JP2012238659A - リアクトル、およびリアクトルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設置対象に安定して固定できるリアクトルとその製造方法を提供する。
【解決手段】リアクトル１は、巻線２ｗを巻回してなるコイル２と、コイル２の内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コア３とを有する組合体１０を具える。さらに、この組合体１０におけるリアクトル１の設置対象側に接合される金属製の放熱板４と、組合体１０の外周の少なくとも一部を覆う絶縁性材料からなる外側樹脂部６とを具える。放熱板４は、組合体１０の設置対象側面よりも大きく、組合体１０との接合領域外に、設置対象にリアクトル１を固定するための固定部材を挿通させる挿通孔４０ｈを有する。外側樹脂部６は、トランスファー成形、または射出成形により形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載用ＤＣ−ＤＣコンバータといった電力変換装置の構成部品などに用いられるリアクトル、およびその製造方法に関するものである。特に、設置対象に安定して固定できるリアクトルに関するものである。

電圧の昇圧動作や降圧動作を行う回路の部品の一つに、リアクトルがある。このリアクトルは、ハイブリッド自動車などの車両に搭載されるコンバータに利用される。そのリアクトルとして、例えば、特許文献１に示すものがある。

特許文献１のリアクトルは、巻線が巻回されてなるコイルと、このコイルが配置される磁性コアと、コイルにおけるリアクトルの設置対象（冷却ベース）側に配される放熱板と、コイルと磁性コアの組合体の外周を覆う外側樹脂部とを具える。この外側樹脂部には、リアクトルを設置対象に固定するための固定部材（ボルト）を挿通させる挿通孔が設けられた固定フランジ部が一体に設けられている。

特開２０１１−００９７９１号公報

リアクトルは、作動時にそれ自体が振動することはもちろん、車に搭載される場合には車の振動による影響を受けるため、設置対象に強固に固定する必要がある。上述のリアクトルによれば、設置対象に予めネジ穴を形成しておき、ボルトを外側樹脂部の挿通孔に挿通してそのネジ穴に螺合させることで、リアクトルを設置対象に固定できる。しかし、ボルトの締付力が挿通孔近傍の外側樹脂部に負荷されるため、その箇所にクラックが生じる場合があり、クラックが進展してリアクトルが設置対象から脱落する虞がある。

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、設置対象に安定して固定できるリアクトルを提供することにある。

本発明の他の目的は、上記本発明リアクトルを生産性よく製造できるリアクトルの製造方法を提供することにある。

本発明のリアクトルは、巻線を巻回してなるコイルと、このコイルの内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コアとを有する組合体を具える。さらに、上記組合体におけるリアクトルの設置対象側に接合される金属製の放熱板と、上記組合体の外周の少なくとも一部を覆う絶縁性材料からなる外側樹脂部とを具える。上記放熱板は、上記組合体の設置対象側面よりも大きく、上記組合体との接合領域外に、設置対象にリアクトルを固定するための固定部材を挿通させる挿通孔を有する。上記外側樹脂部は、トランスファー成形、または射出成形により形成されている。

上記の構成によれば、金属製の放熱板が有する挿通孔にボルトなどの固定部材を挿通させることで、リアクトルを冷却ベースなどの設置対象に固定できる。そのため、固定部材の締付力が負荷される挿通孔近傍が樹脂のみで形成されている場合と比較して、設置対象に安定して固定できる。

本発明リアクトルの一形態として、上記放熱板の設置対象側の面、上記挿通孔、および当該挿通孔近傍が、上記外側樹脂部により覆われず露出していることが挙げられる。ここでいう、挿通孔近傍とは、挿通孔以外で固定部材の締付力が作用する箇所をいう。

上記の構成によれば、固定部材の締付力が負荷される挿通孔近傍が樹脂のみで形成されている場合と比較して、設置対象に安定して固定できる。というのも、固定部材の締付力が作用する箇所が金属なので、挿通孔近傍が樹脂のみで形成されている場合に問題となった、固定部材の締付力によるクラックなどの問題を解消できるからである。また、放熱板の設置対象側の面が外側樹脂部により覆われず露出しているので、リアクトルを設置対象に固定した際、放熱板を設置対象に直接接触させることができる。そのため、効率よく熱を放出でき、放熱性に優れる。

