リアクトル装置及び電力変換装置
【課題】リアクトルコアの振動を外部へ伝達することを抑制することができるリアクトル装置及び電力変換装置を提供すること。
【解決手段】リアクトル装置２０は、リアクトルコイル１５と、リアクトルコア２０１と、リアクトルコイル１５とリアクトルコア２０１とを内部に収容するリアクトルケース２０２と、リアクトルケース２０２の固定対象であるインバータ用筐体２５の設置部２６と接合する脚部２０３から構成されている。リアクトルコア２０１は、脚部２０３とインバータ用筐体２５の設置部２６との接合面３２に直交する方向の脚部２０３の厚さ分離間した位置に配置されるため、リアクトルコア２０１が直接インバータ用筐体２５に接合された場合と比較して、リアクトルコア２０１からインバータ用筐体２５までの距離が増加する。よって、リアクトルコア２０１の振動がインバータ用筐体２５を通じて外部へ伝達することを抑制することができる。
【解決手段】リアクトル装置２０は、リアクトルコイル１５と、リアクトルコア２０１と、リアクトルコイル１５とリアクトルコア２０１とを内部に収容するリアクトルケース２０２と、リアクトルケース２０２の固定対象であるインバータ用筐体２５の設置部２６と接合する脚部２０３から構成されている。リアクトルコア２０１は、脚部２０３とインバータ用筐体２５の設置部２６との接合面３２に直交する方向の脚部２０３の厚さ分離間した位置に配置されるため、リアクトルコア２０１が直接インバータ用筐体２５に接合された場合と比較して、リアクトルコア２０１からインバータ用筐体２５までの距離が増加する。よって、リアクトルコア２０１の振動がインバータ用筐体２５を通じて外部へ伝達することを抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電により磁束を発生させるコイルと、磁束の磁路となるリアクトルコアと、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及びこれを内蔵した電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド自動車等には、電源あるいは電池の電圧を適当に昇圧する電力変換装置が備えられ、電力変換装置には、その構成部品群の一つとして電磁エネルギーを蓄えるためのリアクトルが含まれる。リアクトルは、リアクトルコアに巻かれたコイルに電流を流すことによって電磁エネルギーを蓄えるが、その際にリアクトルコアの振動による騒音が発生するという問題がある。
【０００３】
上記問題に対して特許文献１においては、振動源となるリアクトルコアを、電力変換装置の構成部品群を格納する格納ケースに密接させ、振動の対象をリアクトルと格納ケースにすることで、振動対象の全質量を増加させるという構成を採用している。特許文献１では、この構成により、リアクトルのみで振動している場合と比較して、振動の対象となる全質量が増加することでリアクトルの振動量を抑制することができ、振動による騒音を軽減することができると述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−７３３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の従来技術では、振動の対象となる全質量が増加するため、振動そのものは減少する。しかし、リアクトルコアを電力変換装置の格納ケースに密接させ振動を伝達させているため、この電力変換装置の格納ケースを車体に接続するブラケットを通じた電力変換装置外部への振動の伝達は抑制できず、騒音を軽減しきれていないという問題がある。
【０００６】
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、リアクトルコアを振動源とする振動を外部へ伝達することを抑制することができるリアクトル装置及び電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、通電により磁束を発生させるリアクトルコイルと、前記リアクトルコイル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、該リアクトルケースの固定対象である筐体との接合面を有する脚部を有し、前記リアクトルコアが前記筐体から離れる方向に、前記脚部の前記接合面と離間させて配置されていることを特徴とする。
【０００８】
このように構成すれば、リアクトル装置はリアクトルケースの脚部を介して固定対象であるインバータ用筐体の設置部と接合し、振動源となるリアクトルコアは脚部と設置部との接合面を基準としてインバータ用筐体から離間した方向に配置される。そのため、リアクトルコアからリアクトルケース及び脚部を通じてインバータ用筐体に伝達される振動は、リアクトルコアが直接インバータ用筐体と接触している場合と比較して振動伝達経路が増加する。ここで振動は、振動源から距離が離れるにつれて減衰し伝達される。よって、本発明によれば、リアクトルコアの振動はインバータ用筐体に対して減衰して伝達されるため、振動がインバータ用筐体２５を通じて外部へ伝達することを抑制することができる。
【０００９】
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、前記筐体と前記脚部は、前記リアクトルケースと一体となるように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成すれば、部品点数を削減することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のリアクトル装置であって、前記リアクトルケースは、前記脚部と前記筐体との接合方向に開放部を有することを特徴とする。
【００１２】
このように構成すれば、リアクトルケースの開放部を上側に向けリアクトルコアの材料を所定高さまで注入、硬化させた後、開放部側をインバータ用筐体に向けて設置する製法を採用した場合に、インバータ用筐体と脚部との接合面からリアクトルコアを容易に離間させることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のリアクトル装置であって、前記リアクトルケースは、前記リアクトルコアの側面を覆う側壁部と、前記リアクトルケースにおける開放部と１８０度反対側の面を覆う被覆壁部を有することを特徴とする。
【００１４】
このように構成すれば、発熱源であるリアクトルコイルが発した熱は、リアクトルコアに密着している側壁部及び被覆壁部を通じてインバータ用筐体に伝熱し、インバータ用筐体を通じて外部へ放熱される。よって、リアクトルケースの外側に位置する電力変換装置の構成部品に対する熱放射を軽減することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のリアクトル装置であって、前記側壁部と前記被覆壁部は一体となるように形成されていることを特徴とする。
【００１６】
このように構成すれば、脚部と筐体との接合方向に開放部を有し、脚部の接合面と離間させたリアクトルコアを形成するに際して、開放部を上側に向けリアクトルコアの材料を所定高さまで注入、硬化させた後、開放部側を筐体に向けて設置する製法を採用した場合に、被覆壁部と側壁部との隙間からリアクトルコアの材料が漏れ出ることがない。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のリアクトル装置であって、前記リアクトルケースは、前記脚部と前記筐体との接合方向と１８０度反対側の被覆壁部が、該リアクトルケースと別部品により構成されていることを特徴とする。
【００１８】
このように構成すれば、例えば、リアクトルケースと別部品により構成されている被覆壁部の方向にリアクトル装置の端子を配置した後、被覆壁部をリアクトルケースに組み付けることができる。よって、リアクトル装置の配線方法など、設計の自由度の向上を図ることができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、通電により磁束を発生させるリアクトルコイルと、前記リアクトルコイル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を備えたリアクトル装置であって、前記リアクトルコアは、該リアクトルコアの固定対象である筐体との接合面を有する脚部を有し、前記リアクトルコアが前記筐体から離れる方向に、前記脚部の接合面と離間させて配置されていることを特徴とする。
