JP2020120019A

JP2020120019A - Electric reactor cooling structure

Info

Publication number: JP2020120019A
Application number: JP2019010843A
Authority: JP
Inventors: 誠一横山; Seiichi Yokoyama; 日▲高▼　祐一; Yuichi Hidaka; 祐一日▲高▼
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2019-01-25
Filing date: 2019-01-25
Publication date: 2020-08-06

Abstract

To provide an electric reactor cooling structure that can suppress the enlargement of a structure and the reduction in cooling efficiency.SOLUTION: An electric reactor cooling structure 1 includes an electric reactor 11, a cooler 12, a cover member 13, and an extending portion 14. The electric reactor 11 includes a core 21 and a coil 22 attached to the core 21. The cooler 12 cools the electric reactor 11. The cover member 13 is formed of a heat conductor and is arranged between the electric reactor 11 and the cooler 12 at a position overlapping at least a part of the surface of the electric reactor 11. The extending portion 14 is formed so as to extend from the cover member 13 toward the side opposite to the cooler 12 and around the electric reactor 11.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、リアクトルの冷却構造に関する。 The present invention relates to a cooling structure for a reactor.

従来、冷却器を成す筐体内に収容されたリアクトルの下面と筐体の底面との間に放熱シートを備える冷却器付きリアクトルが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、リアクトル本体の下部と冷却板との間に配置される熱可塑性樹脂から成るモールド樹脂体を備えるリアクトルが知られている（例えば、特許文献２参照）。 BACKGROUND ART Conventionally, there is known a reactor with a cooler that includes a heat dissipation sheet between a bottom surface of a reactor housed in a housing that constitutes a cooler and a bottom surface of the housing (see, for example, Patent Document 1).
Further, conventionally, there is known a reactor including a mold resin body made of a thermoplastic resin arranged between a lower portion of a reactor body and a cooling plate (for example, see Patent Document 2).

特開２０１５−０４３３７７号公報JP, 2005-043377, A 特開２０１７−１２６６０３号公報JP, 2017-126603, A

ところで、上記したようなリアクトルにおいては、リアクトルの外表面の一部のみが放熱シート又は熱伝導性のモールド樹脂体に接触しているだけであり、冷却効率を向上させることができないという問題が生じる。これにより、所望の放熱性及び冷却性を確保するためには、リアクトルの大型化が必要になるおそれがある。 By the way, in the reactor as described above, only a part of the outer surface of the reactor is in contact with the heat dissipation sheet or the thermally conductive mold resin body, which causes a problem that the cooling efficiency cannot be improved. .. As a result, in order to secure the desired heat dissipation and cooling properties, it may be necessary to increase the size of the reactor.

本発明は、構成の大型化又は冷却効率の低下を抑制することのできるリアクトルの冷却構造を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a reactor cooling structure capable of suppressing an increase in size of the structure or a decrease in cooling efficiency.

上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係るリアクトルの冷却構造（例えば、実施形態でのリアクトルの冷却構造１）は、コア（例えば、実施形態でのコア２１）及び前記コアに装着されるコイル（例えば、実施形態でのコイル２２）を備えるリアクトル（例えば、実施形態でのリアクトル１１）と、前記リアクトルを冷却する冷却器（例えば、実施形態での冷却器１２）と、前記リアクトルと前記冷却器との間において、前記リアクトルの表面（例えば、実施形態でのコア２１及びコイル２２の各々の表面２１Ａ，２２Ａ）の少なくとも一部と重なる位置に配置され、熱伝導体によって形成されたカバー部材（例えば、実施形態でのカバー部材１３）と、前記カバー部材から前記冷却器と反対側に向かって、前記リアクトルの周囲に延び出る延出部（例えば、実施形態での延出部１４）と、を備える。 In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention adopts the following aspects.
(1) A reactor cooling structure according to one aspect of the present invention (for example, the reactor cooling structure 1 in the embodiment) includes a core (for example, the core 21 in the embodiment) and a coil attached to the core (for example, the core 21). , A reactor including the coil 22 in the embodiment (for example, the reactor 11 in the embodiment), a cooler that cools the reactor (for example, the cooler 12 in the embodiment), the reactor and the cooler. Between the surfaces of the reactor (for example, the surfaces 21A and 22A of the core 21 and the coil 22 in the embodiment) that overlap with at least a portion of the cover member formed of a heat conductor (for example, A cover member 13) in the embodiment, and an extending portion (for example, the extending portion 14 in the embodiment) extending from the cover member toward the side opposite to the cooler and around the reactor. Prepare

（２）上記（１）に記載のリアクトルの冷却構造では、前記延出部は、前記リアクトルの平面視において、前記コア及び前記コイルの外形位置よりも内側に設けられてもよい。 (2) In the reactor cooling structure according to (1) above, the extending portion may be provided inside an outer shape position of the core and the coil in a plan view of the reactor.

（３）上記（１）又は（２）に記載のリアクトルの冷却構造では、前記リアクトルを収容する収容室（例えば、実施形態でのケース１５）と、前記収容室において、前記リアクトルの表面及び前記収容室の内面と接触するポッティング材（例えば、実施形態でのポッティング材１６）又はシートと、を備え、前記延出部は、前記ポッティング材又は前記シートと接触してもよい。 (3) In the reactor cooling structure according to (1) or (2), a storage chamber (for example, the case 15 in the embodiment) that stores the reactor, and a surface of the reactor and the storage chamber in the storage chamber. A potting material (for example, the potting material 16 in the embodiment) or a sheet that is in contact with the inner surface of the storage chamber may be provided, and the extending portion may be in contact with the potting material or the sheet.

（４）上記（３）に記載のリアクトルの冷却構造では、前記収容室は、開口部（例えば、実施形態での開口部１５ｂ）が形成された端面（例えば、実施形態での端面１５Ａ）を備え、前記冷却器は、前記収容室の前記端部に向かい合って配置されている。 (4) In the reactor cooling structure according to (3), the accommodation chamber has an end surface (for example, the end surface 15A in the embodiment) in which an opening (for example, the opening 15b in the embodiment) is formed. The cooling device is provided so as to face the end portion of the storage chamber.

