JP2016092200A - Reactor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド自動車などの車両に搭載される車載用DC−DCコンバータや電力変換装置の構成部品などに利用されるリアクトルに関する。特に、センサを容易に配置できるリアクトルに関する。 The present invention relates to a reactor that is used in a vehicle-mounted DC-DC converter or a component of a power converter mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle. In particular, the present invention relates to a reactor in which a sensor can be easily arranged.
電圧の昇圧動作や降圧動作を行う回路の部品の一つに、リアクトルがある。特許文献1,2には、ハイブリッド自動車などの車両に載置されるコンバータに利用されるリアクトルとして、一対のコイル素子(巻回部)を有するコイルと、コイルが配置される磁性コアと、コイルと磁性コアとの組合体を収納するケースと、リアクトルの物理量を測定するセンサ(例、温度センサ)とを備え、更にケース内に封止樹脂を充填したリアクトルが開示されている。
A reactor is one of the parts of a circuit that performs a voltage step-up operation or a voltage step-down operation. In
特許文献1には、コイルと磁性コアとの間に介在されるインシュレータと、センサを保持するセンサホルダとを備える構成が記載されている。そして、特許文献1には、このセンサホルダを並列に配置されたコイル素子間に設けられた隙間に差し込み、インシュレータに係合させることで、各コイル素子において対向配置された上側の角R部に挟まれる台形状空間にセンサを配置し、センサをコイルに接触した状態で保持することが記載されている。
特許文献2には、組合体が載置されるケースの底板部と、底板部に立設するケースの側壁部とを別部材とし、底板部と側壁部とを一体化することでケースを構成することが開示されている。そして、特許文献2には、ケースの側壁部を樹脂により構成し、センサに連結されたコネクタを掛止するコネクタ掛止部やセンサに繋がる配線を掛止する配線掛止部を樹脂により側壁部に一体に成形することが記載されている。
In
リアクトルの状態に応じた制御をするため、リアクトルに各種センサを取り付けることが行われている。例えば、コイルの温度に応じて通電制御などを行えるように、コイルの温度を測定する温度センサが取り付けられる。したがって、リアクトルにおいて、簡単な構成でありながら、センサの取り付けを容易にする構成が望まれる。 In order to perform control according to the state of the reactor, various sensors are attached to the reactor. For example, a temperature sensor for measuring the coil temperature is attached so that energization control can be performed according to the coil temperature. Therefore, in the reactor, a configuration that facilitates sensor mounting while having a simple configuration is desired.
従来のリアクトルでは、センサホルダやインシュレータによってセンサを所定の位置に配置し、保持している。しかしながら、センサホルダやインシュレータにセンサの支持部を設けると、センサホルダやインシュレータの形状の複雑化を招き易い。また、特許文献2では、ケースの側壁部にコネクタ掛止部や配線掛止部を樹脂により一体に成形しているが、底板部と側壁部とが一体に成形された金属製のケースの場合、側壁部に一体に成形することが難しい。
In a conventional reactor, a sensor is arranged and held at a predetermined position by a sensor holder or an insulator. However, if the sensor holder or the insulator is provided with the sensor support portion, the shape of the sensor holder or the insulator is likely to be complicated. Further, in
そこで、本発明の目的の一つは、センサを容易に配置できるリアクトルを提供することにある。 Then, one of the objectives of this invention is providing the reactor which can arrange | position a sensor easily.
本発明の一態様に係るリアクトルは、巻線を巻回してなる巻回部を有するコイルと、前記巻回部内に配置される部分を有する磁性コアと、前記コイルと前記磁性コアとの組合体を収納するケースと、リアクトルの物理量を測定するセンサを有するセンサ部材と、前記ケースの開口側に配置され、前記ケース内に収納される前記組合体の上面の少なくとも一部を覆う蓋板と、を備える。前記蓋板は、前記センサを前記ケース内の所定の位置に配置するように前記センサ部材を支持するセンサ支持部を有する。 A reactor according to an aspect of the present invention includes a coil having a winding portion formed by winding a winding, a magnetic core having a portion disposed in the winding portion, and a combination of the coil and the magnetic core. A sensor member having a sensor for measuring the physical quantity of the reactor, a cover plate disposed on the opening side of the case and covering at least a part of the upper surface of the combination housed in the case, Is provided. The lid plate has a sensor support portion that supports the sensor member so that the sensor is arranged at a predetermined position in the case.
上記リアクトルは、センサを容易に配置することができる。 The reactor can easily arrange a sensor.
[本発明の実施形態の説明]
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described.
(1)本発明の一態様に係るリアクトルは、巻線を巻回してなる巻回部を有するコイルと、巻回部内に配置される部分を有する磁性コアと、コイルと磁性コアとの組合体を収納するケースと、リアクトルの物理量を測定するセンサを有するセンサ部材と、ケースの開口側に配置され、ケース内に収納される組合体の上面の少なくとも一部を覆う蓋板と、を備える。蓋板は、センサをケース内の所定の位置に配置するようにセンサ部材を支持するセンサ支持部を有する。 (1) A reactor according to an aspect of the present invention includes a coil having a winding portion formed by winding a winding, a magnetic core having a portion disposed in the winding portion, and a combination of the coil and the magnetic core. And a sensor member having a sensor for measuring the physical quantity of the reactor, and a cover plate that is disposed on the opening side of the case and covers at least a part of the upper surface of the combination housed in the case. The cover plate has a sensor support portion that supports the sensor member so that the sensor is arranged at a predetermined position in the case.
