JP2015220449A - リアクトル - Google Patents

Abstract

【課題】コイルを構成する巻線の端部と金属ケースとの間の絶縁性に優れる上に、小型で、製造性にも優れるリアクトルを提供する。【解決手段】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磁路を形成する磁性コア３と、コイル２と磁性コア３との間に配置されて、両者を絶縁するボビン５と、コイル２と磁性コア３とボビン５とを備える組合体１０を収納する金属ケース４とを備え、ボビン５は、巻線２ｗの一端部２ｅｂと金属ケース４との間に介在される隔壁部５３を一体に備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド自動車などの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。特に、コイルを構成する巻線の端部と金属ケースとの間の絶縁性に優れる上に、小型で、製造性に優れるリアクトルに関する。

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。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一対の巻回部を横並び（並列）に備えるコイルと、コイルの内外に配置さる環状の磁性コアと、コイルと磁性コアとの間に介在されて両者の絶縁を確保するインシュレータと、これらの組物を収納するケースと、ケース内に充填される樹脂とを備えるものを開示している。

コイルを構成する巻線の両端部は、ケースから引き出して端子金具を取り付け（特許文献１［０００６］）、電力供給を行う電源などの外部装置を接続する。上記両端部の引出方向は、例えば、上記外部装置などの配置位置などに応じて設計される。ケースは、代表的には、アルミニウムやその合金で形成され（特許文献１［００３１］）、コイルなどの熱を外部に伝熱する放熱経路に利用される（特許文献１［０００７］）。

特開２０１０−０２１４４８号公報

コイルを構成する巻線の端部と金属ケースとの間の絶縁性に優れる上に、小型で、製造性にも優れるリアクトルが望まれている。

特許文献１に記載されるように、コイルを構成する巻線の両端部を一対の巻回部の横並び方向及び各巻回部の軸方向の双方に直交する方向に引き出す場合、一方の巻回部を構成する巻線の端部（以下、一端部と呼ぶ）は、ケースの内周面に沿って、ケースの開口縁に向かって上方に引き出されるように配置される。この場合に、コイルをケースの内周面に近接させ、巻線の一端部とケースとの間の間隔を狭めると、例えば、コイルなどの熱をケースに伝達し易くなり、放熱性を高められる。しかし、ケースがアルミニウムなどの金属といった導電性材料で構成されているため、上記間隔が狭い場合には、巻線の一端部とケースとの間で沿面放電が生じる恐れがある。

上記沿面放電を防止するために、上記間隔を十分に広くすれば、ケースの大型化、ひいてはリアクトルの大型化を招く。車載部品などのように設置スペースが小さいことが望まれるリアクトルでは、ケースが小さいことが望まれる。

そこで、本発明者らは、巻線の端部と金属ケースとの間に絶縁材を介在することを検討した。しかし、この場合、絶縁材が別途必要であり、部品点数及び工程数が増加する。また、沿面放電を防止するために上記絶縁材は、ケースに対して所定の位置に正確に配置し、その位置がずれないことが求められる。ケースに対する上記絶縁材の位置ずれを防止するために、任意の形状のケースに対して固定溝などを設けると、ケースに加工が必要であり、工程数の更なる増加を招く。上記固定溝などが無ければケース内に樹脂を充填する際に絶縁材が動く恐れもある。従って、樹脂の充填時から硬化までの間、上記絶縁材をケースの所定の位置に固定する固定部材が別途必要になり、工程数が更に増加する。これらの点から、巻線の端部と金属ケースとの間の沿面放電を防止できながらも、製造性にも優れるリアクトルが望まれる。

本発明は、上述の事情を鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、コイルを構成する巻線の端部と金属ケースとの間の絶縁性に優れる上に、小型で、製造性にも優れる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コイルと、前記コイルの内外に配置されて磁路を形成する磁性コアと、前記コイルと前記磁性コアとの間に配置されて、両者を絶縁するボビンと、前記コイルと前記磁性コアと前記ボビンとを備える組合体を収納する金属ケースとを備え、前記ボビンは、前記巻線の一端部と前記金属ケースとの間に介在される隔壁部を一体に備える。

上記のリアクトルは、コイルを構成する巻線の端部と金属ケースとの間の絶縁性に優れる上に、小型で、製造性にも優れる。

実施形態１のリアクトルを示す概略斜視図である。 実施形態１のリアクトルに備えるコイルと、磁性コアと、ボビンとを有する組合体を示す概略斜視図である。 実施形態１のリアクトルに備えるボビンのうち、隔壁部を備える分割ボビンを示す概略斜視図である。 実施形態１のリアクトルに備えるボビンのうち、隔壁部を備える分割ボビンを示す正面図である。 実施形態１のリアクトルに備えるボビンのうち、隔壁部を備える分割ボビンを図４に示す（Ｖ）−（Ｖ）線で切断した状態を示す部分断面図である。 実施形態１のリアクトルの平面図である。 実施形態１のリアクトルに備えるコイルと、磁性コアと、ボビンとを有する組合体の分解斜視図である。 実施形態１のリアクトルの分解斜視図である。 実施形態１のリアクトルであって、封止樹脂を備える状態を示す概略斜視図である。

［本発明の実施の形態の説明］
最初に、本発明の実施態様を列記して説明する。
（１） 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コイルと、上記コイルの内外に配置されて磁路を形成する磁性コアと、上記コイルと上記磁性コアとの間に配置されて、両者を絶縁するボビンと、上記コイルと上記磁性コアと上記ボビンとを備える組合体を収納する金属ケースとを備え、上記ボビンが上記巻線の一端部と上記金属ケースとの間に介在される隔壁部を一体に備える。

