JP2011049494A - リアクトルの固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】リアクトルの外周面の全体から効率的に放熱することができるリアクトルの固定構造を提供する。
【解決手段】リアクトル1と、リアクトル1が固定される冷却ベース100とを備えるリアクトルの固定構造である。リアクトル100は、巻線をらせん状に巻回したコイルと、このコイルに嵌め込まれるコアと、これらコイル及びコアの組立体の実質的に全周を覆う樹脂被覆部（外側樹脂部40）とを備える。冷却ベース100は、リアクトル1が収納される収納部110と、収納部110に流通され、リアクトル1が浸漬される液体冷媒120とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、リアクトルを冷却ベースなどの設置対象に取り付ける固定構造に関するものである。特に、リアクトルの冷却を効率的に行えるリアクトルの固定構造に関する。

電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載されるリアクトルは、コアと、コアに巻回されたコイルとを備える。代表的には、このコイルは、一対のコイル素子を並列状態で連結した構成とされ、コアは各コイル素子に嵌め込まれる環状に構成されている。

このようなリアクトルは、通常、ヒートシンクなどの冷却ベースに固定して利用される。例えば、特許文献1は、冷却水路を有するヒートシンクにリアクトルの底面を固定するリアクトルの取付構造を開示している。このヒートシンクには、冷却水路に連通する開口部が形成されている。一方、リアクトルの底面には、フィンが突設されている。このリアクトルは、その底面で開口部を覆うようにヒートシンク上に配置され、フィンが冷却水に接触される。そして、ヒートシンクとリアクトルの間に、開口部を囲むシール材が配されている。

特開2005-286020号公報

上記のリアクトルの取付構造では、リアクトルの底面に設けたフィンを直接冷却水に接触させることで、ある程度の効率的な放熱が行われる。しかし、このリアクトルの放熱は、基本的にリアクトルの底面からヒートシンクの冷却水路につながる経路を介しての放熱に限定されている。リアクトルは、コイルへの通電とそれによる励磁によりコイルとコア全体が発熱する。そのため、より一層の効率的なリアクトルの放熱を考えた場合、放熱経路の限定はリアクトルの放熱特性の改善に対する大きな制約になっている。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、リアクトルの外周面の全体から効率的に放熱することができるリアクトルの固定構造を提供することにある。

本発明のリアクトルの固定構造は、リアクトルと、リアクトルが固定される冷却ベースとを備えるリアクトルの固定構造である。前記リアクトルは、巻線をらせん状に巻回したコイルと、このコイルに嵌め込まれるコアと、これらコイル及びコアの組立体の実質的に全周を覆う樹脂被覆部とを備える。一方、前記冷却ベースは、前記リアクトルが収納される収納部と、前記収納部に流通され、リアクトルが浸漬される液体冷媒とを備えることを特徴とする。

この構成によれば、リアクトル自体が液体冷媒に浸漬されることで、リアクトルの外周面の実質的に全面から効率的に放熱することができる。また、リアクトルは、一般に、コアの材料として鉄系材料が用いられるが、樹脂被覆部によりコアが覆われることで、これら金属材料の腐食を防止することができる。

本発明のリアクトルの固定構造の一形態として、さらに、前記樹脂被覆部と収納部との間に介在される弾性材を備えることが挙げられる。

この構成によれば、樹脂被覆部と収納部の間に弾性材を介在させることで、コイルを励磁した際に生じるリアクトルの振動が冷却ベースに伝達されることを抑制できる。

本発明のリアクトルの固定構造の一形態として、前記樹脂被覆部と収納部との間に介在される弾性材を備える場合、この弾性材によってのみリアクトルが収納部内に支持されてなることが挙げられる。

この構成によれば、リアクトルが弾性材を介してのみ冷却ベースに支持され、剛性材同士の結合によって支持されていないため、リアクトルの振動が冷却ベースに伝達されることをより一層抑制できる。

本発明のリアクトルの固定構造の一形態として、さらに、前記樹脂被覆部と一体の放熱フィンを備えることが挙げられる。

この構成によれば、放熱フィンも液体冷媒に浸漬されるため、リアクトルの放熱特性を一層向上することができる。

本発明のリアクトルの固定構造の一形態として、前記樹脂被覆部は、前記コイルの形状を保持する内側樹脂部と、前記組立体のうち、少なくとも内側樹脂部で覆われていない箇所を覆う外側樹脂部とを備えることが挙げられる。

