(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により磁束を発生するコイルと、
絶縁樹脂に磁性粉末を混合して分散させた磁性粉末混合樹脂からなると共に上記コイルを内部に埋設してなるコアと、
底面部と該底面部の端縁から立設された筒状の側面部とを有し、上記コイル及び上記コアを内側に収容してなるケースとを備え、
該ケースの上記側面部の内部には、上記コイルからの振動を吸収する制振用空間が設けられており、
上記制振用空間は、上記コイルの外周を全周にわたって覆うように環状に設けられており、
上記制振用空間内に冷却媒体を流通させることができるよう構成されており、
上記ケースの上記底面部から上記コイルの内側を軸方向に貫通するように中芯部材が配置されており、
上記コイルの軸方向に平行な外周側面は、上記中芯部材と上記冷却媒体が流通する上記制振用空間との間に配置されていることを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
請求項１に記載のリアクトルにおいて、上記制振用空間内には、上記ケースを構成する材料よりも硬度が低い制振用材料が充填されていることを特徴とするリアクトル。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のリアクトルにおいて、上記コイルは、上記ケースの上記底面部上に配設された複数の位置決め台に載置されていることを特徴とするリアクトル。
【請求項４】
請求項３に記載のリアクトルにおいて、上記位置決め台は、円柱状であることを特徴とするリアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置等に用いられるリアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両用のインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置等に用いられるリアクトルが知られている。
リアクトルとしては、例えば、通電により磁束を発生するコイルと、絶縁樹脂に磁性粉末を混合して分散させた磁性粉末混合樹脂からなると共にコイルを内部に埋設してなるコアと、コイル及びコアを収容してなるケースとを備えたものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９８９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記構造のリアクトルには、以下のような問題があった。
すなわち、導体線を巻回してなるコイルに通電した際、コイルの巻回軸方向において隣り合う導体線同士の間に電気的な反発力が生じ、この反発力がコイルに通電される電流の大きさに応じて変化することによってコイルに振動が生じる。そのため、コイルに生じた振動がコイルを覆うコアからケースに伝達されてリアクトル全体が振動し、さらにはその振動がケースを介してリアクトル外部の他の部品等に伝達され、騒音等の問題を引き起こしていた。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、振動の低減を図ると共に振動の外部への伝達を抑制することができるリアクトルを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、通電により磁束を発生するコイルと、
絶縁樹脂に磁性粉末を混合して分散させた磁性粉末混合樹脂からなると共に上記コイルを内部に埋設してなるコアと、
底面部と該底面部の端縁から立設された筒状の側面部とを有し、上記コイル及び上記コアを内側に収容してなるケースとを備え、
該ケースの上記側面部の内部には、上記コイルからの振動を吸収する制振用空間が設けられており、
上記制振用空間は、上記コイルの外周を全周にわたって覆うように環状に設けられており、
上記制振用空間内に冷却媒体を流通させることができるよう構成されており、
上記ケースの上記底面部から上記コイルの内側を軸方向に貫通するように中芯部材が配置されており、
上記コイルの軸方向に平行な外周側面は、上記中芯部材と上記冷却媒体が流通する上記制振用空間との間に配置されていることを特徴とするリアクトルにある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のリアクトルは、上記ケースの上記側面部の内部に上記制振用空間を設けている。そのため、上記コイルへの通電によって該コイルに振動が生じ、その振動が上記コアを介して上記ケースに伝達されても、その振動を上記制振用空間において吸収することができる。これにより、上記リアクトル全体の振動を低減することができると共に、上記ケースから上記リアクトル外部の他の部品等に振動が伝達されることを抑制することができる。その結果、振動に起因する騒音を低減することができる。
