(57)【要約】【課題】騒音を低減でき、組立作業性に優れるリアクトルを提供する。【解決手段】リアクトル1Aは、巻線2wを巻回してなる筒状のコイル2と、コイル2の配置部分を有する磁性コア3と、コイル2とコイル2の配置部分との間に配置される収納部分とコイル2の端面に接して配置される露出部分とを有するインシュレータ5Aと、コイル2と磁性コア3とインシュレータ5Aとの組物10Aを収納する有底筒状のケース4Aとを具える。ケース4Aの内底面40iと、コイル2及び磁性コア3の双方との間に隙間gが設けられている。インシュレータ5Aの露出部分は、コイル2と磁性コア3との組合体をケース4Aに対して隙間gを形成した状態に支持する支持部(ここでは台板54)を具える。インシュレータ5Aの支持部によって、組物10Aがケース4A内に吊り下げられた状態で維持されることで、騒音を低減できる。【選択図】図3
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線を巻回してなる筒状のコイルと、前記コイルの配置部分を有する磁性コアと、前記コイルと前記コイルの配置部分との間に配置される収納部分と前記コイルの端面に接して配置される露出部分とを有するインシュレータと、前記コイルと前記磁性コアと前記インシュレータとの組物を収納する有底筒状のケースとを具えるリアクトルであって、
前記ケースの内底面と、前記コイル及び前記磁性コアの双方との間に隙間が設けられており、
前記インシュレータの露出部分は、前記コイルと前記磁性コアとの組合体を前記ケースに対して前記隙間を形成した状態に支持する支持部を具えるリアクトル。
【請求項２】
前記インシュレータの露出部分は、前記コイルの軸方向に突出した台板を具えており、
前記支持部は、前記台板の一部である請求項1に記載のリアクトル。
【請求項３】
前記支持部には、突起及び貫通孔の少なくとも一方が設けられており、前記ケースには、前記突起が嵌め込まれる係合溝及び前記貫通孔を挿通する係合突起の少なくとも一方が設けられている請求項1又は2に記載のリアクトル。
【請求項４】
前記隙間に充填された封止樹脂を具える請求項1〜3のいずれか1項に記載のリアクトル。
【請求項５】
前記ケースの内底面から、前記支持部と前記ケースとの接触箇所に亘って充填される封止樹脂を具える請求項1〜4のいずれか1項に記載のリアクトル。
【請求項６】
前記ケースは、コンバータケースに一体に形成されている請求項1〜5のいずれか1項に記載のリアクトル。
【請求項７】
請求項1〜6のいずれか1項に記載のリアクトルを具えるコンバータ。
【請求項８】
請求項7に記載のコンバータを具える電力変換装置。
【請求項９】
巻線を巻回してなる筒状のコイルと、前記コイルの配置部分を有する磁性コアと、前記コイルと前記コイルの配置部分との間に配置される収納部分と前記コイルの端面に接して配置される露出部分とを有するインシュレータとを具えるリアクトル用の組物であって、
前記インシュレータの露出部分は、前記組物を有底筒状のケースに収納したとき、前記ケースの内底面と前記コイル及び前記磁性コアの双方との間に隙間を形成した状態になるように前記コイル及び前記磁性コアを前記ケースに対して支持する支持部を具えるリアクトル用の組物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車などの車両に搭載される車載用DC-DCコンバータといった電力変換装置の構成部品などに利用されるリアクトル用の組物、リアクトル、リアクトルを具えるコンバータ、コンバータを具える電力変換装置に関する。特に、騒音を低減でき、組立作業性に優れるリアクトルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電圧の昇圧動作や降圧動作を行う回路の部品の一つに、リアクトルがある。特許文献1は、ハイブリッド自動車などの車両に載置されるコンバータに利用されるリアクトルとして、巻線を巻回してなる一対の筒状のコイル素子を横並びさせたコイルと、各コイル素子がそれぞれ配置される一対の内側部分コア(コイルの配置部分)を一対の外側部分コアで繋いで環状に形成される磁性コアと、コイルと磁性コアとの組合体を収納する有底筒状のケースと、ケース内に充填される封止樹脂とを具えるものを開示している。このリアクトルは、更に、樹脂製の内側ボビン及び外側ボビンからなるインシュレータを具え、コイル素子と内側部分コアとの間に筒状の内側ボビンを介在させ、コイルの端面に矩形枠状の外側ボビンを配置させて、コイルと磁性コアとの間の絶縁性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2007-129149号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リアクトルに対して、騒音をより低減することが望まれている。また、組立作業性に優れるリアクトルが望まれている。
【０００５】
特許文献1では、樹脂よりも比重が高いフィラーを含有した封止樹脂を利用し、封止材の比重を増大することで騒音を低減することを提案している。しかし、このリアクトルは、ケースの内底面と外側部分コアとが接触する構成であり(特許文献1の図3)、磁性コアの形態によっては騒音が生じる恐れがある。例えば、磁性コアとして、鉄などの軟磁性金属粉末を成形した圧粉成形体からなるもの(以下、圧粉コアと呼ぶ)を利用すると、積層鋼板からなるものを利用した場合に比較して、磁歪による振動が生じ易い。そのため、磁性コアとして圧粉コアを利用した場合、上述のようにケースに接して磁性コアを支持すると、磁歪による磁性コアの振動によって、磁性コアの振動が、ケースやケースが取り付けられている台(例えば、冷却ベースなど)に伝播することで騒音が生じ得る、と考えられる。また、車載用リアクトルでは、上述のようにケースに接して磁性コアを支持すると、運転時などに生じる振動がケースを介して磁性コアに伝えられ、この振動の伝播によっても騒音が生じる恐れがある。更に、ケースを介して伝播した上記振動によって磁性コアが破損する恐れもある。
【０００６】
その他、放熱性を高めるためにコイルを金属製のケースに接触させた形態のリアクトルとすることがある。この形態では、コイルの励磁時に生じる振動がケースに直接伝えられたり、逆に、上述のように運転時などの振動がケースを介してコイルに直接伝えられたりすることで、騒音が生じ得る。
【０００７】
従って、上述のような磁歪による振動に起因する騒音や振動の伝播に伴う騒音をも低減できる構成の開発が望まれている。また、上述のような特殊な封止樹脂を用いない場合でも騒音を低減できる構成の開発が望まれる。
【０００８】
例えば、防振材を別途具える構成が考えられる。しかし、この構成は、特許文献1に記載されるように、騒音防止効果が不十分である上に、部品点数の増加によって組立作業性の低下を招く。
【０００９】