この構成によれば、内側樹脂部でコイルの形状を保持することで、コイルを伸縮しない単一部材として取り扱うことができ、リアクトルの組立作業性を改善できる。さらに外側樹脂部を備えることで、コイルとコアの組立体のうち、内側樹脂部で覆われていない箇所も確実に被覆することができ、リアクトルの防食や機械的保護を確保することができる。

本発明のリアクトルの固定構造の一形態として、前記巻線の端部は収納部の外部に引き出され、この巻線の端部に接続される端子を備えることが挙げられる。

この構成によれば、端子の接続箇所となる巻線端部を収納部の外部に引き出すことで、端子を巻線端部に取り付ける作業を容易に行えるようにし、かつ端子近傍に液体冷媒が接触しないようにすることで、端子近傍の絶縁を容易に確保できる。

本発明のリアクトルの固定構造の一形態として、液体冷媒がATFであることが挙げられる。

この構成によれば、オートマチックトランスミッションの潤滑油であるATF（Automatic Transmission Fluid）を液体冷媒とすることで、車両の既存の液体をリアクトルの液体冷媒として利用することができる。

本発明のリアクトルの固定構造によれば、リアクトルが液体冷媒に浸漬されることで、効率的な冷却が可能となる。また、樹脂被覆部によりコアが液体冷媒に直接接触しないため、コアの防食性も確保できる。

(A)は実施形態1に係る本発明の固定構造に用いるリアクトルの上側斜視図、(B)は同下側斜視図である。 (A)は図1のリアクトルの縦断面図、(B)は同リアクトルに用いる組立体の分解斜視図である。 図1のリアクトルを冷却ベースに固定した状態を示す概略説明図である。 実施形態2に係る本発明リアクトルの固定構造の概略模式図である。 実施形態3に係る本発明の固定構造に用いるリアクトルの部分切欠斜視図である。 実施形態4に係る本発明の固定構造に用いるリアクトルの透視斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（実施形態１）
実施形態1に係る本発明のリアクトルの固定構造を図１〜図３に基づいて説明する。各図において、同一部材には同一符号を付している。

この固定構造に用いるリアクトル１は、コイル10と環状のコア20の一部とを内側樹脂部30で一体に成形したコイル成形体1Mと、コア20の残部との組立体が外側樹脂部40（図１、２）で覆われてなる。コア20は、コイル10の内側に嵌め込まれる内側コア部22と、これら内側コア部22の端面同士を接合して、コイル10から露出される露出コア部24とを備える（図２）。

このリアクトル1は、例えば、ハイブリッド自動車のDC‐DCコンバータの構成部品として用いられる。その場合、リアクトル１の平坦な下面を設置面として、冷却ベース100に固定して使用される（図３）。

この固定構造の最も特徴とするところは、内側樹脂部30と外側樹脂部40とからなる樹脂被覆部でコイル10とコアの組立体を被覆して防食構造のリアクトル1とし、そのリアクトル1を冷却ベース100の収納部110に固定し、その収納部110に流通される液体冷媒120でリアクトルを浸漬状態としたことにある（図３）。以下、防食構造のリアクトル1の構成要素を先に説明し、その後にリアクトル1の固定構造を詳しく説明する。

［コイル成形体］
図１、図２に示すように、リアクトル1を構成するコイル成形体1Mは、コイル10と、コイル10の外周の大半を覆う内側樹脂部30と、後述する内側コア部22とを備える。

《コイル》
コイル10は、巻線10wを螺旋状に巻回して形成した一対のコイル素子10A、10Bを備える。両コイル素子10A、10Bは、互いに同一巻数で、軸方向から見た形状がほぼ矩形のコイルで、その軸方向が平行になるように横並びに並列されている。また、これら両コイル10A、10Bは、接合部のない一本の巻線で構成されている。即ち、コイル10の一端側において、巻線10wの一方の端部10eと他方の端部10eが上方に引き出され、コイル10の他端側において、巻線10wをU型に屈曲した連結部10rを介して両コイル素子10A、10Bを連結している。この構成により、両コイル素子10A、10Bの巻回方向は同一となっている。そして、各コイル素子10A、10Bの端部10eは、それぞれ、ターン部10tの上方に引き出され、コイル素子10A、10Bに電力供給するための端子50（図３）に接続される。