本発明リアクトルの一形態として、上記放熱板が、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されていることが挙げられる。

上記の構成によれば、アルミニウムまたはアルミニウム合金は熱伝導率が高いので、放熱板を介して冷却ベースといった設置対象に効率よく熱を放出でき、放熱性に優れる。

本発明のリアクトルの製造方法は、巻線を巻回してなるコイルと、このコイルの内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コアとを有する組合体を形成してリアクトルを製造する方法で、接合工程と形成工程とを具える。接合工程は、上記組合体におけるリアクトルの設置対象側に次に示す金属製の放熱板を接合する。その放熱板は、上記組合体の設置対象側面よりも大きく、上記組合体と接合される領域外にリアクトルを設置対象に固定する固定部材を挿通させる挿通孔を有する。形成工程は、上記組合体の外周の少なくとも一部に、絶縁性材料からなる外側樹脂部を形成する。そして、上記外側樹脂部は、トランスファー成形、または射出成形により形成される。

上記の方法によれば、上記本発明リアクトルを効率的に生産できる。外側樹脂部をトランスファー成形、または射出成形により形成することで、注型成形に比べて外側樹脂部の形成時間を短くでき、リアクトルの製造時間が短くできる。また、注型成形のようにケースが不要なので、部品点数を削減できるとともに、リアクトルを小型にできる。

本発明リアクトルは、設置対象に安定して固定できる。

本発明のリアクトルの製造方法は、リアクトルの製造時間を短くでき、リアクトルを効率的に生産できる。

実施形態に係るリアクトルを示す概略斜視図である。 実施形態に係るリアクトルを示す図であって、図１においてＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。 実施形態に係るリアクトルに具えるコイルと磁性コアとの組合体の各構成の概略を示す分解斜視図である。

以下、図１〜図３を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、以下の説明では、リアクトルを設置対象に設置したときに設置対象側を下側、その対向側を上側として説明する。

《リアクトルの全体構成》
リアクトル１は、図１に示すように、巻線２ｗを巻回してなるコイル２と、コイル２の内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コア３と、コイル２と磁性コア３とを組み合わせてなる組合体１０の設置対象側（以下、単に設置側）に接合される放熱板４と、組合体１０の外周の少なくとも一部を覆う外側樹脂部６とを具える。本発明の特徴の一つは、リアクトル１を設置対象に安定して固定できる特定の形態を有する放熱板４を具える点にある。以下、各構成を詳細に説明する。

《リアクトルの各部の構成》
〔組合体〕
［コイル］
コイル２は、接合部の無い１本の連続する巻線２ｗを螺旋状に巻回してなる一対のコイル素子２ａ、２ｂと、両コイル素子２ａ、２ｂを連結するコイル連結部２ｒとを具える。各コイル素子２ａ、２ｂは、互いに同一の巻数で、軸方向から見た形状（端面形状）がほぼ矩形状である。これら両コイル素子２ａ、２ｂは、各軸方向が平行するように横並びに並列されており、コイル２の他端側において巻線２ｗの一部がＵ字状に屈曲されてコイル連結部２ｒが形成されている。この構成により、両コイル素子２ａ、２ｂの巻回方向は同一となっている。

巻線２ｗは、銅やアルミニウムといった導電性材料からなる導体の外周に、絶縁性材料からなる絶縁被覆を具える被覆線が好適である。ここでは、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利用している。絶縁被覆の厚さは、２０μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、厚いほどピンホールを低減できて電気絶縁性を高められる。両コイル素子２ａ、２ｂは、上記被覆平角線をエッジワイズ巻きにして、中空の角筒状に形成されている。巻線２ｗは、導体が平角線からなるもの以外に、断面が円形状、楕円形状、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、断面が円形状の丸線を用いた場合よりも占積率が高いコイルを形成し易い、後述する放熱板４の組合体１０側に形成される接合層４２（図２）との接触面積を広く確保し易い、端子部材との接触面積を広く確保し易い、といった利点がある。なお、各コイル素子を別々の巻線により作製し、各コイル素子を形成する巻線の端部を溶接や半田付け、圧着などにより接合して一体のコイルとした形態とすることができる。