上記リアクトルによれば、蓋板を備え、蓋板がセンサ支持部を有することで、蓋板にセンサ部材を支持させることができる。そして、センサ部材が支持された蓋板をケースの開口側に配置することによって、センサをケース内の組合体に対して所定の位置に配置することができ、センサを容易に配置することができる。また、蓋板によって、ケース内に収納された組合体を機械的に保護できる。 According to the reactor, the lid plate is provided, and the lid plate has the sensor support portion, whereby the lid plate can support the sensor member. And by arrange | positioning the cover plate with which the sensor member was supported to the opening side of a case, a sensor can be arrange | positioned with respect to the assembly in a case in a predetermined position, and a sensor can be arrange | positioned easily. . Moreover, the combination body accommodated in the case can be mechanically protected by the cover plate.
(2)上記リアクトルの一形態として、上記コイルは、並列に配置される一対の上記巻回部を有し、上記センサは、上記巻回部間に配置されることが挙げられる。 (2) As one form of the said reactor, the said coil has a pair of said winding part arrange | positioned in parallel, and the said sensor is arrange | positioned between the said winding parts.
並列に配置される一対の巻回部を有するコイルの場合、コイルの通電に伴う発熱によって巻回部間が高温になり易い。上記センサが温度センサの場合、高温になり易い巻回部間に配置することで、コイルの温度を精度良く測定し易い。特に、コイルの下面側はケースの底板部に放熱し易いため、巻回部の下側よりも上側の方が温度上昇が大きい。そのため、コイルの上面側の巻回部間に温度センサを配置することにより、精度の高い温度測定が可能であり、好ましい。 In the case of a coil having a pair of winding parts arranged in parallel, the temperature between the winding parts tends to become high due to heat generated by energization of the coil. When the sensor is a temperature sensor, it is easy to measure the temperature of the coil with high accuracy by disposing it between the winding portions that are likely to become high temperature. In particular, since the lower surface side of the coil easily radiates heat to the bottom plate portion of the case, the temperature rise is larger on the upper side than on the lower side of the winding portion. For this reason, it is preferable that a temperature sensor be disposed between the winding portions on the upper surface side of the coil because temperature measurement with high accuracy is possible.
(3)上記リアクトルの一形態として、上記蓋板は、上記センサ部材の配線を保持する配線保持部を有することが挙げられる。 (3) As one form of the said reactor, it is mentioned that the said cover plate has a wiring holding part holding the wiring of the said sensor member.
蓋板に配線保持部を有することで、センサ部材の配線を所定の位置に保持でき、配線の動きを規制できる。そのため、蓋板にセンサ部材を組み付けることができる。 By having the wiring holding portion on the cover plate, the wiring of the sensor member can be held at a predetermined position, and the movement of the wiring can be restricted. Therefore, the sensor member can be assembled to the cover plate.
(4)上記リアクトルの一形態として、上記蓋板は、上記センサ部材のコネクタを保持するコネクタ保持部を有することが挙げられる。 (4) As one form of the said reactor, it is mentioned that the said cover plate has a connector holding part holding the connector of the said sensor member.
蓋板にコネクタ保持部を有することで、センサ部材のコネクタを保持でき、蓋板にセンサ部材を組み付けることができる。 By having the connector holding portion on the cover plate, the connector of the sensor member can be held, and the sensor member can be assembled to the cover plate.
(5)上記リアクトルの一形態として、上記ケース内に充填され、上記組合体を封止する封止樹脂を備え、上記蓋板は、上記ケース内に配置され、少なくとも一部が上記封止樹脂に埋設されていることが挙げられる。 (5) As one form of the reactor, the reactor is provided with a sealing resin that fills the case and seals the combination, and the lid plate is disposed in the case, at least a part of the sealing resin. It is mentioned that it is buried in.
蓋板の少なくとも一部が封止樹脂に埋設されていることで、封止樹脂の使用量を低減でき、材料コストを抑制できる。また、封止樹脂で組合体を封止することによって、組合体の電気的・機械的保護、外部環境からの保護、コイルに通電したときに発生する磁性コアの振動、及びこの振動に起因する騒音の低減などを図ることができる。更に、蓋板によって、封止樹脂を機械的に保護できる。 Since at least a part of the cover plate is embedded in the sealing resin, the amount of the sealing resin used can be reduced, and the material cost can be suppressed. In addition, by sealing the combination with a sealing resin, electrical and mechanical protection of the combination, protection from the external environment, vibration of the magnetic core that occurs when the coil is energized, and this vibration Noise can be reduced. Furthermore, the sealing resin can be mechanically protected by the cover plate.
(6)上記封止樹脂を備える形態において、上記リアクトルの一形態として、上記蓋板は、上記組合体の上面に対向する下面の一部に、上記組合体の上面に沿って形成され、上記封止樹脂に埋設される埋設突部を有することが挙げられる。 (6) In the embodiment including the sealing resin, as one form of the reactor, the cover plate is formed on a part of the lower surface facing the upper surface of the combination along the upper surface of the combination. For example, it has an embedded protrusion embedded in the sealing resin.