上記コイル素子10A、10Bを構成する巻線10wには、銅製の平角線をエナメルで被覆した被覆平角線を用いる。被覆平角線は、エッジワイズ巻きされて中空筒状、ここでは中空角筒状のコイル素子10A、10Bを形成する。その他、巻線は、導体が平角線からなるもの以外に、断面が円形状、多角形状などの種々の形状のものを利用できる。平角線は、丸線を用いた場合よりも占積率が高いコイル10を形成し易い。

《内側樹脂部》
このようなコイル10の外周には、コイル10を圧縮状態に保持する内側樹脂部30が形成されている（図２）。内側樹脂部30は、各コイル素子10A、10Bの外形にほぼ沿うように各コイル素子10A、10Bのターン部10tを覆うターン被覆部31と、連結部10rの外周を覆う連結部被覆部33とを備える。ターン被覆部31と連結部被覆部33とは一体に成形され、ターン被覆部31は実質的に均一な厚さでコイル10を覆っている。但し、各コイル素子10A、10Bの角部と巻線の端部10eは内側樹脂部30から露出されている。また、ターン被覆部31は、主として、コイル素子10A、10Bと内側コア部22との間の絶縁を確保すると共に、コイル素子10A、10Bに対して内側コア部22を位置決めする機能を有する。一方、連結部被覆部33は、リアクトル1の外周に外側樹脂部40（図１、図２（A））を形成する際、連結部10rを機械的に保護する機能を有する。そして、連結部被覆部33の一部は、後述する外側樹脂部40と共に樹脂被覆部を構成して、コイル10及びコア20を液密状態に保持する。

このような内側樹脂部30の構成樹脂は、コイル成形体1Mを備えるリアクトル1を使用した際に、コイル10やコアの最高到達温度に対して軟化しない程度の耐熱性を有し、トランスファー成形や射出成形が可能な材料が好適に利用できる。特に、絶縁性に優れる材料が好ましい。具体的には、エポキシなどの熱硬化性樹脂や、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、液晶ポリマー(LCP)などの熱可塑性樹脂が好適に利用できる。ここでは、エポキシ樹脂を利用している。また、上記樹脂には、窒化珪素、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ほう素、及び炭化珪素から選択される少なくとも1種のセラミックスからなるフィラーを混合すると、放熱性を高められる。

［コア］
コア20は、コイル10を励磁した際に環状の磁路を形成する環状部材である。このコア20は、各コイル素子10A,10Bの内側に嵌め込まれる一対の内側コア部22と、コイル10から露出される一対の露出コア部24とを備える。

コア20のうち、内側コア部22は、概略直方体状の部材である。内側コア部22は、図２に示すように、鉄や鋼などの軟磁性材料からなるコア片22cと、アルミナなどの非磁性材からなるギャップ材22gとを交互に配置して接着剤で接合されている。コア片22cには、絶縁被膜を有する複数の磁性薄板を積層した積層体や、磁性粉末を用いた成形体が利用できる。磁性薄板の具体例としては、アモルファス磁性体、パーマロイ、ケイ素鋼などの薄板が挙げられる。成形体の具体例としては、Fe,Co,Niといった鉄族金属やアモルファス磁性体などの磁性粉末の圧粉成形体、磁性粉末をプレス成形後、焼結した焼結体、磁性粉末と樹脂との混合体を射出成形した射出成形体が挙げられ、その他、金属酸化物の焼結体であるフェライトコアなども挙げられる。ここでは軟磁性粉末の圧粉成形体を用いている。ギャップ材22gは、インダクタンスの調整のためにコア片22c間に配置される板状材である。コア片22cやギャップ材22gの個数は、リアクトル1が所望のインダクタンスとなるように適宜選択することができる。また、コア片22cやギャップ材22gの形状は適宜選択することができる。そして、この内側コア部22の両端面は、内側樹脂部30の端面からわずかに突出されている。

一方、露出コア部24は、コア片22cに利用可能な上記の材質から構成されるブロック体である。露出コア部24とコア片22cの材質は、同一であっても異なっていても構わない。例えば、コア片22cと露出コア部24を異なる物性の圧粉成形体で構成したり、コア片22cを複数の磁性薄板の積層体で構成し、露出コア部24を圧粉成形体で構成することが挙げられる。ここでは、軟磁性粉末の圧粉成形体からなって、略台形断面の露出コア部24を用いている。