コイル２を形成する巻線２ｗの両端部２ｅは、コイル２の一端側においてターン形成部分から適宜引き延ばされて後述する外側樹脂部６の外部に引き出される。引き出された巻線の両端部は、絶縁被覆が剥がされて露出された導体部分に、導電材料からなる端子部材(図示せず)が接続される。この端子部材を介して、コイル２に電力供給を行う電源などの外部装置(図示せず)が接続される。巻線２ｗの導体部分と端子部材との接続には、ＴＩＧ溶接などの溶接の他、圧着などが利用できる。ここでは、コイル２の軸方向に直交するように巻線２ｗの両端部を上方に引き出しているが、引き出し方向は適宜選択することができる。

［磁性コア］
磁性コア３は、各コイル素子２ａ、２ｂがそれぞれ配置される一対の内側コア部３１と、コイル２が配置されず、コイル２から露出されている一対の外側コア部３２とを有する。ここでは、各内側コア部３１はコイル２の内周面の形状にそった形状（直方体状）であり、各外側コア部３２はそれぞれ、一対の台形状面を有する角柱状体である。磁性コア３は、離間して配置される両内側コア部３１を挟むように外側コア部３２が配置され、各内側コア部３１の端面３１ｅと外側コア部３２の内端面３２ｅとを接触させて環状に形成される（図３）。これら内側コア部３１及び外側コア部３２により、コイル２を励磁したとき、閉磁路を形成する。

内側コア部３１は、磁性材料からなる磁性コア片３１ｍと、代表的には非磁性材料からなるギャップ材３１ｇとを交互に積層して構成された積層体であり、外側コア部３２は、磁性材料からなる磁性コア片である。ギャップ材３１ｇ間において、磁性コア片３１ｍが複数で構成されていてもよい。例えば、高さ方向（図２の上下方向）、あるいは、一対の内側コア部３１の並列方向（図２の紙面に垂直な方向）の少なくとも一方向に磁性コア片３１ｍを分割して、それら分割片を積層した構成としてもよい。各磁性コア片３１ｍは、絶縁被膜を具える軟磁性粉末を用いて作製した圧粉成形体、絶縁被膜を有する複数の電磁鋼板を積層させた積層鋼板、あるいは、磁性粉末と樹脂とを含む混合物から構成される成形硬化体から構成することができる。

上記軟磁性粉末には、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉといった鉄族金属粉末の他、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｓｉ−ＡｌなどのＦｅ基合金粉末、或いは希土類金属粉末、フェライト粉末などの他、軟磁性粉末に結合剤を混合した混合粉末が利用できる。軟磁性粉末に形成される絶縁被膜は、例えば、燐酸化合物、珪素化合物、ジルコニウム化合物、アルミニウム化合物、又は硼素化合物などが挙げられる。上記結合剤は、例えば、熱可塑性樹脂、非熱可塑性樹脂、又は高級脂肪酸が挙げられる。また、積層鋼板は、絶縁被膜を有する複数の電磁鋼板を積層させた積層体からなるものである。さらに、成形硬化体の磁性粉末には、上述した軟磁性粉末と同様のものを利用することができ、純鉄粉末やＦｅ基合金粉末といった鉄基材料からなる粉末が好適に利用できる。また、バインダとなる樹脂には、常温硬化性樹脂、低温硬化性樹脂、または熱硬化性樹脂が利用でき、特に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂が好適に利用できる。成形硬化体の構成材料に、アルミナやシリカといったセラミックスからなるフィラーを混合させてもよい。

