樹脂板１５→放熱板６と樹脂板１５との間に存在する樹脂４→筐体３の側面３ｅ、により形成される放熱経路、及び樹脂板１５→樹脂４→筐体３の側面３ｅ、により形成される放熱経路、が存在する。これら２つの放熱経路は、壁６ｆを設けることにより、樹脂板１５→放熱板６と樹脂板１５との間に存在する樹脂４→壁６ｆ→樹脂４→筐体３の側面３ｅ、により形成される放熱経路、及び樹脂板１５→樹脂４→壁６ｆ→樹脂４→筐体３の側面３ｅ、により形成される放熱経路、に変化する。この結果、熱量が伝導される樹脂４の長さが短くなり、短くなった分は壁６ｆが熱量の伝導経路となる。このため、壁６ｆを設けることにより、樹脂板１５と筐体３の側面３ｅとの間の熱抵抗を更に小さくすることができる。
【００７７】
凸部６ｃ、穴６ｅを含む凸部６ｃは、例えばプレス加工により、放熱板６に設けることができる。穴６ｅを含む凸部６ｃは、切削加工により、放熱板６に設けることもできる。また、壁６ｆは、板金に対して曲げ加工を施すことにより形成させることができる。壁６ｆは、切削加工により形成させても良い。切削加工は、プレス加工と比較して、より高精度な加工が可能である。そのため、高い精度が要求される場合、壁６ｆの形成には、プレス加工より切削加工を用いるのが好ましい。
【００７８】
実施の形態３．
図２１は、本発明の実施の形態３に係る電力変換装置を示す側断面図である。本実施の形態３では、樹脂ケース２の底壁部２ｎと筐体３の底面３ｄとの間に間隔を設ける実現方法が上記実施の形態１と異なっている。そのため、上記実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。
【００７９】
本実施の形態３では、図２１に示すように、筐体３の底面３ｄ全体に絶縁シート８を設置し、樹脂ケース２の底壁部２ｎと筐体３の底面３ｄとの間に絶縁シート８を挟んでいる。それにより、樹脂ケース２の底壁部２ｎと筐体３の底面３ｄとの間を離すと共に、リアクトル１と筐体３との間の絶縁を確保させている。絶縁シート８としては、例えばシリコーン系ゴムを用いた電気絶縁性に優れたシートが好ましい。
【００８０】
樹脂ケース２には、破損、湾曲等が発生する恐れがある。リアクトル１は、重量が比較的重く、且つ発熱し、樹脂ケース２及び樹脂４は、経時劣化する。このことから、特に底壁部２ｎに破損、湾曲等が発生する恐れが高い。底壁部２ｎの破損、湾曲等は、底壁部２ｎと底面３ｄとの間に存在する樹脂４にも悪影響を及ぼす恐れが高い。これらのことから、底壁部２ｎに破損、湾曲等が発生した場合、リアクトル１と筐体３との間の絶縁が確保できない恐れがある。
【００８１】
しかし、図２１に示すように、樹脂ケース２の底壁部２ｎと筐体３の底面３ｄとの間に絶縁シート８を配置した場合、例え底壁部２ｎに破損、湾曲等が発生したとしても、リアクトル１と筐体３との間の絶縁を確保することができる。そのため、上記実施の形態１と比較して、高い耐久性を実現でき、信頼性が向上することとなる。放熱性能は、上記実施の形態１と同等のレベルを実現できる。
【符号の説明】
【００８２】
１  リアクトル、２  樹脂ケース、２ａ  開口部（第１の開口部）、２ｂ  開口部（第２の開口部）、２ｃ  突起（第２の突起）、２ｄ  突起（第１の突起）、２ｆ  突起（第３の突起）、２ｈ  樹脂壁（板状部）、２ｉ  樹脂壁（絶縁性部材）、２ｊ  穴（貫通穴）、２ｍ  側壁部、２ｎ  底壁部、２ｏ  凹部（第１の凹部）、３  筐体、３ａ  凹部（第２の凹部）、３ｃ  穴（第６の穴）、３ｆ  縁、３ｈ  凸部（第２の凸部）、４  樹脂、６  放熱板、６ａ  開口部（第４の開口部）、６ｂ  開口部（第５の開口部）、６ｃ  凸部（第１の凸部）、６ｄ  穴（第５の穴）、６ｅ  穴（第３の穴）、６ｆ  壁（板状の突出部）、８  絶縁シート、１０  電力変換装置、１１  コア、１２  コイル、１２ａ〜１２ｄ  端子部、１３  ボビン、１５  樹脂板（板状部材）、１５ａ  開口部（第３の開口部）、１５ｂ  穴（第１の穴）、１５ｃ  穴（第２の穴、第４の穴）。
【図１】
2020061505.tif 000003
【図２】
2020061505.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2020061505.tif 000015
【図１４】
2020061505.tif 000016
【図１５】
2020061505.tif 000017
【図１６】
2020061505.tif 000018
【図１７】
2020061505.tif 000019
【図１８】
2020061505.tif 000020
【図１９】
2020061505.tif 000021
【図２０】
2020061505.tif 000022
【図２１】
2020061505.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月13日(2019.12.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係るリアクトルの冷却構造は、第１の開口部が設けられた底壁部、及び第２の開口部が設けられた側壁部により、コアにコイルが巻かれたトロイダル形状のリアクトルを収納する第１の凹部が形成されたケースと、第１の凹部内にリアクトルが収納されたケースをモジュールとして収納する第２の凹部が設けられた筐体と、モジュールが収納された第２の凹部内に、底壁部、リアクトルの少なくとも一部、及び側壁部に設けられた第２の開口部の少なくとも一部を含む位置まで存在する、第２の凹部内に充填材として充填された樹脂と、コイルの樹脂に覆われていない部分と第２の凹部の側面との間に配置された絶縁性部材と、を備えている。
【手続補正２】
【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】
第１の開口部が設けられた底壁部、及び第２の開口部が設けられた側壁部により、コアにコイルが巻かれたトロイダル形状のリアクトルを収納する第１の凹部が形成されたケースと、