【００２０】
このように構成すれば、リアクトルケースを用いずに、リアクトル装置とインバータ用筐体を固定することができる。よって、部品点数を削減することができ、リアクトル装置の小型化を図ることができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７に記載のリアクトル装置であって、前記リアクトルコアと前記筐体との間に防振ゴムが配置されていることを特徴とする。
【００２２】
このように構成すれば、リアクトルコアの振動は防振ゴムに吸収されるため、振動がインバータ用筐体を通じて外部へ伝達することを抑制することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、前記半導体モジュールを冷却する冷却器と、前記半導体モジュールに電気的に接続されたリアクトル装置とを有する電力変換装置であって、前記リアクトル装置は、請求項１乃至８記載のリアクトル装置であることを特徴とする。
【００２４】
このように構成すれば、リアクトル装置の振動を電力変換装置の外部へ伝達することを抑制する電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例における、電力変換装置を示す回路図。
【図２】実施例における、電力変換装置を示す断面図。
【図３】実施例１における、リアクトル装置を示す断面図。
【図４】実施例１における、リアクトル装置を示す平面図。
【図５】リアクトル装置の製造方法を示す説明図。
【図６】実施例２における、リアクトル装置を示す断面図。
【図７】実施例２における、リアクトル装置を示す平面図。
【図８】実施例３における、リアクトル装置を示す断面図。
【図９】実施例３における、リアクトル装置を示す平面図。
【図１０】実施例４における、リアクトル装置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（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。
【００２７】
図１は、リアクトル装置２０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。
【００２８】
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。
【００２９】
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とを備えている。リアクトルコイル１５は、外部電源１３側に接続され、入力電圧を昇圧する。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、制御回路２３（図２参照）による制御によりスイッチング動作を行う。
【００３０】
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。
【００３１】
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２３（図２参照）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。
【００３２】
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。
【００３３】
図２は、リアクトルコイル１５を内包するリアクトル装置２０を搭載した電力変換装置１の断面図を示している。
【００３４】
電力変換装置１は、図２に示すように、半導体モジュール１６、冷却器２１、リアクトル装置２０、フィルタコンデンサ１４、平滑コンデンサ１７、バスバー２２、及び制御回路部２３が格納ケース２４に収容されて構成されている。
【００３５】
半導体モジュール１６はコンバータ部１０又はインバータ部１１を構成するＩＧＢＴ素子１６１Ａ、１６１Ｂとダイオード１６２Ａ、１６２Ｂとを内蔵している。半導体モジュール１６からは信号端子２５と主電極端子２６が突出して形成されており、信号端子２５と主電極端子２６とは１８０度反対側からそれぞれ突出している。
【００３６】
冷却器２１は、半導体モジュール１６を冷却する。冷却器２１は図２に示すごとく、半導体モジュール１６を両面から挟持するように配置される複数の冷却管２１１と冷媒導入管２１２、冷媒排出管（不図示）とを有している。そして、全体的には、冷却管２１１と半導体モジュール１６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１６は、その両面を冷却管２１１により挟持された状態となる。
【００３７】
各冷却管２１１は、その内部に冷媒流路２１３を有しており、これに冷却媒体を流通させることができるように構成されている。また、複数の冷却管２１１の両端がそれぞれ連結され、２箇所のヘッダ部（不図示）を形成している。また、２箇所のヘッダ部（不図示）の端部には、冷媒導入管２１２と冷媒排出管（不図示）とがそれぞれ設けてある。冷媒導入管２１２と冷媒排出管（不図示）とは、冷却器２１の積層方向の一端に配された冷却管２１１に接続されている。そして、冷媒流路２１３に冷却媒体を流通させることにより、半導体モジュール１６を両面から冷却することができる。
【００３８】
上記冷却器２１における冷媒導入管２１２が接続されている冷却管２１１の積層方向の端部であって、冷媒導入管２１２と冷媒排出管（不図示）との間の空間にはリアクトル装置２０が配置されている。
【００３９】
また、冷却器２１の紙面下方、つまり半導体モジュール１６の主電極端子２６側には、半導体モジュール１６に対して電流を入出させるバスバー２２が配置されている。
【００４０】
冷却器２１、半導体モジュール１６、リアクトル装置２０、及びバスバー２２は、電力変換装置１の構成物品群を格納する格納ケース２４の一部を構成するインバータ用筐体２５に格納されている。インバータ用筐体２５は半導体モジュール１６の信号端子２５及び主電極端子２６の両突出方向にそれぞれ開口し、リアクトル装置２０を設置する設置部２６を有している。
【００４１】
冷却器２１の紙面上方、つまり半導体モジュール１６の信号端子２５側には、半導体モジュール１６のＩＧＢＴ素子１６１Ａ、１６１Ｂを制御する制御回路部２３が配置されている。半導体モジュール１６の信号端子２５は、制御回路部２３に接続されている。
【００４２】
また、バスバー２２の紙面下方、つまり、バスバー２２を挟んで冷却器２１及び半導体モジュール１６の反対側にはフィルタコンデンサ１４及び平滑コンデンサ１７が配置されている。半導体モジュール１６の主電極端子２６とフィルタコンデンサ１４及び平滑コンデンサ１７はともにバスバー２２に接続されている。なお、図２には不図示であるが、スナバコンデンサ１８もフィルタコンデンサ１４及び平滑コンデンサ１７と共に配置されている。
【００４３】
次に、上記電力変換装置１に配置されたリアクトル装置２０の具体的構成について説明する。
【００４４】
図３は実施例１におけるリアクトル装置２０の断面図、図４はリアクトル装置２０の平面図を示している。
【００４５】
リアクトル装置２０は、通電により磁束を発生させるリアクトルコイル１５と、リアクトルコイル１５が発生した磁束の磁路となる磁性体リアクトルコア２０１と、リアクトルコイル１５とリアクトルコア２０１を内部に収容するリアクトルケース２０２とから構成されている。
【００４６】
リアクトルケース２０２は円筒形状であり、リアクトルコア２０１の側面全周を覆う側壁部２０２１と、側壁部２０２１の端部でリアクトルコア２０１の端面を覆う円板状の被覆壁部２０２２が配置される構成になっている。リアクトルケース２０２は被覆壁部２０２２と１８０度反対側、つまり、インバータ用筐体２５の設置部２６との接合方向（図３、ｚ軸方向）には、設置部２６に対してリアクトルコア２０１を露出させた開放部３１を有している。そのため、被覆壁部２０２２は開放部３１と１８０度反対側のリアクトルコア２０１の端面を覆っているといえる。