また、この露出コア部24は、並列された一対の内側コア部22の両端部同士をつなぐように配され、接着剤で内側コア部22と接合される。これら内側コア部22と露出コア部24の接合により閉ループ状（環状）のコア20が形成される。内側コア部22と露出コア部24とを接合した状態において、露出コア部24の側面は、内側コア部22の外側面よりも外方に突出している。

また、図２に示すように、各露出コア部24は高さが異なる。連結部被覆部33の下方に配される一方（図２（A）の左側）の露出コア部24の上下面は内側コア部22の上下面よりも上下に突出し、かつターン被覆部31の上下面とほぼ面一となっている。これに対して、巻線の端部10e側に配される他方（図２（A）の右側）の露出コア部24の下面は内側コア部22の下面よりも下方に突出してターン被覆部31の下面とほぼ面一となっているが、露出コア部24の上面は内側コア部22の上面とほぼ面一となってターン被覆部31の上面よりも低い。その一方で、一方の露出コア部24は、他方の露出コア部24に比べて厚み（コイル軸方向の寸法）が薄い。つまり、両露出コア部24は、互いに高さと厚みを変えるが実質的に磁路断面を同面積とすることで、各露出コア部24における磁気特性を実質的に等価としている。その上、連結部10rをターン形成面10fよりも上方に形成したことで、連結部被覆部33の下方に他方の露出コア部24よりも薄い露出コア部24を配することができ、リアクトルの投影面積を小型化することができる。露出コア部24の高さの下限は、内側コア部22の上面と面一となる程度とすることが好ましい。内側コア部22の上面よりも露出コア部24の上面が低くなれば、内側コア部22から露出コア部24に移行する過程で十分な磁路を確保できない虞があるためである。但し、一対の露出コア部24が共に同じ高さでも構わない。

さらに、環状に組まれた状態のコア20における露出コア部24の下面は、コイル成形体1Mの下面とほぼ面一となるように構成されている。

[外側樹脂部]
外側樹脂部40は、樹脂被覆部の一部を構成し、コイル成形体1Mと露出コア部24との組立体のうち、コイル成形体1Mの大半と、内側樹脂部30で覆われていない箇所の実質的に全面を覆うように形成されている。より具体的には、内側樹脂部30における連結部被覆部33の上面側を除く組立体の全周を外側樹脂部40で覆っている（図１、図２（Ａ））。この構成により、コイル10及びコア20は、いずれも内側樹脂部30及び外側樹脂部40の少なくとも一方に覆われることになり、いずれかの樹脂部30、40から露出する箇所が実質的にない。そのため、コイル10及びコア20を防食構造とすることができ、後述するようにリアクトルを液体冷媒120に浸漬することができる（図３）。

但し、巻線の端部10eは外側樹脂部40に覆われていない。この巻線の端部10eは、後述するようにコイル10に給電する端子50が接続される箇所である。また、コイル10のターン部から巻線端部10eに至る途中領域も外側樹脂部40に覆われていない。この途中領域には、液体冷媒120に浸漬される箇所があるが、巻線10wの導体はエナメルの被覆を備えているため、導体自体が直接液体冷媒120に接触することはなく、防食上・絶縁上、問題はない。勿論、この途中領域を外側樹脂部40で覆ってもよい。

内側樹脂部30及び外側樹脂部40の少なくとも一方で構成される樹脂被覆部の厚さは、コイル10及びコア20の防食構造が形成できれば、リアクトルの放熱特性上、薄い方が好ましい。具体的には、2mm以下程度が好適である。

また、外側樹脂部40は、リアクトルを平面視した場合、コイル成形体1Mと露出コア部24との組立体の輪郭よりも外側に突出したフランジ部42を備える（図１）。このフランジ部42には、リアクトル1を冷却ベース100に固定するためのボルト200（図３）の貫通孔42hが形成されている。本例では、金属カラー42cを外側樹脂部40でインサート成形し、このカラー42cの内部を貫通孔42hとしている。金属カラー42cには、真鍮、鋼、ステンレス鋼などが利用できる。

そして、外側樹脂部40の側面は、リアクトル1の上部から下部に向かって広がる傾斜面で形成されている。このような傾斜面を設けることで、後述するようにコイル成形体1Mと露出コア部24との組立体を倒立状態として外側樹脂部40を成形する場合、成形後のリアクトルを金型から容易に抜き出すことができる。

