JP2008021688A

JP2008021688A - Core for reactor

Info

Publication number: JP2008021688A
Application number: JP2006189885A
Authority: JP
Inventors: Haruhisa Toyoda; 晴久豊田; Shinichiro Yamamoto; 伸一郎山本; Hitoshi Oyama; 仁尾山; Hiroyuki Imanishi; 啓之今西; Hajime Kawaguchi; 肇川口
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2006-07-10
Filing date: 2006-07-10
Publication date: 2008-01-31

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a core for a reactor having excellent heat radiation performance. <P>SOLUTION: The reactor 1 is provided with a circular core 2 consisting of a plurality of core pieces 20-25, and a coil 3 attached on the external circumference of the core 2. The core pieces 20-25 are each disposed to form gaps, and a gap member 4 is disposed on each gap. The gap members 40-45 are each a gap member having a high thermal conductivity made of a material having a thermal conductivity of not less than 100 W/m×K and a specific resistance of not less than 1.0×10<SP>7</SP>Ωm at 25°C. Heat of the core pieces 22-25 is efficiently transmitted to the core piece 20 or 21 contacting a case 5 through the gap members 40-45, thereby ensuring the heat radiation performance of the core pieces 22-25 and improving the heat radiation performance of the core 2. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明はリアクトル用コアに関するものである。特に、放熱性に優れるリアクトル用コアに関するものである。 The present invention relates to a reactor core. In particular, the present invention relates to a reactor core having excellent heat dissipation.

リアクトルは、コアとコイルとを備え、電気エネルギーを磁気エネルギーとして蓄えることができ、例えばハイブリッド自動車や電気自動車に備える昇圧回路の部品の一つに利用されている。 The reactor includes a core and a coil, and can store electric energy as magnetic energy. For example, the reactor is used as one of components of a booster circuit included in a hybrid vehicle or an electric vehicle.

ハイブリッド自動車等の昇圧回路に用いられる代表的なリアクトル用コアの形状は、図６に示すようなリング状のコアＭであり（類似のコアの形態を示す文献として特許文献１図１）、複数のコア片が組み合わされて構成されている。具体的には、このコアＭは、矩形状の端面を有するＵ字状コア片ｍ_ｕ一対と、Ｉ字状コア片ｍ_ｉ４つとから成り、各Ｕ字状コア片ｍ_ｕを互いの端面同士が対向するように配し、各端面間にＩ字状コア片ｍ_ｉを２つずつ並べて、それぞれを接合することで構成されている。そして、このようなコアＭの一部に巻線を巻回したコイルＣが装着され、このコイルＣに電流が流れることでコアＭに閉磁路が形成される。上記コアＭを構成する材料は強磁性材料であり、例えば珪素鋼といった鉄系材料が用いられている。 The shape of a typical reactor core used in a booster circuit of a hybrid vehicle or the like is a ring-shaped core M as shown in FIG. 6 (Patent Document 1 FIG. 1 as a document showing a similar core form) The core pieces are combined. Specifically, the core M has a U-shaped core pieces m _u pair having a rectangular end face, consist m _{i 4} bract I-shaped core piece, end faces of one another each U-shaped core pieces m _u arranged so they face each other, side by side one by 2 I-shaped core piece m _i between the end faces is constructed by bonding, respectively. A coil C having a winding wound around a part of the core M is attached, and a current flows through the coil C, whereby a closed magnetic circuit is formed in the core M. The material constituting the core M is a ferromagnetic material, and an iron-based material such as silicon steel is used, for example.

また、上記コアＭは、コアの透磁率を調整してリアクトルのインダクタンスを所望の値にするために、コア片の各接合部にギャップ材ｇを配することにより、磁路中にギャップが設けられている。ギャップは透磁率が１に近い非磁性体により形成され、ギャップ材に無機材料を用いる他、エアギャップとしてもよい。リアクトルのインダクタンスは磁路に形成されたギャップ距離により規定されるため、このギャップ距離は高精度に保持される必要があり、ギャップ材ｇにはアルミナといった高硬度の非磁性材料でできた板材が利用されている。 The core M has a gap in the magnetic path by adjusting the magnetic permeability of the core so that the inductance of the reactor becomes a desired value by disposing a gap material g at each joint portion of the core piece. It has been. The gap is formed of a nonmagnetic material having a permeability close to 1, and an inorganic material may be used as the gap material, or an air gap may be used. Since the inductance of the reactor is defined by the gap distance formed in the magnetic path, this gap distance needs to be maintained with high accuracy, and the gap material g is made of a plate material made of a non-magnetic material with high hardness such as alumina. It's being used.

さらに、リアクトルは、コイルを形成する巻線を保護したり、昇圧回路への実装を容易にするため、ケースに収納される。具体的には、リアクトルをケースに収納した後、ウレタン等の樹脂でできたポッティング材をケース内に充填することを行う。 Furthermore, the reactor is housed in a case in order to protect the windings forming the coil and facilitate mounting on the booster circuit. Specifically, after housing the reactor in the case, the case is filled with a potting material made of a resin such as urethane.

ここで、ハイブリッド自動車等に備える大電力用のリアクトルでは、コイル（巻線）に通電した際の巻線抵抗による発熱量が大きく、その熱はコイルと接するポッティング材もしくは熱伝導率の高い鉄系材料でできたコアに伝導することとなる。また、磁路を形成するコアの渦電流損が大きくなり、コア自体の発熱量も大きくなる傾向がある。このようなリアクトルは使用状況により200℃以上といった高温となることがあり、例えば特許文献１の図２に示されるようにアルミケースに収納され、ケースと接するコア片からケースに熱を伝えることで放熱性を確保している。また、リアクトルの放熱性を向上させる技術が例えば特許文献２に開示されている。特許文献２に記載のリアクトルでは、コイルの外周面に接するコイル冷却部と、コイルから露出したコアの外周面に接するコア冷却部とを備えるアルミ製のハウジングにより、コイル及びコアから発生した熱をヒートシンク等に伝達することで放熱性の向上を図っている。 Here, in a high-power reactor provided in a hybrid vehicle or the like, the amount of heat generated by the winding resistance when a coil (winding) is energized is large, and the heat is a potting material in contact with the coil or an iron system with high thermal conductivity. It will conduct to the core made of material. In addition, the eddy current loss of the core forming the magnetic path increases, and the amount of heat generated by the core itself tends to increase. Such a reactor may become a high temperature of 200 ° C. or more depending on the use situation. For example, as shown in FIG. 2 of Patent Document 1, the reactor is housed in an aluminum case, and heat is transferred from the core piece contacting the case to the case. Ensures heat dissipation. Moreover, the technique which improves the heat dissipation of a reactor is disclosed by patent document 2, for example. In the reactor described in Patent Document 2, heat generated from the coil and the core is generated by an aluminum housing including a coil cooling unit that contacts the outer peripheral surface of the coil and a core cooling unit that contacts the outer peripheral surface of the core exposed from the coil. The heat dissipation is improved by transmitting to a heat sink or the like.