【００４７】
また、リアクトルケース２０２は、開放部３１側の端部に脚部２０３を有している。脚部２０３は、リアクトルケース２０２の固定対象である設置部２６との接合面３２を有している。この接合面３２を介してリアクトルケース２０２は設置部２６に接合されている。脚部２０３は、側壁部２０２１の端部周縁から上記接合方向と直交する方向に延出して形成されている。脚部２０３は、上記接合方向から見た投影形状が被覆壁部２０２２の円形の投影形状よりも大きい四角形となるように延出して形成されている。つまり、四角形である脚部２０３の投影形状の一辺は円形の被覆壁部２０２２の直径より長く、脚部２０３の内側に側壁部２０２１が配置される構成になっている。ここで実施例１においては、図３に示すようにリアクトル装置２０として側壁部２０２１と被覆壁部２０２２と脚部２０３とが一体となるように形成されている。また、側壁部２０２１と被覆壁部２０２２と脚部２０３とを別部品とし、リアクトル装置２０の製造過程において各部品を接合させてもよい。
【００４８】
図３、図４に示すように、四角形である脚部２０３の４つの遇部にはボルト３３が挿入されるねじ孔３４がそれぞれ設けられている。また、設置部２６には、脚部２０３に設けられた各ねじ孔３４と対向する位置に各締結穴３５が設けられている。脚部２０３と設置部２６は、脚部２０３の接合面３２が設置部２６に接合した状態で、各ねじ孔３４を貫通して各締結穴３５に締結するボルト３３によって固定されている。
【００４９】
リアクトルケース２０２内には、リアクトルコイル１５とリアクトルコア２０１が収容されている。リアクトルコイル１５の端子２０４は、設置部２６に設けられた孔を通じてリアクトル装置２０の外に引き出され、外部と接続している。リアクトルコイル１５はリアクトルコア２０１で全体が囲まれており、リアクトルコア２０１はリアクトルケース２０２の側壁部２０２１と被覆壁部２０２２に密着している。
【００５０】
リアクトルコア２０１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コイル１５並びにリアクトルケース２０２の側壁部２０２１と被覆壁部２０２２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）などが用いられる。また、リアクトルコア２０１としてダストコアの代わりに、圧粉磁心材料を用いて形成した固定子コアや、電磁鋼板を用いてもよい。
【００５１】
リアクトルコア２０１は、上記接合方向、つまり設置部２６から離れる方向（図３、ｚ軸方向）に、脚部２０３の接合面３２と離間させて配置されている。リアクトルコア２０１は、具体的には脚部２０３の厚さ分（図３、Ｔ１）接合面３２から離間した位置に配置されている。リアクトルコア２０１と設置部２６とが離間した空間は空気層とされている。この空気層は脚部２０３の内周縁で囲まれる範囲内において、設置部２６と対向するリアクトルコア２０１の全面に亘って形成されている。その結果、リアクトルコア２０１と設置部２６とは接触していない。
次に、本実施例におけるリアクトル装置２０の製造方法の一例について、図５を用いて説明する。
【００５２】
まず、図５（ａ）に示すように、リアクトルケース２０２内における所定の位置に、リアクトルコイル１５を配置する。このとき、リアクトルコイル１５の端子２０４をリアクトルケース２０２の開放部３１よりも外側に突出させる。次いで、図５（ｂ）に示すように、リアクトルケース２０２の開放部３１から底面に向かって脚部２０３の厚さ分（図５（ｂ）、Ｔ１）離間した位置まで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を固化させてリアクトルコア２０１を形成する。次いで、図５（ｃ）に示すように、リアクトルケース２０２を１８０度回転し設置部２６に接合する。そのため、リアクトルケース２０２を回転させて接続するだけで、容易にリアクトルコア２０１を設置部２６から離間させて配置することができる。
【００５３】
次に、実施例１の作用効果について説明する。
【００５４】
リアクトルコア２０１の材料である磁性体は、一般的に磁歪特性を有する。磁歪特性とは、磁性体に対して外部から磁界を与えることにより、磁性体内部の各磁区における自発磁化の方向が、外部から与えられた磁界の方向に揃うことによって磁性体の外形が変形する特性である。したがって、リアクトルコイル１５に電流が流れると、その電流によって生じる磁界の方向と大きさに応じて、磁性体であるリアクトルコア２０１が変形する。ここで、リアクトルコイル１５に断続的に電流が流れた場合、リアクトルコア２０１は伸縮し振動が生じる。例えば、図１に示すようにリアクトル装置２０が電気自動車やハイブリッド自動車等の電力変換装置１に搭載された場合、電力変換装置１に用いられる半導体モジュール１６のスイッチング周波数ｆに応じた振動が生じる。そのため、スイッチング周波数ｆによっては、車両の乗員に耳障りな振動音を与えることになる。
【００５５】
実施例１では、リアクトル装置２０はリアクトルケース２０２の脚部２０３を介して固定対象であるインバータ用筐体２５の設置部２６と接合し、振動源となるリアクトルコア２０１は脚部２０３と設置部２６との接合面３２を基準としてインバータ用筐体２５から離間した方向に配置される。そのため、リアクトルコア２０１からリアクトルケース２０２及び脚部２０３を通じてインバータ用筐体２５に伝達される振動は、リアクトルコア２０１が直接インバータ用筐体２５と接触している場合と比較して振動伝達経路が増加する。ここで振動は、振動源から距離が離れるにつれて減衰し伝達される。よって、実施例１によれば、リアクトルコア２０１の振動はインバータ用筐体２５に対して減衰して伝達されるため、振動がインバータ用筐体２５を通じて外部へ伝達することを抑制することができる。
【００５６】
また、リアクトルケース２０２の開放部３１を上側に向けリアクトルコア２０１の材料を所定高さまで注入、硬化させた後、開放部３１側をインバータ用筐体２５に向けて設置する製法を採用した場合に、インバータ用筐体２５と脚部２０３との接合面３２からリアクトルコア２０１を容易に離間させることができる。
【００５７】
また、発熱源であるリアクトルコイル１４が発した熱は、リアクトルコア２０１に密着している側壁部２０２１及び被覆壁部２０２２を通じてインバータ用筐体２５に伝熱し、インバータ用筐体２５を通じて外部へ放熱される。よって、リアクトルケース２０２の外側に位置する電力変換装置１の構成部品に対する熱放射を軽減することができる。
【００５８】
また、上記構成のリアクトル装置２０を電力変換装置１内に配置したため、リアクトル装置２０の振動を外部へ伝達することを抑制する電力変換装置１を提供できる。
（実施例２）
図６は実施例２におけるリアクトル装置２０の断面図、図７はリアクトル装置２０の平面図を示している。
【００５９】
実施例２では、リアクトルケース２０２の被覆壁部２０２３が、リアクトルケース２０２の側壁部２０２１に対して別部品により構成されている。また、リアクトルコイル１５の端子２０４は、円板状の被覆壁部２０２３に設けられた孔を通じてリアクトル装置２０の外に引き出され、外部と接続している。
【００６０】
実施例２においては、図７に示すように円板状の被覆壁部２０２３の周縁部にボルト５０が挿入される４個のねじ孔５１が設けられている。また、側壁部２０２１の端部には、円板状の被覆壁部２０２３に設けられた各ねじ孔５１と対向する位置に各締結穴５２が設けられている。円板状の被覆壁部２０２３と側壁部２０２１は各ねじ孔５１を貫通して各締結穴５２に締結するボルト５０によって接合されている。ここで、図６に示すように、側壁部２０２１に締結穴５２を設けるため、側壁部２０２１は被覆壁部２０２３との接合面からボルト５０の締結方向（図６、ｚ軸方向）に対して一定長さ（少なくとも、ボルト５０の軸長以上）、リアクトルケース２０２の内側方向に対して肉厚となっている。また、円板状の被覆壁部２０２３とリアクトルケース２０２との接合はボルト５０を用いず、ろう付けにより接合してもよい。