上記のリアクトルは、コイルを構成する巻線の端部と金属ケースとの間の絶縁性に優れる上に、小型で、製造性にも優れる。詳しくは、以下の通りである。

（絶縁性に優れる点）
ボビンに一体の隔壁部が、コイルを構成する巻線の一端部と金属ケースとの間に介在されるため、巻線の一端部と金属ケースとの間の間隔が狭くても（例えば、３．５ｍｍ以下）、沿面距離を増大できる。また、隔壁部がボビンに一体であり、このボビンがコイルと磁性コアとに組み付けられた状態が維持されるため、金属ケースに対してコイルと磁性コアとが位置決めされると、金属ケースに対する隔壁部の位置も決められ、かつ、この隔壁部の位置が実質的にずれることが無い。即ち、金属ケースに対する隔壁部の位置が、所定の位置に正確に配置された状態が維持される。従って、上記のリアクトルは、上記巻線の一端部と金属ケースとの間の沿面放電を防止できる。

（小型である点）
巻線の一端部が金属ケースの内周面に沿って開口縁に向かって上方に引き出されている、代表的には開口縁から突出している場合でも、巻線の一端部と金属ケースとの間の間隔を、隔壁部を収納可能な範囲で狭くできる。そのため、金属ケースを小さくできる。

（製造性に優れる点）
上記のリアクトルは、隔壁部を一体に備える特定のボビンを構成部品とするため、上述の絶縁材が独立した部材である場合に比較して、部品点数及び工程数が少ない。また、ボビンが、コイル及び磁性コアに支持されて、ケースに対しても位置決めされることで、隔壁部自体も、コイル及び磁性コアに支持されると共に、金属ケースに対して位置決めされ、実質的に位置ずれしない。そのため、隔壁部をケースに固定するための上述の加工や固定部材が別途不要である。

（２） 上記のリアクトルの一例として、上記隔壁部が上記金属ケースの内周面に沿って配置される内板部と、上記内板部から上記金属ケースの開口縁に延びて、上記開口縁の一部に支持される縁被覆部とを備える形態が挙げられる。

上記形態は、縁被覆部が金属ケースの開口縁に支持されている、換言すれば、開口縁の一部が縁被覆部によって覆われている。そのため、上記形態は、巻線の一端部と金属ケースの開口縁との間の沿面距離を増大でき、沿面放電をより防止し易い。この縁被覆部を備える形態は、巻線の一端部が金属ケースの開口縁の近傍に配置される場合（開口縁から突出する場合を含む）に効果的である。また、組合体を金属ケースに収納する際に縁被覆部を金属ケースの開口縁への当たり止めとして利用でき、組合体を金属ケースに対して容易に位置決めできる。この点から、上記形態は、製造性により優れる。

（３） 上記のリアクトルの一例として、上記巻線の一端部が上記金属ケースの内周面に沿って上記金属ケースの開口縁に向かう方向に引き出されて、上記金属ケースから露出されている形態が挙げられる。

上記形態は、代表的には、巻線の一端部が金属ケースの内周面及び開口縁に近接配置されるといえる。この形態でも、隔壁部によって、巻線の一端部と金属ケースとの間の絶縁性に優れる。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るリアクトルを具体的に説明する。図中の同一符号は、同一名称物を示す。

［実施形態１］
図１〜図９を参照して、実施形態１のリアクトル１を説明する。
（リアクトル）
・全体構成
リアクトル１は、巻線２ｗを螺旋状に巻回したコイル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との間に介在されるボビン５と、コイル２と磁性コア３とボビン５とを含む組合体１０を収納する金属ケース４とを備える。ボビン５は、コイル２と磁性コア３との間を絶縁する部材である。リアクトル１は、このボビン５が特定の隔壁部５３を一体に備える点を特徴の一つとする。以下、構成要素ごとに詳細に説明する。

・コイル
コイル２は、図１，図７に示すように１本の連続する巻線２ｗを螺旋状に巻回して形成された一対の筒状（ここでは角部を丸めた四角筒状）の巻回部２ａ，２ｂと、巻線２ｗの一部から形成されて両巻回部２ａ，２ｂを接続する連結部２ｒとを備える。各巻回部２ａ，２ｂは、各軸方向が平行するように横並び（並列）されている。この例では、巻線２ｗは、平角線の導体（銅など）と、この導体の外周を覆う絶縁被覆（ポリアミドイミドなど）とを備える被覆平角線（いわゆるエナメル線）であり、巻回部２ａ，２ｂはエッジワイズコイルである。

巻線２ｗの両端部２ｅａ，２ｅｂはいずれも、巻回部２ａ，２ｂから適宜な方向に引き出されて、その先端（導体）に端子金具８，８（図９）が接続される。コイル２は、端子金具８，８を介して電源などの外部装置（図示せず）に電気的に接続される。

巻線２ｗの両端部２ｅａ，２ｅｂの引出方向は、巻線２ｗを適宜屈曲することで変更できる。この例では、巻線２ｗの両端部２ｅａ，２ｅｂはいずれも、図７に示すように巻回部２ａ，２ｂの軸方向に直交方向（ここでは上下方向）に引き出されている。特に、両端部２ｅａ，２ｅｂは、途中で巻線２ｗを屈曲させることなく、巻回部２ａ，２ｂの巻回方向に沿ってそのまま引き出されている。そのため、両端部２ｅａ，２ｅｂはいずれも、巻回部２ａ，２ｂの外周面に沿って配置されている。かつ両端部２ｅａ，２ｅｂは、図１に示すように金属ケース４に組合体１０が収納された状態で、ケース４の開口縁４３に向かう方向（上下方向の上方）に引き出されて、開口縁４３から露出されるように、引出方向及び巻回部２ａ，２ｂからの引き出し長さが調整されている。一方の巻回部２ｂを構成する巻線２ｗの一端部２ｅｂは、図１に示すようにケース４の内周面４ｉに沿って配置されると共に、ケース４の開口縁４３の近傍に配置されている。他端部２ｅａは、巻回部２ａ，２ｂ間に配置され、ケース４の開口縁４３から十分に離れている。

