JP2012015151A - リアクトル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リアクトルコイルのうち外部と接続する部位を用いて、コイル部から発せられた熱を放熱することができるリアクトル装置を提供すること。
【解決手段】リアクトルケース３２の側壁部３２１は、コイル部１５１から発生した熱を放熱させる放熱部材と当接する放熱面２１を備える。また、リアクトルコイル１５の第１延出部１５４は、環状のコイル部１５１の中心よりも放熱面２１側に配置される。そのため、第１延出部１５４が環状のコイル部１５１の中心から放熱面２１側と１８０度反対側に配置された場合と比較して、第１延出部１５４から放熱面２１までの熱の移動距離は短くなる。よって、リアクトルコイル１５のうち外部と接続する第１延出部１５４を用いて、リアクトルコイル１５のコイル部１５１から発せられた熱をリアクトルケース３２に対して放熱することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、通電により磁束を発生させるリアクトルコイルと、磁束の磁路となるリアクトルコアと、リアクトルコイルとリアクトルコアを収容するリアクトルケースとを備えたリアクトル装置に関する。

内燃機関と電気モータの両方を駆動源として有するハイブリッド車両や、電気モータを駆動源として備えた電気自動車等には、電池から供給される直流電流と電気モータへ出力する交流電流との間で双方向変換する電力変換装置が備えられている。このような電力変換装置として電源電圧を所定電圧に昇圧する機能を有するものが知られている。また、ハイブリッド車両や電気自動車等に用いられる電力変換装置は、電気モータから大きな駆動トルクを得る必要があるため大電流が流れるように構成されている。そのため、電力変換装置を構成し昇圧機能を発揮する為の構成部品であるリアクトル装置のリアクトルコイルからの発熱量が大きくなるという問題がある。

上記問題に対して特許文献１においては、リアクトルコイルを内蔵したリアクトルコアの外周面とリアクトルコアを収容する収容部の内側面とにそれぞれ連続した凹凸面を形成し、リアクトルコアの凹凸面と収容部の凹凸面とを互いに密着させるという構成を採用している。この構成により、リアクトルコアと収容部との接触面積を大きくすることができ、収容部を介して熱を外部に放熱することができる。よって、冷却性能を向上させることができると述べられている。

特開２００８−１９８９８１号公報

リアクトルコイルは、通電により磁束を発生させ熱を生じるコイル部と、コイル部から連続して形成されリアクトルコイルの外部と接続する端子部とから構成されている。そして、コイル部から生じた熱はリアクトルコアを収容するリアクトルケースに放熱される。コイル部からリアクトルケースまでの放熱経路としては、コイル部と接触しているリアクトルコアに熱が伝導されリアクトルケースに放熱されるという経路が考えられる。また、コイル部から連続して形成されている端子部に熱が伝導され、端子部と接触しているリアクトルコアを介してリアクトルケースに放熱されるという経路が考えられる。しかし、特許文献１に記載の従来技術では、リアクトルコイルのうち外部と接続する端子部を積極的に放熱に利用する設計がなされていないという問題がある。

そこで、本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、リアクトルコイルのうち外部と接続する部位を用いて、コイル部から発せられた熱をリアクトルケースに対して放熱することができるリアクトル装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、導体線を巻回して形成され、通電により磁束を発生させる環状のコイル部を備えたリアクトルコイルと、前記リアクトルコイルの外側を覆うように形成され、前記コイル部が発生した磁束の磁路となる磁性体のリアクトルコアと、前記リアクトルコイル及び前記リアクトルコアを内部に収容するリアクトルケースとを備えたリアクトル装置であって、前記リアクトルケースは、前記リアクトルコイルを囲む側壁部と、前記側壁部の端部に形成された端壁部とを備え、前記リアクトルコイルは、前記コイル部から連続して形成され、環状の前記コイル部の外側へ引き出される引出部と、前記引出部から連続して形成され、前記導体線が折り曲げられた折曲部を介し、前記側壁部に沿って前記リアクトルケースの外部まで延出された第１延出部とを備え、前記側壁部は、前記コイル部から発生した熱を放熱させる放熱部材と当接する放熱面を備え、前記第１延出部は、環状の前記コイル部の中心よりも前記放熱面側に配置されていることを特徴とする。

このように構成すれば、リアクトルケースの側壁部は、コイル部から発生した熱を放熱させる放熱部材と当接する放熱面を備える。また、リアクトルコイルの第１延出部は、環状のコイル部の中心よりも放熱面側に配置される。また、コイル部から発生した熱はコイル部から連続して形成された引出部及び折曲部を介して第１延出部に伝導される。ここで、第１延出部が環状のコイル部の中心から放熱面側と１８０度反対側に配置された場合と比較して、第１延出部から放熱面までの熱の移動距離は短くなる。よって、本発明によれば、リアクトルコイルのうち外部と接続する第１延出部を用いて、リアクトルコイルのコイル部から発せられた熱をリアクトルケースに対して放熱することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリアクトル装置であって、前記リアクトルコアは、前記リアクトルコイルの軸線方向から見たときに形成される投影形状が、曲線形状の曲線部と前記曲線部と連続して形成され略直交する第１直線及び第２直線により形成された角部とを備え、前記角部は、環状の前記コイル部の中心よりも前記放熱面側に配置され、前記リアクトルコアのうち前記角部の前記第１直線を構成する第１角面は、前記放熱面と対向するように配置されていることを特徴とする。

