(57)【要約】【課題】リアクトルの振動の伝播を、より効果的に抑制する。【解決手段】リアクトル１０を収容するケース５２と、ケース５２の開口を覆うカバー５４と、を備え、カバー５４とカバー５４の上部に配置された固定用部材７０とを固定させる電子部品収容筐体５０であって、ケース５２にはリアクトル１０を封入する封入樹脂５６が充填されている。内部底面５８ｂに設けられた支持部材６０は、内部底面５８ｂとリアクトル１０との間に所定の間隔を確保して支持する。【選択図】図１
2008198870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に開口を有し、リアクトルを収容するケースと、
前記ケースの開口を覆うカバーと、
を備え、
前記カバーと前記カバーの上部に配置された固定用部材とを固定させる電子部品収容筐体であって、
前記ケースには前記リアクトルを封入する封入樹脂が充填され、
前記ケースの内部底面に、前記内部底面と前記リアクトルとの間に所定の間隔を確保して支持する支持部材が設けられることを特徴とする電子部品収容筐体。
【請求項２】
請求項１に記載の電子部品収容筐体において、
前記カバーは、金属製の放熱カバーであり、
前記固定用部材は、ヒートシンクであることを特徴とする電子部品収容筐体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電子部品収容筐体において、
前記ケースの少なくとも一部が、前記封入樹脂の体積変化を吸収する樹脂材料により形成されることを特徴とする電子部品収容筐体。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電子部品収容筐体において、
前記カバーを貫通する樹脂溜まり部を有し、
前記樹脂溜まり部内の所定の高さまで前記封入樹脂を充填し、硬化させることを特徴とする電子部品収容筐体。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電子部品収容筐体において、
前記支持部材は、耐熱性を有する高分子材料で形成された突起であることを特徴とする電子部品収容筐体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアクトルなどの電子部品を収容するケースを有し、このケース内に電子部品を封入するための樹脂が充填された電子部品収容筐体に関する。
【背景技術】
【０００２】
リアクトルなど、発熱性を有する電子部品の冷却性向上、および機械強度向上を目的として、電子部品をケース内に収容し、電子部品とケースとの間に樹脂を流し込んで封入することが行われている。ケースは通常、ヒートシンクなどの放熱部材に直接、または金属製の放熱カバーなどを介して接触、固定され、電子部品からの熱を効率よく放熱する。
【０００３】
また、リアクトルなどの電子部品は、製造容易性や安定支持等の観点から、例えば特許文献１、２等に示すように、固定用部材の上側に定置固定させる場合が多かった。しかし、例えばハイブリッド車や電気自動車等の移動体では、電子部品の搭載スペースが限られており、このような限られたスペースにさまざまな部材を搭載する必要性から、リアクトルなどの電子部品を固定部材の下側に配置させることも少なくなかった（例えば、特許文献３等）。
【０００４】
図３に、固定用部材の下側に配置される電子部品収容筐体について、その一例を示す。図３に示すリアクトル１１０は、ケース１１２上部の伝熱面１１４の内側に設けられたボス１１６にボルト止めされ、リアクトル１１０の脱落を予防している。ケース１１２上部の伝熱面１１４は、後に図示しないヒートシンクに締結される。伝熱面１１４には、開口１１８が設けられており、この開口１１８からケース１１２内に流動性を有する樹脂１２０が充填される。
【０００５】
リアクトルは、コアに巻かれたコイルに電流を流すことで電磁エネルギを蓄えるが、その際にコアの磁歪等によって、振動が発生する場合がある。特に、図３に示した、コア１２２をボルト止めしたような形態の電子部品収容筐体においては、配置箇所等、条件によっては依然として振動抑制が課題となっていた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−９５５７０号公報
【特許文献２】特開２００５−１５０５１７号公報
【特許文献３】特開２００４−１９３３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、特にヒートシンクなどの固定用部材の下側に固定される電子部品収容筐体において、放熱性を損なわずに、該筐体内に収容されたリアクトルに由来する振動の伝播を、より効果的に防止または抑制できる電子部品収容筐体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】
