JP2005072198A

JP2005072198A - リアクトルの騒音低減方法及び装置

Info

Publication number: JP2005072198A
Application number: JP2003298958A
Authority: JP
Inventors: Takahito Murata; 高人村田; Kenji Otsuka; 健司大塚
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】従来のリアクトルの騒音低減方法及び装置では、車載用のリアクトルの騒音を要求される騒音レベルまで低減することができなかった。また、リアクトルが全体的に大型化して車載用には不適であるとともに、構造上量産することが困難であった。
【解決手段】コイル６及びコア５により構成されるリアクトルを高熱伝導性のケース２内に収容し、リアクトルを収納したケース２内の空間に封止樹脂８を充填して硬化させた後に、ケース２の開口部２ａを、半連半独泡構造の発泡部材にて構成される蓋体７にて塞ぐことによりリアクトルの騒音を低減する。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池車やハイブリッド車に搭載されるリアクトルの騒音低減方法及び装置に関する。

一般的に、燃料電池車やハイブリッド車といった車両に用いられるリアクトルは、大電流・高電圧仕様であるため、大きな騒音が発生する傾向にある。特に、発生する周波数が概ね５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの範囲の高周波となるため、騒音を抑制することが求められている。
従って、リアクトルから発生する騒音を低減するための技術が考案されている。
例えば、特許文献１には、コア構成部材どうしの突き当て部の接着、コアにおけるワニス含浸により積層した鋼板間の接着固定、及びコアとコイルとの固定等を接着強度１００ｋｇｆ／ｃｍ２以上の接着剤による接着にて行うことにより、騒音低減を図る技術が開示されている。
また、特許文献２に示すように、リアクトルを収納するタンクに補強ステーや制振鋼板を付設することで、騒音を防止する技術が開示されている。

特開平０８−１１１３２２号公報

特公平０３−６６８０５号公報

しかし、燃料電池車やハイブリッド車用のリアクトルからは、通常の民生品の騒音レベルを大幅に超えた騒音が発生されるため、前述の特許文献１に記載された技術の如く、コア構成部材の突き当て部、コアの積層鋼板間、及びコアとコイルとの間の拘束力を接着剤により強化する等といった構造的な対策だけでは、要求される騒音レベルまで騒音を低減することができない。
また、特許文献２の構造の場合、タンク自体が大きくなるのに加えて補強ステーや制振鋼板が付設されるため、全体的に大型化して車載用には不適であるとともに、構造上量産することが困難であった。

そこで、本発明は、燃料電池車やハイブリッド車用のリアクトルの騒音を硬化的に抑制するとともに、小型化及び量産性向上を図ることができる騒音低減方法及び装置を提供するものである。

上記課題を解決する本発明のリアクトルの騒音低減方法及び装置は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載の如く、コイル及びコアにより構成されるリアクトルを高熱伝導ケース内に収容し、リアクトルを収納した高熱伝導ケース内の空間に封止樹脂を充填して硬化させた後に、高熱伝導ケースの開口部を、半連半独泡構造の発泡部材にて構成される蓋体により塞ぐことによりリアクトルの騒音を低減する。
このように、ケースの開口部に半連半独泡構造の発泡体にて構成される蓋体を配置するだけの簡単な構造で騒音を低減できるため、騒音低減装置を低コストで容易に量産可能である。
また、リアクトルが大型化することもないため、車載用のリアクトルに求められる小型化のニーズを損なうことなく、騒音抑制を実現することができる。

また、請求項２記載の如く、前記発泡部材は、圧縮状態で高熱伝導ケースの開口部に配置される。
これにより、該蓋体が圧縮方向と直交する方向に広がってケースと蓋体との隙間が無くなり、さらに蓋体が封止樹脂の表面に密着することとなる。
従って、騒音がケースと蓋体との隙間から外部に漏れることを防止することができ、効率良く騒音抑制を行うことができる。