【００６１】
なお、上記以外の構成は実施例１と同様である。
【００６２】
実施例２においては、上記のように構成することによって、図６、図７に示すように、側壁部２０２１と別部品により構成されている被覆壁部２０２３にリアクトルコイル１５の端子２０４を配置した後、円板状の被覆壁部２０２３をリアクトルケース２０２に組み付けることができる。よって、リアクトル装置２０の配線方法など、設計の自由度の向上を図ることができる。
（実施例３）
図８は実施例３におけるリアクトル装置２０の断面図、図９はリアクトル装置２０の平面図を示している。
【００６３】
実施例３では、リアクトルコア２０１は、設置部２６と接合する脚部２０３が円柱状リアクトルコア本体部２０５に一体成形されている。また、リアクトルコア本体部２０５はリアクトルケース２０２に覆われていない。つまり、リアクトルコア本体部２０５の外表面全体が露出している。脚部２０３は、リアクトルコア本体部２０５と同一材質で形成され、リアクトルコア本体部２０５の端部周縁からリアクトル装置２０とインバータ用筐体２５の設置部２６との接合方向（図８、ｚ軸方向）と直交する方向に延出して形成されている。脚部２０３は、上記接合方向から見た投影形状がリアクトルコア本体部２０５の円形の投影形状よりも大きい四角形となるように延出して形成されている。つまり、四角形である脚部２０３の投影形状の一辺は、円形であるリアクトルコア本体部２０５の投影形状の直径より長くなっている。
【００６４】
また、四角形である脚部２０３の４つの遇部には、ボルト３３が挿入されるねじ孔３４を有する金属製の補強部６０がインサート成形により埋設され、金属製の補強部６０が設置部２６と脚部２０３との接合面３２の一部を成している。ここで、実施例３においては、リアクトルコア２０１は、磁性鉄粉と樹脂を混入したダストコア又は圧粉磁心材料を用いて形成されている。
【００６５】
リアクトルコア本体部２０５に一体成形された脚部２０３は、リアクトルコア本体部２０５の端部面から接合方向に対して突出している。そのため、リアクトルコア本体部２０５は、接合方向、つまり、設置部２６から離れる方向に接合面３２から離間して配置され、空気層が形成されている。この空気層は脚部２０３の内周縁で囲まれる範囲内において、設置部２６と対向するリアクトルコア本体部２０５の全面に亘って形成されている。その結果、リアクトルコア本体部２０５と設置部２６とは接触していない。
【００６６】
なお、上記以外の構成は実施例１と同様である。
【００６７】
実施例３においては、上記のように構成することによって、リアクトルケース２０２を用いずに、リアクトル装置２０とインバータ用筐体２５を固定することができる。よって、部品点数を削減することができ、リアクトル装置２０の小型化を図ることができる。
（実施例４）
図１０は実施例４におけるリアクトル装置２０の断面図を示している。
【００６８】
実施例４では、リアクトルコア２０１とインバータ用筐体２５の設置部２６とが離間した空間に防振ゴム７０を充填している。ここで、図８は一例として実施例１に記載されたリアクトル装置２０のリアクトルコア２０１と設置部２６とが離間した空間に対して防振ゴム７０を充填しているが、実施例２、実施例３に対して適用してもよい。
【００６９】
実施例４においては、上記のように構成することによって、リアクトルコア２０１の振動は防振ゴム７０に吸収されるため、振動がインバータ用筐体２５を通じて外部へ伝達することを抑制することができる。
【００７０】
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。
【００７１】
・上記実施例１に記載した電力変換装置１に、上記実施例２乃至４に記載したリアクトル装置２０を適用させてもよい。このようにしても、リアクトル装置２０の振動を外部へ伝達することを抑制する電力変換装置１を提供することができる。
【００７２】
・上記実施例１乃至３では、リアクトルケース２０２に開放部３１を形成したが、リアクトルケース２０２でリアクトルコア２０１の全面を覆い、リアクトルコア２０１がリアクトルケース２０１に内包された状態でインバータ用筐体２５から離間させてもよい。
【００７３】
・上記実施例では、リアクトル装置２０が設置されるインバータ用筐体２５は電力変換装置１の構成物品群を格納する格納ケース２４の一部を構成したが、インバータ用筐体２５が電力変換装置１の格納ケース２５に内装される態様にしてもよい。
【００７４】
・上記実施例１乃至３では、リアクトルコア２０１はインバータ用筐体２５の設置部２６から脚部２０３の厚さ分離間しているが、脚部２０３の厚さ以下、脚部２０３の厚さ以上で離間してもよい。
【００７５】
・上記実施例では、脚部２０３と被覆壁部２０２３は４箇所で締結されていたが、３箇所以下、５箇所以上で締結してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１ 電力変換装置
１５ リアクトルコイル
１６ 半導体モジュール
２０ リアクトル装置
２０１ リアクトルコア
２０２ リアクトルケース
２０２１ 側壁部
２０２２、２０２３ 被覆壁部
２０３ 脚部
２０４ 端子
２４ 格納ケース
２５ インバータ用筐体
２６ 設置部
３１ 開放部
３３、５０ ボルト
３４、５１ ねじ孔
３５、５２ 締結穴
６０ 補強部
７０ 防振ゴム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電により磁束を発生させるコイルと、磁束の磁路となるリアクトルコアと、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及びこれを内蔵した電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド自動車等には、電源あるいは電池の電圧を適当に昇圧する電力変換装置が備えられ、電力変換装置には、その構成部品群の一つとして電磁エネルギーを蓄えるためのリアクトルが含まれる。リアクトルは、リアクトルコアに巻かれたコイルに電流を流すことによって電磁エネルギーを蓄えるが、その際にリアクトルコアの振動による騒音が発生するという問題がある。
【０００３】
上記問題に対して特許文献１においては、振動源となるリアクトルコアを、電力変換装置の構成部品群を格納する格納ケースに密接させ、振動の対象をリアクトルと格納ケースにすることで、振動対象の全質量を増加させるという構成を採用している。特許文献１では、この構成により、リアクトルのみで振動している場合と比較して、振動の対象となる全質量が増加することでリアクトルの振動量を抑制することができ、振動による騒音を軽減することができると述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−７３３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の従来技術では、振動の対象となる全質量が増加するため、振動そのものは減少する。しかし、リアクトルコアを電力変換装置の格納ケースに密接させ振動を伝達させているため、この電力変換装置の格納ケースを車体に接続するブラケットを通じた電力変換装置外部への振動の伝達は抑制できず、騒音を軽減しきれていないという問題がある。
【０００６】
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、リアクトルコアを振動源とする振動を外部へ伝達することを抑制することができるリアクトル装置及び電力変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、通電により磁束を発生させるリアクトルコイルと、前記リアクトルコイル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、該リアクトルケースの固定対象である筐体との接合面を有する脚部を有し、前記リアクトルコアが前記筐体から離れる方向に、前記脚部の前記接合面と離間させて配置されていることを特徴とする。