【０００８】
本発明の構成は以下のとおりである。
【０００９】
（１）上部に開口を有し、リアクトルを収容するケースと、前記ケースの開口を覆うカバーと、を備え、前記カバーと前記カバーの上部に配置された固定用部材とを固定させる電子部品収容筐体であって、前記ケースには前記リアクトルを封入する封入樹脂が充填され、前記ケースの内部底面に、前記内部底面と前記リアクトルとの間に所定の間隔を確保して支持する支持部材が設けられる、電子部品収容筐体。
【００１０】
（２）上記（１）に記載の電子部品収容筐体において、前記カバーは、金属製の放熱カバーであり、前記固定用部材は、ヒートシンクである、電子部品収容筐体。
【００１１】
（３）上記（１）または（２）に記載の電子部品収容筐体において、前記ケースの少なくとも一部が、前記封入樹脂の体積変化を吸収する樹脂材料により形成される、電子部品収容筐体。
【００１２】
（４）上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の電子部品収容筐体において、前記カバーを貫通する樹脂溜まり部を有し、前記樹脂溜まり部内の所定の高さまで前記封入樹脂を充填し、硬化させる、電子部品収容筐体。
【００１３】
（５）上記（１）から（４）のいずれか１つに記載の電子部品収容筐体において、前記支持部材は、耐熱性を有する高分子材料で形成された突起である、電子部品収容筐体。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、リアクトルの振動の伝播を、より効果的に防止または抑制する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態における電子部品収容筐体５０の構成の概略を示す断面図である。なお、図面中の各部材間の寸法比は必ずしも実際の各部材間の寸法比に一致していない。
【００１７】
図１において、電子部品収容筐体５０は、ケース５２と、カバー５４と、を備え、その外観の形状を規定している。ケース５２は、上部に開口を有する箱状の部材であり、カバー５４は、ケース５２の開口を覆う部材である。ケース５２の内部にリアクトル１０が収容され、コイル４８の図示しない両端子は適当な手段でケース５２またはカバー５４の外に引き出される。一方、カバー５４は、上部に配置された固定用部材７０と固定されている。
【００１８】
本実施の形態において、カバー５４としては、好適には放熱性の高い、アルミニウムや銅などの金属材料が用いられる。また、カバー５４の厚みは、特に限定はされず、使用する材料に応じて適宜設定することが可能であるが、例えば８ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることが可能である。電子部品収容筐体５０を製造した後、カバー５４を、その上部に配置された固定用部材７０に固定させて使用する。少なくとも電子部品収容筐体５０からの放熱を阻害しない、適切な材料により構成される固定用部材７０は、好ましくは電子部品収容筐体５０の、特にカバー５４からの放熱に寄与するヒートシンクである。より具体的には、カバー５４の外面５４ａと固定用部材（ヒートシンク）７０とを接触させて固定させることにより、部材間の熱交換が促進され、電子部品収容筐体５０の放熱性を高めることが可能となる。必要に応じて、冷却水などの冷媒を流通させる冷媒流路７２を設けて、さらに放熱効率を向上させるような構成とすることも好適である。このとき、カバー５４と固定用部材（ヒートシンク）７０との接触面積が高いほど、放熱性が良好となり、例えばカバー５４の外面５４ａの全表面積の８０％以上をヒートシンクに接触させるように固定させることが好適である。
【００１９】
また、本発明の実施の形態において、封入樹脂５６は一般に、所望の絶縁性および耐熱性を有する、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、などの各樹脂材料が用いられる。このような樹脂材料を使用した封入樹脂５６は、リアクトル１０の安定保持のため、少なくとも常温、例えば２５℃以下では所定の硬度または剛性を有することが好ましいが、ケース５２内への充填時にはリアクトル１０の近傍を含むケース５２内の細部にまで十分に行き渡るよう、例えば６０℃〜８０℃程度の適切な加熱等により、適度な流動性を付与した状態で充填される。
【００２０】