【０００８】
また、本発明では、上記コイル及び上記コアの側面側を覆うように配設され、上記コイルからの振動が多く伝達される上記ケースの上記側面部に、上記制振用空間を設けている。そのため、上記コイルからの振動をより効果的に吸収することができる。また、上記ケースの上記底面部に伝達された振動も、該底面部の端縁から立設された上記側面部に伝達されることにより、上記制振用空間において同様に吸収することができる。これにより、振動の低減及び振動の外部への伝達の抑制という上記の効果を有効に発揮することができる。
【０００９】
このように、本発明によれば、振動の低減を図ると共に振動の外部への伝達を抑制することができるリアクトルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】参考例１における、リアクトルの構造を示す上面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】参考例１における、複数の制振用空間を有するリアクトルの構造を示す上面図。
【図４】実施例１における、リアクトルの構造を示す上面図。
【図５】図４におけるＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図６】参考例２における、リアクトルの構造を示す断面説明図。
【図７】参考例２における、位置決め台の配置を示す説明図。
【図８】参考例２における、位置決め台を示す斜視図。
【図９】参考例２における、位置決め台の形状の別例を示す斜視図。
【図１０】参考例２における、位置決め台の形状の別例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明において、上記リアクトルは、例えば、車両用のインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置等に用いることができる。
また、上記コアを構成する上記磁性粉末混合樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性、熱可塑性等を有する絶縁樹脂に鉄粉等の磁性粉末を混合して分散させたものを用いることができる。
【００１２】
また、上記制振用空間は、上記コイルからの振動を吸収するという効果を十分に発揮することができれば、配設する位置、個数、形状等を種々様々に変更することが可能である。例えば、上記制振用空間は、密閉された空間であってもよいし、一部を開口させた空間であってもよい。また、上記制振用空間は、一箇所に設けてもよいし、複数箇所に設けてもよい。
【００１３】
また、上記制振用空間は、上記コイルの外周を全周にわたって覆うように環状に設けられている。
これにより、上記コイルからの振動を上記制振用空間において吸収するという効果をより一層十分に発揮することができる。
【００１５】
また、上記制振用空間内には、上記ケースを構成する材料よりも硬度が低い制振用材料が充填されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記コイルからの振動を上記制振用空間内の上記制振用材料によって十分かつ確実に吸収することができる。
なお、上記制振用材料としては、例えば、シリコングリス、シリコンゲル等を用いることができる。
【００１６】
また、上記制振用空間内に冷却媒体を流通させることができるよう構成されている。
これにより、上記コイルからの振動を上記制振用空間において吸収すると共に、上記制振用空間内に流通させる上記冷却媒体によって上記リアクトルを効果的に冷却することができる。
【００１７】
すなわち、上記リアクトルは、上記コイルへの通電によって該コイルが発熱することで温度上昇が起こる。そのため、通常、上記コイルに発生した熱が上記コアを介して上記ケースに伝達され、該ケースから外部へ放出されるようにして上記リアクトルの温度上昇を抑制している。そこで、上記ケースからの放熱に加えて、上記制振用空間内に上記冷却媒体を流通させて上記ケース自体を冷却することにより、上記リアクトル全体を効果的に冷却することができ、上記コイルの発熱による温度上昇をさらに抑制することができる。
【００１８】
