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JP2011142193A - Reactor - Google Patents

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JP2011142193A
JP2011142193A JP2010001614A JP2010001614A JP2011142193A JP 2011142193 A JP2011142193 A JP 2011142193A JP 2010001614 A JP2010001614 A JP 2010001614A JP 2010001614 A JP2010001614 A JP 2010001614A JP 2011142193 A JP2011142193 A JP 2011142193A
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JP
Japan
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coil
reactor
core portion
heat
piece
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Pending
Application number
JP2010001614A
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Japanese (ja)
Inventor
Kohaku Yamada
幸伯 山田
Izumi Memezawa
泉 目々澤
Kenji Kitajima
健二 北島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reactor which can dissipate heat generated in the reactor even if an outside of a coil is covered with a core material. <P>SOLUTION: The reactor 101 includes the coil 201, the core 204 having an inner core part 202 arranged inside the coil 201 and an outer core part 203 covering the outside of the coil 201. In one embodiment, the inner core part 202 of the reactor 101 has saturation flux density higher than that of the outer core part 203. The outer core part 203 has permeability lower than the inner core part 202, and is composed of a mixture of a magnetic material and resin. The reactor 101 includes a heat dissipation piece 206 arranged in the core 204 and dissipating the heat of the coil 201 to a case 103 outside the core 204. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、車載用DC−DCコンバータのような電力変換装置の構成部品に用いられるリアクトルに関する。   The present invention relates to a reactor used for a component part of a power conversion device such as a vehicle-mounted DC-DC converter.

ハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車、電気自動車などでは、走行用モータの駆動やバッテリの充電に、昇圧動作や降圧動作を行うコンバータが必要になる。燃料電池車でも、燃料電池の出力を昇圧することになる。そのコンバータの部品の一つにリアクトルがある。リアクトルとしては、O字状の磁性コアの外周に巻線を巻回してなる一対のコイルが並列に配置された形態が挙げられる。   In a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, an electric vehicle, and the like, a converter that performs a step-up operation or a step-down operation is required for driving a driving motor or charging a battery. Even in a fuel cell vehicle, the output of the fuel cell is boosted. One of the converter components is a reactor. As a reactor, the form by which a pair of coil formed by winding a coil | winding around the outer periphery of an O-shaped magnetic core is arrange | positioned in parallel is mentioned.

特許文献1は、一つのコイルの内側に挿通された円柱状の内側コア部と、そのコイルの外周を覆うように配置される円筒状の外側コア部と、そのコイルの両端面に配置される一対の円板状の連結コア部とを有する断面E字状の磁性コア、所謂ポット型コアを備えるリアクトルを開示している。ポット型コアでは、連結コア部により、同心状に配置された内側コア部及び外側コア部が連結されて閉磁路を形成する。   Patent document 1 arrange | positions at the cylindrical inner core part inserted in the inside of one coil, the cylindrical outer core part arrange | positioned so that the outer periphery of the coil may be covered, and the both end surfaces of the coil. A reactor including a so-called pot-type core having an E-shaped cross-section having a pair of disk-shaped connecting core portions is disclosed. In the pot type core, the inner core portion and the outer core portion arranged concentrically are connected by the connecting core portion to form a closed magnetic circuit.

特開2009−033051号公報JP 2009-033051 A

特許文献1のリアクトルでは、内側コア部及びコイルが外側コア部及び連結コア部により覆われる。このような構造では、銅損や鉄損によってリアクトル内部に発生する熱が放散され難い。特に車載向けコンバータでは数百アンペア程度の電流がリアクトルに流されることもあり、コイルの発熱も大きく、リアクトルの内部温度が100℃以上の高温にまで上昇してしまう可能性がある。   In the reactor of patent document 1, an inner core part and a coil are covered with an outer core part and a connection core part. In such a structure, heat generated in the reactor due to copper loss and iron loss is difficult to dissipate. In particular, in a converter for in-vehicle use, a current of about several hundred amperes may flow through the reactor, heat generation of the coil is large, and the internal temperature of the reactor may rise to a high temperature of 100 ° C. or higher.

本発明は、このような問題を解決するために、コイルの外側がコア材で覆われている場合でも、リアクトル内部で発生する熱を効果的に放散することのできるリアクトルを提供する。   In order to solve such a problem, the present invention provides a reactor that can effectively dissipate heat generated inside the reactor even when the outside of the coil is covered with a core material.

本発明の提供するリアクトルは、コイルがコアにより覆われたリアクトルであって、コアの内部から外側へ熱を放散するための放散片をコアの内部に備える。このリアクトルでは、コアの内部から外側へ熱を放散するための放熱片を備えるので、コイルの外側がコア材で覆われている場合でも、リアクトル内部で発生する熱を効果的に放散することが可能である。   The reactor provided by the present invention is a reactor in which a coil is covered with a core, and includes a dissipating piece for dissipating heat from the inside of the core to the outside. Since this reactor includes a heat dissipation piece for dissipating heat from the inside of the core to the outside, even when the outside of the coil is covered with the core material, the heat generated inside the reactor can be effectively dissipated. Is possible.

このリアクトルの一実施態様において、放熱片は、コイルの熱をコアの外側のケースへ放散するのに用いられる。これによって、車載向けコンバータのようにコイルの発熱が大きくなる場合でも、リアクトル自体のケースや、リアクトルに加えてその他の部品も収容するケースに、コイルやその付近からの熱を効果的に放散することができる。   In one embodiment of this reactor, the heat dissipation piece is used to dissipate the heat of the coil to the case outside the core. This effectively dissipates the heat from the coil and its vicinity in the case of the reactor itself and the case that accommodates other components in addition to the reactor, even when the heat generation of the coil increases as in an in-vehicle converter. be able to.

放熱片は、コイルの軸方向に沿ってコイルと近接して配置することができる。この場合、コイル付近の熱をコイルの軸方向に偏りを少なくして放散することが可能となる。
放熱片に、棒状のものを用い、その一部をケースと接触させてもよい。これにより、磁束の流れをほとんど阻害せず、且つ、外側コア部を介さずに直接的に、コイルやその付近からの熱を放散することが可能となる。
The heat dissipating piece can be disposed close to the coil along the axial direction of the coil. In this case, the heat in the vicinity of the coil can be dissipated with less deviation in the axial direction of the coil.
A rod-shaped thing may be used for a heat dissipation piece, and the one part may be made to contact a case. As a result, it is possible to dissipate heat from the coil and its vicinity directly without disturbing the flow of the magnetic flux and without going through the outer core portion.

一実施態様において、リアクトルは、コアが、コイルの内側に配置される内側コア部、及びコイルの外側を覆う外側コア部を有し、内側コア部が、外側コア部よりも飽和磁束密度が高く、外側コア部が、内側コア部よりも透磁率が低く、かつ磁性材料と樹脂との混合物から構成され、放熱片が、外側コア部の内部に配置された構成とするようにしてもよい。   In one embodiment, the reactor has an inner core portion arranged inside the coil and an outer core portion covering the outside of the coil, and the inner core portion has a higher saturation magnetic flux density than the outer core portion. The outer core portion may have a lower magnetic permeability than the inner core portion, and may be composed of a mixture of a magnetic material and a resin, and the heat dissipating piece may be disposed inside the outer core portion.

外側コア部を磁性材料と樹脂との混合物により構成することで、外側コア部の熱伝導率が比較的低くなり、外側コア部の温度が上昇し易くなる。その場合でも、放熱片を外側コア部の内部に配置することで、リアクトル全体としてリアクトル内部の熱をより効果的に放散することができる。   By configuring the outer core portion with a mixture of a magnetic material and a resin, the thermal conductivity of the outer core portion becomes relatively low, and the temperature of the outer core portion is likely to rise. Even in that case, the heat inside the reactor can be dissipated more effectively as the entire reactor by disposing the heat dissipating piece inside the outer core portion.

