JP7294934B2 - リアクトル - Google Patents

Description

本発明は、リアクトルに関する。

リアクトルは、ハイブリッド自動車、電気自動車や燃料電池車の駆動システム等をはじめ、種々の用途で使用されている。例えば、車載用の昇圧回路に用いられるリアクトルとして、環状コアの周囲を樹脂によるモールド成型等によって被覆し、その外周にコイルを巻回したものが知られている。

この種のリアクトルは、例えば、圧粉磁心からなるコアとコアに巻回されたコイルを有するリアクトル本体を、アルミニウムなどの金属製のケースに収容し、リアクトル本体とケースの間に充填材を注入し、充填材を固化させる。リアクトル本体は、コイルに電流が流れることにより発熱する。このリアクトル本体に発生する熱は、充填材を介してケースへ伝達させ、リアクトルの外部に放出する必要がある。

そのため、リアクトルが固定される設置対象物には、リアクトルを冷却するために冷却液が流れる冷却水路が形成されている場合がある。この冷却水路には、冷却水路内に冷却液が流入する流入口と、冷却水路内から冷却液が流出する流出口が形成され、上面が開口している。そして、リアクトルは、ケースの底部がこの冷却水路の開口を塞ぐようにして設置対象物に固定される。ケースの底部には、冷却水路に向かって延びるフィンが形成されている。このフィンが冷却液と接することで、リアクトルの熱は冷却液に伝達され、外部に放出される。そのため、リアクトルの熱をフィンから冷却液に効率良く伝達させることが重要になる。

特開２００５－２８６０２０号公報

そこで、冷却液との接触面積を大きくするため、柱状のフィンを底部全面に配置する構造が提案されている。しかし、柱状のフィンは、冷却液の流動の障壁になる。そのため、柱状のフィンを底部の全面に配置すると、圧力損失が大きくなり、冷却液は冷却水路内で滞留し、循環できなくなる虞がある。その結果、冷たい冷却液が供給されなくなり、放熱性が悪化する。

冷却液を循環させるため、流入口から流出口まで延びるガイドフィンを底部全面に配置する構造が提案されている。このような形状では、冷却液の流動の障壁となる柱状のフィンがないため圧力損失の低減を抑制でき、冷却液をガイドフィンに沿って流動させ、流入口から流出口に向かわせることができる。そのため、冷却液が冷却水路内で滞留することを抑制することができる。しかし、ガイドフィンは、柱状のフィンと比べると、冷却液と接する表面積が小さくなるので、放熱の効率を悪化させる。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、放熱性の向上を図ることができるリアクトルを提供することにある。

本発明のリアクトルは、リアクトル本体と、前記リアクトル本体を収容するケースと、を備え、冷却液が流入する流入口及び前記冷却液が流出する流出口を有し、上面が開口する冷却水路を備える設置対象物に、前記開口を塞ぐように固定されるリアクトルであって、前記ケースは、前記設置対象物に固定され、前記開口を塞ぐ底部と、前記底部の下面に設けられ、前記冷却水路の底面と対向する冷却領域と、を有し、前記冷却領域は、前記流入口の上方に位置する流入領域と、前記流出口の上方に位置する流出領域と、を有し、前記底部は、前記冷却領域内に設けられ、前記冷却領域の外郭に沿って、前記流入領域から前記流出領域に向かって延びるガイドフィンと、前記ガイドフィンに囲われるように前記ガイドフィンの内側に設けられ、前記底部から前記ケースに収容された前記リアクトル本体とは反対側に向けて延びる複数の放熱フィンと、を有すること、を特徴とする。

本発明によれば、放熱性の向上を図ることができるリアクトルを得ることができる。

第１の実施形態に係るリアクトルの全体構成を示す斜視図である。 第１の実施形態に係るケースの斜視図である。 第１の実施形態に係るケースの底面図である。 比較例１の底部のフィン形状を示す図である。 比較例２の底部のフィン形状を示す図である。 変形例２に係るケースの底面図である。

（第１の実施形態）
本実施形態のリアクトルについて図面を参照しつつ説明する。図１は、第１の実施形態に係るリアクトルの全体構成を示す斜視図である。図２は、第１の実施形態に係るケースの斜視図である。図３は、第１の実施形態に係るケースの底面図である。

リアクトル１は、電気エネルギーを磁気エネルギーに変換して蓄積及び放出する電磁気部品であり、電圧の昇降圧等に使用される。本実施形態のリアクトル１は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車の駆動システム等で使用される大容量のリアクトルである。リアクトル１は、ＰＣＵケースなどの設置対象物に設置されている。設置対象物には、リアクトル１を冷却するために冷却液が流れる冷却水路が形成されている。リアクトル１は、この冷却水路の上に設置される。

リアクトル１は、図１に示すように、リアクトル本体２、ケース６及び充填成形部７を有する。リアクトル本体２は、コア３とコイル５と樹脂部材４とを有する。コア３は、磁性体から成り、環状形状である。このコア３は、コア３とコイル５とを絶縁するエポキシ樹脂等の樹脂部材４によって被覆されている。コイル５は、２つ設けられ、各コイル５はコア３に巻回されている。コイル５は、巻軸方向が平行となるように隙間を介して横並びに配置される。

