JP2018014459A - リアクトル、およびリアクトルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性コアを保護するケースを備え、かつ放熱性に優れるリアクトルを提供する。【解決手段】並列された一対の巻回部を有するコイルと、内側コア部および外側コア部を有する磁性コアと、前記コイルと前記磁性コアの組合体を収納するケースと、を備えるリアクトルであって、前記ケースは、前記組合体を載置する底板部と、前記外側コア部の外周面に対向する部分を有する側壁部とを備え、前記磁性コアは、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料で構成され、前記外側コア部の位置で前記底板部の上面と前記側壁部の内周面に接合しており、前記側壁部は、前記巻回部が並列される方向を並列方向としたとき、一方の前記巻回部における前記並列方向の外側面、および他方の前記巻回部における前記並列方向の外側面の少なくとも一方を前記ケースの外方に露出させる切欠き部を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、リアクトル、およびリアクトルの製造方法に関する。

特許文献１には、並列された一対の巻回部を有するコイルと、閉磁路を形成する磁性コアとを備え、ハイブリッド自動車のコンバータの構成部品などに利用されるリアクトルが開示されている。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、に分けることができる。上記コイルと磁性コアの組合体は、ケースの内部に収納されている。

特開２０１３−１２８０８４号公報

上記構成を備えるリアクトルにおいて、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料で磁性コアを構成することが検討されている。その場合、組合体を収納する上記ケースによって複合材料の磁性コアを物理的に保護できる。しかし、ケースによって組合体の全周が囲まれることで、組合体から外部への放熱が妨げられる場合がある。

本開示は、磁性コアを保護するケースを備え、かつ放熱性に優れるリアクトルを提供することを目的の一つとする。また、本開示は、磁性コアを保護するケースを備え、かつ放熱性に優れるリアクトルを作製できるリアクトルの製造方法を提供することを目的の一つとする。

本開示のリアクトルは、
並列された一対の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、および前記巻回部から露出する外側コア部を有する磁性コアと、
前記コイルと前記磁性コアの組合体を収納するケースと、を備えるリアクトルであって、
前記ケースは、前記組合体を載置する底板部と、前記外側コア部の外周面に対向する部分を有する側壁部とを備え、
前記磁性コアは、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料で構成され、前記外側コア部の位置で前記底板部の上面と前記側壁部の内周面に接合しており、
前記側壁部は、前記巻回部が並列される方向を並列方向としたとき、一方の前記巻回部における前記並列方向の外側面、および他方の前記巻回部における前記並列方向の外側面の少なくとも一方を前記ケースの外方に露出させる切欠き部を備える。

本開示のリアクトルの製造方法は、
並列された一対の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、および前記巻回部から露出する外側コア部を有する磁性コアと、の組合体をケースに収納させるリアクトルの製造方法であって、
前記巻回部が並列される方向を並列方向としたとき、前記コイルを収納する前記ケースとして、一方の前記巻回部における前記並列方向の外側面および他方の前記巻回部における前記並列方向の外側面の少なくとも一方を露出させる切欠き部を設けた側壁部を備えるケースを用意するケース準備工程と、
前記コイルを前記ケースの内部に収納する配置工程と、
前記コイルの前記巻回部の端面と前記ケースとの間に、軟磁性粉末と樹脂を含む複合材料を充填し、前記複合材料で構成される前記磁性コアを形成する充填工程と、
を備える。

本開示のリアクトルは、磁性コアを保護するケースを備え、かつ放熱性に優れる。

本開示のリアクトルの製造方法は、磁性コアを保護するケースを備え、かつ放熱性に優れる本開示のリアクトルを作製することができる。

実施形態１のリアクトルの斜視図である。 図１と反対側から見た実施形態１のリアクトルの斜視図である。 実施形態１のリアクトルの一部分解斜視図である。 実施形態２のリアクトルの斜視図である。 図４と反対側から見た実施形態２のリアクトルの斜視図である。 実施形態２のリアクトルの一部分解斜視図である。 実施形態３のリアクトルに備わるケースの概略斜視図である。

