JP2013038324A - Reactor support structure - Google Patents
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Abstract
【課題】放熱性に優れ、NV特性に優れたリアクトルの支持構造を提供する。
【解決手段】コア体22にコイル24が巻回されたリアクトルを、150℃以下の融解点をもつ潜熱蓄熱材により形成されたポッティング部材28により筐体26に支持してリアクトル装置を構成する。このリアクトル装置を昇圧コンバータに用いることにより、昇圧コンバータの駆動によりコイル24が発熱しても、潜熱蓄熱材の融解熱により効果的に吸熱することができる。また、融解によりポッティング部材28が液化したときには、リアクトルからの振動を減衰させて筐体26(車体)に伝わらないようにするから、NV特性を良好なものとすることができる。
【選択図】図1A reactor support structure having excellent heat dissipation and excellent NV characteristics is provided.
A reactor having a coil wound around a core body is supported on a casing by a potting member formed of a latent heat storage material having a melting point of 150 ° C. or lower to constitute a reactor device. By using this reactor device for the boost converter, even if the coil 24 generates heat by driving the boost converter, it is possible to effectively absorb heat by the melting heat of the latent heat storage material. Further, when the potting member 28 is liquefied by melting, the vibration from the reactor is attenuated so as not to be transmitted to the casing 26 (vehicle body), so that the NV characteristics can be improved.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、コアにコイルが巻回されてなるリアクトルをケースに支持するリアクトル支持構造に関する。 The present invention relates to a reactor support structure that supports a reactor in which a coil is wound around a core in a case.
従来、この種のリアクトル支持構造としては、コア体の周囲にコイルが巻回されてなるリアクトルをケース(筐体)に収容したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このリアクトル支持構造では、予めボビンに巻回されて一体化されたコイル(ボビンコイル)をケースの底面に接着し、そこにエポキシ樹脂などの樹脂材料を注入してポッティング材を形成している。ここで、ボビンはポッティング材よりも熱伝導率が大きいものが用いられており、これにより、放熱性を向上させることができるとしている。また、ポッティング材として振動伝達率の小さい樹脂材料を用いることで、コア体からケースに伝わる振動を減衰させ、NV(Noise and Vibration)特性を良好なものとすることができるとしている。 Conventionally, as this type of reactor support structure, a structure in which a reactor in which a coil is wound around a core body is accommodated in a case (housing) has been proposed (for example, see Patent Document 1). In this reactor support structure, a coil (bobbin coil) wound in advance and integrated with a bobbin is adhered to the bottom surface of the case, and a resin material such as epoxy resin is injected therein to form a potting material. Here, a bobbin having a thermal conductivity larger than that of the potting material is used, and thereby heat dissipation can be improved. Further, by using a resin material having a low vibration transmissibility as a potting material, it is said that vibration transmitted from the core body to the case can be attenuated and NV (Noise and Vibration) characteristics can be improved.
上述したリアクトル支持構造では、熱伝導率が大きいボビンをケース底面に直接に接着するから、コイルの発熱を効率良く放熱することができるものの、ボビンを樹脂材料により形成されたポッティング材によりケースに支持するから、樹脂材料による振動伝達率ではコア体からケースに伝わる振動を十分に減衰させることができない場合がある。 In the reactor support structure described above, a bobbin having a high thermal conductivity is directly bonded to the bottom surface of the case. Therefore, although the heat generated by the coil can be efficiently radiated, the bobbin is supported by the potting material formed of a resin material. Therefore, vibration transmitted from the core body to the case may not be sufficiently damped with the vibration transmissibility of the resin material.
本発明のリアクトル支持構造は、放熱性に優れ、NV特性に優れたリアクトルの支持構造を提供することを主目的とする。 The reactor support structure of the present invention is mainly intended to provide a reactor support structure having excellent heat dissipation and excellent NV characteristics.
本発明のリアクトル支持構造は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The reactor support structure of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のリアクトル支持構造は、
コアにコイルが巻回されてなるリアクトルをケースに支持するリアクトル支持構造において、
融解点が前記リアクトルの使用温度範囲内に設定された潜熱蓄熱材を介して前記リアクトルを前記ケースに支持する
ことを要旨とする。
The reactor support structure of the present invention is
In the reactor support structure that supports the reactor in which the coil is wound around the core to the case,
The gist is to support the reactor on the case via a latent heat storage material whose melting point is set within the operating temperature range of the reactor.