そこで、本発明の目的の一つは、騒音を低減でき、組立作業性に優れるリアクトル、及びリアクトル用の組物を提供することにある。また、本発明の別の目的は、上記リアクトルを具えるコンバータ、このコンバータを具える電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、有底筒状のケース内に、コイルと磁性コアとの組合体を吊り下げた状態で維持できるようにインシュレータの形状を工夫することで、上記目的を達成する。
【００１１】
本発明のリアクトルは、巻線を巻回してなる筒状のコイルと、上記コイルの配置部分を有する磁性コアと、上記コイルと上記コイルの配置部分との間に配置される収納部分と上記コイルの端面に接して配置される露出部分とを有するインシュレータと、上記コイルと上記磁性コアと上記インシュレータとの組物を収納する有底筒状のケースとを具える。このリアクトルは、上記ケースの内底面と、上記コイル及び上記磁性コアの双方との間に隙間が設けられている。そして、上記インシュレータの露出部分は、上記コイルと上記磁性コアとの組合体を上記ケースに対して上記隙間を形成した状態に支持する支持部を具える。
【００１２】
本発明のリアクトルは、インシュレータの一部(支持部)がケースに支持されることで、コイルと磁性コアとの組合体とケースの内底面との間に隙間を有する状態、いわば、上記組合体がケース内に吊り下げられた状態で維持される。磁性コアがケースに非接触であることで、磁性コアが磁歪による振動を生じる場合でも、磁歪に起因した騒音を低減、又は防止できる。また、コイルがケースに非接触であることで、コイルの振動がケースに直接伝えられないため、この振動に起因した騒音を低減、又は防止できる。更に、コイル及び磁性コアの両者がケースに非接触であることで、ケースから両者への振動の伝播に起因した騒音を低減、又は防止できる。これらの点から、本発明のリアクトルは、騒音を低減できる。この騒音の低減・防止効果は、封止樹脂の有無、封止樹脂の材質によらず得られることから、本発明のリアクトルは、封止樹脂の選択の自由度も高い。
【００１３】
かつ、本発明のリアクトルは、従来のリアクトルの構成要素であるインシュレータ及びケースの双方の形状を変更したものであり、騒音低減のための部品の増加が実質的にない。そのため、本発明のリアクトルは、部品点数が少なく、組立作業性にも優れる。
【００１４】
更に、本発明のリアクトルは、上記組合体がケース内に吊り下げられた状態であるため、ケースが金属製である場合でも、コイルや磁性コアとケースとの間の絶縁性を高められる。
【００１５】
本発明の一形態として、上記インシュレータの露出部分は、上記コイルの軸方向に突出した台板を具えており、上記支持部が上記台板の一部である形態が挙げられる。
【００１６】
例えば、ケースに上記台板の一部を載置する受け部を設けて、上記台板を受け部に載置するように組物をケースに収納することで、コイルと磁性コアとの組合体をケース内に吊り下げた状態を容易に形成できる。従って、上記形態は、騒音を低減できる上に、組立作業性に優れる。
【００１７】
本発明の一形態として、上記支持部に突起及び貫通孔の少なくとも一方が設けられており、上記ケースに上記突起が嵌め込まれる係合溝及び上記貫通孔を挿通する係合突起の少なくとも一方が設けられた形態が挙げられる。
【００１８】
上記形態は、突起と係合溝との嵌合や貫通孔と係合突起との嵌合を行うことで、コイルと磁性コアとの組合体をケースに精度よく位置決めできる上に、吊り下げた状態を容易に形成できる。また、上記形態は、吊り下げた状態を長期に亘り維持でき、ずれ難い。更に、上記形態は、突起や係合突起などをガイドとして、ケースに組物を容易に、かつ精度よく収納できる。従って、上記形態は、騒音を低減できる上に、組立作業性に優れる。
【００１９】
本発明の一形態として、上記隙間に充填された封止樹脂を具える形態が挙げられる。
【００２０】
上記形態は、上記隙間に充填された封止樹脂によって、コイルや磁性コアからケースへの振動の伝播、ケースからコイルや磁性コアへの振動の伝播を緩和し易いことから、騒音をより低減できる。封止樹脂の材質によっては、コイルや磁性コアとケースとの絶縁性の向上や放熱性の向上の効果も期待できる。
【００２１】
本発明の一形態として、上記ケースの内底面から、上記支持部と上記ケースとの接触箇所に亘って充填される封止樹脂を具える形態が挙げられる。
【００２２】
上記形態は、上記隙間だけでなく、支持部とケースとの接触箇所(例えば、上述の突起と係合溝との嵌め合わせ箇所や貫通孔と係合突起との嵌め合わせ箇所など)に至るまで、ケース内に封止樹脂が充填されていることから、ケース内における組合体の位置をより強固に固定できる。封止樹脂の材質によっては、組合体とケースとの絶縁性の向上や放熱性の向上の効果も期待できる。
【００２３】
本発明の一形態として、上記ケースがコンバータケースに一体に形成された形態が挙げられる。
【００２４】
コンバータ用リアクトルは、コンバータケースに収納されて利用される。上記形態は、コイルと磁性コアとの組合体を収納するケースがコンバータケースと独立しておらず一体であることから、独立したケースをコンバータケースに固定する工程が不要であり、組立作業性に優れる。
【００２５】
ケースに収納される前のリアクトル用の組物として、例えば、以下の構成のものが挙げられる。本発明のリアクトル用の組物は、巻線を巻回してなる筒状のコイルと、上記コイルの配置部分を有する磁性コアと、上記コイルと上記コイルの配置部分との間に配置される収納部分と上記コイルの端面に接して配置される露出部分とを有するインシュレータとを具える。そして、上記インシュレータの露出部分は、上記組物を有底筒状のケースに収納したとき、上記ケースの内底面と上記コイル及び上記磁性コアの双方との間に隙間を形成した状態になるように上記コイル及び上記磁性コアを上記ケースに対して支持する支持部を具える。
【００２６】
本発明のリアクトル用の組物は、ケースに収納して、インシュレータの一部(支持部)をケースに支持させることで、本発明のリアクトルと同様にコイルと磁性コアとの組合体とケースの内底面との間に隙間を設けられる。つまり、上記組合体をケース内に吊り下げられた状態に維持できる。従って、本発明のリアクトル用の組物も、本発明のリアクトルと同様に、磁歪に起因した騒音、コイルの振動に起因した騒音、ケースからの振動の伝播に起因した騒音などを低減、又は防止できる。また、本発明のリアクトル用の組物も、騒音低減のための部品の増加が実質的にないため、部品点数が少なく、組立作業性にも優れる。
【００２７】
本発明のリアクトルや本発明のリアクトル用の組物は、コンバータの構成部品に好適に利用することができる。本発明のコンバータは、上記本発明のリアクトルを具える。
【００２８】
本発明のコンバータは、騒音を低減できる本発明のリアクトルを具えることで、騒音を低減できる。本発明のコンバータは、組立作業性に優れる本発明のリアクトルを具えることで、生産性に優れる。
【００２９】