・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＞実施形態に係るリアクトルは、
並列された一対の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、および前記巻回部から露出する外側コア部を有する磁性コアと、
前記コイルと前記磁性コアの組合体を収納するケースと、を備えるリアクトルであって、
前記ケースは、前記組合体を載置する底板部と、前記外側コア部の外周面に対向する部分を有する側壁部とを備え、
前記磁性コアは、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料で構成され、前記外側コア部の位置で前記底板部の上面と前記側壁部の内周面に接合しており、
前記側壁部は、前記巻回部が並列される方向を並列方向としたとき、一方の前記巻回部における前記並列方向の外側面、および他方の前記巻回部における前記並列方向の外側面の少なくとも一方を前記ケースの外方に露出させる切欠き部を備える。

実施形態に係るリアクトルでは、磁性コアの外側コア部に対向する部分を有する側壁部を設けることで、複合材料で構成される外側コア部を物理的に保護することができる。また、コイルの一方の巻回部の外側面と他方の巻回部の外側面の少なくとも一方をケースから露出させることで、コイルからケースの外部に熱が放出され易くなるため、実施形態に係るリアクトルは、放熱性に優れる。少なくとも一方の巻回部の外側面をケースから露出させる構成には、ケースの構成材料を節約できるという利点もある。

また、実施形態に係るリアクトルでは、磁性コアが底板部と側壁部とに接合しているため、磁性コアからケースに熱が伝播し易く、そのケースを介してケースの外部に熱が放出され易くなるため、実施形態に係るリアクトルは放熱性に優れる。

＜２＞実施形態に係るリアクトルとして、
前記側壁部は、
前記外側コア部の外周面に対向する一対のコア対向部と、
一方の前記巻回部の前記外側面を前記ケースの外方に露出させる一方の前記切欠き部と、
他方の前記巻回部の前記外側面を前記ケースの外方に露出させる他方の前記切欠き部と、を備える形態を挙げることができる。

両巻回部の外側面がケースから露出される上記構成とすることで、リアクトルの放熱性を向上させることができる。

＜３＞実施形態に係るリアクトルとして、
前記側壁部は、
前記外側コア部の外周面に対向する一対のコア対向部と、
一対の前記コア対向部を繋ぎ、一方の前記巻回部の前記外側面、または他方の前記巻回部の前記外側面に対向するコイル対向部と、
前記コイル対向部で覆われる前記巻回部とは反対側の前記巻回部の前記外側面を前記ケースの外方に露出させる前記切欠き部と、を備え、
前記コイル対向部と前記巻回部との間に介在される放熱材を備える形態を挙げることができる。

上記構成とすることで、リアクトルの放熱性を向上させつつ、両巻回部の外側面が露出される構成よりもリアクトルの設置の自由度を高めることができる。ケースの側壁部がコイル対向部を備える構成では、底板部やコア対向部だけでなく、コイル対向部も設置対象への取付部とすることができるからである。

また、コイル対向部とコイルの側面との間に放熱材を配置することで、コイル対向部を介した放熱性を向上させることができる。特に、コイル対向部を設置対象への取付部とする場合、上記放熱材によってコイル対向部を介した設置対象への放熱を促進できる。放熱材としては、例えば熱伝導性に優れる放熱グリスを利用することができる。

＜４＞実施形態に係るリアクトルとして、
前記巻回部の端面と前記外側コア部との間に介在される一対の端面介在部材を備え、
前記端面介在部材における前記並列方向にある外側面の少なくとも一部に、前記側壁部の内周面が当接する形態を挙げることができる。

端面介在部材を設けることで、外側コア部と巻回部との絶縁を確実に確保することができる。また、端面介在部材に外側面の少なくとも一部をケースの側壁部の内周面に当接させることで、リアクトルを製造するにあたり複合材料をケースに充填する際に、端面介在部材と側壁部との隙間から複合材料が漏れることを抑制できる。