外側樹脂部40の構成樹脂には、不飽和ポリエステルが利用できる。不飽和ポリエステルは、熱伝導性に優れ、割れが生じ難く、安価であるので好ましい。その他、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、PPS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)樹脂なども外側樹脂部40に利用できる。外側樹脂部40の構成樹脂は、内側樹脂部30の構成樹脂と同じでも異なっていてもよい。また、この樹脂にも上述したセラミックスからなるフィラーを含有させて、放熱性を高めてもよい。

［リアクトルの製造方法］
以上説明したリアクトル１は、大きく分けて以下の（１）〜（３）の工程を経て作製される。
（１）コイル及び内側コア部に対して内側樹脂部を成形してコイル成形体を得る第一成形工程
（２）コイル成形体と露出コア部とを組み立てて組立体とする組立工程
（３）この組立体に対して外側樹脂部を成形してリアクトルとする第二成形工程。

（１）第一成形工程
まず、１本の巻線を巻回して、一対のコイル素子10A、10Bが連結部10rで連結されたコイル10を形成しておく。次に、各コイル素子10A、10Bの内側に内側コア部22を挿入する。続いて、組み合わせたコイル10と内側コア部22との外周に内側樹脂部30を成形するための金型を用意する。

この金型は、開閉する第一金型と第二金型の一対から構成される。第一金型は、コイル10の一端側（始端・終端側）に位置する端板を備える。一方、第二金型は、コイル10の他端側（連結部10r側）に位置する端板と、コイル10の周囲を覆う側壁とを備える。

この金型にコイル10と内側コア部22とを組み合わせた状態で収納する。その際、各コイル素子10A、10Bの角部に相当する個所を金型内面の凸部で支持し、凸部以外の金型内面とコイル10との間には、一定のギャップが形成されるようにする。さらに、内側コア部22の端面を金型の凹部で支持して、内側コア部22と各コイル素子10A、10Bとの間にも一定のギャップが形成されるようにする。

また、第一・第二金型には、駆動機構で金型の内部に進退可能な複数の棒状体が設けられている。ここでは、合計８本の棒状体を用い、各コイル素子10A、10Bのほぼ角部を押圧してコイル10を圧縮させる。但し、連結部10rは棒状体で押すことが難しいため、連結部10rの下方を棒状体で押すこととしている。棒状体は、コイル10が内側樹脂部30で被覆されない箇所を少なくするため極力細くするが、コイル10を圧縮するのに十分な強度と耐熱性を備えたものとする。コイル10を金型内に配置した段階では、コイル10は未だ圧縮されておらず、隣接するターンの間に隙間が形成された状態となっている。

次に、棒状体を金型内に進出してコイル10を圧縮する。この圧縮により、コイル10の隣接するターン同士が接近し、所定の隙間が生じた状態となる。

その後、樹脂注入口から金型内にエポキシ樹脂を注入する。注入された樹脂がある程度固化して、コイル10を圧縮状態に保持できるようになれば、棒状体を金型内から後退させても良い。

そして、樹脂が固化して、コイル10を圧縮状態に保持すると共に内側コア部22も一体化したコイル成形体1Mが成形されると、金型を開いて同成形体を金型から取り出す。

得られたコイル成形体1M（図２（Ｂ））は、棒状体で押圧されていた箇所が内側樹脂部30で覆われておらず、複数の小穴を有する形状に成形されている。この小穴は、適宜な絶縁材などで充填しても良いし、そのまま放置しておいても良い。なお、コイル10を圧縮しないで自由長のままとする場合、上記棒状体による押圧を行わなくてよい。

（２）組立工程
まず、両内側コア部22の端面を露出コア部24で挟み込み、これら内側コア部22と露出コア部24とを接合して環状のコア20を形成する（図２（Ｂ））。露出コア部24と内側コア部22との接合は、接着剤により行う。

（３）第二成形工程
次に、組立工程で得られた組立体の外周に外側樹脂部40を形成するための金型を用意する。この金型は、上部に開口を有する容器状の基部と、基部の開口を閉じる蓋部とを備える。基部の内部には、組立体が図１の上面を下向きにした倒立状態で収納される。