本発明のコンバータは、電力変換装置の構成部品に好適に利用することができる。本発明の電力変換装置は、上記本発明のコンバータを具える。
【００３０】
本発明の電力変換装置は、騒音を低減できる本発明のコンバータを具えることで、騒音を低減できる。本発明の電力変換装置は、組立作業性に優れる本発明のコンバータを具えることで、生産性に優れる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のリアクトル、本発明のリアクトル用の組物、本発明のコンバータ、及び本発明の電力変換装置は、騒音を低減でき、組立作業性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態1のリアクトルを示す概略斜視図である。
【図２】実施形態1のリアクトルの概略を示す分解斜視図である。
【図３】図1に示すリアクトルの(A)-(A)断面を示す部分断面図である。
【図４】実施形態1のリアクトルに具えるリアクトル用の組物の概略を示す分解斜視図である。
【図５】実施形態1のリアクトルに具えるインシュレータとケースとの係合状態を説明する説明図である。
【図６】実施形態1のリアクトルに具えるインシュレータの別の形態とケースとの係合状態を説明する説明図である。
【図７】実施形態2のリアクトルの概略を示す分解斜視図である。
【図８】ハイブリッド自動車の電源系統を模式的に示す概略構成図である。
【図９】本発明のコンバータを具える本発明の電力変換装置の一例を示す概略回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
[実施形態1]
以下、図1〜図6を参照して、実施形態1のリアクトルを説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
【００３４】
(リアクトルの全体構成)
リアクトル1Aは、巻線2wを巻回してなるコイル2と、コイル2が一部に配置される環状の磁性コア3(図4)と、コイル2と磁性コア3との絶縁性を高めるインシュレータ5Aと、コイル2と磁性コア3とインシュレータ5Aとの組物10Aを収納する有底筒状のケース4Aとを具える。リアクトル1Aは、インシュレータ5Aにおいてコイル2外に配置される露出部分の一部(ここでは台板54の一部)とケース4Aとの係合によって、ケース4Aの内底面40i(図3)と、コイル2と磁性コア3との組合体との間に隙間g(図3)を形成した状態に上記組合体を支持する点を最大の特徴とする。以下、リアクトル1Aの主要な構成部材であるコイル2及び磁性コア3の概略、特徴部分及び関連する部分の構成、並びに主要な効果をまず説明し、次に各構成を詳細に説明する。
【００３５】
(コイル及び磁性コアの概略)
コイル2は、図2,図4に示すように、巻線2wを螺旋状に巻回してなる一対のコイル素子2a,2bと、両コイル素子2a,2bを連結するU字状の連結部2rとを具える。各コイル素子2a,2bは、互いに同一の巻数の中空の筒状体であり、各軸方向が平行するように並列(横並び)されている。ここでは、各コイル素子2a,2bは、被覆平角線をエッジワイズ巻きにしたエッジワイズコイルである。そのため、各コイル素子2a,2bの端面は、図4に示すように平角線の幅に応じた枠状の面で構成される。
【００３６】
磁性コア3は、一対の柱状の内側コア部31(図4)と、一対の柱状の外側コア部32(図2,図4)とを具える。各内側コア部31はそれぞれ、横並びされたコイル素子2a,2b内に挿通配置されて、コイルの配置部分として利用される。外側コア部32は、コイル2から露出され、コイル2が実質的に配置されない部分である。横並びされた両内側コア部31を繋ぐように各外側コア部32が配置されて、環状の磁性コア3を形成する。
【００３７】
(特徴部分及び関連する部分の構成及び効果)
インシュレータ5Aは、図4に示すように、コイル素子2a,2bと内側コア部31(コイルの配置部分)との間に配置され、内側コア部31の外周面を覆う筒状部51Aと、両コイル素子2a,2bの端面に接して配置される一対の枠板部52Aとを具え、絶縁性の樹脂で構成されている。筒状部51Aは、コイル2に覆われる収納部分であり、枠板部52Aは、コイル2外に配置される露出部分である。筒状部51Aは、コイル素子2a,2bと内側コア部31との間の絶縁性を高め、枠板部52Aは、コイル2(特にコイル素子2a,2bの端面)と外側コア部32(特に内端面32e)との間の絶縁性を高める。ここでは、一つの筒状部51Aと一つの枠板部52Aとが一体成形されている。また、各筒状部51Aは、各内側コア部31の外周をそれぞれを覆うように成形されている。組物10Aは、この一つの筒状部51A・一つの枠板部52A・一つの内側コア部31が一体となったL字状のコア部品315a,315bを二つ具える。
【００３８】
リアクトル1A(組物10A)では、矩形枠状の枠板部52Aに、コイル素子2a,2bの軸方向及びコイル素子2a,2bの横並び方向の双方に平行に突出した台板54を具える。台板54は、長方形状の平板材から構成され、枠板部52Aの表面(外側コア部32側の面)に対して垂直に、かつ枠板部52Aの上方側の縁から突出するように立設されている。つまり、枠板部52Aと台板54とはL字状に形成されている(図3)。台板54は、枠板部52Aと外側コア部32とを組み付けたとき、外側コア部32の上面32uを覆うように上面32uに平行に配置され(図3)、台板54の二つの角部が上面32uの周縁から突出するように配置される(図2)。そして、各台板54の二つの角部(二つの台板54では合計四つの角部)は、ケース4Aとの係合部として機能する。
【００３９】
ケース(リアクトル専用ケース)4Aは、図2に示すように、底部40と、底部40から立設される矩形枠状の側壁41とを具える矩形箱である。ケース4Aの内部空間は、組物10Aの収納空間に利用される。
【００４０】
リアクトル1A(組物10A)では、ケース4A内の四つの角部に、台板54の角部を受ける受け部42が設けられている。受け部42は、ケース4A内の各角部を埋めるように形成された三角柱状の領域であり、三角形状の一平面を台板54と接触する支持面420とする。つまり、ケース4Aに設けられた受け部42の支持面420は、インシュレータ5A(台板54)との係合部として機能する(図5)。
【００４１】
このようなリアクトル1Aは、図3に示すように、コイル2と磁性コア3とインシュレータ5Aとの組物10Aをケース4Aに収納すると、外側コア部32の上面32uの周縁から突出した台板54の角部がそれぞれ、ケース4Aの受け部42の支持面420に支持される。この台板54と受け部42との係合によって、コイル2と磁性コア3との組合体は、組合体におけるケース4Aの内底面40i側の面、具体的には、コイル2の下面2d及び外側コア部32の下面32dと、内底面40iとの間に隙間gが形成された状態に維持される。つまり、組合体は、台板54と受け部42との係合によって、ケース4A内に吊り下げられて、コイル2及び磁性コア3の双方がケース4Aの内底面40iに非接触の状態(浮いた状態)となる。
