(57)【要約】【課題】少ない部品点数及び簡単な構造で冷却効率が良い冷却器を持つ、冷却器付きリアクトルを提供することである。【解決手段】冷却器付きリアクトルは、底壁部２２とその外周に沿った周壁部２５とが一体に形成され、冷却水が循環する水路４０が底壁部に形成されている冷却器２０と；底壁部と周壁部とで区画された収容空間３５に収容され、その一部が底壁部に密着したリアクトル１０と；から成る。【選択図】図１
2005303212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底壁部と周壁部とが一体に形成され、該底壁部は冷却水が循環する水路を備えている冷却器と、
前記底壁部と前記周壁部とで区画された収容空間に収容され、その一部が該底壁部に密着したリアクトルと、
から成ることを特徴とする冷却器付きリアクトル。
【請求項２】
前記リアクトルはＵ形状のコアと該コアに巻かれたコイルとから成り、該コアの下面が前記底壁部に密着している請求項１に記載の冷却器付きリアクトル。
【請求項３】
前記周壁部は前記リアクトルに対応する形状を持ち、前記コアの外面が前記周壁部に近接している請求項２に記載の冷却器付きリアクトル。
【請求項４】
底壁部と周壁部と該底壁部及び該周壁部で区画される収容空間を複数の収容部に仕切る仕切壁部とが一体に形成され、該底壁部は冷却水が循環する水路を備えている冷却器と、
第１底壁部、第１周壁部及び前記仕切壁部で区画された第１収容部に収容され、その一部が該第１底壁部に密着したリアクトルと、
第２底壁部、第２周壁部及び前記仕切壁部で区画された第２収容部に収容された電子部品と、
から成ることを特徴とする冷却器付きリアクトル。
【請求項５】
前記仕切壁部は、前記周壁部の側壁の途中から延びた第１延長部と、端壁の途中から延びた第２延長部とから成り、前記第１収容部は前記第２収容部よりも小さい請求項４に記載の冷却器付きリアクトル。
【請求項６】
前記リアクトルはＵ形状のコアと該コアに巻かれたコイルとから成り、該コアの下面が前記底壁部に密着している請求項４に記載の冷却器付きリアクトル。
【請求項７】
前記第１周壁部及び前記仕切壁部は前記リアクトルに対応する形状を持ち、前記コアの外面が該第１周壁部及び該仕切壁部に密着している請求項６に記載の冷却器付きリアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱による温度上昇を抑制する冷却器を備えた、冷却器付きリアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
リアクトルは、たとえばＤＣ−ＤＣコンバータにおいて直流電源のエネルギを蓄え及び放出するものであり、磁性体から成るコアの回りにコイルを巻いて成る。作動時に発熱し、発熱により限度を超えて温度が上昇すると、リアクトルの作動の安定性が損なわれる。そのために温度上昇を抑制すべくリアクトルに冷却器を付加することがある。
【０００３】
例えば図３に示す従来の冷却装置付きリアクトル（特許文献１参照）において、リアクトル８０はコア８１とコイル８２とを含む。冷却装置８５は上部ハウジング８７、一対の側部ハウジング９０及びヒートシンク９７を含む。上部ハウジング８７はリアクトル８０の上方に被せられ放熱フィン８８を備えている。各側部ハウジング９０はリアクトル８０を両側からはさみ、コイル冷却部９２及びコア冷却部９４を持ち、板状のヒートシンク９７上に立設されている。
【特許文献１】特開２００２−５０５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来例はコア８１及びコイル８２で発生する熱を一対の側部ハウジング９０を介してヒートシンク９７に伝達し、ヒートシンク９７で放熱する空冷方式を採用している。しかし、側部ハウジング９０とヒートシンク９７とは別部材であり、両者間の界面に存在する熱抵抗が側部ハウジング９０からヒートシンク９７への熱の伝達を妨げる。また、発熱源たるコア８１及びコイル８２と、放熱手段たる冷却フィン８８及びヒートシンク９７とは離れており、冷却効率が良いとは言い難い。さらに、殆んど放熱作用を持たない一対の側部ハウジング９０の配置により冷却装置の部品点数が増え、構造が複雑になっている。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、少ない部品点数及び簡単な構造で冷却効率が良い冷却器を持つ、冷却器付きリアクトルの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の発明者は、冷却器を一体構造とした上で、コア及びコイルに近接した部分に冷却水を循環させることを思い付いて、本発明を完成した。