ケース６は、リアクトル本体２を収容する。ケース６は、例えばアルミニウム合金等、熱伝導性が高い金属から成り、放熱性を有する。ケース６は、概略矩形状の底部６１と、底部６１の縁から立ち上がる側壁を有し、上面は開口している。リアクトル本体２は、ケース６の上面の開口からケース６に収容される。この時、コイル５の巻軸方向が底部６１と平行になるように収容される。リアクトル本体２とケース６との間には隙間があり、この隙間を充填成形部７が埋めている。充填形成部７は、エポキシ樹脂などの熱伝導性の高い樹脂から成り、リアクトル本体２の熱をケース６に伝達する。

リアクトル１は、底部６１が有する固定部６９によって設置対象物に固定される。即ち、底部６１は、当該設置対象物に固定される。設置対象物は、冷却水路を有する。この冷却水路には、冷却液が冷却水路内に流入する流入口及び冷却液が冷却水路から流出する流出口が形成されており、冷却液が流れる。

冷却水路は、リアクトル１が固定される平面から窪んでおり、概略矩形状の底面と、底面の縁から立ち上がる側面と、を有し、上面が開口している。この開口は、底部６１より小さい。底部６１は、開口を塞ぐように配置され、リアクトル１は設置対象物に固定される。このようにリアクトル１を設置対象物に固定することで、ケース６は、底部６１の下面に設けられ、冷却水路の底面と対向する概略矩形状の冷却領域Ｒ１を有する。この冷却領域の下方に冷却液が流れる。なお、冷却領域Ｒ１は、後述するように、流入領域６５及び流出領域６６を有する。

底部６１は、冷却領域Ｒ１内に設けられ、冷却水路の底面に向かって突出するフィン６２、６３、６４が形成されている。このフィン６２、６３、６４が冷却水路を流れる冷却水と接触する。フィン６２、６３、６４の詳細については、後述する。

このようなリアクトル１では、外部電源からコイル５に電流が供給されると、コイル５は磁束を発生させる。コイル５が発生させた磁束は、閉じた磁気回路を形成するコア３を通る。これにより、電気エネルギーが磁気エネルギーに変換される。電流供給によってコイル５から熱が生じ、リアクトル本体２の温度は上昇する。リアクトル本体２の温度が上昇すると、リアクトル１の磁気特性が低下する。

リアクトル本体２の温度上昇を抑制するため、リアクトル本体２に生じた熱は、充填成形部７を介しケース６に伝達される。そして、ケース６に伝達された熱は、フィン６２、６３、６４を介して冷却液に放出される。よって、リアクトル本体２から発生した熱は、外部に放出される。以下では、底部６１について、詳細に説明する。

底部６１は、図２に示すように、冷却領域Ｒ１内に放熱フィン６２、第１のガイドフィン６３、第２のガイドフィン６４及び補助フィン６７を有する。また、冷却領域Ｒ１には、流入領域６５及び流出領域６６が設けられている。流入領域６５は、冷却水路が有する流入口の上方に位置する領域である。流出領域６６は、冷却水路に有する流入口の上方に位置する領域である。

流入領域６５及び流出領域６６は、冷却領域Ｒ１の片側に設けられている。具体的には、流入領域６５及び流出領域６６は、概略矩形状の冷却領域Ｒ１を構成する１辺に間隔をあけて設けられている。第１のガイドフィン６３及び第２のガイドフィン６４は、後述するように、冷却領域Ｒ１の外郭に沿って、流入領域６５から流出領域６６に向けて延びている。この第１のガイドフィン６３及び第２のガイドフィン６４で囲われた内側に放熱フィン６２が配置される。

放熱フィン６２、第１のガイドフィン６３、第２のガイドフィン６４及び補助フィン６７は、ケース６と一体成形されており、アルミニウム等の熱伝導性の高い金属から成る。第１のガイドフィン６３、第２のガイドフィン６４及び補助フィン６７の高さは、放熱フィン６２の高さと略同一である。高さとは、放熱フィン６２が底部６１からケース６に収容されたリアクトル本体２とは反対側に向かって延びる長さのことである。即ち、高さとは、底部６１から冷却水路の底面に向かって延びたフィンの長さのことである。また、略同一とは、他のフィンより突出して、突出した部分が冷却液の障壁とならない程度に同一であればよい。なお、放熱フィン６２、第１のガイドフィン６３、第２のガイドフィン６４及び補助フィン６７は、冷却水路の底面付近まで延びているが、底面とは数ミリ離れており接触していない。

放熱フィン６２は、底部６２から突出した突起である。放熱フィン６２は、ケース６に収容されたリアクトル本体２とは反対側に向かって底部６１から延びる。放熱フィン６２は、柱形状を有し、円柱形状であるとより好ましい。円柱形状であると、冷却液と接する表面積を増やすことができ、より効率良く熱を冷却液に放出することができる。

放熱フィン６２は、第１のガイドフィン６３及び第２のガイドフィン６４によって囲われた領域内に配置される。放熱フィン６２は、ケース６にリアクトル本体２が収容された際に、底部６１の下面が有するリアクトル本体２が底部６１と対向する範囲を投影した領域であるリアクトル本体対向領域に配置されることが好ましい。このように放熱フィン６２を配置すると、リアクトル本体２の熱を効率良く冷却液に放出することができる。