特開２００４−２４１４７５号公報JP 2004-241475 A 特開２００２−５０５２７号公報JP 2002-50527 A

しかし、アルミナは25℃での熱伝導率が17W/m・Kであり、熱伝導率が低い。そのため、アルミナでできた板材をギャップ材に用いたリアクトル用コアの場合、ギャップ材の間に配されたコア片の放熱性を十分に確保することができない。特に、上記コアＭを構成するＩ字状コア片ｍ_ｉは、全体がコイルに覆われており、また、ギャップ材ｇを通して隣接するＵ字状コア片ｍ_ｕに熱が伝わり難いので、放熱性が損なわれていた。 However, alumina has a thermal conductivity of 17 W / m · K at 25 ° C., which is low. Therefore, in the case of a reactor core using a plate material made of alumina as a gap material, it is not possible to sufficiently ensure the heat dissipation of the core pieces arranged between the gap materials. In particular, I-shaped core piece m _i constituting the core M is entirely covered with the coil, also, heat is so hard to be transmitted to the U-shaped core pieces m _u adjacent through gap material g, heat dissipation Was damaged.

そして、リアクトル用コアの放熱が十分に行われずにコア片が限度を超えて高温となった場合、下記に示す問題が生じて、リアクトルの安定性、安全性が損なわれる虞があった。 When the core piece exceeds the limit and becomes high temperature without sufficiently radiating heat from the reactor core, the following problems occur, which may impair the stability and safety of the reactor.

（１）コア片自体の透磁率が変化することで、リアクトルのインダクタンスが変化する。 (1) When the magnetic permeability of the core piece itself changes, the inductance of the reactor changes.

（２）巻線に被覆された絶縁材料が熱により劣化し、巻線がショートする。 (2) The insulating material coated on the winding is deteriorated by heat, and the winding is short-circuited.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、放熱性に優れるリアクトル用コアを提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to provide the core for reactors which is excellent in heat dissipation.

本発明のリアクトル用コアは、複数のコア片と、コア片とコア片との間にギャップ材とを備える。そして、前記ギャップ材のうち少なくとも一つは、25℃での熱伝導率が100W/m・K以上の高熱伝導材料から成ることを特徴とする。以下、前記した高熱伝導率材料から成るギャップを高熱伝導率ギャップ材と呼ぶ。 The reactor core according to the present invention includes a plurality of core pieces and a gap material between the core pieces. At least one of the gap members is made of a high heat conductive material having a heat conductivity at 25 ° C. of 100 W / m · K or more. Hereinafter, the gap made of the high thermal conductivity material is referred to as a high thermal conductivity gap material.

この構成によれば、高熱伝導率ギャップ材と接する一方のコア片の熱を他方のコア片に伝え易くすることができ、コア片の放熱性を改善することができる。ギャップは少なくとも一つあり、ギャップが複数ある場合は一部のギャップが高熱伝導率ギャップ材であればよい。ここで、全てのギャップが高熱伝導率ギャップ材であれば、各コア片の放熱性を高めることができ、リアクトル用コアの放熱をより効果的に行うことができる。 According to this configuration, the heat of one core piece in contact with the high thermal conductivity gap material can be easily transmitted to the other core piece, and the heat dissipation of the core piece can be improved. There is at least one gap, and when there are a plurality of gaps, a part of the gaps may be a high thermal conductivity gap material. Here, if all the gaps are high thermal conductivity gap materials, the heat dissipation of each core piece can be increased, and the reactor core can be radiated more effectively.

各コア片の両端に配置されるギャップ材のうち少なくとも一方は、高熱伝導率ギャップ材であることが好ましい。 At least one of the gap members disposed at both ends of each core piece is preferably a high thermal conductivity gap material.

この構成によれば、ギャップに挟まれるコア片の放熱性を改善することができる。ここで、コア片の両端に位置するギャップが高熱伝導率ギャップ材であれば、ギャップに挟まれるコア片の放熱性をより高めることができる。 According to this structure, the heat dissipation of the core piece sandwiched between the gaps can be improved. Here, if the gap located at both ends of the core piece is a high thermal conductivity gap material, the heat dissipation of the core piece sandwiched between the gaps can be further enhanced.

特に、前記リアクトル用コアが、コアの外周にコイルを装着した際に、コイルからの露出部を有する主コア片と、全体がコイルに覆われる副コア片とを有する場合は、主コア片と副コア片との間に配置されるギャップ材は、高熱伝導率ギャップ材であることが好ましい。 In particular, when the reactor core has a main core piece that has an exposed portion from the coil and a sub-core piece that is entirely covered by the coil when the coil is mounted on the outer periphery of the core, The gap material disposed between the sub core pieces is preferably a high thermal conductivity gap material.

主コア片と比較して全体がコイルに覆われる副コア片は放熱性を確保することが難しい。そこで、主コア片と副コア片との間のギャップを高熱伝導率ギャップ材とすることで、副コア片の熱を主コア片に伝え易くして副コア片の放熱性を改善することができる。また、主コア片とケースとが接するようにリアクトルをケースに収納することで、副コア片の熱を、高熱伝導率ギャップ材、主コア片、ケースと伝えることができ、リアクトル用コアの放熱性を高めることができる。 Compared to the main core piece, it is difficult to ensure heat dissipation of the sub core piece that is entirely covered with the coil. Therefore, by making the gap between the main core piece and the sub core piece a high thermal conductivity gap material, the heat of the sub core piece can be improved by making it easy to transfer the heat of the sub core piece to the main core piece. it can. Also, by storing the reactor in the case so that the main core piece comes into contact with the case, the heat of the sub core piece can be transferred to the high thermal conductivity gap material, the main core piece, and the case, and the heat dissipation of the reactor core Can increase the sex.