このように構成すれば、リアクトルコアのうち角部の第１直線を構成する第１角面は、放熱面と対向するように配置される。そのため、リアクトルコイルの軸線方向から見たときに形成される投影形状が略円形状であるものと比較して、放熱面に近接するリアクトルコアの表面積を大きくすることができる。よって、本発明によれば、リアクトルケースに対する放熱性能を向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のリアクトル装置であって、前記リアクトルコアは、前記角部の前記第２直線を構成する第２角面を備え、前記側壁部は、前記放熱面を有し前記第１角面と対向する第１側壁構成部と、前記第２角面と対向する第２側壁構成部とを備え、前記第２側壁構成部の厚さは、前記第１側壁構成部の厚さより厚く形成されていることを特徴とする。

このように構成すれば、第２側壁構成部の厚さは第１側壁構成部の厚さより厚く形成される。そのため、第２角面から第２側壁構成部に移動する熱について、第２側壁構成部における放熱経路を広く確保することができ、熱が集中することを防ぐことができる。よって、本発明によれば、リアクトルコアから第２側壁構成部方向に対する放熱性能を向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のリアクトル装置であって、前記第１延出部は、環状の前記コイル部の外側と前記放熱面を備える前記側壁部との間に配置されていることを特徴とする。

このように構成すれば、第１延出部は、環状のコイル部の外側と放熱面を備える側壁部との間に配置される。そのため、コイル部から放熱面を備える側壁部までの熱の移動距離と比較して、第１延出部から放熱面を備える側壁部までの熱の移動距離を短くすることができる。よって、本発明によれば、リアクトルコイルのうち外部と接続する第１延出部を用いて、リアクトルコイルのコイル部から発せられた熱をリアクトルケースに対して放熱することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のリアクトル装置であって、前記第１延出部は、前記引出部よりも前記放熱面に近接して配置されていることを特徴とする。

このように構成すれば、延出部は、引出部よりも放熱面に近接して配置される。よって、本発明によれば、リアクトルコイルのうち外部と接続する第１延出部を用いて、リアクトルコイルのコイル部から発せられた熱をリアクトルケースに対して放熱することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載のリアクトル装置であって、前記引出部、前記折曲部及び前記第１延出部は、前記放熱面に対し略同距離に配置されていることを特徴とする。

このように構成すれば、引出部、折曲部及び第１延出部は、放熱面を備える側壁部に対して略同距離に配置される。そのため、第１延出部のみならず引出部及び折曲部を積極的に放熱に利用することができる。よって、本発明によれば、リアクトルケースに対する放熱性能を向上させることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のリアクトル装置であって、前記リアクトルコイルは平板導体線により形成され、前記平板導体線の外面のうち、最大面積となる平面を主面としたときに前記第１延出部の前記主面は、前記放熱面と対向するように配置されていることを特徴とする。

このように構成すれば、リアクトルコイルは平板導体線により形成される。また、第１延出部の主面は放熱面と対向するように配置される。そのため、主面と交差し、主面より面積が小さい側面を放熱面と対向するように配置した場合と比較して、放熱面に近接する第１延出部の表面積を大きくすることができる。よって、本発明によれば、リアクトルケースに対する放熱性能を向上させることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のリアクトル装置であって、前記第１延出部は、前記放熱面を備える前記側壁部に対して前記リアクトルケースの内側から当接していることを特徴とする。

このように構成すれば、第１延出部は、放熱面を備える側壁部に対してリアクトルケースの内側から当接するように配置される。そのため、コイル部から発生した熱が引出部及び折曲部を介して第１延出部に伝導され、第１延出部と当接している放熱面を備える側壁部に対して放熱される。よって、本発明によれば、第１延出部が放熱面を備える側壁部と離間している場合と比較してリアクトルケースに対する放熱性能を向上させることができる。

請求項９に記載の発明は、請求項７に記載のリアクトル装置であって、前記放熱面を備える前記側壁部の内側に前記リアクトルコイルの軸線方向に対する溝部が形成されており、前記第１延出部は、前記溝部と嵌合し、前記リアクトルケースから前記リアクトルコイルの軸線方向に引き出されていることを特徴とする。