本発明によれば、上述のように、コイルの外側がコア材で覆われている場合でも、コア内部で発生する熱を効果的に放散することができる。   According to the present invention, as described above, even when the outside of the coil is covered with the core material, the heat generated inside the core can be effectively dissipated.

本発明の前述やその他の目的、特徴および利点は、以下で添付図面を参照して説明する実施の形態でより明らかにする。図面において、同一の符号は異なる図面においても同一部分を示す。
本発明の実施の形態に係るリアクトルの設置状態を示す図である。 本実施の形態に係るリアクトルの概略構成を示す図である。 リアクトル内における放熱片の配置例を示す図である。 放熱片の他例として種々の棒状の放熱片を備えるリアクトルを示す図である。 放熱片の更なる他例として筒状の放熱片を備えるリアクトルを示す図である。 放熱片の他の構成例としてコイルの内側に配置される放熱片を説明する図である。 放熱片の更に他の構成例としてケースの蓋に接触する放熱片を説明する図である。 放熱片の更に他の構成例としてコンバータケースと接触する放熱片を説明する図である。
The foregoing and other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from embodiments described below with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals denote the same parts in different drawings.
It is a figure which shows the installation state of the reactor which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows schematic structure of the reactor which concerns on this Embodiment. It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the thermal radiation piece in a reactor. It is a figure which shows a reactor provided with various rod-shaped heat radiation pieces as other examples of a heat radiation piece. It is a figure which shows a reactor provided with a cylindrical heat radiation piece as another example of a heat radiation piece. It is a figure explaining the heat radiating piece arrange | positioned inside a coil as another structural example of a heat radiating piece. It is a figure explaining the heat dissipation piece which contacts the cover of a case as another example of a structure of a heat dissipation piece. It is a figure explaining the heat radiating piece which contacts a converter case as another example of a structure of a heat radiating piece.

図1は本発明の実施の形態に係るリアクトルの設置状態を示す図である。本実施の形態に係るリアクトル101は、車載用DC−DCコンバータの部品として用いることができる。リアクトル101は、他の部品とともにアルミニウム製のコンバータケース102に収容されている。この実施の形態において、リアクトル101は、それ自体、アルミニウム製で例えば箱蓋状のケース103に収容され、そのケース103をコンバータケース102の内底面104にボルトで固定することにより、コンバータケース102内に配置されている。ケース103の底面はコンバータケース102の内底面104に面接触している。   FIG. 1 is a diagram showing an installation state of a reactor according to an embodiment of the present invention. Reactor 101 according to the present embodiment can be used as a component of a vehicle-mounted DC-DC converter. Reactor 101 is housed in an aluminum converter case 102 together with other components. In this embodiment, the reactor 101 is itself made of aluminum and accommodated in a case 103 having a box lid shape, for example, and the case 103 is fixed to the inner bottom surface 104 of the converter case 102 with a bolt, whereby the reactor 101 Is arranged. The bottom surface of the case 103 is in surface contact with the inner bottom surface 104 of the converter case 102.

車載用コンバータでは、リアクトル101に数百アンペアの電流が通電されることがあり、リアクトル101は高熱を発する。リアクトル101やその他の部品を冷却するために、コンバータケース102外底面には冷却水105が導入される。リアクトル101の発する熱は、ケース103底面を介してコンバータケース102へ伝えられ冷却水105により放散される。   In an in-vehicle converter, a current of several hundred amperes may be passed through the reactor 101, and the reactor 101 generates high heat. In order to cool the reactor 101 and other components, cooling water 105 is introduced into the outer bottom surface of the converter case 102. Heat generated by the reactor 101 is transmitted to the converter case 102 through the bottom surface of the case 103 and is dissipated by the cooling water 105.

図2は本実施の形態に係るリアクトルの概略構成を示す図である。リアクトル101は、コイル201と、コイル201の内側に配置される内側コア部202、及びコイル201の外側を覆う外側コア部203を有するコア204とを備える。   FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the reactor according to the present embodiment. The reactor 101 includes a coil 201, a core 204 having an inner core portion 202 disposed inside the coil 201, and an outer core portion 203 covering the outside of the coil 201.

このリアクトル101において、コイル201は、1本の連続する巻線201wを2箇所で螺旋状に巻回してなる一対のコイル素子201A,201Bを有しており、巻線201wの両端はコンバータの半導体素子及びバッテリに接続される。両コイル素子201A,201Bは、それぞれの軸方向205がケース103の底面の法線方向と平行となるように横並びに形成されている。巻線201wには、銅やアルミニウムといった導電性材料からなる導体の外周に絶縁性材料からなる絶縁被覆を備える被覆線を用いるのがよい。ここでは、導体が銅製の平角線からなり、絶縁被覆がエナメルからなる被覆平角線を巻線201wに利用している。各コイル素子201A,201Bは、端面形状が角を丸めた矩形状(トラック形状)となっている。   In the reactor 101, the coil 201 has a pair of coil elements 201A and 201B formed by spirally winding one continuous winding 201w at two locations, and both ends of the winding 201w are the semiconductor of the converter. Connected to device and battery. Both coil elements 201 </ b> A and 201 </ b> B are formed side by side so that the respective axial directions 205 are parallel to the normal direction of the bottom surface of the case 103. For the winding 201w, it is preferable to use a coated wire having an insulating coating made of an insulating material on the outer periphery of a conductor made of a conductive material such as copper or aluminum. Here, a covered rectangular wire whose conductor is made of a copper rectangular wire and whose insulating coating is made of enamel is used for the winding 201w. Each of the coil elements 201A and 201B has a rectangular shape (track shape) with rounded corners.

巻線201wには、導体が平角線からなるもの以外に、断面が円形状、多角形状などの種々の形状のものを利用できる。また、各コイル素子201A,201Bを別々の巻線により形成し、巻線の端部を溶接などにより接合することで、一体のコイルとすることができる。その溶接には、例えば、TIG溶接、レーザ溶接、抵抗溶接などを用いることができる。その他、圧着、冷間圧接、振動溶着などにより、巻線の端部同士を接合してもよい。ここでは、一対のコイル素子201A,201Bを備えるコイル201を説明しているが、コイル素子を一つのみ備える構成としてもよい。   As the winding 201w, in addition to a conductor made of a rectangular wire, various shapes such as a circular shape and a polygonal shape can be used. In addition, the coil elements 201A and 201B are formed by separate windings, and the ends of the windings are joined by welding or the like, whereby an integrated coil can be obtained. For the welding, for example, TIG welding, laser welding, resistance welding, or the like can be used. In addition, the ends of the windings may be joined to each other by crimping, cold welding, vibration welding, or the like. Here, although the coil 201 provided with a pair of coil elements 201A and 201B is demonstrated, it is good also as a structure provided with only one coil element.

コイル201を形成する巻線201wの両端部は、ターンから適宜引き延ばされて外側コア部203の外側に引き出され、絶縁被覆が剥がされて露出された導体部分に、銅やアルミニウムなどの導電性材料からなる端子部材が接続される。この端子部材を介して、コイル201はバッテリなどに接続される。巻線201wの両端部と端子部材との接続には、TIG溶接などの溶接の他、圧着などが利用できる。   Both ends of the winding 201w forming the coil 201 are appropriately extended from the turn and drawn to the outside of the outer core portion 203, and the conductive portion such as copper or aluminum is exposed to the exposed conductor portion after the insulation coating is peeled off. A terminal member made of a conductive material is connected. The coil 201 is connected to a battery or the like through this terminal member. In addition to welding such as TIG welding, crimping or the like can be used to connect both ends of the winding 201w and the terminal member.