別の本発明のリアクトル用コアは、複数のコア片と、コア片とコア片との間にギャップ材とを備える。そして、前記ギャップ材を介して隣接するコア片同士は、コア外周面に配される放熱部材により熱的に接続されている。 Another reactor core according to the present invention includes a plurality of core pieces and a gap member between the core pieces. And the core pieces which adjoin via the said gap material are thermally connected by the heat radiating member distribute | arranged to a core outer peripheral surface.

この構成によれば、放熱部材と接する一方のコア片の熱を他方のコア片に伝え易くすることができ、ギャップに挟まれるコア片の放熱性を改善することができる。ここで、全てのコア片同士が熱的に接続されるようにコア外周面に放熱部材を配置すれば、各コア片の放熱性を高めることができ、リアクトル用コアの放熱をより効果的に行うことができる。 According to this configuration, the heat of one core piece in contact with the heat dissipation member can be easily transmitted to the other core piece, and the heat dissipation of the core piece sandwiched between the gaps can be improved. Here, if the heat dissipating member is arranged on the outer peripheral surface of the core so that all the core pieces are thermally connected to each other, the heat dissipation of each core piece can be improved, and the heat dissipation of the reactor core can be more effectively performed. It can be carried out.

前記放熱部材は少なくとも、放熱部材と接するコア片とコア片との間に位置するギャップよりも、高い熱伝導率を有する材料から成ることが好ましい。前記放熱部材は、25℃での熱伝導率が100W/m・K以上の高熱伝導材料から成ることが好ましい。 The heat radiating member is preferably made of a material having a higher thermal conductivity than at least a gap located between the core piece and the core piece in contact with the heat radiating member. The heat radiating member is preferably made of a high thermal conductive material having a thermal conductivity of 100 W / m · K or more at 25 ° C.

特に、前記リアクトル用コアが、コアの外周にコイルを装着した際に、コイルからの露出部を有する主コア片と、全体がコイルに覆われる副コア片とを有する場合は、主コア片と副コア片とは、コア外周面に配される前記放熱部材により熱的に接続されることが好ましい。 In particular, when the reactor core has a main core piece that has an exposed portion from the coil and a sub-core piece that is entirely covered by the coil when the coil is mounted on the outer periphery of the core, It is preferable that the sub core piece is thermally connected by the heat radiating member disposed on the outer peripheral surface of the core.

主コア片と副コア片とを放熱部材により熱的に接続することで、主コア片と比較して放熱性に劣る副コア片の熱を主コア片に伝え易くして副コア片の放熱性を改善することができる。また、主コア片とケースとが接するようにリアクトルをケースに収納することで、副コア片の熱を、放熱部材、主コア片、ケースと伝えることができ、リアクトル用コアの放熱性を高めることができる。さらに、放熱部材の位置・大きさを調整して放熱部材とケースとが接するようにすれば、放熱部材からケースに直接熱を伝えることができ、副コア片の放熱性を高めるという点で好ましい。 The main core piece and the sub core piece are thermally connected by the heat radiating member, so that the heat of the sub core piece, which is inferior in heat dissipation compared with the main core piece, can be easily transferred to the main core piece, and the heat of the sub core piece is released. Can improve sex. In addition, by storing the reactor in the case so that the main core piece comes into contact with the case, the heat of the sub-core piece can be transmitted to the heat radiating member, the main core piece, and the case, and the heat dissipation of the reactor core is improved. be able to. Furthermore, if the position and size of the heat radiating member are adjusted so that the heat radiating member and the case are in contact with each other, heat can be directly transferred from the heat radiating member to the case, which is preferable in terms of improving the heat dissipation of the sub-core piece. .

また、前記リアクトル用コアは上下に分割可能な複数のコア片を備え、前記放熱部材は上部のコア片と下部のコア片との間に配されるようにしてもよい。 The reactor core may include a plurality of core pieces that can be divided into upper and lower parts, and the heat radiating member may be disposed between an upper core piece and a lower core piece.

放熱部材をコアの間に挟むように配置することで、コア片の熱分布の偏りを小さくすることができる。ここで、放熱部材をコアの中央に配置すれば、コア片の熱分布を中央部から外周側に亘って均一になるようにすることができ好ましい。 By disposing the heat dissipating member so as to be sandwiched between the cores, it is possible to reduce the bias of the heat distribution of the core pieces. Here, it is preferable to dispose the heat dissipating member in the center of the core because the heat distribution of the core piece can be made uniform from the center to the outer peripheral side.

上記したコア外周面に放熱部材を配したリアクトル用コアにおいて、コア片とコア片との間に配置されるギャップ材は、高熱伝導率ギャップ材であることが好ましい。 In the reactor core in which the heat radiating member is arranged on the outer peripheral surface of the core, the gap material disposed between the core pieces is preferably a high thermal conductivity gap material.

コア片の熱を放熱部材を通して隣接するコア片に伝えると共に、高熱伝導率ギャップ材を通して隣接するコア片に伝えることができ、コア片の放熱性をより向上させることができる。 The heat of the core piece can be transmitted to the adjacent core piece through the heat radiating member, and can be transmitted to the adjacent core piece through the high thermal conductivity gap material, so that the heat dissipation of the core piece can be further improved.

高熱伝導率ギャップ材及び放熱部材を形成する上記高熱伝導材料は、比抵抗が1.0×10⁷Ωm以上であることが好ましい。 The high thermal conductivity material forming the high thermal conductivity gap material and the heat radiating member preferably has a specific resistance of 1.0 × 10 ⁷ Ωm or more.