カバー５４を介しての放熱を効果的に行なうためには、封入樹脂５６がカバー５４の内面５４ｂに確実に接触していることが好適である。封入樹脂５６の層とカバー５４の内面５４ｂとの間に空隙があったり、封入樹脂５６内に気泡が存在する状態で硬化させたりすると、放熱性が低下するため、好ましくない。このため、適切な流動性を有する封入樹脂５６材料をケース５２の所定の高さ（深さ）まで静かに充填し、必要に応じて封入樹脂５６材料内の気泡を確実に除去した後にカバー５４の内面５４ｂに接触するように硬化させることが好適である。封入樹脂５６の充填は、通常の大気圧下で行なわれる大気注入であっても良く、また所定の絶対圧力まで減圧させた状態でのいわゆる真空注入であっても良い。なお、リアクトル１０の、特にコイル４８の近傍の空隙など、細部にわたるまで確実かつ速やかに充填を行うためには、真空注入が好適である。
【００２１】
図１において、カバー５４には、面方向に貫通する開口、すなわち樹脂溜まり部６２が設けられている。樹脂溜まり部６２内の所定の高さまで封入樹脂５６材料を充填することにより、封入樹脂５６をカバー５４の内面５４ｂに確実に接触させることが可能となり、封入樹脂５６からカバー５４を介しての所定の放熱性を確保することが可能となる。すなわち、カバー５４に樹脂溜まり部６２を設けることにより、封入樹脂５６材料の充填の際に生じる充填量の誤差を吸収することが可能となる。なお、樹脂溜まり部６２の少なくとも１つを、封入樹脂５６材料の充填の際に使用することも可能である。
【００２２】
本実施の形態において、樹脂溜まり部６２の形状は、特に限定されるものではないが、充填量誤差の吸収のためには、例えば椀形状、錐形状、漏斗形状のような、ケース５２側の容積が、ヒートシンク７０側の容積よりも小さい形状とすることがより好適である。また、樹脂溜まり部６２の大きさや個数は、適宜設定することが可能であるが、放熱性の観点から、例えばカバー５４に対し、ボイド率８０％以上を少なくとも維持するように樹脂溜まり部６２を形成することが好適である。
【００２３】
図１において、ケース５２は、その形状を上部に開口を有する箱状とすることにより、電子部品収容筐体５０内からのリアクトル１０の脱落または落下を防止し、またリアクトル１０を封入する封入樹脂５６が充填可能な構成を有している。また、リアクトル１０などの電子部品が発する熱を効果的に外部に放熱させるために、例えば銅やアルミニウムなどの、放熱性の高い金属材料を用いることが可能であり、特に軽量化の観点から、アルミニウム製のケース５２が好適に使用される。また、ケース５２の厚みは、特に限定はされず、使用する材料に応じて適宜設定することが可能であるが、例えば８ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすることが可能である。また、図１に示すように、例えばリアクトル１０のコイル部分とコイルを有しない部分とで、底部５８の厚みを変更することも可能である。
【００２４】
前述のように、封入樹脂５６は、カバー５４やケース５２に密着し、これらの部材により形成される空隙を密閉するように充填されている。ケース５２は、その厚みや形状の設定によりある程度の可撓性を付与することにより、封入樹脂５６の膨張や収縮などの体積変化に対してある程度追従させることが可能である。しかし、金属材料からなるケース５２が、封入樹脂５６の体積変化に伴うストレスを長期にわたり受け続けると、やがてその一部分における劣化の要因ともなり得る。また封入樹脂５６自身も熱応力による収縮の偏りにより劣化が生じるおそれがある。この傾向は、封入樹脂５６の収縮が繰り返されるような環境下において、特に顕著である。そこで、ケース５２の少なくとも一部を樹脂材料により形成し、封入樹脂５６の体積変化を吸収可能な構成とすることにより、封入樹脂５６の体積変化に伴うストレスを緩和し、ケース５２の劣化を防止または抑制することが可能となる。ここで、「封入樹脂５６の体積変化を吸収可能な構成」とは、封入樹脂５６の体積変化に応じて変形可能な構成、つまり、ケース５２が外観上変形するものであっても良く、ケース５２は外観上変形しないものの、封入樹脂５６の体積変化を吸収し、ストレスを緩和するものであっても良い。
【００２５】
本実施の形態において、ケース５２の少なくとも一部に適用し得る樹脂材料として、少なくとも電子部品収容筐体５０の作動温度領域において溶融しないものであって、かつ所望の柔軟性または可撓性樹脂を有する樹脂材料を好適に用いることが可能である。このような樹脂材料として、特に限定されるわけではないが、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などを挙げることが可能である。また、ケース５２において、このような樹脂材料が好適に配置される箇所は、封入樹脂５６の体積変化に伴うストレスを受けやすい箇所であり、電子部品収容筐体５０の構成や、リアクトル１０の体格などにより適宜設定することが可能であるが、例えば、封入樹脂５６の体積変化の幅が大きい箇所、つまり、リアクトル１０とケース５２との間隔が広い部分において好適である。また、他の実施の形態として、ケース５２の側面全体、さらに別の実施の形態として、底面を含むケース５２全体にわたり樹脂材料を適用することも可能である。