各コア部３１、３２は、上述した構成材料から選択することができるので、内側コア部３１の材質と外側コア部３２の材質とを異ならせた形態とすることができる。例えば、内側コア部３１を上記圧粉成形体や上記積層鋼板とし、外側コア部３２を上記成形硬化体とすると、内側コア部３１の飽和磁束密度を外側コア部３２よりも高め易い。ここでは、磁性コア片３１ｍおよび外側コア部３２は、鉄を含有する軟磁性粉末の圧粉成形体としている。

ギャップ材３１ｇは、インダクタンスの調整のために磁性コア片３１ｍの間に配置される板状体である。このギャップ材３１ｇの外形は適宜選択することができ、さらに上記磁性コア片３１ｍとギャップ材３１ｇの各対向面同士の面積（外形寸法）は、上記磁性コア片３１ｍと同等でもよいし、ギャップ材３１ｇの外形寸法が、磁性コア片３１ｍの外形寸法よりも小さくてもよい。ここでは、ギャップ材３１ｇの外形は、上記筒状のコイル２の内周面の形状にそった形状であり、ギャップ材３１ｇの外形寸法は、磁性コア片３１ｍの外形寸法と同等としている。

このギャップ材３１ｇは、磁性コア片３１ｍよりも透磁率が低い材料、代表的には非磁性材料（アルミナなどのセラミックスや、ガラスエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、フェノール樹脂など）からなるギャップ、またはエアギャップが挙げられる。或いは、上記非磁性材料に磁性粉末（例えば、フェライト、Ｆｅ，Ｆｅ−Ｓｉ，センダストなど）が分散した混合材料で構成されるギャップが挙げられる。この混合材料は、比透磁率が１．１以上１．５未満であることが好ましい。また、硬質で、高剛性の材料で構成される場合、ギャップ長のばらつきが生じ難い。

そして、上述した磁性コア片３１ｍとギャップ材３１ｇ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とよい。

上述した磁性コア片３１ｍとギャップ材３１ｇとは、適宜な手段により一体化すればよい。例えば、接着剤、絶縁性の粘着テープ、絶縁性材料からなる熱収縮チューブや常温収縮チューブ、あるいは、環状に保持可能な帯状締付材のいずれを利用してもよい。

その他、この例に示す磁性コア３は、内側コア部３１の設置側の面と外側コア部３２の設置側の面とが面一になっておらず、外側コア部３２の設置側の面が内側コア部３１の設置側の面よりも突出し、かつコイル２の設置側の面（図２において下面）と面一である。従って、コイル２と磁性コア３との組合体１０の設置側の面は、両コイル素子２ａ、２ｂの下面と、外側コア部３２の設置側の面とで構成され、コイル２及び磁性コア３の双方が後述する接合層４２（図２）に接触できるため、リアクトル１は、放熱性に優れる。また、組合体１０の設置側の面がコイル２及び磁性コア３の双方で構成されることで設置対象との接触面積が十分に大きく、組合体１０と放熱板４とを接合したときの安定性にも優れる。更に、コア片を圧粉成形体で構成することで、外側コア部３２において内側コア部３１よりも突出した箇所は磁束の通路に利用できる。

〈インシュレータ〉
コイル２と磁性コア３との間の絶縁性と両者の位置決めの確実性を高めるために、コイル２と磁性コア３との間にインシュレータ５を具えていてもよい。インシュレータ５は、内側コア部３１の外周に配置される周壁部５１と、コイル２の端面（コイル素子のターンが環状に見える面）に当接される一対の枠状部５２とを具えた構成が挙げられる。

周壁部５１は、ここでは、一対の断面］状で構成され、各周壁部５１は互いに接触せず、内側コア部３１の外周面の一部のみに配置される構成とする。周壁部５１は、内側コア部３１の外周面の全周に沿って配置される筒状体とすることができるが、コイル２と内側コア部３１との間の絶縁距離を確保することができれば、図３に示すように、内側コア部３１の一部が周壁部５１により覆われない形態としてもよい。また、ここでは、周壁部５１は、表裏に貫通する窓部を具えるものを利用している。