蓋板が封止樹脂に埋設される埋設突部を有することで、封止樹脂の使用量をより低減でき、材料コストをより抑制できる。 Since the cover plate has the embedded protrusion embedded in the sealing resin, the amount of the sealing resin used can be further reduced, and the material cost can be further suppressed.
[本発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態に係るリアクトルの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
[Details of the embodiment of the present invention]
Specific examples of the reactor according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same reference numerals in the figure indicate the same names. In addition, this invention is not limited to these illustrations, is shown by the claim, and intends that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included.
<実施形態1>
≪リアクトルの全体構成≫
図1〜図7を参照して、実施形態1のリアクトル1を説明する。実施形態1のリアクトル1は、図1〜図4に示すように、巻線2wを巻回してなる一対の巻回部2a,2bを有するコイル2と、巻回部2a,2b内に配置される部分を有する磁性コア3と、コイル2と磁性コア3の組合体10を収納するケース4と、リアクトル1の物理量を測定するセンサ70を有するセンサ部材7とを備える。更に、リアクトル1は、ケース4内に収納される組合体10の上面の少なくとも一部を覆う蓋板8を備え、この蓋板8にセンサ部材7が支持されている点を特徴の一つとする(図5を参照)。その他、この例に示すリアクトル1は、ケース4内に封止樹脂6が充填され、組合体10が封止樹脂6で封止されている(図1、図4の下図を参照)。図2では、封止樹脂6を省略して示す。以下の説明において、ケース4の底板部40側を下側、その反対側のケース4の開口側を上側とする。また、巻回部2a,2bの並び方向を幅方向(横方向)、巻回部2a,2bの軸方向を前後方向(縦方向)とし、巻線端部2e側を前側、その反対側の連結部2r側を後側とする(図2を参照)。
<
≪Reactor overall structure≫
With reference to FIGS. 1-7, the
(コイル)
コイル2は、図3に示すように、1本の連続した巻線2wを螺旋状に巻回して形成された一対の巻回部2a,2bと、巻線2wの一部から形成されて両巻回部2a,2bを接続する連結部2rとを有する。巻回部2a,2bは、互いの軸が平行するように横並び(並列)に配置されている。この例では、巻線2wは、平角線の導体(銅など)と、導体の外周に絶縁被覆(ポリアミドイミドなど)とを有する被覆平角線(いわゆるエナメル線)であり、巻回部2a,2bはエッジワイズコイルである。
(coil)
As shown in FIG. 3, the
この例に示す巻回部2a,2bは、角部を丸めた四角筒状であり、巻回部2a,2bの端面形状は、角R部20を有する矩形状である。そのため、巻回部2a,2bの外周面は、軸方向に巻線2wの直線部が並んで形成される矩形状の平面(図3では、上下面及び左右面)と、四隅に位置して角R部20をつくる円弧状の曲面とを含む。図4は、コイル2(巻回部2a,2b)の軸方向に直交する平面で切断した横断面である。図4では、説明を分かり易くするため、図4の上図において、封止樹脂6、センサ部材7、蓋板8を省略して示し、下図において、封止樹脂6、センサ部材7、蓋板8を省略せず、蓋板8が組合体10(コイル2)の上面に配置された状態を示す。図4の上図に示すように、並列された一対の巻回部2a,2b間において、巻回部2a,2bにおける対向配置された角R部20,20の湾曲面と、巻回部2a,2bにおける外周面のうち、上述の矩形状の上面又は下面を並列方向に繋ぐ仮想面とによって、略台形状の空間27A,27Cが上下二箇所に形成される。分かり易くするため、台形状空間27A,27Cをクロスハッチングで示す。この例に示すリアクトル1は、この巻回部2a,2b間の上側に設けられる下向きの台形状空間27Aをセンサ70の配置箇所とする。上側の台形状空間27Aは、最も高温になり得る領域であり、コイル2の温度測定に適する箇所の一つといえる。また、上側の台形状空間27Aは、組合体10をケース4に収納した状態において、上向きに開口した空間である。そのため、センサ70をコイル2(巻回部2a,2b)の上方から容易に配置できる。また、上下二箇所の台形状空間27A,27Cは、コイル2のデッドスペースである。リアクトル1では、台形状空間27Aをセンサ70の配置箇所とすることで、デッドスペースを有効活用できる。台形状空間27A,27Cの大きさは、巻回部2a,2b間の間隔(巻回部2a,2bにおける互いに対向する平面間の距離)や角R部20の大きさ(丸め半径)によって変化する。間隔が広くなる、或いは丸め半径が大きくなるにつれて、台形状空間27A,27Cが大きくなり、大き過ぎるとコイル2の大型化、延いてはリアクトル1の大型化を招く。また、台形状空間27Aをセンサ70の配置箇所とする場合、巻回部2a,2b間の間隔が広くなり過ぎると、センサ70が巻回部2a,2b間の隙間に落ち込むなど、センサ70を位置決めできない虞がある。そのため、台形状空間27A,27Cの大きさに対応して、センサ70の大きさなどを選択するとよい。この例では、センサ70の径よりも巻回部2a,2b間の間隔が狭い。
The winding