基部の内底面は、図１に示す外側樹脂部40の外形、即ち、リアクトル1の外形のうち、主に上面側の形状を形作るように形成されている。具体的には、基部の内底面には凹部が形成されており、この凹部にリアクトル成形体1Mの連結部被覆部33を嵌合できるようになっている。この嵌合により、基部内での組立体の位置合わせを容易に行える。その他、組立体を金型内に支持するための突起や、巻線端部が挿入されるスリットも基部の内底面に形成されている。組立体を支持する突起は、組立体の内側樹脂部30を支持できるような基部の内面箇所に設けることが好ましい。組立体のうち、突起に支持された箇所には外側樹脂部40が成形されないが、その支持箇所は内側樹脂部30でコイル10が覆われているため、樹脂被覆部からコイル10やコア20が露出することがない。なお、基部の突起で、内側樹脂部30で覆われていない箇所、例えば露出コア部24を支持した場合、露出コア部24の一部には外側樹脂部40で覆われない露出箇所ができるが、その露出箇所は後工程で適宜な樹脂にて穴埋めすればよい。

また、基部の内底面には、複数の樹脂注入ゲートが形成されている。ここでは、基部内に組立体を配置した際、並列される一対のコイル素子10A、10Bの間に開口する内側ゲートと、内側ゲートとの間に各露出コア部24を挟む位置に開口する一対の外側ゲートを有している。

一方、蓋部の基部に対向する面は平面に形成され、リアクトルの設置面を平坦な面に成形することができる。蓋部の基部に対向する面が平面であれば、蓋部で封止した金型内に樹脂を注入する際、空気が溜まり易い凹凸が蓋部にないため、外側樹脂部40に欠陥が生じ難い。なお、リアクトル１の設置面に凹凸を全く形成しないのであれば、蓋部を用いることなく基部内に樹脂を注入するだけでも良い。その場合、注入した樹脂の液面が、設置面を形成することになる。

金型内に組立体を配置したら、基部の開口側に蓋部を被せる。このとき、蓋部と組立体の底面との間にも隙間が形成されている。金型を閉じたら、各樹脂注入ゲートから外側樹脂部40となる不飽和ポリエステルを金型内に注入する。この注入時、複数の樹脂注入ゲートにより、環状のコア20の内側からと外側から樹脂が注入されるため、コア20の内側から外側に向かってコア20に作用する圧力と、コア20の外側から内側に向かって作用するコア20の圧力とが打ち消しあい、コア20が損壊することなく、早期に樹脂の充填が行える。この効果は、樹脂の注入圧力が高い場合に特に顕著である。

外側樹脂部40の成形を終えたら金型を開き、その内部からリアクトル１を取り出す。

［リアクトルの固定構造］
得られたリアクトル1は、冷却ベース100に固定される。この冷却ベース100は、リアクトルの収納部110を備える。収納部110は、リアクトル1が収納されると共に液体冷媒120が流通される閉鎖空間である。図３では簡略化して示しているが、収納部110は開閉可能な蓋を有し、その蓋を閉じたときに収納部110内を液密に保持できるように構成されている。

本例では、この収納部110の底面にボルト穴112を形成しておき、その底面にリアクトル1を設置して、フランジ部42の貫通孔42ｈ（図１）にボルト200を挿通し、そのボルト200を冷却ベース100のボルト穴112にねじ込むことでリアクトル1の固定を行う。このとき、リアクトル1の底面と収納部110の底面との間に、ゴムなどの弾性材140を介在させることが好ましい。この弾性材140は、リアクトル1の振動を吸収して、その振動が冷却ベース100に伝達されることを阻害する。

収納部112の蓋を閉じた状態で、収納部内に液体冷媒120を流通することで、リアクトルは液体冷媒120に浸漬状態とされる。液体冷媒120には、種々の液体が利用でき、簡易的には水でも構わない。本例では、オートマチックトランスミッションの潤滑油であるATFを液体冷媒120として用いている。

一方、コイル10の巻線端部10eは、収納部110の蓋部を貫通して収納部110の外側に引き出されている。この巻線端部10eには、コイル10に給電するためのリード線（図示略）を接続するため、端子50が取り付けられる。リアクトル1における端子50の取付箇所を収納部110の外側に位置させれば、端子50の取付作業が容易である上、端子50近傍が液体冷媒120に接触しないため、絶縁も容易に確保できる。その他、巻線10wが収納部110の蓋部を貫通する箇所は、適宜なパッキン160などにより止水構造とすればよい。

[作用効果]
本発明のリアクトルの固定構造によれば、次の効果を奏することができる。

リアクトル1が液体冷媒120に浸漬されているため、実質的にリアクトル1の全周から放熱を行うことができる。

リアクトル1を構成するコイル10及びコア20の実質的に全周が樹脂被覆部で覆われているため、リアクトル1が液体冷媒120に浸漬されていても、コイル10やコア20が腐食することがない。

