JP7079571B2 - リアクトル装置 - Google Patents

Description

本発明は、コアがケースに収容されたリアクトルを複数備えたリアクトル装置に関する。

リアクトルは、ハイブリッド自動車や電気自動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、コアの周囲に配置した樹脂製のボビンにコイルを巻回したものが多く用いられる。

この種のリアクトルは、コアとコアの一部に装着されたコイルとを有する。このリアクトルが、複数個、金属製のケースに収容され、ケース内に充填材が充填及び固化され１つのリアクトル装置を構成する。すなわち、リアクトル装置には、複数のリアクトルが配置され、各々のリアクトルの収容空間の隙間に充填材が充填及び固化される。

特開２０１３－０２６４２０号公報

複数のリアクトルを１つのケースに収容するリアクトル装置における、リアクトルの配置方法としては、それぞれのリアクトルを並列に配置する方法が知られている。つまり、各リアクトルの所定の側周面同士が平行になるようにリアクトルを配置する。このように配置することで、各リアクトルのケースに対する相対的な姿勢が一致するので、コイルに繋がる接続端子の位置が把握しやすい。

図１３は、複数のリアクトルの側周面が並列になるように、各リアクトルを１つのケースに収容したリアクトル装置の斜視図である。図１３に示すように、リアクトル装置には、リアクトルＡ、Ｂ、Ｃがケース内に並列に配置されている。このようなリアクトル装置において、各リアクトルのコイルが発熱した場合、コイルから発生した熱は、コアやケースに伝達し、ケース外周面より発散する。ここで、コイル及び脚部を含むリアクトルの一面をリアクトルの側周面とする。リアクトルの側周面のコイル及びコアは、ケースと広い面積で対向する。そのため、リアクトルで発生した熱をケースに伝達させやすい。

ここで、図１３のように、リアクトルＡ、Ｂ、Ｃがケース内に並列に配置すると、リアクトルＡ、Ｃの側周面のうち１つは、ケースと対向している。そのため、リアクトルＡ、Ｃで、発生した熱は、放熱面となる側周面より、ケースに伝達される。一方、リアクトルＢの側周面は、リアクトルＡ、Ｃと対向している。故に、リアクトルＢで、発生した熱は、側周面より、リアクトルＡ、Ｃに伝達される。リアクトルＢのコイルで発生した熱は、ケースへ伝達されにくいため、リアクトルＢの放熱が十分になされず、リアクトル装置が高温になりやすいという問題点があった。

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、内部に複数配置されるリアクトルの放熱効率を改善し、温度上昇を抑制したリアクトル装置を提供することにある。

本発明のリアクトルは、コア及びコイルを有するリアクトルを３つ以上備えるリアクトル装置であって、前記リアクトル装置は、前記リアクトルを収容する上面が開口した金属製のケースを備え、前記各リアクトルは、複数の脚部と、それを繋ぐヨーク部と、を備える環状のコアと、前記ケースに固定する固定部と、を有し、前記脚部の少なくとも１つには、前記コイルが巻回され、前記各リアクトルは、前記コイルの軸方向が前記ケースの底板に垂直となるように前記ケースに配置され、前記リアクトルの側周面の少なくとも一部が、ケースの内周面に対向する向きに、リアクトルが固定され、前記複数の脚部は、それぞれが平行に設けられており、前記リアクトルの側周面は、前記コイル及び平行に並んだ前記脚部を含む一面であり、各リアクトルが対向する領域には、前記ケースの底板から立設する突起部が設けられることを特徴とする。

本発明によれば、内部に配置した個々のリアクトルの温度上昇を抑制したリアクトル装置を得ることができる。

第１の実施形態に係るリアクトル装置の全体斜視図である。 第１の実施形態に係るリアクトル装置の分解斜視図である。 第１の実施形態に係るリアクトルの分解斜視図である。 第１の実施形態に係るリアクトル装置のα－α断面図である。 コアの構成を示す斜視図である。 第１の実施形態に係るリアクトル装置のα－α断面図である。 第１の実施形態に係るリアクトル装置の断面図である。 従来のリアクトル装置における温度状態の分布を示す図である。 第１の実施形態に係るリアクトル装置における温度状態の分布を示す図である。 第１の実施形態の変形例１、２に係るリアクトル装置のα－α断面図である。 第１の実施形態の変形例３に係るリアクトル装置のα－α断面図である。 第１の実施形態の変形例４に係るリアクトル装置のα－α断面図である。 従来のリアクトル装置の平面図及び全体斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態のリアクトルについて説明する。