また、上記制振用空間内に冷却媒体を流通させる構成とし、上記ケースの内部に上記リアクトルを冷却するための機能を持たせることにより、上記リアクトルを冷却するための冷却器等を別途配設する必要がなくなる。これにより、上記リアクトルの小型化、簡素化等を図ることができる。
【００１９】
また、上記リアクトルの放熱性を向上させるために、上記ケースの上記底面部から上記コイルの内側を軸方向に貫通するように柱状の中芯部材を配置している。
これにより、上記コイルへの通電によって発生した熱が該コイルの内側にある上記中芯部材を介して上記ケースに伝達されるため、該ケースからの放熱を効率よく行うことができる。
【００２０】
また、上記コイルは、上記ケースの上記底面部上に配設された複数の位置決め台に載置されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記リアクトルの製造時において、上記コイルを上記位置決め台によって所定の位置に配置することができる。また、上記リアクトルの製造後においては、上記コイルへの通電によって発生した熱が上記位置決め台を介して上記ケースに伝達されるため、該ケースからの放熱をより効率よく行うことができる。これにより、上記リアクトルの放熱性を向上させることができる。
なお、上記位置決め台は、上記ケースに一体的に形成してもよいし、上記ケースと別部材であってもよい。
【００２１】
また、上記位置決め台は、円柱状であることが好ましい（請求項４）。
すなわち、上記リアクトル製造時において、上記コアは、例えば、上記ケース内に上記磁性粉末混合樹脂を充填した後、硬化させることによって形成する。このとき、上記位置決め台を円柱状とすることで、上記磁性粉末混合樹脂が上記ケース内にどの方向から流れて充填されても、該磁性粉末混合樹脂が上記位置決め台の外周面に沿って隙間なく流れて充填される。これにより、上記コア内（特に上記位置決め台の周囲）に巣、気泡等が形成されることを抑制することができる。
なお、上記位置決め台の形状は、例えば、上記磁性粉末混合樹脂の流れ方向を調整する等して該磁性粉末混合樹脂を上記位置決め台の外周面に沿って隙間なく充填することができれば、円柱状に限らず、他の形状とすることもできる。
【実施例】
【００２２】
（参考例１）
本発明の実施例にかかるリアクトルについて、図を用いて説明する。
本例のリアクトル１は、図１、図２に示すごとく、通電により磁束を発生するコイル２と、絶縁樹脂に磁性粉末を混合して分散させた磁性粉末混合樹脂からなると共にコイル２を内部に埋設してなるコア３と、底面部４１と底面部４１の端縁から立設された筒状の側面部４２とを有し、コイル２及びコア３を内側に収容してなるケース４とを備えている。
ケース４の側面部４２の内部には、コイル２からの振動を吸収する制振用空間５が設けられている。
以下、これを詳説する。
【００２３】
図１、図２に示すごとく、リアクトル１は、例えば、車両用のインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置等に用いられるものである。
リアクトル１は、通電により磁束を発生するコイル２と、コイル２への通電により発生した磁束の磁路を構成するコア３と、コイル２及びコア３を内側に収容するケース４とを有する。
【００２４】
同図に示すごとく、コイル２は、導体線としての銅線を螺旋状に巻回して円筒状に形成されている。コイル２は、コア３の内部に埋設されている。
コア３は、絶縁樹脂としてのエポキシ樹脂に磁性粉末としての鉄粉を混合して分散させた磁性粉末混合樹脂からなる。コア３は、コイル２を覆うように、またケース４内を充填するように配設されている。
【００２５】
同図に示すごとく、ケース４は、底面部４１と、底面部４１の端縁から立設された筒状の側面部４２とを有し、一方が開口した箱型形状となっている。ケース４の内側には、コイル２及びコア３が収容されている。また、ケース４は、アルミニウム又はその合金よりなる。
ケース４の側面部４２の内部には、コイル２からの振動を吸収する制振用空間５が設けられている。
【００２６】
同図に示すごとく、制振用空間５は、ケース４の側面部４２の内部において、コイル２の外周を全周にわたって覆うように環状に設けられている。また、制振用空間５は、ケース４の側面部４２の上面４２１において開口した開口部５１を有し、その開口部５１から軸方向に凹んでなる溝状に形成されている。これにより、ケース４の側面部４２は、制振用空間５を挟んで第１壁部４２ａと第２壁部４２ｂとにより構成された２重壁構造となっている。
【００２７】