このように構成すれば、リアクトルケースの内側面であって、放熱面を備える側壁部にリアクトルコイルの軸線方向に対する溝部が形成される。また、第１延出部は、溝部と嵌合し、リアクトルケースからリアクトルコイルの軸線方向に引き出されるように配置される。そのため、溝部を用いずに第１延出部を側壁部に当接させた場合と比較して、第１延出部と側壁部に形成した溝部とを嵌合させることによって第１延出部と側壁部との接触面積を大きくすることができる。よって、本発明によれば、リアクトルケースに対する放熱性能を向上させることができるまた、第１延出部と溝部が嵌合しているため、リアクトルケースに対するリアクトルコアの固定性能を向上させることができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のリアクトル装置であって、前記放熱部材は、冷却媒体を導入する冷媒導入管と、前記冷却媒体を排出する冷媒排出管と、前記冷媒導入管と前記冷媒排出管とを接続する冷却管とを供え、前記放熱面は、前記冷却管と当接している面であることを特徴とする。

本発明によれば、コイル部から発生した熱を、冷却管と当接している側壁部を介してリアクトル装置の外部へ放熱することができる。

本実施例における電力変換装置を示す回路図。 電力変換装置を構成する半導体冷却器の平面図。 （ａ）は実施例１におけるリアクトル装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。 実施例１におけるリアクトルコイルの斜視図。 実施例１におけるリアクトルコアの斜視図。 実施例１におけるリアクトル装置の製造方法を示す説明図であり、（ａ）はリアクトルコイル等の配置工程の説明図、（ｂ）はリアクトルコアの形成工程の説明図。 （ａ）は実施例２におけるリアクトル装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。 実施例３における溝部を備えるリアクトルケースの斜視図。 （ａ）は実施例３におけるリアクトル装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。 （ａ）は中芯を備えるリアクトル装置の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。 実施例１に示す半導体冷却器の変形例の平面図。 （ａ）は実施例１に示すリアクトル装置の変形例の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。

（実施例１）
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、図１以降の説明において同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１は、リアクトル装置３０が適用される電力変換装置１の回路図を示す図である。図１に示す電力変換装置１は、昇圧コンバータ部（ＤＣ−ＤＣコンバータ）１０とインバータ部１１とを有する自動車用インバータである。電力変換装置１は、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータ１２に通電する駆動電流の生成に用いられる。

昇圧コンバータ部１０は外部電源１３に接続され、昇圧コンバータ部１０と外部電源１３との間には、フィルタコンデンサ１４が接続されている。フィルタコンデンサ１４は、直流の外部電源１３から昇圧コンバータ部１０に入力される電源電流に含まれるリップル電流を吸収して、電源電流を安定化する。

昇圧コンバータ部１０は、リアクトルコイル１５とＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子１６１Ａ（半導体素子）及びダイオード１６２Ａを内蔵した２個の半導体モジュール１６Ａとを備え、入力電圧を昇圧する。リアクトルコイル１５は、外部電源１３側に接続されている。昇圧コンバータ部１０のＩＧＢＴ素子１６１Ａはリアクトルコイル１５の交流モータ１２側に接続され、各ＩＧＢＴ素子１６１Ａにダイオード１６２Ａが一対として接続されている。ＩＧＢＴ素子１６１Ａは、制御部（不図示）による制御によりスイッチング動作を行う。

また、昇圧コンバータ部１０のＩＧＢＴ素子１６１Ａとインバータ部１１との間には、平滑コンデンサ１７が接続されている。平滑コンデンサ１７は、断続電流となる昇圧コンバータ部１０の出力電流を平滑化して、安定した直流電流をインバータ部１１に入力させる。

インバータ部１１は、ＩＧＢＴ素子１６１Ｂ（半導体素子）及びダイオード１６２Ｂを内蔵した６個の半導体モジュール１６Ｂとスナバコンデンサ１８とを備えている。インバータ部１１のＩＧＢＴ素子１６１Ｂは平滑コンデンサ１７に接続され、各ＩＧＢＴ素子１６１Ｂにダイオード１６２Ｂが一対となって接続されている。ＩＧＢＴ素子１６１Ｂは制御部（不図示）による制御によりスイッチング動作を行う。スナバコンデンサ１８は、ＩＧＢＴ素子１６１Ｂに接続され、ＩＧＢＴ素子１６１Ｂの動作時に発生する電圧サージを抑制して、過電圧によるＩＧＢＴ素子１６１Ｂの破損を防止している。