このような絶縁材料を用いることで、磁束により生ずる渦電流損を低減して高熱伝導率ギャップ材及び放熱部材自体の発熱を抑制することができる。これら部材自体が発熱して高温となることを抑制することで、コア片の放熱が阻害されることがなく、リアクトル用コアの放熱性を高めることができる。 By using such an insulating material, it is possible to reduce the eddy current loss caused by the magnetic flux and suppress the heat generation of the high thermal conductivity gap material and the heat radiating member itself. By suppressing the heat generated by these members themselves, the heat dissipation of the reactor core can be improved without inhibiting the heat dissipation of the core piece.

本発明のリアクトル用コアによれば、ギャップを高熱伝導率ギャップ材とすることで、高熱伝導率ギャップ材を通してコア片の熱を隣接するコア片に伝えることができ効率的な放熱を行うことができる。 According to the reactor core of the present invention, by making the gap a high thermal conductivity gap material, the heat of the core piece can be transmitted to the adjacent core piece through the high thermal conductivity gap material, and efficient heat dissipation can be performed. it can.

別の本発明のリアクトル用コアによれば、放熱部材をコア外周面に配置することで、放熱部材を通してコア片の熱を隣接するコア片に伝えることができ効率的な放熱を行うことができる。 According to another reactor core of the present invention, by disposing the heat radiating member on the outer peripheral surface of the core, the heat of the core piece can be transmitted to the adjacent core piece through the heat radiating member, and efficient heat radiation can be performed. .

以下、図を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図面において同一符号は同一物を示す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same symbols indicate the same items.

（実施例１）
＜リアクトルの全体構成＞
図１に示すように、リアクトル1は、複数のコア片20〜25から構成される環状のコア2と、コア2の外周に装着されるコイル3とを備える。各コア片はギャップを形成するように配されており、各ギャップにはギャップ材40〜45がそれぞれ配されている。また、リアクトル1はケース5に収納されている。 (Example 1)
<Overall structure of the reactor>
As shown in FIG. 1, the reactor 1 includes an annular core 2 composed of a plurality of core pieces 20 to 25, and a coil 3 attached to the outer periphery of the core 2. Each core piece is arranged to form a gap, and gap members 40 to 45 are arranged in each gap. The reactor 1 is housed in the case 5.

＜コア＞
コア2は、矩形状の端面を有するＵ字状コア片20、21と、コア片20、21が有する矩形状の端面に適合する端面を有するＩ字状コア片22〜25とから構成されている。各コア片は磁性材料から形成され、電磁鋼板を積層したものや、磁性粉末を所定形状の金型に充填して加圧することで得られたものが好適に利用できる。Ｕ字状コア片20と21とは互いの端面同士が対向するように配置されており、一方の端面間にはＩ字状コア片22、23が、他方の端面間にはＩ字状コア片24、25が並んで配置されている。ここで、コア2の外周にコイル3が装着された際、Ｕ字状コア片20、21は一部がコイルから露出する主コア片であり、Ｉ字状コア片22〜25は全体がコイルに覆われる副コア片である。なお、コア片と隣接するコア片との間のギャップの距離や形成するギャップの数は、所望のリアクトル特性が得られるように決定すればよく、ギャップの数は例えばＩ字状コア片の個数を増減することで調整すればよい。 <Core>
The core 2 is composed of U-shaped core pieces 20 and 21 having rectangular end faces, and I-shaped core pieces 22 to 25 having end faces that match the rectangular end faces of the core pieces 20 and 21. Yes. Each core piece is formed of a magnetic material, and one obtained by laminating electromagnetic steel plates or one obtained by filling a magnetic mold with a magnetic powder and pressurizing it can be suitably used. The U-shaped core pieces 20 and 21 are arranged so that the end faces thereof face each other, the I-shaped core pieces 22 and 23 are between one end face, and the I-shaped core is between the other end faces. The pieces 24 and 25 are arranged side by side. Here, when the coil 3 is mounted on the outer periphery of the core 2, the U-shaped core pieces 20, 21 are main core pieces that are partially exposed from the coil, and the I-shaped core pieces 22 to 25 are entirely coiled. It is a sub-core piece covered with. The gap distance between the core piece and the adjacent core piece and the number of gaps to be formed may be determined so as to obtain desired reactor characteristics. The number of gaps is, for example, the number of I-shaped core pieces. It may be adjusted by increasing or decreasing.

＜コイル＞
コイル3は、代表的には絶縁被覆を有する巻線により形成され、断面円形状の丸線を螺旋巻きしたものや、断面矩形状の角線をいわゆるエッジワイズ巻きしたものが利用できる。コイル3は、予め図示しないボビンに巻線を巻回することで形成しておいて、コア2を組み立てる際にコア片の外周に配置することでコア2に装着してもよいし、コア2を組み立てた後にコア片の外周に巻線を巻回することでコア2に装着してもよい。前記ボビンは、コイル3とコア2との間の絶縁性を確保するために絶縁材料から形成される。また、ボビンは、コイルの熱を伝え易い上述の高熱伝導材料から形成されることが好ましい。 <Coil>
The coil 3 is typically formed by a winding having an insulating coating, and a spiral winding of a circular wire having a circular cross section or a so-called edgewise winding of a rectangular wire having a rectangular cross section can be used. The coil 3 may be formed by winding a winding around a bobbin (not shown) in advance, and may be attached to the core 2 by being disposed on the outer periphery of the core piece when the core 2 is assembled. After assembling, the core 2 may be attached by winding a winding around the outer periphery of the core piece. The bobbin is formed of an insulating material in order to ensure insulation between the coil 3 and the core 2. Moreover, it is preferable that the bobbin is formed from the above-described high heat conductive material that easily transfers the heat of the coil.

＜ギャップ材＞
ギャップ材4は、各コア片の間に配置され、所定のギャップ距離を維持すると共に、コイル3に通電してリアクトル1を駆動した際にコア片22〜25の放熱を行うために利用される。具体的には、コア片22〜25の放熱はギャップ材4を介して隣接するコア片20あるいは21に熱を伝えることで行われる。 <Gap material>
The gap material 4 is disposed between the core pieces, and is used for heat dissipation of the core pieces 22 to 25 when the coil 1 is energized and the reactor 1 is driven while maintaining a predetermined gap distance. . Specifically, the heat radiation of the core pieces 22 to 25 is performed by transferring heat to the adjacent core pieces 20 or 21 via the gap material 4.