本例の制振用空間５は、ケース４の側面部４２の上面４２１からケース４のコア充填空間４３の底面４３１と同じ位置まで軸方向に形成されている。すなわち、制振用空間５は、コイル２の上端２０１よりも上側まで、またコイル２の下端２０２よりも下側まで軸方向に形成されている。
【００２８】
次に、本例のリアクトル１の製造方法について簡単に説明する。
本例のリアクトル１を製造するに当たっては、図１、図２を参照のごとく、まず、側面部４２の内部に制振用空間５を設けたケース４を準備する。
なお、ケース４は、例えば、ケース４の側面部４２の上面４２１に溝加工を施して制振用空間５を形成することによって得られる。また、ケース４の底面部４１に第１壁部４２ａを取り付け、第２壁部４２ｂとの間に制振用空間５を形成することによっても得られる。
【００２９】
次いで、ケース４の底面部４１とコイル２との間に位置決め台（図示略、後述する参考例２参照）を配置し、その位置決め台上にコイル２を載置する。
次いで、ケース４内に液状の磁性粉末混合樹脂３０を充填し、コイル２を磁性粉末混合樹脂３０内に埋設させる。その後、磁性粉末混合樹脂３０に対して熱処理を施し、磁性粉末混合樹脂３０を硬化させ、コア３を形成する。
これにより、リアクトル１（図１、図２）が得られる。
【００３０】
次に、本例のリアクトル１における作用効果について説明する。
本例のリアクトル１は、ケース４の側面部４２の内部に制振用空間５を設けている。そのため、コイル２への通電によってコイル２に振動が生じ、その振動がコア３を介してケース４に伝達されても、その振動を制振用空間５において吸収することができる。これにより、リアクトル１全体の振動を低減することができると共に、ケース４からリアクトル１外部の他の部品等に振動が伝達されることを抑制することができる。その結果、振動に起因する騒音を低減することができる。
【００３１】
また、本例では、コイル２及びコア３の側面側を覆うように配設され、コイル２からの振動が多く伝達されるケース４の側面部４２に、制振用空間５を設けている。そのため、コイル２からの振動をより効果的に吸収することができる。また、ケース４の底面部４１に伝達された振動も、底面部４１の端縁から立設された側面部４２に伝達されることにより、制振用空間５において同様に吸収することができる。これにより、振動の低減及び振動の外部への伝達の抑制という上記の効果を有効に発揮することができる。
【００３２】
また、本例では、制振用空間５は、コイル２の外周を全周にわたって覆うように環状に設けられている。そのため、コイル２からの振動を制振用空間５において吸収するという効果をより一層十分に発揮することができる。すなわち、コイル２からの振動がケース４の側面部４２の第１壁部４２ａに伝達されても、その振動を第２壁部４２ｂとの間の制振用空間５において効果的に吸収することができると共に、第２壁部４２ｂへの振動の伝達を抑制することができる。
【００３３】
このように、本例によれば、振動の低減を図ると共に振動の外部への伝達を抑制することができるリアクトル１を提供することができる。
【００３４】
なお、本例では、制振用空間５は、図１、図２に示すごとく、コイル２の外周を全周にわたって覆うように環状に設けられているが、例えば、図３に示すごとく、コイル２の外周を覆うように断続的に複数設けることもできる。すなわち、制振用空間５は、コイル２からの振動を吸収するという効果を十分に発揮することができれば、配設する位置、個数、形状等を種々様々に変更することが可能である。
【００３５】
また、制振用空間５は、図１、図２に示すごとく、内部に何も存在しない単なる空間であるが、例えば、制振用空間５内にケース４を構成する材料よりも硬度が低い制振用材料を充填してもよい。この場合には、コイル２からの振動を制振用空間５内の制振用材料によって十分かつ確実に吸収することができる。なお、制振用材料としては、例えば、シリコングリス、シリコンゲル等を用いることができる。
【００３６】
（実施例１）
本例は、図４、図５に示すごとく、制振用空間５内に冷却媒体６０を流通させ、さらにコイル２の内側に中芯部材４９を配置した例である。
本例では、同図に示すごとく、制振用空間５内に冷却媒体６０を流通させることができるよう構成されている。
【００３７】
具体的には、同図に示すごとく、制振用空間５は、ケース４の側面部４２の内部において、コイル２の外周をほぼ全周にわたって覆うように設けられている。制振用空間５の一端は、冷却媒体６０を導入する冷媒導入管６１に接続されており、他端は、冷却媒体６０を排出する冷媒排出管６２に接続されている。また、制振用空間５の開口部５１は、円環状の蓋部６３によって閉じられている。これにより、冷却媒体６０は、冷媒導入管６１から制振用空間５内に導入され、制振用空間５内を流通した後、冷媒排出管６２から排出される。