［１．第１の実施形態］
［１－１．概略構成］
図１は、第１の実施形態に係るリアクトル装置の全体斜視図である。図２は、第１の実施形態に係るリアクトル装置の分解斜視図である。図３は、第１の実施形態に係るリアクトル装置に配置するリアクトルの分解斜視図である。図４は、第１の実施形態に係るリアクトル装置のα－α断面図である。

リアクトル装置は、複数のリアクトルを備える。リアクトル装置が備えるリアクトルの数は、３つ以上であれば、任意の数とすることができる。本実施形態では、説明のために、リアクトル装置に３つのリアクトルＡ～Ｃを配置するとする。リアクトル装置は、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。リアクトル装置は、これら自動車に搭載される昇圧回路の主要部品である。

また、図１～５に示すように、本実施形態に係るリアクトル装置は、リアクトルＡ～Ｃ、ケース４と、充填成形部６とを備える。リアクトルＡ～Ｃは、それぞれコア１と、樹脂部材２と、コイル５とを備える。

コア１は、上コア１Ａと下コア１Ｂとから構成され、樹脂部材２は、上コア１Ａを被覆する上カバー２Ａと、下コア１Ｂを被覆する下カバー２Ｂとを有する。上カバー２Ａを覆した上コア１Ａと、下カバー２Ｂを被覆した下コア１Ｂとを嵌め合わせ、中脚部にコイル５を嵌め込むことでリアクトルＡ～Ｃを形成する。リアクトルＡ～Ｃを、ケース内に配置し、充填材を充填及び固化して充填成形部６を構成することでリアクトル装置を構成する。

［１－２．詳細構成］
本実施形態のリアクトルの各部の詳細構成について、以下に説明する。なお、本明細書において、図１に示すｚ軸方向を「上」側、その逆方向を「下」側とする。各部材の構成を説明するのに、「下」は「底」や「裏」とも称する。「上」や「下」とは、リアクトルの各構成の位置関係をいうものであり、リアクトルが実機に搭載された際の位置関係や方向を指すものではない。

（リアクトル）
リアクトルを構成するコア１は、磁性体を含み構成された環状コアである。コア１としては、フェライトコア、積層鋼板、圧粉磁心、又はメタルコンポジットコアを用いることができる。メタルコンポジットコアとは、磁性粉末と樹脂とを混合した磁性材料を金型で成形してなるコアであり、焼鈍処理されていないコアである。ここでは、コア１は圧粉磁心である。

図５に示すように、コア１は、上コア１Ａと下コア１Ｂとが接合されて構成される。上コア１Ａおよび下コア１Ｂは、Ｅ字形状を成すＥ字型コアであり、同じＥ字型コアを用いる。このＥ字型コアは、中央の中脚１５と、中脚１５の両側に中脚１５と平行に設けられた外脚１６、１７と、各脚１５～１７を繋ぐヨーク１８とから構成される。

上コア１Ａ及び下コア１Ｂは、中脚１５が、コイル５が装着される中脚部を構成し、外脚１６、１７が外脚部を構成し、ヨーク１８がヨーク部を構成する。上コア１Ａおよび下コア１Ｂの外脚１６、１７は、端面同士が当接して接着剤等により接合され、上コア１Ａおよび下コア１Ｂの中脚１５は端面同士が離れており、ギャップが存在する。

すなわち、コア１は、概略θ形状をなし、コイル５が装着される中脚部と、中脚部の両側に中脚部と平行に延びる一対の外脚部と、中脚部および外脚部を繋ぐヨーク部とからなる。コイル５が通電するとコイル５の空芯部に磁束が発生し、発生した磁束は中脚部からヨーク部、外脚部を介して中脚部に戻って閉じた磁路を形成する。

図３に示すように、樹脂部材２は、コア部材の周囲を被覆してコア１を構成するとともに、ケース４と接合される。樹脂部材２は、上コア１Ａ周囲の少なくとも一部を被覆する上カバー２Ａと、下コア１Ｂ周囲の少なくとも一部を被覆する下カバー２Ｂとを有する。上カバー２Ａおよび下カバー２Ｂは、それぞれ樹脂で構成される。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、ＢＭＣ（Ｂｕｌｋ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等を用いることができる。

上カバー２Ａは、上コア１Ａの周囲の少なくとも一部を被覆する。上カバー２Ａには、中脚１５、外脚１６、１７の端面が露出する開口が設けられている。また、上カバー２Ａには、上コア１Ａをケース４に固定するための固定部２１が設けられており、この固定部２１にネジ挿入孔２１ａが設けられている。ネジ挿入孔２１ａにネジ９１が挿入されネジ締結されることで、上コア１Ａがケース４に対して固定される。