・磁性コア
磁性コア３は、図７に示すように複数の柱状のコア片３１ｍ，…と、一対のＵ字状のコア片３２ｍ，３２ｍと、コア片間に介在されるギャップ材３１ｇ，…とを備える。コア片３２ｍ，３２ｍは、Ｕ字の開口部が向かい合うように配置され、コア片３１ｍとギャップ材３１ｇとの積層物が、コア片３２ｍ，３２ｍ間に配置される。この配置によって、磁性コア３は環状に組み付けられ、コイル２を励磁したときに閉磁路を形成する。磁性コア３におけるコア片３１ｍとＵ字状のコア片３２ｍの一部は、コイル２の巻回部２ａ，２ｂ内に配置される部分（以下、収納部分と呼ぶことがある）を構成し、Ｕ字状のコア片３２ｍの残部は、コイル２が配置されず、コイル２から突出した部分を構成する。

コア片３１ｍ，３２ｍは、軟磁性材料から構成される。コア片３１ｍ，３２ｍは、鉄や鉄合金（Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金など）といった軟磁性金属粉末や更に絶縁被覆を備える被覆粉末などを圧縮成形した圧粉成形体、磁性粉末と樹脂とを含む複合材料などが利用できる。この例では、圧粉成形体としている。ギャップ材３１ｇは、コア片３１ｍ，３２ｍよりも比透磁率が小さい材料（例えば、アルミナなどの非磁性材）から構成される。

この例では、コア片３１ｍは、角部を丸めた直方体状であり、コア片３２ｍは、コイル２が配置されない部分が角部を丸めた直方体状のブロックである。このブロックは、巻回部２ａ，２ｂの端面に対向する面（ここでは⊥状の平面。以下、内端面３２ｅと呼ぶ）から巻回部２ａ，２ｂ内に挿入されるように突出する部分を有する。この突出部分は、コイル２の巻回部２ａ，２ｂ内に配置される部分を構成する。この突出部分は、コア片３１ｍと同様に角部を丸めた直方体状である。

また、この例では、Ｕ字状のコア片３２ｍにおける上記ブロックは、その一面（ここでは下面）がコイル２と磁性コア３とを組み付けたときにコイル２の外周面（ここでは下面）と面一になるように設けられている。このようにコア片３２ｍにおけるコイル２が配置されない部分が、巻回部２ａ，２ｂ内に挿入される突出部分よりも下方に突出していることで、コイル２と磁性コア３とを組み付けたとき、両巻回部２ａ，２ｂの端面のうち、その周長の半分ぐらいが内端面３２ｅに覆われる（図２，図８）。

磁性コア３に備えるコア片及びギャップ材の個数、形状、大きさ、材質などは適宜変更できる。例えば、コア片３２ｍを直方体状とし、上述の突出部分をコア片３１ｍとすることができる。ギャップ材３１ｇに代えて、エアギャップとすることができる。

・金属ケース
金属ケース４は、組合体１０を収納する容器であり、熱伝導性に優れる金属から構成される点を利用して、コイル２などの熱をコンバータケースといった設置対象（図示せず）に伝達する放熱経路として機能する。ケース４内には、代表的には、組合体１０を封止する封止樹脂１００（図９）が充填され、ケース４への組合体１０の固定、一体性の向上、熱伝達性の向上などが図られる。その他、ケース４は、組合体１０に対する環境からの保護、機械的保護などを図る。ケース４を構成する金属は、熱伝導性に優れ、更には軽量であるアルミニウムやアルミニウム合金などが好適に利用できる。その他の金属として、マグネシウムやマグネシウム合金などが挙げられる。

金属ケース４は、図１などに示すように組合体１０が載置される底部と、底部から立設され、組合体１０の周囲を囲む側壁部４１とを備え、底部に対向する側（ここでは上側）が開口した箱体である。この例では、ケース４は、組合体１０の外周形状（ここでは直方体状、図２，図８）に対応して、直方体状である（図１，図６，図８）。ケース４の形状は適宜選択できるが、この例に示すように組合体１０の外周形状と相似状などとすると、小型にし易い。なお、この例では、直方体状のケース４の四つの角部が若干突出している。この突出部分は、後述の固定板９０（図９）をケース４に固定するボルト９（図９）の固定箇所である。この突出部分を省略してもよい。

金属ケース４の大きさ（容積、幅（コイル２の巻回部２ａ，２ｂの横並び方向に沿った大きさ）、長さ（コイル２の巻回部２ａ，２ｂの軸方向に沿った大きさ）、高さ（底部から開口縁４３までの距離）、厚さなど）は小さいほど小型で好ましい。例えば、組合体１０を収納した状態で組合体１０の上方に設けられるデッドスペースが小さいほど、即ち、ケース４の高さが小さいほど、設置対象からの高さが小さく（嵩が低く）、小型になり易い。この例では、ケース４の底部から開口縁４３に向かって開口部が広くなるように側壁部４１の内周面が傾斜しており、底部から開口縁４３に亘って側壁部４１の厚さが順次薄くなっている。即ち、側壁部４１の断面形状は台形状である。このため、ケース４は、開口部がより広くて組合体１０を収納し易く、この点からリアクトル１の製造性に優れる。ケース４の厚さをその全体に亘って均一的にしてもよい。

金属ケース４の幅は、組合体１０を収納した状態で、巻線２ｗの一端部２ｅｂとケース４の内周面４ｉとの間の距離ｄ（図６）が絶縁距離を確保可能な範囲でできるだけ小さく設けられていることが好ましい。距離ｄが小さいほどコイル２とケース４とが近接配置されている、即ち上記幅が狭いといえ、ケース４が小さいといえる。ケース４が小さいことでリアクトル１を小型にできる。距離ｄは、例えば、２ｍｍ以上３．５ｍｍ以下が挙げられ、この例では３．０ｍｍ程度である。

・ボビン
・・概要
ボビン５は、図７に示すようにコイル２の内周面と磁性コア３（ここでは主としてコア片３１ｍ及びＵ字状のコア片３２ｍの突出部分）の外周面との間に介在されて、両者の絶縁を確保するコイル内部分と、コイル２の端面とコア片３２ｍの内端面３２ｅとの間に介在されて、両者の絶縁を確保するコイル外部分とを備える。この例では、コイル２の軸方向に分割される一対の分割ボビン５０ａ，５０ｂを組み合わせて、一つのボビン５を構成する。