この本発明のリアクトル支持構造では、潜熱蓄熱材が固体から液体へ相変化する際に熱を吸収する特性を有するため、リアクトルの温度が潜熱蓄熱材の融解点に達したときに、潜熱蓄熱材の相変化に伴ってリアクトルの発熱を吸収することができ、リアクトルの温度上昇を抑制することができる。また、潜熱蓄熱材が液化すると、液化状態の潜熱蓄熱材によりコアやコイルからのノイズの伝達を遮断することができるから、振動や騒音の発生を抑制することができる。 In the reactor support structure of the present invention, since the latent heat storage material has a characteristic of absorbing heat when the phase changes from solid to liquid, when the temperature of the reactor reaches the melting point of the latent heat storage material, the latent heat storage material With the phase change, the heat generation of the reactor can be absorbed, and the temperature rise of the reactor can be suppressed. Further, when the latent heat storage material is liquefied, the transmission of noise from the core and the coil can be blocked by the liquefied latent heat storage material, so that generation of vibration and noise can be suppressed.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としてのリアクトル支持構造を用いたリアクトル装置20の構成の概略を示す構成図であり、図2は、リアクトル装置20を備えるモータ駆動回路10の構成の概略を示す構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a reactor device 20 using a reactor support structure as an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an outline of the configuration of a motor drive circuit 10 including the reactor device 20. FIG.
リアクトル装置20は、例えば、電気自動車に搭載される走行用モータ12を駆動するモータ駆動回路10に組み込まれている。モータ駆動回路10は、図2に示すように、三相交流により駆動するモータ12と、モータ12を駆動するインバータ14と、インバータ14が接続された高圧側の電力ライン15とバッテリ16が接続された低圧側の電力ライン17とに接続され低圧側の電力ライン17の電圧を昇圧して高圧側の電力ライン15に供給する昇圧コンバータ18とを備える。 The reactor device 20 is incorporated in, for example, a motor drive circuit 10 that drives a traveling motor 12 mounted on an electric vehicle. As shown in FIG. 2, the motor drive circuit 10 is connected to a motor 12 driven by three-phase alternating current, an inverter 14 driving the motor 12, a high-voltage power line 15 to which the inverter 14 is connected, and a battery 16. And a boost converter 18 that is connected to the low-voltage power line 17 and boosts the voltage of the low-voltage power line 17 and supplies the boosted voltage to the high-voltage power line 15.
インバータ14は、図2に示すように、6つのトランジスタT1〜T6と、トランジスタT1〜T6に逆方向に並列接続された6つのダイオードD1〜D6と、により構成されている。トランジスタT1〜T6は、それぞれ高圧側の電力ライン15の正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう2個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータ12の三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。したがって、電力ライン15の正極母線と負極母線との間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタT1〜T6のオン時間の割合を制御することによって三相コイルに回転磁界を形成でき、モータ12を回転駆動することができる。 As shown in FIG. 2, the inverter 14 includes six transistors T1 to T6 and six diodes D1 to D6 connected in parallel to the transistors T1 to T6 in the reverse direction. Two transistors T1 to T6 are arranged in pairs so as to be on the source side and the sink side with respect to the positive and negative buses of the power line 15 on the high voltage side, respectively. Each of the three-phase coils (U phase, V phase, W phase) of the motor 12 is connected to each. Therefore, a rotating magnetic field can be formed in the three-phase coil by controlling the ratio of the on-time of the transistors T1 to T6 that make a pair in a state where a voltage is acting between the positive electrode bus and the negative electrode bus of the power line 15, The motor 12 can be rotationally driven.
昇圧コンバータ18は、図2に示すように、2つのトランジスタT7,T8と、トランジスタT7,T8に逆方向に並列接続された2つのダイオードD7,D8と、リアクトル装置20とからなる昇圧回路として構成されている。2つのトランジスタT7,T8は、それぞれ高圧側の電力ライン15の正極母線と高圧側の電力ライン15および低圧側の電力ライン17の負極母線とに接続されており、その接続点にリアクトル装置20のコイル24が接続されている。また、リアクトル装置20のコイル24と低圧側の電力ライン17の負極母線とにはそれぞれバッテリ16の正極端子と負極端子とが接続されている。したがって、トランジスタT7,T8をオンオフ制御することにより、低圧側の電力ライン17の電力を昇圧して高圧側の電力ライン15に供給したり、高圧側の電力ライン15の電力を降圧して低圧側の電力ライン17に供給したりすることができる。 As shown in FIG. 2, the boost converter 18 is configured as a booster circuit including two transistors T7 and T8, two diodes D7 and D8 connected in parallel in the opposite direction to the transistors T7 and T8, and a reactor device 20. Has been. The two transistors T7 and T8 are respectively connected to the positive electrode bus of the high-voltage side power line 15 and the negative electrode bus of the high-voltage side power line 15 and the low-voltage side power line 17, and at the connection point of the reactor device 20 A coil 24 is connected. Further, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the battery 16 are connected to the coil 24 of the reactor device 20 and the negative electrode bus of the low-voltage power line 17, respectively. Therefore, by turning on and off the transistors T7 and T8, the power of the low-voltage side power line 17 is boosted and supplied to the high-voltage side power line 15, or the power of the high-voltage side power line 15 is stepped down. Can be supplied to the power line 17.