また、インバータ部１１には、三相の交流モータ１２が接続されており、インバータ部１１によって生成された駆動電流を交流モータ１２に供給する。

図２は、電力変換装置１を構成する半導体冷却器２の平面図を示している。

半導体冷却器２は、図２に示すように、冷却管３、半導体モジュール１６Ａ、１６Ｂ、リアクトル装置３０、連結管４、冷媒導入管５、及び冷媒排出管６から構成されている。

半導体冷却器２は、交流モータ１２を駆動する電力変換装置１としてのインバータの一部を構成している。図２に示すように、冷却管３は半導体モジュール１６Ａ、１６Ｂを両面から挟持するように配置されている。そして、全体的には、冷却管３と半導体モジュール１６Ａ、１６Ｂの列とを交互に積層している。これにより、全ての半導体モジュール１６Ａ、１６Ｂは、その両面を冷却管３により挟持された状態となる。また、積層方向に隣り合う複数の冷却管３は、その長手方向の両端部にそれぞれ設けた冷媒導入口（不図示）及び冷媒排出口（不図示）を互いに連結管４によって連結されている。積層方向の一端に配置される冷却管３には、冷却管３の積層体全体に冷却媒体を導入するための冷媒導入管５と、積層体全体から冷却媒体を排出するための冷媒排出管６とが配置されている。また、リアクトル装置３０は、冷媒導入管５と冷媒排出管６との間であって、積層体の一端に配置された冷却管３と密着配置されている。リアクトル装置３０が配置されている方向と１８０度反対側の積層方向の一端に配される冷却管３は片側にのみ半導体モジュール１６Ａ、１６Ｂが密着配置される放熱面２１を備えている。積層方向の一端に配された冷却管３以外の冷却管３は、図１に示したように両側に放熱面２１を備えている。

このように構成することにより、冷媒導入管５から導入された冷却媒体は、複数の冷却管３に分配される。冷却媒体は各冷却管３における冷媒導入口（不図示）から導入されて、各冷却管３における冷媒排出口（不図示）の方向へ流通する。このとき、冷却媒体は、各冷却管３の放熱面２１に密着配置された半導体モジュール１６Ａ、１６Ｂ及びリアクトル装置２０との間で熱交換を行う。熱交換を行った後の冷却媒体は、各冷却管３における冷媒排出口（不図示）から、連結管４を介して冷媒排出管６に達し排出される。

冷却媒体としては、水やアンモニア等の自然冷媒、エチレングリコール系の不凍液を混入した水、フロリナート等のフッ化炭素系冷媒、ＨＣＦＣ１２３、ＨＦＣ１３４ａ等のフロン系冷媒、メタノール、アルコール等のアルコール系冷媒、アセトン等のケトン系冷媒等の冷媒等を用いることができる。

次に、上記電力変換装置１に配置されたリアクトルコイル１５を含むリアクトル装置３０の具体的構成について説明する。

図３（ａ）は実施例１におけるリアクトル装置３０の平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図を示している。図４は、実施例１におけるリアクトルコイル１５の斜視図を示している。図５は、実施例１におけるリアクトルコア３１の斜視図を示している。

リアクトル装置３０は、リアクトルコイル１５、リアクトルコア３１、及びリアクトルケース３２から構成されている。

リアクトルケース３２は、四角形状の外形を備えている。リアクトルケース３２は、リアクトルコア３１の側面全周を覆う側壁部３２１と、側壁部３２１の端部に形成され、リアクトルコア３１の端面を覆う端壁部３２２とを備えている。また、リアクトルケース３２は、端壁部３２２と１８０度反対側に開放部３３を備えている。リアクトルケース３２は、側壁部３２１と端壁部３２２によって囲まれた空間によってリアクトルコイル１５及びリアクトルコア３１を内部に収容する凹形状が形成されている。また、リアクトルケース３２は、熱伝導率が高いアルミニウムによって形成されている。

リアクトルケース３２内には、リアクトルコイル１５とリアクトルコア３１が収容されている。図４に示すようにリアクトルコイル１５は、コイル部１５１、引出部１５２、折曲部１５３、第１延出部１５４及び第２延出部１５５から構成されている。リアクトルコイル１５は、平板導体線を螺旋状に巻回し構成されている。また、リアクトルコイル１５はリアクトルケース３２内で磁路を確保する為に、側壁部３２１及び端壁部３２２から離間している。以下、平板導体線の外面のうち、最大面積となる平面を主面１５６という。また、主面１５６と交差し、主面より面積が小さい平面を側面１５７という。なお、リアクトルコイル１５の詳細な配置位置は以降で説明する。

リアクトルコア３１はリアクトルケース３２の側壁部３２１と端壁部３２２に密着している。リアクトルコア３１には、磁性鉄粉と樹脂を混入したダストコア（磁性鉄粉混合樹脂）が用いられている。ダストコアは、リアクトルコイル１５の内外に充填され、硬化されてリアクトルケース３２の側壁部３２１と端壁部３２２に密着している。ダストコアに用いられる磁性鉄粉としては、軟磁性を示すソフトフェライト粉末、樹脂としては、耐熱性や絶縁性、密着性に優れるエポキシ樹脂の他、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等が用いられる。また、ダストコアの代わりに絶縁性の結合樹脂を混合した鉄粉を圧縮成形する圧粉磁心材料をリアクトルコイル１５の内外に充填してもよい。圧粉磁心材料に用いられる磁性鉄粉としては、アトマイズ鉄粉や還元鉄粉、樹脂粉末としては、フェノール、ポリアミド、エポキシ、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド等が用いられる。また、リアクトルコア３１として電磁鋼板を用いてもよい。