コア204は、内側コア部202及び外側コア部203が一体化されていることにより閉磁路を形成する。本実施の形態では、内側コア部202と外側コア部203とで構成材料が異なっており、磁気特性が異なっている。具体的には、内側コア部202は、外側コア部203よりも飽和磁束密度が高く、外側コア部203は、内側コア部202よりも透磁率が低い。   The core 204 forms a closed magnetic circuit by integrating the inner core portion 202 and the outer core portion 203. In the present embodiment, the constituent material is different between the inner core portion 202 and the outer core portion 203, and the magnetic characteristics are different. Specifically, the inner core portion 202 has a higher saturation magnetic flux density than the outer core portion 203, and the outer core portion 203 has a lower magnetic permeability than the inner core portion 202.

内側コア部202は、各コイル素子201A,201B内にそれぞれ挿通される内側コア202A,202Bを有する。内側コア202A,202Bはそれぞれ、コイル素子201A,201Bの内周面の形状に沿った外形を有する。ここでは、端面形状が角を丸めた矩形(トラック形状)の直方体のような外形を有する。円柱状やその他の形状であってもよい。内側コア部202は、その全体が圧粉成形体から構成されており、ギャップ材やエアギャップ、接着材が介在していない。   The inner core portion 202 has inner cores 202A and 202B that are inserted into the coil elements 201A and 201B, respectively. Inner core 202A, 202B has the external shape along the shape of the internal peripheral surface of coil element 201A, 201B, respectively. Here, the end face shape has an outer shape like a rectangular (track shape) rectangular shape with rounded corners. It may be cylindrical or other shapes. The entire inner core portion 202 is composed of a powder compact, and no gap material, air gap, or adhesive material is interposed.

圧粉成形体は、代表的には、表面に絶縁被膜を備える軟磁性粉末を成形後、絶縁被膜の耐熱温度以下で焼成することにより得られる。軟磁性粉末に加えて適宜結合剤を混合した混合粉末を利用したり、絶縁被膜としてシリコーン樹脂などからなる被膜を有する粉末を利用したりすることができる。圧粉成形体の飽和磁束密度は、軟磁性粉末の材質や、軟磁性粉末と結合剤との混合比、種々の被膜の量などを調整することで変化させることができる。例えば、飽和磁束密度の高い軟磁性粉末を用いたり、結合剤の配合量を低減して軟磁性材料の割合を高めたりすることで、飽和磁束密度が高い圧粉成形体が得られる。その他、成形圧力を変える、具体的には成形圧力を高くすることでも飽和磁束密度を高められる傾向にある。所望の飽和磁束密度となるように軟磁性粉末の選択や成形圧力の調整などを行うとよい。   The green compact is typically obtained by forming a soft magnetic powder having an insulating coating on the surface and firing it at a temperature lower than the heat resistance temperature of the insulating coating. A mixed powder in which a binder is appropriately mixed in addition to the soft magnetic powder can be used, or a powder having a coating made of a silicone resin or the like can be used as an insulating coating. The saturation magnetic flux density of the green compact can be changed by adjusting the material of the soft magnetic powder, the mixing ratio of the soft magnetic powder and the binder, the amount of various coatings, and the like. For example, a powder compact with a high saturation magnetic flux density can be obtained by using a soft magnetic powder with a high saturation magnetic flux density or by increasing the proportion of the soft magnetic material by reducing the blending amount of the binder. In addition, the saturation magnetic flux density tends to be increased by changing the molding pressure, specifically, by increasing the molding pressure. It is preferable to select a soft magnetic powder and adjust a molding pressure so as to obtain a desired saturation magnetic flux density.

軟磁性粉末は、Fe,Co,Niといった鉄族金属粉末の他、Fe−Si,Fe−Ni,Fe−Al,Fe−Co,Fe−Cr,Fe−Si−AlなどのFe基合金粉末、或は希土類金属粉末、フェライト粉末などが利用できる。特に、Fe基合金粉末は、飽和磁束密度が高い圧粉成形体を得易い。このような粉末は、アトマイズ法(ガス又は水)や、機械的粉砕法などにより製造することができる。結晶がナノサイズであるナノ結晶材料からなる粉末、好ましくは異方性ナノ結晶材料からなる粉末を用いると、高異方性で低保磁力の圧粉成形体が得られる。軟磁性粉末に形成される絶縁被覆には、例えば燐酸化合物、珪素化合物、ジルコニウム化合物又は硼素化合物などが用いられる。結合剤には、熱可塑性樹脂、非熱可塑性樹脂又は高級脂肪酸などを用いることができる。この結合剤は、焼成により消失したり、シリカなどの絶縁物に変化したりする。圧粉成形体は、絶縁被膜などの絶縁物が存在することで、軟磁性粉末同士が絶縁されて、渦電流損失を低減することができ、コイルに高周波の電力が通電される場合であっても、損失を少なくすることができる。   The soft magnetic powder is an iron group metal powder such as Fe, Co, Ni, Fe-based alloy powder such as Fe-Si, Fe-Ni, Fe-Al, Fe-Co, Fe-Cr, Fe-Si-Al, Or rare earth metal powder, ferrite powder, etc. can be used. In particular, the Fe-based alloy powder is easy to obtain a green compact with a high saturation magnetic flux density. Such a powder can be produced by an atomizing method (gas or water), a mechanical pulverization method, or the like. When a powder made of a nanocrystalline material having a nanosized crystal, preferably a powder made of an anisotropic nanocrystalline material, a compact with a high anisotropy and a low coercive force is obtained. For the insulating coating formed on the soft magnetic powder, for example, a phosphoric acid compound, a silicon compound, a zirconium compound, or a boron compound is used. As the binder, a thermoplastic resin, a non-thermoplastic resin, a higher fatty acid, or the like can be used. This binder disappears upon firing, or changes to an insulator such as silica. The compacted body is a case in which an insulating material such as an insulating film is present so that soft magnetic powders are insulated from each other, eddy current loss can be reduced, and high-frequency power is applied to the coil. However, the loss can be reduced.

内側コア部202は、その全体がコイル(素子)内に配置されるものだけでなく、その一部がコイル(素子)から突出するものも含む。図2に示す例では、内側コア202A,202Bにおけるコイル素子201A,201Bの軸方向の長さが各コイル素子201A,201Bよりも大きく、各内側コア202A,202Bの両端部が各コイル素子201A,201Bの端面から突出している。内側コア部202の長さは、各コイル素子201A,201Bと等しくしてもよいし、若干短くしてもよい。内側コア部202の長さが各コイル素子201A,201Bと同等以上であることにより、コイル201が作る磁束を内側コア部202に十分に通過させることができる。   The inner core portion 202 includes not only the entirety of the inner core portion 202 disposed in the coil (element) but also a portion of the inner core portion 202 protruding from the coil (element). In the example shown in FIG. 2, the axial lengths of the coil elements 201A and 201B in the inner cores 202A and 202B are larger than the coil elements 201A and 201B, and both end portions of the inner cores 202A and 202B are connected to the coil elements 201A and 201B. It protrudes from the end face of 201B. The length of the inner core portion 202 may be equal to or slightly shorter than the coil elements 201A and 201B. When the length of the inner core portion 202 is equal to or greater than that of each of the coil elements 201 </ b> A and 201 </ b> B, the magnetic flux generated by the coil 201 can be sufficiently passed through the inner core portion 202.

外側コア部203は、本実施の形態において、コイル201及び内側コア部202を実質的に全て覆うように形成されている。即ち、外側コア部203は、コイル201の外周全体、コイル201の両端面及び内側コア部202の両端面をほぼ覆う。内側コア部202と外側コア部203とは接着材を介在することなく、外側コア部203の構成樹脂により接合される。その接合により、コア204は、その全体に亘ってギャップを介することなく一体化される。   In the present embodiment, outer core portion 203 is formed so as to cover substantially all of coil 201 and inner core portion 202. That is, the outer core portion 203 substantially covers the entire outer periphery of the coil 201, both end surfaces of the coil 201, and both end surfaces of the inner core portion 202. The inner core portion 202 and the outer core portion 203 are joined by the constituent resin of the outer core portion 203 without an adhesive. By the joining, the core 204 is integrated without a gap across the whole.

