JP2016149453A - リアクトル用コア片、リアクトル用コア片の製造方法、およびリアクトル - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂モールド部との接合性に優れるリアクトル用コア片を提供する。
【解決手段】軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体で構成され、リアクトルに備わるコイルの内外に配置される磁性コアの一部となるリアクトル用コア片であって、前記圧粉成形体の少なくとも一つの面に、互いに平行に伸びる複数の浅底溝を備える。上記リアクトル用コア片によれば、その表面に樹脂モールド部を形成したときに、樹脂モールド部が浅底溝に入り込むようにすることができる。その結果、リアクトル用コア片と樹脂モールド部との接触面積が従来よりも大きくなるため、上記リアクトル用コア片は、樹脂モールド部との接合性に優れる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド自動車などの電動車両に搭載される車載用ＤＣ−ＤＣコンバータや電力変換装置の構成部品などに利用されるリアクトルに利用されるリアクトル用コア片とその製造方法、並びにリアクトル用コア片を用いたリアクトルに関する。

リアクトルやモータといった磁性部品が種々の分野で利用されている。そのような磁性部品として、例えば特許文献１には、ハイブリッド自動車のコンバータに利用されるリアクトルが開示されている。

特許文献１は、ハイブリッド自動車などの車両に載置されるコンバータに利用されるリアクトルとして、巻線を螺旋状に巻回してなるコイルと、複数のリアクトル用コア片を組み合わせて環状に形成される磁性コアとを備えるものを開示している。また、特許文献１は、各リアクトル用コア片を絶縁被覆層（樹脂モールド部）で覆ったり、複数のリアクトル用コア片を一体に樹脂モールド部で覆ったりすることなどを開示している。

特開２０１２−１１９４５４号公報

樹脂モールド部との接合性に優れるリアクトル用コア片が望まれている。

リアクトルなどの磁気部品に備わるコイルは、通電時にはジュール熱によって発熱し、非通電時には発熱しない。特に、車載用コンバータに利用されるリアクトルなどのように、通電電流値が大きい場合には、コイルの発熱が大きい。従って、コイル近傍に配置されるコア片やコア片を覆う樹脂モールド部は、コイルに起因するヒートサイクルを受けて熱伸縮する。鉄などの金属を主体とするリアクトル用コア片と樹脂とではその熱膨張係数が異なるため、熱伸縮に起因して樹脂モールド部がリアクトル用コア片から剥離する恐れがある。樹脂モールド部が剥離すると、例えば、リアクトル用コア片間に設けられるギャップ長が変動し、リアクトルの磁気特性が損なわれる。また、樹脂モールド部が剥離して複数のリアクトル用コア片の一体化が不十分になると、剥離前後の共振周波数が変化して、剥離前と比較して振動や騒音が大きくなる恐れがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、樹脂モールド部との接合性に優れるリアクトル用コア片を提供することにある。また、本発明の他の目的は、樹脂モールド部との接合性に優れるリアクトル用コア片の製造方法を提供することにある。さらに、本発明の別の目的は、樹脂モールド部との接合性に優れるリアクトル用コア片を用いたリアクトルを提供することにある。

本発明の一態様に係るリアクトル用コア片は、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体で構成され、リアクトルに備わるコイルの内外に配置される磁性コアの一部となるリアクトル用コア片であって、前記圧粉成形体の少なくとも一つの面に、互いに平行に伸びる複数の浅底溝を備える。

本発明の一態様に係るリアクトル用コア片の製造方法は、上下に開口部を有する筒状のダイと、前記ダイの下方開口部に嵌め込まれる下パンチと、前記ダイの上方開口部に嵌め込まれる上パンチと、を備える金型を用いて、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形するリアクトル用コア片の製造方法である。このリアクトル用コア片の製造方法では、前記金型として、前記ダイの内周面のうちの少なくとも一部の面に、前記ダイに嵌め込まれる前記上パンチの移動方向に沿った方向に伸びる複数の突条が形成された金型を用意する。そして、その金型で前記原料粉末を加圧成形することで、少なくとも一面に、前記複数の突条の形状に対応して形成され、互いに平行に伸びる複数の浅底溝を備える圧粉成形体を作製する。

本発明の別の一態様に係るリアクトル用コア片の製造方法は、上下に開口部を有する筒状のダイと、前記ダイの下方開口部に嵌め込まれる下パンチと、前記ダイの上方開口部に嵌め込まれる上パンチと、を備える金型を用いて、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形するリアクトル用コア片の製造方法である。このリアクトル用コア片の製造方法では、前記金型として、前記上パンチの押圧面および前記下パンチの押圧面の少なくとも一方に、互いに平行に伸びる複数の突条が形成された金型を用意する。そして、その金型で前記原料粉末を加圧成形することで、少なくとも一面に、前記複数の突条の形状に対応して形成され、互いに平行に伸びる複数の浅底溝を備える圧粉成形体を作製する。