上記（１）によれば、リアクトルの表面の一部と重なるカバー部材に加えて、カバー部材からリアクトルの周囲に延び出る延出部を備えることによって、冷却器によるリアクトルに対する冷却効率の低下を抑制し、所望の放熱性及び冷却性を確保するための構成の大型化を抑制することができる。 According to the above (1), in addition to the cover member that overlaps with a part of the surface of the reactor, the extension portion that extends from the cover member to the periphery of the reactor is provided, and thus the cooling efficiency of the cooler with respect to the reactor is suppressed. However, it is possible to suppress an increase in the size of the structure for ensuring the desired heat dissipation and cooling properties.

上記（２）の場合、延出部は、コア及びコイルの外形位置よりも内側に設けられているので、例えば延出部が外形位置よりも外側に配置される場合に比べて、延出部とコア及びコイルとの間隔が大きくなること及び冷却効率の低下を抑制することができる。 In the case of the above (2), since the extending portion is provided inside the outer shape position of the core and the coil, for example, the extending portion is provided outside as compared with the case where the extending portion is arranged outside the outer shape position. It is possible to suppress an increase in the distance between the core and the coil and a decrease in cooling efficiency.

上記（３）の場合、例えばリアクトルの周囲において延出部の配置が難しい領域などであっても、ポッティング材又はシートを配置することができる。これにより、ポッティング材又はシートと、延出部とを介してリアクトルを冷却することができ、冷却効率の低下を抑制することができる。 In the case of the above (3), the potting material or the sheet can be arranged even in a region where it is difficult to arrange the extending portion around the reactor. As a result, the reactor can be cooled via the potting material or sheet and the extending portion, and a decrease in cooling efficiency can be suppressed.

上記（４）の場合、延出部は、収容室において開口した端部と反対側の部位（底部）に向かってカバー部材１３から延び出るので、収容室の底部が閉塞されている場合であっても、底部側において延出部を介してリアクトルを冷却することができる。 In the case of the above (4), the extending portion extends from the cover member 13 toward a portion (bottom portion) on the opposite side of the end portion opened in the storage chamber, and thus the bottom portion of the storage chamber is closed. However, the reactor can be cooled on the bottom side via the extension.

本発明の実施形態に係るリアクトルの冷却構造を模式的に示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view showing typically the cooling structure of the reactor concerning the embodiment of the present invention. 図１に示すＡ−Ａ線の位置でＸ−Ｚ平面により切断した断面を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cross section cut|disconnected by the XZ plane in the position of the AA line shown in FIG. 本発明の実施形態に係るリアクトルの冷却構造におけるリアクトル、カバー部材及び延出部をＺ軸方向の負方向側から正方向側に見た斜視図である。It is the perspective view which looked at the reactor, the cover member, and the extension part in the cooling structure of the reactor concerning the embodiment of the present invention from the negative direction side of the Z-axis direction to the positive direction side. 図３に示すＢ−Ｂ線の位置でＸ−Ｙ平面により切断した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 3 along the XY plane. 本発明の実施形態の変形例に係るリアクトルの冷却構造を模式的に示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view which shows typically the cooling structure of the reactor concerning the modification of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るリアクトルの冷却構造を備える電圧変換装置を搭載する車両の一部の構成を示す図である。It is a figure which shows the one part structure of the vehicle carrying the voltage converter provided with the cooling structure of the reactor which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明のリアクトルの冷却構造の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。 An embodiment of the reactor cooling structure of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の実施形態に係るリアクトルの冷却構造１を模式的に示す分解斜視図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ線の位置でＸ−Ｚ平面により切断した断面を示す斜視図である。図３は、本発明の実施形態に係るリアクトルの冷却構造１におけるリアクトル、カバー部材及び延出部をＺ軸方向の負方向側から正方向側に見た斜視図である。図４は、図３に示すＢ−Ｂ線の位置でＸ−Ｙ平面により切断した断面図である。なお、以下において、３次元空間で互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の各軸方向は、各軸に平行な方向である。 FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a reactor cooling structure 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a cross section cut along the XZ plane at the position of line AA shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view of the reactor, the cover member, and the extension portion in the reactor cooling structure 1 according to the embodiment of the present invention as viewed from the negative side in the Z-axis direction to the positive side. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 3 along the XY plane. In the following, the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions that are orthogonal to each other in the three-dimensional space are directions parallel to the respective axes.

図１及び図２に示すように、リアクトルの冷却構造１は、例えば、リアクトル１１と、冷却器１２と、カバー部材１３と、延出部１４と、ケース１５と、ポッティング材１６と、を備える。
リアクトル１１は、例えば磁気結合型のリアクトルである。リアクトル１１は、磁性材料によって形成されたコア２１と、コア２１に装着されるコイル２２と、を備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, the reactor cooling structure 1 includes, for example, a reactor 11, a cooler 12, a cover member 13, an extending portion 14, a case 15, and a potting material 16. ..
The reactor 11 is, for example, a magnetic coupling type reactor. The reactor 11 includes a core 21 made of a magnetic material and a coil 22 attached to the core 21.

コア２１の外形は、例えば矩形環状に形成されている。コア２１は、例えば、第１端部２１ａ及び第２端部２１ｂと、２つの脚部２１ｃと、を備える。
第１端部２１ａ及び第２端部２１ｂの各々の外形は、例えばＵ字状に形成されている。２つの脚部２１ｃは、第１端部２１ａと第２端部２１ｂとを接続する。各脚部２１ｃの外形は、例えばＩ字状に形成されている。
コイル２２は、例えば相互に磁気結合される第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂを備える。第１コイル２２ａ及び第２コイル２２ｂの各々は、２つの脚部２１ｃに同一の巻き数で分割巻きされている。 The outer shape of the core 21 is formed in, for example, a rectangular ring shape. The core 21 includes, for example, a first end portion 21a and a second end portion 21b, and two leg portions 21c.
The outer shape of each of the first end 21a and the second end 21b is, for example, U-shaped. The two legs 21c connect the first end 21a and the second end 21b. The outer shape of each leg 21c is formed, for example, in an I shape.
The coil 22 includes, for example, a first coil 22a and a second coil 22b that are magnetically coupled to each other. Each of the first coil 22a and the second coil 22b is separately wound around the two legs 21c with the same number of turns.