本実施形態では、放熱フィン６２は、ケース６にリアクトル本体２が収容された際に、底部６１の下面が有するコイル５が底部６１と対向する範囲を投影したコイル対向領域Ｒ２（図３の矩形状の点線で囲った領域）内に配置されている。より詳細には、放熱フィン６２は、コイル対向領域Ｒ２と冷却領域Ｒ１が重なり合う領域に配置されている。なお、２つのコイル５が隙間を介して隣接している場合、コイル対向領域Ｒ２には、当該隙間と対向する領域も含まれる。

放熱フィン６２は、複数設けられている。本実施形態では、複数の放熱フィン６２は、底部６１の概略中心部の１箇所にまとまってガイドフィン６３、６４の内側に配置されている。各放熱フィン６２は、等間隔に配置されている。また、円柱形状の各放熱フィン６２の直径は、概略同一である。なお、この放熱フィン６２の直径は、第１のガイドフィン６３及び第２のガイドフィン６４の幅と概略同一である。この幅とは、第１のガイドフィン６３の流入口６５から流出口６６に向かう延び方向と直交する方向の長さのことをいう。

第１のガイドフィン６３は、流入口６５から流出口６６に向けて延びている。より詳細には、第１のガイドフィン６３は、概略矩形状の冷却領域Ｒ１の１辺に沿って、略真っ直ぐ延びている。略真っ直ぐとは、冷却領域Ｒ１の１辺と平行に延びている箇所があればよく、第１のガイドフィン６３の一方端部から他方端部まで冷却領域Ｒ１の１辺と平行に延びている必要はなく、途中で曲がっていてもよい。

第１のガイドフィン６３は、複数設けられていてもよい。本実施形態では、第１のガイドフィン６３は、３つ設けられている。各第１のガイドフィン６３は、等間隔に隣接して配置される。各第１のガイドフィン６３の高さは、概略同一である。また、第１のガイドフィン６３の高さは、流入口６５側の端部から流出口６６側の端部まで一定である。

第２のガイドフィン６４は、第１のガイドフィン６３が配置されていない冷却領域Ｒ１の３辺に沿って曲がって延びている。具体的には、第２のガイドフィン６４は、底部６１の概略中心位置に配置される放熱フィン６２を取り囲むように曲がる角部６４１を有する。即ち、第２のガイドフィン６４は、２つの角部６４１を有する。

角部６４１は、湾曲した形状を有している。第２のガイドフィン６４を底面から見ると、第２のガイドフィン６４は、概略Ｕ字型となっている。このＵ字型の第２のガイドフィン６４の端部と、第１のガイドフィン６３の延び方向の側面と対向させることで、放熱フィン６２を囲む領域が形成される。つまり、第１のガイドフィン６３は、概略Ｕ字型の第２のガイドフィン６４の開口部分を塞ぐように配置される。もっとも、第２のガイドフィン６４と第１のガイドフィン６３の間には、隙間があり接していない。

なお、本実施形態では、２つの角部６４１がそれぞれ湾曲し、２つの湾曲した角部６４１は、真っ直ぐ延びたガイドフィンによって繋がっている。しかし、湾曲した形状は、これに限定されない。例えば、一方の角部６４１から他方の角部６４１に向けて１つの孤を描くように湾曲した形状であってもよい。

また、角部６４１は、リアクトル本体２がケースに収容されたコア３の形状に沿って曲がっている。即ち、角部６４１は、コア３の下方に設けられている。そのため、コア３の熱を効率良く第２のガイドフィン６４に伝達することができ、リアクトル１の放熱性が向上する。

第２のガイドフィン６４は少なくとも１つ設けられていればよい。本実施形態では、第２のガイドフィン６４は５つ設けられている。複数の第２のガイドフィン６４が設けられている場合、各第２のガイドフィン６４は、等間隔に隙間を設けて隣接に配置される。この等間隔は、等間隔に配置される第１のガイドフィン６３の間隔と略同一である。即ち、隣接する第２のガイドフィン６４が配置される間隔は、隣接する第１のガイドフィン６３が配置される間隔と略同一である。

なお、等間隔とは、第２のガイドフィン６４間に流入する冷却液の流入断面積が略同一になるように後述する流入側端部６４ａが配置されている状態をいう。また、隣接する第２のガイドフィン６４で形成される流路の幅（第２のガイドフィン６４間の隙間）は、一定である。このように、第２のガイドフィン６４を等間隔に配置することで、流入側端部６４ａに流れる冷却液の流量と、流出側端部６４ｂに流れる冷却液の流量とを略同一にすることができる。

また、第２のガイドフィン６４は、流入側端部６４ａ及び流出側端部６４ｂを有する。流入側端部６４ａは、流入領域６５側の端部である。隣接に配置された第２のガイドフィン６４のうち、冷却領域Ｒ１の外郭側に配置された第２のガイドフィン６４は、流入領域６５に近接した位置まで延びている。即ち、隣接に配置された第２のガイドフィン６４のうち、冷却領域Ｒ１の外郭側に配置された第２のガイドフィン６４の流入側端部６４ａが、流入領域６５に近い位置に配置される。よって、冷却領域Ｒ１の最も外郭側に配置された第２のガイドフィン６４の流入側端部６４ａが、最も流入領域６５に近接した位置に配置され、そこから冷却領域Ｒ１の内側に向かうにつれて、流入側端部６４ａは、徐々に流入領域６５から遠ざかる位置に配置される。