前記第１の凹部内に前記リアクトルが収納された前記ケースをモジュールとして収納する第２の凹部が設けられた筐体と、
前記モジュールが収納された前記第２の凹部内に、前記底壁部、前記リアクトルの少なくとも一部、及び前記側壁部に設けられた前記第２の開口部の少なくとも一部を含む位置まで存在する、前記第２の凹部内に充填材として充填された樹脂と、
前記コイルの前記樹脂に覆われていない部分と前記第２の凹部の側面との間に配置された絶縁性部材と、
を備えるリアクトルの冷却構造。
【請求項２】
前記ケースの前記底壁部と前記筐体の底面との間の間隔を確保するための第１の突起が設けられている、
請求項１に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項３】
前記第１の突起は、前記ケースに設けられ、前記底面と接する、
請求項２に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項４】
前記第２の凹部に収納した前記モジュールの前記底壁部側とは反対側に設置され、前記コアに巻かれたコイルの端子部が貫通する１つ以上の第１の穴が設けられた板状部材、
を更に備える請求項１から３の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項５】
前記第２の凹部内に、前記板状部材の前記モジュール側とは反対側に収納される放熱板、を更に備え、
前記樹脂は、前記放熱板を覆う位置まで存在する、
請求項４に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項６】
前記ケースには、前記底壁部側の反対側に突出する第２の突起が設けられ、
前記板状部材には、前記第２の突起を通す第３の開口部が設けられている、
請求項５に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項７】
前記放熱板には、前記第２の突起を通す第５の開口部が設けられている、
請求項６に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項８】
前記端子部と前記第２の凹部の側面との間に配置された絶縁性の板状部、
を更に備える請求項５から７の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項９】
前記板状部材には、少なくとも１つ以上の第２の穴を設けている、
請求項５から８の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１０】
前記放熱板には、前記端子部を通す第４の開口部が設けられている、
請求項５に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１１】
前記放熱板には、前記モジュール側に突出する第１の凸部が設けられている、
請求項５から１０の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１２】
前記第１の凸部には、第３の穴が形成されている、
請求項１１に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１３】
前記板状部材には、前記第１の凸部が挿入可能な第４の穴が設けられている、
請求項１１または１２に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１４】
前記放熱板には、前記板状部材と前記第２の凹部の側面との間に突出する板状の突出部が設けられている、
請求項５から１３の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１５】
前記放熱板には、少なくとも１つ以上の第５の穴が設けられている、
請求項５から１４の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１６】
前記ケースは、絶縁性の部材で構成され、
前記絶縁性部材は、前記ケースに設けられている、
請求項１に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１７】
前記板状部は、前記ケースに設けられている
請求項８に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１８】
前記板状部は、前記板状部材に設けられている、
請求項８に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項１９】
前記底壁部に設けられた前記第１の開口部には、前記リアクトルを構成する前記コアの最大外径未満の外径に形成された貫通穴が含まれる、
請求項１から１８の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項２０】
前記第２の凹部の底面には、前記貫通穴に対向する位置に第２の凸部が設けられている、
請求項１９に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項２１】
前記第２の凹部の底面に設置された絶縁シート、を更に備え、
前記筐体と前記リアクトルとの間は、前記絶縁シートを介して熱的に接続されている、
請求項１から２０の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項２２】
前記筐体の前記第２の凹部の縁には、第６の穴が設けられ、
前記ケースには、前記モジュールを前記第２の凹部に収納した場合に、前記第６の穴内に挿入される第３の突起が設けられている、
請求項１から２１の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造。
【請求項２３】
請求項１から２２の何れか１項に記載のリアクトルの冷却構造、
を有する電力変換装置。