冷却器１２は、例えばウォータージャケットである。冷却器１２の外形は、例えば冷媒Ｒを流通させる冷媒流路（図示略）が内部に形成された矩形箱型に形成されている。冷却器１２は、被熱交換体（例えば、熱源）に直接又は間接的に接触して熱交換を行う接触面１２Ａを備える。冷却器１２は、内部の冷媒流路に通じる冷媒供給管１２ａ及び冷媒排出管１２ｂを備える。 The cooler 12 is, for example, a water jacket. The outer shape of the cooler 12 is, for example, a rectangular box shape in which a refrigerant flow path (not shown) for circulating the refrigerant R is formed. The cooler 12 includes a contact surface 12A that directly or indirectly contacts a heat exchange target (for example, a heat source) to perform heat exchange. The cooler 12 includes a refrigerant supply pipe 12a and a refrigerant discharge pipe 12b which communicate with an internal refrigerant flow path.

カバー部材１３の外形は、例えば矩形板状に形成されている。カバー部材１３の表面１３Ａは、冷却器１２の接触面１２Ａに向かい合うとともに、直接又は間接的に接触面１２Ａに接触する。カバー部材１３の裏面１３Ｂは、リアクトル１１に向かい合うとともに、リアクトル１１におけるＺ軸方向の正方向側の端部１１ａを覆うように、端部１１ａと重なる位置に配置される。リアクトル１１の端部１１ａは、例えば、コイル２２の表面の一部などを備える。
延出部１４の外形は、例えばカバー部材１３の周縁部１３ａにおける裏面１３Ｂから、カバー部材１３の厚さ方向と平行な方向（例えば、Ｚ軸方向の負方向）に延び出る板状に形成されている。
カバー部材１３及び延出部１４は、例えば１つの板状部材に対する深絞り加工などによって、一体的に形成されている。カバー部材１３及び複数の延出部１４は、例えば銅などの熱伝導率が高い熱伝導体（例えば、金属材料など）によって形成されている。カバー部材１３及び複数の延出部１４は、少なくとも後述するポッティング材１６よりも熱伝導率が高い材料によって形成されている。 The outer shape of the cover member 13 is, for example, a rectangular plate shape. The surface 13A of the cover member 13 faces the contact surface 12A of the cooler 12 and directly or indirectly contacts the contact surface 12A. The back surface 13B of the cover member 13 is arranged at a position facing the reactor 11 and overlapping with the end 11a so as to cover the end 11a of the reactor 11 on the positive side in the Z-axis direction. The end 11 a of the reactor 11 includes, for example, a part of the surface of the coil 22.
The outer shape of the extending portion 14 is formed, for example, in a plate shape extending from the back surface 13B of the peripheral edge portion 13a of the cover member 13 in a direction parallel to the thickness direction of the cover member 13 (for example, a negative direction in the Z-axis direction). ing.
The cover member 13 and the extending portion 14 are integrally formed by, for example, deep drawing a single plate member. The cover member 13 and the plurality of extending portions 14 are formed of a heat conductor having a high heat conductivity (for example, a metal material) such as copper. The cover member 13 and the plurality of extending portions 14 are formed of a material having a higher thermal conductivity than at least a potting material 16 described later.

延出部１４は、Ｚ軸方向においてカバー部材１３から冷却器１２と反対側に向かって、リアクトル１１の周囲に延び出るように形成されている。
延出部１４は、例えばカバー部材１３の周縁部１３ａの全周に亘って設けられる第１延出部１４ａと、第１延出部１４ａの全周のうち複数の異なる部位からカバー部材１３の厚さ方向と平行に延び出る複数の第２延出部１４ｂと、を備える。複数の第２延出部１４ｂは、リアクトル１１において冷却器１２と反対側の部位、例えばＺ軸方向の負方向側の端部１１ｂの周囲に至るまで延びるように形成されている。リアクトル１１の端部１１ｂは、例えば、コイル２２の表面の一部などを備える。
図３及び図４に示すように、複数の第２延出部１４ｂは、リアクトル１１の平面視において（例えば、Ｚ軸方向から見て）、コア２１及びコイル２２の外形位置Ｐ（例えば、Ｘ−Ｙ平面内における矩形状の外形位置）よりも内側に設けられている。 The extending portion 14 is formed so as to extend around the reactor 11 from the cover member 13 toward the side opposite to the cooler 12 in the Z-axis direction.
The extending portion 14 is provided, for example, from the first extending portion 14a provided over the entire circumference of the peripheral edge portion 13a of the cover member 13 and from a plurality of different portions of the entire circumference of the first extending portion 14a of the cover member 13. And a plurality of second extending portions 14b extending in parallel with the thickness direction. The plurality of second extending portions 14b are formed so as to extend to a portion of the reactor 11 on the side opposite to the cooler 12, for example, around the end portion 11b on the negative side in the Z-axis direction. The end 11b of the reactor 11 includes, for example, a part of the surface of the coil 22.
As shown in FIGS. 3 and 4, the plurality of second extending portions 14b includes the outer shape positions P (for example, X of the core 21 and the coil 22) in a plan view of the reactor 11 (for example, when viewed from the Z-axis direction). -It is provided inside the rectangular outer shape position in the Y plane).

