JP6651879B2 - リアクトル - Google Patents

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関する。

ハイブリッド自動車のコンバータの構成部品の一つにリアクトルがある。リアクトルは、巻回部を有するコイルと、閉磁路を形成する磁性コアと、コイルと磁性コアとの間の絶縁を確保する絶縁介在部材と、を備える。磁性コアは、巻回部の内部に配置される内側コア部と、巻回部の外部に配置される外側コア部と、を備える。例えば特許文献１のリアクトルでは、一対のボビンを組み合わせることで絶縁介在部材を構成している。当該ボビンは、巻回部の内周面と内側コア部との間に介在される内側介在部材と、巻回部の軸方向端面と外側コア部との間に介在される端面介在部材と、に分けることができる。

上記特許文献１には、コイルと磁性コアと絶縁介在部材とを組み合わせた後、コイルの巻回部の内部に樹脂を充填したリアクトルが開示されている。このような構成とすることで、磁性コアを構成する複数のコア片を樹脂で被覆し、その被覆コア片をコイルと組み合わせるよりも、リアクトルの製造工程を簡素化できると考えられる。

特開２０１４−００３１２５号公報

特許文献１の構成では、巻回部の内部に充填した樹脂でコア片間にギャップ部を形成する場合、コア片間の隙間に十分に樹脂を充填することができない場合がある。コア片間への樹脂の充填が不十分であると、巻回部の内部でコア片ががたつき易く、騒音が発生したり、コア片同士が接触したり、コア片が巻回部の内周面に接触したりする虞がある。

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、巻回部の内部に充填した樹脂でコア片間にギャップ部を形成した場合でもコア片間に十分に樹脂が充填され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は、巻線を巻回してなる巻回部を有するコイルと、前記巻回部の内部に配置される内側コア部と前記巻回部の外部に配置される外側コア部とで閉磁路を形成する磁性コアと、を備えるリアクトルである。このリアクトルは、前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面とを接合する内側樹脂部を備え、リアクトルに備わる前記内側コア部は、複数のコア片と前記内側樹脂部の一部で構成されるギャップ部とを備える。前記コア片は、前記ギャップ部に対向するギャップ対向面と、前記巻回部の内周面に対向するコイル対向面と、前記ギャップ対向面と前記コイル対向面との角部に設けられた切欠き状の樹脂流れ部と、を備える。

本発明の一態様に係るリアクトルによれば、巻回部の内部に充填した樹脂でコア片間にギャップ部を形成した場合でも、コア片間に十分に樹脂（内側樹脂部）が充填されたリアクトルとすることができる。

実施形態１に係るリアクトルの概略斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 内側樹脂部および外側樹脂部を除く、実施形態１に示す組合体の分解斜視図である。 図２の部分拡大図である。 内側樹脂部および外側樹脂部を形成する前の実施形態１に示す組合体の概略正面図である。 実施形態１に示す内側コア部を構成するコア片の概略斜視図である。 図６とは別形態のコア片の概略斜視図である。 実施形態２に係るリアクトルの概略斜視図である。 図８のＩＸ−ＩＸ断面図である。

・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は、巻線を巻回してなる巻回部を有するコイルと、前記巻回部の内部に配置される内側コア部と前記巻回部の外部に配置される外側コア部とで閉磁路を形成する磁性コアと、を備えるリアクトルである。このリアクトルは、前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面とを接合する内側樹脂部を備え、リアクトルに備わる前記内側コア部は、複数のコア片と前記内側樹脂部の一部で構成されるギャップ部とを備える。前記コア片は、前記ギャップ部に対向するギャップ対向面と、前記巻回部の内周面に対向するコイル対向面と、前記ギャップ対向面と前記コイル対向面との角部に設けられた切欠き状の樹脂流れ部と、を備える。

コア片のギャップ対向面とコイル対向面との角部に樹脂流れ部を形成することで、内側樹脂部となる樹脂を巻回部の内部に充填する際、ギャップ部となるコア片間の隙間（コア片と外側コア部との隙間を含む）に樹脂が十分に回り込み易くなる。その結果、リアクトルにおけるギャップ部の位置に大きな空隙が形成され難くなる。つまり、コア片に樹脂流れ部を備えるリアクトルは、ギャップ部の位置に大きな空隙が形成されていないリアクトルとなる。