外側コア部203は、ケースの内壁面にあわせて直方体の外形を有しているが、閉磁路を形成することができれば、外側コア部203の形状は特に問わない。コイル201の外側の一部が外側コア部203により覆われず露出された形態であってもよい。コイル素子が一つのみである場合も、外側コア部203によりコイルの全体を覆ってもよいし(所謂ポット型コア)、コイルの一部を露出してもよい。   The outer core portion 203 has a rectangular parallelepiped outer shape in accordance with the inner wall surface of the case, but the outer core portion 203 may have any shape as long as a closed magnetic path can be formed. A part of the outer side of the coil 201 may be exposed without being covered with the outer core part 203. Even when there is only one coil element, the outer core portion 203 may cover the entire coil (a so-called pot-type core), or a part of the coil may be exposed.

外側コア部203は、その全体を磁性材料と樹脂との混合物(成形硬化体)により形成することができる。成形硬化体は、代表的には、射出成形、注型成形により形成することができる。射出成形は、通常、軟磁性粉末(必要に応じて更に非磁性粉末を加えた混合粉末)と流動性のあるバインダ樹脂とを混合し、この混合流体を、所定の圧力をかけて成形型に流し込んで成形した後、バインダ樹脂を硬化させる。注型成形は、射出成形と同様の混合流体を得た後、この混合流体を、圧力をかけることなく成形型に注入して成形・硬化させる。いずれの成形手法も、バインダ樹脂には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂が好適に利用できる。バインダ樹脂に熱硬化性樹脂を用いた場合、成形体を加熱して樹脂を熱硬化させる。バインダ樹脂に常温硬化性樹脂或は低温硬化性樹脂を用いてもよく、この場合、成形体を常温〜比較的低温に放置して樹脂を硬化させる。成形硬化体は、非磁性材料であるバインダ樹脂が多く残存するため、圧粉成形体と同じ軟磁性粉末を用いたとしても、圧粉成形体よりも飽和磁束密度が低く、かつ透磁率も低くなる。   The entire outer core portion 203 can be formed of a mixture (molded and cured body) of a magnetic material and a resin. The molded cured body can typically be formed by injection molding or cast molding. Injection molding usually involves mixing soft magnetic powder (mixed powder with non-magnetic powder added if necessary) and fluid binder resin, and applying this mixed fluid to a mold by applying a predetermined pressure. After casting and molding, the binder resin is cured. In cast molding, a mixed fluid similar to that of injection molding is obtained, and then the mixed fluid is injected into a molding die without applying pressure to be molded and cured. In any molding technique, a thermosetting resin such as an epoxy resin, a phenol resin, or a silicone resin can be suitably used as the binder resin. When a thermosetting resin is used as the binder resin, the molded body is heated to thermoset the resin. A normal temperature curable resin or a low temperature curable resin may be used as the binder resin. In this case, the molded body is allowed to stand at a normal temperature to a relatively low temperature to be cured. Since the molded hardened body contains a large amount of binder resin, which is a non-magnetic material, even if the same soft magnetic powder as that of the green compact is used, the saturation magnetic flux density is lower and the permeability is lower than that of the green compact. Become.

射出成形や注型成形を利用する場合も、焼結させない場合は、軟磁性粉末(或いは非磁性粉末)とバインダ樹脂との配合を変えることで、焼結させる場合は、軟磁性粉末と非磁性粉末との配合を変えることで、外側コア部の透磁率を調整することができる。例えば、軟磁性粉末の配合量を減らすと、透磁率は小さくなる傾向にある。リアクトル101が所望のインダクタンスを有するように、外側コア部203の透磁率を調整するとよい。   Even when using injection molding or cast molding, if not sintered, the soft magnetic powder and non-magnetic can be combined by changing the blend of soft magnetic powder (or non-magnetic powder) and binder resin. By changing the blending with the powder, the magnetic permeability of the outer core portion can be adjusted. For example, when the blending amount of the soft magnetic powder is reduced, the magnetic permeability tends to decrease. The magnetic permeability of the outer core portion 203 may be adjusted so that the reactor 101 has a desired inductance.

外側コア部203に利用する軟磁性粉末は、上述した内側コア部202に利用する軟磁性粉末と同様のものを利用することができる。
コア204がコイル201と接触する箇所には、両者間の絶縁性をより高めるために絶縁物を介在させることが好ましい。例えばコイル201の内・外周面に絶縁性テープを貼り付けたり、絶縁紙や絶縁シートを配置したりする。内側コア部202の外周に絶縁性材料からなるボビンを配置してもよい。ボビンの構成材料には、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、液晶ポリマー(LCP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂などの絶縁性樹脂が好適に利用できる。
As the soft magnetic powder used for the outer core portion 203, the same soft magnetic powder as used for the inner core portion 202 described above can be used.
It is preferable to interpose an insulator at a location where the core 204 is in contact with the coil 201 in order to further improve the insulation between them. For example, an insulating tape is attached to the inner and outer peripheral surfaces of the coil 201, or insulating paper or an insulating sheet is disposed. A bobbin made of an insulating material may be disposed on the outer periphery of the inner core portion 202. As the bobbin constituent material, an insulating resin such as polyphenylene sulfide (PPS) resin, liquid crystal polymer (LCP), polytetrafluoroethylene (PTFE) resin can be suitably used.

このようなリアクトル101は、内側コア部202の飽和磁束密度が外側コア部203よりも高いことで、全体の飽和磁束密度が均一的な磁性コアと同じ磁束を得る場合、内側コア部202の断面積(磁束が通過する面)を小さくすることができる。内側コア部202の小型化によりコア204を小型にすることができ、ひいてはリアクトル101の小型化を図ることが可能となる。また、リアクトル101は、内側コア部202の飽和磁束密度が高いと共に、外側コア部203の透磁率が低いことで、所望のインダクタンスを有することができる。更に、リアクトル101は、コア204の全体に亘って、接着剤を含むギャップが一切存在しないことで、ギャップ箇所での漏れ磁束がコイル201に影響を及ぼすことがないため、内側コア部202とコイル201の内周面とを近付けて配置することができる。従って、内側コア部202の外周面とコイル201の内周面との隙間を小さくでき、このことからも、リアクトル101の小型化が可能となる。特に、リアクトル101では、内側コア部202を圧粉成形体とし、この内側コア部202の外形を、コイル201の内周面の形状に沿った角丸め形状としたことで、その隙間を更に小さくできる。   In such a reactor 101, when the saturation flux density of the inner core portion 202 is higher than that of the outer core portion 203, when the same saturation magnetic flux density as the magnetic core having the uniform saturation flux density is obtained, the inner core portion 202 is disconnected. The area (surface through which magnetic flux passes) can be reduced. By reducing the size of the inner core portion 202, the core 204 can be reduced in size, and as a result, the reactor 101 can be reduced in size. Further, the reactor 101 can have a desired inductance because the saturation magnetic flux density of the inner core portion 202 is high and the magnetic permeability of the outer core portion 203 is low. Furthermore, since the reactor 101 has no gap including an adhesive over the entire core 204, the leakage magnetic flux at the gap does not affect the coil 201. The inner peripheral surface of 201 can be placed close to the inner peripheral surface. Therefore, the gap between the outer peripheral surface of the inner core portion 202 and the inner peripheral surface of the coil 201 can be reduced, and from this, the reactor 101 can be downsized. In particular, in the reactor 101, the inner core portion 202 is a compacted body, and the outer shape of the inner core portion 202 is rounded along the shape of the inner peripheral surface of the coil 201, thereby further reducing the gap. it can.