【００３８】
また、同図に示すごとく、コイル２の内側には、ケース４の底面部４１からコイル２の内側を軸方向に貫通するように柱状の中芯部材４９が配置されている。中芯部材４９は、ケース４の底面部４１から突出するように、ケース４の一部として成形されている。なお、中芯部材４９は、ケース４と別体で設け、ケース４の底面部４１に対してボルト等により締結固定してもよい。また、中芯部材４９は、ケース４と同様、アルミニウム又はその合金よりなる。
その他は、参考例１と同様の構成である。
【００３９】
本例の場合には、制振用空間５内に冷却媒体６０を流通させることができるよう構成されている。そのため、コイル２からの振動を制振用空間５において吸収すると共に、制振用空間５内に流通させる冷却媒体６０によってリアクトル１を効果的に冷却することができる。すなわち、リアクトル１は、コイル２への通電によってコイル２が発熱することで温度上昇が起こる。そのため、通常、コイル２に発生した熱がコア３を介してケース４に伝達され、そのケース４から外部へ放出されるようにしてリアクトル１の温度上昇を抑制している。そこで、ケース４からの放熱に加えて、制振用空間５内に冷却媒体６０を流通させてケース４自体を冷却することにより、リアクトル１全体を効果的に冷却することができ、コイル２の発熱による温度上昇をさらに抑制することができる。
【００４０】
また、ケース４の底面部４１からコイル２の内側を軸方向に貫通するように柱状の中芯部材４９を配置している。そのため、コイル２への通電によって発生した熱がコイル２の内側にある中芯部材４９を介してケース４に伝達されるため、ケース４からの放熱をより効率よく行うことができる。これにより、リアクトル１の放熱性を向上させることができる。
その他は、参考例１と同様の作用効果を有する。
【００４１】
（参考例２）
本例は、図６〜図８に示すごとく、コイル２を位置決め台２９に載置した例である。
本例では、図６に示すごとく、コイル２は、ケース４の底面部４１上に配設された複数の位置決め台２９に載置されている。コイル２は、位置決め台２９との間に絶縁材（図示略）を介して載置されている。
【００４２】
図７に示すごとく、位置決め台２９は、ケース４の底面部４１上において、コイル２の周方向に等間隔で３つ配置されている。
図８に示すごとく、位置決め台２９は、円柱状である。位置決め台２９の上面２９１には、コイル２を載置して位置決めをするための凹部２９２が形成されている。
その他は、参考例１と同様の構成である。
【００４３】
本例の場合には、コイル２は、ケース４の底面部４１上に配設された複数の位置決め台２９に載置されている。そのため、リアクトル１の製造時において、コイル２を位置決め台２９によって所定の位置に配置することができる。また、リアクトル１の製造後においては、コイル２への通電によって発生した熱が位置決め台２９を介してケース４に伝達されるため、ケース４からの放熱をより効率よく行うことができる。これにより、リアクトル１の放熱性を向上させることができる。
【００４４】
また、位置決め台２９は、円柱状である。そのため、磁性粉末混合樹脂３０がケース４内にどの方向から流れて充填されても、磁性粉末混合樹脂３０が位置決め台２９の外周面２９０（図８）に沿って隙間なく流れて充填される。これにより、コア３内（特に位置決め台２９の周囲）に巣、気泡等が形成されることを抑制することができる。
その他は、参考例１と同様の作用効果を有する。
【００４５】
なお、本例では、位置決め台２９は円柱状であるが、例えば、図９に示すごとく、長手方向両端が尖った略楕円形の断面を有する柱状であってもよいし、図１０に示すごとく、菱形の断面を有する柱状であってもよい。ただし、この場合には、磁性粉末混合樹脂３０が位置決め台２９の外周面２９０に沿って隙間なく流れるように、磁性粉末混合樹脂３０を流す方向を調整する必要がある。
【符号の説明】
【００４６】
１  リアクトル
２  コイル
３  コア
４  ケース
４１  底面部
４２  側面部
５  制振用空間
【図１】
0005327148.tif 000002
【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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【図１０】
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