(57)【要約】【課題】効率よくリアクトルを冷却することのできる電力変換装置を提供すること。【解決手段】電力変換装置（１０）は、リアクトル（２０）と、リアクトル（２０）を冷却する冷媒が流れる冷媒流路（５０）と、を有している。リアクトル（２０）は、磁性体によって構成されたコア（２３）と、このコア（２３）に収納され円形に巻かれたコイル（２１）と、を備えている。コア（２３）は、コイルの全周を覆った略ドーナツ形状を呈している。冷媒流路（５０）は、コア（２３）の中心を貫通していると共に、コア（２３）に当接している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアクトルと、このリアクトルを冷却する冷媒が流れる冷媒流路と、を有し、
前記リアクトルは、磁性体によって構成されたコアと、このコアに収納され円形に巻かれたコイルと、を備えている電力変換装置において、
前記コアは、前記コイルの全周を覆った略ドーナツ形状を呈し、
前記冷媒流路は、前記コアの中心を貫通していると共に、前記コアに当接していることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記冷媒流路は、外周に向かって突出し、前記コアに接触して前記コアの軸方向の位置決めを行う位置決め突出部を有し、
前記コアは、軸線に沿って互いに重ね合わされる第１コア部材及び第２コア部材からなり、
前記第１コア部材は、前記冷媒流路に沿って設けられた第１中心壁部を有し、
前記第２コア部材は、前記冷媒流路に沿って設けられた第２中心壁部を有し、
前記第１中心壁部の先端部、及び、前記第２中心壁部の先端部は、共に前記位置決め突出部に接触していることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記位置決め突出部は、前記コアの内部に前記冷媒を導入可能な冷媒導入部を有していることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記コイルは、保護部材によって全体が覆われて前記コアに収納され、
前記保護部材は、前記コアの内周面に向かって突出し、先端が前記内周面に当接している保護部材突出部を含むことを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアクトル及びこのリアクトルを冷却する冷媒流路が設けられた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車は、駆動源としてのモータと、このモータを駆動させるための電力変換装置（Power Control Unit）と、を搭載している。電力変換装置として、リアクトル及びこのリアクトルを冷却する冷媒流路が設けられたものが知られている。このような電力変換装置に関する従来技術として、特許文献１に開示される技術がある。
【０００３】
特許文献１に開示された電力変換装置は、冷媒流路の内部から上方に延びた金属ベースと、この金属ベースの上面に当接しているリアクトル（誘導体部品）と、を有している。リアクトルにおいて発生した熱は、金属ベースを介して冷媒流路内の冷媒によって冷却される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７８２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の電力変換装置によれば、冷媒流路のうち、金属ベースよりも下の部位は、リアクトルの冷却に対する寄与の度合いが小さい。リアクトルを効率よく冷却する観点から改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、効率よくリアクトルを冷却することのできる電力変換装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１による発明によれば、リアクトルと、このリアクトルを冷却する冷媒が流れる冷媒流路と、を有し、
前記リアクトルは、磁性体によって構成されたコアと、このコアに収納され円形に巻かれたコイルと、を備えている電力変換装置において、
前記コアは、前記コイルの全周を覆った略ドーナツ形状を呈し、
前記冷媒流路は、前記コアの中心を貫通していると共に、前記コアに当接していることを特徴とする電力変換装置が提供される。
【０００８】
請求項２に記載のごとく、好ましくは、前記冷媒流路は、外周に向かって突出し、前記コアに接触して前記コアの軸方向の位置決めを行う位置決め突出部を有し、