（１）第１発明による冷却器付きリアクトルは、請求項１に記載したように、底壁部と周壁部とが一体に形成され、底壁部は冷却水が循環する水路を備えている冷却器と；底壁部と周壁部とで区画された収容空間に収容され、その一部が底壁部に密着したリアクトルと；から成る。この冷却器付きリアクトルにおいて、リアクトルで発生する熱は、冷却器の底壁部に伝達し冷却水により水冷されるとともに、周壁部から底壁部に伝達し同様に水冷される。
（２）第２発明による冷却器付きリアクトルは、請求項４に記載したように、底壁部、周壁部及び底壁部と周壁部とで区画される収容空間を複数の収容部に仕切る仕切壁部が一体に形成され、底壁部は冷却水が循環する水路を備えている冷却器と；第１底壁部、第１周壁部及び仕切壁部で区画された第１収容部に収容され、その一部が第１底壁部に密着したリアクトルと；第２底壁部、第２周壁部及び仕切壁部で区画された第２収容部に収容された電子部品と；から成る。
【０００７】
この冷却器付きリアクトルにおいて、リアクトル及び電子部品で発生する熱は、冷却器の第１底壁部及び第２底壁部に伝達し冷却水により水冷されるとともに、第１周壁部及び第２周壁部から底壁部に伝達し同様に水冷される。
【発明の効果】
【０００８】
（１）第１発明にかかる冷却器付きリアクトルによれば、リアクトルの一部とが冷却器の底壁部との密着によりリアクトルから底壁部に熱が確実に伝達し、底壁部の水路を循環している冷却水との間で熱交換され、リアクトルの温度上昇が防止される。また、冷却器の底壁部と周壁部とが一体に形成されているので両者間に熱抵抗がなく、周壁部から底壁部に熱が効果的に伝達する。更に、底壁部及び周壁部はリアクトルの収容手段及び熱の伝達、放熱手段を兼ねており、構造がコンパクトである。
【０００９】
請求項２の冷却器付きリアクトルによれば、リアクトルはＵ形状のコアの下面が底壁部に密着しているので、リアクトルから底壁部に熱が伝達し易い。請求項３の冷却器付きリアクトルによれば、コアの外面が周壁部に近接しているので、リアクトルから周壁部に熱が伝達し易い。
（２）第２発明にかかる冷却器付きリアクトルによれば、リアクトル及び電子部品の一部と冷却器の第１底壁部及び第２底壁部との密着により、リアクトル及び電子部品から第１底壁部及び第２底壁部に熱が確実に伝達し、水路を循環している冷却水との間で熱交換され、リアクトル及び電子部品の温度上昇が防止される。また、冷却器の第１底壁部及び第２底壁部と第１及び第２周壁部と仕切壁部とが一体に形成されているので両者間に熱抵抗がなく、第１周壁部及び第２周壁部及び仕切壁部から第１底壁部及び第２底壁部に熱が効果的に伝達する。更に、第１底壁部及び第２底壁部、第１周壁部及び第２周壁部並びに仕切壁部はリアクトル及び電子部品の収容手段及び熱の伝達、放熱手段を兼ねており、構造がコンパクトである。
【００１０】
請求項５の冷却器付きリアクトルによれば、仕切壁部は側壁から延びた第１延長部と端壁から延びた第２延長部とから成り、第１収容部は第２収容部よりも小さいので、電子部品と大きさ（幅）が異なるリアクトルの収容に適し、第１収容部から第２収容部への熱の伝達が防止される。請求項６の冷却器付きリアクトルによれば、リアクトルのＵ形状のコアの下面が第１底壁部に密着しているので、下面から第１底壁部に熱が伝達し易い。請求項７の冷却器付きリアクトルによれば、コアの外面が第１周壁部の一部及び仕切壁部に密着しているので、外面から第１周壁部へ熱が伝達し易い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（イ）用途
冷却器付きリアクトルはＤＣ−ＤＣコンバータにおいて直流電圧を昇圧又は降圧するためや、電源回路の平滑フィルタとして使用される。