巻線端部2e(図1〜図3を参照)はいずれも、巻回部2a,2bから適宜な方向に引き出され、その先端の絶縁被覆が剥されて、導体に端子金具(図示せず)が接続される。コイル2は、端子金具を介して電源などの外部装置(図示せず)に電気的に接続される。
Each winding
(磁性コア)
磁性コア3は、図2,図3に示すように、巻回部2a,2b内に配置される部分となる内側コア部と、コイル2が実質的に配置されず、巻回部2a,2b外に突出するように配置される部分となる外側コア部とを有する。
(Magnetic core)
As shown in FIGS. 2 and 3, the
この例に示す磁性コア3は、図3に示すように、複数の内コア片31mと、一対のU字状の外コア片32mと、内コア片31m,31m間、並びに内コア片31mと外コア片32mとの間に介在される複数のギャップ材31gとを有する。この例では、図3の上方から見て略U字状をなす外コア片32m,32mが、そのU字の開口部が向かい合うように配置され、内コア片31mとギャップ材31gとの一対の積層物が、外コア片32m,32m間に横並び(並列)に配置される。この配置によって、磁性コア3は環状に組み付けられ、コイル2を励磁したときに閉磁路を形成する。磁性コア3における内コア片31m及びギャップ材31gとU字状の外コア片32mの一部(後述の突出部分)は、コイル2の巻回部2a,2b内に配置される部分(内側コア部)を構成し、U字状の外コア片32mの残部は、コイル2(巻回部2a,2b)が配置されず、コイル2から突出した部分(外側コア部)を構成する。
As shown in FIG. 3, the
内コア片31m及び外コア片32m(以下、「内コア片31m」及び「外コア片32m」を総称して「コア片31m,32m」と呼ぶ場合がある)は、軟磁性材料から構成される。コア片31m,32mは、鉄や鉄合金(Fe−Si合金、Fe−Ni合金など)といった軟磁性金属粉末や更に絶縁被覆を備える被覆粉末などを圧縮成形した圧粉成形体、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料などが利用できる。この例では、圧粉成形体としている。ギャップ材31gは、コア片31m,32mよりも比透磁率が小さい材料(例えば、アルミナなどの非磁性材料)から構成される。
The
この例では、内コア片31mは、角部を丸めた直方体状であり、ギャップ材31gは、角部を丸めた矩形平板状である。外コア片32mは、角部を丸めた直方体状のブロックと、このブロックから突出する一対の突出部分とを有し、上方から見て略U字状である。ブロックは、コイル2(巻回部2a,2b)から露出され、コイル2が配置されない外側コア部を構成する。突出部分は、ブロックにおけるコイル2(巻回部2a,2b)の端面に対向する内端面32eからコイル2側に向かって突出する。これら突出部分は、内コア片31mと同様に、巻回部2a,2b内に挿入配置され、内側コア部を構成する。各突出部分は、内コア片31mと同様に角部を丸めた直方体状である。更に、外コア片32mは、上記一対の突出部分とは反対方向に、即ちコイル2から離れる側に突出する部分も備える。詳しくはブロックにおける巻回部2a,2bの並列方向の中央部分が、この中央部分を挟む両側の部分よりも上記反対方向に突出している。この中央部分の突出箇所を備えることで、外コア片32mは中央部分の厚みと両側の部分の厚みとが同等程度となって、成形性に優れる。
In this example, the
また、U字状の外コア片32mにおける上記ブロックは、その下面がコイル2と磁性コア3とを組み付けたときにコイル2の下面と面一になるように形成されている。即ち、組合体10の設置面は、コイル2の一面(下面)と、磁性コア3の外コア片32mの一面(ブロックの下面)によって構成される。そのため、リアクトル1は、組合体10がケース4の底板部40に安定して配置される上、コイル2に加えて磁性コア3の一部もケース4の底板部40に接触することにより、放熱性を高められる。
The block of the U-shaped
コア片31m,32m及びギャップ材31gの個数、形状、大きさ、組成などは適宜変更できる。例えば、外コア片32mを直方体状とし、上述の突出部分を内コア片31mとすることができる。ギャップ材31gに代えてエアギャップとしたり、ギャップ材31gを省略したりすることも可能である。
The number, shape, size, composition, and the like of the
(絶縁介在部材)
この例に示すリアクトル1(組合体10)は、図3に示すように、コイル2と磁性コア3との間に介在される絶縁介在部材5を備える。絶縁介在部材5は、絶縁材料から構成され、コイル2と磁性コア3との間の絶縁性を確保する機能を有する。この例に示す絶縁介在部材5は、コイル2(巻回部2a,2b)の軸方向に分割される一対の分割材50a,50bを組み合わせてなる。
(Insulation interposition member)
The reactor 1 (combination body 10) shown in this example includes an insulating interposed
各分割材50a,50bは、コイル2の巻回部2a,2bと磁性コア3の内側コア部との間に介在される内側介在部51と、コイル2の端面と外コア片32mの内端面32eとの間に介在される端面介在部52とを備える。内側介在部51は、内側コア部の角部に配置される複数の湾曲した板片から構成される。この例では、一方の分割材50aにおける内側介在部51の方が、他方の分割材50bにおける内側介在部51よりも長い。端面介在部52は、外コア片32mの突出部分が挿通される2つの貫通孔52hを有する枠状の平板部分である。絶縁介在部材5の形状は例示であり、適宜変更できる。例えば、両分割材50a,50bにおける内側介在部51の長さを等しくしたり、内側介在部51と端面介在部52とが一体ではなく、それぞれが独立した別部材である形態などが挙げられる。
Each of the divided