本発明の一態様に係るリアクトルは、コイルと磁性コアとを有する組合体を備えるリアクトルであって、前記磁性コアは、本発明の一態様に係るリアクトル用コア片を含む複数の分割コア片を組み合わせて構成されており、前記リアクトル用コア片の外周に形成される樹脂モールド部を備える。

上記リアクトル用コア片は、その表面に樹脂モールド部を形成したときに、樹脂モールド部との接合性に優れる。

上記リアクトル用コア片の製造方法は、樹脂モールド部との接合性に優れるリアクトル用コア片を作製することができる。

上記リアクトルは、樹脂モールド部との接合性に優れるリアクトル用コア片を用いたリアクトルである。

実施形態１に示すリアクトル用コア片の概略斜視図である。 実施形態１に示す別のリアクトル用コア片の概略正面図である。 実施形態１に示すリアクトル用コア片の製造方法を説明する概略説明図である。 樹脂モールド部を備えるリアクトル用コア片の概略断面図である。 樹脂モールド部の形成方法を説明する概略説明図である。 実施形態２に示すリアクトルの概略上方斜視図である。 実施形態２に示すリアクトルに備わる組合体の分解斜視図である。 図７の組合体に備わる内側コア部の分解斜視図である。

・本発明の実施形態の説明
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。

＜１＞実施形態のリアクトル用コア片は、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体で構成され、リアクトルに備わるコイルの内外に配置される磁性コアの一部となるリアクトル用コア片であって、前記圧粉成形体の少なくとも一つの面に、互いに平行に伸びる複数の浅底溝を備える。

上記リアクトル用コア片によれば、その表面に樹脂モールド部を形成したときに、樹脂モールド部が浅底溝に入り込むようにすることができる。その結果、リアクトル用コア片と樹脂モールド部との接触面積が従来よりも大きくなるため、上記リアクトル用コア片は樹脂モールド部との接合性に優れる。

また、上記リアクトル用コア片を用いたリアクトルにおいて、リアクトル用コア片の溝形成面（浅底溝が形成される面）の向きを調節することによって、樹脂モールド部の剥離をより効果的に抑制することができる。溝形成面の向きと剥離の抑制効果との関係は、図４を参照する実施形態１や図８を参照する実施形態２において改めて説明する。

＜２＞実施形態のリアクトル用コア片として、前記浅底溝の深さは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である形態を挙げることができる。

浅底溝の深さを０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下とすることで、リアクトルの磁気特性を決定するリアクトル用コア片の体積を大きく減少させることなく、リアクトル用コア片と樹脂モールド部との接合性を向上させることができる。

＜３＞実施形態のリアクトル用コア片として、前記浅底溝は、その開口側の溝幅よりも底側の溝幅が広い形態を挙げることができる。

開口側の溝幅よりも底側の溝幅が広い浅底溝であれば、リアクトル用コア片の表面に樹脂モールド部を形成したときに、リアクトル用コア片と樹脂モールド部との接合をより強固にすることができる。浅底溝の底に入り込んだ樹脂モールド部が、底側よりも狭い幅の開口部分に引っ掛かるからである。

＜４＞実施形態のリアクトル用コア片の製造方法は、上下に開口部を有する筒状のダイと、前記ダイの下方開口部に嵌め込まれる下パンチと、前記ダイの上方開口部に嵌め込まれる上パンチと、を備える金型を用いて、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形するリアクトル用コア片の製造方法である。このリアクトル用コア片の製造方法では、前記金型として、前記ダイの内周面のうちの少なくとも一部の面に、前記ダイに嵌め込まれる前記上パンチの移動方向に沿った方向に伸びる複数の突条が形成された金型を用意する。そして、その金型で前記原料粉末を加圧成形することで、少なくとも一面に、前記複数の突条の形状に対応して形成され、互いに平行に伸びる複数の浅底溝を備える圧粉成形体を作製する。

上記リアクトル用コア片の製造方法によれば、加圧成形にてリアクトル用コア片（圧粉成形体）を作製すると同時に、リアクトル用コア片の少なくとも一面に、互いに平行に伸びる複数の浅底溝を形成することができる。つまり、上記リアクトル用コア片の製造方法によれば、後加工によって複数の浅底溝を形成するよりも、リアクトル用コア片の生産性を向上させることができる。