ギャップ材4は、25℃での熱伝導率が100W/m・K以上の材料から成る高熱伝導率ギャップ材である。熱伝導率が100W/m・K以上とすることでコア片の熱を隣接するコア片に効率的に伝えることができる。また、ギャップ材4は比抵抗が1.0×10⁷Ωm以上の材料から形成されており、磁束により生ずる渦電流損を低減してギャップ材自体の発熱を抑制することができる。このような特性を有する材料を具体的に挙げると、窒化アルミ（AlN）、酸化ベリリウム（BeO）、炭化ケイ素（SiC）といったセラミックスやダイヤモンド等がある。具体的な前記各材料の熱伝導率及び比抵抗は、AlNが140〜250W/m・K及び1.0×10¹¹Ωm程度、BeOが250W/m・K及び1.0×10¹³Ωm程度、SiCが210W/m・K及び1.0×10¹¹Ωm程度、ダイヤモンドが1000〜2000W/m・K及び5.0×10⁷Ωm程度である。また、ギャップ材4は非磁性材料から形成されることが好ましい。 The gap material 4 is a high thermal conductivity gap material made of a material having a thermal conductivity of 100 W / m · K or more at 25 ° C. When the thermal conductivity is 100 W / m · K or more, the heat of the core piece can be efficiently transferred to the adjacent core piece. Further, the gap material 4 is made of a material having a specific resistance of 1.0 × 10 ⁷ Ωm or more, and can reduce the eddy current loss caused by the magnetic flux and suppress the heat generation of the gap material itself. Specific examples of materials having such characteristics include ceramics such as aluminum nitride (AlN), beryllium oxide (BeO), and silicon carbide (SiC), diamond, and the like. Specifically, the thermal conductivity and specific resistance of each of the above materials are about 140 to 250 W / m · K and about 1.0 × 10 ¹¹ Ωm for AlN, about 250 W / m · K and 1.0 × 10 ¹³ Ωm for BeO, and about 210 W for SiC. / m · K and about 1.0 × 10 ¹¹ Ωm, diamond is about 1000 to 2000 W / m · K and about 5.0 × 10 ⁷ Ωm. The gap material 4 is preferably formed from a nonmagnetic material.

ギャップ材4の形状としては、代表的には図１に示すように平板状が挙げられる。平板状のギャップ材であれば、加工が容易である。 A typical example of the shape of the gap material 4 is a flat plate shape as shown in FIG. If it is a flat gap material, processing is easy.

ギャップ材4の寸法は、コア片とギャップ材との接触面積が大きくなるように、コア片の端面と同じ大きさとすることが好ましい。このようなサイズのギャップ材4とすることで、ギャップ材4を通してコア片の熱を効率的に隣接するコア片に伝えることができる。 The dimension of the gap material 4 is preferably the same size as the end face of the core piece so that the contact area between the core piece and the gap material is increased. With the gap material 4 having such a size, the heat of the core piece can be efficiently transmitted to the adjacent core piece through the gap material 4.

ギャップ材4の厚さは、所望のリアクトル特性が得られるように決定したギャップ距離に適合するようにすることが好ましい。コア片とギャップ材4との間にクリアランスができてしまうとギャップ材4への熱伝導が阻害される点で好ましくない。ギャップ材4の厚さは、漏れ磁束を小さくして巻線に生ずる渦電流損を抑制するために2.0mm以下とすることが好ましい。 The thickness of the gap material 4 is preferably adapted to the gap distance determined so as to obtain a desired reactor characteristic. If a clearance is created between the core piece and the gap material 4, it is not preferable in that heat conduction to the gap material 4 is hindered. The thickness of the gap material 4 is preferably set to 2.0 mm or less in order to reduce leakage magnetic flux and suppress eddy current loss generated in the winding.

ギャップ材4は各コア片の端面と当接するように配置され、例えばこのギャップ材4と各コア片とは接着剤等により接合することが好ましい。接着剤としては、例えばウレタン樹脂系やエポキシ樹脂系の接着剤が好適に利用できる。接着剤は、コア片とギャップ材4との接合面における熱抵抗が小さくなるように、極力薄く塗布することが好ましい。また、ウレタン樹脂系やエポキシ樹脂系の接着剤に窒化アルミ（AlN）等のフィラーを混入して熱伝導率を向上させた接着剤を用いてもよい。 The gap material 4 is disposed so as to be in contact with the end face of each core piece. For example, the gap material 4 and each core piece are preferably joined by an adhesive or the like. As the adhesive, for example, a urethane resin-based or epoxy resin-based adhesive can be suitably used. The adhesive is preferably applied as thin as possible so that the thermal resistance at the joint surface between the core piece and the gap member 4 is reduced. Moreover, you may use the adhesive agent which mixed fillers, such as aluminum nitride (AlN), in urethane resin type | system | group and an epoxy resin type | system | group adhesive agent, and improved the thermal conductivity.

＜ケース＞
ケース5は、例えばアルミニウムといった熱伝導率の高い材料から形成されている。ケース5の底部にはコア片20及び21と接する底面50が設けられており、コア片20及び21からケース5に熱を伝え易くなっている（図１（Ｂ）参照）。さらに、ケース5が蓋部を備える場合には、この蓋部の内側にもコア片20及び21と接する面を設けることが好ましい。 <Case>
The case 5 is made of a material having high thermal conductivity such as aluminum. A bottom surface 50 in contact with the core pieces 20 and 21 is provided at the bottom of the case 5 so that heat can be easily transferred from the core pieces 20 and 21 to the case 5 (see FIG. 1B). Further, when the case 5 includes a lid portion, it is preferable to provide a surface in contact with the core pieces 20 and 21 on the inner side of the lid portion.