【００４２】
上述の構成によって、リアクトル1Aは、隙間gを調整することで、コイル2及び磁性コア3がケース4Aに接触しない。そのため、リアクトル1Aは、ケース4A(特に内底面40i)と組物10A(特にコイル2や磁性コア3)との接触により生じ得る騒音を低減できる。また、リアクトル1Aは、ケース4Aを介して伝えられた外部の振動やケース4A自体の振動が組物10Aに直接伝えられない上に、コイル2の振動がケース4Aに直接伝えられないため、振動に起因する騒音を低減できる。従って、リアクトル1Aは、騒音を低減できる。
【００４３】
かつ、リアクトル1Aは、隙間gを形成するための部材として、ケース4A自体及びインシュレータ5A自体を利用するため、部品点数の増加がなく、組立工程数が少ない。また、支持面420の大きさ(面積)を調整して、台板54の角部との接触面積を十分に大きくすることで、組物10Aを十分に支持できるが、ここでは、更に、台板54の角部に貫通孔54h(図2,図4,図5)を具え、支持面420に係合突起422(図1〜図3,図5)を具え、係合突起422を貫通孔54hに挿通する構成としている(図1,図3,図5)。この構成によって、ネジやボルト、接着剤などの別部材を用いなくても、インシュレータ5Aによるケース4Aに対する組物10Aの支持を強固に行える。そのため、リアクトル1Aは、部品点数が少ない上に、ネジやボルトなどの締付工程や接着剤の塗布・硬化工程が不要である。特に、有底筒状のケース4Aの内底面40iに接着剤を均一的な厚さに塗布することは作業性に劣り、この作業を省略することは工業的に意義が高い。また、組物10Aをケース4Aに収納するとき、貫通孔54hや係合突起422をガイドにすることで、組物10Aをケース4Aに精度よく、かつ容易に位置決めできる。これらの点から、リアクトル1Aは、組立作業性にも優れる。更に、リアクトル1Aは、貫通孔54hと係合突起422との係合によって、位置ずれが生じ難い。
【００４４】
その他、金属製のケース4Aとする場合、隙間gを調整することで、コイル2や磁性コア3とケース4Aとの間の絶縁性を高められ、所望の部分放電開始電圧や絶縁耐圧を確保できる。更に、ケース4A内に封止樹脂100(図3)を充填して、組物10Aとケース4Aとの間に封止樹脂100が介在する構成とすると、コイル2や磁性コア3の振動を封止樹脂100によってある程度吸収できる。また、外部の振動やケース4Aに伝わった振動を封止樹脂100によってある程度吸収できる。つまり、封止樹脂100の介在によって、コイル2や磁性コア3の振動がケース4Aに直接伝えられず、ケース4Aに伝えられる振動を緩和できたり、ケース4Aなどの振動がコイル2や磁性コア3に直接伝えられず、組物10Aに伝えられる振動を緩和できたりする。従って、この形態は、騒音をより低減できる。また、封止樹脂100が存在することで、空間である場合よりも、組物10を支持し易い。
【００４５】
なお、隙間gの大きさは適宜選択することができる。例えば、隙間gは、0.1mm〜3mm程度が挙げられる(ここでは2mm程度)。隙間gは、磁歪による振動が生じる場合でも磁性コア3がケース4Aに接触しない大きさとする。隙間gが大きいほど、コイル2や磁性コア3とケース4Aとが接触し難く、騒音を低減し易い。また、隙間gが大きいほど、コイル2や磁性コア3とケース4A(特に金属製の場合)との絶縁性も高められる。所望の絶縁耐圧の沿面距離が確保できるように隙間gを調整するとよい。隙間gが小さいほど、リアクトル1Aの嵩が小さく、小型にできる。
【００４６】
(各構成の説明:コイル)
リアクトル1Aを構成するコイル2及び磁性コア3は、公知の形状、材質のものを利用できる。ここでは、コイル2は、図4に示すように接合部の無い1本の連続する巻線2wによって、コイル素子2a,2b及び連結部2rが形成されている。両コイル素子2a,2bを繋ぐ巻線2wの一部がU字状に屈曲されて連結部2rが形成されることで、両コイル素子2a,2bの巻回方向は同一となり、両コイル素子2a,2bは電気的に直列に接続される。巻線2wは、銅やアルミニウム、その合金といった導電性材料からなる導体の外周に、絶縁性材料(代表的にはポリアミドイミド)からなる絶縁被覆を具える被覆線を好適に利用できる。ここでは、銅平角線からなる導体を具える被覆平角線を利用している。
【００４７】
各コイル素子を別々の巻線によって作製し、各コイル素子の巻線の一端部同士を溶接や半田付け、圧着などによって直接接合された、又は連結部材を用いて接合されたコイルとすることができる。
【００４８】
コイル素子2a,2bの端面形状は、ここでは矩形枠状としているが、適宜変更できる(例えば、円環状など)。
【００４９】
コイル2を形成する巻線2wの両端部は、絶縁被覆が剥がされて露出された導体部分に、代表的には端子金具(図示せず)が接続される。端子金具を介して、コイル2に電力供給を行う電源などの外部装置(図示せず)が接続される。
【００５０】
(磁性コア)
ここでは、磁性コア3のうち内側コア部31は、図4の破線円内に示すように、軟磁性材料からなる複数のコア片31mと、コア片31mよりも比透磁率が小さい材料からなるギャップ材31gとが交互に積層配置された積層物である。コア片31mとギャップ材31gとは、特に接着剤によって一体化すると、扱い易い上に、コア片31mが磁歪によって振動する材質で構成され、ギャップ材31gがアルミナのような剛性が高い材質で構成された場合でも、コア片31mとギャップ材31gとの接触・非接触に伴う騒音を低減できると期待される。その他、コア片31mとギャップ材31gとを接着テープなどによって一体化すると、扱い易い。コア部品315a,315bの構成樹脂(筒状部51A)が上記積層物の結束材として機能できることから、接着剤や接着テープなどを用いない形態とすることもできる。ここでは、コア片31mとギャップ材31gとを接着剤によって一体化している。外側コア部32は、軟磁性材料からなるコア片である。
【００５１】
ここでは、内側コア部31を直方体状、外側コア部32は上面32u・下面32d(図3)がドーム状(内端面32eから外方に向かって断面積が小さくなる変形台形状)である柱状としているが、内側コア部31(コア片31m・ギャップ材31g)の形状、外側コア部32の形状は適宜選択することができる。また、ここでは、外側コア部32の設置側の面(図3:下面32d)がコイル2の設置側の面(図3:下面2d)と面一になるように、外側コア部32の大きさを調整している。このため、磁性コア3を環状に形成した場合、外側コア部32の外周面(特に下面32d)は内側コア部31の外周面よりも突出している。また、組物10Aの設置側の面は、主として、二つの外側コア部32の下面32dと、コイル2の下面2dとで構成される。
【００５２】