各分割ボビン５０ａ，５０ｂは、上記コイル内部分として複数の板片から構成される内側介在部５１を備え、上記コイル外部分として、中央に二つの貫通孔５２ｈ，５２ｈを有する平板状の枠部５２を備え、両部５１，５２が一体成形されている。リアクトル１は、一方の分割ボビン５０ａに、枠部５２に一体に支持される隔壁部５３を更に備える。隔壁部５３は、図１に示すように主として金属ケース４の内周面４ｉに沿って配置されて内周面４ｉの一部を覆うことで、コイル２の巻線２ｗの一端部２ｅｂとケース４（特に内周面４ｉの一部）との間の絶縁を確保する。即ち、ボビン５は、分割ボビン５０ａ，５０ｂによってコイル２と磁性コア３との間の絶縁の確保を行うことに加えて、分割ボビン５０ａによってコイル２とケース４との間の絶縁の確保をも行う。

・・枠部
枠部５２は、図７に示すようにコイル２の巻回部２ａ，２ｂの端面に対向するコイル対向面５２２と、Ｕ字状のコア片３２ｍの内端面３２ｅに対向するコア対向面５２３とを有する平板材である。枠部５２の中央部分には、磁性コア３における上述の収納部分（コア片３２ｍの突出部分やコア片３１ｍなど）がそれぞれ挿入される二つの貫通孔５２ｈ，５２ｈを横並びに備える。この例では、貫通孔５２ｈ，５２ｈは、上記収納部分の外形に沿った形状、即ち角部を丸めた長方形状である。枠部５２の大きさは、巻回部２ａ，２ｂの端面に応じて調整するとよい。この例では、枠部５２は、巻回部２ａ，２ｂの端面のうち、上側の領域を除く周長の３／４程度を覆う大きさである（図２）。また、枠部５２は、コイル対向面５２２とコア対向面５２３とを繋ぐ周縁５２０と巻回部２ａ，２ｂの外周面とが概ね面一となる大きさである（図２）。そのため、枠部５２は、コイル２の外周から実質的に突出しない（図２，図６）。

・・内側介在部
内側介在部５１を構成する複数の板片は、枠部５２の各貫通孔５２ｈ，５２ｈをつくる周縁からコイル２の巻回部２ａ，２ｂ内にそれぞれ挿入されるように突出している。即ち、内側介在部５１は、貫通孔５２ｈ，５２ｈの軸方向に突出している。この例では、各内側介在部５１は、断面Ｌ字状の板片であり、磁性コア３における上述の収納部分の外周面のうち四つの角部上にそれぞれ配置される。そのため、一つの貫通孔５２ｈをつくる周縁に対して、四つの内側介在部５１〜５１を備える。内側介在部５１の形状、個数、大きさなどは適宜変更できる。例えば、断面Ｌ字状の板片に代えて、上述の収納部分の周囲を囲む筒状体としたり、断面Π字状の部材とし、上記収納部分の一面又は対向する二面を覆ったりすることができる。内側介在部５１は、巻回部２ａ，２ｂと上記収納部分との間に介在されて、両者の位置決めも行う。

・・隔壁部
一方の分割ボビン５０ａに備える隔壁部５３は、平板状の内板部５３０を主体とし、金属ケース４に組合体１０が収納された状態で、巻線２ｗの一端部２ｅｂとケース４との間に介在される（図１）。隔壁部５３は、図２〜図５に示すように枠部５２の周縁５２０のうち、コイル２の一方の巻回部２ｂを構成する巻線２ｗの一端部２ｅｂが近接される領域（ここでは上方領域）に、コア対向面５２３に直交するように、即ち、貫通孔５２ｈの軸方向に平行に設けられている。この例では、隔壁部５３は、枠部５２に直交に支持される内板部５３０と、内板部５３０に連続し、内板部５３０から突出する縁被覆部５３３とを備える。

・・・内板部
以下、主として、図２〜図６を参照して内板部５３０を説明する。内板部５３０は、金属ケース４に組合体１０が収納された状態で、ケース４の内周面４ｉに沿って、平面状の内周面４ｉに平行に配置される部分である（図１，図６）。内板部５３０は、巻線２ｗの一端部２ｅｂとケース４（図１，図６）との間に所定の沿面距離を確保可能な大きさ（面積、幅Ｗ_５３、長さＨ_５３、厚さなど）を有していれば、適宜な形状とすることができる。この例では、内板部５３０は、図３，図５に示すように長方形状の基部５３０ｂと、枠部５２の周縁５２０に連結される三角形状の連結部５３０ｊとを備え、巻回部２ｂ側からみて¬形状である（図２）。図２，図３，図５において、内板部５３０に付した二点鎖線は、基部５３０ｂと連結部５３０ｊとの仮想境界を示すが、両部５３０ｂ，５３０ｊは連続した一体成形物である。基部５３０ｂが主として、沿面距離の増大領域として機能する。連結部５３０ｊは、基部５３０ｂと枠部５２との間の連結領域として機能し、任意の形状をとり得る。基部５３０ｂを有していれば、連結部５３０ｊは省略してもよい。連結部５３０ｊを設けることで、基部５３０ｂを強固に支持できる。