【０００８】
このように構成すれば、リアクトル装置はリアクトルケースの脚部を介して固定対象であるインバータ用筐体の設置部と接合し、振動源となるリアクトルコアは脚部と設置部との接合面を基準としてインバータ用筐体から離間した方向に配置される。そのため、リアクトルコアからリアクトルケース及び脚部を通じてインバータ用筐体に伝達される振動は、リアクトルコアが直接インバータ用筐体と接触している場合と比較して振動伝達経路が増加する。ここで振動は、振動源から距離が離れるにつれて減衰し伝達される。よって、本発明によれば、リアクトルコアの振動はインバータ用筐体に対して減衰して伝達されるため、振動がインバータ用筐体２５を通じて外部へ伝達することを抑制することができる。
【０００９】
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、前記筐体と前記脚部は、前記リアクトルケースと一体となるように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成すれば、部品点数を削減することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のリアクトル装置であって、前記リアクトルケースは、前記脚部と前記筐体との接合方向に開放部を有することを特徴とする。
【００１２】
このように構成すれば、リアクトルケースの開放部を上側に向けリアクトルコアの材料を所定高さまで注入、硬化させた後、開放部側をインバータ用筐体に向けて設置する製法を採用した場合に、インバータ用筐体と脚部との接合面からリアクトルコアを容易に離間させることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のリアクトル装置であって、前記リアクトルケースは、前記リアクトルコアの側面を覆う側壁部と、前記リアクトルケースにおける開放部と１８０度反対側の面を覆う被覆壁部を有することを特徴とする。
【００１４】
このように構成すれば、発熱源であるリアクトルコイルが発した熱は、リアクトルコアに密着している側壁部及び被覆壁部を通じてインバータ用筐体に伝熱し、インバータ用筐体を通じて外部へ放熱される。よって、リアクトルケースの外側に位置する電力変換装置の構成部品に対する熱放射を軽減することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のリアクトル装置であって、前記側壁部と前記被覆壁部は一体となるように形成されていることを特徴とする。
【００１６】
このように構成すれば、脚部と筐体との接合方向に開放部を有し、脚部の接合面と離間させたリアクトルコアを形成するに際して、開放部を上側に向けリアクトルコアの材料を所定高さまで注入、硬化させた後、開放部側を筐体に向けて設置する製法を採用した場合に、被覆壁部と側壁部との隙間からリアクトルコアの材料が漏れ出ることがない。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のリアクトル装置であって、前記リアクトルケースは、前記脚部と前記筐体との接合方向と１８０度反対側の被覆壁部が、該リアクトルケースと別部品により構成されていることを特徴とする。
【００１８】
このように構成すれば、例えば、リアクトルケースと別部品により構成されている被覆壁部の方向にリアクトル装置の端子を配置した後、被覆壁部をリアクトルケースに組み付けることができる。よって、リアクトル装置の配線方法など、設計の自由度の向上を図ることができる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、通電により磁束を発生させるリアクトルコイルと、前記リアクトルコイル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を備えたリアクトル装置であって、前記リアクトルコアは、該リアクトルコアの固定対象である筐体との接合面を有する脚部を有し、前記リアクトルコアが前記筐体から離れる方向に、前記脚部の接合面と離間させて配置されていることを特徴とする。
【００２０】
このように構成すれば、リアクトルケースを用いずに、リアクトル装置とインバータ用筐体を固定することができる。よって、部品点数を削減することができ、リアクトル装置の小型化を図ることができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７に記載のリアクトル装置であって、前記リアクトルコアと前記筐体との間に防振ゴムが配置されていることを特徴とする。
【００２２】
このように構成すれば、リアクトルコアの振動は防振ゴムに吸収されるため、振動がインバータ用筐体を通じて外部へ伝達することを抑制することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、前記半導体モジュールを冷却する冷却器と、前記半導体モジュールに電気的に接続されたリアクトル装置とを有する電力変換装置であって、前記リアクトル装置は、請求項１乃至８記載のリアクトル装置であることを特徴とする。
【００２４】
このように構成すれば、リアクトル装置の振動を電力変換装置の外部へ伝達することを抑制する電力変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例における、電力変換装置を示す回路図。
【図２】実施例における、電力変換装置を示す断面図。
【図３】実施例１における、リアクトル装置を示す断面図。
【図４】実施例１における、リアクトル装置を示す平面図。
【図５】リアクトル装置の製造方法を示す説明図。
【図６】実施例２における、リアクトル装置を示す断面図。
【図７】実施例２における、リアクトル装置を示す平面図。
【図８】実施例３における、リアクトル装置を示す断面図。
【図９】実施例３における、リアクトル装置を示す平面図。
【図１０】実施例４における、リアクトル装置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（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。
【００２７】
図１は、リアクトル装置２０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。
【００２８】
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。
【００２９】
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とを備えている。リアクトルコイル１５は、外部電源１３側に接続され、入力電圧を昇圧する。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、制御回路２３（図２参照）による制御によりスイッチング動作を行う。
【００３０】
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。
【００３１】
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２３（図２参照）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。
【００３２】
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。
【００３３】
図２は、リアクトルコイル１５を内包するリアクトル装置２０を搭載した電力変換装置１の断面図を示している。
【００３４】
電力変換装置１は、図２に示すように、半導体モジュール１６、冷却器２１、リアクトル装置２０、フィルタコンデンサ１４、平滑コンデンサ１７、バスバー２２、及び制御回路部２３が格納ケース２４に収容されて構成されている。
【００３５】