内側コア部31や外側コア部32を構成するコア片は、鉄などの鉄族金属やその合金、鉄を含む酸化物などに代表される軟磁性粉末を用いた成形体や、絶縁被膜を有する磁性薄板(例えば、ケイ素鋼板に代表される電磁鋼板)を複数積層した積層板体が挙げられる。上記成形体は、圧粉成形体、焼結体、軟磁性粉末と樹脂とを含む混合体を射出成形や注型成形などした複合材料などが挙げられる。ここでは、各コア片はいずれも、鉄や鋼などの鉄を含有する軟磁性金属粉末の圧粉成形体としている。
【００５３】
ギャップ材31gの具体的な材料は、アルミナや不飽和ポリエステルなどの非磁性材料、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂などの非磁性材料と磁性粉末(例えば、鉄粉などの軟磁性粉末)とを含む混合物などが挙げられる。ここでは、ギャップ材31gは、PPS樹脂と鉄粉とを含む混合物(比透磁率:1.15程度)から構成されるものとしている。
【００５４】
ここでは、磁性コア3を構成する各コア片は一様な材質から構成された同一の仕様(圧粉成形体)のものとしているが、内側コア部31と外側コア部32とで磁気特性や仕様を異ならせることができる。例えば、(1)全てのコア片が複合材料から構成され(コア片の仕様が全て同じ)、内側コア部31のコア片31mと外側コア部32とで磁性粉末の材質や割合が異なる形態、(2)全てのコア片の仕様が同じで(例えば、圧粉成形体など)、内側コア部31のコア片31mと外側コア部32とで材質が異なる形態、(3)内側コア部31のコア片31mを複合材料、外側コア部32を圧粉成形体や積層板体としたコア片の仕様が異なる形態(コア片の材質は同じ)などとすることができる。上記(1),(2)の形態として、例えば、内側コア部31のコア片31mの飽和磁束密度＞外側コア部の飽和磁束密度とすると、内側コア部31における磁束を通過させる箇所の面積を小さくし易く、リアクトルの小型化を図ることができる。上記(3)の形態では、一般に、複合材料の樹脂の割合が圧粉成形体よりも多い傾向にあるため、複合材料の比透磁率≦圧粉成形体の比透磁率とすることができる。従って、上記(3)の形態は、大電流用途でも複合材料の存在によって磁気飽和し難く、ギャップ材31gを省略できる。また、外側コア部32の比透磁率が相対的に高いことで、外側コア部32での漏れ磁束を低減し易い。
【００５５】
上記(1)の形態では、内側コア部31のコア片31m及び外側コア部32を構成する複合材料はいずれも、磁性体粉末の含有量:40体積％以上70体積％以下、飽和磁束密度:0.6T以上、比透磁率:5〜50、好ましくは10〜30、磁性コア全体の比透磁率:5〜50を満たすものが挙げられる。磁性体粉末の材質や含有量を調整することで、例えば、(a)内側コア部の飽和磁束密度が高く、外側コア部の比透磁率が低い形態、(b)内側コア部の比透磁率が低く、外側コア部の比透磁率が高い形態、(c)内側コア部と外側コア部との双方の飽和磁束密度や比透磁率が同じ形態などとすることができる。上記(a)の形態は、上述のようにリアクトルの小型化を図れ、上記(b)の形態は、外側コア部32での漏れ磁束を低減し易い。上記(c)の形態は、原料を準備し易く、コア片の製造性に優れる。
【００５６】
(インシュレータ、コア部品)
ここでは、インシュレータ5Aは、上述のように筒状部51Aと枠板部52Aとが絶縁性の樹脂によって一体に形成された樹脂成形体であり、更に、この樹脂によって内側コア部31も一体に保持されて、コア部品315a,315bを形成している(図4)。コア部品315a,315bは、いわば、内側コア部31と、従来の内側ボビン(筒状部51Aに相当)と、従来の外側ボビン(枠板部52Aに相当)とが一体成形された部材である。上記絶縁性の樹脂は、従来のインシュレータと同様にコイル2と磁性コア3との絶縁材として機能すると共に、内側コア部31の構成部品の結束材としても機能する。
【００５７】
各コア部品315a,315bは、同一形状であり、一方のコア部品315aを水平方向に180°回転させると、他方のコア部品315bとなる。従って、コア部品315a,315bは、組み付けにあたり、方向性を考慮する必要がなく、利用し易い。以下、コア部品315aを例にして説明する。両コア部品315a,315bに共通する構成要素には同じ符号を付している。
【００５８】
コア部品315aは、内側コア部31の周面を覆う筒状部51Aと、筒状部51Aが突設される枠板部52Aとを具える。筒状部51Aは、内側コア部31とコイル素子2aとの間に介在すればよく、その形状や厚さ、形成領域などは適宜選択することができる。ここでは、筒状部51Aは、内側コア部31の全長を覆い、その大部分は薄い樹脂で構成され、その表面に適宜突条が設けられている。これらの突条は、コイル素子2aの内周面を支持する。筒状部51Aの先端側部分は、他の部分よりも更に薄く、かつ突条を有しない平面によって形成されている。この薄い平面の部分は、他方のコア部品315bに具える短い筒部510A(筒状部51Aに並列して枠板部52Aに突設された部分)への挿入箇所として機能する。コア部品315aの上記薄い平面部分と他方のコア部品315bの筒部510Aとを嵌合し、コア部品315aの筒部510Aと他方のコア部品315bの上記薄い平面部分とを嵌合することで、両コア部品315a,315bは、環状に繋がる。
【００５９】
各枠板部52Aの一面は、コイル素子2a,2bの各端面に接して配置される。各枠板部52Aの他面は、各外側コア部32の内端面32eに接して配置される。組物10Aを組み立てた状態において、各枠板部52Aは、コイル素子2a,2bの軸方向に直交に配置される。そして、各枠板部52Aは、上述のように組物10Aをケース4A内に吊り下げた状態に支持可能な支持部を具える。
【００６０】
支持部の形態は適宜選択することができる。ここでは、上述のように枠板部52Aの表面(外側コア部32との接触面)に対して直交するように、つまりコイル素子2a,2bの軸方向に沿って突出した台板54の一部を支持部として利用する。
【００６１】
台板54の少なくとも一部を支持部とする場合、上述のように、外側コア部32の周縁から突出する部分を有するように台板54を形成することで、支持部として機能させることができる。台板54は、このような突出する部分を有する形状であればよく、平面形状が矩形状以外でも勿論よい。例えば、任意の平面形状(例えば、外側コア部32に沿ったドーム状など)の台板54に舌片を突設して、この舌片を支持部に利用してもよい。
【００６２】