内側コア部３１の一部が周壁部５１から露出されることで、周壁部５１の材料を低減することができる。上記窓部を有する周壁部５１としたり、内側コア部３１の全周が周壁部５１により覆われない構成としたりすることで、内側コア部３１と外側樹脂部６の構成材料である絶縁性材料との接触面積を大きくすることができる。

枠状部５２は、Ｂ型の平板状で、各内側コア部３１がそれぞれ挿通される一対の開口部を有しており、内側コア部３１を導入し易いように、内側コア部３１の側に突出する短い筒状部を具える。一方の枠状部５２には、コイル連結部２ｒが載置され、コイル連結部２ｒと外側コア部３２との間を絶縁するためのフランジ部５２ｆを具える。

インシュレータの構成材料には、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（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）などの絶縁性材料が利用できる。

［放熱板］
放熱板４は、組合体１０の熱を冷却ベースなどの設置対象から効率よく放出するためのもので、組合体１０の設置側に接合される。

放熱板４の外形は、組合体１０の設置側面よりも大きければ適宜選択することができる。ここでは、組合体１０の設置対象面に概ね沿った形状であり、四隅のそれぞれから組合体１０の接合領域外に突出した突出部４０を有している。

突出部４０には、リアクトル１を設置対象に固定するための固定部材として、例えば、ボルトなどを挿通させる挿通孔４０ｈが設けられている。挿通孔４０ｈは、ネジ加工されていない貫通孔、ネジ加工されたネジ孔のいずれも利用でき、個数なども適宜選択できる。

放熱板４の構成材料は、金属材料が挙げられる。金属材料は一般に熱伝導率が高いことから、放熱性に優れた放熱板４とすることができる。特に、コイル２の近傍に配置されることから非磁性金属が好ましい。

具体的な金属としては、例えば、アルミニウム（熱伝導率：２３７Ｗ／ｍ・Ｋ）やその合金が好ましく、その他に、マグネシウム（１５６Ｗ／ｍ・Ｋ）やその合金、銅（３９８Ｗ／ｍ・Ｋ）やその合金、銀（４２７Ｗ／ｍ・Ｋ）やその合金、鉄やオーステナイト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４：１６．７Ｗ／ｍ・Ｋ）であってもよい。上記アルミニウムやマグネシウム、その合金を利用すると、軽量なケースとすることができ、リアクトルの軽量化に寄与することができる。特に、アルミニウムやその合金は、耐食性に優れ、マグネシウムやマグネシウム合金は制振性に優れるため、車載部品に好適に利用できる。これらの金属材料で構成される放熱板４は、ダイキャストといった鋳造の他、プレス加工などの塑性加工により形成することができる。

（接合層）
この放熱板４の組合体１０側の面に、組合体１０の設置側に接合するための接合層４２を具える。

接合層４２は、絶縁性材料からなる単層構造とすると容易に形成できる上に、コイル２と放熱板４との間を絶縁できる。絶縁性材料からなる多層構造とすると、絶縁性をより高められる。同材質の多層構造とする場合、一層あたりの厚さを薄くできる。薄くすることでピンホールが存在しても、隣接する別の層によりピンホールを塞ぐことで絶縁を確保できる。一方、異種材質の多層構造とすると、コイル２と放熱板４との絶縁性、両者の密着性、コイル２から放熱板４への放熱性などの複数の特性を兼備できる。この場合、少なくとも一層の構成材料は、絶縁性材料とする。

接合層４２は、その合計厚さが厚いほど絶縁性を高められ、薄いほど放熱性を高められる傾向にある。構成材料にもよるが、例えば、接合層４２の合計厚さを２ｍｍ未満、更に１ｍｍ以下、特に０．５ｍｍ以下とすることができる。

接合層４２は、少なくともコイル２の設置側の面（図２の紙面下方側）が十分に接触可能な面積を有していれば、特に形状は問わない。ここでは、接合層４２は、図１に示すように、組合体１０の設置側の面、即ち、コイル２及び外側コア部３２の双方の設置側の面がつくる形状に沿った形状としている。従って、コイル２及び外側コア部３２の双方が接合層４２に十分に接触できる。