この例では、図６に示すように、コイル２とボビン５とが組み付けられた状態で巻線２ｗの一端部２ｅｂを中心として、その左右に概ね等しい沿面距離の確保領域（コイル２の軸方向に沿った領域）が設けられるように、基部５３０ｂは、連結部５３０ｊを介して枠部５２に支持される。より具体的には、基部５３０ｂの中心に一端部２ｅｂが配置された場合に、この一端部２ｅｂを中心として、基部５３０ｂにおける一方の領域（図６では下側領域）について金属ケース４の内周面４ｉに沿った大きさを幅Ｗ_５３１とし、他方の領域（図６では上側領域）について同大きさを幅Ｗ_５３２とするとき、幅Ｗ_５３１と幅Ｗ_５３２とが実質的に等しくなるように、基部５３０ｂが設けられている。基部５３０ｂの形状は適宜変更できる。例えば、基部５３０ｂの少なくとも一面を凹凸形状とし、表面積を大きくすると沿面距離をより増大できる。この例に示すように長方形状とすると、幅Ｗ_５３１と幅Ｗ_５３２とが等しい絶縁領域を容易に確保できる。また、基部５３０ｂが長方形状であれば、単純な形状であるため成形し易く、ボビン５の製造性に優れる。更に、この例では、基部５３０ｂ及び後述の縁被覆部５３３の周縁にＲ面取りがなされて丸められており、角張っていない。この点からも、成形性に優れる。

内板部５３０（基部５３０ｂ）の大きさは、コイル２の端部２ｅｂからの沿面放電を防止するために、所定の沿面距離以上となるように、巻線２ｗの大きさ（ここでは厚さ）や通電電流値などを考慮して適宜設定するとよい。例えば、内板部５３０（基部５３０ｂ）において、枠部５２の貫通孔５２ｈの軸方向に沿った大きさを幅Ｗ_５３とすると、幅Ｗ_５３（幅Ｗ_５３１，Ｗ_５３２）が大きいほど（長いほど）、沿面距離を増大できる。この例では、幅Ｗ_５３は、３０ｍｍ程度である。

内板部５３０（基部５３０ｂ）において、枠部５２の周縁５２０の延長方向（図３，図４では上下方向）に沿った大きさを長さＨ_５３とすると、長さＨ_５３が大きいほど（長いほど）、沿面距離を増大できる。特に、金属ケース４に組合体１０（図６）が収納された状態で内板部５３０がケース４から突出するほどに長さＨ_５３が長ければ、更にはケース４から突出する巻線２ｗの一端部２ｅｂ（図６）よりも突出するほどに長さＨ_５３が十分に長ければ、巻線２ｗの一端部２ｅｂとケース４の開口縁４３との間を内板部５３０によって隔絶できる。その結果、巻線２ｗの一端部２ｅｂとケース４の開口縁４３との間の沿面放電を防止できる。従って、内板部５３０（基部５３０ｂ）の長さＨ_５３として、ケース４に組合体１０が収納された状態で、ケース４の開口縁４３よりも突出する長さを有する形態が挙げられる。長さＨ_５３が長過ぎると、ケース４から突出する内板部５３０によって、リアクトル１（図６）を設置対象に設置したときに嵩が高くなり、大型化を招く。そのため、長さＨ_５３は、コイル２の端部２ｅｂからの沿面放電を防止できる範囲で、リアクトル１の嵩が小さくなるように設定することが好ましい。

この例に示すように後述の縁被覆部５３３を備える場合、巻線２ｗの一端部２ｅｂとケース４の開口縁４３との間の沿面放電を縁被覆部５３３によって防止できる。従って、長さＨ_５３は、ケース４に組合体１０が収納された状態で、ケース４の開口縁４３と実質的に面一になる大きさ（長さＨ_５３の最小値）とすることができる。

内板部５３０（基部５３０ｂ）の厚さが厚いほど、沿面距離を増大できる。また、ボビン５を射出成形などで製造する場合、ある程度厚い方が成形し易く、製造性に優れる。但し、内板部５３０が厚過ぎると、隔壁部５３を介在させる巻線２ｗの一端部２ｅｂと金属ケース４の内周面４ｉとの間の間隔ｄ（図６）を大きくしなければならず、ケース４の大型化、ひいてはリアクトル１の大型化を招く。従って、内板部５３０の厚さは、強度を確保でき、巻線２ｗの一端部２ｅｂとケース４の内周面４ｉ間に挿入可能な範囲で選択することが好ましく、間隔ｄ未満が挙げられる。

・・・縁被覆部
縁被覆部５３３は、金属ケース４に組合体１０が収納された状態で、ケース４の開口縁４３に沿って配置されて、開口縁４３の一部に支持される部分である。即ち、縁被覆部５３３は、内板部５３０から開口縁４３に延びて、開口縁４３の一部を覆うように配置される（図１，図６）。この配置によって、縁被覆部５３３は、コイル２の巻線２ｗの一端部２ｅｂと開口縁４３との間の沿面放電を防止できる。

この例では、縁被覆部５３３は、図２〜図４に示すように内板部５３０に対して直角に連続する長方形状の板片であり、枠部５２における貫通孔５２ｈ，５２ｈの横並び方向外側（図２〜図４では左側）に延びている。端的に言うと、縁被覆部５３３は、横長の長方形状の内板部５３０について長辺側の領域（貫通孔５２ｈの軸方向に平行な領域）を直角に折り曲げることで形成されたような横長の長方形状の部分である。そのため、縁被覆部５３３の長手方向は、貫通孔５２ｈの軸方向に平行である。縁被覆部５３３の形状も適宜選択できる。この例に示すように長方形状の板片とすると、単純な形状であるため成形し易く、ボビン５の製造性に優れる上に、金属ケース４の開口縁４３に容易に配置でき、リアクトル１の製造性にも優れる。その他の形状の具体例は、後述の変形例１−２で説明する。

縁被覆部５３３の大きさは、内板部５３０（基部５３０ｂ）と合わせて、所定の沿面距離以上となるように、巻線２ｗの大きさ（ここでは厚さ）や通電電流値などを考慮して適宜設定できる。