また、上述のように台板54を支持部とする場合、ケース4Aの受け部42(支持面420)との接触面積が十分に広ければ、台板54を受け部42に載置するだけでも、組物10Aを十分に支持できる。更に、上述のように台板54に貫通孔54h、受け部42に係合突起422を具える形態の他、台板54に突起、受け部42に台板54の突起が嵌め込まれる係合溝を具える形態、貫通孔54h・係合突起422と突起・係合溝との双方を具える形態としてもよい。貫通孔54h・係合突起422、突起・係合溝の形状は適宜選択することができる。ここでは、円形状としているが、矩形や三角形などの多角形状、楕円状などの異形状でもよい。貫通孔54hと係合突起422との設計尤度や突起と係合溝との設計尤度をできるだけ低減すると、組物10Aがケース4Aに対してがたつかず、騒音を低減し易いと期待される。また、貫通孔54h・係合突起422などの係合部の個数も適宜選択することができる。ここでは、合計4組としているが、更に多くしたり、対角位置の2組のみとしたりすることができる。係合部が多いほど、組物10Aがケース4Aに対してがたつかず、騒音を低減し易いと期待される。係合部が少ないと、ケース4Aやインシュレータ5Aの形状が単純になり製造性に優れる。
【００６３】
支持部の別の形態として、以下が挙げられる。例えば、台板54を設けず、枠板部52Aの幅(コイル素子2a,2bの横並び方向の長さ)を大きくしてコイル2や外側コア部32の縁部から十分に突出するようにし、この広幅の枠板部52Aの側縁部を支持部とする形態が挙げられる。この形態では、例えば、ケース4Aの側壁41に枠板部52Aの側縁部が嵌め込まれる長溝を設ける。長溝は、ケース4Aの内底面40iからケース4Aの開口部に向かう方向に沿って、つまり、コイル素子2a,2bの軸方向に直交に設け、その長さを適宜調整する。この長溝に枠板部52Aの側縁部を嵌め込むことで、組物10Aとケース4Aの内底面40iとの間に隙間gを設けられる。また、この形態も、ケース4Aの長溝をガイドにすることで、ケース4A内に組物10Aを容易に、かつ精度よく収納でき、組立作業性に優れる。更に、側縁部と長溝との係合によって、組物10の配置位置がずれ難い。この形態では、枠板部52Aの側縁部、ケース4Aの長溝がそれぞれ係合部として機能する。
【００６４】
又は、コイル素子2a,2bの軸方向に直交する突条をケース4Aに設け、上記突条に嵌合する長溝を枠板部52Aに設けた形態、つまり、上述の枠板部52Aの側縁部をケース4Aに嵌め込む形態と係合箇所の凹凸形状が逆の形態とすることもできる。この場合、上記突条の長さを調整することで上記隙間gを設けられる。この形態では、枠板部52Aの長溝、ケース4Aの突条がそれぞれが係合部として機能する。
【００６５】
又は、台板54を設けず、枠板部52Aにおけるケース4A側の底縁部をケース4A側に延ばし、ケース4Aの内底面40iにこの底縁部が嵌め込まれる嵌合溝を具える形態することができる。この形態は、上記底縁部の延伸長さと嵌合溝の深さとを調整することで、上記隙間gを設けられる。
【００６６】
又は、台板54と上述の長溝又は嵌合溝を利用する構成との双方を具える形態、台板54と上述の長溝と上述の嵌合溝との全てを具える形態とすることもできる。これらの形態は、枠板部52Aとケース4Aとの係合箇所が多くなるため、組物10Aの支持をより強固に行える。本例のように係合箇所が多いと、上述の振動の伝播による騒音などを低減し易い。
【００６７】
なお、台板54は、コイル2の連結部2rと外側コア部32の上面32uとの間に介在されて、連結部2rと外側コア部32との絶縁性を高める機能も有する。
【００６８】
その他、枠板部52Aは、短い筒部510Aが設けられた箇所に、他方のコア部品315bの内側コア部31を挿通可能な貫通孔531を具える。両コア部品315a,315bを組み合わせると、貫通孔531から内側コア部31の端面31e(ここではギャップ材31g)が露出され、磁性コア3を環状に形成すると、この端面31eと外側コア部32の内端面32eとが接触する。
【００６９】
また、枠板部52Aは、筒状部51Aが設けられた内側コア部31の端面31e(ここでは端面31eの一部)を被覆する端面被覆部532を具える(図5)。端面被覆部532は、磁性コア3を環状に形成すると、筒状部51A内の内側コア部31の端面31eと外側コア部32の内端面32eとの間に介在され、両面31e,32eは直接接触しない。つまり、一つの外側コア部32に対して接続される一方の内側コア部31は外側コア部32に直接接触され、他方の内側コア部31は端面被覆部532を介して接続される。そして、端面被覆部532は、絶縁性の樹脂、即ち、非磁性材料で構成されてギャップとして機能する。
【００７０】
更に、ここでは、枠板部52Aは、その一面に設けられ、コイル素子2a,2bの端面形状に応じた傾斜部、同じ一面に立設され、コイル素子2a,2b間に介在されてコイル素子2a,2b間の絶縁性を高める仕切り、他面に設けられ、外側コア部32の位置決めを行う位置決め突起などを具える。傾斜部、仕切り、及び位置決め突起の少なくとも一つを省略すると、単純な形状になってコア部品315a,315b(枠板部52A)の製造性に優れる。本例のように全て具えると、コイル素子2a,2bと枠板部52Aの位置決めの容易性、コイル素子2a,2b間の絶縁性、外側コア部32と枠板部52Aの位置決めの容易性などに優れる。
【００７１】
インシュレータ5Aの構成樹脂は、PPS樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、液晶ポリマー(LCP)、ナイロン6、ナイロン66、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。ここでは、PPS樹脂を用いている。
【００７２】
インシュレータ5Aのように筒状部51Aと枠板部52Aとを一体物とせず、図6に示すインシュレータ5Bのように、筒状部51Bと枠板部52Bとを別部材にすることができる。インシュレータ5Bは、内側コア部(図6では図示せず)も別部材である。なお、図5,図6では、分かり易いようにケース4Aの側壁を省略すると共に、ケース4Aの底部40のみを切り欠いて、コンバータケース400(後述)の底部を部分的に示す。
【００７３】
図6に示すインシュレータ5Bは、筒状部51Bと枠板部52Bとがそれぞれ独立した部材である以外の点は、インシュレータ5Aとほぼ同様であり、詳細な説明は省略する。
【００７４】
ここでは、断面]状の分割片511,512を組み合せて一つの筒状部51Bを構成する。分割片511,512とすることで、内側コア部の外周に配置し易く、組立作業性に優れる。ここでは、分割片511,512は相互に接触しない形態であるが、係合部を具えて相互に結合する形態とすることもできる。前者の形態は、分割片511,512の構成材料の低減、軽量化を図れ、後者の形態は、分割片511,512の相互の位置決めを行い易い。また、ここでは、各分割片511,512は貫通孔を具える形態であるが、貫通孔が無い形態でもよい。前者の形態は、分割片511,512の構成材料の低減、軽量化、封止樹脂を具える場合には封止樹脂と内側コア部との接触面積の増大が図れ、後者の場合には、コイル素子と内側コア部との接触をより確実に防止できる。その他、筒状部51Bを分割片511,512とせず、一体の筒体とすることもできる。この場合、部品点数を低減できる。又は、一方の枠板部52Bと一方の分割片511とが一体になった部材と、他方の枠板部52Bと他方の分割片512とが一体になった部材とを具える形態などとすることもできる。この場合、部品点数が少なく、組立工程数を低減できる。