【００２６】
一方、図１において、ケース５２の内部底面５８ｂには、支持部材６０が設けられている。支持部材６０は、リアクトル１０を支持し、ケース５２内におけるリアクトル１０の、特に鉛直方向（高さ方向）における位置決めを行ない、内部底面５８ｂとリアクトル１０との間に所定の間隔を確保するスペーサの役割を果たすものである。
【００２７】
支持部材６０によりリアクトル１０を支持することにより、例えば図３に示したような、ボルトを用いた締結等によるリアクトル１０の固定が不要となる。このため、図１に示すように、リアクトル１０の振動がヒートシンク等の固定化部材７０を介しての伝播が事実上不可能となる。さらに、リアクトル１０と支持部材６０との接触面積を少なくすることにより、支持部材６０からケース５２を介しての振動の伝播を、より効果的に防止または抑制することが可能となる。
【００２８】
本実施の形態において、支持部材６０は、ケース５２の内部底面５８ｂと一体成形されたものであってもよく、また他の実施の形態として、予め成形されたケース５２の内部底面５８ｂの所定の箇所に、予め所定の形状に成形しておいた支持部材６０を適当な接着剤などにより接着させたものであってもよく、その形成方法は何ら限定されるものではない。
【００２９】
また、本実施の形態において、支持部材６０の形状は、例えば図１に示すようにコア４６と当接する突起とすることが可能であるが、ケース５２内全体にわたる封入樹脂５６の回り込みが阻害されることなく充填することが可能なものであればいかなる形状であっても構わない。具体的な形状としては、半球形状、錐形状、リブまたは柱形状など、いかなるものであっても良い。また、１つの支持部材６０における、コア４６との接触面積は極力小さいことが好ましく、また支持部材６０全体としての、コア４６との接触面積の総和も極力小さいことが好ましいが、リアクトル１０の重量や、支持部材６０の強度等に応じて適宜設計することが可能である。また、支持部材６０の数量は、少なくとも複数、例えば４個、６個などとすることが可能であるが、リアクトル１０を支持することが可能であればこれらに限定されることはなく、例えば１〜３個、５個などとすることも可能である。
【００３０】
本実施の形態において、支持部材６０は、例えばアルミニウムや銅などの金属材料を使用し、場合によっては上述したケース５２と一体成形することも可能であるが、耐熱性を有する高分子材料で形成されたものが好適である。ここでいう「耐熱性を有する高分子材料」とは、少なくとも封入樹脂５６の充填温度においてリアクトル１０を確実に支持可能であって、かつリアクトル１０を含む電子部品収容筐体５０の発熱時においても、十分にリアクトル１０を支持し得るものを指す。このため、例えば封入樹脂５６の材料やリアクトル１０の重量等により適宜選択することが可能である。具体的には、ハイトレル（登録商標）などのポリエステル系熱可塑性エラストマーや、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴムなどのゴム材料などを挙げることが可能であるが、前述したように、リアクトル１０を支持し得るものであればこれに限らず、いかなるものを使用しても良い。高分子材料に特有の減衰効果を有する、このような耐熱性を有する高分子材料を支持部材６０として使用することにより、リアクトル１０からの振動の伝達がさらに抑制されることとなるため、好適である。
【００３１】
ケース５２の内部底面５８ｂ上に設けられた支持部材６０によりリアクトル１０の位置決めがなされた後、カバー５４によりケース５２の開口部分を覆い、閉じられる。カバー５４とケース５２の固定は、締結によるものであっても良く、溶接や接着、熱溶着等、公知の適切な方法により行なうことが可能である。
【００３２】
図１に示す電子部品収容筐体５０は、コア４６にコイル４８が巻回されたリアクトル１０を含む。リアクトル１０は、そのコイルに交流信号を流すことで、電磁エネルギを蓄積することができる。そこで、２次電池の直流エネルギを、交流の電磁エネルギとし、リアクトル１０にこの電磁エネルギを蓄積させることができる。蓄積された電磁エネルギは、高電圧側コンデンサに高電圧の電気エネルギとして蓄積され、インバータ回路によって高電圧交流信号に変換される。
【００３３】