半導体モジュール１６はコンバータ部１０又はインバータ部１１を構成するＩＧＢＴ素子１６１Ａ、１６１Ｂとダイオード１６２Ａ、１６２Ｂとを内蔵している。半導体モジュール１６からは信号端子２５と主電極端子２６が突出して形成されており、信号端子２５と主電極端子２６とは１８０度反対側からそれぞれ突出している。
【００３６】
冷却器２１は、半導体モジュール１６を冷却する。冷却器２１は図２に示すごとく、半導体モジュール１６を両面から挟持するように配置される複数の冷却管２１１と冷媒導入管２１２、冷媒排出管（不図示）とを有している。そして、全体的には、冷却管２１１と半導体モジュール１６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１６は、その両面を冷却管２１１により挟持された状態となる。
【００３７】
各冷却管２１１は、その内部に冷媒流路２１３を有しており、これに冷却媒体を流通させることができるように構成されている。また、複数の冷却管２１１の両端がそれぞれ連結され、２箇所のヘッダ部（不図示）を形成している。また、２箇所のヘッダ部（不図示）の端部には、冷媒導入管２１２と冷媒排出管（不図示）とがそれぞれ設けてある。冷媒導入管２１２と冷媒排出管（不図示）とは、冷却器２１の積層方向の一端に配された冷却管２１１に接続されている。そして、冷媒流路２１３に冷却媒体を流通させることにより、半導体モジュール１６を両面から冷却することができる。
【００３８】
上記冷却器２１における冷媒導入管２１２が接続されている冷却管２１１の積層方向の端部であって、冷媒導入管２１２と冷媒排出管（不図示）との間の空間にはリアクトル装置２０が配置されている。
【００３９】
また、冷却器２１の紙面下方、つまり半導体モジュール１６の主電極端子２６側には、半導体モジュール１６に対して電流を入出させるバスバー２２が配置されている。
【００４０】
冷却器２１、半導体モジュール１６、リアクトル装置２０、及びバスバー２２は、電力変換装置１の構成物品群を格納する格納ケース２４の一部を構成するインバータ用筐体２５に格納されている。インバータ用筐体２５は半導体モジュール１６の信号端子２５及び主電極端子２６の両突出方向にそれぞれ開口し、リアクトル装置２０を設置する設置部２６を有している。
【００４１】
冷却器２１の紙面上方、つまり半導体モジュール１６の信号端子２５側には、半導体モジュール１６のＩＧＢＴ素子１６１Ａ、１６１Ｂを制御する制御回路部２３が配置されている。半導体モジュール１６の信号端子２５は、制御回路部２３に接続されている。
【００４２】
また、バスバー２２の紙面下方、つまり、バスバー２２を挟んで冷却器２１及び半導体モジュール１６の反対側にはフィルタコンデンサ１４及び平滑コンデンサ１７が配置されている。半導体モジュール１６の主電極端子２６とフィルタコンデンサ１４及び平滑コンデンサ１７はともにバスバー２２に接続されている。なお、図２には不図示であるが、スナバコンデンサ１８もフィルタコンデンサ１４及び平滑コンデンサ１７と共に配置されている。
【００４３】
次に、上記電力変換装置１に配置されたリアクトル装置２０の具体的構成について説明する。
【００４４】
図３は実施例１におけるリアクトル装置２０の断面図、図４はリアクトル装置２０の平面図を示している。
【００４５】
リアクトル装置２０は、通電により磁束を発生させるリアクトルコイル１５と、リアクトルコイル１５が発生した磁束の磁路となる磁性体リアクトルコア２０１と、リアクトルコイル１５とリアクトルコア２０１を内部に収容するリアクトルケース２０２とから構成されている。
【００４６】
リアクトルケース２０２は円筒形状であり、リアクトルコア２０１の側面全周を覆う側壁部２０２１と、側壁部２０２１の端部でリアクトルコア２０１の端面を覆う円板状の被覆壁部２０２２が配置される構成になっている。リアクトルケース２０２は被覆壁部２０２２と１８０度反対側、つまり、インバータ用筐体２５の設置部２６との接合方向（図３、ｚ軸方向）には、設置部２６に対してリアクトルコア２０１を露出させた開放部３１を有している。そのため、被覆壁部２０２２は開放部３１と１８０度反対側のリアクトルコア２０１の端面を覆っているといえる。
【００４７】
また、リアクトルケース２０２は、開放部３１側の端部に脚部２０３を有している。脚部２０３は、リアクトルケース２０２の固定対象である設置部２６との接合面３２を有している。この接合面３２を介してリアクトルケース２０２は設置部２６に接合されている。脚部２０３は、側壁部２０２１の端部周縁から上記接合方向と直交する方向に延出して形成されている。脚部２０３は、上記接合方向から見た投影形状が被覆壁部２０２２の円形の投影形状よりも大きい四角形となるように延出して形成されている。つまり、四角形である脚部２０３の投影形状の一辺は円形の被覆壁部２０２２の直径より長く、脚部２０３の内側に側壁部２０２１が配置される構成になっている。ここで実施例１においては、図３に示すようにリアクトル装置２０として側壁部２０２１と被覆壁部２０２２と脚部２０３とが一体となるように形成されている。また、側壁部２０２１と被覆壁部２０２２と脚部２０３とを別部品とし、リアクトル装置２０の製造過程において各部品を接合させてもよい。
【００４８】
図３、図４に示すように、四角形である脚部２０３の４つの遇部にはボルト３３が挿入されるねじ孔３４がそれぞれ設けられている。また、設置部２６には、脚部２０３に設けられた各ねじ孔３４と対向する位置に各締結穴３５が設けられている。脚部２０３と設置部２６は、脚部２０３の接合面３２が設置部２６に接合した状態で、各ねじ孔３４を貫通して各締結穴３５に締結するボルト３３によって固定されている。
【００４９】
リアクトルケース２０２内には、リアクトルコイル１５とリアクトルコア２０１が収容されている。リアクトルコイル１５の端子２０４は、設置部２６に設けられた孔を通じてリアクトル装置２０の外に引き出され、外部と接続している。リアクトルコイル１５はリアクトルコア２０１で全体が囲まれており、リアクトルコア２０１はリアクトルケース２０２の側壁部２０２１と被覆壁部２０２２に密着している。
【００５０】
リアクトルコア２０１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コイル１５並びにリアクトルケース２０２の側壁部２０２１と被覆壁部２０２２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）などが用いられる。また、リアクトルコア２０１としてダストコアの代わりに、圧粉磁心材料を用いて形成した固定子コアや、電磁鋼板を用いてもよい。
【００５１】
リアクトルコア２０１は、上記接合方向、つまり設置部２６から離れる方向（図３、ｚ軸方向）に、脚部２０３の接合面３２と離間させて配置されている。リアクトルコア２０１は、具体的には脚部２０３の厚さ分（図３、Ｔ１）接合面３２から離間した位置に配置されている。リアクトルコア２０１と設置部２６とが離間した空間は空気層とされている。この空気層は脚部２０３の内周縁で囲まれる範囲内において、設置部２６と対向するリアクトルコア２０１の全面に亘って形成されている。その結果、リアクトルコア２０１と設置部２６とは接触していない。
次に、本実施例におけるリアクトル装置２０の製造方法の一例について、図５を用いて説明する。
【００５２】
まず、図５（ａ）に示すように、リアクトルケース２０２内における所定の位置に、リアクトルコイル１５を配置する。このとき、リアクトルコイル１５の端子２０４をリアクトルケース２０２の開放部３１よりも外側に突出させる。次いで、図５（ｂ）に示すように、リアクトルケース２０２の開放部３１から底面に向かって脚部２０３の厚さ分（図５（ｂ）、Ｔ１）離間した位置まで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を固化させてリアクトルコア２０１を形成する。次いで、図５（ｃ）に示すように、リアクトルケース２０２を１８０度回転し設置部２６に接合する。そのため、リアクトルケース２０２を回転させて接続するだけで、容易にリアクトルコア２０１を設置部２６から離間させて配置することができる。
【００５３】
次に、実施例１の作用効果について説明する。
【００５４】