リアクトル装置20は、図示するように、例えばアルミニウムなどの金属により形成されたケースとしての筐体26と、例えば珪素鋼板が積層されて形成されたコア体22と、コア体22の周囲に巻回されたコイル24と、コア体22とコイル24との間を絶縁するよう設けられたボビン25と、コア体22およびコイル24(リアクトル)を筐体26内で支持するポッティング部材28と、を備えており、筐体26が車体に取り付けられることにより車体に固定されている。 As shown in the figure, the reactor device 20 includes a casing 26 as a case made of a metal such as aluminum, a core body 22 formed by laminating silicon steel plates, for example, and wound around the core body 22. A coil 24, a bobbin 25 provided to insulate between the core body 22 and the coil 24, and a potting member 28 that supports the core body 22 and the coil 24 (reactor) in the housing 26. The housing 26 is fixed to the vehicle body by being attached to the vehicle body.
筐体26は、コア体22およびコイル24を収容可能な箱体であり、内部はリアクトルを収容した状態で図示しない蓋体が被せられて密閉されている。また、筐体26の底部には、図示しないが、循環する冷却水との熱交換によってコア体22およびコイル24を冷却する冷却器の循環管路が設けられている。 The casing 26 is a box that can accommodate the core body 22 and the coil 24, and the inside is covered and sealed with a lid (not shown) in a state where the reactor is accommodated. Further, although not shown, a cooling pipe circulation line for cooling the core body 22 and the coil 24 by heat exchange with the circulating cooling water is provided at the bottom of the casing 26.
コイル24は、バッテリ16の正極端子とトランジスタT7,T8の接続点とに接続されており、昇圧コンバータ18のリアクトルとして機能する。 The coil 24 is connected to the positive terminal of the battery 16 and the connection point of the transistors T7 and T8, and functions as a reactor for the boost converter 18.
ポッティング部材28には、潜熱蓄熱材(相変化蓄熱材)が用いられている。潜熱蓄熱材は、温度が融解点未満のときには固定の状態であり、温度が融解点に達すると、固体の状態から液体の状態に相変化する。このとき、潜熱蓄熱材が周囲から熱を吸収することにより、コイル24が冷却される。本実施例では、潜熱蓄熱材として、融解点がリアクトル装置20の使用温度範囲の上限温度よりも低い温度(例えば、150℃以下)のものを採用するものとした。図3に、車両の加減速走行時におけるリアクトル温度の推移を示す。リアクトル温度(コイル24の温度)は、コイル24に比較的大きな電流が流れる加減速走行時に大きく上昇するが、潜熱蓄熱材の融解点に達して相変化する際に吸熱されるため、温度上昇を効果的に抑制できることがわかる。また、図4に、潜熱蓄熱材が液化したときのノイズ伝搬の様子を示す。昇圧コンバータ18は、トランジスタT7,T8のスイッチングに伴う交番磁界によりコア体22やコイル24を振動させる。ポッティング部材28が固体状態のときには、コア体22やコイル24の振動はポッティング部材28を介して車体に伝搬し(図4(a)参照)、乗員に振動や騒音を感じさせる。一方、コイル24の熱によりポッティング部材28が液化すると、コア体22やコイル24の振動は液化状態のポッティング部材28により減衰されるため(図4(b)参照)、乗員に振動や騒音を感じさせないようにすることができる。 For the potting member 28, a latent heat storage material (phase change heat storage material) is used. The latent heat storage material is in a fixed state when the temperature is lower than the melting point, and when the temperature reaches the melting point, the phase changes from a solid state to a liquid state. At this time, the coil 24 is cooled as the latent heat storage material absorbs heat from the surroundings. In this embodiment, a material having a melting point lower than the upper limit temperature of the operating temperature range of the reactor device 20 (for example, 150 ° C. or less) is adopted as the latent heat storage material. FIG. 3 shows changes in the reactor temperature during vehicle acceleration / deceleration running. The reactor temperature (the temperature of the coil 24) rises greatly during acceleration / deceleration running in which a relatively large current flows through the coil 24. However, the reactor temperature is absorbed when the phase reaches the melting point of the latent heat storage material. It turns out that it can suppress effectively. FIG. 4 shows the noise propagation when the latent heat storage material is liquefied. The step-up converter 18 vibrates the core body 22 and the coil 24 by an alternating magnetic field accompanying switching of the transistors T7 and T8. When the potting member 28 is in a solid state, the vibration of the core body 22 and the coil 24 propagates to the vehicle body via the potting member 28 (see FIG. 4A), causing the occupant to feel vibration and noise. On the other hand, when the potting member 28 is liquefied by the heat of the coil 24, the vibration of the core body 22 and the coil 24 is attenuated by the liquefied potting member 28 (see FIG. 4B), so that the passenger feels vibration and noise. You can avoid it.