流出側端部６４ｂは、流出領域６６側の端部である。流出側端部６４ｂは、第１のガイドフィン６３と接触することなく、隙間を介して配置される。第２のガイドフィン６４の流出側端部６４ｂと第１のガイドフィン６３の隙間は、等間隔に配置される第２のガイドフィン６４の間隔よりも大きい。この隙間は、２つの流路から流れてくる冷却液がスムーズに合流できる程度に大きければよく、例えば、合流する２つの流路の幅（冷却液の流れ方向と直交する方向の長さ）を足した長さがあれば足りる。

補助フィン６７は、流入領域６５と放熱フィン６２の間に配置される。補助フィン６７は、流入領域６５から放熱フィン６２に向けて真っ直ぐ延びている。本実施形態では、補助フィン６７は、２つ設けられているが、補助フィン６７の数はこれに限定されない。

なお、本実施形態では、底部６１は、第２のガイドフィン６４の外側に滞留防止フィン６８を有している。滞留防止フィン６８の高さは、放熱フィン６２の高さと略同一である。滞留防止フィン６８は、冷却水路の角部で冷却液が滞留することを防止する。

また、本実施形態では、図２に示すように、流入領域６５付近の底部６１は、冷却水路の底面に向けて***し、底部６１に向けてなだらかに湾曲した傾斜を有する。仮に、流入領域６５付近の底部６１が***していないと、流入口から流入した冷却液は、ケース６の底部６１等に向かって広がり、底部６１等にぶつかることで圧力損失が生じる。また、冷却液が流入口から直ちに広がることで、冷却液の流速が低下し、流動性が低下する。その結果、冷却液の流動性が悪化し、放熱性が悪化する。

一方、本実施形態では、流入領域６５付近の底部６１は、冷却水路の底面に向けて***しているため、フィンの近くまで一定の幅の水路を維持することができるので、流入口から流入した冷却液が広がることを防止でき、圧力が損失することを防止できる。また、底部６１の***は、底部６１に向けてなだらかに傾斜している。これにより、冷却液は傾斜に沿って徐々に広がるため、冷却液の流速の低減を抑制することができる。その結果、冷却液の流動性が向上し、放熱性が向上する。

なお、流出領域６６付近の底部６１も冷却水路の底面に向けて***し、底部６１に向けてなだらかに傾斜している。そのため、流出領域６６付近に流れてきた冷却液を傾斜に沿って流出口に向かわせることができるので、冷却液の流速の低減の抑制及び圧力損失の防止を図ることができ、冷却液が流出領域６６付近で滞留することを抑制できる。よって、冷却液の流動性が向上し、放熱性が向上する。

（作用）
次に、本実施形態における作用について説明する。流入口から冷却液が冷却水路に流入される。冷却水路の流入した冷却液は、第１のガイドフィン６３、補助フィン６７及び第２のガイドフィン６４に向かって流れる。つまり、冷却液は、３つのルートによって流出口に向かう。

まず、第１のガイドフィン６３に向かった冷却液は、流入領域６５から流出領域６６に向かって延びる第１のガイドフィン６３によって、流出領域６６に案内され、流出口から流出する。第１のガイドフィンは、アルミニウム合金等の伝熱性の高い材料から成るので、冷却液を案内しつつ、リアクトル１の熱を冷却液に放出する。このように、第１のガイドフィン６３を有することで、冷却液を効率良く流出領域６６に案内できるので、圧力損失を低減しつつ、リアクトル１の熱を放出することができる。

次に、補助フィン６７に向かった冷却液は、補助フィン６７に案内されて放熱フィン６２に向かって流れる。流入口から流入した直後の冷却液は、まだ熱の放出を受けていないので、最も温度が低い。そのため、温度が低い状態の冷却液をリアクトル１が温度上昇する熱源箇所に導くことが好ましい。

本実施形態では、放熱フィン６２は、熱源であるコイル５の下方のコイル対向領域Ｒ２に配置されている。そして、補助フィン６７は、流入領域６５から放熱フィン６２に向かってまっすぐ延び、冷却液を放熱フィン６２に案内する。そのため、流入口から流入した冷却液は、他の場所を介すことなく放熱フィン６２に向かう。よって、温度の低い冷却液を放熱フィン６２に案内することができ、放熱フィン６２を介して熱源であるコイル５から効率良く熱を放出することができる。よって、リアクトル１の放熱性を向上させることができる。

放熱フィン６２は、円柱形状であるので、冷却液と接する表面積を上げることができる。そのため、放熱フィン６２を円柱形状にすることで、効率良くリアクトル１の熱を冷却液に放出することができる。よって、リアクトル１の放熱性をより向上させることができる。

また、放熱フィン６２は、冷却液の流動の障壁となるため、冷却液が放熱フィン６２と接するときに圧力損失が生じる。放熱フィン６２を円柱形状にすることで、冷却液が接する面は、湾曲しているので、例えば、角柱の放熱フィンと比べると、冷却液はスムーズに流動することができる。よって、放熱フィン６２を円柱形状にすることで、圧力損失を抑制することができる。

放熱フィン６２から熱を吸収した冷却液は、放熱フィン６２の近接に配置された第１のガイドフィン６３と第２のガイドフィン６４の流出側端部６４ｂの隙間を通って、冷却領域６６に向かい、流出口から流出する。

