JP2015226009A

JP2015226009A - リアクトル

Info

Publication number: JP2015226009A
Application number: JP2014111272A
Authority: JP
Inventors: 統公木村; Munekimi Kimura; 直樹平澤; Naoki Hirasawa; 龍太田辺; ryuta Tanabe; 佐藤　博英; Hirohide Sato; 博英佐藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2015-12-14
Anticipated expiration: 2034-05-29
Also published as: JP6424470B2

Abstract

【課題】コア表面からの放熱性の向上を図ることができるリアクトルを提供すること。【解決手段】リアクトル１は、通電により磁束を発生するコイル２と、樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共にコイル２を内部に埋設してなるコア３と、コイル２及びコア３を内側に収容するケース４とからなる。コア３のコア表面３３は、磁性粉末が樹脂から露出した磁性粉末露出面３４を有する。磁性粉末露出面３４は、磁性粉末が樹脂から露出することによって形成された凹凸形状を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、磁性粉末混合樹脂からなるコアを有するリアクトルに関する。

リアクトルとして、磁性粉末混合樹脂からなるコアと、導体線を巻回してなると共にコアに埋設されたコイルと、コアとコイルとを内側に収容するケースとを有するものがある（特許文献１）。

特開２００７−１９４０２号公報

しかしながら、かかるリアクトルにおいては、コイルがコアに埋設されているため、コイルの熱がコア内にこもり易い。それゆえ、コアの放熱性が課題となる。コアの放熱経路としては、ケースを介した放熱経路もあるが、ケースに接していないコア表面からの放熱経路もある。それゆえ、コア表面に、樹脂の上澄み層が存在すると、コア表面からの放熱性が悪くなる。つまり、磁性粉末が、コア表面において樹脂の上澄み層に覆われていると、コア表面からの放熱が行われにくくなり、コアの放熱性の観点において不利である。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、コア表面からの放熱性の向上を図ることができるリアクトルを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、通電により磁束を発生するコイルと、
樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共に上記コイルを内部に埋設してなるコアと、
上記コイル及び上記コアを内側に収容するケースとからなるリアクトルであって、
上記コアのコア表面は、上記磁性粉末が上記樹脂から露出した磁性粉末露出面を有することを特徴とするリアクトルにある。

上記リアクトルにおいて、コアのコア表面は、磁性粉末露出面を有する。ここで、磁性粉末露出面は、磁性粉末が露出しているため、凹凸面となる。そのため、コア表面の表面積を大きくすることができ、コア表面からのリアクトルの放熱性を向上させることができる。
また、比較的熱伝導性の高い磁性粉末が、コア表面に露出しているため、コア表面からのリアクトルの放熱性を向上させることができる。

以上のごとく、本発明によれば、コア表面からの放熱性の向上を図ることができるリアクトルを提供することができる。

実施例１における、リアクトルの側面断面図。実施例１における、リアクトルの上面図。実施例１における、磁性粉末露出面の断面説明図。実施例１における、リアクトルの製造方法の説明図。上澄み層が形成されたリアクトルの断面説明図。実施例２における、リアクトルの側面断面図。実施例２における、リアクトルの上面図。実施例２における、磁性粉末露出面の断面説明図。実施例３における、リアクトルの側面断面図。実施例３における、リアクトルの上面図。

上記リアクトルは、例えば電気自動車やハイブリッド自動車等に搭載される電力変換装置における構成部品として用いることができる。より具体的には、電力変換装置における、電源電圧を所定電圧に昇圧する昇圧部の構成部品として、リアクトルを用いることができる。

（実施例１）
上記リアクトルの実施例につき、図１〜図４を用いて説明する。
本例のリアクトル１は、図１に示すごとく、通電により磁束を発生するコイル２と、樹脂３１に磁性粉末３２を混合した磁性粉末混合樹脂３０からなると共にコイル２を内部に埋設してなるコア３と、コイル２及びコア３を内側に収容するケース４とからなる。図１〜図３に示すごとく、コア３のコア表面３３は、磁性粉末３２が樹脂３１から露出した磁性粉末露出面３４を有する。

本例においては、図１、図２に示すごとく、コイル２は、軸方向がコア表面３３と直交するように配されている。そして、磁性粉末露出面３４は、少なくとも、コイル２の軸方向から見たとき、コイル２の内側に形成されている。本例においては、図２に示すごとく、磁性粉末露出面３４は、コア表面３３全体に形成されている。

図１に示すごとく、ケース４は、円筒状の側壁部４２と、該側壁部４２の一端側を閉塞する底壁部４１とを有する。ケース４は、アルミニウム等の金属からなる。ケース４内には、コイル２及びコア３が収容されている。コア３における、ケース４の底壁部４１と反対側の表面が、コア表面３３である。

コイル２は、導体線を螺旋状に巻回して略円筒状に形成されている。コイル２は、導体線の両端である端子部（図示略）を除いて、コア３の内部に埋設されている。上述のごとく、コイル２は、軸方向がコア表面３３と直交しているが、軸方向とコア表面３３とが直交するとは、コア表面３３をマクロ的に見たときの主面と軸方向とが直交することを意味する。

図３に示すごとく、コア３は、樹脂３１としてのエポキシ樹脂に磁性粉末３２としての鉄粉を混合して分散させた磁性粉末混合樹脂３０からなる。ここで、鉄粉は、各粒子の表面が絶縁皮膜によって覆われているものであってもよく、この場合における磁性粉末３２とは、絶縁皮膜をも含んだものを意味する。図３に示すごとく、磁性粉末露出面３４は、磁性粉末３２が樹脂３１から露出することによって形成された凹凸形状を有する。