また、リアクトルの上面には、コイル５の端部５１ａ、５１ｂが引き出されている。端部５１ａ、５１ｂは、接続端子５２ａの一端と接する。また、接続端子５２ａの他端は、端子固定部２２に嵌め込まれ固定される。上カバー２Ａには、端部５１ａ、５１ｂに連接する接続端子５２ａを固定するための端子固定部２２が設けられている。端子固定部２２は、リアクトルの側面から外方に延びるように立設する。言い換えれば、図１のリアクトルＡにおいては、端子固定部２２は、ｙ軸方向に延びるように、リアクトルの側面に対してほぼ直交方向に延びている。

下カバー２Ｂは、下コア１Ｂの周囲の少なくとも一部を被覆する。図３に示すように、下カバー２Ｂには、中脚１５、外脚１６、１７の端面が露出する開口が設けられている。

上カバー２Ａ及び下カバー２Ｂは、上コア１Ａまたは下コア１Ｂをインサート品とする樹脂モールド成形により構成されており、上カバー２Ａ及び下カバー２Ｂは同じ樹脂で一続きにしてなる。

コイル５は、絶縁被覆を有する導線である。本実施形態では、コイル５は、平角線のエッジワイズコイルである。但し、コイル５の線材や巻き方は平角線のエッジワイズコイルに限定されず、他の形態であっても良い。

コイル５は、コア１の中脚部に装着される。この場合、リアクトルＡ～Ｃをケースに配置した場合に、コイル５の巻軸が図１に示すｚ軸方向をとなる。また、コイル５の両端部５１ａ、５１ｂは、リアクトル上方に引き出されており、端子固定部２２に固定された接続端子５２ａを介して外部電源などの外部機器の配線と接続される。固定用ネジ５３は、接続端子５２ａと外部機器の配線とを固定するために用いられる。

（リアクトル装置）

リアクトル装置は、リアクトルＡ～Ｃ、ケース４と、充填成形部６とを備える。ケース４は、リアクトルＡ～Ｃを収容する収容体である。ケース４は、放熱性及び熱伝導性に優れた金属からなり、放熱性を有する。リアクトルＡ～Ｃで発生した熱は、充填成形部６を介してケース４に伝達することで、ケース４の外部へと放散する。ケース４は、放熱効率を良好なもとのするために、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金等、熱伝導性が高く軽量な金属で構成され、また、ケース４の表面の一部は、粗面化されていてもよい。

図２、７に示すように、ケース４は、上面が開口した概略直方体形状である。ケース４は、一つの面が開口した箱状の部材である。ケース４は、開口部４５と対向する位置に設けられるケース底板４７と、ケース底板４７とに連接するケース側面４６とから構成される。ケース４には、内部にリアクトルを配置するスペースが設けられる。ケース４の内側の面、つまりケース側面４６のリアクトルを配置するスペースに対向する面を、ケースの内周面とする。

開口部４５は、ケース４上部に設けられる開口である。開口部分の寸法は、コイルの軸方向がケース底板４７に対して垂直（図７矢印Ｂ方向）としたリアクトルＡ～Ｃが、開口部分に収まる寸法とする。ケース４の底部分には、ケース底板４７が位置する。ケース底板４７は、リアクトルＡ～Ｃがケースに配置される場合の基準となる。ケース底板４７の全周囲からは、垂直にケース側面４６が立設するが、ケース底板４７に対して開口部４５の位置を相対的に固定することができれば、立設する部分や角度は任意とすることができる。また、ケース側面４６の立ち上がりも垂直である必要もなく、鋭角や鈍角に立ち上がっても良い。

ケース４は、ケース底板４７部分にリアクトルＡ～Ｃを配置する凹み部４８を有する。この凹み部４８は、リアクトルＡ～Ｃの形状に沿った形状である。凹み部４８を、このような形状とすることで、熱伝導性の良い金属で形成されるケース４をリアクトルＡ～Ｃに近づけることができる。これにより、リアクトルＡ～Ｃで発生した熱をケース４に伝えるとこが可能となるため、リアクトル装置の放熱性を向上させることができる。リアクトルＡ～Ｃを凹み部４８に配置した場合に、リアクトルＡ～Ｃとケースとは、所定のクリアランスを設けるが、絶縁の確保と充填剤の流れを考慮して２．０ｍｍほどの距離で配置されることが望ましい。凹み部４８は、ケース側面４６と、ケース側面４６の内側からケース４内部に向かい突出する３つの突出部４１，４２，４３と、ケース底板４７から立設する突起部４１ａにより構成される。