次に、本実施例の要部について説明する。

リアクトル装置３０は、冷媒導入管５と冷媒排出管６との間であって、冷却管３と半導体モジュール１６Ａ、１６Ｂとの積層体の一端に配置された冷却管３に密着配置されている。実施例１においては、図２、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、四角形状のリアクトルケース３２を構成する４面の側壁部３２１のうち、１面全体と冷却管３が当接するように配置されている。

図３（ｂ）、図４に示すようにリアクトルコイル１５のうち、通電により磁束を発生させるコイル部１５１は、平板導体線を螺旋状に巻回し円筒形状となるように形成されている。また、引出部１５２は、端壁部３２２と対向するコイル部１５１の端部から連続して形成されている。具体的に引出部１５２は、コイル部１５１の端部からリアクトルコイル１５の軸線方向と直交する方向であって、放熱面２１を備える側壁部３２１の方向に対して引き出されている。また、引出部１５２の先端が開放部３３方向へ９０度折り曲げられ、折曲部１５３が形成されている。そして、折曲部１５３から連続して形成された第１延出部１５４は、環状のコイル部１５１の外側、つまり、コイル部１５１の外縁と放熱面２１を備える側壁部３２１との間を通過し、開放部３３を通じてリアクトルケース３２の外部に引き出されている。そのため、リアクトルコイル１５の第１延出部１５４は引出部１５２よりも放熱面２１に近接して配置されている。また、第１延出部１５４の主面１５６は、放熱面２１を備える側壁部３２１と対向するように配置されている。第２延出部１５５は、開放部３３と対向するコイル部１５１の端部から連続して形成されている。第２延出部１５５は、開放部３３を通じてリアクトルケース３２から外部に引き出されている。

図３（ａ）に示すように、リアクトルコイル１５の軸線方向から見たときに形成されるリアクトルコア３１の投影形状は、曲線形状の曲線部３１１と曲線部３１１から連続して形成され略直交する第１直線３１２及び第２直線３１３により形成された角部３１４を備えている。具体的には、図５に示すように、リアクトルコア３１は第１直線３１２を構成する第１角面３１５と、第２直線３１３を構成する第２角面３１６を備えている。そして、第１直線３１２と第２直線３１３、すなわち、第１角面３１５と第２角面３１６が略直交し角部３１４を形成している。また、第１角面３１５と第２角面３１６はそれぞれ曲線部３１１から連続して形成されている。また、図３（ａ）に示すように角部３１４は、環状のコイル部１５１の中心よりも放熱面２１側に配置されている。具体的には、リアクトルコア３１の第１角面３１５が、放熱面２１を備える側壁部３２１と対向するように配置されている。以下、放熱面２１を備え第１角面３１５と対向する側壁部３２１を第１側壁構成部という。また、第２角面３１６と対向する側壁部３２１を第２側壁構成部という。

第２側壁構成部の厚さは第１側壁構成部の厚さより厚く形成されている。実施例１においては、図３（ａ）に示すように、第２角面３１６を形成する第２直線３１３から第２側壁構成部の外側までの距離Ｔ１は、第１角面３１５を形成する第１直線３１２から第１側壁構成部の外側までの距離Ｔ２とＴ１＞Ｔ２という関係を備えている。

次に、実施例１におけるリアクトル装置３０の製造方法の一例について、図６を用いて説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、リアクトルケース３２の端壁部３２２にはリアクトルコイル１５の位置を決定するコイル位置決め台３４が設けられている。コイル位置決め台３４は予め直方体状に形成されたダストコアである。そして、第１延出部１５４及び第２延出部１５５をリアクトルケース３２の開放部３３より外側に突出させ、リアクトルコイル１５をコイル位置決め台３４に載置する。次いで、図６（ｂ）に示すように、リアクトルケース３２の開放部３３からダストコアとなる磁性粉末混合樹脂液４０を注入する。そして、所定加熱温度にて所定時間保持し、磁性粉末混合樹脂液４０を固化させてコイル位置決め台３４として用いたダストコアを含めてリアクトルコア３１を形成する。この固化により、リアクトルコア３１とリアクトルケース３２の側壁部３２１と端壁部３２２とが密着する。