前記コアは、軸線に沿って互いに重ね合わされる第１コア部材及び第２コア部材からなり、
前記第１コア部材は、前記冷媒流路に沿って設けられた第１中心壁部を有し、
前記第２コア部材は、前記冷媒流路に沿って設けられた第２中心壁部を有し、
前記第１中心壁部の先端部、及び、前記第２中心壁部の先端部は、共に前記位置決め突出部に接触している。
【０００９】
請求項３に記載のごとく、好ましくは、前記位置決め突出部は、前記コアの内部に前記冷媒を導入可能な冷媒導入部を有している。
【００１０】
請求項４に記載のごとく、好ましくは、前記コイルは、保護部材によって全体が覆われて前記コアに収納され、
前記保護部材は、前記コアの内周面に向かって突出し、先端が前記内周面に当接している保護部材突出部を含む。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１にかかる発明では、冷媒流路は、ドーナツ形状のコアの中心を貫通していると共に、コアに当接している。即ち、冷媒流路の全周がコアの内周に当接している。これにより、冷媒流路の全周を利用してリアクトルを冷却することができる。リアクトルの冷却に寄与する部位を大きく確保することにより、効率よくリアクトルを冷却することができる。効率よくリアクトルを冷却することのできる電力変換装置を提供することができる。
【００１２】
本発明の効果は、以下のように説明することもできる。冷媒流路は、ドーナツ形状のコアの中心を貫通していると共に、コアに当接している。コイルが発した熱は、軸線付近で熱干渉する。熱干渉部分に冷媒流路を通すことにより、効率よくリアクトルを冷却することができる。効率よくリアクトルを冷却することのできる電力変換装置を提供することができる。
【００１３】
請求項２に係る発明では、コアは、軸線に沿って互いに重ね合わされる第１コア部材及び第２コア部材からなり、第１コア部材及び第２コア部材は、それぞれ冷媒流路に沿って設けられた第１中心壁部及び第２中心壁部を有している。第１中心壁部の先端部、及び、第２中心壁部の先端部は、共に冷媒流路から突出している位置決め突出部に接触している。コアを構成する第１コア部材及び第２コア部材は、位置決め突出部に当接することにより、位置決めされている。これにより、コア全体としても正確な位置に位置決めされる。加えて、少なくとも位置決め突出部に当接している部位において、第１コア部材及び第２コア部材は、離間している。即ち、リアクトルのギャップを形成することができる。
【００１４】
請求項３に係る発明では、位置決め突出部は、コアの内部に冷媒を導入可能な冷媒導入部を有している。このため、冷媒をコアの内部に導入することができる。コイルの周縁に直接的に冷媒を流すことにより、コイルにおいて発生した熱を効率よく冷却させることができる。
【００１５】
請求項４に係る発明では、コイルを覆っている保護部材は、コアの内周面に向かって突出し、先端が内周面に当接している保護部材突出部を含む。これにより、保護部材突出部とコアの内周面との間に確実に隙間を空け、冷媒の流路を確保することができる。コアの内部の全体に冷媒をより確実に流すことにより、より冷却の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例による電力変換装置の模式図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図１の３−３線断面図である。
【図４】図２に示された冷媒流路の変更例について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中、上下とは、図面を基準として上下を指す。
＜実施例＞
【００１８】
図１を参照する。図１には、本発明による電力変換装置１０が示されている。電力変換装置１０は、筐体１１の内部に、ＩＰＭ（Intelligent Power Module）１２、リアクトル２０、ＤＣＤＣコンバータ１４、コンデンサ１５、及び、冷却機構１６が収納されてなる。
【００１９】
冷却機構１６は、ＩＰＭ１２が当接している第１冷却器１７と、ＤＣＤＣコンバータ１４が当接している第２冷却器１８と、これらの第１冷却器１７及び第２冷却器１８を通り冷媒を流す冷媒流路５０と、からなる。
【００２０】
コンデンサ１５は、略平行に配置された第１冷却器１７と第２冷却器１８との間に配置されている。
【００２１】
図２、及び、図３を参照する。リアクトル２０は、導体が円状に巻かれたコイル２１と、このコイル２１の全体を覆っている樹脂製の保護部材２２と、これらのコイル２１及び保護部材２２を覆っているコア２３と、からなる。なお、コイルに接続された端子は、図示を省略している。