また、請求項３記載の如く、リアクトルの騒音低減装置は、コイル及びコアにより構成されるリアクトルを収容する高熱伝導ケースと、リアクトルを収納した高熱伝導ケース内の空間に充填される封止樹脂と、該高熱伝導ケースの開口部を塞ぐ半連半独泡構造の発泡部材にて構成される蓋体とを備える。
これにより、ケースの開口部に半連半独泡構造の発泡体にて構成される蓋体を配置するだけの簡単な構造で騒音を低減できるため、騒音低減装置を低コストで容易に量産可能である。
また、リアクトルが大型化することもないため、車載用のリアクトルに求められる小型化のニーズを損なうことなく、騒音抑制を実現することができる。

また、請求項４記載の如く、前記騒音低減装置の発泡部材は、圧縮状態で高熱伝導ケースの開口部に配置される。
これにより、該蓋体が圧縮方向と直交する方向に広がってケースと蓋体との隙間が無くなり、さらに蓋体が封止樹脂の表面に密着することとなる。
従って、騒音がケースと蓋体との隙間から外部に漏れることを防止することができ、効率良く騒音抑制を行うことができる。

本発明によれば、簡単な構造で騒音を低減でき、騒音低減装置を低コストで容易に量産可能である。
また、車載用のリアクトルに求められる小型化のニーズを損なうことなく、効率の良い騒音抑制を実現することができる。

次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
図１〜図３には、本発明にかかるリアクトルの騒音低減装置の第一の実施形態を示している。騒音低減装置１は、コア５とコイル６とで構成されるリアクトルを収納するケース２と、リアクトルを収納したケース２内部の空間に充填された封止樹脂８と、ケース２の開口部２ａを塞ぐ蓋体７とを備えている。

ケース２は、上方が開口した箱状に形成されており、ヒートシンク９上に設置されている。
また、ケース２に収容されるリアクトル（コア５及びコイル６）の一面は、バネ３により付勢され、ケース２の一側面に当接して位置決めされている。

封止樹脂８は、エポキシ樹脂やウレタン系樹脂等で構成され、ペースト状の未硬化状態でポッティング等によりケース２内の空間へ充填された後、硬化される。コア５及びコイル６は、コイル６の端子６ａを除いて、完全に封止樹脂８により覆われている。
ケース２は、熱伝導性が良好な部材にて構成されており、コア５及びコイル６から発生して封止樹脂８を通じてケース２へ伝達された熱が速やかにヒートシンク９へ逃げるように構成されている。

蓋体７は、半連半独泡構造の発泡体にて構成されている。この発泡体としては、例えば、ＥＰＤＭ（ＥｔｈｙｌｅｎｅＰｒｏｐｙｌｅｎｅＤｉｅｎｅＴｅｒｐｏｌｅｙｍｅｒ）が用いられる。
また、蓋体７は、封止樹脂８の上面に接した状態で、又は若干の隙間を設けた状態でケース２の開口部２ａに配置されており、該開口部２ａを塞いでいる。
ここで、半連半独泡構造の発泡体とは、連続気泡と独立気泡とが混在した状態の発泡体をいい、本実施形態では、例えば連続気泡と独立気泡とが略半分程度ずつ存在している発泡体を用いている。

本実施形態の場合、例えば、蓋体７は封止樹脂８の上面に接着剤や粘着テープ等により固定されており、該蓋体７の厚みは１０ｍｍ以上としている。

このように、騒音低減装置１は、コイル６及びコア５により構成されるリアクトルを高熱伝導性のケース２内に収容し、リアクトルを収納したケース２内の空間に封止樹脂８を充填して硬化させた後に、ケース２の開口部２ａを、半連半独泡構造の発泡部材にて構成された蓋体７により塞ぐことで構成される。

ここで、燃料電池車やハイブリッド電気自動車に搭載されるリアクトルは、大電流・高電圧にて駆動されるため、リップル電流により発生する吸引力も大きく、通常の民生品に比べて大きくて過酷な振動・騒音を生じさせる。