次に、実施例１の作用効果について説明する。

実施例１においては、リアクトルケース３２の側壁部３２１は、コイル部１５１から発生した熱を放熱させる放熱部材である冷却管３と当接する放熱面２１を備える。また、リアクトルコイル１５１の第１延出部１５４は、環状のコイル部１５１の中心よりも放熱面２１側に配置される。また、コイル部１５１から発生した熱はコイル部１５１から連続して形成された引出部１５２及び折曲部１５３を介して第１延出部１５４に伝導される。ここで、第１延出部１５４が環状のコイル部１５１の中心から放熱面２１側と１８０度反対側に配置された場合と比較して、第１延出部１５４から放熱面２１までの熱の移動距離は短くなる。よって、リアクトルコイル１５のうち外部と接続する第１延出部１５４を用いて、リアクトルコイル１５のコイル部１５１から発せられた熱をリアクトルケース２３に対して放熱することができる。つまり、冷却管３と当接している側壁部３２１を介してリアクトル装置２０の外部へ放熱することができる。

また、リアクトルコア１５のうち角部３１４を構成する第１角面３１５は、放熱面２１と対向するように配置される。そのため、リアクトルコイル１５の軸線方向から見たときに形成される投影形状が略円形状であるものと比較して、放熱面２１に近接するリアクトルコア１５の表面積を大きくすることができる。よって、リアクトルケース３２に対する放熱性能を向上させることができる。

また、第２側壁構成部の厚さは第１側壁構成部の厚さより厚く形成される。そのため、第２角面３１６から第２側壁構成部に移動する熱について、第２側壁構成部における放熱経路を広く確保することができ、熱が集中することを防ぐことができる。よって、リアクトルコア３１から第２側壁構成部方向に対する放熱性能を向上させることができる。

また、第１延出部１５４は、環状のコイル部１５１の外側と放熱面２１を備える側壁部３２１との間に配置される。そのため、図３（ｂ）に示すように、コイル部１５１から放熱面２１を備える側壁部３２１までの熱の移動距離Ｌ１は、第１延出部１５４から放熱面２１を備える側壁部３２１までの熱の移動距離Ｌ２とＬ１＞Ｌ２という関係を備える。よって、リアクトルコイル１５のうち外部と接続する第１延出部１５４を用いて、リアクトルコイル１５のコイル部１５１から発せられた熱をリアクトルケース２３に対して放熱することができる。

また、第１延出部１５４は、引出部１５２よりも放熱面２１に近接して配置される。よって、リアクトルコイル１５の端部の第１延出部１５４を用いて、リアクトルコイル１５のコイル部１５１から発せられた熱をリアクトルケース３２に対して放熱することができる。

また、リアクトルコイル１５は平板導体線により形成され第１延出部１５４の主面１５６は放熱面２１と対向するように配置される。そのため、第１延出部１５４の側面１５７を放熱面２１と対向するように配置した場合と比較して、放熱面２１に近接する第１延出部１５４の表面積を大きくすることができる。よって、リアクトルケース３２に対する放熱性能を向上させることができる。

（実施例２）
次に、実施例２について説明する。

図７（ａ）は実施例２におけるリアクトル装置の平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ断面図を示している。

実施例２においては図７（ａ）、（ｂ）に示すように、第１延出部１５４は、放熱面２１を備える側壁部３２１に対してリアクトルケース３２の内側から当接している。具体的に、引出部１５２は、コイル部１５１の端部からリアクトルコイル１５の軸線方向と直交する方向であって、放熱面２１を備える側壁部３２１まで引き出されている。そして、引出部１５２の先端が開放部３３方向へ９０度折り曲げられ、折曲部１５３が形成されている。さらに、第１延出部１５４の主面１５６が放熱面２１を備える側壁部３２１にリアクトルケース３２の内側から当接し、開放部３３を通じてリアクトルケース３２の外部に引き出されている点が実施例１と異なる。

なお、上記以外の構成は実施例１と同様である。

次に、実施例２の作用効果について説明する。

実施例２において、第１延出部１５４は、放熱面２１を備える側壁部３２１に対してリアクトルケース３２の内側から当接するように配置される。そのため、コイル部１５１から発生した熱が引出部１５２及び折曲部１５３を介して第１延出部１５４に伝導され、第１延出部１５４と当接している放熱面２１を備える側壁部３２１に対して放熱される。よって、第１延出部１５４が放熱面２１を備える側壁部３２１と離間している場合と比較してリアクトルケース３２に対する放熱性能を向上させることができる。

（実施例３）
次に、実施例３について説明する。

図８は実施例３における溝部３５を備えるリアクトルケース３２の斜視図を示している。図９（ａ）は実施例３におけるリアクトル装置の平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａ断面図を示している。