リアクトルコア２０１の材料である磁性体は、一般的に磁歪特性を有する。磁歪特性とは、磁性体に対して外部から磁界を与えることにより、磁性体内部の各磁区における自発磁化の方向が、外部から与えられた磁界の方向に揃うことによって磁性体の外形が変形する特性である。したがって、リアクトルコイル１５に電流が流れると、その電流によって生じる磁界の方向と大きさに応じて、磁性体であるリアクトルコア２０１が変形する。ここで、リアクトルコイル１５に断続的に電流が流れた場合、リアクトルコア２０１は伸縮し振動が生じる。例えば、図１に示すようにリアクトル装置２０が電気自動車やハイブリッド自動車等の電力変換装置１に搭載された場合、電力変換装置１に用いられる半導体モジュール１６のスイッチング周波数ｆに応じた振動が生じる。そのため、スイッチング周波数ｆによっては、車両の乗員に耳障りな振動音を与えることになる。
【００５５】
実施例１では、リアクトル装置２０はリアクトルケース２０２の脚部２０３を介して固定対象であるインバータ用筐体２５の設置部２６と接合し、振動源となるリアクトルコア２０１は脚部２０３と設置部２６との接合面３２を基準としてインバータ用筐体２５から離間した方向に配置される。そのため、リアクトルコア２０１からリアクトルケース２０２及び脚部２０３を通じてインバータ用筐体２５に伝達される振動は、リアクトルコア２０１が直接インバータ用筐体２５と接触している場合と比較して振動伝達経路が増加する。ここで振動は、振動源から距離が離れるにつれて減衰し伝達される。よって、実施例１によれば、リアクトルコア２０１の振動はインバータ用筐体２５に対して減衰して伝達されるため、振動がインバータ用筐体２５を通じて外部へ伝達することを抑制することができる。
【００５６】
また、リアクトルケース２０２の開放部３１を上側に向けリアクトルコア２０１の材料を所定高さまで注入、硬化させた後、開放部３１側をインバータ用筐体２５に向けて設置する製法を採用した場合に、インバータ用筐体２５と脚部２０３との接合面３２からリアクトルコア２０１を容易に離間させることができる。
【００５７】
また、発熱源であるリアクトルコイル１４が発した熱は、リアクトルコア２０１に密着している側壁部２０２１及び被覆壁部２０２２を通じてインバータ用筐体２５に伝熱し、インバータ用筐体２５を通じて外部へ放熱される。よって、リアクトルケース２０２の外側に位置する電力変換装置１の構成部品に対する熱放射を軽減することができる。
【００５８】
また、上記構成のリアクトル装置２０を電力変換装置１内に配置したため、リアクトル装置２０の振動を外部へ伝達することを抑制する電力変換装置１を提供できる。
（実施例２）
図６は実施例２におけるリアクトル装置２０の断面図、図７はリアクトル装置２０の平面図を示している。
【００５９】
実施例２では、リアクトルケース２０２の被覆壁部２０２３が、リアクトルケース２０２の側壁部２０２１に対して別部品により構成されている。また、リアクトルコイル１５の端子２０４は、円板状の被覆壁部２０２３に設けられた孔を通じてリアクトル装置２０の外に引き出され、外部と接続している。
【００６０】
実施例２においては、図７に示すように円板状の被覆壁部２０２３の周縁部にボルト５０が挿入される４個のねじ孔５１が設けられている。また、側壁部２０２１の端部には、円板状の被覆壁部２０２３に設けられた各ねじ孔５１と対向する位置に各締結穴５２が設けられている。円板状の被覆壁部２０２３と側壁部２０２１は各ねじ孔５１を貫通して各締結穴５２に締結するボルト５０によって接合されている。ここで、図６に示すように、側壁部２０２１に締結穴５２を設けるため、側壁部２０２１は被覆壁部２０２３との接合面からボルト５０の締結方向（図６、ｚ軸方向）に対して一定長さ（少なくとも、ボルト５０の軸長以上）、リアクトルケース２０２の内側方向に対して肉厚となっている。また、円板状の被覆壁部２０２３とリアクトルケース２０２との接合はボルト５０を用いず、ろう付けにより接合してもよい。
【００６１】
なお、上記以外の構成は実施例１と同様である。
【００６２】
実施例２においては、上記のように構成することによって、図６、図７に示すように、側壁部２０２１と別部品により構成されている被覆壁部２０２３にリアクトルコイル１５の端子２０４を配置した後、円板状の被覆壁部２０２３をリアクトルケース２０２に組み付けることができる。よって、リアクトル装置２０の配線方法など、設計の自由度の向上を図ることができる。
（実施例３）
図８は実施例３におけるリアクトル装置２０の断面図、図９はリアクトル装置２０の平面図を示している。
【００６３】
実施例３では、リアクトルコア２０１は、設置部２６と接合する脚部２０３が円柱状リアクトルコア本体部２０５に一体成形されている。また、リアクトルコア本体部２０５はリアクトルケース２０２に覆われていない。つまり、リアクトルコア本体部２０５の外表面全体が露出している。脚部２０３は、リアクトルコア本体部２０５と同一材質で形成され、リアクトルコア本体部２０５の端部周縁からリアクトル装置２０とインバータ用筐体２５の設置部２６との接合方向（図８、ｚ軸方向）と直交する方向に延出して形成されている。脚部２０３は、上記接合方向から見た投影形状がリアクトルコア本体部２０５の円形の投影形状よりも大きい四角形となるように延出して形成されている。つまり、四角形である脚部２０３の投影形状の一辺は、円形であるリアクトルコア本体部２０５の投影形状の直径より長くなっている。
【００６４】
また、四角形である脚部２０３の４つの遇部には、ボルト３３が挿入されるねじ孔３４を有する金属製の補強部６０がインサート成形により埋設され、金属製の補強部６０が設置部２６と脚部２０３との接合面３２の一部を成している。ここで、実施例３においては、リアクトルコア２０１は、磁性鉄粉と樹脂を混入したダストコア又は圧粉磁心材料を用いて形成されている。
【００６５】
リアクトルコア本体部２０５に一体成形された脚部２０３は、リアクトルコア本体部２０５の端部面から接合方向に対して突出している。そのため、リアクトルコア本体部２０５は、接合方向、つまり、設置部２６から離れる方向に接合面３２から離間して配置され、空気層が形成されている。この空気層は脚部２０３の内周縁で囲まれる範囲内において、設置部２６と対向するリアクトルコア本体部２０５の全面に亘って形成されている。その結果、リアクトルコア本体部２０５と設置部２６とは接触していない。
【００６６】
なお、上記以外の構成は実施例１と同様である。
【００６７】
実施例３においては、上記のように構成することによって、リアクトルケース２０２を用いずに、リアクトル装置２０とインバータ用筐体２５を固定することができる。よって、部品点数を削減することができ、リアクトル装置２０の小型化を図ることができる。
（実施例４）
図１０は実施例４におけるリアクトル装置２０の断面図を示している。
【００６８】
実施例４では、リアクトルコア２０１とインバータ用筐体２５の設置部２６とが離間した空間に防振ゴム７０を充填している。ここで、図８は一例として実施例１に記載されたリアクトル装置２０のリアクトルコア２０１と設置部２６とが離間した空間に対して防振ゴム７０を充填しているが、実施例２、実施例３に対して適用してもよい。
【００６９】
実施例４においては、上記のように構成することによって、リアクトルコア２０１の振動は防振ゴム７０に吸収されるため、振動がインバータ用筐体２５を通じて外部へ伝達することを抑制することができる。
【００７０】
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。
【００７１】
・上記実施例１に記載した電力変換装置１に、上記実施例２乃至４に記載したリアクトル装置２０を適用させてもよい。このようにしても、リアクトル装置２０の振動を外部へ伝達することを抑制する電力変換装置１を提供することができる。
【００７２】
・上記実施例１乃至３では、リアクトルケース２０２に開放部３１を形成したが、リアクトルケース２０２でリアクトルコア２０１の全面を覆い、リアクトルコア２０１がリアクトルケース２０１に内包された状態でインバータ用筐体２５から離間させてもよい。
【００７３】