＜２＞実施形態のリアクトルとして、前記ギャップ対向面の外周縁部の全周に亘って前記樹脂流れ部が形成されている形態を挙げることができる。

コア片のギャップ対向面の外周縁部の全周に亘って樹脂流れ部を形成することで、内側樹脂部となる樹脂を巻回部の内側に充填する際、ギャップ部となるコア片間の隙間に樹脂が十分に回り込み易くなる。その結果、リアクトルにおけるギャップ部の位置に大きな空隙が形成され難くなる。

＜３＞実施形態のリアクトルとして、前記巻回部の軸方向に直交する方向から見たとき、前記樹脂流れ部の幅が前記ギャップ部の幅よりも広い形態を挙げることができる。

ギャップ部となるコア片間の間隔よりも樹脂流れ部の幅を広くすることで、内側樹脂部となる樹脂を巻回部の内側に充填する際、ギャップ部となるコア片間の隙間に樹脂が十分に回り込み易くなる。その結果、ギャップ部の位置に大きな空隙が形成され難くなる。

＜４＞実施形態のリアクトルとして、前記コイルは、前記内側樹脂部とは別に設けられ、前記巻回部の各ターンを一体化させる一体化樹脂を備える形態を挙げることができる。

一体化樹脂で巻回部を一体化することで、内側樹脂部となる樹脂を巻回部の内部に充填する際、ターン間から樹脂が漏れることを抑制することができる。ターン間からの樹脂漏れを抑制できれば、ギャップ部となるコア片間の隙間に樹脂が十分に回り込み易く、その結果、ギャップ部の位置に大きな空隙が形成され難くなる。

＜５＞実施形態のリアクトルとして、前記コア片は、軟磁性粉末の圧粉成形体である形態を挙げることができる。

圧粉成形体は、軟磁性粉末を加圧成形することで生産性良く製造することができるので、この圧粉成形体のコア片を用いたリアクトルの生産性も向上することができる。また、コア片を圧粉成形体で構成することで、コア片に占める軟磁性粉末の割合を高くできるので、コア片の磁気特性（比透磁率や飽和磁束密度）を高めることができる。そのため、圧粉成形体のコア片を用いたリアクトルの性能を向上させることができる。

＜６＞実施形態のリアクトルとして、前記コア片は、樹脂と、前記樹脂中に分散した軟磁性粉末と、を含む複合材料である形態を挙げることができる。

複合材料は、樹脂中の軟磁性粉末の含有量を調整し易い。そのため、複合材料のコア片を用いたリアクトルの性能を調整し易い。

・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＞
実施形態１では、図１〜図７に基づいてリアクトル１の構成を説明する。図１に示すリアクトル１は、コイル２と磁性コア３と絶縁介在部材４とを組み合わせた組合体１０と、組合体１０を載置する載置板９と、を備える。組合体１０はさらに、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの内部に配置される内側樹脂部５（図２参照）と、磁性コア３の一部を構成する外側コア部３２を覆う外側樹脂部６と、を備える。以下、リアクトル１に備わる各構成を詳細に説明する。

≪組合体≫
コイル２、磁性コア３、および絶縁介在部材４を備える組合体１０の説明には主として図３の分解斜視図、および図２の概略縦断面図を用いる。図２では、コア片３１ｍは断面ではなく、側面を示している（この点は、図９においても同様）。

［コイル］
図３に示すように、本例のコイル２は、一本の巻線２ｗで構成されており、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。別々の巻線により作製した巻回部２Ａ，２Ｂを連結することでコイル２を製造しても良い。

本例の各巻回部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（巻線２ｗ）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、図示しない端子部材に接続される。両端部２ａ，２ｂではエナメルなどの絶縁被覆は剥がされている。この端子部材を介して、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。

上記構成を備えるコイル２は、図２に示すように樹脂によって一体化されていることが好ましい。本例の場合、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂはそれぞれ、一体化樹脂２０によって個別に一体化されている。本例の一体化樹脂２０は、巻線の外周（エナメルなどの絶縁被覆のさらに外周）に形成される熱融着樹脂の被覆層を融着させることで構成されており、非常に薄い。そのため、巻回部２Ａ，２Ｂが一体化樹脂で一体化されていても、巻回部２Ａ，２Ｂのターンの形状や、ターンの境界が外観上から分かる状態になっている。一体化樹脂２０の材質としては、熱によって融着する樹脂、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を挙げることができる。