また、第２のガイドフィン６４に向かった冷却液は、第２のガイドフィン６４に沿って流れ、流出領域６６に向かう。第２のガイドフィン６４の角部６４１は、放熱フィン６２を取り囲むように湾曲して流入口６５から流出口６６に向かって延びている。仮に、この角部が、直角に曲がっていると、第２のガイドフィン６４の間を流れる冷却液は、角部に沿って流動するとき、直角に曲がった角にぶつかり、圧力損失が増大する。しかし、本実施形態では、第２のガイドフィン６４の角部６４１は、湾曲形状なので、直角に曲がっている場合に比べて、冷却液をスムーズに流動させることができるので、圧力損失を低減することができる。

第２のガイドフィン６４の角部６４１は、コア３の下方に設けられ、コア３の形状に沿っている。コア３も、コイル５とともにリアクトル１の温度を上げる発熱源となる。そのため、コア３の形状に沿って第２のガイドフィン６４の角部６４１が折れ曲がることで、コア３の熱を第２のガイドフィン６４を介して、冷却液に放出しやすい。よって、リアクトル１の放熱性を向上させることができる。

第２のガイドフィン６４は、等間隔に隣接して配置されている。第２のガイドフィン６４が、等間隔に配置されていることにより、各第２のガイドフィン６４間を流れる冷却液の流路の幅は、一定となる。流路の幅が狭くなったりすると、その地点で滞留し圧力損失が生じる虞がある。しかし、本実施形態では、流路の幅が一定であるため、流路が狭くなることによる圧力損失を防止することができる。

第２のガイドフィン６４は、流出領域６６側の端部である流出側端部６４ｂを有し、流出側端部６４ｂは、第１のガイドフィン６３と接触することなく、第１のガイドフィン６３との間に隙間を有して配置され、当該隙間は、等間隔に配置された第２のガイドフィン６４の間隔よりも大きい。

第２のガイドフィン６４の間を流れてきた冷却液は、放熱フィン６２を通って流れてきた冷却液と合流する。即ち、合流地点で、流量が増える。このとき、合流地点の流路が狭いと、各流路を流れてきた冷却液は、合流地点でぶつかり合い、合流地点で圧力を損失してしまい、滞留するおそれがある。しかし、本実施形態では、第１のガイドフィン６３と流出側端部６４ｂの隙間は、等間隔に配置された第２のガイドフィン６４の間隔よりも大きい。即ち、合流地点の流路の幅は広い。そのため、各水路から流れてきた冷却液を合流地点で、滞留することなくスムーズに合流させることができる。よって、合流地点での圧力損失を低減できる。

第１のガイドフィン６３、第２のガイドフィン６４、放熱フィン６２、補助フィン６７及び滞留防止フィン６８の高さは略同一である。即ち、底部６１に配置されたフィンの高さは、全て略同一である。例えば、１つのフィンだけ高さを変えると、他のフィンより飛び出た部分が、冷却液の流動の障壁となり、圧力損失が生じるおそれがある。しかし、全てのフィンの高さを略同一とすることで、このような圧力損失が生じることを防止することができる。

第１のガイドフィン６３、第２のガイドフィン６４、放熱フィン６２、補助フィン６７及び滞留防止フィン６８は、アルミニウム等の熱伝導性の高い金属から成る。よって、リアクトル１の熱を各フィンから効率良く冷却液に放出することができるので、放熱性を向上させることができる。

（効果）
本発明のリアクトル１は、リアクトル本体２と、リアクトル本体２を収容するケース６と、を備える。ケース６は、上面が開口する冷却水路を備える設置対象物に固定され、この開口を塞ぐ底部６１と、底部６１の下面に設けられ、冷却水路の底面と対向する冷却領域Ｒ１と、を有する。冷却領域Ｒ１は、冷却水路が有する流入口の上方に位置する流入領域６５と、冷却水路が有する流出口の上方に位置する流出領域６６と、を有する。底部６１は、冷却領域Ｒ１内に設けられ、冷却領域Ｒ１の外郭に沿って、流入領域６５から流出領域６６に向かって延びるガイドフィン６３、６４と、ガイドフィン６３、６４に囲われるようにガイドフィン６３、６４の内側に設けられ、底部６１からケース６に収容されたリアクトル本体２とは反対側に向けて延びる複数の放熱フィン６２と、を有する。

これにより、ガイドフィン６３、６４によって冷却液が流入領域６５から流出領域６６にガイドされるので、圧力損失を低減できるとともに、ガイドフィン６３、６４より冷却液と接する表面積が大きい放熱フィン６２によってリアクトル１の熱を効率良く冷却液に放出できるので、リアクトル１の放熱性が向上する。

放熱フィン６２は、円柱形状である。これにより、放熱フィン６２が冷却液と接する表面積を大きくすることができ、効率良くリアクトル１の熱を冷却液に放出することができる。よって、リアクトル１の放熱性が向上する。

リアクトル本体２は、コイル５を有し、底部６１の下面は、リアクトル本体２がケース６に収容されたときに、コイル５と対向する範囲を投影したコイル対向領域Ｒ２を有し、放熱フィン６２は、コイル対向領域Ｒ２内に配置されている。コイル５は、電流が供給されると熱を生じさせる。このコイル５の下方に、冷却液と接する表面積の大きい放熱フィン６２を配置することで、効率良くコイル５の熱を冷却液に放出でき、リアクトル１の温度上昇を抑制できる。