＜５＞実施形態の別のリアクトル用コア片の製造方法は、上下に開口部を有する筒状のダイと、前記ダイの下方開口部に嵌め込まれる下パンチと、前記ダイの上方開口部に嵌め込まれる上パンチと、を備える金型を用いて、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形するリアクトル用コア片の製造方法である。このリアクトル用コア片の製造方法では、前記金型として、前記上パンチの押圧面および前記下パンチの押圧面の少なくとも一方に、互いに平行に伸びる複数の突条が形成された金型を用意する。そして、その金型で前記原料粉末を加圧成形することで、少なくとも一面に、前記複数の突条の形状に対応して形成され、互いに平行に伸びる複数の浅底溝を備える圧粉成形体を作製する。

上記リアクトル用コア片の製造方法によれば、加圧成形にてリアクトル用コア片（圧粉成形体）を作製すると同時に、リアクトル用コア片の少なくとも一面に、互いに平行に伸びる複数の浅底溝を形成することができる。つまり、上記リアクトル用コア片の製造方法によれば、後加工によって複数の浅底溝を形成するよりも、リアクトル用コア片の生産性を向上させることができる。

＜６＞実施形態のリアクトルは、コイルと磁性コアとを有する組合体を備えるリアクトルであって、前記磁性コアは、上記実施形態のリアクトル用コア片を含む複数の分割コア片を組み合わせて構成されており、前記リアクトル用コア片の外周には樹脂モールド部が形成されている。

上記リアクトルでは、リアクトル用コア片と樹脂モールド部とが強固に結合しているため、リアクトル用コア片から樹脂モールド部が剥離するなどの不具合が生じ難い。そのため、上記リアクトルでは、樹脂モールド部の剥離に伴う不具合が生じ難い。

・本発明の実施形態の詳細
以下、本発明のリアクトルの実施形態を図面に基づいて説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本発明は実施形態に示される構成に限定されるわけではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内の全ての変更が含まれることを意図する。

＜実施形態１＞
≪リアクトル用コア片≫
図１は、実施形態に係るリアクトル用コア片１０の概略斜視図である。リアクトル用コア片１０は、リアクトルに備わるコイルの内外に配置される磁性コアの一部となる。図１に示すリアクトル用コア片１０は、直方体状に形成された圧粉成形体であって、互いに平行に伸びる複数の浅底溝１１ｇが形成された溝形成面１１を備える。浅底溝１１ｇは、リアクトル用コア片１０と、その外周に形成する樹脂モールド部（後述する）と、の接合強度を向上させるためのものである。ここで、図１では、浅底溝１１ｇを実際の寸法よりも強調して示している。

［圧粉成形体］
既に述べたように、リアクトル用コア片１０は、圧粉成形体である。圧粉成形体は、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形することで得られる。軟磁性粉末は、鉄などの鉄属金属やその合金（Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金など）などで構成される磁性粒子の集合体である。磁性粒子の平均粒径（Ｄ５０）は、例えば１μｍ以上１０００μｍ以下、特に１０μｍ以上５００μｍ以下とすることが好ましい。磁性粒子の表面には、１０ｎｍ以上１μｍ以下のリン酸塩などで構成される絶縁被覆が形成されていても良い。また、原料粉末には、軟磁性粉末の他に、ステアリン酸アミドなどの潤滑剤や、シリコーン樹脂などのバインダが含まれていても良い。潤滑剤やバインダは、後述する圧粉成形体の熱処理の際に消失するものであっても良い。

［全体形状］
リアクトル用コア片１０の全体形状は、代表的には、図１に示す直方体状であるが、特に限定されない。直方体状の他に、リアクトル用コア片は、円柱状であっても良いし、後述する実施形態２に示す外側コア部のように概略半円柱状であっても良い。

［溝形成面］
溝形成面１１は、リアクトル用コア片１０の少なくとも一面に設けられている。図１に示す直方体状のリアクトル用コア片１０は、四つの溝形成面１１を備えている。溝形成面１１の数は、一つでも二つでも三つでも良い。また、図示するリアクトル用コア片の平坦面１２にも浅底溝１１ｇを形成し、直方体のリアクトル用コア片１０の五面、あるいは六面全てを溝形成面１１としても良い。

［［浅底溝］］
溝形成面１１の浅底溝１１ｇは、互いに平行に形成されている。例えば、図１に示す溝形成面１１では、全ての浅底溝１１ｇの延伸方向が、溝形成面１１の一端側から他端側に向って揃っている。別の見方をすれば、浅底溝１１ｇの延伸方向は、平坦面１２と直交する方向となっている。ここで、図示しないが、円柱状のリアクトル用コア片の周面を溝形成面とする場合、周面に形成される全ての浅底溝の延伸方向は、円柱の軸方向に平行な方向に揃える。その理由は、リアクトル用コア片の製造方法に関係する。