ケース１５の外形は、例えばＺ軸方向の正方向側で開口した箱型に形成されている。ケース１５におけるＺ軸方向の正方向側の端部１５ａの表面（端面）１５Ａには開口部１５ｂが形成されている。ケース１５におけるＺ軸方向の負方向側の端部（底部）１５ｃは閉塞されている。ケース１５は、例えばアルミニウムなどの金属材料によって形成されている。
ケース１５は、リアクトル１１、カバー部材１３及び延出部１４と、後述するポッティング材１６とを、内部に収容する。ケース１５の端部１５ａにおける表面（端面）１５Ａは、冷却器１２の接触面１２Ａに向かい合うとともに、直接又は間接的に接触面１２Ａに接触する。 The outer shape of the case 15 is, for example, a box shape that is open on the positive side in the Z-axis direction. An opening 15b is formed in the surface (end surface) 15A of the end 15a of the case 15 on the positive side in the Z-axis direction. An end (bottom) 15c on the negative side in the Z-axis direction of the case 15 is closed. The case 15 is formed of a metal material such as aluminum.
The case 15 houses therein the reactor 11, the cover member 13, the extending portion 14, and a potting material 16 described later. A surface (end surface) 15A of the end portion 15a of the case 15 faces the contact surface 12A of the cooler 12 and directly or indirectly contacts the contact surface 12A.

ポッティング材１６は、例えば熱伝導率が高い樹脂材料によって形成されている。ポッティング材１６は、ケース１５内に収容されたリアクトル１１の全体を埋没させるように、リアクトル１１の表面全体を覆う。リアクトル１１の表面全体は、例えばコア２１及びコイル２２の各々の表面２１Ａ，２２Ａである。ポッティング材１６は、例えば熱硬化性樹脂であって、ケース１５の内部において、リアクトル１１の表面と、ケース１５の内面１５Ｂと、カバー部材１３及び複数の延出部１４の各表面との間に充填された状態で硬化している。 The potting material 16 is made of, for example, a resin material having high thermal conductivity. The potting material 16 covers the entire surface of the reactor 11 so that the entire reactor 11 housed in the case 15 is buried. The entire surface of the reactor 11 is, for example, the surfaces 21A and 22A of the core 21 and the coil 22, respectively. The potting material 16 is, for example, a thermosetting resin, and is provided inside the case 15 between the surface of the reactor 11, the inner surface 15B of the case 15, and the surfaces of the cover member 13 and the plurality of extending portions 14. It is hardened in the filled state.

上述したように、本実施形態のリアクトルの冷却構造１は、リアクトル１１の端部１１ａを覆うように端部１１ａと重なるカバー部材１３に加えて、カバー部材１３から冷却器１２と反対側に向かってリアクトル１１の周囲に延び出る延出部１４を備える。これにより、冷却器１２によるリアクトル１１に対する冷却効率の低下を抑制し、所望の放熱性及び冷却性を確保するための構成の大型化を抑制することができる。
また、リアクトル１１の周囲に相対的にポッティング材１６よりも熱伝導率が高い延出部１４が配置されるので、例えばポッティング材１６のみによってリアクトル１１の周囲を覆う場合に比べて、冷却効率の低下を抑制することができる。 As described above, in addition to the cover member 13 that overlaps the end portion 11a of the reactor 11 so as to cover the end portion 11a of the reactor 11, the reactor cooling structure 1 of the present embodiment is directed from the cover member 13 to the opposite side of the cooler 12. An extension portion 14 that extends around the reactor 11 is provided. As a result, it is possible to suppress a decrease in the cooling efficiency of the reactor 11 by the cooler 12 and to prevent an increase in the size of the structure for ensuring the desired heat dissipation and cooling.
Further, since the extension portion 14 having a higher thermal conductivity than the potting material 16 is arranged around the reactor 11, the cooling efficiency can be improved as compared with the case where the periphery of the reactor 11 is covered with only the potting material 16. The decrease can be suppressed.

また、延出部１４は、コア２１及びコイル２２の外形位置Ｐよりも内側に設けられているので、例えば延出部１４が外形位置Ｐよりも外側に配置される場合に比べて、延出部１４とコア２１及びコイル２２との間隔が大きくなること及び冷却効率の低下を抑制することができる。
また、延出部１４は、リアクトル１１におけるＺ軸方向の負方向側の端部１１ｂ周囲に至るまで延びるように形成されているので、ケース１５の内部の閉塞された底部１５ｃ側においても、冷却効率の低下を抑制することができる。 Further, since the extending portion 14 is provided inside the outer shape position P of the core 21 and the coil 22, for example, the extending portion 14 is extended more than when the extending portion 14 is arranged outside the outer shape position P. It is possible to suppress an increase in the interval between the portion 14 and the core 21 and the coil 22 and a decrease in cooling efficiency.
Further, since the extending portion 14 is formed so as to extend up to the periphery of the end portion 11b on the negative side in the Z-axis direction of the reactor 11, cooling is also performed on the closed bottom portion 15c side of the case 15. It is possible to suppress a decrease in efficiency.

また、ポッティング材１６は、ケース１５の内部において、リアクトル１１の表面全体と、ケース１５の内面１５Ｂと、カバー部材１３及び複数の延出部１４の各表面との間に充填されている。これにより、例えばリアクトル１１の周囲において延出部１４の配置が難しい領域などであっても、ポッティング材１６を介してリアクトル１１を冷却することができ、冷却効率の低下を抑制することができる。 Further, the potting material 16 is filled inside the case 15 between the entire surface of the reactor 11, the inner surface 15</b>B of the case 15, and the surfaces of the cover member 13 and the plurality of extending portions 14. Thereby, for example, even in a region around the reactor 11 where the extension 14 is difficult to arrange, the reactor 11 can be cooled through the potting material 16, and a decrease in cooling efficiency can be suppressed.