図２では一体化樹脂２０を誇張して示しているが、実際には非常に薄く形成されている。一体化樹脂２０は、巻回部２Ｂ（巻回部２Ａでも同様）を構成する各ターンを一体化し、巻回部２Ｂの軸方向の伸縮を抑制する。本例では、巻線２ｗに形成される熱融着樹脂を融着させて一体化樹脂２０を形成しているため、各ターン間の隙間にも均一的に一体化樹脂２０が入り込んでいる。ターン間における一体化樹脂２０の厚さｔ１は、巻回前の巻線２ｗの表面に形成される熱融着樹脂の厚さの約二倍であり、具体的には２０μｍ以上２ｍｍ以下とすることが挙げられる。厚さｔ１を厚くすることで、各ターンを強固に一体化させることができ、厚さｔ１を薄くすることで巻回部２Ｂの軸方向長さが長くなり過ぎることを抑制できる。

ここで、角筒状のコイル２の巻回部２Ａ，２Ｂは、巻線２ｗが曲げられることで形成される四つの角部と、巻線２ｗが曲げられていない平坦部と、に分けられる。図１，２では巻回部２Ａ，２Ｂの角部においても平坦部においても各ターン同士を一体化樹脂２０で一体化した構成である。これに対して、巻回部２Ａ，２Ｂの一部、例えば角部においてのみ各ターン同士が一体化樹脂２０で一体化されている構成としても良い。

巻線２ｗをエッジワイズ巻きすることで形成される巻回部２Ａ，２Ｂの角部では、曲げの内側が曲げの外側よりも厚くなり易い。このような曲げの内側が厚くなった巻回部２Ａ，２Ｂを熱処理し、巻線２ｗ表面の熱融着樹脂を溶融させると、曲げの内側では各ターンを一体化樹脂２０で一体化させることができ、曲げの外側では各ターンを離隔させることができる。この場合、巻回部２Ａ，２Ｂの平坦部では、巻線２ｗの外周に熱融着樹脂があるが、各ターン間は一体化されずに離隔する。この平坦部における隙間が十分に小さければ、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に樹脂を充填してもその樹脂は表面張力によって平坦部の隙間を通過できない。

［磁性コア］
磁性コア３は、複数のコア片３１ｍ，３２ｍを組み合わせて構成されており、便宜上、内側コア部３１，３１と、外側コア部３２，３２と、に分けることができる（図１，２を合わせて参照）。

内側コア部３１は、図２に示すようにコイル２の巻回部２Ｂ（巻回部２Ａでも同様）の内部に配置される部分である。ここで、内側コア部３１とは、磁性コア３のうち、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に沿った部分を意味する。例えば、図２では、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に沿った部分の端部が巻回部２Ａ，２Ｂの端面よりも巻回部２Ａ，２Ｂの外側に突出しているものの、その突出する部分も内側コア部３１の一部である。

本例の内側コア部３１は、三つのコア片３１ｍと、各コア片３１ｍの間に形成されるギャップ部３１ｇと、コア片３１ｍと後述するコア片３２ｍとの間に形成されるギャップ部３２ｇと、で構成されている。本例のギャップ部３１ｇ，３２ｇは、後述する内側樹脂部５によって形成されている。この内側コア部３１の形状は、巻回部２Ａ（２Ｂ）の内部形状に沿った形状であって、本例の場合、略直方体状である。

一方、外側コア部３２は、巻回部２Ａ，２Ｂの外部に配置される部分であって、一対の内側コア部３１，３１の端部を繋ぐ形状を備える（図１参照）。本例の外側コア部３２は、上面と下面が略ドーム形状の柱状のコア片３２ｍで構成されている。この外側コア部３２の下面（コア片３２ｍの下面）は、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの下面とほぼ面一になっている（図２参照）。

コア片３１ｍ，３２ｍ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る。軟磁性粉末は、鉄などの鉄族金属やその合金（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。原料粉末には潤滑剤が含有されていても良い。本例とは異なり、コア片３１ｍ，３２ｍは、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体で構成することもできる。複合材料の軟磁性粉末と樹脂には、圧粉成形体に使用できる軟磁性粉末と樹脂と同じものを利用することができる。磁性粒子の表面には、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。