特に、接合層４２は、コイル２の設置側の面が接する表面側に絶縁性材料からなる接着層を具え、放熱板４に接する側に熱伝導性に優れる材料からなる放熱層を具える多層構造であることが好ましい。ここでは、接合層４２は、接着層と放熱層とを具える。

接着層は、接着強度に優れる材料を好適に利用できる。例えば、接着層は、絶縁性接着剤、具体的には、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤などにより構成することができる。接着層の形成は、例えば、放熱層の上に塗布したり、スクリーン印刷を利用したりすることが挙げられる。接着層にシート状接着剤を利用してもよい。ここでは、接着層は、絶縁性接着剤の単層構造としている。

放熱層は、放熱性に優れる材料、好ましくは熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ超の材料を好適に利用できる。放熱層は、熱伝導率が高いほど好ましく、３Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特に１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、更に２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、とりわけ３０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料により構成されることが好ましい。

放熱層の具体的な構成材料は、例えば、金属材料が挙げられる。金属材料は一般に熱伝導率が高いものの導電性材料であり、上記接着層の絶縁性を高めることが望まれる。また、金属材料からなる放熱層は重くなり易い。一方、放熱層の構成材料として、金属元素、Ｂ、及びＳｉの酸化物、炭化物、及び窒化物から選択される一種の材料といったセラミックスなどの非金属無機材料を利用すると、放熱性に優れる上に、電気絶縁性にも優れて好ましい。より具体的なセラミックスは、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）：２０Ｗ／ｍ・Ｋ〜１５０Ｗ／ｍ・Ｋ程度、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）：２０Ｗ／ｍ・Ｋ〜３０Ｗ／ｍ・Ｋ程度、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）：２００Ｗ／ｍ・Ｋ〜２５０Ｗ／ｍ・Ｋ程度、窒化ほう素（ＢＮ）：５０Ｗ／ｍ・Ｋ〜６５Ｗ／ｍ・Ｋ程度、炭化珪素（ＳｉＣ）：５０Ｗ／ｍ・Ｋ〜１３０Ｗ／ｍ・Ｋ程度などが挙げられる。上記セラミックスにより放熱層を形成するには、例えば、ＰＶＤ法やＣＶＤ法といった蒸着法を利用したり、上記セラミックスの焼結板などを用意して、適宜な接着剤により、放熱板４に接合したりすることが挙げられる。

或いは、放熱層の構成材料は、上記セラミックスからなるフィラーを含有する絶縁性樹脂（例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂）が挙げられる。この材料は、放熱性及び電気絶縁性の双方に優れる放熱層が得られる。また、この場合、放熱層及び接着層の双方が絶縁性材料で構成される、即ち、接合層全体が絶縁性材料で構成されるため、この接合層は絶縁性に更に優れる。上記絶縁性樹脂が接着剤であると、放熱層と接着層との密着性に優れ、この放熱層を具える接合層４２は、コイル２と放熱板４との間を強固に接合できる。接着層及び放熱層を構成する接着剤を異種としてもよいが、同種である場合、密着性に優れる上に接合層４２の形成が容易である。上記フィラー入りの絶縁性接着剤により接合層全体を形成してもよい。この場合、接合層４２は、単一種の材質からなる多層構造となる。

上記フィラー入り樹脂により放熱層を形成するには、例えば、放熱板４に塗布したり、スクリーン印刷したりなどすることで容易に形成できる。

或いは、放熱層は、放熱性に優れるシート材とし、適宜な接着剤により放熱板４に接合することでも形成できる。

放熱層は、単層構造でも多層構造でもよい。多層構造とする場合、少なくとも一層の材質を異ならせてもよい。例えば、放熱層は、熱伝導率が異なる材質からなる多層構造とすることができる。