リアクトル1の底面と収納部110の底面との間に弾性材140を介在することで、コイル10を励磁した際の振動が冷却ベース100に伝達されることを抑制できる。

液体冷媒120としてATFを用いているため、自動車の既存の液体をリアクトルの液体冷媒120として利用することができ、リアクトルの冷却用に新たに液体冷媒を用いる必要がない。

内側樹脂部30がコイル10を伸縮不能に保持するため、伸縮に伴うコイル10のハンドリングの困難性を改善できる。

内側樹脂部30がコイル10とコア20との絶縁の機能も果たすため、従来のリアクトルで用いていた筒状ボビン・枠状ボビンを必要としない。

（変形例１）
実施形態1では、内側コア部22が内側樹脂部30でコイル10と一体化されたコイル成形体1Mを用いたが、各コイル素子の内側に中空孔が形成されるように内側樹脂部を成形してもよい。この成形は、コイルの内側に内側コア部をはめ込む代わりに中子を挿入して、金型内に中子の挿入されたコイルを収納した状態で内側樹脂部の構成樹脂を注入すればよい。そして、内側樹脂部で形成される中空孔に、内側コア部を挿入し、さらに内側コア部に露出コア部を接合してから外側樹脂部を成形することで、リアクトルを構成できる。

（実施形態２）
実施形態１では、ボルト200を用いてリアクトルを冷却ベース100に固定したが、このボルト200を用いず、弾性材140のみでリアクトルを支持する本発明の実施形態を図４に基づいて説明する。本例は、リアクトル1の冷却ベース100に対する支持の仕方が実施形態１との主たる相違点であり、他の構成は実施形態１とほぼ共通するため、以下の説明は相違点を中心に行う。

図４に示すように、リアクトル1の前後・上下・左右の各面と収納部110の内面との間にゴムなどの弾性材140を介在させる。このとき、弾性材140は液体冷媒120の流通を阻害しないよう、液体冷媒120の流通方向に沿って設けることが好ましい。

本例の構成によれば、リアクトル1が弾性材140のみをもって収納部110内に支持され、ボルトなどの剛性材で冷却ベース100に支持されていないため、実施形態１に比べてより一層の振動伝達低減効果が期待できる。

（実施形態３）
次に、放熱フィンを備えるリアクトルを用いた本発明の実施形態に係る固定構造を図５に基づいて説明する。本例は、放熱フィン60を有する点が実施形態１との主たる相違点であり、他の構成は実施形態１とほぼ共通するため、以下の説明は相違点を中心に行う。

本例に用いるリアクトルでは、実施形態１における外側樹脂部40に放熱フィン60を保持させる。放熱フィン60は、コイル10への通電と励磁に伴って生じる発熱を効率的に放熱する部材である。本例では、外側樹脂部40とは異なる材料にて予め作製していた放熱フィン60を用いている。

放熱フィン60の形状は、その表面積がより広く確保できる構成であれば、特に限定されない。表面積を確保するための形態としては、複数の突起を有する形状が好適である。この突起は、棒状、帯状、板状など種々の形態が利用できる。突起のサイズと数は適宜選択すればよい。本例では矩形板状の基板62に、コイル10の軸方向に沿って伸びる断面が三角形の突条64を、コイル10の高さ方向に複数並列した形態の放熱フィン60としている。

放熱フィン60の材質としては、熱伝導性に優れる材料が好ましい。金属材料であれば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金が好適に利用できる。非金属材料であれば、窒化珪素、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ほう素、及び炭化珪素から選択される少なくとも1種のセラミックスが好適に利用できる。金属材料であれば、材料の入手、放熱フィン60の加工が容易である。また、非金属材料であれば、巻線の絶縁被覆や樹脂被覆部の厚みに関わらずコイル10との絶縁を容易に確保できる。本例ではアルミナで放熱フィン60を構成した。さらに、金属マトリックス中に高熱伝導性のセラミックス粒子を分散させた複合材料で放熱フィン60を構成してもよい。例えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金中にSiC粒子を分散させた複合材料が挙げられる。その他、外側樹脂部40の一部又は内側樹脂部30の一部で放熱フィン60を成形してもよい。