＜作用効果＞
以上の実施例１のリアクトル用コアによれば、各コア片の間に高熱伝導率ギャップ材を配置することで、このギャップ材を通してコア片の熱を隣接するコア片に効率的に伝えることができ、コア片の放熱性を確保することができる。ここで、具体的な熱の流れについてコア片22を例に説明すると、コア片22の熱はギャップ材40を通してコア片20に伝えられ、コア片20から底面50を通してケース5に伝えられ、外部に放熱される。 <Effect>
According to the reactor core of Example 1 described above, by disposing the high thermal conductivity gap material between the core pieces, the heat of the core piece can be efficiently transferred to the adjacent core pieces through the gap material. The heat dissipation of the core piece can be ensured. Here, the specific heat flow will be described by taking the core piece 22 as an example. The heat of the core piece 22 is transferred to the core piece 20 through the gap material 40, transferred from the core piece 20 to the case 5 through the bottom surface 50, and externally. Heat is dissipated.

（実施例２）
次に、図２を参照して、コア外周面に放熱部材6を配した実施例を説明する。この実施例２は、放熱部材6を備える点で実施例１と相違し、他の構成は実施例１と同様である。 (Example 2)
Next, with reference to FIG. 2, the Example which has arrange | positioned the thermal radiation member 6 to the core outer peripheral surface is demonstrated. The second embodiment is different from the first embodiment in that the heat dissipating member 6 is provided, and other configurations are the same as the first embodiment.

＜放熱部材＞
放熱部材60は、コイル3の内側でコア2の下面に接して配置され、コイル3に通電してリアクトルを駆動した際に、主にコア片22〜25の放熱を行うために利用される。具体的には、コア片22〜25の放熱は放熱部材60を介して隣接するコア片20あるいは21や、ケース5に熱を伝えることで行われる。 <Heat dissipation member>
The heat dissipating member 60 is disposed in contact with the lower surface of the core 2 inside the coil 3, and is mainly used to dissipate the core pieces 22 to 25 when the coil 3 is energized to drive the reactor. Specifically, heat dissipation of the core pieces 22 to 25 is performed by transferring heat to the adjacent core pieces 20 or 21 and the case 5 via the heat dissipation member 60.

放熱部材60は、25℃での熱伝導率が100W/m・K以上、比抵抗が1.0×10⁷Ωm以上の材料から成る。熱伝導率が100W/m・K以上とすることでコア片の熱を隣接するコア片やケースに効率的に伝えることができ、比抵抗が1.0×10⁷Ωm以上とすることで磁束により生ずる渦電流損を低減することができる。また、放熱部材60は非磁性材料から形成されることが好ましい。 The heat radiating member 60 is made of a material having a thermal conductivity at 25 ° C. of 100 W / m · K or more and a specific resistance of 1.0 × 10 ⁷ Ωm or more. When the thermal conductivity is 100 W / m · K or more, the heat of the core piece can be efficiently transferred to the adjacent core piece or case, and when the specific resistance is 1.0 × 10 ⁷ Ωm or more, it is generated by magnetic flux. Eddy current loss can be reduced. Further, the heat dissipation member 60 is preferably formed from a nonmagnetic material.

放熱部材60の形状としては、代表的には図２に示すように平板状が挙げられる。平板状の放熱部材であれば、加工が容易である。 A typical example of the shape of the heat radiating member 60 is a flat plate shape as shown in FIG. If it is a flat heat dissipation member, processing is easy.

放熱部材60の長さと幅は、少なくともコア片と隣接するコア片との両方に接する大きさとすることが好ましく、また、各コア片と放熱部材との接触面積は大きくすることが好ましい。このようなサイズの放熱部材60とすることで、放熱部材60を通してコア片の熱を効率的に隣接するコア片に伝えることができる。 The length and width of the heat radiating member 60 are preferably at least large enough to be in contact with both the core piece and the adjacent core piece, and the contact area between each core piece and the heat radiating member is preferably large. With the heat dissipation member 60 having such a size, the heat of the core piece can be efficiently transmitted to the adjacent core piece through the heat dissipation member 60.

放熱部材60の厚さは、放熱部材の強度等に応じて適宜決定すればよい。 The thickness of the heat radiating member 60 may be appropriately determined according to the strength of the heat radiating member and the like.

本例では、一体形状の放熱部材60がコア片20、22、23、21の各々に接しているが、例えばコア片20及び22に接する第一放熱部材とコア片21及び23に接する第二放熱部材とから構成される放熱部材としてもよい。なお、コア片24、25が配されている他方の側にも同形状の放熱部材が配されており、この放熱部材がコア片20、24、25、21の各々に接している。 In this example, the integral heat dissipation member 60 is in contact with each of the core pieces 20, 22, 23, 21. For example, the first heat dissipation member in contact with the core pieces 20 and 22 and the second heat contact member in contact with the core pieces 21 and 23 are used. It is good also as a heat radiating member comprised from a heat radiating member. Note that a heat radiating member having the same shape is also arranged on the other side where the core pieces 24 and 25 are arranged, and this heat radiating member is in contact with each of the core pieces 20, 24, 25 and 21.

放熱部材60は各コア片の下面と当接するように配置されており、この放熱部材60と各コア片とは例えば接着剤により接合されている。接着剤としては、例えばウレタン樹脂系やエポキシ樹脂系の接着剤が好適に利用できる。接着剤は、コア片と放熱部材60との接合面における熱抵抗が小さくなるように、極力薄く塗布することが好ましい。また、ウレタン樹脂系やエポキシ樹脂系の接着剤に窒化アルミ（AlN）等のフィラーを混入して熱伝導率を向上させた接着剤を用いてもよい。 The heat dissipating member 60 is disposed so as to contact the lower surface of each core piece, and the heat dissipating member 60 and each core piece are joined by, for example, an adhesive. As the adhesive, for example, a urethane resin-based or epoxy resin-based adhesive can be suitably used. The adhesive is preferably applied as thin as possible so that the thermal resistance at the joint surface between the core piece and the heat dissipation member 60 is reduced. Moreover, you may use the adhesive agent which mixed fillers, such as aluminum nitride (AlN), in urethane resin type | system | group and an epoxy resin type | system | group adhesive agent, and improved the thermal conductivity.

また、放熱部材60は、ケース5の底部に設けられた底面50と接しており、放熱部材60からケース5に熱を伝え易くなっている。 Further, the heat radiating member 60 is in contact with the bottom surface 50 provided at the bottom of the case 5 so that heat can be easily transferred from the heat radiating member 60 to the case 5.