リアクトルＡ～Ｃが配置された際に、リアクトルＡ～Ｃの側周面と対向するケースの内周面は、リアクトルの側周面に沿った形状をしている。

突出部４１は、リアクトルＢとリアクトルＣとの間を区切る。突出部４１は、ケース底板４７からｚ軸方向に立設しつつ、ケース側面４６からｙ軸方向に突出する壁である。リアクトルＢ及びリアクトルＣがケースに配置された場合、突出部４１のｘ軸方向の側面は、リアクトルＢ及びリアクトルＣの側周面のうち、リアクトルＢの外脚１７と、リアクトルＣの外脚１７と対向する。また、ｙ軸方向に延びる突出部４１の先端部分は、リアクトルＢ及びリアクトルＣのコイル５と対向する。突出部４１の先端部分は、それぞれのリアクトルの形状に沿った形状をしている。例えば、突出部４１の先端部分のリアクトルＢと対向する部分は、リアクトルＢのコイルの形状に合わせてＲがついている。

突出部４２、４３は、ケース底板４７からｚ軸方向に立設しつつ、ケース側面４６からｘ軸方向に突出する壁である。突出部４２は、リアクトルＡとリアクトルＢと間を区切り、突出部４３は、リアクトルＡとリアクトルＣと間を区切る。例えば、リアクトルＡとリアクトルＣがケースに配置された場合、突出部４３のｙ軸方向のリアクトルＣ側の側面は、リアクトルＣの外脚１６と対向する。また、突出部４３のｙ軸方向のリアクトルＡ側の側面は、リアクトルＡの外脚１６と対向する。また、ｘ軸方向に延びる突出部４３の先端部分は、リアクトルＡのコイルの形状に合わせてＲがついている。これは、リアクトルＡとリアクトルＢとの間に配置される突出部４２についても同様である。各突出部４１～４３は、ケース４と同じ金属からなる金属で一続きにしてなり、リアクトルＡ～Ｃの周囲を囲い、リアクトルＡ～Ｃの収容空間を形成する。

リアクトルＡ～Ｃが対向する領域には、ケース底板４７からｚ軸方向に立設する突起部４１ａが設けられる。突起部４１ａの形状は、対向するリアクトルＡ～Ｃの側面の形状に沿った形状である。突起部４１ａは、５角形の形状をしており、ｘ軸方向の側面において、リアクトルＢ及びリアクトルＣの脚部と対向する。また、ｙ軸方向の一側面において、リアクトルＡのコイルと対向し、ｙ軸方向に突出する２つの面において、リアクトルＢ及びリアクトルＣのコイルと対向する。ｙ軸方向に突出する２つの面の形状は、リアクトルＢ及びリアクトルＣのコイルの形状に沿った形状である。

充填成形部６は、ケース４が囲うリアクトル本体の収容空間の隙間に充填材が充填及び固化されてなる。充填材には、リアクトルの放熱性能の確保及びリアクトルからケース４への振動伝搬の軽減のため、比較的柔らかく熱伝導性の高い樹脂が適している。また、充填材は絶縁性を有することが好ましい。

（リアクトルの配置）
図４に示すように、ケース４には、リアクトルＡ～Ｃが配置される。リアクトルＡ～Ｃは、コイルの軸方向がケース底板４７に垂直となるようにケースに配置され、リアクトルの側周面の少なくとも一部が、ケース４の内周面に対向する向きに配置される。配置したリアクトルＡ～Ｃは、固定用のネジ９１により、ケース４に設けられる固定部４４に固定される。

リアクトルＡ～Ｃの側周面は、コイル５とコア１がケース４と対向するリアクトルの一面である。また、リアクトルＡ～Ｃの側周面は、リアクトルＡ～Ｃのコア１がＥ字の場合には、長手方向に延びるリアクトルＡ～Ｃの一面である。つまり、図４においては、リアクトルのｘ軸及びｙ軸方向の断面における長辺を含み、y軸方向に延びる面となる。リアクトルＡ～Ｃの側周面が、リアクトルＡ～Ｃの熱をケース４に伝達する。