浅底溝１１ｇの断面形状は特に限定されない。しかし、浅底溝１１ｇは、図１に示すように矩形溝とすることが好ましい。より好ましくは、図２に示すように、浅底溝１１ｇを、その開口部の溝幅が底部の溝幅よりも狭い浅底溝１１ｇとする。以下、このような開口部の溝幅が狭い浅底溝１１ｇを、『あり溝状の浅底溝１１ｇ』と表現する場合がある。図２は、あり溝状の浅底溝１１ｇを形成した溝形成面１１を備えるリアクトル用コア片１０Ａを、平坦面１２側から見た正面図である。あり溝状の浅底溝１１ｇとしては、図２に示すような略台形状の溝断面を有するものの他に、逆Ｔ字状の溝断面を有するものなどを挙げることができる。

図１に示す浅底溝１１ｇの開口部の溝幅と底部の溝幅がほぼ同じとなる矩形溝は、開口部の溝幅よりも底部の溝幅が狭い溝（例えばＶ字溝）よりも、リアクトル用コア片１０と樹脂モールド部との接合強度を向上させることができる。また、図２に示すあり溝状の浅底溝１１ｇは、上記矩形溝よりもさらにリアクトル用コア片１０Ａと樹脂モールド部との接合強度を向上させることができる。

浅底溝１１ｇの深さは、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下とすることが好ましい。この範囲であれば、リアクトルの磁気特性を決定するリアクトル用コア片１０（１０Ａ）の磁気特性を大きく損なうことなく、リアクトル用コア片１０（１０Ａ）と樹脂モールド部との接合性を向上させることができる。

浅底溝１１ｇの開口部の溝幅は適宜選択することができる。また、図２のあり溝状の浅底溝１１ｇの場合も、開口部の溝幅と底部の溝幅との差は、適宜選択することができる。

隣接する二つの浅底溝１１ｇの間隔は適宜選択することができる。浅底溝１１ｇの各間隔は、均等とすることが好ましい。浅底溝１１ｇの各間隔を均等とすることで、リアクトル用コア片１０（１０Ａ）の表面に樹脂モールド部を形成したときに、溝形成面１１における樹脂モールド部の接合性にムラができ難い。

≪リアクトル用コア片の製造方法≫
上記リアクトル用コア片１０（１０Ａ）は、金型を用意する工程と、金型で原料粉末を加圧成形する工程と、を実施することで作製することができる。図３の上図は金型を用意する工程を、下図は加圧成形する工程を示す。なお、図３に示す金型５はあくまで概略図であって、実際の金型とは若干異なる。

［金型を用意する工程］
図３の上図に示すように、金型を用意する工程では、上下に開口部を有する筒状のダイ５０と、ダイ５０の下方開口部に嵌め込まれる下パンチ５１と、ダイ５０の上方開口部に嵌め込まれる上パンチ５２と、を備える金型５を用意する。ダイ５０の内部は、四つの内周面が互いに直交するように繋がっており、各内周面はいずれも、互いに平行に伸びる複数の突条５０ｃが形成された突条形成面５０Ｓとなっている。突条５０ｃの延伸方向は、ダイ５０に嵌め込まれる上パンチ５２と下パンチ５１の移動方向に沿った方向となっている。各突条５０ｃの長さは、ダイ５０の上下の開口部間に及ぶ長さである。一方、パンチ５１，５２の側面はダイ５０の内周面に対応する凹凸形状を備え、パンチ５１，５２の押圧面は平坦になっている。

［加圧成形する工程］
金型５を用意したら、図３の下図に示すように、金型５のキャビティ内に、軟磁性粉末を含む原料粉末１０Ｐを充填し、下パンチ５１と上パンチ５２との間で原料粉末１０Ｐを加圧成形する。原料粉末は、軟磁性粉末の他、潤滑剤やバインダを含んでいても良い。

加圧成形する工程を経ることで、図１（図２）に示すように、金型５の内周面に対応する四つの溝形成面１１を有するリアクトル用コア片１０（１０Ａ）となる圧粉成形体を作製することができる。この場合、図３のパンチ５１，５２の押圧面が、図１（図２）のリアクトル用コア片１０（１０Ａ）の平坦面１２を形成する。加圧成形の圧力は、３９０ＭＰａ以上１５００ＭＰａ以下とすることができる。

ここで、パンチ５１，５２の押圧面を突条形成面とすれば、リアクトル用コア片１０（１０Ａ）の平坦面１２にも矩形溝やＶ字溝などの浅底溝（あり溝状の浅底溝は不可）を形成することができる。即ち、リアクトル用コア片１０（１０Ａ）に備わる五面、あるいは六面全てを溝形成面１１とすることもできる。また、円柱状のリアクトル用コア片を作製するにあたり、その周面を溝形成面とする場合、円柱状のキャビティの内周面に、上パンチと下パンチの移動方向に沿った方向に伸びる突条を形成する。そうすることで、円柱状のリアクトル用コア片の周面に、円柱の軸方向に平行な方向に並ぶ複数の浅底溝を形成することができ、そのようなコア片を金型から容易に脱型することができる。