ケース２にコア５及びコイル６を収容して封止樹脂８を充填しただけの場合、このリアクトルから生じる振動のうち、周波数が５ｋＨｚ程度までのものは、封止樹脂８を通じて水平方向に伝達されてケース２の側面を振動させ、これにより騒音が発生する。

また、１０ｋＨｚ程度の周波数の振動は、ケース２とケース２に収容されるコア５やコイル６といった収容部材との間で反射を繰り返しながら封止樹脂８内を進行していき、ケース２の開口部２ａから外部へ漏出して騒音となる。

これに対し、半連半独泡構造の発泡体にて構成される蓋体７には、ケース２の開口部２ａから外部へ漏れる騒音を反射・吸収する作用を備える。
従って、蓋体７によりケース２の開口部２ａを塞いだ場合は、開口部２ａから外部へ漏出しようとする１０ｋＨｚ程度の振動が、該蓋体７によりケース２内へ反射されるとともに吸音される。この蓋体７による反射・吸音を繰り返すことで、騒音が減衰される。

そして、車載用インバータの通常の動作周波数は１０ｋＨｚ程度であるので、このケース２の開口部２ａから発生する騒音を蓋体７にて減衰させることで、リアクトルからの騒音を全体的に低減することが可能となる。

このように、ケース２の開口部２ａに半連半独泡構造の発泡体にて構成される蓋体７を配置するだけの簡単な構造で騒音を低減できるため、低コストで容易に量産可能である。
また、リアクトルが大型化することもないため、車載用のリアクトルに求められる小型化のニーズを損なうことなく、騒音抑制を実現することができる。

次に、本発明の第二の実施形態について説明する。
図４に示すリアクトルの騒音低減装置１は、第一の実施形態の騒音低減装置１におけるケース２の開口部２ａに、さらにカバー１０を取り付けたものである。
つまり、ケース２の開口部２ａに配置されている蓋体７の上方からカバー１０をさらに被せて、該開口部２ａを塞いでいる。

カバー１０は、ボルト等の締結部材によりケース２に取付固定され、蓋体７はカバーにより上下方向に圧縮されている。
蓋体７の上下方向への圧縮率は、例えば５０％〜７０％となるように設定されている。

このように、蓋体７を圧縮状態でケース２の開口部２ａに配置することにより、該蓋体７が水平方向に広がってケース２と蓋体７との隙間が無くなり、さらに蓋体７が封止樹脂８の表面に密着することとなる。
これにより、騒音がケース２と蓋体７との隙間から外部に漏れることを防止することができ、効率良く騒音抑制を行うことができる。

本発明のリアクトルの騒音低減装置を示す平面図である。同じくリアクトルの騒音低減装置を示す側面図である。同じくリアクトルの騒音低減装置を示す正面図である。リアクトルの騒音低減装置の第二の実施形態を示す側面図である。

符号の説明

１騒音低減装置
２ケース
２ａ開口部
５コア
６コイル
７蓋体
８封止樹脂

Claims

コイル及びコアにより構成されるリアクトルを高熱伝導ケース内に収容し、
リアクトルを収納した高熱伝導ケース内の空間に封止樹脂を充填して硬化させた後に、高熱伝導ケースの開口部を、半連半独泡構造の発泡部材にて構成される蓋体により塞ぐことを特徴とするリアクトルの騒音低減方法。
前記発泡部材は、圧縮状態で高熱伝導ケースの開口部に配置されることを特徴とする請求項１に記載のリアクトルの騒音低減方法。
コイル及びコアにより構成されるリアクトルを収容する高熱伝導ケースと、リアクトルを収納した高熱伝導ケース内の空間に充填される封止樹脂と、該高熱伝導ケースの開口部を塞ぐ半連半独泡構造の発泡部材にて構成される蓋体とを備えることを特徴とするリアクトルの騒音低減装置。
前記発泡部材は、圧縮状態で高熱伝導ケースの開口部に配置されることを特徴とする請求項３に記載のリアクトルの騒音低減装置。