第１のガイドフィン６３及び第２のガイドフィン６３の高さは、放熱フィン６２の延び方向の高さと略同一である。即ち、底部６１に配置された各フィン６２、６３、６４は全て略同一の高さである。これにより、高さの高いフィンの突出した部分が、冷却液の流動の障壁になることを防止でき、圧力損失の低減を図ることができる、

流入領域６５及び流出領域６６は、片側に設けられ、ガイドフィンは、流入領域６５から流出領域６６に向かって略真っすぐ延びる第１のガイドフィン６３と、放熱フィン６２を取り囲むように曲がる角部６４１を有し、流入領域６５から流出領域６６に向かって延びる第２のガイドフィン６４と、を有し、複数の放熱フィン６２は、第１のガイドフィン６３及び第２のガイドフィン６４によって囲われた領域内に配置されている。

このように流入領域６５及び流出領域６６が片側に配置されていても、第２のガイドフィン６４が曲がって流入領域６５から流出領域６６まで延びているので、冷却液を流入領域６５及び流出領域６６が配置されている反対側で滞留させることなく、流出口に流動させることができる。また、流入領域６５及び流出領域６６を片側に配置することにより、流入口及び流出口に接続されるバルブも一方向で済む。そのため、設置対象物におけるリアクトル１の設置スペースを小型化させることができる。

第２のガイドフィン６４の角部６４１は、湾曲した形状である。これにより、第２のガイドフィンを流れる冷却液は、スムーズに曲がることができる。よって、角部６４１による圧力損失を低減でき、冷却液を循環させることができるので、リアクトル１の放熱性が向上する。

角部６４１は、リアクトル本体２がケース６に収容されたときのコア３の形状に沿って曲がっている。コア３もリアクトル１の温度を上昇させる発熱源なので、コア３の形状に沿って第２のガイドフィン６４が折れ曲がっていると、コア３の熱を効率良く冷却液に放出できる。よって、放熱性が向上し、リアクトル１の温度上昇を抑制することができる。

第２のガイドフィン６４は、少なくとも３つ設けられ、各第２のガイドフィン６４は、等間隔に隣接して配置されている。これにより、第２のガイドフィン６４間を流れる冷却液が途中で滞留する等による圧力損失を防止することができ、冷却液の流動性を向上させることができる。

第２のガイドフィン６４は、流出領域６６側の端部である流出側端部６４ｂを有し、流出側端部６４ｂは、第１のガイドフィン６３と接触することなく、第１のガイドフィン６３との間に隙間を有して配置され、当該隙間は、等間隔に配置された第２のガイドフィン６４の間隔よりも大きい。これにより、第２のガイドフィン６４にガイドされ流れてきた冷却液と、放熱フィン６２を通って流れてきた冷却液との合流地点の幅が大きいため、スムーズに合流することができる。よって、合流地点における圧力損失を低減することができる。

底部６１は、流入領域６５と放熱フィン６２の間に配置された補助フィン６７を有し、補助フィン６７は、流入領域６５から放熱フィン６２に向けて真っ直ぐ延びている。これにより、流入口から流入した冷たい冷却液が放熱フィン６２に向かわせることができる。よって、放熱フィン６２からより多くの熱を冷却液に放出することができるので、リアクトル１の放熱性が向上する。

放熱フィン６２、第１のガイドフィン６３及び第２のガイドフィン６４は、アルミニウム合金から成る。即ち、放熱フィン６２、第１のガイドフィン６３及び第２のガイドフィン６４は熱伝導性の高い素材から成る。これにより、リアクトル１の熱を効率良く冷却液に放出することができ、リアクトル１の放熱性が向上する。

（実施例）
本発明の実施例について、表１を参照しつつ説明する。実施例及び比較例１、２の違いは、ケースの底部の放熱フィン及びガイドフィンの配置を変えただけで、その他は同一の構成である。

コア３は、２つのＵ字型コアとＩ字型コアを用いた。Ｕ字型コアは、それぞれモールド成型によって、樹脂部材４に埋め込んだ。即ち、２つのＵ字型コアを埋め込んだ樹脂部材を成型した。この２つの樹脂部材の端部を向かい合わせ、樹脂部材４の周囲に複数ターンのコイル５を装着し、Ｉ字型コアを樹脂部材の内部に収容した。Ｕ字型コアとＩ字型コアの間にはスペーサを介在させ、接着剤によって接合した。最後に、２つの樹脂部材４の端部を接合して、リアクトル本体２を作製した。

このリアクトル本体２をケース６に収容し、リアクトル１を得た。ケース６は、以下のとおり、底部のフィン形状、構造が異なるものを３種類用意した。実施例は、上述した第１の実施形態と同様で、図３に示すように、放熱フィン６２をコイル５の下方に配置させ、放熱フィン６２を囲うようにガイドフィン６３、６４を配置させた。一方、比較例１のケースの底部は、図４に示すように、放熱フィンを設けず、ガイドフィン１６３、１６４を全面に配置させた。比較例２のケースの底部は、図５に示すように、流入領域１６５付近には、冷却液が全体の広げるための補助フィン１６７を有するものの、その他の領域は放熱フィン１６２を全面に配置させた。