実施例３においては図８、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、リアクトルケース３２の内側面であって、放熱面２１を備える側壁部３２１にリアクトルコイル１５１の軸線方向に対する溝部３５が形成されている。具体的に溝部３５は、開放部３３から端壁部３２２の方向に対して設けられている。溝部３５の長手方向（図８、ｚ方向）は開放部３３から端壁部３２２までの長さより短く形成されている。また、リアクトルケース３２の外側面から内側面方向（図８、ｙ方向）に対する溝部３５の幅は、リアクトルコイル１５を形成する平板導体線の板厚、つまり、平板導体線の一対の主面１５６間距離と同じになるように形成されている。また、溝部３５の長手方向と直交する方向、かつリアクトルケース３２の外側面から内側面方向と直交する方向（図８、ｘ方向）の溝部３５の幅は、平板導体線の一対の側面１５７間距離よりわずかに幅広となるように形成されている。そして、第１延出部１５４は、溝部３５と嵌合し、開放部３３を通じてリアクトルケース３２の外部に引き出されている点が上記実施例と異なる。

なお、上記以外の構成は実施例１と同様である。

次に、実施例３の作用効果について説明する。

実施例３においては、リアクトルケース３２の内側面であって、放熱面２１を備える側壁部３２１にリアクトルコイル１５１の軸線方向に対する溝部３５が形成される。また、第１延出部１５４は、溝部３５と嵌合し、リアクトルケース３２からリアクトルコイル１５１の軸線方向に引き出されるように配置される。そのため、溝部３５を用いずに第１延出部１５４を側壁部３２１に当接させた場合と比較して、第１延出部１５４と側壁部３２１に形成した溝部３５とを嵌合させることによって第１延出部１５４と側壁部３２１との接触面積を大きくすることができる。よって、リアクトルケース３２に対する放熱性能を向上させることができる。また、第１延出部１５４とリアクトルケース３２に設けられた溝部３５が嵌合しているため、リアクトルケース３２に対するリアクトルコイル１５の固定性能を向上させることができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は上記実施例に限定されることはなく、本発明の技術的範囲に存在する限り、以下のように変形させてもよい。

・上記実施例においてリアクトルケース３２は、電力変換装置１と別体となるように構成されているが、リアクトルコイル１５及びリアクトルコア３１の配置位置を電力変換装置１内に設け、リアクトルケース３２を電力変換装置１の一部で構成してもよい。

・上記実施例においてリアクトルケース３２はアルミニウムによって形成されているが、鉄、銅等、熱伝導率が高い部材から形成してもよい。

・上記実施例において図１０に示すように、リアクトルコイル１５の内側に配置され、リアクトルケース３２の端壁部３２２からリアクトルコイル１５の軸線方向を向く中芯３６を配置してもよい。

・上記実施例において、リアクトルケース３２は四角柱形状であるが、円筒形状であってもよい。

・上記実施例では、リアクトルケース３２に開放部３３を形成したが、リアクトルケース３２でリアクトルコア３１の全面を覆い、リアクトルコア３１がリアクトルケース３２に内包された状態としてもよい。

・上記実施例において、リアクトルコイル１５は平板導体線により形成されているが、丸形状や多角形の導体線によりリアクトルコイル１５を形成してもよい。

・上記実施例においては、第１延出部１５４及び第２延出部１５５の主面１５６が放熱面２１を備える側壁部３２１と対向するように配置したが、図１２に示すように、第１延出部１５４及び第２延出部１５５の側面１５７が放熱面２１を備える側壁部３２１と対向するように配置してもよい。そのため、引出部１５２、折曲部１５３、及び第１延出部１５４は、放熱面２１に対して略同距離に配置される。よって、第１延出部１５４のみならず引出部１５２及び折曲部１５３を積極的に放熱に利用することができ、リアクトルケース３２に対する放熱性能を向上させることができる。

・上記実施例において、折曲部１５３は９０度折り曲げられていたが、９０度未満又は９０度より大きく折り曲げてもよい。

・上記実施例において図２に示すように、リアクトル装置３０は、冷媒導入管５と冷媒排出管６との間であって、積層体の一端に配置された冷却管３に密着配置されているが、図１１に示すように、冷媒導入管５と冷媒排出管６の配置位置と１８０度反対側の積層体の一端に配置してもよい。

・上記実施例１において図２に示すように、リアクトル装置２０は、四角形状のリアクトルケース３２を構成する４面の側壁部３２１のうち、１面全体と冷却管３が当接するように配置されているが、冷媒導入管５及び冷媒排出管６をリアクトルケース３２の側壁部３２１に当接させてもよい。

・上記実施例３において、リアクトルケース３２の側壁部３２１に設けられた溝部３５は四角形状であったが、リアクトルコイル１５を形成する導体線の形状に合わせ丸形状や多角形状であってもよい。

・上記実施例３において、溝部３５の長手方向（図８、ｚ方向）は開放部３３から端壁部３２２までの長さより短く形成されているが、開放部３３から端壁部３２２まで溝部３５を形成してもよい。

１ 電力変換装置
３ 冷却管
１５ リアクトルコイル
１５１ コイル部
１５２ 引出部
１５３ 折曲部
１５４ 第１延出部
１５５ 第２延出部
１５６ 主面
１５７ 側面
２１ 放熱面
３０ リアクトル装置
３１ リアクトルコア
３１２ 第１直線
３１３ 第２直線
３１４ 角部
３１５ 第１角面
３１６ 第２角面
３２ リアクトルケース
３２１ 側壁部
３２２ 端壁部
３５ 溝部