図２に、電子部品収容筐体５０に収容されるリアクトル１０の模式的構成の一例を示す。図２において、リアクトル１０は、複数のコア材を、スペーサを介して接続してなる円環状のコア４６と、コイル４８ａ，４８ｂとをそれぞれ有している。
【００３４】
図２において、コア４６は、弧状または略Ｕ字状のコア材（以下、Ｕコア材と称する）１２，３２と、柱状または略Ｉ字状のコア材（以下、Ｉコア材と称する）１４，３４との間に、スペーサ１６，２２，３６，４２を挟み込み構成されている。一方、コイル４８ａ，４８ｂは、コア４６またはこれと一体または別体にて必要に応じて設けられるコイルボビン２０，２１に巻回されている。なお、図２において、コア４６の外周に備えられたコイルボビン２０，２１およびコイル４８ａ，４８ｂの構造については、コア材とスペーサとの接着部分およびその近傍の構成を詳細に示すために、特に断面の概略のみを示している。
【００３５】
一般に、ハイブリッド車などの車両に用いられるリアクトルとしては、インダクタンスを低下させないよう、複数のコア材間に所定の幅を有する磁気的なギャップを持たせる構造を採ることができる。具体的には、図２に示すように、各コア材、１２，１４，３２，３４間のギャップ部分にセラミックス等のスペーサ、１６，２２，３６，４２を挟みこみ、隣り合うコア材とスペーサとを接着剤などを用いて接着または接合し、一体化したコア４６を使用することができる。
【００３６】
図２に示すリアクトル１０のコア材、１２，１４，３２，３４としては、複数の電磁鋼板からなる積層鋼板や、表面を絶縁処理した軟磁性粉末を、必要に応じてバインダと混合した後に所定の圧力にて加圧成形し、さらに必要に応じて焼結または熱処理して作製される圧粉磁心などを用いることができる。
【００３７】
一方、コイル４８ａ，４８ｂとして好適に用いられるのは、アルミニウム、銅等の金属材料である。また、コイルは、コアを作製した後に巻きつける場合には、使用するコイルの材料に応じてコイルボビンに巻回可能な太さまたは断面形状となるようにすることが好ましい。また、予め巻き線形状に成形されたコイルをコア材またはコア接合体に挿入する場合には、コア材またはコイルボビンの損傷を抑制するため、可撓性を有するコイル材料が好適に用いられる。
【００３８】
図２に示すコイル４８ａ，４８ｂに電流を流すことで、円環状コアを磁路として、磁束が円環状に流れることになる。４８ａ，４８ｂは、それらに流す電流によって円環状コアに流れる磁束の向きが同じとなるように巻回方向が定められる。なお、図１に示す電子部品収容筐体５０に収容されるリアクトル１０として、図２に示す、円環状のコアにコイルが巻回されているリアクトルについて説明したが、これに限定されるものではなく、作動時に振動が生じ得るリアクトルであれば他の形状を有するものであってもよい。
【００３９】
なお、図１において、リアクトル１０をケース５２の内部に収容する際、コア４６および／またはコイル４８（図２に示すコイル４８ａ，４８ｂ）がケース５２の側面に接触しないようにするとともに、ケース５２の内部底面５８ｂに、コア４６および／またはコイル４８が接触しないようにすることが望ましい。接触すると、リアクトル１０の水平方向の振動や垂直方向の振動がケース５２に伝播する場合が想定されるためである。
【００４０】
上述したように、本発明の実施の形態における電子部品収容筐体によれば、放熱性を損なうことなく、内部に収容されたリアクトルに由来する振動の伝播を、より効果的に防止または抑制することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、コイルとコアとを有し、コイルに電流を流すことで振動が発生し得るリアクトルを収容する電子部品収容筐体において利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態における電子部品収容筐体の構成の概略を示す図である。
【図２】図１に示す電子部品収容筐体に適用可能なリアクトルの構成の概略を示す図である。
【図３】従来の電子部品収容筐体の構成の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  リアクトル、１２，３２  Ｕコア材、１４，３４  Ｉコア材、１６，２２，３６，４２  スペーサ、２０，２１  コイルボビン、４６  コア、４８，４８ａ，４８ｂ  コイル、５０  電子部品収容筐体、５２  ケース、５４  カバー、５４ａ  外面、５４ｂ  内面、５６  封入樹脂、５８  底部、５８ｂ  内部底面、６０  支持部材、６２  樹脂溜まり部、７０  固定用部材（ヒートシンク）。
【図１】
2008198870.tif 000003
【図２】
2008198870.tif 000004
【図３】
2008198870.tif 000005