以上説明した実施例のリアクトル支持構造を用いたリアクトル装置20によれば、コア体22にコイル24が巻回されたリアクトルを、潜熱蓄熱材で形成されたポッティング部材28により筐体26に支持するから、昇圧コンバータ18の駆動(トランジスタT7,T8のオンオフ駆動)によりコイル24が発熱しても、潜熱蓄熱材の融解熱により効果的に吸熱することができる。しかも、融解によりポッティング部材28が液化したときには、リアクトルからの振動を減衰させて筐体26に伝わらないようにするから、NV特性を良好なものとすることができる。 According to the reactor device 20 using the reactor support structure of the embodiment described above, the reactor in which the coil 24 is wound around the core body 22 is supported by the casing 26 by the potting member 28 formed of a latent heat storage material. Therefore, even if the coil 24 generates heat by driving the boost converter 18 (on / off driving of the transistors T7 and T8), the heat can be effectively absorbed by the heat of fusion of the latent heat storage material. In addition, when the potting member 28 is liquefied by melting, the vibration from the reactor is attenuated so as not to be transmitted to the casing 26, so that the NV characteristics can be improved.
実施例では、本発明を、電気自動車に搭載された昇圧コンバータのリアクトルに適用するものとしたが、これに限られず、エンジンとモータとを備えるハイブリッド自動車に搭載されたコンバータのリアクトルに適用するものとしてもよい。また、車両以外の駆動装置が備えるリアクトルに適用するものとしても構わない。 In the embodiment, the present invention is applied to a reactor of a boost converter mounted on an electric vehicle, but is not limited to this, and is applied to a reactor of a converter mounted on a hybrid vehicle including an engine and a motor. It is good. Moreover, you may apply as a reactor with which drive apparatuses other than a vehicle are provided.
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、コア体22が「コア」に相当し、コイル24が「コイル」に相当し、筐体26が「ケース」に相当する。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the core body 22 corresponds to a “core”, the coil 24 corresponds to a “coil”, and the housing 26 corresponds to a “case”. The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、リアクトル装置の製造産業に利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of reactor devices.
10 モータ駆動回路、12 モータ、14 インバータ、15 高圧側の電力ライン、16 バッテリ、17 低圧側の電力ライン、18 昇圧コンバータ、20 リアクトル装置、22 コア体、24 コイル、25 ボビン、26 筐体、28 ポッティング部材、T1〜T6,T7,T8 トランジスタ、D1〜D6,D7,D8 ダイオード。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Motor drive circuit, 12 Motor, 14 Inverter, 15 High voltage side power line, 16 Battery, 17 Low voltage side power line, 18 Boost converter, 20 Reactor device, 22 Core body, 24 Coil, 25 Bobbin, 26 Case, 28 Potting members, T1-T6, T7, T8 transistors, D1-D6, D7, D8 diodes.
Claims (1)
融解点が前記リアクトルの使用温度範囲内に設定された潜熱蓄熱材を介して前記リアクトルを前記ケースに支持する
ことを特徴とするリアクトル支持構造。 In the reactor support structure that supports the reactor in which the coil is wound around the core to the case,
A reactor support structure, wherein the reactor is supported by the case via a latent heat storage material whose melting point is set within the operating temperature range of the reactor.
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| JP2011175046A JP2013038324A (en) | 2011-08-10 | 2011-08-10 | Reactor support structure |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2020194923A (en) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | Reactor |
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2011
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