また、リアクトルＡの側周面が、リアクトルＢと、リアクトルＣの側周面と直交し、リアクトルＢと、リアクトルＣの側周面とが並列となるように配置される。図６に、リアクトルＡ～Ｃの側周面を示す。リアクトルＡの側周面をＸａとし、リアクトルＢの側周面をＹａとし、リアクトルＣの側周面をＺａとする。図６のようにリアクトルＡの側周面は、リアクトルＢと、リアクトルＣの側周面と直交することで、リアクトル装置の体積の小型化に寄与することが可能であるが、必ずしもリアクトルＡの側周面は、リアクトルＢと、リアクトルＣの側周面と直交でなくても良い。つまり、リアクトルＡの側周面が、リアクトルＢと、リアクトルＣの側周面に対して平行とならないようなリアクトルＡ～Ｃの配置であれば良い。このような配置の場合、リアクトルＡの側周面から延びる線が、アクトルＢと、リアクトルＣの側周面から延びる線と交わる。リアクトルＡの側周面から延びる線が、アクトルＢと、リアクトルＣの側周面から延びる線と交わる角度の一例が、直交である。また、リアクトルＡ～Ｃにおいて側周面から延びる線とは、リアクトルＡ～Ｃが複数の脚部を有する場合おいて、それぞれの脚部の中心をつないだ線と平行であり、側周面上の線を延長した線が、側周面から延びる線を指す。

リアクトルを固定する固定部４４は、ケース側面４６及び突出部４２，４３に設けられる。すなわち、リアクトルＡを固定する固定部４４は、ケース側面４６に２つ設けられ、リアクトルＢを固定する固定部４４はケース側面４６と突出部４２に設けられ、リアクトルＣを固定する固定部４４はケース側面４６と突出部４３に設けられる。固定部４４は、ｚ軸方向に延びるネジ穴であり、リアクトルＡ～Ｃを配置した後、ｚ軸方向からネジ９１により、ネジ止めされる。

［１－３．作用・効果］
（１）本実施形態のリアクトル装置は、コア１及びコイル５を有するリアクトルを３つ以上備える。リアクトル装置は、リアクトルＡ～Ｃを収容する上面が開口した金属製のケース４を備え、各リアクトルＡ～Ｃは、複数の脚部１６、１７と、それを繋ぐヨーク部と、を備える環状のコア１を有する。脚部の少なくとも１つには、コイル５が巻回される。各リアクトルＡ～Ｃは、コイル５の軸方向がケース底板４７に垂直となるようにケース４に配置され、リアクトルＡ～Ｃの側周面の少なくとも一部が、ケース４の内周面に対向する向きに、リアクトルＡ～Ｃが配置される。

上記のような構成を有するリアクトル装置では、リアクトルの内部で発生した熱を、リアクトルの側周面より効率的にケースに伝達させ、ケース外部に放出することが可能となり、リアクトル装置の温度上昇を抑制することができる。また、各リアクトルで発生した熱が、ケースに伝達しやすいため、各リアクトルで発生した熱が干渉しにくい。そのため、リアクトル装置内部に熱がこもりにくい。故に、リアクトル装置において、放熱を効率良く実施することが可能となる。

（２）コア１が複数の脚部を有し、それぞれの脚部が平行である場合に、リアクトルの側周面は、コイル及び脚部を含むリアクトルの一面であるとしても良い。リアクトルにおける熱は、コイルより発せられ、最終的に放熱を担うケースに対して伝わることで、リアクトルの放熱が行われる。つまり、効率の良い放熱を行うためには、リアクトルからケースへの熱の受け渡しが重要となる。そのためには、リアクトルの放熱を担う部分の面積を広くすることが有効である。そこで、コア１がＥ字コアやＵ字コアなど複数の脚部を有し、それぞれの脚部が平行である場合には、リアクトルの側周面として、コイル及び脚部を含むリアクトルの一面する。これにより、側周面として、リアクトルにおいて、放熱を担う部分の面積を広くすることができる。これにより、ケース外部に熱を効率良く放出することができ、リアクトル装置の温度上昇を抑制することができる。また、コイルが発した熱は、熱伝導率が高いコア１に対しても伝わりやすい。コア１からケースへ熱を伝達されることも、リアクトルの放熱にとって有効な手段となる。

（請求項３に対応）
側周面として、リアクトルＡ～Ｃの長手方向に延びる一面としても良い。前述の通り、効率の良い放熱に、放熱を担う側周面の面積を広くすることが有効である。リアクトルＡ～Ｃの長手方向に延びる一面を側周面とすることで、側周面の面積を広く確保することが可能となり、熱を効率良く放出することができ、リアクトル装置の温度上昇を抑制することができる。