かつ、リアクトル101は、接着剤を一切用いない構成とし、内側コア部202の形成にあたり、ギャップ材の接合工程などが不要であることから、生産性に優れる。特に、リアクトル101では、外側コア部203の形成と同時に、外側コア部203の構成樹脂により内側コア部202と外側コア部203とを接合してコア204を形成し、その結果リアクトル101を製造することができるため、製造工程が簡素化され、この点からも生産性が向上する。   In addition, the reactor 101 has a configuration in which no adhesive is used, and the formation of the inner core portion 202 eliminates the need for a gap material joining step and the like, and thus has excellent productivity. In particular, in the reactor 101, simultaneously with the formation of the outer core portion 203, the inner core portion 202 and the outer core portion 203 are joined by the constituent resin of the outer core portion 203 to form the core 204. As a result, the reactor 101 is manufactured. Therefore, the manufacturing process is simplified, and productivity is improved from this point.

また、リアクトル101では、内側コア部202を圧粉形成体とすることで、飽和磁束密度の調整を簡単に行える上に、複雑な三次元形状であっても容易に形成することができる。加えて、外側コア部203が樹脂成分を備えることで、粉塵や腐食といった外部環境からの保護や機械的保護を図ることができる。特に、リアクトル101では、コイル201の全体を外側コア部203に覆われる形態とすることで、外側コア部203の形成が容易である上に、コイル201の保護を十分に図ることができる。このようにリアクトル101は様々な利点を有する。   Further, in the reactor 101, the saturation magnetic flux density can be easily adjusted by forming the inner core portion 202 as a compact, and even a complicated three-dimensional shape can be easily formed. In addition, since the outer core portion 203 includes a resin component, protection from the external environment such as dust and corrosion and mechanical protection can be achieved. In particular, in the reactor 101, the entire coil 201 is covered with the outer core portion 203, whereby the outer core portion 203 can be easily formed and the coil 201 can be sufficiently protected. Thus, the reactor 101 has various advantages.

更に、リアクトル101は、コイル201全体を外側コア部203で覆っていても、その内部温度を抑え易くなっている。図1で説明したようにリアクトル101は、その底面を冷却しているので、底面側は内部温度を比較的低減し易い。一方、リアクトル101の上面側は、底面から最も遠く、特に中央部分はケース103の側壁からも離れている。熱の放散は主に、内側コア部202から底面への経路や、外側コア部203及びケースの側壁を介して底面に至る経路で行われることになり、比較的温度が上昇し易い。特に外側コア部203を磁性材料と樹脂との混合物により成形する場合、内側コア部202と比較して熱伝導率が低くなり、その傾向が大きくなる。   Furthermore, even if the reactor 101 covers the coil 201 whole with the outer core part 203, it is easy to suppress the internal temperature. As described with reference to FIG. 1, the reactor 101 cools the bottom surface thereof, so that the bottom surface side can easily reduce the internal temperature. On the other hand, the upper surface side of reactor 101 is farthest from the bottom surface, and in particular, the central portion is also away from the side wall of case 103. The heat is dissipated mainly through a route from the inner core portion 202 to the bottom surface, or a route from the outer core portion 203 and the side wall of the case to the bottom surface, and the temperature is relatively likely to rise. In particular, when the outer core portion 203 is formed of a mixture of a magnetic material and a resin, the thermal conductivity is lower than that of the inner core portion 202, and this tendency is increased.

このような内部温度の上昇を低減するため、本実施の形態におけるリアクトル101は、コア204内部に、コイル201やその付近からの熱をコア204の外側のケース103へ放散する放熱片206を備える。リアクトル101は、各コイル素子201A,201Bに対する放熱片206として、それぞれ4本のアルミニウム製の直線状棒部材を備える。各放熱片206は各コイル素子201A,201Bの外側四隅に近接する位置にそれぞれ配置されている。   In order to reduce such an increase in internal temperature, reactor 101 in the present embodiment includes a heat dissipating piece 206 that dissipates heat from coil 201 and its vicinity to case 103 outside core 204 inside core 204. . Reactor 101 includes four aluminum linear bar members as heat dissipating pieces 206 for coil elements 201A and 201B, respectively. Each heat dissipating piece 206 is disposed at a position close to the outer four corners of each coil element 201A, 201B.

放熱片206の素材としては、アルミニウム以外にも、アルミニウム合金などのその他の金属材料や、窒化珪素、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化珪素などのセラミックスを用いることができる。放熱片206は、リアクトル101のコイル201やコア204、リアクトル101自体のケース103と別体となっており、コイル201やコア204で発生した熱を構造的にコア204外に伝えたり、内部温度の偏りを少なくしたりするのに用いられる。   In addition to aluminum, other metal materials such as an aluminum alloy, and ceramics such as silicon nitride, alumina, aluminum nitride, boron nitride, and silicon carbide can be used as the material of the heat dissipation piece 206. The heat radiating piece 206 is separate from the coil 201 and the core 204 of the reactor 101 and the case 103 of the reactor 101 itself, and the heat generated in the coil 201 and the core 204 is structurally transmitted to the outside of the core 204 or the internal temperature. It is used to reduce the bias.

このリアクトル101を製造するときは、例えば、まずコイル201、圧粉成形体からなる内側コア部202を用意し、コイル201に内側コア部202を挿入する。この際、コイル201と内側コア部202との間に適宜絶縁物を配置してもよい。このコイル201と内側コア部202との組物をケース103に収容すると共に、コイル201の外側四隅近傍に、コイル201の軸方向205に沿って棒状の放熱片206を配置する。放熱片206に金属材料を用いる場合には、放熱片206とコイル201との間も絶縁が必要となる。その状態でケース103内に、外側コア部203を構成する磁性材料とバインダ樹脂との混合流体を適宜流し込む。これにより、所定の形状の外側コア部203に成形した後、バインダ樹脂を硬化することで、放熱片206をコア内に有するリアクトル101が得られる。   When manufacturing the reactor 101, for example, first, the coil 201 and the inner core portion 202 made of a green compact are prepared, and the inner core portion 202 is inserted into the coil 201. At this time, an insulator may be appropriately disposed between the coil 201 and the inner core portion 202. The assembly of the coil 201 and the inner core portion 202 is accommodated in the case 103, and rod-shaped heat radiation pieces 206 are arranged in the vicinity of the outer four corners of the coil 201 along the axial direction 205 of the coil 201. When a metal material is used for the heat radiating piece 206, it is necessary to insulate between the heat radiating piece 206 and the coil 201. In this state, a mixed fluid of a magnetic material and a binder resin constituting the outer core portion 203 is appropriately poured into the case 103. Thereby, after shaping | molding in the outer core part 203 of a predetermined shape, the reactor 101 which has the thermal radiation piece 206 in a core is obtained by hardening binder resin.

図3はケースに収容されたリアクトルの断面図であり、リアクトル内における放熱片の配置例を説明する。この例において、各放熱片206の下側の端部301は、ケース103の底面302と接触している。これによって、内部温度の上昇し易い例えばコイル201の上側303付近と、冷却水105によって直接的に冷却されるコンバータケース102とが、熱伝導率の高い放熱片206によって構造的に連結される。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the reactor housed in the case, and an example of the arrangement of the heat radiation pieces in the reactor will be described. In this example, the lower end portion 301 of each heat dissipating piece 206 is in contact with the bottom surface 302 of the case 103. Accordingly, for example, the vicinity of the upper side 303 of the coil 201 that easily rises in internal temperature and the converter case 102 that is directly cooled by the cooling water 105 are structurally connected by the heat radiation piece 206 having high thermal conductivity.