Claims (10)

1. 導体線を巻回して形成され、通電により磁束を発生させる環状のコイル部（１５１）を備えたリアクトルコイル（１５）と、
   前記リアクトルコイル（１５）の外側を覆うように形成され、前記コイル部（１５１）が発生した磁束の磁路となる磁性体のリアクトルコア（３１）と、
   前記リアクトルコイル（１５）及び前記リアクトルコア（３１）を内部に収容するリアクトルケース（３２）とを備えたリアクトル装置（３０）であって、
   前記リアクトルケース（３２）は、前記リアクトルコイル（１５）を囲む側壁部（３２１）と、前記側壁部（３２１）の端部に形成された端壁部（３２２）とを備え、
   前記リアクトルコイル（１５）は、前記コイル部（１５１）から連続して形成され、環状の前記コイル部（１５１）の外側へ引き出される引出部（１５２）と、
   前記引出部（１５２）から連続して形成され、前記導体線が折り曲げられた折曲部（１５３）を介し、前記側壁部（３２１）に沿って前記リアクトルケース（３２）の外部まで延出された第１延出部（１５４）とを備え、
   前記側壁部（３２１）は、前記コイル部（１５１）から発生した熱を放熱させる放熱部材と当接する放熱面（２１）を備え、
   前記第１延出部（１５４）は、環状の前記コイル部（１５１）の中心よりも前記放熱面（２１）側に配置されていること
   を特徴とするリアクトル装置（３０）。
2. 前記リアクトルコア（３１）は、前記リアクトルコイル（１５）の軸線方向から見たときに形成される投影形状が、曲線形状の曲線部（３１１）と前記曲線部（３１１）と連続して形成され略直交する第１直線（３１２）及び第２直線（３１３）により形成された角部（３１４）とを備え、
   前記角部（３１４）は、環状の前記コイル部（１５１）の中心よりも前記放熱面（２１）側に配置され、
   前記リアクトルコア（３１）のうち前記角部（３１４）の前記第１直線（３１２）を構成する第１角面（３１５）は、前記放熱面（２１）と対向するように配置されていること、
   を特徴とする請求項１に記載のリアクトル装置（３０）。
3. 前記リアクトルコア（３１）は、前記角部（３１４）の前記第２直線（３１３）を構成する第２角面（３１６）を備え、
   前記側壁部（３２１）は、前記放熱面（２１）を有し前記第１角面（３１５）と対向する第１側壁構成部と、前記第２角面（３１６）と対向する第２側壁構成部とを備え、
   前記第２側壁構成部の厚さは、前記第１側壁構成部の厚さより厚く形成されていること、
   を特徴とする請求項２に記載のリアクトル装置（３０）。
4. 前記第１延出部（１５４）は、環状の前記コイル部（１５１）の外側と前記放熱面（２１）を備える前記側壁部（３２１）との間に配置されていること、
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリアクトル装置（３０）。
5. 前記第１延出部（１５４）は、前記引出部（１５２）よりも前記放熱面（２１）に近接して配置されていること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリアクトル装置（３０）。
6. 前記引出部（１５２）、前記折曲部（１５３）及び前記第１延出部（１５４）は、前記放熱面（２１）に対し略同距離に配置されていること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリアクトル装置（３０）。
7. 前記リアクトルコイル（１５）は平板導体線により形成され、
   前記平板導体線の外面のうち、最大面積となる平面を主面（１５６）としたときに
   前記第１延出部（１５４）の前記主面（１５６）は、前記放熱面（２１）と対向するように配置されていること、
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のリアクトル装置（３０）。
8. 前記第１延出部（１５４）は、前記放熱面（２１）を備える前記側壁部（３２１）に対して前記リアクトルケース（３２）の内側から当接していること、
   を特徴とする請求項７に記載のリアクトル装置（３０）。
9. 前記放熱面（２１）を備える前記側壁部（３２１）の内側に前記リアクトルコイル（１５）の軸線方向に対する溝部（３５）が形成されており、
   前記第１延出部（１５４）は、前記溝部（３５）と嵌合し、前記リアクトルケース（３２）から前記リアクトルコイル（１５）の軸線方向に引き出されていること、
   を特徴とする請求項７に記載のリアクトル装置（３０）。
10. 前記放熱部材は、冷却媒体を導入する冷媒導入管（５）と、前記冷却媒体を排出する冷媒排出管（６）と、前記冷媒導入管（５）と前記冷媒排出管（６）とを接続する冷却管（３）とを供え、
    前記放熱面（２１）は、前記冷却管（３）と当接している面であること、
    を特徴とする請求項１乃至９に記載のリアクトル装置（３０）。

Images