放熱層を具える形態は、放熱層により放熱性を確保できるため、後述する外側樹脂部を構成する絶縁性材料の選択の自由度を高められる。例えば、フィラーを含有していない樹脂など、熱伝導性に劣る樹脂を外側樹脂部の構成材料に利用できる。

ここでは、放熱層は、アルミナからなるフィラーを含有するエポキシ系接着剤により形成されている（熱伝導率：３Ｗ／ｍ・Ｋ以上）。従って、ここでは、接合層全体が絶縁性接着剤により構成されている。また、ここでは、放熱層は、上記フィラー入り接着剤からなる二層構造で形成され、一層の厚さを０．２ｍｍ、合計０．４ｍｍとしている（接着層との合計厚さ：０．５ｍｍ）。放熱層は、三層以上としてもよい。

［外側樹脂部］
外側樹脂部６は、組合体１０の形状保持および外部環境や機械的応力からの保護に加えて、コイル２の絶縁確保のために、組合体１０の外周の少なくとも一部を覆う。ここでは、図２に示すように、放熱板４の設置側の面、放熱板４の挿通孔４０ｈ、および挿通孔４０ｈの近傍が覆われず露出している。そして、図１に示すように、組合体１０の外周を概ね組合体１０の外形に沿って形成されている。

外側樹脂部６を構成する絶縁性材料には、絶縁性と耐熱性に優れる樹脂が好ましい。具体的には、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリフェニレンサルファイド（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、不飽和ポリエステルなどが挙げられる。この構成樹脂に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。

外側樹脂部６は、トランスファー成形、または射出成形により形成される。そうすれば、容易にかつ短時間で組合体１０の外周に外側樹脂部６を形成することができる。

《用途》
リアクトル１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。

《リアクトルの製造方法》
上述したリアクトル１は、例えば、以下に示す接合工程と形成工程を経て製造することができる。ここでは、接合工程→形成工程の順に各工程を経て製造する例を説明する。以下、各工程について説明する。

［接合工程］
接合工程では、組合体１０における設置側に放熱板４を接合する。

まず、コイル２と磁性コア３を用意し、それらを図３に示すように組立て組合体１０を作製する。その際、適宜インシュレータ５などをコイル２と磁性コア３との間に介在させておいてもよい。一方、放熱板４の組合体１０の設置側の面と接触する箇所に接合層４２を形成する。そして、組合体１０と放熱板４とを接合して、組合体１０と放熱板４とが一体化された組物を作製する。

［形成工程］
形成工程では、組合体１０の外周の少なくとも一部に、外側樹脂部６を形成する。ここでは、外側樹脂部６をトランスファー成形、または射出成形のいずれかにより形成する。

まず、上記組物の外周を外側樹脂部で覆うための成形型を用意する。この成形型は、上部に開口を有する有底容器状の基部と、基部の開口を閉じる蓋部とを具える。基部の内周面は、組合体１０の外形に沿うように形成されている。基部の底には、外側樹脂部の構成材料が注入されるゲートを１箇所以上設けておく。この基部の内部に、上記組物の上面を下向きにした倒立状態で配置し、蓋部で基部の開口を閉じる。その際、放熱板４を上記蓋部の代わりにしてもよい。その状態で、上記ゲートから適宜な温度に調節した上記絶縁性材料を適宜加圧して注入し、外側樹脂部６を形成する。

外側樹脂部６の形成後、成形型からリアクトル１を取り出す。

（その他）
上記製造方法では、接合工程→形成工程の順に各工程を経てリアクトル１を製造する方法を説明したが、接合工程と形成工程の順は逆でもよい。具体的には、先に、形成工程で、組合体１０の外周を組合体１０の放熱板４との対向面が露出されるように外側樹脂部６で覆って一体物を形成する。続いて、接合工程で、一体物において外側樹脂部６で覆われず露出された組合体１０の上記対向面に放熱板４を接合してもよい。

《作用効果》
上述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。

（１）リアクトルを設置対象に固定するのに、金属製の放熱板が有する挿通孔に固定部材を挿通するため、挿通孔近傍が樹脂のみで形成されている場合と比較して、安定して設置対象に固定できる。