ここで、本例のコア片３１ｍは、従来とは異なる特徴的な形状を備える。その特徴的な形状について、図４（図２の部分拡大図）を参照して説明する。本例のコア片３１ｍは、一対のギャップ対向面３１Ｘ，３１Ｘと、巻回部２Ｂ（図２）の内周面に対向するコイル対向面３１Ｙと、を備える。紙面右側のギャップ対向面３１Ｘは、隣接するコア片３１ｍとコア片３１ｍとの間に形成されるギャップ部３１ｇに対向する面であり、紙面左側のギャップ対向面３１Ｘは、コア片３１ｍとコア片３２ｍ（外側コア部３２）との間に形成されるギャップ部３２ｇに対向する面である。本例のコア片３１ｍはさらに、ギャップ対向面３１Ｘとコイル対向面３１Ｙとの角部に設けられる切欠き状の樹脂流れ部３１Ｚを備える。樹脂流れ部３１Ｚは図示するような傾斜面でも良いし湾曲面でも良い。この樹脂流れ部３１Ｚが形成されていることで、ギャップ部３１ｇ，３２ｇに大きな空隙が形成され難くなり、実際、本例のギャップ部３１ｇ，３２ｇには大きな空隙が形成されていない。樹脂流れ部３１Ｚによる空隙の抑制のメカニズムについては、リアクトルの製造方法の項目で説明する。

次に、樹脂流れ部３１Ｚを有するコア片３１ｍの全体形状を図６に基づいて説明する。図６のコア片３１ｍは、略直方体状であって、互いに平行な平坦面３１Ａ，３１Ｂと、四つの周面３１Ｃ〜３１Ｆと、を備える。このコア片３１ｍには、平坦面３１Ａ（３１Ｂ）を正面視したとき、平坦面３１Ａ（３１Ｂ）の外周縁部の全周に亘って周面３１Ｃ〜３１Ｆ側に傾斜する傾斜部３１Ｇが形成されている（クロスハッチングで示す部分を参照）。また、このコア片３１ｍには、周方向に隣接する周面３１Ｃ，３１Ｄ（３１Ｄ，３１Ｅ）（３１Ｅ，３１Ｆ）（３１Ｆ，３１Ｃ）の稜線を丸めた丸め部３１Ｈが形成されている（１３５°の斜めハッチングで示す）。図２，４では、このような構成を備えるコア片３１ｍを、平坦面３１Ａ（３１Ｂ）がギャップ対向面３１Ｘとなるように並べている。つまり、コア片３１ｍの傾斜部３１Ｇが、図４の樹脂流れ部３１Ｚとして機能する。傾斜部３１Ｇは湾曲形状であっても構わない。

リアクトル１のコア片３１ｍとして、図７に示す形状のコア片３１ｍを利用することもできる。図７のコア片３１ｍは、図６のコア片３１ｍと同様に、平坦面３１Ａ，３１Ｂ、周面３１Ｃ〜３１Ｆ、傾斜部３１Ｇ、および丸め部３１Ｈを備える。このコア片３１ｍはさらに、傾斜部３１Ｇと周面３１Ｃ〜３１Ｆとの間を繋ぐ環状部３１Ｊを備える。環状部３１Ｊは、平坦面３１Ａ（３１Ｂ）に平行に設けられる。

［絶縁介在部材］
絶縁介在部材４は、図２，３に示すように、コイル２と磁性コア３との間の絶縁を確保する部材であって、端面介在部材４Ａ，４Ｂと、内側介在部材４Ｃ，４Ｄと、で構成されている。絶縁介在部材４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やナイロン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で構成することができる。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などで絶縁介在部材４を形成することができる。上記樹脂にセラミックスフィラーを含有させて、絶縁介在部材４の放熱性を向上させても良い。セラミックスフィラーとしては、例えば、アルミナやシリカなどの非磁性粉末を利用することができる。

［［端面介在部材］］
端面介在部材４Ａ，４Ｂの説明には主として図３を用いる。端面介在部材４Ａ，４Ｂのコイル側の面には、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端部の少なくとも一部を収納する二つのターン収納部４１が形成されている（端面介在部材４Ａのターン収納部は見えない位置にある）。ターン収納部４１は、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端面全体を、端面介在部材４Ａに面接触させるために形成されている。より具体的には、各ターン収納部４１は、後述する貫通孔４２の周囲を取り囲む四角環状に形成されており、巻回部２Ａ，２Ｂの端面の凹凸に対応する凹凸形状を備えている。ターン収納部４１によって巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端面と端面介在部材４Ａとを面接触させることで、接触部分からの樹脂漏れを抑制することができる。