このため、外側コア部203、ケース103の側壁304、底面304を介してコンバータケース102に至る経路で主に伝える場合と比べて、リアクトル101内部の熱をより効果的に放散することが可能となる。しかも、2つのコイル素子の外側四隅に放熱片206を配置することで、両コイル素子間にはより高密度で放熱片206を設けている。両コイル素子間は、コイル素子に挟まれているだけでなく、ケース103の側壁304から最も離れており、内部温度がより上昇し易い。他の部分よりも高密度に放熱片206を設けることで、局部的にも効果的に熱を放散することができる。さらに放熱片206をコイル201の軸方向に沿って配置しているので、コイル201の軸方向にほぼ偏りなく熱を放散することが可能である。また内側コア部202より熱伝導率の低い外側コア部203に放熱片206を配置しているので、リアクトル101全体としてより効果的に内部の熱を放散することができる。   For this reason, it is possible to dissipate the heat inside the reactor 101 more effectively compared to the case where the heat is mainly transmitted through the outer core portion 203, the side wall 304 of the case 103, and the bottom surface 304 to the converter case 102. Become. In addition, by disposing the heat dissipating pieces 206 at the outer four corners of the two coil elements, the heat dissipating pieces 206 are provided at a higher density between the two coil elements. The two coil elements are not only sandwiched between the coil elements, but are most distant from the side wall 304 of the case 103, and the internal temperature is more likely to rise. By providing the heat dissipating piece 206 at a higher density than other portions, heat can be effectively dissipated locally. Furthermore, since the heat dissipating piece 206 is disposed along the axial direction of the coil 201, heat can be dissipated almost without deviation in the axial direction of the coil 201. Moreover, since the heat radiating piece 206 is disposed in the outer core portion 203 having a lower thermal conductivity than the inner core portion 202, the entire reactor 101 can dissipate the internal heat more effectively.

放熱片206は棒部材であるので、放熱片206に金属材料を用いる場合でも、その放熱片206が、磁束305の流れをコイル201の周囲全体にわたって遮断することは通常ない。複数の放熱片206を外側コア203内部に設けても、放熱片206の間で磁束305が流れることができる。すなわち、このような放熱片206を外側コア部203内に設けても磁気特性が実質的に損なわれない。   Since the heat radiating piece 206 is a rod member, even when a metal material is used for the heat radiating piece 206, the heat radiating piece 206 does not normally block the flow of the magnetic flux 305 over the entire periphery of the coil 201. Even if the plurality of heat radiation pieces 206 are provided inside the outer core 203, the magnetic flux 305 can flow between the heat radiation pieces 206. That is, even if such a heat dissipating piece 206 is provided in the outer core portion 203, the magnetic characteristics are not substantially impaired.

コア内に放熱片206をこのように設けることで様々な利点が得られるが、放熱片206の構成はこれに限られるものではない。例えば放熱片206の下側の端部301はケース103の底面302と接触するのが好ましいが、その下側の端部301が底面302から離れていてもよい。下側の端部301が底面302から離れていても、コイル201の軸方向にわたって放熱片206を配置すれば、その区間において熱の偏りを減らすことができる。また放熱片206の各コイル素子に対する本数は4本に限られるものではなく、放熱性能等を考慮して定めればよい。放熱片206はコイル素子ごとに設けなくてもよく、コイル素子ごとに放熱片206の本数やサイズ、配置を同じにする必要も無い。   Various advantages can be obtained by providing the heat dissipation piece 206 in the core as described above, but the configuration of the heat dissipation piece 206 is not limited to this. For example, the lower end 301 of the heat dissipating piece 206 is preferably in contact with the bottom surface 302 of the case 103, but the lower end 301 may be separated from the bottom 302. Even if the lower end portion 301 is separated from the bottom surface 302, if the heat dissipating piece 206 is arranged in the axial direction of the coil 201, the heat bias can be reduced in that section. Further, the number of the heat dissipating piece 206 for each coil element is not limited to four, and may be determined in consideration of heat dissipating performance and the like. The heat dissipating piece 206 may not be provided for each coil element, and the number, size, and arrangement of the heat dissipating pieces 206 need not be the same for each coil element.

図4は放熱片の他例として種々の棒状の放熱片を備えるリアクトルを示す図である。複数種類の放熱片は例示のために一つのリアクトル内に混在しており実際の構成とは必ずしも一致しない。この例において、放熱片401は分岐片402を有している。放熱片401は、その下側の端部301がケース103の底面302と接触するだけでなく、分岐片402によってケース103の側壁304とも接触している。放熱片403は、直線状ではなくL字状に屈曲した棒部材であり、その端部404はケース103の底面302ではなく、側壁304と接触している。またコイル素子間に配置された放熱片405は、直線状である点で図3の例と共通するものの、他の放熱片よりも太くなっている。これにより、放熱片405は、2つのコイル素子の両方に近接している。また放熱片405は下端部に矩形板部406を有しており、ケース103の底面302との接触面積が大きくなっている。この他、放熱片をコイル201の軸方向に沿って配置せず傾けて配置してもよい。
FIG. 4 is a view showing a reactor including various rod-like heat radiation pieces as another example of the heat radiation pieces. A plurality of types of heat dissipating pieces are mixed in one reactor for illustration and do not necessarily match the actual configuration. In this example, the heat radiating piece 401 has a branch piece 402. The heat dissipating piece 401 is not only in contact with the bottom surface 302 of the case 103 at its lower end 301, but also in contact with the side wall 304 of the case 103 through the branch piece 402. The heat dissipating piece 403 is a bar member bent in an L shape instead of a straight shape, and its end 404 is in contact with the side wall 304 instead of the bottom surface 302 of the case 103. Further, the heat dissipating piece 405 arranged between the coil elements is common to the example of FIG. 3 in that it is linear, but is thicker than the other heat dissipating pieces. Thereby, the heat dissipation piece 405 is close to both of the two coil elements. Further, the heat dissipating piece 405 has a rectangular plate portion 406 at the lower end, and the contact area with the bottom surface 302 of the case 103 is large. In addition, the heat dissipating piece may be inclined without being disposed along the axial direction of the coil 201.

図5は放熱片の更なる他例として筒状の放熱片を備えるリアクトルを示す図である。放熱片は棒部材である必要はなく、板状や筒状など他の形状を有していてもよい。この例では、コイル201の周りを囲むように角を丸めた矩形状(トラック形状)の断面形状を有する筒部材を放熱片501に用いている。コイル201及び内側コア部202は放熱片501に挿通された状態となっており、放熱片501の短辺及び長辺の中心線はコイル201と合わされている。このような放熱片501を用いることで、放熱片501の表面積を増やすことができ、広い範囲にわたって温度を均一化することができる。放熱片501は、磁束305の流れを阻害しないようにその端面502がケース103と接触していない。しかしながら、放熱片の形状が筒状などの形状である場合にも、磁束305の流れを阻害しないように放熱片の一部がケース103と接触することもできる。例えば放熱片503は、ケース103と接触する突設片504及び505を有する。突設片504はケース103の底面302と接触し、突設片505はケース103の側壁304と接触する。これにより、外側コア部203を介さずに放熱片503の熱をケース103に逃がすことができる。なお、放熱片503は、2つの突設片504及び505を有するが、一方のみであってもよい。   FIG. 5 is a view showing a reactor including a cylindrical heat radiating piece as still another example of the heat radiating piece. The heat dissipating piece need not be a bar member, and may have other shapes such as a plate shape or a cylindrical shape. In this example, a cylindrical member having a rectangular (track shape) cross-sectional shape with rounded corners so as to surround the coil 201 is used for the heat radiating piece 501. The coil 201 and the inner core portion 202 are inserted into the heat radiating piece 501, and the short side and long side center lines of the heat radiating piece 501 are aligned with the coil 201. By using such a heat radiating piece 501, the surface area of the heat radiating piece 501 can be increased, and temperature can be equalized over a wide range. The end surface 502 of the heat radiation piece 501 is not in contact with the case 103 so as not to hinder the flow of the magnetic flux 305. However, even when the shape of the heat radiating piece is a cylindrical shape or the like, a part of the heat radiating piece can be in contact with the case 103 so as not to disturb the flow of the magnetic flux 305. For example, the heat dissipating piece 503 includes projecting pieces 504 and 505 that come into contact with the case 103. The protruding piece 504 is in contact with the bottom surface 302 of the case 103, and the protruding piece 505 is in contact with the side wall 304 of the case 103. Thereby, the heat of the heat radiating piece 503 can be released to the case 103 without using the outer core portion 203. In addition, although the thermal radiation piece 503 has the two protruding pieces 504 and 505, only one side may be sufficient.