以下、実施形態の変形例について説明する。
図５は、本発明の実施形態の変形例に係るリアクトルの冷却構造１を模式的に示す分解斜視図である。
上述した実施形態において、カバー部材１３には貫通孔３１が形成されてもよい。
図５に示すように、カバー部材１３には、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔３１が形成されている。複数の貫通孔３１には、リアクトル１１におけるＺ軸方向の正方向側の端部１１ａが配置される。リアクトル１１の端部１１ａは、例えば、コイル２２におけるＺ軸方向の正方向側の端部などである。リアクトル１１の端部１１ａは、複数の貫通孔３１を介して、冷却器１２の接触面１２Ａに向かい合うとともに、直接又は間接的に接触面１２Ａに接触する。
この変形例によれば、例えばリアクトル１１の端部１１ａと冷却器１２との間にカバー部材１３が介在する場合に比べて、リアクトル１１の端部１１ａと冷却器１２との間隔が大きくなること及び冷却効率の低下を抑制することができる。 Hereinafter, modified examples of the embodiment will be described.
FIG. 5 is an exploded perspective view schematically showing a reactor cooling structure 1 according to a modification of the embodiment of the present invention.
In the embodiment described above, the through hole 31 may be formed in the cover member 13.
As shown in FIG. 5, the cover member 13 is formed with a plurality of through holes 31 penetrating in the thickness direction. Ends 11 a of the reactor 11 on the positive side in the Z-axis direction are arranged in the plurality of through holes 31. The end 11a of the reactor 11 is, for example, the end of the coil 22 on the positive side in the Z-axis direction. The end 11a of the reactor 11 faces the contact surface 12A of the cooler 12 via the plurality of through holes 31, and directly or indirectly contacts the contact surface 12A.
According to this modification, the gap between the end 11a of the reactor 11 and the cooler 12 becomes larger than that in the case where the cover member 13 is interposed between the end 11a of the reactor 11 and the cooler 12, for example. Also, it is possible to suppress a decrease in cooling efficiency.

なお、上述した実施形態及び変形例において、延出部１４は表面からリアクトル１１の周囲に延び出る複数の放熱用のフィン部材を備えてもよい。フィン部材は、延出部１４と同一の材料、例えば銅などの熱伝導率が高い熱伝導体（例えば、金属材料など）によって形成されている。
この場合、リアクトル１１の周囲に相対的にポッティング材１６よりも熱伝導率が高いフィン部材が配置されるので、例えばフィン部材を備えない場合に比べて、冷却効率の低下を抑制することができる。 In addition, in the above-described embodiment and modified example, the extension portion 14 may include a plurality of fin members for heat dissipation extending from the surface to the periphery of the reactor 11. The fin member is formed of the same material as the extension portion 14, for example, a heat conductor having a high heat conductivity such as copper (for example, a metal material).
In this case, since a fin member having a higher thermal conductivity than the potting material 16 is arranged around the reactor 11, a reduction in cooling efficiency can be suppressed as compared with the case where no fin member is provided, for example. ..

なお、上述した実施形態及び変形例において、リアクトルの冷却構造１は、ポッティング材１６の代わりに、熱伝導率が高い材料によって形成されたシートを備えてもよい。 In the above-described embodiment and modified example, the reactor cooling structure 1 may include a sheet formed of a material having high thermal conductivity, instead of the potting material 16.

以下に、本発明の実施形態に係るリアクトルの冷却構造１を備える電圧変換装置５０及び車両Ｖについて説明する。
図６は、本発明の実施形態に係るリアクトルの冷却構造１を備える電圧変換装置５０を搭載する車両Ｖの一部の構成を示す図である。 Hereinafter, the voltage conversion device 50 and the vehicle V including the reactor cooling structure 1 according to the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a diagram showing a partial configuration of a vehicle V equipped with a voltage conversion device 50 including the reactor cooling structure 1 according to the embodiment of the present invention.

＜車両＞
図６に示すように、車両Ｖは、電圧変換装置５０に加えて、バッテリ５１（ＢＡＴＴ）と、走行駆動用のモータ５２（ＭＯＴ）と、パワーモジュール５３と、第１平滑コンデンサＣ１及び第２平滑コンデンサＣ２と、電流センサ５４と、電子制御ユニット５５（ＭＯＴＥＣＵ）と、ゲートドライブユニット５６（Ｇ／ＤＶＣＵＥＣＵ）と、を備える。
バッテリ５１は、例えば、車両Ｖの動力源である高圧のバッテリである。バッテリ５１は、バッテリケースと、バッテリケース内に収容される複数のバッテリモジュールと、を備える。バッテリモジュールは、直列に接続される複数のバッテリセルを備える。
バッテリ５１は、直流コネクタ５７ａに接続される正極端子ＰＢ及び負極端子ＮＢを備える。正極端子ＰＢ及び負極端子ＮＢは、バッテリケース内において直列に接続される複数のバッテリモジュールの正極端及び負極端に接続されている。 <Vehicle>
As shown in FIG. 6, the vehicle V includes, in addition to the voltage conversion device 50, a battery 51 (BATT), a traveling drive motor 52 (MOT), a power module 53, a first smoothing capacitor C1 and a second smoothing capacitor C1. The smoothing capacitor C2, the current sensor 54, the electronic control unit 55 (MOT ECU), and the gate drive unit 56 (G/D VCU ECU) are provided.
The battery 51 is, for example, a high-voltage battery that is a power source of the vehicle V. The battery 51 includes a battery case and a plurality of battery modules housed in the battery case. The battery module includes a plurality of battery cells connected in series.
The battery 51 includes a positive electrode terminal PB and a negative electrode terminal NB connected to the DC connector 57a. The positive electrode terminal PB and the negative electrode terminal NB are connected to the positive electrode end and the negative electrode end of a plurality of battery modules connected in series in the battery case.