端面介在部材４Ａ，４Ｂは、上述したターン収納部４１の他に、一対の貫通孔４２，４２と、嵌合部４３（端面介在部材４Ａを参照）と、を備える。貫通孔４２は、内側介在部材４Ｃ，４Ｄとコア片３１ｍとの組物を嵌め込むための孔である。一方、嵌合部４３は、外側コア部３２となるコア片３２ｍを嵌め込むための凹部である。

上記貫通孔４２の中央寄りの下部と外側寄りの上方には、上記組物を当て止めするための当て止め部４４が形成されている。この当て止め部４４によって、組物とコア片３２ｍとが直接接触することなく離隔される。

上記貫通孔４２の側方寄りの部分、および上方寄りの部分には、外方に向って凹んでいる。この凹んでいる部分は、図５に示すように、端面介在部材４Ａの嵌合部４３（図３）にコア片３２ｍを嵌め込んだときに、コア片３２ｍの側縁および上縁の位置に樹脂充填孔４５を形成する。樹脂充填孔４５は、紙面手前の外側コア部３２（コア片３２ｍ）側から紙面奥側の巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端面側に向って端面介在部材４Ａの厚み方向に貫通する孔であり、紙面奥側で巻回部２Ａ，２Ｂの内周面と内側コア部３１（コア片３１ｍ）の外周面との間の空間に連通している（図２を合わせて参照）。

［［内側介在部材］］
内側介在部材４Ｃ，４Ｄは、後述する内側樹脂部５となる樹脂を巻回部２Ａ，２Ｂに充填する際、隣接するコア片３１ｍ，３１ｍの間隔を所定値とすると共に、コア片３１ｍと巻回部２Ａ，２Ｂの内周面との間隔を所定値に保持できる形態であれば特に限定されない。例えば、本例の内側介在部材４Ｃ，４Ｄは同一形状を備える籠状の部材であって、内側介在部材４Ｃを１８０°水平方向に回転させれば内側介在部材４Ｄとなる。内側介在部材４Ｃ，４Ｄの内部は、その軸方向に３つに区画されており、その区画された部分にコア片３１ｍを収納できるようになっている。内側介在部材４Ｃ，４Ｄに収納された各コア片３１ｍは互いに離隔された状態になる。

［内側樹脂部］
内側樹脂部５は、図２に示すように、巻回部２Ｂ（図示しない巻回部２Ａでも同様）の内部に配置され、巻回部２Ｂの内周面とコア片３１ｍ（内側コア部３１）の外周面とを接合する。

内側樹脂部５は、巻回部２Ｂが一体化樹脂２０によって一体化されているため、巻回部２Ｂの各ターンの内周面と外周面との間に跨がることなく、巻回部２Ｂの内部に留まっている。また、この内側樹脂部５の一部は、コア片３１ｍとコア片３１ｍとの間、およびコア片３１ｍとコア片３２ｍとの間に入り込み、ギャップ部３１ｇ，３２ｇを形成している。

内側樹脂部５は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂や、ＰＰＳ樹脂、ＰＡ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂、常温硬化性樹脂、あるいは低温硬化性樹脂を利用することができる。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、内側樹脂部５の放熱性を向上させても良い。内側樹脂部５は、端面介在部材４Ａ，４Ｂおよび内側介在部材４Ｃ，４Ｄと同じ材料で構成することが好ましい。三つの部材を同じ材料で構成することで、三つの部材の線膨張係数を同じにすることができ、熱膨張・収縮に伴う各部材の損傷を抑制することができる。

［外側樹脂部］
外側樹脂部６は、図１，２に示すように、コア片３２ｍ（外側コア部３２）の外周全体を覆うように配置され、コア片３２ｍを端面介在部材４Ａ，４Ｂに固定すると共に、コア片３２ｍを外部環境から保護する。ここで、コア片３２ｍの下面は、外側樹脂部６から露出していても構わない。その場合、コア片３２ｍの下方部分を、端面介在部材４Ａ，４Ｂの下面とほぼ面一となるように延設することが好ましい。後述する載置板９にコア片３２ｍの下面を直接接触させる、あるいは載置板９とコア片３２ｍの下面との間に接着剤や絶縁シートを介在させることで、コア片３２ｍを含む磁性コア３の放熱性を高めることができる。