＜５＞一対の端面介在部材を備える実施形態に係るリアクトルとして、
前記端面介在部材は、前記巻回部の並列方向にある外側面のうち、前記巻回部側の位置に、前記並列方向の外側に張り出す張出部を備え、
前記巻回部を構成する巻線の端部が配置される側を巻線端部側、一対の前記巻回部を連結する連結部が配置される側を連結部側としたとき、前記連結部側の前記端面介在部材に備わる前記張出部は、前記張出部の張り出し方向の先端に向うに従って前記巻線端部側に向って傾斜する先細り形状となっている形態を挙げることができる。

連結部側の端面介在部材に備わる張出部は、リアクトルを製造するにあたり複合材料をケース内に充填する際に押圧される部分である。張出部を介して連結部側の端面介在部材を巻線端部側に押圧することで、巻線端部側の端面介在部材がケースに当て止めされ、コイルの巻線の端部がケースにおける所定の位置に精度良く配置される。巻線の端部には、外部機器の端子が接続されるため、ケースにおける所定位置に巻線の端部が配置されていれば、巻線の端部と外部機器の端子との接続が容易になる。一方、巻線端部側の端面介在部材の張出部は、ケースへの当て止めとなる部分である。

＜６＞実施形態に係るリアクトルとして、
前記コイルは、絶縁性樹脂で構成されるコイルモールド部を備え、
前記コイルモールド部は、
前記巻回部の各ターンを一体化するターン被覆部と、
前記巻回部の端面と前記外側コア部との間に介在される端面被覆部と、を備える形態を挙げることができる。

コイルモールド部のターン被覆部によってコイルの各ターンを一体化することで、リアクトルを製造するにあたり巻回部の内部に複合材料を充填したときに、巻回部のターン間からの複合材料の漏れを抑制できる。また、コイルモールド部の端面被覆部によって巻回部の端面と外側コア部との間の絶縁を確保することができる。さらに、コイルモールド部の端面被覆部における前記並列方向にある外側面の少なくとも一部に、前記側壁部の内周面が当接する構成とすることで、リアクトルを製造するにあたり複合材料をケースに充填する際、端面被覆部と側壁部との隙間から複合材料が漏れることを抑制できる。

＜７＞実施形態に係るリアクトルとして、
前記側壁部は、前記外側コア部の外周面に対向する一対のコア対向部を備え、
前記コア対向部は、その内周面における前記底板部側の一部が前記外側コア部から離れる側に凹むことで形成される抜け止め凹部を備え、
前記外側コア部の一部が前記抜け止め凹部に入り込んでいる形態を挙げることができる。

外側コア部の一部が抜け止め凹部に入り込んで抜け止め凹部に係合することで、ケースから組合体が脱落することを効果的に抑制できる。

＜８＞実施形態に係るリアクトルとして、
前記外側コア部にギャップ部を備える形態を挙げることができる。

実施形態のリアクトルは、後述する実施形態のリアクトルの製造方法に示すように、ケースの内部にコイルを配置した後、ケースの内部に複合材料を充填することで製造される。そのため、コイルの巻回部の内部に配置される内側コア部の位置にギャップ部を設けることが難しい。複合材料の充填の際に巻回部の内部にギャップ部となる部材を配置しておいても、巻回部が邪魔でその部材を所定位置に固定しておくことが難しく、複合材料の充填圧力でその部材の位置が変化するからである。これに対して、コイルの外側の位置であれば、コイルが邪魔でギャップ部となる部材を固定し難いという問題がなく、磁性コアに所定のギャップ部を形成することができる。磁性コアにギャップ部を形成することで、磁性コアの磁気特性を調整し易くなる。

＜９＞実施形態に係るリアクトルの製造方法は、
並列された一対の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、および前記巻回部から露出する外側コア部を有する磁性コアと、の組合体をケースに収納させるリアクトルの製造方法であって、
前記巻回部が並列される方向を並列方向としたとき、前記コイルを収納する前記ケースとして、一方の前記巻回部における前記並列方向の外側面および他方の前記巻回部における前記並列方向の外側面の少なくとも一方を露出させる切欠き部を設けた側壁部を備えるケースを用意するケース準備工程と、
前記コイルを前記ケースの内部に収納する配置工程と、
前記コイルの前記巻回部の端面と前記ケースとの間に、軟磁性粉末と樹脂を含む複合材料を充填し、前記複合材料で構成される前記磁性コアを形成する充填工程と、
を備える。