（ロ）第１タイプ
第１タイプの冷却器付きリアクトルの冷却器は、底壁部とその外周に沿った周壁部とが一体に形成されている（一体構造を持つ）。ここで、「一体に形成」とは、同一の材料で同時に、継ぎ目なく形成することを意味する。底壁部及び周壁部の形状はリアクトルの形状との関係で決まる（請求項３）。底壁部は冷却水が循環する水路を備え、水路は底壁部の下面全体に形成することが望ましいが、特定の領域のみに形成しても良い。外周壁は底壁部の外周縁に形成され例えば矩形状を持つ。外周壁は全周にわたって（環状）に形成されることが望ましいが、一部が切れていても良い。
【００１２】
リアクトルは底壁部と周壁部とで区画された収容空間に収容され、その一部が底壁部に密着している（請求項２）。例えば、Ｕ字形のコアを含むリアクトルを横向きに置き、コアの下面を底壁部に密着させ、外面を周壁部に密着することができる。
（ハ）第２タイプ
第２タイプの冷却器付きリアクトルの冷却器は底壁部、その外周に沿った周壁部、及び底壁部と外周壁部とで区画される収容空間を仕切る仕切壁部が一体に形成されている。周壁部は底壁部の外周縁に形成され、例えば一対の側壁部と一対の端壁部とを含み、矩形枠状を持つ。「一体に形成」の意味は上述した通りである。仕切壁部が収容空間を複数の収容部に仕切る。ある収容部にリアクトルを、別の収容部（一つ又は二つ以上）に電子部品を収容する。底壁部、周壁部及び仕切壁部の形状はリアクトルや電子部品の形状との関係で決まる。
【００１３】
仕切壁部は側壁から延びた第１延長部と端壁から延びた第２延長部とから成ることができる（請求項５）。リアクトルが密着する第１底壁部及び第２底壁部はその下面に循環水路を備える。
【００１４】
リアクトルは第１底壁部、第１周壁部及び仕切壁部で区画された第１収容部に収容されている。その一部が第１底壁部に密着し、その一部が第１周壁部及び仕切壁部に密着している（請求項６及び７）。電子部品は第２底壁部、第２周壁部及び仕切壁部で区画された第２収容部に収容されている。その一部（底面）が第２底壁部に密着又は近接し、外面が第２周壁部及び仕切壁部に密着又は近接することが望ましい。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
（構成）
図１及び図２に示すように、リアクトル１０はＵ字形状のコア１２と、その回りに巻かれたコイル１５とから成る。コア１２の一対の腕部１３ａ及び１３ｂは断面矩形状を有し、両方の腕部１３ａと１３ｂを結ぶ方向が横方向となるように配置（横置き）されている。各腕部１３にそれぞれコイル１５が巻かれている。
【００１６】
冷却器２０は全体が熱伝達性に優れたアルミから成り、一体構造を持つ。矩形状の底壁部２２と、その両側部から直角に立ち上がった一対の側壁部２４ａ及び２４ｂと、底壁部２２の両端部から直角に立ち上がった一対の端壁部２６ａ及び２６ｂと、仕切壁部３１とを含む。一対の側壁部２４ａ及び２４ｂは底壁部２２の側部の全長にわたって形成され、一対の端壁部２６ａ及び２６ｂは底壁部２２の端部の全長にわたって形成され、これらの高さは等しい。その結果、底壁部２２の外周縁に沿って四角枠状の周壁部２５が形成されている。
【００１７】
仕切壁部３１は他方の側壁部２４の途中から延びた延長部３２と、一方の端壁部２６ａの途中から延びた延長部３３とが直角に交差している。第１底壁部２３ａと延長部３２及び３３と、他方の側壁部２４ｂの一部２４ｂ１及び一方の端壁部２６ａとが共同して直方体形状のリアクトル用収容空間３５を区画している。この収容空間３５の形状及び大きさはリアクトル１０の形状及び大きさにほぼ等しい。その結果、リアクトル１０の一方の腕部１３ａの外面１３ａ１が一方の端壁部２６ａに、他方の腕部１３ｂの外面１３ｂ１が延長部３２に、両方の腕部１３ａ及び１３ｂの下面１３ｃが第１底壁部２３ａに接触している。
【００１８】
第２底壁部２３ｂと、延長部３２と、両方の側壁部２４ａ及び２４ｂの残部２４ａ２及び２４ｂ２と他方の端壁部２６ｂとにより直方体形状の電子部品用収容空間３７が区画されている。この収容空間３７はリアクトル用収容空間３５よりも大きく、その中に電子部品（例えばパワートランジスタ）３８が収容されている。