絶縁介在部材5の構成材料としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、液晶ポリマー(LCP)、ナイロン6やナイロン66などのポリアミド(PA)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。絶縁介在部材5は、上記の樹脂を射出成形するなど、公知の方法によって容易に作製できる。絶縁介在部材5には、公知の形状、組成の絶縁介在部材5(「ボビン」と呼ばれることもある)を利用してもよい。
Examples of the constituent material of the insulating
(ケース)
ケース4は、図2に示すように、組合体10が載置される平板状の底板部40と、組合体10の周囲を囲むように底板部40から立設される略矩形枠状の側壁部41とを有し、底板部40とは反対側(上方)が開口した略矩形箱状である。リアクトル1は、ケース4に組合体10を収納することよって、組合体10の外部環境(粉塵や腐食など)からの保護や機械的保護を図ることができる。この例では、ケース4の底板部40の下面が冷却ベースといった設置対象(図示せず)の上面に接するように固定され、リアクトル1が設置対象上に設置される。図1では、底板部40が下方となる設置状態を示すが、底板部40が上方、又は側方となる設置状態もあり得る。
(Case)
As shown in FIG. 2, the
この例に示すケース4は、底板部40と側壁部41とが一体に成形された金属製のケースである。一般に、金属は熱伝導率が比較的高いので、金属製のケースであれば、その全体を放熱経路に利用でき、組合体10に発生した熱を外部の設置対象(例、冷却ベース)に効率良く放熱できる。つまり、リアクトル1の放熱性を高められる。ケース4の構成材料としては、例えば、アルミニウムやその合金、マグネシウムやその合金、銅やその合金、銀やその合金、鉄やオーステナイト系ステンレス鋼などが挙げられる。アルミニウムやマグネシウム、これらの合金で形成した場合、ケース4を軽量にできる。
The
(ステー)
また、この例に示すケース4は、ケース4内の四隅にステー取付部45が設けられている。そして、各外コア片32mにおけるブロックの上面にステー450,450を掛け渡すように配置し、ステー450をステー取付部45にネジ451で留めることにより、組合体10を底板部40側(即ち、下方)に押圧した状態で、組合体10をケース4に固定できる。
(Stay)
The
(接合層)
この例に示すリアクトル1は、図2,図4に示すように、組合体10の設置面(即ち、下面)に接合層9を備える。接合層9は、組合体10(コイル2の下面及び外コア片32mの下面(ブロックの下面))とケース4の底板部40との間に介在される。この接合層9によって、組合体10を底板部40に強固に固定できる。特に、この例では、組合体10の下面は、上述したように面一になっており、実質的に平面で構成されていることから、底板部40に面接触することができ、組合体10が安定して固定される。また、組合体10の下面が平面的であることで、接合層9との接触面積を十分に確保し易く、組合体10の熱を底板部40に伝達し易い。
(Bonding layer)
As shown in FIGS. 2 and 4, the
接合層9の構成材料としては、リアクトル使用時の最高到達温度に対して軟化しない程度の耐熱性を有する樹脂(接着剤)が好ましく、更に絶縁性を有する樹脂が好ましい。具体的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂や、PPS樹脂、LCPなどの熱可塑性脂が挙げられる。接合層9には、放熱性を高める観点から、アルミナやシリカなどの熱伝導率の高いセラミックスのフィラーを含有してもよい。接合層9の熱伝導率が0.1W/m・K以上、更に1W/m・K以上、特に2W/m・K以上であると、熱伝導性に優れて好ましい。接合層9は、例えばシート状のものを用いたり、塗布やスプレーしたりして形成するとよい。
As a constituent material of the
(封止樹脂)
この例に示すリアクトル1は、図1に示すように、ケース4内に収納された組合体10を封止する封止樹脂6が充填されている。この例では、封止樹脂6は、組合体10におけるコイル2の上面が露出する程度まで充填されており、コイル2の上面及び巻線端部2eを除く、組合体10の略全体が封止樹脂6に埋設されている(図4の下図も参照)。リアクトル1は、封止樹脂6で組合体10を封止することよって、組合体10をケース4に固定する他、組合体10の電気的・機械的保護、外部環境からの保護、コイル2に通電したときに発生する磁性コア3の振動、及びこの振動に起因する騒音の低減などを図ることができる。
(Sealing resin)
As shown in FIG. 1, the
封止樹脂6には、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、PPS樹脂などが好適に利用できる。放熱性を高める観点から、封止樹脂6には、アルミナやシリカなどの熱伝導率の高いセラミックスのフィラーを混合してもよい。
For the sealing
(センサ部材)
センサ部材7は、図2,図5に示すように、リアクトル1の物理量を測定するセンサ70と、センサ70から延び、センサ70の感知情報(電気信号)を制御装置などの外部装置(図示せず)に伝達する配線71と、配線71の端部に設けられ、外部装置の配線を電気的に接続するためのコネクタ72とを有する。図2,図5はいずれも、センサ部材7が蓋板8に支持された状態を示し、図5は、斜め下から見た図である。
(Sensor member)
2 and 5, the
(センサ)
センサ70は、測定する物理量に応じて適宜選択できる。センサ70は、温度を測定する場合、サーミスタ、熱電対、焦電素子といった感熱素子が挙げられる。電流、電圧、磁界などを測定する場合、ホール素子、磁気抵抗素子(MR素子)、磁気インピーダンス素子(MI素子)、サーチコイルなどのコイル2の磁界を感知可能な素子が挙げられる。この例では、センサ70がサーミスタであり、コイル2の温度を測定する。
(Sensor)
The