【００２２】
保護部材２２は、コイル２１の外周面を全周にわたって覆っている保護部材本体部２２ａと、この保護部材本体部２２ａから突出しコア２３の内周面に当接している保護部材突出部２２ｂと、からなる。保護部材本体部２２ａは、周方向に連続して形成されている。保護部材突出部２２ｂは、保護部材本体部２２ａの外周に断続的に複数個所に形成されている。
【００２３】
コア２３は、軸線ＣＬに沿って互いに重ねあわされた第１コア部材３０及び第２コア部材４０と、これらの第１コア部材３０及び第２コア部材４０の間に挟まれ冷媒の漏れを防止するシール２６と、このシール２６の外周に設けられ第１コア部材３０及び第２コア部材４０を互いに締結するボルト２７及びナット２８と、からなる。
【００２４】
第１コア部材３０は、コイル２１の下方に位置しているドーナツ板状の第１円板部３１と、この第１円板部３１の中央の穴から冷媒流路５０に沿って上方に延びている第１中心壁部３２と、第１円板部３１の外周の縁から上方に延びている第１外周壁部３３と、この第１外周壁部３３の上端から外周に向かって伸びる第１鍔部３４と、からなる。第１コア部材３０は、素材に磁性体が、用いられている。
【００２５】
第１円板部３１と、第１中心壁部３２との境界部分は、冷媒流路５０に接合されている。接合の方法は、溶接やろう付けを採用することができる。これにより、冷媒流路５０と第１中心壁部３２との間を冷媒が伝って外部に漏れることを防止できる。
【００２６】
第１鍔部３４は、シール２６が配置された溝部３４ａと、ボルト２７が挿通された第１挿通穴３４ｂと、が設けられている。
【００２７】
第２コア部材４０は、コイル２１の上方に位置しているドーナツ板状の第２円板部４１と、この第２円板部４１の中央の穴から冷媒流路５０に沿って下方に延びている第２中心壁部４２と、第２円板部４１の外周の縁から下方に延びている第２外周壁部４３と、この第２外周壁部４３の下端から外周に向かって伸びる第２鍔部４４と、からなる。第２コア部材４０は、素材に磁性体が、用いられている。
【００２８】
第２円板部４１と、第２中心壁部４２との境界部分は、冷媒流路５０に接合されている。接合の方法は、溶接やろう付けを採用することができる。これにより、冷媒流路５０と第２中心壁部４２との間を冷媒が伝って外部に漏れることを防止できる。
【００２９】
第２鍔部４４は、ボルト２７が挿通された第２挿通穴４４ｂが設けられている。
【００３０】
冷媒流路５０は、２つの管によって構成されている。即ち、冷媒流路５０は、第１コア部材３０を支持している第１流路５１と、第２コア部材４０を支持している第２流路５２と、からなる。
【００３１】
第１流路５１は、筒状の第１流路本体部５１ａと、この第１流路本体部５１ａの先端から周方向外周に向かって突出し第１コア部材３０の軸方向の位置決めを行う第１位置決め突出部５１ｂ（位置決め突出部５１ｂ）と、からなる。
【００３２】
第１位置決め突出部５１ｂは、断続的に複数箇所に形成されている。第１位置決め突出部５１ｂの間の部位は、組み立て時に保護部材突出部２２ｂが干渉しないよう欠肉状に形成されている。
【００３３】
第２流路５２は、筒状の第２流路本体部５２ａと、この第２流路本体部５２ａの先端から周方向外周に向かって突出し第２コア部材４０の軸方向の位置決めを行う第２位置決め突出部５２ｂ（位置決め突出部５２ｂ）と、からなる。
【００３４】
第２位置決め突出部５２ｂは、断続的に複数箇所に形成されている。第２位置決め突出部５２ｂの間の部位は、組み立て時に保護部材突出部２２ｂが干渉しないよう欠肉状に形成されている。
【００３５】
第１中心壁部３２の先端部３２ａは、第１位置決め突出部５１ｂの下面に当接している。これにより、第１コア部材３０は、上方への移動を規制されている。また、第１中心壁部３２の内径は、第１流路本体部５１ａの外径よりも僅かに大きい。これにより、第１コア部材３０は、径方向への移動を規制されている。
【００３６】
第２中心壁部４２の先端部４２ａは、第２位置決め突出部５２ｂの上面に当接している。これにより、第２コア部材４０は、下方への移動を規制されている。また、第２中心壁部４２の内径は、第２流路本体部５２ａの外径よりも僅かに大きい。これにより、第２コア部材４０は、径方向への移動を規制されている。
【００３７】
上方への移動が規制された第１コア部材３０と、下方への移動が規制された第２コア部材４０と、が連結されることにより、コア２３は、上下方向（軸方向）への移動を規制されている。
【００３８】