【００１９】
図２から分かるように、底壁部２２の下面（裏面）には全面にわたって冷却水の循環水路４０が形成されている。即ち、底壁部２２の下面から下方に延びた多数のリブ４１が一定間隔で形成され、隣接するリブ４１間に小空間４２が区画されている。多数の上向きのリブ４４が形成された蓋部材４５が底壁部２２を覆っている。蓋部材４５のリブ４４の幅及びリブ４４間の小空間４６の間隔は底壁部２２のリブ４１及び小空間４２のそれと同じであり、両者により互いに連通された多数の空間４２及び４６から成る循環水路４０が形成されている。
（作用）
この冷却器付きリアクトルにおいて、リアクトル１０の作動時にコア１２及びコイル１５で発生する熱は、冷却器２０の底壁部２２からリブ４１及び４４に伝達される。底壁部２２の下面の循環水路４０を循環している冷却水とリブ４１及び４４との間で熱交換され（水冷方式）、リアクトル１０の温度上昇が防止される。同様に、電子部品３８で発生する熱と冷却水との間でも同様に熱交換され、電子部品３８が冷却される。
【００２０】
また、リアクトル１０の熱は他方の側壁部２４ｂの一部２４ｂ１と一方の端壁部２６ａとを通して底壁部２２に伝達され、冷却水で冷却される。同様に、電子部品３８の熱は、一方の側壁部２４ａの残部２４ａ２と、他方の側壁部２４ｂの残部２４ｂ２と、他方の端壁部２６ｂとを通して底壁部２２に伝達され、水冷される。
（効果）
この実施例の冷却器付きリアクトルによれば、以下の効果が得られる。第１に、三つの理由によりリアクトル１０の冷却効率が良い。一つ目の理由は、リアクトル１０の下面１３ｃが底壁部２２に密着し、外面１３ａ１及び１３ｂ１が周壁部２５及び仕切壁部３１の一部に密着しているからである。これにより、コア１２及びコイル１５で発生した熱は下面１３ｃから直接底壁部２２に、外面１３ａ１及び１３ｂ１から直接一方の端壁部２６ａ及び延長部３２に伝達される。
【００２１】
二つ目の理由は、冷却器２０の底壁部２２と周壁部２５との間に界面がないことによる。つまり、底壁部２２と側壁部２４ａ及び２４ｂと端壁部２６ａ及び２６ｂとが全て同じ材料で形成され、両者間に継ぎ目が存在しないので熱抵抗が少ない。そのため、周壁部２５及び仕切壁部３１から底壁部２２への熱伝達が良好である。
【００２２】
三つ目の理由は、水冷方式の採用である。リアクトル１０の下面１３ｃから直接底壁部２２に伝達される熱、及びリアクトル１０の外面１３ａ１及び１３ｂ１から周壁部２５及び仕切壁部３１を介して底壁部２２へ伝達される熱は、底壁部２２の下側の循環水路４０を流れる冷却水により効果的に冷却される。
【００２３】
第２に、比較的高温のリアクトル１０の熱が低温の電子部品３８に伝達することが、仕切壁部３１により防止される。リアクトル１０は電子部品３８に比べて発熱量が多く、温度が上昇しやすい。しかし、仕切壁部３１が障壁となって収容空間３５から３７への熱の伝達を遮断するので、リアクトル１０の熱による電子部品３８の温度上昇が防止される。
【００２４】
第３に、冷却器２０の部品点数が少なく、構造が簡単である。冷却器２０の底壁部２２及び周壁部２５は、リアクトル１０及び電子部品２８の収容空間３５及び３７を区画するとともに、熱を伝達しているからである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例を示す分解斜視図である。
【図２】図１でリアクトルを冷却器に収容した状態での２−２断面図である。
【図３】従来例の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０：リアクトル                    １２：コア
１５：コイル                        ２０：冷却器
２２：底壁部                        ２４ａ，２４ｂ：側壁部
２５：周壁部                        ２６ａ，２６ｂ：端壁部
３１：仕切壁部                      ３５，３７：収容空間
【図１】
2005303212.tif 000003
【図２】
2005303212.tif 000004
【図３】
2005303212.tif 000005