［その他の工程］
圧粉成形体に所定の熱処理を施したものをリアクトル用コア片１０（１０Ａ）として利用することが好ましい。加圧成形の際に、原料粉末に含まれる磁性粒子に歪が導入されるからである。この歪は、リアクトル用コア片１０（１０Ａ）のヒステリシス損失を増加させる恐れがあるが、熱処理によって除去することができる。熱処理の条件は、４００℃以上７００℃以下で、３０分以上６０分以下とすることができる。

≪樹脂モールド部≫
上述したリアクトル用コア片１０（１０Ａ）の外周には、図４に示すように、樹脂で構成される樹脂モールド部２０を形成する（図４では、浅底溝の図示を省略している）。樹脂モールド部２０は、リアクトル用コア片１０（１０Ａ）を外部環境から保護し、リアクトル用コア片１０（１０Ａ）が錆びたり、欠けたりすることを防止する。また、樹脂モールド部２０は、リアクトル用コア片１０（１０Ａ）と、後述するようにコイルと、の間の電気的な絶縁を確保する役割を持つ。

［形成状態］
樹脂モールド部２０は少なくとも溝形成面１１（図１，２）の一つを覆っていれば良いが、溝形成面１１の全てを覆っていることが好ましく、平坦面１２を含むリアクトル用コア片１０（１０Ａ）の全面を覆っていることがより好ましい。但し、リアクトル用コア片１０（１０Ａ）を磁性コアのどの位置に配置するかによって、敢えてリアクトル用コア片１０（１０Ａ）の外周の一部を樹脂モールド部２０で覆わない構成としても良い。

図４とは異なり、樹脂モールド部２０によって、複数のリアクトル用コア片１０（１０Ａ）をまとめて一体化する構成とすることもできる。例えば、後述する実施形態２の第一コア部品３１０（図７参照）は、複数の分割コア片３１ｍ（リアクトル用コア片）を樹脂モールド部３１０ｍで覆った構成の一例である。

［材質］
樹脂モールド部２０を構成する樹脂としては、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ナイロン６、ナイロン６６といったポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂などの熱可塑性樹脂を利用することができる。その他、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂を利用することも可能である。これらの樹脂にアルミナやシリカなどのセラミックスフィラーを含有させて、樹脂モールド部２０の放熱性を向上させても良い。

［樹脂モールド部の形成方法］
図４に示す樹脂モールド部２０は、例えば、図５に示すモールド用金型６を用いて作製することができる。図５では、リアクトル用コア片１０（１０Ａ）の表面に形成される浅底溝１１ｇ（図１，２）の図示を省略している。モールド用金型６は、その内周面からリアクトル用コア片１０（１０Ａ）を離隔させた状態で保持する保持部材６０，６０と、モールド用金型６の内部に樹脂を注入する注入口６１と、を備える。注入口６１から樹脂を充填することで、図中の太線矢印に示すように、リアクトル用コア片１０（１０Ａ）の外周に沿って樹脂が行き渡り、図４に示す樹脂モールド部２０を形成することができる。

ここで、図４の樹脂モールド部２０には、割れの起点となり易い箇所が存在する。例えば、図５の保持部材６０に対応して形成される孔部２０ｈには樹脂がないため、割れの起点となり易い。また、図５の注入口６１から充填した樹脂がリアクトル用コア片１０（１０Ａ）の外周に拡がり、最後に集合する部分（図５の紙面左下の矢印が対向する部分）に形成される樹脂の繋ぎ目であるウェルド２０ｗも、割れの起点となり易い。さらに、図５の注入口６１に対応して形成されるバリ２０ｂを除去した際に形成される除去痕も、割れの起点となり易い。これら割れの起点となり易い部分に、図１，２の溝形成面１１を向けることで、樹脂モールド部２０に割れが生じ難くすることができ、リアクトル用コア片１０（１０Ａ）からの樹脂モールド部２０の剥離を効果的に抑制することができる。

上記割れの起点となり易い部分に、リアクトル用コア片１０（１０Ａ）の溝形成面１１（図１，２）を向けることの他、リアクトル用コア片１０（１０Ａ）をリアクトルに適用する際、溝形成面１１の向きに好ましい向きが存在する。その点に関しては、次の実施形態２で説明する。

≪リアクトル用コア片の効果≫
複数の浅底溝１１ｇを備えるリアクトル用コア片１０（１０Ａ）によれば、その表面に形成する樹脂モールド部２０との接合性を従来よりも向上させることができる。浅底溝１１ｇによって、リアクトル用コア片１０（１０Ａ）と樹脂モールド部２０との接触面積が従来よりも増加するからである。