（３）各リアクトルの間には、ケース側面４６から突出する突出部４１～４３が設けられる。効率の良いリアクトルの放熱の為には、リアクトルの近くに熱伝導率の良い金属が配置されることが望ましい。リアクトルの周囲には、リアクトルからケース４への熱を伝達させることを目的として、充填成形部６が充填される。一般的に、充填成形部６の熱伝導率は、金属であるケースより低い。熱伝導率が高いケースと同じ材質の突出部４１～４３が、リアクトルＡ～Ｃの近傍に配置されることで、各リアクトルの放熱性が上昇し、リアクトル装置の温度上昇を抑制することができる。

（４）突出部４１～４３のリアクトルＡ～Ｃと対向する面は、リアクトルに沿った形状である。前述の通り、リアクトルの放熱を効率良く行うためには、突出部４１～４３とリアクトルとを可能な限り近づける必要がある。突出部４１～４３とリアクトルとの熱の伝達をスムーズに行うことでリアクトルの熱をケース４に効率良く伝達されることが可能となる。突出部４１～４３のリアクトルと対向する面の形状を、リアクトルに沿った形状とすることで、各リアクトルの放熱性が上昇し、リアクトル装置の温度上昇を抑制することができる。

（５）各リアクトルＡ～Ｃが対向する領域には、ケース底板４７から立設する突起部４１ａが設けられる。Ａ－Ａ平面で見た場合において、リアクトルＡ～Ｃが対向する領域は、各リアクトルから発生する熱が干渉しやすい領域である。この領域に、ケース底板４７から立設する突起部４１ａを設けることで、それぞれのコイルから発生した熱を効率良くケースに伝達することができる排熱のルートを形成することが可能となる。これにより、各リアクトルの放熱性が上昇し、リアクトル装置の温度上昇を抑制することができる。

（６）リアクトルは、突出部４２、４３または突起部４１ａを介してケースに固定されている。リアクトルＡ～Ｃ間に位置する突出部４２、４３または突起部４１ａにリアクトルＡ～Ｃを固定用の固定部を設ける。これにより、固定用の壁を設けなくとも、リアクトルＡ～Ｃを固定することが可能となるため、ケース内のスペースの有効活用や、リアクトル装置の小型化を実現に寄与することが可能となる。

（７）突出部４１～４３や突起部４１ａを、熱導電率の高いケースと同じ素材とすることにより、各リアクトルの放熱性が上昇し、リアクトル装置の温度上昇を抑制することができる。また、突出部４１～４３または突起部４１ａは、ケース４と一続きである。突出部４１～４３または突起部４１ａがケース４と一続きであるため、突出部４１～４３または突起部４１ａをケース４と接着する必要がない。例えば、突出部４１～４３または突起部４１ａを接着剤により、ケース４に接着する場合には、ケース４より熱伝導率が低い接着剤が熱の伝達を阻害することになる。また、突出部４１～４３または突起部４１ａとケースとの継ぎ目が存在する場合には、継ぎ目の空気層が熱の伝達を阻害する。このように、突出部４１～４３や突起部４１ａをケースと一続きで成形することで、ケース成形時の工程数の増加や、温度上昇を抑制したリアクトル装置を実現することが可能となる。

（８）リアクトルＢとリアクトルＣの側周面とが平行になるようにリアクトルＢ及びリアクトルＣを配置し、リアクトルＡの側周面がリアクトルＢとリアクトルＣの側周面と直交するようにリアクトルＡを配置した。このような配置とするとことで、リアクトルＡ～Ｃの温度の上昇を抑制すると共に、コンパクトなリアクトル装置を実現することが可能となる。

すなわち、本実施形態のようにリアクトルＡ～Ｃを配置することで、リアクトル装置の放熱性能を高くすることができる。図８は、従来のリアクトルの配置とした比較例におけるリアクトル装置の内部温度に解析図である。図８では、図１３のようにリアクトルＡ～Ｃを並列に配置した。なお、解析は、リアクトル装置全体の１／４の範囲で行った。図８からは、コア１部分で温度が１９３．９℃となり、コイル５部分で、２４０．８℃となることがわかる。一方、図９は、本実施形態のリアクトル装置の内部温度に解析図であり、図９においても解析は、リアクトル装置の１／２の範囲で行ない、その解析結果をさらに１／２にしたものである。図９に示すように、黒い部分では、コア１部分で温度が１２７．７℃となり、コイル５部分で、１４６．０℃となることがわかる。本実施形態のリアクトル装置では、温度が５１．４％減少している。これは、リアクトルＡ～Ｃのコイル５で発生した熱が、ケース４の外壁へと伝達しやすくなり、リアクトルＡ～Ｃの温度の上昇を抑制したためである。