例えば、縁被覆部５３３における枠部５２の貫通孔５２ｈの軸方向に沿った大きさを幅とすると、この幅は、内板部５３０の幅Ｗ_５３と同等、又は同等以上とすることが好ましい。縁被覆部５３３の幅を幅Ｗ_５３と同等とすれば、沿面距離を確保できる上に、内板部５３０と縁被覆部５３３とを一体に備える分割ボビン５０ａを成形し易い。一方、縁被覆部５３３の幅を幅Ｗ_５３よりも大きくすれば、開口縁４３の被覆領域が大きくなるため、巻線２ｗの一端部２ｅｂと開口縁４３との間の沿面放電を更に防止し易い。この例では、縁被覆部５３３の幅は、幅Ｗ_５３と同等としている。

例えば、縁被覆部５３３における枠部５２の貫通孔５２ｈの横並び方向に沿った大きさを内板部５３０からの突出長さＬ_５３とすると、突出長さＬ_５３は、金属ケース４に組合体１０を収納した状態で、金属ケース４の開口縁４３を被覆可能な大きさを有していればよい。この例に示すように上記突出長さＬ_５３を、ケース４の外周面に実質的に面一となる大きさとすれば（図６）、沿面距離を確保できる上に、ケース４の開口縁４３から縁被覆部５３３が実質的に突出しない。そのため、縁被覆部５３３のケース４の外周面からの突出によるリアクトル１の大型化を防止できる。縁被覆部５３３の突出長さＬ_５３をより大きくすれば、沿面距離を更に増大できる。

縁被覆部５３３の厚さは、内板部５３０（基部５３０ｂ）の厚さと異ならせることができるが、同等とすると、絶縁性に優れる上に、内板部５３０と縁被覆部５３３とを一体に備える分割ボビン５０ａを成形し易く、製造性に優れる。この例では、縁被覆部５３３の厚さと内板部５３０の厚さとは同等である。

・・材質
ボビン５の構成材料は、絶縁性材料、例えば、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）、ナイロン６、ナイロン６６、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。上記の樹脂を射出成形などの公知の方法によって所定の形状に成形することで、複雑な立体であるボビン５であっても、容易に製造できる。

・・その他の構成
この例のボビン５は、各分割ボビン５０ａ，５０ｂのそれぞれに庇部５２４、仕切り部５２７、リブ５２８を備える（図６，図７など）。

庇部５２４は、図３，図７などに示すように長方形状の板片であり、枠部５２のコア対向面５２３から貫通孔５２ｈの軸方向に沿ってコイル２から離れる方向に突出している。即ち、庇部５２４は、枠部５２に対して直交に設けられている（図５も参照）。一方の分割ボビン５０ａの庇部５２４は、図３，図５に示すように内板部５３０に連結されて内板部５３０の支持部として機能する。即ち、この例では内板部５３０は、枠部５２の周縁５２０と庇部５２４とでΓ字状につくられる支持部分によって支持されて、強固な支持構造となっている。他方の分割ボビン５０ｂの庇部５２４は、図６に示すようにコイル２の連結部２ｒと磁性コア３のコア片３２ｍの上面との間に介在されて、両者を絶縁する。

仕切り部５２７は、図６，図７に示すように枠部５２のコイル対向面５２２からコイル２側に向かって突出する板片である。仕切り部５２７は、コイル２の巻回部２ａ，２ｂ間に介在されて、巻回部２ａ，２ｂ同士の絶縁を確保する。

リブ５２８は、枠部５２を補強する部分である。この例では、図４，図６に示すように枠部５２のコア対向面５２３から、磁性コア３のコア片３２ｍ側に向かって突出する直方体状の突条であり、枠部５２の両縁寄りにそれぞれリブ５２８，５２８を備える。リブ５２８の形状、個数は適宜変更できる。また、リブ５２８を設けることに代えて、枠部５２に部分的に厚い部箇所などを設けて補強することができる。補強部分を設けずに、枠部５２の厚さを概ね一様とすることもできる。

（リアクトルの製造方法）
図７〜図９を主に参照して、リアクトル１の製造方法の一例を説明する。
まず、図７に示すようにコア片３１ｍとギャップ材３１ｇとの積層物を二つ作製する。各積層物をそれぞれコイル２の巻回部２ａ，２ｂ内に挿入すると共に、一方の巻回部２ａの内周と一方の積層物の外周との間、他方の巻回部２ｂの内周と他方の積層物の外周との間に分割ボビン５０ａ，５０ｂの内側介在部５１…を挿入する。この挿入の際に、ボビン５の内側介在部５１及び仕切り部５２７をガイドに利用でき、組付作業性に優れる。更に、一対の積層物の端面とＵ字状のコア片３２ｍにおける上述の突出部分の端面とが接するように一対の積層物と一対のコア片３２ｍ，３２ｍとを組み付けて、環状の磁性コア３を形成する。

上記の工程により、コイル２と磁性コア３とボビン５とを備える組合体１０が得られる（図８）。各積層物はそれぞれ、ボビン５の内側介在部５１によって巻回部２ａ，２ｂ内における所定の位置に配置される。また、巻線２ｗの一端部２ｅｂの幅方向の面が分割ボビン５０ａの枠部５２のコイル対向面５２２（図７）に対向し、一端部２ｅｂの厚さ方向の面（側面）が隔壁部５３の内板部５３０に覆われるように、コイル２とボビン５とが組み付けられる。巻線２ｗの他端部２ｅａは、その幅方向の面が分割ボビン５０ａの枠部５２のコイル対向面５２２に対向し、側面が仕切り部５２７に覆われる（図６）。分割ボビン５０ａ，５０ｂの枠部５２のコア対向面５２３，５２３は、Ｕ字状のコア片３２ｍ，３２ｍの内端面３２ｅ（図７）に覆われる。