センサ70は、蓋板8の下側に支持され、ケース4内の所定の位置に配置される。この例では、センサ70は、図4に示すように、コイル2の巻回部2a,2b間の上側、具体的には、上述の台形状空間27Aに配置される。配線71は、蓋板8を上下に貫通する挿通孔80h(図5を参照)を通って蓋板8の上側に引き出されており、コネクタ72は、蓋板8の上側に配置される。コネクタ72の一側面には、図7の上図に示すように、対向配置された一対の逆L字状の爪片721と、突起722とが形成されている。一対の爪片721により、横方向から見て断面T字状をなす溝が形成される。爪片721及び突起722は、後述する蓋板8のコネクタ保持部82にコネクタ72を取り付けるための構成であり、詳細については後述する。なお、図7では、分かり易くするため、配線71を省略して示す。
The
(蓋板)
蓋板8は、図1,図2に示すように、ケース4の開口側に配置され、ケース4内に収納される組合体10の上面の少なくとも一部を覆う板状の部材である。この例では、蓋板8は、ケース4内に配置され、組合体10(コイル2)の上面に配置されている(図4の下図を参照)。蓋板8の大きさは、コイル2の上面のうち、コイル2の巻線端部2e側の一部を除く略全面と、連結部2r側(後側)の外コア片32mの上面を覆う大きさである。
(Cover plate)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
この例に示す蓋板8は、図6に示すように、センサ部材7を支持するセンサ支持部80と、センサ部材7の配線71を保持する配線保持部81と、センサ部材7のコネクタ72を保持するコネクタ保持部82を有する。図6の上図は、蓋板8を斜め上から見た図であり、図6の下図は、蓋板8を斜め下から見た図である。
As shown in FIG. 6, the
また、この例に示す蓋板8は、組合体10の上面に対向する下面が組合体10の上面に沿った形状に形成されており、図6の下図に示すように、その下面に埋設突部85を有する。この例では、埋設突部85として、上述の台形状空間27Aに挿入される中央突部85a(図4の下図も参照)と、コイル2の両側面(巻回部2a,2bの外周面のうち、ケース4の側壁部41に対向する面)における上側の角R部20,20と側壁部41とによって形成される左右二箇所の略三角形状の空間に挿入される2つの側面突部85b(図4の下図も参照)と、一方の外コア片32mの上方の空間を埋めるコア上突部85cとがある。中央突部85aは、巻回部2a,2bにおける対向配置される角R部20,20の湾曲面に沿って形成されている。中央突部85aの縦方向の長さは、巻回部2a,2bの軸方向の長さよりも若干短い。側面突部85bは、各巻回部2a,2bにおいてケース4の側壁部41側に配置される角R部20,20の湾曲面に沿って形成されている。埋設突部85(中央突部85a、側面突部85b及びコア上突部85c)は、封止樹脂6に埋設される。
Further, the
(センサ支持部)
中央突部85aは、図6の下図に示すように、センサ70(図5を参照)が配置される箇所が一部切り欠かれており、この部分にセンサ70が支持される。具体的には、中央突部85aは、前側の一部を残し、後側に向かって切り欠かれており、この切り欠き部の後端にセンサ支持部80が形成されている。この例に示すセンサ支持部80は、中央突部85aの下方に突出し、下側が開口した略U字状に形成されている。そして、中央突部85aの前側とセンサ支持部80との間に形成された切り欠き部にセンサ70を嵌め込むことで、センサ70の両端が中央突部85aの前側とセンサ支持部80とに接触して支持される(図5を参照)。図4の下図に示すように、蓋板8を組合体10の上面に配置したとき、中央突部85aに支持されたセンサ70が上述の台形状空間27Aに配置され、センサ70が巻回部2a,2bの角R部20,20に接触又は近接した状態で保持される。センサ70に繋がる配線71の根元側は、センサ支持部80の開口に差し込まれ、配線71は、挿通孔80hを通って蓋板8の上面に引き出されている。センサ支持部80は、センサ部材7を支持できればよく、適宜な形状とすることができる。
(Sensor support part)
As shown in the lower part of FIG. 6, the
(配線保持部)
この例に示す配線保持部81は、図6の上図に示すように、蓋板8の上面に逆L字状に形成されている。そして、挿通孔80hから引き出された配線71(図2を参照)を逆L字状の配線保持部81に引っ掛けることで、配線71を配線保持部81に掛止させることができる。挿通孔80hは、蓋板8において、上述の台形状空間27Aに対向する領域であって、中央突部85aより後方に形成されている。配線保持部81は、配線71を保持できればよく、配線71を両側から挟む形状にするなど適宜な形状とすることができる。
(Wiring holding part)
The
(コネクタ保持部)
コネクタ保持部82は、図6の上図に示すように、蓋板8の上面に形成されている。この例に示すコネクタ保持部82は、図7の下図に示すように、蓋板8の上面に逆L字状に設けられた支持板820と、支持板820に対して、横方向から見てT字状をなすように形成された固定板821とを有する。そして、コネクタ72の一側面に形成された一対の爪片721による断面T字状をなす溝に、固定板821が嵌合するように、コネクタ72を横方向にスライド(図7中、白抜き矢印はスライド方向を示す)させることで、固定板821にコネクタ72が取り付けられる。また、コネクタ保持部82において、固定板821のコネクタ72に対向する面には、図7の下図に示すように、固定板821の長手方向(コネクタ72のスライド方向)に沿ってフック822と凹部823が形成されている。そして、固定板821に対してコネクタ72を横方向にスライドさせたときに、コネクタ72の一側面に形成された突起722がフック822を乗り越えて凹部823に嵌合され、固定板821にコネクタ72が固定される。コネクタ保持部82は、コネクタ72を保持できればよく、適宜な形状とすることができる。この例では、コネクタ保持部82とコネクタ72との接続構造としてスライド嵌合構造を採用する例を説明したが、これに限定されるものではなく、接続構造には公知の技術を用いることができる。
(Connector holding part)
The
その他、この例に示す蓋板8は、巻回部2a,2bの上面に対応する位置に開口部80oが形成されている。