本例の外側樹脂部６は、端面介在部材４Ａ，４Ｂにおけるコア片３２ｍが配置される側に設けられ、巻回部２Ａ，２Ｂの外周面に及んでいない。コア片３２ｍの固定と保護を行なうという外側樹脂部６の機能に鑑みれば、外側樹脂部６の形成範囲は図示する程度で十分であり、樹脂の使用量を低減できる点で好ましいと言える。もちろん、図示する例とは異なり、外側樹脂部６が巻回部２Ａ，２Ｂ側に及んでいても構わない。

本例の外側樹脂部６は、図２に示すように、端面介在部材４Ａ，４Ｂの樹脂充填孔４５を介して内側樹脂部５と繋がっている。つまり、外側樹脂部６と内側樹脂部５とは同じ樹脂で一度に形成されたものである。本例と異なり、外側樹脂部６と内側樹脂部５とを個別に形成することも可能である。外側樹脂部６は、内側樹脂部５の形成に利用できる樹脂と同様の樹脂で構成することができる。本例のように外側樹脂部６と内側樹脂部５とが繋がっている場合、両樹脂部６，５は同じ樹脂で構成される。

その他、図１に示すように、外側樹脂部６には、組合体１０を載置板９などに固定するための固定部６０（図１参照）が形成されている。例えば、高剛性の金属や樹脂で構成されるカラーを外側樹脂部６に埋設することで、組合体１０を載置板９にボルトで固定するための固定部６０を形成することができる。

≪載置板≫
図１に示すように、本実施形態のリアクトル１はさらに、組合体１０を載置する載置板９を備える。載置板９と組合体１０との間には、両者９，１０を接合させる接合層８が形成されている。載置板９は、機械的強度と熱伝導性に優れる材料で構成することが好ましく、例えばアルミニウムやその合金で構成することができる。接合層８は、絶縁性に優れる材料で構成することが好ましく、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で構成することができる。これら絶縁性樹脂に、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。

≪リアクトルの製造方法≫
次に、実施形態１に係るリアクトル１を製造するためのリアクトルの製造方法の一例を説明する。リアクトルの製造方法は、大略、次の工程を備える。リアクトルの製造方法の説明にあたっては主として図３を参照する。
・コイル作製工程
・一体化工程
・組付工程
・充填工程
・硬化工程

［コイル作製工程］
この工程では、巻線２ｗを用意し、巻線２ｗの一部を巻回することでコイル２を作製する。巻線２ｗの巻回には、公知の巻線機を利用することができる。巻線２ｗの外周には、図２を参照して説明した一体化樹脂２０となる熱融着樹脂の被覆層を形成することができる。被覆層の厚さは適宜選択することができる。

［一体化工程］
この工程では、コイル作製工程で作製したコイル２のうち、巻回部２Ａ，２Ｂを一体化樹脂２０（図２参照）で一体化する。巻線２ｗの外周に熱融着樹脂の被覆層を形成している場合、コイル２を熱処理することで、一体化樹脂２０を形成することができる。これに対して、巻線２ｗの外周に被覆層を形成していない場合、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの外周や内周に樹脂を塗布し、樹脂を硬化させることで一体化樹脂２０を形成すると良い。この一体化工程は、次に説明する組付工程の後で、かつ充填工程の前に行なうこともできる。

［組付工程］
この工程では、コイル２と、磁性コア３を構成するコア片３１ｍ，３２ｍと、絶縁介在部材４と、を組み合わる。例えば、内側介在部材４Ｃ，４Ｄの各収納部にコア片３１ｍを配置した第一組物を作製し、その第一組物を巻回部２Ａ，２Ｂの内部に配置する。そして、端面介在部材４Ａ，４Ｂを巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向の一端側端面と他端側端面に当接させ、一対のコア片３２ｍで挟み込んで、コイル２とコア片３１ｍ，３２ｍと絶縁介在部材４とを組み合わせた第二組物を作製する。