＜実施形態２＞
実施形態２では、実施形態１で説明したリアクトル用コア片１０（１０Ａ）を用いたリアクトル１の一例を図６〜図８を参照して説明する。

≪全体構成≫
図６に示すリアクトル１は、コイル２と磁性コア３とを有する組合体１αを、載置板９上に接合層８で固定した構成を備える。本例のリアクトル１では、後述する磁性コア３を構成する第一コア部品３１０に、実施形態１のリアクトル用コア片１０（１０Ａ）を適用する。

≪組合体≫
コイル２と磁性コア３とを機械的に組み合わせた組合体１αの説明では主として図７の分解斜視図を参照する。

［コイル］
本実施形態におけるコイル２は、一対の巻回部２Ａ，２Ｂと、両巻回部２Ａ，２Ｂを連結する連結部２Ｒと、を備える。各巻回部２Ａ，２Ｂは、互いに同一の巻数、同一の巻回方向で中空筒状に形成され、各軸方向が平行になるように並列されている。また、連結部２Ｒは、両巻回部２Ａ，２Ｂを繋ぐＵ字状に屈曲された部分である。このコイル２は、接合部の無い一本の巻線を螺旋状に巻回して形成しても良いし、各巻回部２Ａ，２Ｂを別々の巻線により作製し、各巻回部２Ａ，２Ｂの巻線の端部同士を溶接や圧着などにより接合することで形成しても良い。

本実施形態の各巻回部２Ａ，２Ｂは角筒状に形成されている。角筒状の巻回部２Ａ，２Ｂとは、その端面形状が四角形状（正方形状を含む）の角を丸めた形状の巻回部のことである。もちろん、巻回部２Ａ，２Ｂは円筒状に形成しても構わない。円筒状の巻回部とは、その端面形状が閉曲面形状（楕円形状や真円形状、レーストラック形状など）の巻回部のことである。

巻回部２Ａ，２Ｂを含むコイル２は、銅やアルミニウム、マグネシウム、あるいはその合金といった導電性材料からなる平角線や丸線などの導体の外周に、絶縁性材料からなる絶縁被覆を備える被覆線によって構成することができる。本実施形態では、導体が銅製の平角線からなり、絶縁被覆がエナメル（代表的にはポリアミドイミド）からなる被覆平角線をエッジワイズ巻きにすることで、各巻回部２Ａ，２Ｂを形成している。

コイル２の両端部２ａ，２ｂは、巻回部２Ａ，２Ｂから引き延ばされて、端子部材７，７に接続される。この端子部材７，７を介して、コイル２に電力供給を行なう電源などの外部装置が接続される。

［磁性コア］
本例における磁性コア３は、柱状に形成される一対の第一コア部品３１０と、これら第一コア部品３１０，３１０の端面３１０ｅ，３１０ｅを繋ぐ一対の第二コア部品３２０，３２０と、を備える。これら第一コア部品３１０，３１０と第二コア部品３２０，３２０とが環状に繋がることで、磁性コア３が形成されている。

［［第一コア部品］］
第一コア部品３１０は、コイル２の巻回部２Ａ（２Ｂ）の内部に配置される内側コア部３１と、その外周を覆う樹脂モールド部３１０ｍと、を備える部材である。内側コア部３１は、複数の分割コア片３１ｍと、複数のギャップ材３１ｇと、を交互に積層することで構成されている（図８の内側コア部３１の分解斜視図も合わせて参照）。分割コア片３１ｍは、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体であって、本例では、実施形態１で説明したリアクトル用コア片１０を利用する（図２のコア片１０Ａも利用可）。また、樹脂モールド部３１０ｍには、実施形態１で説明した樹脂モールド部２０と同様の樹脂を利用する。ギャップ材３１ｇは、内側コア部３１の磁気特性を調整するための部材であって、例えばアルミナなどで構成することができる。

分割コア片３１ｍとして、実施形態１のリアクトル用コア片１０（１０Ａ）を適用する場合、溝形成面１１をどの向きに配置するかによって、分割コア片３１ｍと樹脂モールド部３１０ｍとの接合強度を向上させることができる。この点については、図８に示す内側コア部３１の分解斜視図を用いて説明する。この図８では、リアクトル用コア片１０の溝形成面１１の浅底溝の延伸方向を太線矢印で示し、浅底溝自体の図示は省略している。

図８に示すように、分割コア片３１ｍ（リアクトル用コア片１０）の溝形成面１１をギャップ材３１ｇに対向する向きに配置すれば、内側コア部３１の外周に樹脂モールド部３１０ｍ（図７）を形成する際、樹脂モールド部３１０ｍを構成する樹脂が分割コア片３１ｍの浅底溝に入り込む。浅底溝に入り込んだ樹脂は、分割コア片３１ｍとギャップ材３１ｇとを強固に結合させる。その結果、内側コア部３１の軸方向の伸び縮みを抑制することができるので、伸び縮みに伴う内側コア部３１の振動・騒音を抑制でき、また内側コア部３１から樹脂モールド部３１０ｍが剥離することを抑制できる。