【００７５】
各枠板部52Bは、上述の枠板部52A（図4）において、筒状部51A及び端面被覆部532を除去した形状であり、二つの内側コア部32がそれぞれ挿通される貫通孔531を二つ具える。そして、外側コア部に接する側の面からコイルの軸方向に突出する矩形状の台板54を具える。また、台板54の二つの角部に貫通孔54hを有する。各貫通孔54hにケースの受け部42に設けられた突起422をそれぞれ挿通させることで、上述のインシュレータ5A(図4)と同様に、このインシュレータ5Bも、ケース内に組物10A(図3)を吊り下げた状態で維持できる。
【００７６】
(ケース)
ケース4Aは、組物10Aの機械的保護・環境からの保護、放熱経路(特に金属製の場合)、磁気シールド(特に金属製の場合)などに利用される。代表的な材質は、アルミニウムやその合金、マグネシウムやその合金、銅やその合金、銀やその合金、鉄やオーステナイト系ステンレス鋼などの金属が挙げられる。特に、アルミニウムやマグネシウム、これらの合金は、軽量である上に、シールド機能を期待できる。また、アルミニウムやその合金は放熱性にも優れる。
【００７７】
ケース4Aの形状は適宜選択することができる。特に、側壁41の外形を組物10Aに沿った形状とすると、小型にできる。図1に示すように矩形状とすると、製造性に優れる。
【００７８】
ここでは、ケース4Aは、図1に示すように組物10Aの他、半導体素子を具える回路基板(図示せず)などが収納されるコンバータケース400の本体410に一体に形成されている。端的に言うと、本体410の底部に枠状の側壁41を設けて、本体410内の空間を区切った構成である。
【００７９】
そして、ケース4Aは、図1〜図3,図5に示すようにその内部に受け部42を具える。受け部42の形状は特に問わない。ここでは、三角柱状としているが、二つの角部に連続するように設けられた直方体、又は四つの角部を連続するように設けられた矩形枠状体とすることができる。後者二つの場合には、支持面が大きくなることから、台板54も大きくすることで、台板54との接触面積が大きくなり、組物10Aをより安定して支持し易い。本例のように三角柱状とすると、矩形状のケース4Aのデッドスペースを受け部42に利用するため、ケース4Aの小型化を図ることができる。柱状の受け部42に代えて、又は受け部42と共に、上述のように長溝や突条を具える形態とすることができる。
【００８０】
なお、リアクトル1Aは、ケース4Aの開口部を覆う蓋(図示せず)を具える形態とすることができる。蓋を有することで、騒音をより低減できると期待される。蓋を具える場合、この蓋の位置決めにも突起422を用いることができる。
【００８１】
(封止樹脂)
ケース4内に封止樹脂100(図3)を充填した形態とすることができる。封止樹脂100は、振動の緩和、組物10Aの機械的な保護や外部環境からの保護(耐食性の向上)、材質によっては、放熱性の向上、騒音の更なる低減、振動の更なる低減などを図ることができる。
【００８２】
封止樹脂100の充填領域は、適宜選択することができる。例えば、組物10Aの底面(コイル2の下面2d及び外側コア部32の下面32d)とケース4Aの内底面40iとの間のみ、つまり、隙間gにのみ封止樹脂100を具えることができる。この場合、組物10Aの底面とケース4Aの内底面40iとの間に封止樹脂100が介在されることで、上述のように振動の緩和を図ったり、インシュレータ5Aによる組物10Aの吊り下げ状態を封止樹脂100によって補強したりできる。又は、ケース4Aの内底面40iから、台板54とケース4Aとの接触箇所(ここでは貫通孔54h及び突起422の係合箇所)に亘って封止樹脂100を具えることができる。この場合、隙間gに封止樹脂100が充填されたことに加えて、台板54とケース4Aとの係合箇所を封止樹脂100で固定できる。従って、この形態は、インシュレータ5Aによる組物10Aの吊り下げ状態をより強固に維持できる。更に、突起422を封止樹脂100に完全に埋設させた形態とすると、上記吊り下げ状態を更に強固に維持できる。また、図3の一点鎖線で示すように、突起422だけでなく、コイル2の上面まで封止樹脂100に埋設させた形態とすると、組物10Aの外部環境からの保護を良好に図ることができる。なお、この場合、巻線2wの端部を封止樹脂100から露出させると、巻線2wの端部と端子金具とを接合し易い。巻線2wの端部と端子金具とを接合した後、この接合箇所をも封止樹脂100に埋設させることもできる。
【００８３】
封止樹脂100は、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの絶縁性樹脂が挙げられる。更に、絶縁性や放熱性に優れるフィラーを含有するものを封止樹脂100に利用すると、放熱性(熱伝導性)や絶縁性を高められる。封止樹脂100を具える場合、材質や厚さを調整することでも(例えば、磁歪による振動などを吸収可能な弾性を有するものを利用したり、磁歪による振動などを吸収可能な厚さにしたり、など)、騒音を効果的に低減できると期待される。
【００８４】
(リアクトルの製造方法)
リアクトル1Aは、組物10Aの作製→組物10Aのケース4への収納→適宜封止樹脂100の充填、という工程によって製造することができる。
【００８５】
ここでは、コア部品315a,315b,外側コア部32を用意する。コア部品315a,315bは、コア片31mとギャップ材31gとの積層柱状体を中子とするインサート成形などによって製造できる。コア部品315a,315bとコイル2とを組み付け、更に外側コア部32を組み付けて環状の閉磁路を有する磁性コア3を形成する。この工程により、組物10Aが形成される。なお、図6に示すインシュレータ5Bを利用する場合には、内側コア部31,外側コア部32,インシュレータ5Bを用意し、内側コア部31に筒状部51Bを配置し、更にコイル2を組み付け、枠板部52Bと外側コア部32とを組み付けることで、組物10Aが形成される。
【００８６】
上記組物10Aをケース4A内に収納する。ここでは、上述のようにケース4Aの受け部42に設けられた突起422と、組物10Aのインシュレータ5Aに設けられた台板54の貫通孔54hとをガイドにすることで(図5,図6参照)、容易に、かつ精度よく組物10Aをケース4A内に収納できる。この工程により、封止樹脂100を具えていないリアクトル1Aを製造できる。得られたリアクトル1Aは、組物10Aの底面(コイル2の下面2d及び外側コア部32の下面32d)とケース4Aの内底面40iとの間が空間となっている。
【００８７】
ケース4内に、封止樹脂100を適宜充填して硬化することで、封止樹脂100を具えるリアクトル1Aを製造できる。この場合、組物10Aの底面(コイル2の下面2d及び外側コア部32の下面32d)とケース4Aの内底面40iとの間に少なくとも、封止樹脂100が介在するように、封止樹脂100の量を調整することが望ましい。なお、巻線2wの端部と端子金具との接続は、任意の時期に行える。