ここで、図５に示すように、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向から第二組物を見たときに、コア片３２ｍ（外側コア部３２）の側縁と上縁には、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に樹脂を充填するための樹脂充填孔４５が形成されている。樹脂充填孔４５は、端面介在部材４Ａ，４Ｂの貫通孔４２と、嵌合部４３に嵌め込まれた外側コア部３２と、の隙間によって形成される（図３を合わせて参照）。

［充填工程］
充填工程では、第二組物における巻回部２Ａ，２Ｂの内部に樹脂を充填する。本例では、第二組物を金型内に配置し、金型内に樹脂を注入する射出成形を行なう。樹脂の注入は、いずれかの一方のコア片３２ｍの端面側（コイル２の反対側）から行なう。金型内に充填された樹脂は、コア片３２ｍの外周を覆い、樹脂充填孔４５（図２，５）を介して巻回部２Ａ，２Ｂの内部に流入する。その際、巻回部２Ａ，２Ｂ内の空気は、他方のコア片３２ｍ側の樹脂充填孔４５から外部に排気される。

巻回部２Ａ，２Ｂの内部に充填された樹脂は、図２に示すように、巻回部２Ｂの内周面とコア片３１ｍの外周面との間に入り込むだけでなく、隣接する二つのコア片３１ｍ，３１ｍの間、およびコア片３１ｍと外側コア部３２（コア片３２ｍ）との間にも入り込み、ギャップ部３１ｇ，３２ｇを形成する。ここで、本例のコア片３１ｍには、図４に示すように、樹脂流れ部３１Ｚが形成されているため、コア片３１ｍとコア片３１ｍ間の隙間、およびコア片３１ｍとコア片３２ｍとの隙間に樹脂が入り込み易くなっている。そのため、当該隙間への樹脂の充填が十分となって、ギャップ部３１ｇ，３２ｇに大きな空隙が形成され難い、もしくは全く形成されない。図４に示すように、ギャップ部３１ｇ（３２ｇ）となるコア片３１ｍ，３１ｍ（３１ｍ，３２ｍ）間の間隔よりも樹脂流れ部３１Ｚの幅Ｗを広くすることで、ギャップ部３１ｇ（３２ｇ）となるコア片３１ｍ，３１ｍ（３１ｍ，３２ｍ）間の隙間に樹脂が回り込み易くなる。

射出成形によって圧力をかけて樹脂充填孔４５から巻回部２Ａ，２Ｂ内に充填された樹脂は、巻回部２Ａ，２Ｂと内側コア部３１との狭い隙間に十分に行き渡るが、巻回部２Ａ，２Ｂの外部に漏れることは殆どない。図２に示すように、巻回部２Ｂの軸方向端面と端面介在部材４Ａ，４Ｂとが面接触すると共に、巻回部２Ｂが一体化樹脂２０で一体化されているからである。

ここで、巻回部２Ａ，２Ｂの説明の際に述べたように、角筒状の巻回部２Ａ，２Ｂの曲げの角部において各ターンを一体化し、平坦部に微小な隙間が形成されるようにしたコイル２を利用する場合、一方のコア片３２ｍの外側と他方のコア片３２ｍの外側の両方から樹脂を充填することができる。その場合、平坦部に形成される微小な隙間から巻回部２Ａ，２Ｂの外に排気される。樹脂は、その粘度と表面張力によって、平坦部の微小な隙間から巻回部２Ａ，２Ｂの外側に漏れることは殆どない。

［硬化工程］
硬化工程では、熱処理や時間経過などで樹脂を硬化させる。硬化した樹脂のうち、巻回部２Ａ，２Ｂの内部にあるものは図２に示すように内側樹脂部５となり、コア片３２ｍを覆うものは外側樹脂部６となる。

以上説明したリアクトルの製造方法によれば、図１に示すリアクトル１の組合体１０を製造することができる。内側樹脂部５と外側樹脂部６とを一体に形成することで、充填工程と硬化工程が１回ずつで済むので、生産性良く組合体１０を製造することができる。完成した組合体１０は、接合層８を介して載置板９上に固定すれば良い。

≪リアクトルの効果≫
本例のリアクトル１では、コア片３１ｍに樹脂流れ部３１Ｚを形成したことにより、ギャップ部３１ｇ，３２ｇに大きな空隙が形成されていない。そのため、巻回部２Ａ，２Ｂの内部で内側コア部３１，３１ががたつくことを抑制でき、騒音の発生や、巻回部２Ａ，２Ｂと内側コア部３１，３１との接触を抑制できる。