図８に示すように、組合体１０を金属ケース４に収納する。接合層７（後述）を設ける場合には、接合層７となる接着シートなどもケース４に収納する。このとき、ボビン５の分割ボビン５０ａに備える隔壁部５３の内板部５３０をケース４の内周面４ｉに沿わせて組合体１０をケース４に挿入し、縁被覆部５３３がケース４の開口縁４３に接触するまで組合体１０をケース４の底面４ｄに押し付ける。内板部５３０を側壁部４１の内周面４ｉに沿わせることで、コイル２の巻線２ｗの一端部２ｅｂと金属ケース４との間の間隔（距離ｄ）が狭くても、組合体１０を収納し易く、作業性に優れる。この工程により、コイル２と磁性コア３とボビン５とケース４とを備え、巻線２ｗの一端部２ｅｂとケース４との間に隔壁部５３が介在するリアクトル１が得られる（図１，図６）。この例では、上述のように、隔壁部５３の内板部５３０がケース４の内周面４ｉに概ね沿って配置され、縁被覆部５３３がケース４の開口縁４３の一部を覆う。

図９に示すように、封止樹脂１００を備えるリアクトル１とする場合には、組合体１０を収納した金属ケース４内に封止樹脂１００の構成樹脂（未硬化樹脂）を充填した後、適宜固化（硬化）するとよい。封止樹脂１００には、エポキシ樹脂やウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂などが利用できる。組合体１０に対する封止樹脂１００による被覆領域は適宜選択できる。図９に示す例では、コイル２の外周面の一部（上面）を封止樹脂１００から露出させた形態を示す。組合体１０の全体を封止樹脂１００に埋設させてもよい。また、図９に示す例では、磁性コア３のコア片３２ｍの上に帯状の固定板９０を配置し、固定板９０の両端をそれぞれボルト９，９によってケース４に固定している。こうすることで、組合体１０をケース４により確実に固定できる。固定板９０及びボルト９を省略してもよい。

（作用効果）
実施形態１のリアクトル１は、ボビン５に一体に備える隔壁部５３がコイル２の巻線２ｗの一端部２ｅｂと金属ケース４との間に介在されるため、両者間の間隔（距離ｄ）が狭くても、沿面距離を十分に確保できる。隔壁部５３がボビン５に一体であるため、ケース４に対する組合体１０の位置決めを行うことで、隔壁部５３の位置決めも高精度に行える上に、その位置が実質的にずれることが無い。従って、リアクトル１は、巻線２ｗの一端部２ｅｂとケース４との間の沿面放電を防止でき、絶縁性に優れる。特に、リアクトル１では、隔壁部５３にケース４の内周面４ｉを覆う内板部５３０に加えて、開口縁４３を覆う縁被覆部５３３をも備えるため、一端部２ｅｂとケース４の開口縁４３との間の沿面放電をより確実に防止できる。

また、リアクトル１は、上記距離ｄを狭くできるため、金属ケース４を小さくできて、小型である。特に、リアクトル１は、ケース４の開口縁４３と実質的に面一となるように内板部５３０の長さＨ_５３を調整している。また、リアクトル１は、ケース４の外周面と実質的に面一となるように、縁被覆部５３３の突出長さＬ_５３を調整している。これらの点から、リアクトル１は、ボビン５におけるケース４の開口縁４３からの突出部分が実質的に存在せず、小型である。

更に、リアクトル１は、隔壁部５３がボビン５の一部であるため、部品点数及び組立工程数が少なく、製造性に優れる。特に、隔壁部５３の位置決めを容易にかつ精度よく行えるため、位置決めのための時間が実質的に不要である上に、位置決めのための部材や位置を固定しておく部材なども不要である。また、隔壁部５３がボビン５の一部であるため、上記距離ｄが狭いといった狭小領域に別途部材を挿入する場合に比較して、隔壁部５３を容易に配置できる。更に、隔壁部５３は、ボビン５がコイル２と磁性コア３とに支持されることに付随してコイル２及び磁性コア３に支持されるため、隔壁部５３を金属ケース４に固定するための固定部材も不要である。これらの点からも、リアクトル１は、製造性に優れる。

特に、リアクトル１では、１．ボビン５が内側介在部５１と枠部５２とを一体に備える一対の分割ボビン５０ａ，５０ｂの組物であるため、コイル２及び磁性コア３に組み付け易い点、２．ボビン５が縁被覆部５３３を備えることで、縁被覆部５３３を、金属ケース４に組合体１０を収納するときの位置決めに利用できる点、３．コイル２をエッジワイズコイルとしているものの、巻線２ｗの巻回方向に沿って両端部２ｅａ，２ｅｂをそのまま引き出しているため、引き出し部分の形成が容易であり、コイル２の製造性に優れる点、からも製造性に優れる。

［変形例１−１］
実施形態１のリアクトル１では、ボビン５が縁被覆部５３３を備える形態を説明した。絶被覆部を省略した形態とすることができる。この形態では、巻線２の一端部２ｅｂと金属ケース４の開口縁４３と間の絶縁性を高めるために、内板部５３０の長さＨ_５３を大きくすること、具体的には、内板部５３０が、金属ケース４に組合体１０が収納された状態で金属ケース４の開口縁４３から上方に突出する延長領域を備えることが挙げられる。この延長領域は、金属ケース４の内周面４ｉの仮想延長面に沿って配置される。延長領域の大きさ（開口縁４３からの突出長さ）は適宜選択でき、大きいほど沿面距離を増大できる。但し、突出長さが大き過ぎると、上述のように嵩が高くなるため、所定の沿面距離が確保できる範囲で突出長さを選択するとよい。例えば、ケース４に組合体１０が収納された状態において、巻線の一端部２ｅｂ（端子金具８）の先端位置と延長領域の先端位置とが同等又は延長領域の方が若干高い程度とすることができる。

変形例１−１の形態は、上記延長領域を備えることで、巻線２の一端部２ｅｂと金属ケース４の開口縁４３との間の沿面放電を防止でき、絶縁性に優れる。

［変形例１−２］
実施形態１のリアクトル１では、ボビン５の縁被覆部５３３が平板状である形態を説明した。縁被覆部を、平板状の内板部５３０と合わせて断面П字状（逆Ｕ字状）になる形態とすることができる。具体的には、実施形態１の縁被覆部５３３の板片に、平板状の内板部５３０と平行する延長板片を有するように、縁被覆部を設ける。このような断面П字状の隔壁部は、金属ケース４に組合体１０を収納した状態で、一部（内板部５３０）が内周面４ｉに沿って配置され、他部（縁被覆部の一部である板片）が開口縁４３を覆い、更に他部（縁被覆部の他部である延長板片）がケース４の側壁部４１の一部を覆うように配置される。