【００８８】
(用途)
リアクトル1Aは、通電条件が、例えば、最大電流(直流):100A〜1000A程度、平均電圧:100V〜1000V程度、使用周波数:5kHz〜100kHz程度である用途、代表的には電気自動車やハイブリッド自動車などの車載用電力変換装置の構成部品に好適に利用することができる。
【００８９】
[実施形態2]
実施形態1のリアクトル1Aでは、ケース4Aがコンバータケース400に一体化された形態を説明した。その他、図7で示すリアクトル1Bのように、組物10Aが収納されるケース(リアクトル専用ケース)4Bをコンバータケース(図示せず)とは独立した部材とすることができる。ケース4Bの具体的な構成は、ケース4Aと同様であり、詳細な説明を省略する。リアクトル1Bでは、組物10Aを収納したケース4Bをコンバータケースに別途取り付けて利用する。この形態は、ケース4Bとコンバータケースとが別部材であるため、ケース4Bの材質や形状の自由度が高い。
【００９０】
[実施形態3]
実施形態1,2のリアクトルは、例えば、車両などに載置されるコンバータの構成部品や、このコンバータを具える電力変換装置の構成部品に利用することができる。
【００９１】
例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車といった車両1200は、図8に示すようにメインバッテリ1210と、メインバッテリ1210に接続される電力変換装置1100と、メインバッテリ1210からの供給電力により駆動して走行に利用されるモータ(負荷)1220とを具える。モータ1220は、代表的には、3相交流モータであり、走行時、車輪1250を駆動し、回生時、発電機として機能する。ハイブリッド自動車の場合、車両1200は、モータ1220に加えてエンジンを具える。なお、図8では、車両1200の充電箇所としてインレットを示すが、プラグを具える形態とすることができる。
【００９２】
電力変換装置1100は、メインバッテリ1210に接続されるコンバータ1110と、コンバータ1110に接続されて、直流と交流との相互変換を行うインバータ1120とを有する。この例に示すコンバータ1110は、車両1200の走行時、200V〜300V程度のメインバッテリ1210の直流電圧(入力電圧)を400V〜700V程度にまで昇圧して、インバータ1120に給電する。また、コンバータ1110は、回生時、モータ1220からインバータ1120を介して出力される直流電圧(入力電圧)をメインバッテリ1210に適合した直流電圧に降圧して、メインバッテリ1210に充電させている。インバータ1120は、車両1200の走行時、コンバータ1110で昇圧された直流を所定の交流に変換してモータ1220に給電し、回生時、モータ1220からの交流出力を直流に変換してコンバータ1110に出力している。
【００９３】
コンバータ1110は、図9に示すように複数のスイッチング素子1111と、スイッチング素子1111の動作を制御する駆動回路1112と、リアクトルLとを具え、ON/OFFの繰り返し(スイッチング動作)により入力電圧の変換(ここでは昇降圧)を行う。スイッチング素子1111には、FET,IGBTなどのパワーデバイスが利用される。リアクトルLは、回路に流れようとする電流の変化を妨げようとするコイルの性質を利用し、スイッチング動作によって電流が増減しようとしたとき、その変化を滑らかにする機能を有する。このリアクトルLとして、上記実施形態1,2のリアクトルを具える。騒音を低減でき、組立作業性に優れるリアクトル1Aなどを具えることで、電力変換装置1100やコンバータ1110も、騒音を低減でき、組立作業性に優れる。
【００９４】
なお、車両1200は、コンバータ1110の他、メインバッテリ1210に接続された給電装置用コンバータ1150や、補機類1240の電力源となるサブバッテリ1230とメインバッテリ1210とに接続され、メインバッテリ1210の高圧を低圧に変換する補機電源用コンバータ1160を具える。コンバータ1110は、代表的には、DC-DC変換を行うが、給電装置用コンバータ1150や補機電源用コンバータ1160は、AC-DC変換を行う。給電装置用コンバータ1150のなかには、DC-DC変換を行うものもある。給電装置用コンバータ1150や補機電源用コンバータ1160のリアクトルに、上記実施形態1,2のリアクトル1Aなどと同様の構成を具え、適宜、大きさや形状などを変更したリアクトルを利用することができる。また、入力電力の変換を行うコンバータであって、昇圧のみを行うコンバータや降圧のみを行うコンバータに、上記実施形態1,2のリアクトル1Aなどを利用することもできる。
【００９５】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明のリアクトル、本発明のリアクトル用の組物は、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車などの車両に搭載される車載用コンバータ(代表的にはDC-DCコンバータ)や空調機のコンバータといった電力変換装置の構成部品に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
1A,1B  リアクトル  10A  組物  100  封止樹脂  315a,315b  コア部品
2  コイル
2a,2b  コイル素子  2r  連結部  2w  巻線  2d  下面
3  磁性コア
31  内側コア部  31e  端面  31m  コア片  31g  ギャップ材
32  外側コア部  32e  内端面  32u  上面  32d  下面
4A,4B  ケース  400  コンバータケース  410  本体
40  底部  40i  内底面  41  側壁
42  受け部  420  支持面  422  係合突起
5A,5B  インシュレータ
51A,51B  筒状部  52A,52B  枠板部  510A  短い筒部  511,512  分割片
54  台板  54h  貫通孔  531  貫通孔  532  端面被覆部
1100  電力変換装置  1110  コンバータ  1111  スイッチング素子
1112  駆動回路  L  リアクトル  1120  インバータ
1150  給電装置用コンバータ  1160  補機電源用コンバータ
1200  車両  1210  メインバッテリ  1220  モータ  1230  サブバッテリ
1240  補機類  1250  車輪
【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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