また、図８に示すように、分割コア片３１ｍの溝形成面１１を紙面上側と図では見えない紙面下側に配置すれば、内側コア部３１の外周面と樹脂モールド部３１０ｍとの接合強度を向上させることができる。特に、図示するように、溝形成面１１の浅底溝の延伸方向（太線矢印）が、内側コア部３１の軸方向と直交する方向に向くようにすることで、内側コア部３１が軸方向に伸び縮みしたときに、浅底溝に入り込んだ樹脂モールド部３１０ｍが浅底溝の縁に引っ掛かるようになる。その結果、内側コア部３１の軸方向の伸び縮みを効果的に抑制することができる。内側コア部３１の伸び縮みを抑制できれば、伸び縮みに伴う内側コア部３１の振動・騒音を抑制でき、また内側コア部３１から樹脂モールド部３１０ｍが剥離することを抑制できる。

ここで、図８に示す例では、四つの溝形成面１１と二つの平坦面１２を有する分割コア片３１ｍを用いており、平坦面１２が紙面手前側と奥側を向くように配置されている。これに対して、六面全てに浅底溝を備える分割コア片３１ｍを用いれば、紙面手前側と奥側にも溝形成面１１を向けることができ、内側コア部３１と樹脂モールド部３１０ｍとの接合をより強固にすることができる。

［［第二コア部品］］
図７に示す第二コア部品３２０は、巻回部２Ａ，２Ｂの外側に配置される外側コア部３２の外周を樹脂モールド部３２０ｍで覆った部材である。外側コア部３２は、概略半円柱状の分割コア片３２ｍで構成されている。この第二コア部品３２０の分割コア片３２ｍも、実施形態１で説明した溝形成面１１を備えるリアクトル用コア片１０（１０Ａ）で構成することができる。その場合、溝形成面１１は、第一コア部品３１０に対向する面以外の面に設けることが好ましい。

［［コア部品に関するその他の構成］］
本例における第一コア部品３１０と第二コア部品３２０とは、第一コア部品３１０の軸方向端部に形成される薄肉部３１１と、第二コア部品３２０に形成される枠部３２１と、の機械的な嵌め合いによって連結されている。薄肉部３１１は、他の部分よりも樹脂モールド部３１０ｍが薄くなることで形成される部分であり、枠部３２１は、樹脂モールド部３２０ｍが突出することで形成される部分である。枠部３２１の内側には、外側コア部３２が樹脂モールド部３２０ｍに覆われることなく露出している。

第一コア部品３１０と第二コア部品３２０とを連結する本例の構成では、第一コア部品３１０の端面３１０ｅと、第二コア部品３２０の外側コア部３２（分割コア片３２ｍ）の端面３２ｅと、が接触する。端面３１０ｅと端面３２ｅとの間に接着剤を用いても構わない。ここで、端面３１０ｅは内側コア部３１の端面３１ｅを覆う樹脂モールド部３１０ｍで構成されている。そのため、本例では、樹脂モールド部３１０ｍが、内側コア部３１の端面３１ｅと外側コア部３２の端面３１ｅとの間でギャップ材として機能する。

≪その他の構成≫
本実施形態２のリアクトル１は、図６に示すように、載置板９や接合層８などを備える。

［載置板］
載置板９は、リアクトル１αを冷却ベースなどの設置対象に固定する際の台座として機能する部材である。そのため、載置板９は、機械的強度に優れることが求められる。また、載置板９には、リアクトル１の使用時に組合体１αで発生した熱を設置対象に逃がす役割が求められる。そのため、載置板９は、機械的強度に加えて、放熱性に優れることが求められる。このような要請に応えるため、載置板９は金属で構成する。例えば、載置板９の構成材料として、アルミニウムやその合金、マグネシウムやその合金を利用することができる。これらの金属（合金）は、機械的強度と熱伝導性に優れ、かつ軽量で非磁性であるという利点を有する。

［接合層］
上記載置板９と組合体１αとの間には、両者１α，９を接合させる接合層８が形成されている。この接合層８は、リアクトル１の使用時に組合体１αで発生した熱を載置板９に伝導する機能も持つ。

接合層８の構成材料は、絶縁性を有するものとする。例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂や、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。これら絶縁性樹脂に、上述したセラミックスフィラーなどを含有させることで、接合層８の放熱性を向上させても良い。接合層８の熱伝導率は、例えば０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましく、更に１Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特に２Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましい。