・上記実施例では、リアクトル装置２０が設置されるインバータ用筐体２５は電力変換装置１の構成物品群を格納する格納ケース２４の一部を構成したが、インバータ用筐体２５が電力変換装置１の格納ケース２５に内装される態様にしてもよい。
【００７４】
・上記実施例１乃至３では、リアクトルコア２０１はインバータ用筐体２５の設置部２６から脚部２０３の厚さ分離間しているが、脚部２０３の厚さ以下、脚部２０３の厚さ以上で離間してもよい。
【００７５】
・上記実施例では、脚部２０３と被覆壁部２０２３は４箇所で締結されていたが、３箇所以下、５箇所以上で締結してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１ 電力変換装置
１５ リアクトルコイル
１６ 半導体モジュール
２０ リアクトル装置
２０１ リアクトルコア
２０２ リアクトルケース
２０２１ 側壁部
２０２２、２０２３ 被覆壁部
２０３ 脚部
２０４ 端子
２４ 格納ケース
２５ インバータ用筐体
２６ 設置部
３１ 開放部
３３、５０ ボルト
３４、５１ ねじ孔
３５、５２ 締結穴
６０ 補強部
７０ 防振ゴム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により磁束を発生させるリアクトルコイル（１４）と、
前記リアクトルコイル（１４）が発生した磁束の磁路となる磁性体のリアクトルコア（２０１）と、
前記リアクトルコイル（１４）及び前記リアクトルコア（２０１）を内部に収容するリアクトルケース（２０２）とを備えたリアクトル装置（２０）であって、
前記リアクトルケース（２０２）は、該リアクトルケース（２０２）の固定対象である筐体（２５）との接合面（３２）を有する脚部（２０３）を有し、
前記リアクトルコア（２０１）が前記筐体（２５）から離れる方向に、前記脚部（２０３）の前記接合面（３２）と離間させて配置されていること、
を特徴とするリアクトル装置（２０）。
【請求項２】
前記筐体（２５）と前記脚部（２０３）は、前記リアクトルケース（２０２）と一体となるように形成されていること、
を特徴とする請求項１に記載のリアクトル装置（２０）。
【請求項３】
前記リアクトルケース（２０２）は、前記脚部（２０３）と前記筐体（２５）との接合方向に開放部（３１）を有すること、
を特徴とする請求項１又は２に記載のリアクトル装置（２０）。
【請求項４】
前記リアクトルケース（２０２）は、前記リアクトルコア（２０１）の側面を覆う側壁部（２０２１）と、
前記リアクトルケース（２０２）における開放部（３１）と１８０度反対側の面を覆う被覆壁部（２０２２）を有すること、
を特徴とする請求項３に記載のリアクトル装置（２０）。
【請求項５】
前記側壁部（２０２１）と前記被覆壁部（２０２２）は一体となるように形成されていること、
を特徴とする請求項４に記載のリアクトル装置（２０）。
【請求項６】
前記リアクトルケース（２０２）は、前記脚部（２０３）と前記筐体（２５）との接合方向と１８０度反対側の被覆壁部（２０２３）が、該リアクトルケース（２０２）と別部品により構成されていること、
を特徴とする請求項４に記載のリアクトル装置（２０）。
【請求項７】
通電により磁束を発生させるリアクトルコイル（１４）と、
前記リアクトルコイル（１４）が発生した磁束の磁路となる磁性体のリアクトルコア（２０１）とを備えたリアクトル装置（２０）であって、
前記リアクトルコア（２０１）は、該リアクトルコア（２０１）の固定対象である筐体（２５）との接合面（３２）を有する脚部（２０３）を有し、
前記リアクトルコア（２０１）が前記筐体（２５）から離れる方向に、前記脚部（２０３）の接合面（３２）と離間させて配置されていること、
を特徴とするリアクトル装置（２０）。
【請求項８】
前記リアクトルコア（２０１）と前記筐体（２５）との間に防振ゴム（７０）が配置されていること、
を特徴とする請求項１乃至７に記載のリアクトル装置（２０）。
【請求項９】
半導体素子を内蔵する半導体モジュール（１３）と、
前記半導体モジュール（１３）を冷却する冷却器（２１）と、
前記半導体モジュール（１３）に電気的に接続されたリアクトル装置（２０）とを有する電力変換装置（１）であって、
前記リアクトル装置（２０）は、請求項１乃至８記載のリアクトル装置（２０）であること、
を特徴とする電力変換装置（１）。
【請求項１】
通電により磁束を発生させるリアクトルコイル（１４）と、
前記リアクトルコイル（１４）が発生した磁束の磁路となる磁性体のリアクトルコア（２０１）と、
前記リアクトルコイル（１４）及び前記リアクトルコア（２０１）を内部に収容するリアクトルケース（２０２）とを備えたリアクトル装置（２０）であって、
前記リアクトルケース（２０２）は、該リアクトルケース（２０２）の固定対象である筐体（２５）との接合面（３２）を有する脚部（２０３）を有し、
前記リアクトルコア（２０１）が前記筐体（２５）から離れる方向に、前記脚部（２０３）の前記接合面（３２）と離間させて配置されていること、
を特徴とするリアクトル装置（２０）。
【請求項２】
前記筐体（２５）と前記脚部（２０３）は、前記リアクトルケース（２０２）と一体となるように形成されていること、
を特徴とする請求項１に記載のリアクトル装置（２０）。
【請求項３】
前記リアクトルケース（２０２）は、前記脚部（２０３）と前記筐体（２５）との接合方向に開放部（３１）を有すること、
を特徴とする請求項１又は２に記載のリアクトル装置（２０）。
【請求項４】
前記リアクトルケース（２０２）は、前記リアクトルコア（２０１）の側面を覆う側壁部（２０２１）と、
前記リアクトルケース（２０２）における開放部（３１）と１８０度反対側の面を覆う被覆壁部（２０２２）を有すること、
を特徴とする請求項３に記載のリアクトル装置（２０）。
【請求項５】
前記側壁部（２０２１）と前記被覆壁部（２０２２）は一体となるように形成されていること、
を特徴とする請求項４に記載のリアクトル装置（２０）。
【請求項６】
前記リアクトルケース（２０２）は、前記脚部（２０３）と前記筐体（２５）との接合方向と１８０度反対側の被覆壁部（２０２３）が、該リアクトルケース（２０２）と別部品により構成されていること、
を特徴とする請求項４に記載のリアクトル装置（２０）。
【請求項７】
通電により磁束を発生させるリアクトルコイル（１４）と、
前記リアクトルコイル（１４）が発生した磁束の磁路となる磁性体のリアクトルコア（２０１）とを備えたリアクトル装置（２０）であって、
前記リアクトルコア（２０１）は、該リアクトルコア（２０１）の固定対象である筐体（２５）との接合面（３２）を有する脚部（２０３）を有し、
前記リアクトルコア（２０１）が前記筐体（２５）から離れる方向に、前記脚部（２０３）の接合面（３２）と離間させて配置されていること、
を特徴とするリアクトル装置（２０）。
【請求項８】
前記リアクトルコア（２０１）と前記筐体（２５）との間に防振ゴム（７０）が配置されていること、
を特徴とする請求項１乃至７に記載のリアクトル装置（２０）。
【請求項９】
半導体素子を内蔵する半導体モジュール（１３）と、
前記半導体モジュール（１３）を冷却する冷却器（２１）と、
前記半導体モジュール（１３）に電気的に接続されたリアクトル装置（２０）とを有する電力変換装置（１）であって、
前記リアクトル装置（２０）は、請求項１乃至８記載のリアクトル装置（２０）であること、
を特徴とする電力変換装置（１）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１８１８０４（Ｐ２０１１−１８１８０４Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４６３６３（Ｐ２０１０−４６３６３）
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３日（２０１０．３．３）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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