第１位置決め突出部５１ｂは、第２位置決め突出部５２ｂに対して離間して設けられている。第１位置決め突出部５１ｂと第２位置決め突出部５２ｂとの間の隙間は、コア２３の内部に冷媒を導入可能な冷媒導入部５３である。
【００３９】
保護部材突出部２２ｂは、第１円板部３１、第１中心壁部３２、第１外周壁部３３、第２円板部４１、第２中心壁部４２、第２外周壁部４３のそれぞれに当接している。
【００４０】
以上に説明した本発明は、以下の効果を奏する。
【００４１】
図２を参照する。冷媒流路５０は、ドーナツ形状のコア２３の中心を貫通していると共に、コア２３に当接している。即ち、冷媒流路５０の全周がコア２３の内周に当接している。これにより、冷媒流路５０の全周を利用してリアクトル２０を冷却することができる。リアクトル２０の冷却に寄与する部位を大きく確保することにより、効率よくリアクトル２０を冷却することができる。効率よくリアクトル２０を冷却することのできる電力変換装置１０を提供することができる。
【００４２】
本発明の効果は、以下のように説明することもできる。コイル２１が発した熱は、軸線ＣＬ付近で熱干渉する。熱干渉部分に冷媒流路５０を通すことにより、効率よくリアクトル２０を冷却することができる。効率よくリアクトル２０を冷却することのできる電力変換装置１０を提供することができる。
【００４３】
加えて、リアクトル２０が冷媒流路５０上に設けられるため、リアクトル２０の配置の自由度を高めることができる。
【００４４】
さらに、コア２３は、軸線ＣＬに沿って互いに重ね合わされる第１コア部材３０及び第２コア部材４０からなり、第１コア部材３０及び第２コア部材４０は、それぞれ冷媒流路５０に沿って設けられた第１中心壁部３２及び第２中心壁部４２を有している。第１中心壁部３２の先端部３２ａ、及び、第２中心壁部４２の先端部４２ａは、共に冷媒流路５０から突出している位置決め突出部５１ｂ，５２ｂに接触している。コア２３を構成する第１コア部材３０及び第２コア部材４０は、位置決め突出部５１ｂ，５２ｂに当接することにより、位置決めされている。これにより、コア２３全体としても正確な位置に位置決めされる。加えて、少なくとも位置決め突出部５１ｂ，５２ｂに当接している部位において、第１コア部材３０及び第２コア部材４０は、離間している。即ち、リアクトル２０のギャップを形成することができる。
【００４５】
さらに、位置決め突出部５１ｂ，５２ｂは、コア２３の内部に冷媒を導入可能な冷媒導入部５３を有している。このため、冷媒をコア２３の内部に導入することができる。コイル２１の周縁に直接的に冷媒を流すことにより、コイル２１において発生した熱を効率よく冷却させることができる。
【００４６】
さらに、コイル２１を覆っている保護部材２２は、コア２３の内周面に向かって突出し、先端が内周面に当接している保護部材突出部２２ｂを含む。これにより、保護部材突出部２２ｂとコア２３の内周面との間に確実に隙間を空け、冷媒の流路を確保することができる。コア２３の内部の全体に冷媒をより確実に流すことにより、より冷却の効率を高めることができる。
【００４７】
図４を参照する。図４には、変更例による電力変換装置１０Ａに採用される冷媒流路５０Ａが示されている。冷媒流路５０Ａは、直管状の流路本体部５５Ａと、この流路本体部５５Ａから外周に向かって突出しコア２３（図２参照）の軸方向の位置決めを行うための位置決め突出部５６Ａと、位置決め突出部５６Ａを貫通し流路本体部５５Ａの内部を流れる冷媒をコア２３の内部に導く冷媒導入部５３Ａと、を有している。
【００４８】
このような変更例による電力変換装置１０Ａにおいても、本発明所定の効果を得ることができる。
【００４９】
尚、本発明による電力変換装置は、ハイブリッド車両以外の車両の他、他の乗り物にも搭載することができる。即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の電力変換装置は、四輪車に好適である。
【符号の説明】
【００５１】
１０、１０Ａ…電力変換装置
２０…リアクトル
２１…コイル
２２…保護部材
２２ｂ…保護部材突出部
２３…コア
３０…第１コア部材
３２…第１中心壁部
３２ａ…（第１中心壁部の）先端部
４０…第２コア部材
４２…第２中心壁部
４２ａ…（第２中心壁部の）先端部
５０、５０Ａ…冷媒流路
５１ｂ…第１位置決め突出部（位置決め突出部）
５２ｂ…第２位置決め突出部（位置決め突出部）
５３、５３Ａ…冷媒導入部
５６Ａ…位置決め突出部
ＣＬ…軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2018125999.tif 000006