上記リアクトルの製造方法によれば、ケース内にコイルを配置し、ケース内に複合材料を充填するだけで、実施形態のリアクトルを製造することができる。

＜１０＞実施形態に係るリアクトルの製造方法として、
前記配置工程では、前記コイルの端面に端面介在部材を当接させた状態で、前記コイルを前記ケースに収納し、前記ケースに備わる前記切欠き部の縁部を前記端面介在部材で封止する形態を挙げることができる。

端面介在部材を用いてケースの切欠き部の縁部を封止することで、切欠き部を金型などで覆わなくても、充填工程において切欠き部から樹脂が漏れることを抑制できる。

・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３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と端面介在部材４Ａ，４Ｂとを組み合わせた組合体１０と、組合体１０を収納するケース６と、を備える。このリアクトル１の特徴の一つとして、ケースによる組合体１０の収納状態を挙げることができる。以下、リアクトル１に備わる各構成を詳細に説明し、次いで、そのリアクトル１の製造方法を説明する。

≪組合体≫
［コイル］
本実施形態のコイル２は、図３に示すように、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、巻線２ｗを螺旋状に巻回した部分で、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。本例では、一本の巻線２ｗでコイル２を製造しているが、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を製造しても構わない。

本実施形態の各巻回部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。

コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂは、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、一体化樹脂によって個別に一体化されている。本例の一体化樹脂は、巻線２ｗ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の各ターン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。一体化樹脂の材質として、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利用することもできる。

［磁性コア］
磁性コア３は、図１，２に示すように、巻回部２Ａ，２Ｂの外側に配置される外側コア部３２と、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に配置される内側コア部と、に分けることができる。本例では、外側コア部３２と内側コア部とは一体に繋がっている。

磁性コア３は、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料で構成されている。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。この磁性コア３は、後述するリアクトルの製造方法に示すように、ケース６にコイル２を収納した後、ケース６の内部に複合材料を充填することで形成される。そのため、磁性コア３の外側コア部３２は、ケース６の内周面に接合している。

［端面介在部材］
端面介在部材４Ａ，４Ｂは、図３に示すように、巻回部２Ａ，２Ｂの端面と外側コア部３２（図１，２参照）との間の絶縁を確保する部材である。端面介在部材４Ａ，４Ｂ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端面介在部材４Ａ，４Ｂ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、端面介在部材４Ａ，４Ｂ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。

巻回部２Ａ，２Ｂの端部２ａ，２ｂが配置される側（巻線端部側）にある端面介在部材４Ａと、連結部２Ｒが配置される側（連結部側）にある端面介在部材４Ｂは、同様の機能を持った構成を備える。図３では、大きさや形状などが若干異なっていても同様の機能を持った構成には同一の符合を付している。

端面介在部材４Ａ，４Ｂは、矩形枠部４０と、巻回部２Ａ，２Ｂの端面に接触するＢ字状板材である端面接触部４１と、で構成されている。端面介在部材４Ｂの矩形枠部４０の方が、端面介在部材４Ａの矩形枠部４０よりも、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に長くなっている。端面介在部材４Ｂの矩形枠部４０が長くなっているのは、後述するリアクトルの製造方法において、端面介在部材４Ｂの外側面４００（巻回部２Ａ，２Ｂの並列方向にある面）の位置から複合材料が漏れることを抑制するためである。

端面接触部４１のコイル２側の面には、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端部を収納する二つのターン収納部４１ｓ（特に端面介在部材４Ａを参照）が形成されている。ターン収納部４１ｓは、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端面の形状に沿った凹みであって、当該端面全体を端面介在部材４Ａ，４Ｂに面接触させるために形成されている。ターン収納部４１ｓによって巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端面と端面介在部材４Ａ，４Ｂ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。