（２）熱伝導率が１Ｗ/ｍ・Ｋ超といった熱伝導性に優れる放熱層を含む接合層が放熱板とコイルとの間に介在されることで、使用時、コイル及び磁性コアの熱を、放熱層を介して、冷却ベースといった設置対象に効率よく放出できる。また、接合層が薄いことからも、コイルなどの熱を放熱板を介して設置対象に伝え易い。さらに、接合層の全体が絶縁性接着剤により構成されることで、コイルや磁性コアと接合層との密着性に優れることからも、コイルなどの熱を接合層に伝え易い。そして、巻線として、被覆平角線を利用することで、コイルと接合層との接触面積が十分に広いので、熱を放出し易い。

（３）放熱板が金属材料（導電性材料）により構成されているものの、接合層の少なくともコイルとの接触箇所が絶縁性材料により構成されていることから、接合層が例えば０．１ｍｍ程度と非常に薄くてもコイルと底板部との間の絶縁性を確保することができる。特に、接合層の全体を絶縁性材料により構成していることで、コイルと底板部との間を十分に絶縁できる。

（４）外側樹脂部を具えることで、組合体に対して環境からの保護及び機械的保護を図ることができる。

（５）外側樹脂部をトランスファー成形または射出成形により形成しているので、注型成形に比べて外側樹脂部を形成する時間を短くすることができる。その結果、リアクトルの製造時間が短くなり、リアクトルを効率的に生産できる。加えて、注型成形のように枠（ケース）が不要である。そのため、リアクトルの構成部材を削減できる上に、リアクトルの小型化・軽量化を図ることができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、上述した実施の形態は、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る。

本発明リアクトルは、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池車といった車両に搭載されるＤＣ−ＤＣコンバータといった電力変換装置の構成部品など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 ２ａ、２ｂ コイル素子 ２ｒ コイル連結部 ２ｗ 巻線
２ｅ 巻線の端部
３ 磁性コア
３１ 内側コア部 ３１ｅ 端面 ３１ｍ 磁性コア片 ３１ｇ ギャップ材
３２ 外側コア部 ３２ｅ 内端面
４ 放熱板 ４０ 突出部 ４０ｈ 挿通孔 ４２ 接合層
５ インシュレータ ５１ 周壁部 ５２ 枠状部 ５２ｆ フランジ部
６ 外側樹脂部

Claims (4)

1. 巻線を巻回してなるコイルと、このコイルの内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コアとを有する組合体を具えるリアクトルであって、
   前記組合体におけるリアクトルの設置対象側に接合される金属製の放熱板と、
   前記組合体の外周の少なくとも一部を覆う絶縁性材料からなる外側樹脂部とを具え、
   前記放熱板は、
   前記組合体の設置対象側面よりも大きく、
   前記組合体との接合領域外に、設置対象にリアクトルを固定するための固定部材を挿通させる挿通孔を有し、
   前記外側樹脂部は、トランスファー成形、または射出成形により形成されていることを特徴とするリアクトル。
2. 前記放熱板の設置対象側の面、前記挿通孔、および当該挿通孔近傍が、前記外側樹脂部により覆われず露出していることを特徴とする請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記放熱板が、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のリアクトル。
4. 巻線を巻回してなるコイルと、このコイルの内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コアとを有する組合体を形成してリアクトルを製造するリアクトルの製造方法であって、
   前記組合体におけるリアクトルの設置対象側に金属製の放熱板を接合する接合工程と、
   前記組合体の外周の少なくとも一部に、絶縁性材料からなる外側樹脂部を形成する形成工程とを具え、
   前記放熱板は、前記組合体の設置対象側面よりも大きく、前記組合体と接合される領域外にリアクトルを設置対象に固定する固定部材を挿通させる挿通孔を有し、
   前記外側樹脂部は、トランスファー成形、または射出成形により形成されることを特徴とするリアクトルの製造方法。

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