コア３は、磁性粉末３２の充填率が６５体積％以上である。また、コア３は、磁性粉末３２の充填率が６５〜８２体積％以下であることが好ましい。この場合には、磁気特性、放熱性を確保しつつ、コア３の成形を容易にすることができる。また、コア３は、磁性粉末３２の充填率が６９〜７７体積％であることがより好ましい。この場合には、コア３の生産性の向上を図ることができると共に、より放熱性の向上を図ることができる。

本例のリアクトル１の製造工程の一例について、図４を用いて説明する。
まず、図４（ａ）に示すごとく、コイル２を載置したケース４内に、磁性粉末３２を配置する。次に、所定量の磁性粉末３２をケース４内に配置した後、ケース４を真空チャンバ（図示略）内で真空度１０００Ｐａまで減圧する。減圧下において、図４（ｂ）に示すごとく、滴下漏斗１１により、液状の樹脂３１を所定量、磁性粉末３２の上に注ぐ。その後、真空チャンバ内を大気圧に戻し、樹脂３１を大気圧によって磁性粉末３２に含浸させる。これにより、図４（ｃ）に示すごとく、磁性粉末３２を樹脂３１に分散させて内包させた状態にすることにより、ケース４内に磁性粉末混合樹脂３０が作製される。

その後、磁性粉末混合樹脂３０をケース４及びコイル２と共に加熱して、磁性粉末混合樹脂３０を硬化させる。これにより、コイル２を内部に埋設したコア３が形成され、リアクトル１が得られる。

次に、本例の作用効果につき、説明する。
上記リアクトル１において、コア３のコア表面３３は、磁性粉末露出面３４を有する。ここで、磁性粉末露出面３４は、磁性粉末３２が露出しているため、凹凸面となる。そのため、コア表面３３の表面積を大きくすることができ、コア表面３３からのリアクトル１の放熱性を向上させることができる。

すなわち、仮に、図５に示すごとく、磁性粉末３２がコア表面３３において樹脂３１の上澄み層９に覆われていると、コア表面３３は上澄み層９によって平らに形成されやすいため、コア表面３３の表面積を大きくし難い。これに対して、本例のリアクトル１は、コア表面３３に、粒子状の磁性粉末３２によって凹凸状に形成された磁性粉末露出面３４を有するため、コア表面３３からの放熱性を向上させることができる。さらに、比較的熱伝導性の高い磁性粉末３２が、コア表面３３に露出しているため、コア表面３３からのリアクトル１の放熱性を向上させることができる。

また、磁性粉末露出面３４は、コア表面３３全体に形成されている。それゆえ、磁性粉末露出面３４の面積を大きくすることができる。その結果、より、コア表面３３からの放熱性の向上を図ることができる。

また、コア３は、磁性粉末３２の充填率が６５体積％以上である。このように、コア３における磁性粉末３２の充填率を高くすることにより、コア３全体の熱伝導率の向上を図ることができる。その結果、リアクトル１の放熱性を向上させることができる。

以上のごとく、本例によれば、コア表面からの放熱性の向上を図ることができるリアクトルを提供することができる。

（実施例２）
本例は図６〜図８に示すごとく、磁性粉末露出面３４が、コア表面３３の一部に形成されている例である。図７に示すごとく、磁性粉末露出面３４は、少なくとも、コイル２の軸方向から見たとき、コイル２の内側に形成されているが、本例においては、コイル２の内側の全領域に形成されている。また、磁性粉末３２は、軸方向から見たとき、コイル２と重なる領域にも形成されている。

その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。

本例の場合にも、コア表面３３からの放熱性を向上させることができる。本例においては、コア表面３３の一部にのみ磁性粉末露出面３４を設けてあるが、磁性粉末露出面３４を設けた部位が、特に高温となりやすいコイル２の内側に面する部位である。そのため、より高温になりやすいコイル２の内側の熱を、コア表面３３から効率的に放熱し易い。
その他、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

（実施例３）
本例は、図９、図１０に示すごとく、底壁部４１から内部に立設された中芯部４０を有するケース４を備えたリアクトル１の例である。
中芯部４０は、底壁部４１の中央から、側壁部４２の立設方向と同じ方向へ立設して形成されている。そして、中芯部４０は、コイル２の内周側に配置される。

その他は、実施例１と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１と同様の構成要素等を表す。
本例においても、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

なお、本発明は、上記実施例に示した構成に限られるものではなく、種々の態様を採りうる。例えば、上記実施例においては、コア表面３３とコイル２の軸方向とが直交している例を示したが、コイル２の軸方向をコア表面３３と平行な方向とした態様とすることもできる。

１リアクトル
２コイル
３コア
３０磁性粉末混合樹脂
３１樹脂
３２磁性粉末
３３コア表面
３４磁性粉末露出面
４ケース

Claims

通電により磁束を発生するコイル（２）と、
樹脂（３１）に磁性粉末（３２）を混合した磁性粉末混合樹脂（３０）からなると共に上記コイル（２）を内部に埋設してなるコア（３）と、
上記コイル（２）及び上記コア（３）を内側に収容するケース（４）とからなるリアクトル（１）であって、
上記コア（３）のコア表面（３３）は、上記磁性粉末（３２）が上記樹脂（３１）から露出した磁性粉末露出面（３４）を有することを特徴とするリアクトル（１）。
上記コイル（２）は、軸方向が上記コア表面（３３）と直交するように配されており、上記磁性粉末露出面（３４）は、少なくとも、上記コイル（２）の軸方向から見たとき、上記コイル（２）の内側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のリアクトル（１）。
上記磁性粉末露出面（３４）は、上記コア表面（３３）全体に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリアクトル（１）。
上記コア（３）は、上記磁性粉末（３２）の充填率が６５体積％以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のリアクトル（１）。