モータ５２は、バッテリ５１から供給される電力によって回転駆動力（力行動作）を発生させる。モータ５２は、回転軸に入力される回転駆動力によって発電電力を発生させてもよい。モータ５２は、内燃機関の回転動力が伝達可能に構成されてもよい。例えば、モータ５２は、３相交流のブラシレスＤＣモータである。３相は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相である。
モータ５２は、界磁用の永久磁石を有する回転子と、回転子を回転させる回転磁界を発生させるための３相のステータ巻線を有する固定子と、を備える。モータ５２の３相のステータ巻線は、３相コネクタ５７ｂに接続されている。 The motor 52 generates a rotational driving force (power running operation) by the electric power supplied from the battery 51. The motor 52 may generate the generated electric power by the rotational driving force input to the rotating shaft. The motor 52 may be configured to be able to transmit the rotational power of the internal combustion engine. For example, the motor 52 is a three-phase AC brushless DC motor. The three phases are U phase, V phase, and W phase.
The motor 52 includes a rotor having a permanent magnet for a field magnet, and a stator having a three-phase stator winding for generating a rotating magnetic field that rotates the rotor. The 3-phase stator winding of the motor 52 is connected to the 3-phase connector 57b.

パワーモジュール５３は、例えば、直流と３相交流との間で電力変換を行うインバータ（ＩＮＶ）を備える。インバータは、ブリッジ接続される複数のスイッチング素子によって形成されるブリッジ回路を備える。例えば、スイッチング素子は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、又はＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor）等のトランジスタである。例えば、ブリッジ回路においては、３相のＵ相、Ｖ相、及びＷ相の各相において、対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームのトランジスタがブリッジ接続されている。ブリッジ回路は、各トランジスタのコレクタ−エミッタ間においてエミッタからコレクタに向けて順方向となるように接続されるダイオードを備える。 The power module 53 includes, for example, an inverter (INV) that converts electric power between direct current and three-phase alternating current. The inverter includes a bridge circuit formed by a plurality of bridge-connected switching elements. For example, the switching element is a transistor such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). For example, in the bridge circuit, a pair of high-side arm and low-side arm transistors are bridge-connected in each of the three phases, U phase, V phase, and W phase. The bridge circuit includes a diode connected between the collector and the emitter of each transistor in a forward direction from the emitter to the collector.

ハイサイドアームの各相のトランジスタは、コレクタが正極バスバーに接続されてハイサイドアームを構成している。ハイサイドアームの各相の正極バスバーは、後述する第２平滑コンデンサＣ２の第２正極バスバー７２ｐに接続されている。
ローサイドアームの各相のトランジスタは、エミッタが負極バスバーに接続されてローサイドアームを構成している。ローサイドアームの各相の負極バスバーは、後述する第２平滑コンデンサＣ２の第２負極バスバー７２ｎに接続されている。
ハイサイドアーム及びローサイドアームの各相において、ハイサイドアームのトランジスタのエミッタとローサイドアームのトランジスタのコレクタとは、入出力バスバー５８を介して接続されている。各相の入出力バスバー５８は入出力端子Ｑに接続され、各相の入出力端子Ｑは３相コネクタ５７ｂに接続されている。各相の入出力バスバー５８は、入出力端子Ｑ及び３相コネクタ５７ｂを介してモータ５２の各相のステータ巻線に接続されている。 The collector of each phase transistor of the high side arm is connected to the positive electrode bus bar to form the high side arm. The positive electrode bus bar of each phase of the high side arm is connected to the second positive electrode bus bar 72p of the second smoothing capacitor C2 described later.
The emitters of the transistors of each phase of the low side arm are connected to the negative electrode bus bar to form the low side arm. The negative electrode bus bar of each phase of the low side arm is connected to the second negative electrode bus bar 72n of the second smoothing capacitor C2 described later.
In each phase of the high side arm and the low side arm, the emitter of the high side arm transistor and the collector of the low side arm transistor are connected via the input/output bus bar 58. The input/output bus bar 58 of each phase is connected to the input/output terminal Q, and the input/output terminal Q of each phase is connected to the three-phase connector 57b. The input/output bus bar 58 of each phase is connected to the stator winding of each phase of the motor 52 via the input/output terminal Q and the three-phase connector 57b.

パワーモジュール５３は、ゲートドライブユニット５６から各トランジスタのゲートに入力されるスイッチング指令であるゲート信号に基づき、各相のトランジスタ対のオン（導通）／オフ（遮断）を切り替える。パワーモジュール５３は、バッテリ５１から電圧変換装置５０を介して入力される直流電力を３相交流電力に変換し、モータ５２の３相のステータ巻線への通電を順次転流させることで、３相のステータ巻線に交流のＵ相電流、Ｖ相電流、及びＷ相電流を通電する。
パワーモジュール５３は、モータ５２の回転に同期がとられた各相のトランジスタ対のオン（導通）／オフ（遮断）駆動によって、モータ５２の３相のステータ巻線から出力される３相交流電力を直流電力に変換してもよい。パワーモジュール５３によって３相交流電力から変換された直流電力は、電圧変換装置５０を介してバッテリ５１に供給することが可能である。 The power module 53 switches ON (conduction)/OFF (cutoff) of the transistor pair of each phase based on a gate signal which is a switching command input from the gate drive unit 56 to the gate of each transistor. The power module 53 converts the DC power input from the battery 51 via the voltage conversion device 50 into three-phase AC power, and sequentially commutates the three-phase stator windings of the motor 52 to generate a three-phase AC power. An alternating U-phase current, V-phase current, and W-phase current is applied to the phase stator winding.
The power module 53 is a three-phase AC electric power output from a three-phase stator winding of the motor 52 by ON (conduction)/OFF (interruption) drive of a transistor pair of each phase synchronized with the rotation of the motor 52. May be converted into DC power. The DC power converted from the three-phase AC power by the power module 53 can be supplied to the battery 51 via the voltage conversion device 50.