＜ギャップ材＞
本例において、ギャップ材4は、従来からあるアルミナといった材料でできたギャップ材としてもよいが、高熱伝導率ギャップ材とすることが好ましい。高熱伝導率ギャップ材とすれば、コア片の熱を放熱部材60を介して隣接するコア片に伝えると共に、高熱伝導率ギャップ材を介しても伝えることができ、コア片の放熱性をより向上させることができる。 <Gap material>
In this example, the gap material 4 may be a gap material made of a conventional material such as alumina, but is preferably a high thermal conductivity gap material. If a high thermal conductivity gap material is used, the heat of the core piece can be transmitted to the adjacent core piece via the heat dissipation member 60 and also via the high thermal conductivity gap material, further improving the heat dissipation of the core piece. Can be made.

＜作用効果＞
以上の実施例２のリアクトル用コアによれば、コア外周面に放熱部材を配置することで、この放熱部材を通してコア片の熱を隣接するコア片に効率的に伝えることができ、コア片の放熱性を確保することができる。ここで、具体的な熱の流れについてコア片22を例に説明すると、コア片22の熱は放熱部材60に伝えられ、放熱部材60から底面50を通してケース5に伝えられ、外部に放熱される。 <Effect>
According to the reactor core of Example 2 described above, by disposing the heat dissipating member on the outer peripheral surface of the core, the heat of the core piece can be efficiently transmitted to the adjacent core piece through the heat dissipating member. Heat dissipation can be ensured. Here, the specific heat flow will be described by taking the core piece 22 as an example. The heat of the core piece 22 is transmitted to the heat radiating member 60, transmitted from the heat radiating member 60 to the case 5 through the bottom surface 50, and radiated to the outside. .

上記の実施例２では、コア2の下面に平板状の放熱部材6を配したリアクトル用コアを説明したが、放熱部材はコア2の下面の他、上面や外側面、内側面に配してもよい。 In the second embodiment, the reactor core in which the flat heat dissipation member 6 is disposed on the lower surface of the core 2 has been described. However, the heat dissipation member is disposed on the upper surface, the outer surface, and the inner surface in addition to the lower surface of the core 2. Also good.

（変形例１）
また、放熱部材6をコア外周面の二箇所以上に配してもよく、例えば図３に示すように、放熱部材60と同形状の放熱部材61を用意し、コア2の下面及び上面に放熱部材60及び61を配してもよい。このようにコア2の上下両面に放熱部材6を配することで、各コア片20〜25と放熱部材6との接触面積を増やすことができると共に、コア片22〜25の熱分布を均一化することができる。 (Modification 1)
Further, the heat dissipating member 6 may be arranged at two or more locations on the outer peripheral surface of the core. For example, as shown in FIG. 3, a heat dissipating member 61 having the same shape as the heat dissipating member 60 is prepared. Members 60 and 61 may be arranged. By arranging the heat dissipation members 6 on the upper and lower surfaces of the core 2 in this way, the contact area between each core piece 20-25 and the heat dissipation member 6 can be increased, and the heat distribution of the core pieces 22-25 is made uniform. can do.

さらに、放熱部材6の数を増やしてコア外周面全体に放熱部材を配してもよく、また、放熱部材6をコア外周に適合する筒状としてもよい。放熱部材6は比抵抗の大きい絶縁材料で形成されているので、コイル3を形成する巻線の絶縁被覆が劣化した場合であっても、コイル3とコア2との間の絶縁性を十分に確保できる。 Furthermore, the number of the heat radiating members 6 may be increased and the heat radiating members may be arranged on the entire outer peripheral surface of the core, or the heat radiating members 6 may be formed in a cylindrical shape that fits the core outer peripheral surface. Since the heat dissipating member 6 is made of an insulating material having a large specific resistance, the insulation between the coil 3 and the core 2 is sufficiently obtained even when the insulation coating of the winding forming the coil 3 is deteriorated. It can be secured.

（変形例２）
図４は、コア2の中央に放熱部材62を配した変形例を示している。この変形例２では、コア片20〜25及びギャップ材40〜45がそれぞれ中央で上下に分割できるようになっており、放熱部材62が各コア片20〜25の上部のコア片と下部のコア片との間、つまりコア2の中央に配置されている。 (Modification 2)
FIG. 4 shows a modification in which a heat radiating member 62 is arranged in the center of the core 2. In the second modification, the core pieces 20 to 25 and the gap members 40 to 45 can be divided vertically in the center, and the heat dissipating member 62 includes an upper core piece and a lower core of each core piece 20 to 25. It is arranged between the pieces, that is, in the center of the core 2.

放熱部材62は、上記の実施例２で用いた放熱部材と同形状のものを用いることができ、各コア片20〜25を構成する上部のコア片と下部のコア片とにそれぞれ当接するように配置されている。このようにコア2の中央に放熱部材62を配することで、コア片22〜25の熱分布を中央部から外周側に亘って均一になるようにすることができる。 The heat radiating member 62 can have the same shape as the heat radiating member used in the second embodiment, and is in contact with the upper core piece and the lower core piece constituting each of the core pieces 20 to 25, respectively. Is arranged. Thus, by disposing the heat radiating member 62 in the center of the core 2, the heat distribution of the core pieces 22 to 25 can be made uniform from the center portion to the outer peripheral side.

また、ケース5の底部には、コア片20及び21と接する底面50と、放熱部材62と接する底面51とが設けられており、これらコア片20、21と放熱部材62とからケース5に熱を伝え易くなっている。この場合、例えばコア片22の熱を放熱部材62に伝えた後、放熱部材62からコア片20及びケース5に伝えることができ、コア2の放熱性をより高めることができる。 Further, a bottom surface 50 in contact with the core pieces 20 and 21 and a bottom surface 51 in contact with the heat radiating member 62 are provided at the bottom of the case 5, and the case 5 is heated from the core pieces 20, 21 and the heat radiating member 62. It is easy to convey. In this case, for example, after the heat of the core piece 22 is transmitted to the heat radiating member 62, it can be transmitted from the heat radiating member 62 to the core piece 20 and the case 5, and the heat dissipation of the core 2 can be further enhanced.