In addition, the
蓋板8の構成材料としては、例えば、PPS樹脂、PTFE樹脂、LCP、ナイロン6、ナイロン66、PBT樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。蓋板8は、上記の樹脂を射出成形するなど、公知の方法によって容易に作製できる。
Examples of the constituent material of the
≪リアクトルの製造方法≫
リアクトル1の製造方法の一例を説明する。リアクトル1は、例えば、準備工程、組合体の作製工程、ケース収納工程、蓋板の配置工程、封止樹脂の充填・固化工程を備えるリアクトルの製造方法によって製造できる。各工程の概略を以下に説明する。
≪Reactor manufacturing method≫
An example of a method for manufacturing the
準備工程では、コイル2、内コア片31m、外コア片32m、ギャップ材31g、絶縁介在部材5、ケース4、センサ部材7、蓋板8を準備する(図2,図3を参照)。ここでは、蓋板8には、センサ部材7を取り付けておく。例えば、蓋板8の上面側からセンサ70を挿通孔80hに通し、センサ支持部80にセンサ部材7(センサ70)を支持した後、配線71を配線保持部81に保持すると共に、コネクタ72をコネクタ保持部82に保持する(図5〜図7も参照)。
In the preparation step, the
組合体の作製工程では、コイル2と磁性コア3との組合体10を作製する(図3を参照)。組合体10は、内コア片31mとギャップ材31gとを交互に積層して積層物を作製し、コイル2に絶縁介在部材5を配置した後、上記の積層物をコイル2の各巻回部2a,2b内にそれぞれ挿通配置する。その後、U字状の外コア片32m,32mをU字の開口部が向かい合うように配置し、外コア片32m,32m間にコイル2を配置した上記の積層物を並列に配置する。各外コア片32mの突出部分がそれぞれ巻回部2a,2b内に挿入配置されるよう、上記の積層物と外コア片32mとを組み付ける。これにより、環状の磁性コア3が構成されると共に、組合体10が組み立てられる。
In the manufacturing process of the combined body, the combined
ケース収納工程では、組合体10をケース4内に収納する(図2を参照)。ここでは、組合体10の下面に接合層9を配置した後、組合体10をケース4内に収納する。また、各外コア片32mの上面(ブロックの上面)にステー450を配置し、ステー450をステー取付部45にネジ451で留めることで、組合体10をケース4内に固定する。
In the case storing step, the
蓋板の配置工程では、センサ部材7が支持された上記の蓋板8を組合体10の上面に配置する(図2を参照)。蓋板8の中央突部85aが上述の台形状空間27Aに挿入されるように蓋板8を配置することで、センサ70が台形状空間27Aに配置される(図4を参照)。
In the lid plate placement step, the
封止樹脂の充填・固化工程では、組合体10が収納されたケース4内に封止樹脂6を充填した後、固化させる(図1,図2を参照)。上述した蓋板8の配置は、封止樹脂6を充填する前であってもよいし、封止樹脂6の充填後、封止樹脂6が未固化のときであってもよい。封止樹脂6の充填により、蓋板8が浮き上がる場合は、蓋板8を押さえておく。封止樹脂6が固化することで、図1に示すリアクトル1が完成する。
In the sealing resin filling and solidifying step, the
≪効果≫
実施形態1のリアクトル1は、蓋板8がセンサ部材7を支持するセンサ支持部80を有することで、蓋板8を組合体10の上面に配置することによって、センサ70をケース4内の所定の位置(この例では、台形状空間27A)に配置することができ、センサを容易に配置することができる。また、蓋板8によって、ケース4内に収納された組合体10や封止樹脂6を機械的に保護できる。
≪Effect≫
In the
蓋板8には、更に、配線保持部81やコネクタ保持部82を有することから、センサ部材7の配線71を保持したり、コネクタ72を保持できる。そのため、リアクトルの製造時や設置時など、配線71やコネクタ72が邪魔にならず、作業性を高めたり、コネクタ72の位置が固定されることで、コネクタ72と外部装置との接続が安定する。また、コネクタ72と外部装置との接続時など、配線71やコネクタ72が引っ張られることによるセンサ70の位置ずれを防止できる。
Since the
蓋板8が埋設突部85(中央突部85a、側面突部85b及びコア上突部85c)を有し、埋設突部85が封止樹脂6に埋設されることから、その分、封止樹脂6の使用量を低減でき、材料コストを抑制できる。加えて、封止樹脂6の充填時間や固化時間を短くできるので、生産性を高められる。更に、蓋板8が埋設突部85を有することで、組合体10に対して位置決めできる
Since the
蓋板8に開口部80oが形成されていることで、封止樹脂6の充填時に開口部80oから脱気することが可能であり、封止樹脂6の脱気が行い易い。
Since the opening 80o is formed in the
<変形例1−1>
上述した実施形態1のリアクトル1では、蓋板8に開口部80oが形成されている形態を説明したが、開口部80oが形成されていない形態とすることもできる。開口部80oが形成されていないことで、蓋板8に覆われる組合体10の面積が増え、組合体10をより保護できる。
<Modification 1-1>
In the
<変形例1−2>
上述した実施形態1のリアクトル1では、蓋板8がケース4内に配置される形態を説明したが、蓋板8の上方に、更に、ケース4の開口に被さるように配置され、ケース4の開口を閉塞する別の蓋板(以下、「外蓋」と呼ぶ場合がある)を備える形態とすることもできる。この場合、外蓋によって、ケース4内に収納された組合体10や封止樹脂6、蓋板8を機械的に保護したり、外部環境から保護できる。
<Modification 1-2>
In the