図6は放熱片の他の構成例としてコイルの内側に配置される放熱片を説明する図である。これまでの例では、放熱片はコア204内部でコイル201の外側に配置していたが、コイル201の内側に配置するようにしてもよい。放熱片は、コア204内部、すなわち外側コア部204の内部又はその内側にあればよい。図6の例では、放熱片601を各コイル素子の内側四隅に配置している。これによって、内側コア部202の熱を放熱片601により放散することができる。更にコイル201の内側と外側の両方に放熱片601を設けるようにしてもよい。   FIG. 6 is a view for explaining a heat dissipating piece arranged inside the coil as another example of the heat dissipating piece. In the examples so far, the heat radiating piece is disposed outside the coil 201 inside the core 204, but may be disposed inside the coil 201. The heat dissipating piece may be inside the core 204, that is, inside or outside the outer core portion 204. In the example of FIG. 6, the heat radiating pieces 601 are arranged at the inner four corners of each coil element. Thereby, the heat of the inner core part 202 can be dissipated by the heat radiating piece 601. Further, a heat radiation piece 601 may be provided on both the inside and the outside of the coil 201.

図7は放熱片の更に他の構成例としてケースの蓋に接触する放熱片を説明する図である。これまでの例では、ケース103は上方が開放されており、外側コア部203の一部が露出していた。図7の例では、ケース103の上方が例えばアルミニウム製の蓋701で閉じられており、リアクトル101の上面が蓋701と面接触している。蓋701には、例えば放熱片と同様の材料を用いることができる。この蓋701によって、リアクトル101の上面の熱は、蓋701、ケース103の側壁304、底面302を経てコンバータケース102に至る経路でも放散される。このため、冷却面から最も離れたリアクトル101上面の放熱が容易となる。   FIG. 7 is a view for explaining a heat dissipating piece in contact with the lid of the case as still another configuration example of the heat dissipating piece. In the examples so far, the case 103 is open at the top, and a part of the outer core portion 203 is exposed. In the example of FIG. 7, the upper portion of the case 103 is closed with an aluminum lid 701, for example, and the upper surface of the reactor 101 is in surface contact with the lid 701. For the lid 701, for example, the same material as the heat dissipation piece can be used. With this lid 701, the heat on the top surface of reactor 101 is dissipated also in the path from lid 701, side wall 304 and bottom surface 302 of case 103 to converter case 102. For this reason, it is easy to radiate heat from the top surface of the reactor 101 farthest from the cooling surface.

この例において、放熱片702はその下端がケース103の底面302と接触するだけでなく、その上端が蓋701と接触している。このように放熱片を蓋701とも接触させることにより、コイル201付近の熱をさらに効果的に放散することが可能となる。   In this example, the lower end of the heat radiation piece 702 is not only in contact with the bottom surface 302 of the case 103, but the upper end thereof is in contact with the lid 701. In this way, by bringing the heat dissipating piece into contact with the lid 701 as well, heat near the coil 201 can be dissipated more effectively.

図8は放熱片の更に他の構成例としてコンバータケースと接触する放熱片を説明する図である。これまでの例では、リアクトル101はそれ自体のケースに収容されており、そのケースをコンバータケース102に固定することにより、リアクトル101がコンバータケース102内に配置されていた。しかしながら、リアクトル101は、リアクトル自体のケースを用いずにコンバータケース102内に固定することも可能である。   FIG. 8 is a view for explaining a heat radiating piece in contact with the converter case as still another configuration example of the heat radiating piece. In the examples so far, the reactor 101 is housed in its own case, and the reactor 101 is arranged in the converter case 102 by fixing the case to the converter case 102. However, the reactor 101 can be fixed in the converter case 102 without using the case of the reactor itself.

リアクトル101は、外側コア部203に樹脂成分を有することから、適宜な形状の金型を利用することで、三次元形状を容易に実現することが可能である。コンバータケース102やその他の冷却ベースにリアクトル101を例えばボルトで直接固定する場合、外側コア部203と一体的に、ボルト孔の設けられた取付部801を形成することが可能である。   Since the reactor 101 has a resin component in the outer core portion 203, it is possible to easily realize a three-dimensional shape by using a mold having an appropriate shape. When the reactor 101 is directly fixed to the converter case 102 or other cooling base with, for example, a bolt, it is possible to form an attachment portion 801 provided with a bolt hole integrally with the outer core portion 203.

図8の例において、放熱片802の下端面は外側コア部203の表面と同一面を形成する形で露出しており、リアクトル101をコンバータケース102内に固定した場合には、コンバータケース102の内底面104と接触する。この放熱片802は、コイル201やその付近からの熱を、コアの外側のコンバータケース102へ直接的に放散する。このように放熱片802は、リアクトル自体のケースではなく、コンバータケース102のようにコアの外側にあるリアクトルの設置対象へ、リアクトル101内部の熱を放散することも可能である。コアの外側にあるリアクトルの設置対象に放熱片を接触させる場合には、その設置対象において冷却水等によって冷却される放熱面や領域に接触させるのが好ましい。   In the example of FIG. 8, the lower end surface of the heat radiating piece 802 is exposed so as to form the same surface as the surface of the outer core portion 203, and when the reactor 101 is fixed in the converter case 102, Contact the inner bottom surface 104. The heat dissipating piece 802 directly dissipates heat from the coil 201 and its vicinity to the converter case 102 outside the core. Thus, the heat radiation piece 802 can dissipate the heat inside the reactor 101 not to the case of the reactor itself but to the installation target of the reactor outside the core like the converter case 102. When the heat radiating piece is brought into contact with the installation target of the reactor on the outside of the core, it is preferable to contact the heat radiating surface or region cooled by the cooling water or the like in the installation target.

なお、リアクトル101をそれ自体のケースに収容しない場合、その外側の少なくとも一部を更に樹脂で覆うようにしてもよい。その外側樹脂部の構成樹脂には、エポキシ樹脂やウレタン樹脂、PPS樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、更に、窒化珪素、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ほう素、及び炭化珪素から選択される少なくとも1種のセラミックスからなるフィラーを混合したものなどを利用することができる。フィラーを含有することで、リアクトルの放熱性を高められる。   Note that when the reactor 101 is not housed in its own case, at least a part of the outer side of the reactor 101 may be further covered with resin. The resin of the outer resin part includes epoxy resin, urethane resin, PPS resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, silicon nitride, alumina, aluminum nitride, boron nitride And a mixture of fillers made of at least one ceramic selected from silicon carbide can be used. By containing a filler, the heat dissipation of a reactor can be improved.

外側樹脂部を備えるリアクトルは、コイルや内側コア部だけでなく、外側コア部をも外部環境から保護したり、機械的に保護したりすることができる。外側樹脂部を備える場合、コイルを構成する巻線の両端部は、外側樹脂部から露出させて端子部材の取り付けができるようにする。また、上述した取付部を備える形態とする場合、取付部は、外側樹脂部に一体に設けてもよい。   The reactor including the outer resin portion can protect not only the coil and the inner core portion but also the outer core portion from the external environment or mechanically protect. When the outer resin portion is provided, both end portions of the winding constituting the coil are exposed from the outer resin portion so that the terminal member can be attached. Moreover, when it is set as the form provided with the attachment part mentioned above, you may provide an attachment part integrally in an outer side resin part.