接合層８は、載置板９上に絶縁性樹脂（セラミックスフィラー含有樹脂でも可）を塗布することによって形成しても良いし、載置板９上に絶縁性樹脂のシート材を貼り付けることで形成しても良い。接合層８としてシート状のものを用いると、載置板９上に接合層８を形成し易いため、好ましい。

≪リアクトルの効果≫
以上説明した構成を備えるリアクトル１では、その使用に伴う磁性コア３の熱伸縮が生じても、磁性コア３の樹脂モールド部３１０ｍ，３２０ｍが剥離し難い。そのため、樹脂モールド部３１０ｍ，３２０ｍの剥離に伴う不具合、例えばリアクトル１の磁気特性の低下や振動・騒音などの問題が生じ難い。

実施形態２に係るリアクトルは、通電条件が、例えば、最大電流（直流）：１００Ａ〜１０００Ａ程度、平均電圧：１００Ｖ〜１０００Ｖ程度、使用周波数：５ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度である用途、代表的には電気自動車やハイブリッド自動車などの車載用電力変換装置の構成部品に好適に利用することができる。この用途では、直流通電が０Ａのときのインダクタンスが、１０μＨ以上２ｍＨ以下、最大電流通電時のインダクタンスが、０Ａのときのインダクタンスの１０％以上を満たすものが好適に利用できると期待される。

本発明のリアクトル用コア片は、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池自動車といった電動車両に搭載される双方向ＤＣ−ＤＣコンバータなどの電力変換装置に備わるリアクトルに利用することができる。

１０（１０Ａ） リアクトル用コア片 １０Ｐ 原料粉末
１１ 溝形成面 １１ｇ 浅底溝 １２ 平坦面
２０ 樹脂モールド部
２０ｂ バリ ２０ｈ 孔部 ２０ｗ ウェルド
１ リアクトル １α 組合体
２ コイル
２Ａ，２Ｂ 巻回部 ２Ｒ 連結部 ２ａ，２ｂ 端部
３ 磁性コア
３１０ 第一コア部品 ３１０ｍ 樹脂モールド部 ３１０ｅ 端面
３１１ 薄肉部
３１ 内側コア部 ３１ｍ 分割コア片 ３１ｇ ギャップ材 ３１ｅ 端面
３２０ 第二コア部品 ３２０ｍ 樹脂モールド部
３２１ 枠部
３２ 外側コア部 ３２ｍ 分割コア片 ３２ｅ 端面
５ 金型
５０ ダイ ５０Ｓ 突条形成面 ５０ｃ 突条
５１ 下パンチ ５２ 上パンチ
６ モールド用金型
６０ 保持部材 ６１ 注入口
７ 端子部材
８ 接合層
９ 載置板

Claims (6)

1. 軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体で構成され、リアクトルに備わるコイルの内外に配置される磁性コアの一部となるリアクトル用コア片であって、
   前記圧粉成形体の少なくとも一つの面に、互いに平行に伸びる複数の浅底溝を備えるリアクトル用コア片。
2. 前記浅底溝の深さは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である請求項１に記載のリアクトル用コア片。
3. 前記浅底溝は、その開口側の溝幅よりも底側の溝幅が広い請求項１または請求項２に記載のリアクトル用コア片。
4. 上下に開口部を有する筒状のダイと、前記ダイの下方開口部に嵌め込まれる下パンチと、前記ダイの上方開口部に嵌め込まれる上パンチと、を備える金型を用いて、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形するリアクトル用コア片の製造方法であって、
   前記金型として、前記ダイの内周面のうちの少なくとも一部の面に、前記ダイに嵌め込まれる前記上パンチの移動方向に沿った方向に伸びる複数の突条が形成された金型を用意し、その金型で前記原料粉末を加圧成形することで、
   少なくとも一面に、前記複数の突条の形状に対応して形成され、互いに平行に伸びる複数の浅底溝を備える圧粉成形体を作製するリアクトル用コア片の製造方法。
5. 上下に開口部を有する筒状のダイと、前記ダイの下方開口部に嵌め込まれる下パンチと、前記ダイの上方開口部に嵌め込まれる上パンチと、を備える金型を用いて、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形するリアクトル用コア片の製造方法であって、
   前記金型として、前記上パンチの押圧面および前記下パンチの押圧面の少なくとも一方に、互いに平行に伸びる複数の突条が形成された金型を用意し、その金型で前記原料粉末を加圧成形することで、
   少なくとも一面に、前記複数の突条の形状に対応して形成され、互いに平行に伸びる複数の浅底溝を備える圧粉成形体を作製するリアクトル用コア片の製造方法。
6. コイルと磁性コアとを有する組合体を備えるリアクトルであって、
   前記磁性コアは、請求項１に記載のリアクトル用コア片を含む複数の分割コア片を組み合わせて構成されており、
   前記リアクトル用コア片の外周には樹脂モールド部が形成されているリアクトル。

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