以上の実施例及び比較例１、２のリアクトルについて、コイルとコアに損失値を与え、発熱をシミュレーションにより、コア温度、コイル温度及び圧力損失を解析した。この熱解析の際に与えた損失値は、コイルが１６１．４Ｗ、コアが１１０．０Ｗである。コア温度とは、コイルが巻回されたコアの中心温度の最高温度である。コイル温度とは、巻軸方向の長さの中間点とコイルの幅方向の長さの中間点が交差するコイル上面の最高温度である。圧力損失とは、流入口の圧力から流出口の圧力の差である。なお、最高温度とは、解析で温度変化が飽和した時点の温度である。

解析結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例は、比較例１及び２と比較すると、コア温度及びコイル温度の温度上昇を抑制でき、圧力損失も低減できている。特に、実施例を比較例２と比べると、コイル温度が４℃程度も低くなっている。また、表１の圧力損失の数値を見ると、実施例は、圧力損失を比較例２の６０％以下に低減できている。

放熱フィンは、冷却液の流動の障壁になるため、放熱フィンを全面的に配置した比較例２は、冷却液が放熱フィンに接触する度に、圧力が損失する。そのため、比較例２の圧力損失が増大し、その結果、冷却液が循環されにくくなる。特に、冷却水路の角部（図５の点線の丸で囲った箇所）は、冷却液が滞留しやすい。冷却液が滞留すると、流入口から新たな冷たい冷却液が冷却水路内に流入されにくくなり、冷却効率は悪化する。

一方、実施例は、放熱フィンをリアクトル熱源であるコイルの下方に設けて、放熱フィンの周囲を第１のガイドフィン及び第２のガイドフィンによって囲っている。即ち、放熱フィンの配置を熱源の箇所の最小限に抑え、その他の領域は、ガイドフィンによって、冷却液を流入口に導いている。これによって、圧力損失を低減でき、冷却液が冷却水路をスムーズに循環できる。そのため、各フィンから熱の放出を受けた冷却液は、スムーズに流出口に向かい、流入口から冷たい新たな冷却液が流入される。よって、実施例は、圧力損失を低減させつつ、放熱性は向上する。

また、実施例は、比較例１と比べても、圧力損失については、それほど大きな差はないものの、コイル温度を２℃程度抑制できている。これは、実施例は熱源であるコイル対向領域に放熱フィンを配置したことに起因する。つまり、放熱フィンは、ガイドフィンより冷却液と接触する表面積が大きい。そのため、実施例の方が、リアクトル本体２の熱を冷却液により多く放出できる。その結果、実施例の方が比較例１よりも放熱性が向上したと推察する。

（変形例１）
次に、第１の実施形態の変形例１について説明する。変形例１に係るリアクトル１は、リアクトル本体２のケース６への収容方向が異なる。第１の実施形態では、リアクトル本体２はケース６の底部６１に対して、コイル５の巻軸方向が平行となるように収容されていた。変形例１に係るリアクトル１は、リアクトル本体２をケース６の底部６１に対して、コイル５の巻軸方向が直交するように収容される。即ち、ケース６の開口にコイル５が巻回されていないコア３（樹脂部材４に被覆されたコア３）からリアクトル本体２が挿入される。

このようにリアクトル本体２を収容した場合、底部６１とコイル５は対向しないため、底部６１の下面は、コイル対向領域Ｒ２は存在せず、コア３と対向する範囲を投影したコア対向領域を有する。そして、放熱フィン６２は、このコア対向領域内に配置される。上述したとおり、コア３もリアクトル１の温度を上昇させる発熱源となるため、放熱フィン６２をコア対向領域内に配置することで、コア３の熱を放熱フィン６２を介して冷却液に効率良く伝達させることができる。よって、リアクトル１の放熱性が向上する。

（変形例２）
変形例２に係るリアクトル１について図面を参照しつつ説明する。図６は、変形例２に係るリアクトル１のケース６の底面図である。なお、第１の実施形態と同一の構成及び同一の機能については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

変形例２に係るリアクトル１は、図６に示すように、流入側端部６４ａの配置位置が第１の実施形態と異なる。具体的には、隣接して配置された第２のガイドフィン６４のうち、冷却領域Ｒ１の外郭側に配置された第２のガイドフィン６４の流入側端部６４ａが、流入領域６５から遠隔した位置に配置されている。即ち、冷却領域Ｒ１の中心の最も近くに配置された流入側端部６４ａが、流入領域６５に最も近接した位置に配置され、他の流入側端部６４ａは、そこから流入領域Ｒ１の外郭に向かうにつれて徐々に流入領域６５から遠ざかっている。

第２のガイドフィン６４間を流れる距離が長くなると、冷却液とフィンとの接触が多くなるなどの要因により、冷却液の流速が低下する。流速が異なる冷却液が、流出側端部６４ｂで合流するとスムーズに合流できず、合流地点で圧力損失が生じる。

そこで、変形例２のように、冷却領域Ｒ１の外側に向かうにつれて、流入側端部６４ａを流入領域６５から遠隔に配置することで、外側に配置された第２のガイドフィン６４間を流路の距離を短くすることができる。換言すれば、第２のガイドフィン６４間の各流路の距離を略同じ長さにすることができる。これにより、第２のガイドフィン６４間の各流路を流れる冷却液の流速を略同一にすることができる。よって、同速で冷却液を合流させることができるため、スムーズに合流させることができるため、圧力損失を低減させることができる。