（変形例３）
図５は、コア2の上面、下面及び中央のそれぞれに放熱部材60、61、62を配した変形例を示している。この場合、各コア片20〜25と放熱部材6との接触面積を増やすことができると共に、コア片22〜25の熱分布をより均一化することができる。 (Modification 3)
FIG. 5 shows a modification in which the heat radiating members 60, 61, 62 are arranged on the upper surface, the lower surface, and the center of the core 2. In this case, the contact area between each of the core pieces 20 to 25 and the heat radiating member 6 can be increased, and the heat distribution of the core pieces 22 to 25 can be made more uniform.

本発明のリアクトル用コアは、高い放熱性が要求されるリアクトルに利用することができる。特に、ハイブリッド自動車や電気自動車に備えるリアクトルに好適に利用できる。 The core for reactors of this invention can be utilized for the reactor by which high heat dissipation is requested | required. In particular, it can be suitably used for a reactor provided in a hybrid vehicle or an electric vehicle.

実施例１におけるリアクトルを示す概略構成図であり、（Ａ）は上面図であり、（Ｂ）はＡ−Ａ断面における断面図である。It is a schematic block diagram which shows the reactor in Example 1, (A) is a top view, (B) is sectional drawing in an AA cross section. 実施例２におけるリアクトルを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the reactor in Example 2. FIG. 変形例１におけるリアクトルを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the reactor in the modification 1. 変形例２におけるリアクトルを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the reactor in the modification 2. 変形例３におけるリアクトルを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the reactor in the modification 3. 従来のリアクトルの部分切欠斜視図である。It is a partial notch perspective view of the conventional reactor.

符号の説明Explanation of symbols

1 リアクトル
2 コア
20,21 Ｕ字状コア片（主コア片） 22,23,24,25 Ｉ字状コア片（副コア片）
3 コイル
4,40,41,42,43,44,45 ギャップ材（高熱伝導率ギャップ材）
5 ケース 50,51 底面
6,60,61,62 放熱部材
ＲリアクトルＭコアｍ_ｕＵ字状コア片ｍ_ｉＩ字状コア片
Ｃコイルｇギャップ材 1 Reactor
2 core
20,21 U-shaped core piece (main core piece) 22,23,24,25 I-shaped core piece (sub-core piece)
3 coils
4,40,41,42,43,44,45 Gap material (High thermal conductivity gap material)
5 Case 50, 51 Bottom
6,60,61,62 Heat dissipation member R reactor M core m _u U-shaped core piece mi _i I-shaped core piece C coil g gap material

Claims

複数のコア片と、コア片とコア片との間に配置されるギャップ材とを備えるリアクトル用コアであって、
前記ギャップ材のうち少なくとも一つは、25℃での熱伝導率が100W/m・K以上の高熱伝導材料から成ることを特徴とするリアクトル用コア。 A reactor core comprising a plurality of core pieces and a gap material disposed between the core pieces and the core pieces,
At least one of the gap members is made of a high thermal conductivity material having a thermal conductivity of 100 W / m · K or more at 25 ° C.

各コア片の両端に配置されるギャップ材のうち少なくとも一方は、前記高熱伝導材料から成ることを特徴とする請求項１に記載のリアクトル用コア。 2. The reactor core according to claim 1, wherein at least one of the gap members disposed at both ends of each core piece is made of the high thermal conductivity material.

前記コアの外周にコイルを装着した際に、コイルからの露出部を有する主コア片と、全体がコイルに覆われる副コア片とを有し、
主コア片と副コア片との間に配置されるギャップ材が、前記高熱伝導材料から成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のリアクトル用コア。 When the coil is mounted on the outer periphery of the core, it has a main core piece that has an exposed portion from the coil, and a sub-core piece that is entirely covered by the coil,
The reactor core according to claim 1, wherein a gap material disposed between the main core piece and the sub core piece is made of the high thermal conductivity material.

複数のコア片と、コア片とコア片との間に配置されるギャップ材とを備えるリアクトル用コアであって、
前記ギャップ材を介して隣接するコア片同士は、コア外周面に配される放熱部材により熱的に接続されていることを特徴とするリアクトル用コア。 A reactor core comprising a plurality of core pieces and a gap material disposed between the core pieces and the core pieces,
Adjacent core pieces via the gap material are thermally connected by a heat dissipating member disposed on the outer peripheral surface of the core.

前記コアの外周にコイルを装着した際に、コイルからの露出部を有する主コア片と、全体がコイルに覆われる副コア片とを有し、
主コア片と副コア片とは、コア外周面に配される前記放熱部材により熱的に接続されることを特徴とする請求項４に記載のリアクトル用コア。 When the coil is mounted on the outer periphery of the core, it has a main core piece that has an exposed portion from the coil, and a sub-core piece that is entirely covered by the coil,
The reactor core according to claim 4, wherein the main core piece and the sub core piece are thermally connected by the heat radiating member disposed on the outer peripheral surface of the core.

前記コアは上下に分割可能な複数のコア片を備え、前記放熱部材は上部のコア片と下部のコア片との間に配されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のリアクトル用コア。 The reactor according to claim 4, wherein the core includes a plurality of core pieces that can be divided into upper and lower parts, and the heat dissipation member is disposed between an upper core piece and a lower core piece. Core.

前記放熱部材は、25℃での熱伝導率が100W/m・K以上の高熱伝導材料から成ることを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載のリアクトル用コア。 The reactor core according to any one of claims 4 to 6, wherein the heat radiating member is made of a high thermal conductive material having a thermal conductivity of 100 W / m · K or more at 25 ° C.

前記ギャップ材は、前記高熱伝導材料から成ることを特徴とする請求項４から７のいずれかに記載のリアクトル用コア。 The reactor core according to claim 4, wherein the gap material is made of the high thermal conductivity material.

上記した高熱伝導材料は、比抵抗が1.0×10⁷Ωm以上であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のリアクトル用コア。 The reactor core according to any one of claims 1 to 8, wherein the high thermal conductivity material has a specific resistance of 1.0 × 10 ⁷ Ωm or more.