第１平滑コンデンサＣ１及び第２平滑コンデンサＣ２は、例えば、コンデンサユニットを構成している。例えば、コンデンサユニットは、第１及び第２平滑コンデンサＣ１，Ｃ２に加えて、２つのコンデンサによって形成されるノイズフィルタなどを備えてもよい。
第１平滑コンデンサＣ１は、直流コネクタ５７ａの正極端子及び負極端子に接続される第１正極バスバー７１ｐ及び第１負極バスバー７１ｎ間に接続されている。第１平滑コンデンサＣ１は、例えば、電圧変換装置５０の降圧時における各トランジスタＳａＨ，ＳａＬ，ＳｂＨ，ＳｂＬのオン／オフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。
第２平滑コンデンサＣ２は、パワーモジュール５３の正極バスバー及び負極バスバー並びに後述する電圧変換装置５０の第２正極バスバーＰＶ２及び第２負極バスバーＮＶ２に接続される第２正極バスバー７２ｐ及び第２負極バスバー７２ｎ間に接続されている。第２平滑コンデンサＣ２は、パワーモジュール５３における各トランジスタ対のオン／オフの切換動作に伴って発生する電圧変動及び電圧変換装置５０の昇圧時における各トランジスタＳａＨ，ＳａＬ，ＳｂＨ，ＳｂＬのオン／オフの切換動作に伴って発生する電圧変動を平滑化する。 The first smoothing capacitor C1 and the second smoothing capacitor C2 form, for example, a capacitor unit. For example, the capacitor unit may include a noise filter formed by two capacitors in addition to the first and second smoothing capacitors C1 and C2.
The first smoothing capacitor C1 is connected between the first positive electrode bus bar 71p and the first negative electrode bus bar 71n which are connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the DC connector 57a. The first smoothing capacitor C1 smoothes, for example, voltage fluctuations that occur with the on/off switching operation of the transistors SaH, SaL, SbH, and SbL when the voltage converter 50 is stepped down.
The second smoothing capacitor C2 is connected to the positive electrode bus bar and the negative electrode bus bar of the power module 53, and the second positive electrode bus bar PV2 and the second negative electrode bus bar NV2 of the voltage conversion device 50 described later, and the second positive electrode bus bar 72p and the second negative electrode bus bar 72n. Is connected in between. The second smoothing capacitor C2 turns on/off each transistor SaH, SaL, SbH, SbL at the time of voltage fluctuation caused by the on/off switching operation of each transistor pair in the power module 53 and the boosting of the voltage conversion device 50. The voltage fluctuation caused by the switching operation of is smoothed.

電流センサ５４は、例えば、各相の入出力バスバー５８に配置され、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の各々の電流を検出する。電流センサ５４は、信号線によって電子制御ユニット５５に接続されている。 The current sensor 54 is arranged in the input/output bus bar 58 of each phase, for example, and detects the current of each of the U phase, the V phase, and the W phase. The current sensor 54 is connected to the electronic control unit 55 by a signal line.

電子制御ユニット５５は、モータ５２の動作を制御する。例えば、電子制御ユニット５５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサによって所定のプログラムが実行されることにより機能するソフトウェア機能部である。ソフトウェア機能部は、ＣＰＵ等のプロセッサ、プログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、及びタイマー等の電子回路を備えるＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。なお、電子制御ユニット５５の少なくとも一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路であってもよい。 The electronic control unit 55 controls the operation of the motor 52. For example, the electronic control unit 55 is a software function unit that functions by executing a predetermined program by a processor such as a CPU (Central Processing Unit). The software function unit is a processor such as a CPU, a ROM (Read Only Memory) that stores programs, a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores data, and an ECU (Electronic Control Unit) that includes an electronic circuit such as a timer. is there. At least a part of the electronic control unit 55 may be an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration).

例えば、電子制御ユニット５５は、電流センサ５４の電流検出値とモータ５２に対するトルク指令値に応じた電流目標値とを用いる電流のフィードバック制御等を実行し、ゲートドライブユニット５６に入力する制御信号を生成する。制御信号は、パワーモジュール５３の各トランジスタ対をオン（導通）／オフ（遮断）駆動するタイミングを示す信号である。例えば、制御信号は、パルス幅変調された信号等である。 For example, the electronic control unit 55 executes feedback control of the current using the current detection value of the current sensor 54 and the current target value according to the torque command value for the motor 52, and generates a control signal to be input to the gate drive unit 56. To do. The control signal is a signal indicating the timing for driving each transistor pair of the power module 53 on (conduction)/off (interruption). For example, the control signal is a pulse width modulated signal or the like.

ゲートドライブユニット５６は、電子制御ユニット５５から受け取る制御信号に基づいて、パワーモジュール５３の各トランジスタ対を実際にオン（導通）／オフ（遮断）駆動するためのゲート信号を生成する。例えば、ゲートドライブユニット５６は、制御信号の増幅及びレベルシフト等を実行して、ゲート信号を生成する。
ゲートドライブユニット５６は、電圧変換装置５０の各トランジスタＳａＨ，ＳａＬ，ＳｂＨ，ＳｂＬをオン（導通）／オフ（遮断）駆動するためのゲート信号を生成する。例えば、ゲートドライブユニット５６は、電圧変換装置５０の昇圧時における昇圧電圧指令又は電圧変換装置５０の降圧時における降圧電圧指令に応じたデューティー比のゲート信号を生成する。デューティー比は、例えば、各トランジスタＳａＨ，ＳａＬのオン時間の比率及び各トランジスタＳｂＨ，ＳｂＬのオン時間の比率である。 The gate drive unit 56 generates a gate signal for actually turning on (conducting)/off (cutting off) each transistor pair of the power module 53 based on a control signal received from the electronic control unit 55. For example, the gate drive unit 56 performs amplification of a control signal, level shift, and the like to generate a gate signal.
The gate drive unit 56 generates a gate signal for driving the transistors SaH, SaL, SbH, SbL of the voltage conversion device 50 on (conduction)/off (cutoff). For example, the gate drive unit 56 generates a gate signal having a duty ratio according to a boost voltage command when the voltage converter 50 boosts or a step-down voltage command when the voltage converter 50 bucks. The duty ratio is, for example, the ratio of the on times of the transistors SaH and SaL and the ratio of the on times of the transistors SbH and SbL.