（他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。上記のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

第１の実施形態では、複数ある放熱フィン６２は、底部６１の中心部の１箇所にまとまって配置させたが、これに限定されず、リアクトル本体２の熱が籠りやすい複数箇所にばらして配置してもよい。例えば、８つの放熱フィン６２のうち４つを、コイル対向領域内にまとめて配置し、残りの４つをコア対向領域内に配置してもよい。

１ リアクトル
２ リアクトル本体
３ コア
４ 樹脂部材
５ コイル
６ ケース
６１ 底部
６２ 放熱フィン
６３ 第１のガイドフィン
６４ 第２のガイドフィン
６４ａ 流入側端部
６４ｂ 流出側端部
６４１ 角部
６５ 流入領域
６６ 流出領域
６７ 補助フィン
６８ 滞留防止フィン
６９ 固定部
７ 充填成形部
１６１ 底部
１６２ 放熱フィン
１６３ 第１のガイドフィン
１６４ 第２のガイドフィン
１６５ 流入領域
１６６ 流出領域
１６７ 補助フィン

Claims (13)

1. リアクトル本体と、前記リアクトル本体を収容するケースと、を備え、冷却液が流入する流入口及び前記冷却液が流出する流出口を有し、上面が開口する冷却水路を備える設置対象物に、前記開口を塞ぐように固定されるリアクトルであって、
   前記ケースは、
   前記設置対象物に固定され、前記開口を塞ぐ底部と、
   前記底部の下面に設けられ、前記冷却水路の底面と対向する冷却領域と、
   を有し、
   前記冷却領域は、
   前記流入口の上方に位置する流入領域と、
   前記流出口の上方に位置する流出領域と、
   を有し、
   前記底部は、
   前記冷却領域内に設けられ、前記冷却領域の外郭に沿って、前記流入領域から前記流出領域に向かって延びるガイドフィンと、
   前記ガイドフィンに囲われるように前記ガイドフィンの内側に設けられ、前記底部から前記ケースに収容された前記リアクトル本体とは反対側に向けて延びる複数の放熱フィンと、
   を有すること、
   を特徴とするリアクトル。
2. 前記放熱フィンは、円柱形状を有していること、
   を特徴とする請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記リアクトル本体は、コイルを有し、
   前記底部の下面は、前記リアクトル本体が前記ケースに収容されたときに、前記コイルと対向する範囲を投影したコイル対向領域を有し、
   前記放熱フィンは、前記コイル対向領域内に配置されていること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載のリアクトル。
4. 前記リアクトル本体は、コアを有し、
   前記底部は、前記リアクトル本体が前記ケースに収容されたときに、前記コアと対向する範囲を投影したコア対向領域を有し、
   前記放熱フィンは、前記コア対向領域内に配置されていること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載のリアクトル。
5. 前記ガイドフィンの高さは、前記放熱フィンの延び方向の高さと略同一であること、
   を特徴する請求項１乃至４の何れかに記載のリアクトル。
6. 前記流入領域及び前記流出領域は、片側に設けられ、
   前記ガイドフィンは、
   前記流入領域から、前記流出領域に向かって略真っすぐ延びる第１のガイドフィンと、
   前記放熱フィンを取り囲むように曲がる角部を有し、前記流入領域から前記流出領域に向かって延びる第２のガイドフィンと、
   を有し、
   前記複数の放熱フィンは、前記第１のガイドフィン及び第２のガイドフィンによって囲われた領域内に配置されていること、
   を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のリアクトル。
7. 前記角部は、湾曲した形状であること、
   を特徴とした請求項６に記載のリアクトル。
8. 前記角部は、前記リアクトル本体が有するコアの形状に沿って曲がっていること、
   を特徴とする請求項６又は７に記載のリアクトル。
9. 前記第２のガイドフィンは、少なくとも３つ有し、
   各第２のガイドフィンは、等間隔に隣接して配置されていること、
   を特徴とする請求項６乃至８の何れかに記載のリアクトル。
10. 前記第２のガイドフィンは、流入領域側の端部である流入側端部を有し、
    隣接して配置された前記第２のガイドフィンのうち、前記冷却領域の外郭側に配置された前記第２のガイドフィンの前記流入側端部が、前記流入領域から遠隔した位置に配置されていること、
    を特徴とする請求項９に記載のリアクトル。
11. 前記第２のガイドフィンは、流出領域側の端部である流出側端部を有し、
    前記流出側端部は、前記第１のガイドフィンと接触することなく、前記第１のガイドフィンとの間に隙間を有して配置され、
    前記隙間は、等間隔に配置された前記第２のガイドフィンの間隔よりも大きいこと、
    を特徴とする請求項６乃至１０の何れかに記載のリアクトル。
12. 前記底部は、前記流入領域と前記放熱フィンの間に配置された補助フィンを有し、
    前記補助フィンは、前記流入領域から前記放熱フィンに向けて延びていること、
    を特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載のリアクトル。
13. 前記放熱フィン及び前記ガイドフィンは、アルミニウム合金から成ること、
    を特徴とする請求項１乃至１２の何れに記載のリアクトル。

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