また、この配置とすることで、リアクトルＡ～Ｃを並列に配置した場合と比較して、リアクトル装置の寸法を抑制することが可能となる。リアクトルＡ～Ｃの寸法が５７×１０８×７０の場合には、リアクトルＡ～Ｃを並列に配置した場合には、リアクトル装置の寸法は、１７３×１２０×７０となるのに対して、本実施形態のリアクトル装置の寸法は、１６５×１２０×７０となる。このように、リアクトルＡ～Ｃの配置方法を変更することで、長さ方向の寸法を抑制することができ、体積にして４．６％減少させることが可能となる。

（９）リアクトルのコア１は、Ｅ字コアとすることが望ましい。Ｅ字コアとすることで、リアクトルのコイルと、脚部２本を有する面を側周面とすることが可能となる。効率の良い放熱には、放熱を担う側周面の面積を広くすることが有効である。Ｅ字コアとすることで、コイルと、脚部２本を有する広い面積を有する面を側周面とすることができ、各リアクトルの熱を効率良く放出することができ、リアクトル装置の温度上昇を抑制することができる。また、ケースの材質を、熱伝導率及び放熱性の高いアルミニウム又はアルミニウム合金とすることで、リアクトル装置の温度上昇を抑制することができる。

［３．他の実施形態］
本発明は、第１及び第２の実施形態に限定されるものではなく、下記に示す他の実施形態も包含する。また、本発明は、第１の実施形態及び下記の他の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせた形態も包含する。さらに、これらの実施形態を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、その変形も本発明に含まれる。

（実施形態の変形例１、２）
（１）本実施形態では、リアクトルＢとリアクトルＣの側周面とが平行になるようにリアクトルＢ及びリアクトルＣを配置し、リアクトルＡの側周面がリアクトルＢとリアクトルＣの側周面と直交するようにリアクトルＡを配置したが、各リアクトルの配置は、これに限らない。例えば、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、リアクトルＡ～Ｃの側周面の少なくとも一つが、ケースの内周面に対向する向きに、配置さえすれば、その配置は任意とすることができる。

図１０（ａ）は、実施形態の変形例１を示す図である。図１０（ａ）は、ケースの形状は、本実施形態と同様であるが、リアクトルＢ、Ｃに対するリアクトルＡの向きが異なる。本実施形態では、側周面が平行になるように配置したアクトルＢ、Ｃに対して、リアクトルＡの側周面がアクトルＢ、Ｃの側周面と直交するようにリアクトルＡを配置した。しかしながら、リアクトルＢ、Ｃに対するリアクトルＡの向きはこれに限らない。リアクトルＡの側周面から延びる線がアクトルＢ、Ｃの側周面から延びる線と、厳密に直交せず略直角に交わっても良い。さらに、図１０（ａ）のように、リアクトルＢ、Ｃの側周面に対して、リアクトルＡの側周面が交わる角度でリアクトルＡを配置すれば、リアクトルＢ、Ｃに対するリアクトルＡの向きは、任意とすることができる。このような、ケースの形状およびリアクトルＡ～Ｃの配置としたとしても、各リアクトルのコイル５で発生した熱が、ケース４の外壁へと伝達しやすくなり、各リアクトルの温度の上昇を抑制することが可能となる。

図１０（ｂ）は、実施形態の変形例２を示す図である。図１０は、ケースの断面の形状が、六角形である。このケースに対して、リアクトルＡ～Ｃは、いずれも側周面がケース側面４６と対向する位置に配置される。一方、ケース側面４６に対して配置された側周面とは反対側の一面が、それぞれ対向する向きに配置される。このような、ケースの形状およびリアクトルＡ～Ｃの配置としたとしても、各リアクトルのコイル５で発生した熱が、ケース４の外壁へと伝達しやすくなり、各リアクトルの温度の上昇を抑制することが可能となる。

（実施形態の変形例３）
（２）本実施形態では、リアクトル装置内に３つのリアクトルを配置したが、３つ以上であれば、内部に配置するリアクトルの数に制限を設けない。例えば、図１１は、内部にリアクトルを４乃至５個配置したリアクトル装置の断面図である。図１１（ａ）は４個、図１１（ｂ）は５個のリアクトルを配置している。このような場合においても、リアクトルの側面が、ケース外壁やケース外壁から突出する壁と対向しているため、各リアクトルのコイル５で発生した熱が、ケース４の外壁へと伝達しやすくなり、各リアクトルの温度の上昇を抑制することが可能となる。