変形例１−２の形態は、縁被覆部がより大きいことで、巻線２の一端部２ｅｂと金属ケース４の開口縁４３との間の沿面放電をより防止し易く、絶縁性により優れる。また、この断面П字状の隔壁部は、ケース４の開口縁４３に掛止できるため、ケース４に対する位置ずれが生じ難い。更に、断面П字状の隔壁部をケース４の開口縁４３に掛止させて、ケース４に隔壁部を密着させられることで、封止樹脂１００の漏洩を防止できると期待される。詳しくは、ケース４内に封止樹脂１００の構成樹脂（未硬化樹脂）を充填すると、内板部５３０におけるケース４との対向面とケース４の内周面４ｉとの間に生じ得る微小な隙間に毛管現象によって未硬化樹脂が侵入し得る。断面П字状の隔壁部であれば、縁被覆部の一部と開口縁４３との間や上記延長板片と側壁部４１の外周面との間に隙間を生じ難く、上記微小な隙間に未硬化樹脂が侵入した場合でも、内周面４ｉを経て開口縁４３から漏れ出ることを防止し易い。

・その他の構成部材
実施形態１のリアクトル１、変形例のリアクトルは、以下の部材を備えることができる。これらの部材の少なくとも一つを省略することもできる。

・・接合層
組合体１０の設置面（ここでは下面）のうち、少なくともコイル２の設置面（ここでは下面）に接合層７（図８）を備えることができる。接合層７を備えることで、金属ケース４の底面４ｄにコイル２を強固に固定でき、コイル２の動きの規制、放熱性の向上、ケース４への固定の安定性などを図ることができる。接合層７の構成材料は、絶縁性樹脂、特にセラミックスフィラーなどを含有して放熱性に優れるもの（例えば、熱伝導率が０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上、更に１Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特に２Ｗ／ｍ・Ｋ以上）が好ましい。具体的な樹脂は、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、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの熱可塑性樹脂が挙げられる。接合層７は、ケース４の底面４ｄに塗布してもよいが、シート状のものを用いると、配置し易く、リアクトルの製造性に優れる。

・・放熱板
コイル２の外周面の任意の箇所に放熱板（図示せず）を備えることができる。例えば、コイル２の設置面（ここでは下面）に放熱板を備えると、コイル２の熱を、放熱板を介してケース４の底面４ｄに良好に伝えられて放熱性を高められる。放熱板の構成材料は、アルミニウムやその合金といった金属や、アルミナといった非金属などの熱伝導性に優れるものを利用できる。放熱板を組合体１０の設置面（ここでは下面）全体に設けてもよい。放熱板は、例えば、上述の接合層７によってコイル２や組合体１０に固定できる。

・・端子台
端子金具８には、図９に示す圧着接続を行う丸端子の他、銅などの平板を所定の形状に打ち抜いたり、適宜屈曲したりして成形したバスバが利用できる。バスバは、代表的には、その一部に巻線２ｗの各端部２ｅａ，２ｅｂが溶接や半田付けなどで接合される。他部は、端子台（図示せず）にボルトなどで固定されたり、端子台に埋設されたりする。端子台の構成材料は、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂が挙げられる。金属ケース４の一部（特に、巻線２ｗの両端部２ｅａ，２ｅｂに近い領域）に、この端子台を支持する支持台部（図示せず）を備えることができる。

・・センサ
温度センサ、電流センサ、電圧センサ、磁束センサなどのリアクトルの物理量を測定するセンサ（図示せず）を備えることができる。

なお、本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。例えば、巻回部が一つのみのコイルを備えるリアクトルとすることができる。

本発明のリアクトルは、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車などの車両に搭載される車載用コンバータ（代表的にはＤＣ−ＤＣコンバータ）や、空調機のコンバータなどの種々のコンバータ、並びに電力変換装置の構成部品に好適に利用できる。

１ リアクトル １０ 組合体 １００ 封止樹脂
２ コイル ２ａ，２ｂ 巻回部 ２ｒ 連結部 ２ｗ 巻線 ２ｅａ，２ｅｂ 端部
３ 磁性コア ３１ｍ，３２ｍ コア片 ３１ｇ ギャップ材 ３２ｅ 内端面
４ 金属ケース ４１ 側壁部 ４３ 開口縁 ４ｉ 内周面 ４ｄ 底面
５ ボビン ５０ａ，５０ｂ 分割ボビン
５１ 内側介在部
５２ 枠部 ５２ｈ 貫通孔 ５２０ 周縁 ５２２ コイル対向面
５２３ コア対向面 ５２４ 庇部 ５２７ 仕切り部 ５２８ リブ
５３ 隔壁部 ５３０ 内板部 ５３０ｂ 基部 ５３０ｊ 連結部
５３３ 縁被覆部
７ 接合層 ８ 端子金具 ９ ボルト ９０ 固定板

Claims (3)

1. 巻線を巻回してなるコイルと、
   前記コイルの内外に配置されて磁路を形成する磁性コアと、
   前記コイルと前記磁性コアとの間に配置されて、両者を絶縁するボビンと、
   前記コイルと前記磁性コアと前記ボビンとを備える組合体を収納する金属ケースとを備え、
   前記ボビンは、前記巻線の一端部と前記金属ケースとの間に介在される隔壁部を一体に備えるリアクトル。
2. 前記隔壁部は、前記金属ケースの内周面に沿って配置される内板部と、前記内板部から前記金属ケースの開口縁に延びて、前記開口縁の一部に支持される縁被覆部とを備える請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記巻線の一端部は、前記金属ケースの内周面に沿って前記金属ケースの開口縁に向かう方向に引き出されて、前記金属ケースから露出されている請求項１又は請求項２に記載のリアクトル。

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