＜電圧変換装置＞
電圧変換装置５０は、例えば、ブリッジ回路８１と、リアクトル１１と、上述した電子制御ユニット５５及びゲートドライブユニット５６を備える。
ブリッジ回路８１は、例えば、Ａ相及びＢ相の２相においてブリッジ接続される４つのスイッチング素子を備えている。スイッチング素子は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタである。ブリッジ回路８１においては、Ａ相において対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームＡ相トランジスタＳａＨ，ＳａＬと、Ｂ相において対を成すハイサイドアーム及びローサイドアームＢ相トランジスタＳｂＨ，ＳｂＬとが、それぞれブリッジ接続されている。 <Voltage converter>
The voltage conversion device 50 includes, for example, a bridge circuit 81, the reactor 11, the electronic control unit 55, and the gate drive unit 56 described above.
The bridge circuit 81 includes, for example, four switching elements bridge-connected in two phases of A phase and B phase. The switching element is, for example, a transistor such as MOSFET. In the bridge circuit 81, the high-side arm and low-side arm A-phase transistors SaH and SaL that form a pair in the A-phase and the high-side arm and low-side arm B-phase transistors SbH and SbL that form a pair in the B-phase are bridge-connected, respectively. Has been done.

ハイサイドアームの各相のトランジスタＳａＨ，ＳｂＨは、コレクタが第２正極バスバーＰＶ２に接続されてハイサイドアームを構成している。ローサイドアームの各相のトランジスタＳａＬ，ＳｂＬは、エミッタが第２負極バスバーＮＶ２に接続されてローサイドアームを構成している。ハイサイドアームの各相のトランジスタＳａＨ，ＳｂＨのエミッタは、ローサイドアームの各相のトランジスタＳａＬ，ＳｂＬのコレクタに接続されている。ブリッジ回路８１は、各トランジスタＳａＨ，ＳａＬ，ＳｂＨ，ＳｂＬのコレクタ−エミッタ間においてエミッタからコレクタに向けて順方向となるように接続されるダイオードを備えている。 The collectors of the transistors SaH and SbH of each phase of the high side arm are connected to the second positive electrode bus bar PV2 to form the high side arm. The transistors SaL and SbL of each phase of the low side arm have their emitters connected to the second negative electrode bus bar NV2 to form a low side arm. The emitters of the transistors SaH and SbH of the respective phases of the high side arm are connected to the collectors of the transistors SaL and SbL of the respective phases of the low side arm. The bridge circuit 81 includes a diode connected between the collector and the emitter of each of the transistors SaH, SaL, SbH, and SbL so as to be in the forward direction from the emitter to the collector.

ハイサイドアームＡ相トランジスタＳａＨのエミッタとローサイドアームＡ相トランジスタＳａＬのコレクタとは、Ａ相入出力バスバー５９ａを介して接続されている。Ａ相入出力バスバー５９ａは、リアクトル１１の第１コイル２２ａの第２端部ａ２に接続されている。
ハイサイドアームＢ相トランジスタＳｂＨのエミッタとローサイドアームＢ相トランジスタＳｂＬのコレクタとは、Ｂ相入出力バスバー５９ｂを介して接続されている。Ｂ相入出力バスバー５９ｂは、リアクトル１１の第２コイル２２ｂの第２端部ｂ２に接続されている。
リアクトル１１の第１コイル２２ａの第１端部ａ１及び第２コイル２２ｂの第１端部ｂ１は第１正極バスバーＰＶ１に接続されている。 The emitter of the high-side arm A-phase transistor SaH and the collector of the low-side arm A-phase transistor SaL are connected via the A-phase input/output bus bar 59a. The A-phase input/output bus bar 59a is connected to the second end a2 of the first coil 22a of the reactor 11.
The emitter of the high side arm B-phase transistor SbH and the collector of the low side arm B-phase transistor SbL are connected via a B-phase input/output bus bar 59b. The B-phase input/output bus bar 59b is connected to the second end b2 of the second coil 22b of the reactor 11.
The first end portion a1 of the first coil 22a of the reactor 11 and the first end portion b1 of the second coil 22b are connected to the first positive electrode bus bar PV1.

上述した実施形態によれば、リアクトルの冷却構造１を備えることによって電圧変換装置５０の構成の大型を抑制し、車両Ｖにおける搭載性を向上させることができる。 According to the above-described embodiment, by including the reactor cooling structure 1, it is possible to suppress a large-sized configuration of the voltage conversion device 50 and improve mountability in the vehicle V.

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 The embodiments of the present invention are presented as examples, and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof as well as included in the scope and the gist of the invention.

１…リアクトルの冷却構造、１１…リアクトル、１１ａ…端部（表面）、１２…冷却器、１３…カバー部材、１４…延出部、１５…ケース（収容室）、１５Ａ…端面、１５Ｂ…内面、１６…ポッティング材、２１…コア、２２…コイル、２１Ａ，２２Ａ…表面、Ｐ…外形位置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Reactor cooling structure, 11... Reactor, 11a... End part (surface), 12... Cooler, 13... Cover member, 14... Extension part, 15... Case (accommodation chamber), 15A... End surface, 15B... Inner surface , 16... Potting material, 21... Core, 22... Coil, 21A, 22A... Surface, P... External position

Claims

A reactor including a core and a coil attached to the core;
A cooler for cooling the reactor,
Between the reactor and the cooler, arranged at a position overlapping at least a part of the surface of the reactor, a cover member formed by a heat conductor,
From the cover member toward the side opposite to the cooler, an extending portion extending around the reactor,
With
A reactor cooling structure that is characterized in that.

The extending portion is
In a plan view of the reactor,
It is provided inside the outer positions of the core and the coil,
The cooling structure for a reactor according to claim 1, wherein.

A storage chamber for storing the reactor,
In the storage chamber, a potting material or a sheet that comes into contact with the surface of the reactor and the inner surface of the storage chamber,
Equipped with
The extending portion is in contact with the potting material or the sheet,
The reactor cooling structure according to claim 1 or 2, characterized in that.

The storage chamber includes an end surface having an opening,
The cooler is arranged to face the end surface of the storage chamber,
The cooling structure for a reactor according to claim 3, wherein.