上述した実施の形態は本発明の技術的範囲を制限するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形や応用が可能である。例えば、本発明のリアクトルは、車載向けコンバータに限らず、空調機のコンバータのように比較的高い出力の電力変換装置にも適用することができる。また放熱片の配置位置はコイルの付近に限られず、例えば鉄損によりコアの発熱が大きいような場合には、コアの放熱を優先するためにコイルから離れて配置するようにしてもよい。更に、ケースに収容されたリアクトルは、コイルとコアとの組合体を用意してケース内に収納し、別途用意したポッティング樹脂を充填することでも製造することができる。ポッティング樹脂には、上述した外側樹脂部と同様の樹脂を利用することができる。更に、本発明は、コイルの軸方向をケースの底面の法線方向と平行にする形でケースに収容されたリアクトルだけでなく、例えばコイルの軸方向をケースの底面と平行にする形でケースに収容されたリアクトルに適用することも可能である。   The above-described embodiments do not limit the technical scope of the present invention, and various modifications and applications are possible within the scope of the present invention. For example, the reactor of the present invention can be applied not only to a vehicle-mounted converter but also to a power converter having a relatively high output, such as an air conditioner converter. Further, the arrangement position of the heat dissipating piece is not limited to the vicinity of the coil. For example, when the heat generation of the core is large due to iron loss, the heat dissipating piece may be arranged away from the coil in order to give priority to the heat dissipation of the core. Furthermore, the reactor accommodated in the case can also be manufactured by preparing a combination of a coil and a core, storing it in the case, and filling a potting resin prepared separately. As the potting resin, the same resin as the outer resin portion described above can be used. Furthermore, the present invention is not limited to a reactor housed in the case so that the axial direction of the coil is parallel to the normal direction of the bottom surface of the case. For example, the case where the axial direction of the coil is parallel to the bottom surface of the case. It is also possible to apply to a reactor housed in the reactor.

上述した実施の形態では、内側コア部が圧粉成形体により構成されるリアクトルについて本発明を説明した。その他、内側コア部として、珪素鋼板に代表される電磁鋼板を積層させた積層体からなるものを利用することもできる。電磁鋼板は、圧粉成形体と比較して、飽和磁束密度が高い磁性コアを得易い。更に、既述のリアクトルは、内側コア部が外側コア部よりも飽和磁束密度が高く、外側コア部が内側コア部よりも透磁率が低く構成されていたが、本発明の適用されるリアクトルはその例に限られるものではない。例えば外側コア部だけでなく内側コア部も磁性材料と樹脂との混合物から構成するようにしてもよい。   In embodiment mentioned above, this invention was demonstrated about the reactor by which an inner core part is comprised with a compacting body. In addition, what consists of a laminated body which laminated | stacked the electromagnetic steel plate represented by the silicon steel plate can also be utilized as an inner core part. The magnetic steel sheet is easy to obtain a magnetic core having a high saturation magnetic flux density as compared with the green compact. Furthermore, in the reactor described above, the inner core portion has a higher saturation magnetic flux density than the outer core portion, and the outer core portion has a lower magnetic permeability than the inner core portion, but the reactor to which the present invention is applied is It is not limited to that example. For example, not only the outer core part but also the inner core part may be composed of a mixture of a magnetic material and a resin.

また内側コア部を挿通したコアの少なくとも一部を覆う内側樹脂部を設けたリアクトルに放熱片を備えるようにしてもよい。内側樹脂部の構成樹脂には、コイルやコアの最高到達温度に対して軟化しない程度の耐熱性を有し、トランスファー成形や射出成形が可能な絶縁性材料が好適に利用できる。例えば、エポキシなどの熱硬化性樹脂や、PPS樹脂、LCPなどの熱可塑性樹脂が好適に利用できる。また、内側樹脂部の構成樹脂に上述したようなフィラーを混合したものを利用すると、コイルの熱を放出し易くなる。   Moreover, you may make it provide a thermal radiation piece in the reactor which provided the inner side resin part which covers at least one part of the core which penetrated the inner core part. As the constituent resin of the inner resin portion, an insulating material having heat resistance that does not soften with respect to the maximum temperature of the coil or the core and capable of transfer molding or injection molding can be suitably used. For example, a thermosetting resin such as epoxy, or a thermoplastic resin such as PPS resin or LCP can be suitably used. In addition, if the above-described filler mixed with the constituent resin of the inner resin portion is used, the heat of the coil is easily released.

本発明のリアクトルは、ハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池車といった車両や空調機に搭載されるコンバータのような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 this invention can be utilized for the components of power converters, such as a converter mounted in vehicles, such as a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, an electric vehicle, and a fuel cell vehicle, and an air conditioner.

101 リアクトル 102 コンバータケース 103 リアクトルのケース
104 コンバータケースの内底面
201 コイル
201A,201B コイル素子 201w 巻線
202 内側コア部
202A,202B 内側コア
203 外側コア部
204 コア 205 コイルの軸方向
206 放熱片
301 放熱片の下端部
302 ケースの底面 303 コイルの上側 304 ケースの側壁
305 磁束
401、403、405、501、503、601、702、802 放熱片
701 蓋
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Reactor 102 Converter case 103 Reactor case 104 Inner bottom face of converter case 201 Coil 201A, 201B Coil element 201w Winding 202 Inner core part 202A, 202B Inner core 203 Outer core part 204 Core 205 Coil axial direction 206 Heat radiation piece 301 Heat radiation Lower end of the piece 302 Bottom surface of the case 303 Upper side of the coil 304 Side wall of the case 305 Magnetic flux 401, 403, 405, 501, 503, 601, 702, 802 Heat radiation piece 701 Lid

Claims (5)

コイルがコアにより覆われたリアクトルであって、
前記コアの内部から外側へ熱を放散するための放散片を前記コアの内部に備えるリアクトル。
A reactor whose coil is covered by a core,
A reactor including a dissipating piece for dissipating heat from the inside to the outside of the core.
前記放熱片が、前記コイルの熱を前記コアの外側のケースへ放散するのに用いられる請求項1に記載のリアクトル。   The reactor according to claim 1, wherein the heat dissipating piece is used to dissipate heat of the coil to a case outside the core. 前記放熱片が、前記コイルの軸方向に沿って前記コイルと近接して配置された請求項2に記載のリアクトル。   The reactor according to claim 2, wherein the heat dissipating piece is disposed close to the coil along the axial direction of the coil. 前記放熱片が、棒状であり、その一部が前記ケースと接触する請求項2又は請求項3に記載のリアクトル。   The reactor of Claim 2 or Claim 3 with which the said thermal radiation piece is rod-shaped, and the one part contacts the said case. 前記コアが、前記コイルの内側に配置される内側コア部、及び前記コイルの外側を覆う外側コア部を有し、
前記内側コア部が、前記外側コア部よりも飽和磁束密度が高く、
前記外側コア部が、前記内側コア部よりも透磁率が低く、かつ磁性材料と樹脂との混合物から構成され、
前記放熱片が、前記外側コア部の内部に配置された請求項1乃至4のいずれか1項に記載のリアクトル。
The core has an inner core portion disposed inside the coil, and an outer core portion covering the outside of the coil;
The inner core portion has a higher saturation magnetic flux density than the outer core portion,
The outer core portion has a lower magnetic permeability than the inner core portion, and is composed of a mixture of a magnetic material and a resin,
The reactor of any one of Claims 1 thru | or 4 with which the said thermal radiation piece was arrange | positioned inside the said outer core part.
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