（実施形態の変形例４）
（２）本実施形態では、コア１の形状をＥ字型であるとしたが、コイル５を巻回する脚部の他にコイル５を巻回しない脚部を１つ以上有するのであれば、任意の形状のコア１を有するリアクトルを使用することが可能となる。例えば、Ｕ字コアを使用することができる。図１２は、Ｕ字コアを有するリアクトルをリアクトル装置内に３つ配置した場合の断面図である。Ｕ字コアを使用した場合でも、リアクトルＡ～Ｃの配置方法を変更することで、リアクトルＡ～Ｃのコイル５で発生した熱が、ケース４の外壁へと伝達しやすくなり、リアクトルＡ～Ｃの温度の上昇を抑制することが可能となる。

第１実施形態では、各リアクトルの寸法を同一としたが、これに限定しない。例えば、リアクトルＢ及びリアクトルＣを同一の寸法とし、リアクトルＡの寸法を異なる寸法としても良い。また、リアクトルＡの側周面と、リアクトルＢ及びリアクトルＣの側周面とを直交させるとしたが、厳密な直交に限定されるものではない。

１…コア
１Ａ…上コア
１Ｂ…下コア
２…樹脂部材
２Ｂ…下カバー
２Ａ…上カバー
４…ケース
５…コイル
６…充填成形部
１５…中脚
１６…外脚
１７…外脚
１８…ヨーク
２１…固定部
２１ａ…ネジ挿入孔
２２…端子固定部
４１ａ…突起部
４１…突出部
４２…突出部
４３…突出部
４４…固定部
４５…開口部
４６…ケース側面
４７…ケース底板
５２ａ…接続端子
５３…固定用ネジ
９１…ネジ

Claims (12)

1. コア及びコイルを有するリアクトルを３つ以上備えるリアクトル装置であって、
   前記リアクトル装置は、
   前記リアクトルを収容する上面が開口した金属製のケースを備え、
   前記各リアクトルは、
   複数の脚部と、それを繋ぐヨーク部と、を備える環状のコアと、
   前記ケースに固定する固定部と、
   を有し、
   前記脚部の少なくとも１つには、前記コイルが巻回され、
   前記各リアクトルは、
   前記コイルの軸方向が前記ケースの底板に垂直となるように前記ケースに配置され、
   前記リアクトルの側周面の少なくとも一部が、前記ケースの内周面に対向する向きに、リアクトルが固定され、
   前記複数の脚部は、それぞれが平行に設けられており、
   前記リアクトルの側周面は、前記コイル及び平行に並んだ前記脚部を含む一面であり、
   各リアクトルが対向する領域には、前記ケースの底板から立設する突起部が設けられることを特徴とするリアクトル装置。
2. 前記コイルの側周面は、前記リアクトルの長手方向に延びるリアクトルの一面であることを特徴とする請求項１に記載のリアクトル装置。
3. 前記リアクトルとリアクトルの間には、ケース側面から突出する突出部が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載のリアクトル装置。
4. 前記突出部の前記リアクトルと対向する面は、前記側周面に沿った形状であることを特徴する請求項３に記載のリアクトル装置。
5. 前記突出部は、前記ケースと一続きであり、同じ素材であることを特徴とする請求項３または４に記載のリアクトル装置。
6. 前記リアクトルは、前記突出部または前記突起部を介して前記ケースに固定されていることを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載のリアクトル装置。
7. 前記突起部は、前記ケースと一続きであり、同じ素材であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のリアクトル装置。
8. 前記リアクトルの側周面を平行に配置する２つのリアクトルと、
   平行に配置した２つのリアクトルの側周面に対して、交わる角度で配置される側周面を有する１つのリアクトルと、
   を備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のリアクトル装置。
9. 前記交わる角度は略直角であることを特徴とする請求項８に記載のリアクトル装置。
10. 前記３つ以上のリアクトルにおいて、ケースの内周面に対して配置された側周面とは反対側の一面が、それぞれ対向する向きに配置されることを特徴する請求項１乃至７の何れか１項に記載のリアクトル装置。
11. 前記コアは、Ｅ字コアであることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載のリアクトル装置。
12. 前記ケースは、アルミニウム又はアルミニウム合金からなること、
    を特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載のリアクトル装置。
    

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