放熱フィン60の設置箇所は、リアクトル1の発熱しやすい箇所及びその近傍で、リアクトル1の他の構成要素やリアクトル1の周辺機器と干渉し難い箇所とすることが好適である。本例では、コイル10の両外側面に放熱フィン60を設けている。もちろん、それ以外にコイル10の上面などに放熱フィン60を設置しても構わない。

このリアクトル1を、実施形態１と同様に、液体冷媒に浸漬状態にて収納部内に固定すれば、放熱フィン60を介してより一層の効率的な放熱が期待できる。

（実施形態４）
次に、内側樹脂部を有しないリアクトルを用いた本発明の実施形態に係る固定構造を図６に基づいて説明する。本例は、内側樹脂部を有しない点が実施形態１との主たる相違点であり、他の構成は実施形態１とほぼ共通するため、以下の説明は相違点を中心に行う。

本例のリアクトルは、内側樹脂部を用いる代わりに、ボビン90を用いてコイル10とコア20との絶縁を確保している。ボビン90は、内側コア部の外側の嵌め込まれる筒状ボビン（図示略）と、コイル10の両端部に配される枠状ボビン92とを備える。そして、コイル10、ボビン90、コア20を組み合わせた組立体の実質的に全周を外側樹脂部40で覆うことでリアクトルとしている。

このリアクトル1でも、実施形態１のリアクトルと同様に、リアクトル1を液体冷媒に浸漬することで高い放熱性が期待できると共に、コイル10やコア20が外側樹脂部40から露出しないため、リアクトル1を防食構造とできる。

なお、上述した実施形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、本発明の範囲は上述した構成に限定されるものではない。例えば、上記の各実施形態では、コイル成形体とコアの底面も外側樹脂部で覆っていたが、これらの底面は外側樹脂部で覆われないようにしてもよい。その場合、リアクトルの底面からは、露出コア部とコイル成形体の各底面が露出される。そのため、ゴムなどの弾性シートをリアクトルの底面と収納部の底面の間に挟み込むようにリアクトルを固定すればよい。それにより、内側樹脂部、外側樹脂部、及び弾性シートで樹脂被覆部が構成され、かつ弾性シートはリアクトルから冷却ベースへの振動伝達を抑制する弾性材の機能も兼ねることができる。

本発明のリアクトルの固定構造は、ハイブリッド自動車や電気自動車などの自動車用リアクトルを設置対象に固定する構造として好適に利用することができる。

1 リアクトル
1M コイル成形体
10 コイル
10A,10B コイル素子
10w 巻線
10t ターン部
10f ターン形成面
10r 連結部
10e 端部（巻線端部）
20 コア
22 内側コア部
22c コア片
22g ギャップ材
24 露出コア部
30 内側樹脂部
31 ターン被覆部
33 連結部被覆部
40 外側樹脂部
42 フランジ部
42h 貫通孔
42c金属カラー
50 端子
60 放熱フィン
62 基板
64 突条
90 ボビン
92 枠状ボビン
100 冷却ベース
110 収納部
112 ボルト穴
120 液体冷媒
140 弾性材
160 パッキン
200 ボルト

Claims (7)

1. リアクトルと、リアクトルが固定される冷却ベースとを備えるリアクトルの固定構造であって、
   前記リアクトルは、
   巻線をらせん状に巻回したコイルと、
   このコイルに嵌め込まれるコアと、
   これらコイル及びコアの組立体の実質的に全周を覆う樹脂被覆部とを備え、
   前記冷却ベースは、
   前記リアクトルが収納される収納部と、
   前記収納部に流通され、リアクトルが浸漬される液体冷媒とを備えることを特徴とするリアクトルの固定構造。
2. さらに、前記樹脂被覆部と収納部との間に介在される弾性材を備えることを特徴とする請求項１に記載のリアクトルの固定構造。
3. 前記弾性材によってのみリアクトルが収納部内に支持されてなることを特徴とする請求項２に記載のリアクトルの固定構造。
4. さらに、前記樹脂被覆部と一体の放熱フィンを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリアクトルの固定構造。
5. 前記樹脂被覆部は、
   前記コイルの形状を保持する内側樹脂部と、
   前記組立体のうち、少なくとも内側樹脂部で覆われていない箇所を覆う外側樹脂部とを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のリアクトルの固定構造。
6. 前記巻線の端部は収納部の外部に引き出され、
   この巻線の端部に接続される端子を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のリアクトルの固定構造。
7. 前記液体冷媒がATFであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のリアクトルの固定構造。

Images