更には、蓋板8がケース内に配置される形態に換えて、上述の外蓋と同様に、蓋板8がケース4の開口に被さるように配置され、ケース4の開口の少なくとも一部を覆う形態とすることもできる。
Furthermore, instead of the form in which the
本発明のリアクトルは、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車などの車両に搭載される車載用コンバータ(代表的にはDC−DCコンバータ)や空調機のコンバータなどの種々のコンバータ、電力変換装置の構成部品に利用することができる。 The reactor of the present invention includes various converters such as an in-vehicle converter (typically a DC-DC converter) and an air conditioner converter mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, an electric vehicle, and a fuel cell vehicle. It can be used as a component of a power conversion device.
1 リアクトル 10 組合体
2 コイル 2w 巻線
2a,2b 巻回部 2r 連結部
2e 巻線端部
20 角R部 27A,27C 台形状空間
3 磁性コア
31m 内コア片 31g ギャップ材
32m 外コア片 32e 内端面
4 ケース
40 底板部 41 側壁部
45 ステー取付部
450 ステー 451 ネジ
5 絶縁介在部材 50a,50b 分割材
51 内側介在部 52 端面介在部
52h 貫通孔
6 封止樹脂
7 センサ部材
70 センサ 71 配線 72 コネクタ
721 爪片 722 突起
8 蓋板
80 センサ支持部
80h 挿通孔 80o 開口部
81 配線保持部 82 コネクタ保持部
820 支持板 821 固定板
822 フック 823 凹部
85 埋設突部
85a 中央突部 85b 側面突部
85c コア上突部
9 接合層
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記巻回部内に配置される部分を有する磁性コアと、
前記コイルと前記磁性コアとの組合体を収納するケースと、
リアクトルの物理量を測定するセンサを有するセンサ部材と、
前記ケースの開口側に配置され、前記ケース内に収納される前記組合体の上面の少なくとも一部を覆う蓋板と、を備え、
前記蓋板は、前記センサを前記ケース内の所定の位置に配置するように前記センサ部材を支持するセンサ支持部を有するリアクトル。 A coil having a winding portion formed by winding a winding;
A magnetic core having a portion disposed in the winding portion;
A case for storing a combination of the coil and the magnetic core;
A sensor member having a sensor for measuring the physical quantity of the reactor;
A cover plate disposed on the opening side of the case and covering at least a part of the upper surface of the assembly housed in the case;
The said cover plate is a reactor which has a sensor support part which supports the said sensor member so that the said sensor may be arrange | positioned in the predetermined position in the said case.
前記センサは、前記巻回部間に配置される請求項1に記載のリアクトル。 The coil has a pair of winding portions arranged in parallel,
The reactor according to claim 1, wherein the sensor is disposed between the winding portions.
前記蓋板は、前記ケース内に配置され、少なくとも一部が前記封止樹脂に埋設されている請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のリアクトル。 A sealing resin that fills the case and seals the assembly;
The reactor according to any one of claims 1 to 4, wherein the lid plate is disposed in the case and at least a part thereof is embedded in the sealing resin.
Priority Applications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021044280A (en) * | 2019-09-06 | 2021-03-18 | 株式会社タムラ製作所 | Reactor |
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-
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- 2014-11-04 JP JP2014224659A patent/JP2016092200A/en active Pending
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