また、本例のリアクトル１では、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの外周が樹脂でモールドされておらず、外部環境に直接曝された状態となっているため、本例のリアクトル１は放熱性に優れたリアクトル１となる。リアクトル１の組合体１０を液体冷媒に浸漬された状態とすれば、リアクトル１の放熱性をより向上させることができる。

＜実施形態２＞
実施形態２では、コア片３１ｍの連結の仕方が実施形態１と異なるリアクトル１を図８，９に基づいて説明する。

図８に示すように、実施形態２のリアクトル１は、実施形態１のリアクトル１の巻回部２Ａ，２Ｂよりも軸方向長さが長い巻回部２Ａ，２Ｂを備える。この実施形態２のリアクトル１では、図９の部分断面図に示すように、図６のコア片３１ｍよりも厚みが大きいコア片３１ｍを横向きに連結して内側コア部３１を形成している。より具体的には、図９の丸囲み拡大図に示すように、コア片３１ｍの平坦面３１Ａが、巻回部２Ｂの軸方向と直交する方向（紙面手前側）に向くようにコア片３１ｍを並べている（図６を合わせて参照）。この構成では、コア片３１ｍの周面３１Ｆがギャップ部３１ｇに対向するギャップ対向面３１Ｘとなり、平坦面３１Ａと周面３１Ｅがコイル対向面３１Ｙとなる。そして、傾斜部３１Ｇと丸め部３１Ｈとで、樹脂流れ部３１Ｚが形成される。

実施形態２のリアクトル１において、図７のコア片３１ｍの厚みを大きくしたコア片３１ｍを利用することもできる。

本発明のリアクトルは、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の構成部材に利用することができる。

１ リアクトル
１０ 組合体
２ コイル ２ｗ 巻線
２Ａ，２Ｂ 巻回部 ２Ｒ 連結部 ２ａ，２ｂ 端部
２０ 一体化樹脂
３ 磁性コア
３１ 内側コア部 ３２ 外側コア部
３１ｍ，３２ｍ コア片 ３１ｇ，３２ｇ ギャップ部
３１Ｘ ギャップ対向面 ３１Ｙ コイル対向面 ３１Ｚ 樹脂流れ部
３１Ａ，３１Ｂ 平坦面 ３１Ｃ，３１Ｄ，３１Ｅ，３１Ｆ 周面
３１Ｇ 傾斜部 ３１Ｈ 丸め部 ３１Ｊ 環状部
４ 絶縁介在部材
４Ａ，４Ｂ 端面介在部材
４１ ターン収納部 ４２ 貫通孔 ４３ 嵌合部 ４４ 当て止め部
４５ 樹脂充填孔
４Ｃ，４Ｄ 内側介在部材
５ 内側樹脂部
６ 外側樹脂部 ６０ 固定部
８ 接合層
９ 載置板

Claims (5)

1. 巻線を巻回してなる巻回部を有するコイルと、前記巻回部の内部に配置される内側コア部と前記巻回部の外部に配置される外側コア部とで閉磁路を形成する磁性コアと、を備えるリアクトルであって、
   前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面とを接合する内側樹脂部を備え、
   前記内側コア部は、前記巻回部の軸方向に沿って配置される複数のコア片を備え、
   前記コア片の間、および前記コア片と前記外側コア部との間に、前記内側樹脂部の一部で構成されるギャップ部を備え、
   前記コア片は、
   前記ギャップ部に対向するギャップ対向面と、
   前記巻回部の内周面に対向するコイル対向面と、
   前記ギャップ対向面と前記コイル対向面との角部に設けられた切欠き状の樹脂流れ部と、を備え、
   前記巻回部の軸方向に直交する方向から見たとき、前記樹脂流れ部の幅が前記ギャップ部の幅よりも広い、
   リアクトル。
2. 前記ギャップ対向面の外周縁部の全周に亘って前記樹脂流れ部が形成されている請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記コイルは、前記内側樹脂部とは別に設けられ、前記巻回部の各ターンを一体化させる一体化樹脂を備える請求項１又は請求項２に記載のリアクトル。
4. 前記コア片は、軟磁性粉末の圧粉成形体である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
5. 前記コア片は、樹脂と、前記樹脂中に分散した軟磁性粉末と、を含む複合材料である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。

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