端面接触部４１には、貫通孔４１ｈを有する筒状部４１ｃが一対設けられている。筒状部４１ｃは巻回部２Ａ，２Ｂの内部に挿入される。貫通孔４１ｈは、後述するリアクトルの製造方法において、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に複合材料を充填するための入口となる。また、筒状部４１ｃは、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に挿入され、巻回部２Ａ，２Ｂに対する端面介在部材４Ａ，４Ｂの位置を決めると共に、巻回部２Ａ，２Ｂに充填した複合材料が巻回部２Ａ，２Ｂの端面から漏れることを抑制する機能を持つ。

端面介在部材４Ａ，４Ｂは、巻回部２Ａ，２Ｂの並列方向にある外側面４００のうち、巻回部２Ａ，２Ｂ側の位置に、巻回部２Ａ，２Ｂの並列方向の外側に張り出す一対の張出部４２を備える。ここで、端面介在部材４Ａの張出部４２は、張り出し方向の先端に向って一様な厚さに形成されているが、端面介在部材４Ｂの張出部４２は、張り出し方向の先端に向うに従って巻線端部側（紙面左斜め上側）に向って傾斜する先細り形状となっている。端面介在部材４Ｂの張出部４２がこのような形状となっている理由は、後述するリアクトルの製造方法の説明の際に述べる。

≪ケース≫
ケース６は、図３に示すように、底板部６０と側壁部６１とで構成されている。底板部６０と側壁部６１とは一体に形成しても良いし、別々に用意した底板部６０と側壁部６１とを連結しても良い。ケース６の材料としては、例えばアルミニウムやその合金、マグネシウムやその合金などの非磁性金属、あるいは樹脂などを利用することができる。底板部６０と側壁部６１とを別体とするのであれば、両者６０，６１の材料を異ならせることもできる。例えば、底板部６０を非磁性金属、側壁を樹脂とする、あるいはその逆とすることが挙げられる。

［底板部］
本例の底板部６０は、巻回部２Ａ，２Ｂが載置されるコイル載置部６０ｂと、コイル載置部６０ｂよりも高く、外側コア部３２（図１，２）の底面に接触するコア接触部６０ｓを備える。コイル載置部６０ｂは、後述する側壁部６１の連結部６１Ｃと一体になっており、コア接触部６０ｓは、後述する側壁部６１のコア対向部６１Ａ，６１Ｂと一体になっている。

［側壁部］
本例の側壁部６１は、外側コア部３２（図１，２）の外周面に対向する一対のコア対向部６１Ａ，６１Ｂと、これらコア対向部６１Ａ，６１Ｂを繋ぐ連結部６１Ｃとで構成されている。連結部６１Ｃは、コア対向部６１Ａ，６１Ｂを連結して側壁部６１の剛性を向上させるためにあり、その高さは、巻回部２Ａ，２Ｂの下方側の曲げ角部を覆う程度しかない。そのため、図１，２に示すように、巻回部２Ａにおける並列方向の外側面、および巻回部２Ｂにおける並列方向の外側面は、ケース６の外部に露出する。つまり、本例のケース６の側壁部６１は、巻回部２Ａ，２Ｂの並列方向の外側面に対応する部分を切欠くことで形成され、当該外側面をケース６の外方に露出させる切欠き部６１Ｅを備える形状と言い換えることもできる。

図３に示すように、コア対向部６１Ａ，６１Ｂは、上面視したときに略Ｃ字状に形成されている。具体的には、コア対向部６１Ａ，６１Ｂは、外側コア部３２（図１，２）の端面（コイル２とは反対側の端面）を覆う端面カバー部６１ｅと、外側コア部３２の側面を覆う一対のサイドカバー部６１ｓと、がＣ字状に繋がることで形成されている。サイドカバー部６１ｓの外表面は、巻回部２Ａ，２Ｂの外側面とほぼ面一になっている。サイドカバー部６１ｓは、コイル２側の縁部近傍の厚みが薄くなることで形成される薄肉部６００を備えており、この薄肉部６００は、図１，２に示すように、端面介在部材４Ａ，４Ｂの外側面４００を覆う。薄肉部６００と外側面４００とのオーバーラップ長を長くすることで、後述するリアクトルの製造方法において、端面介在部材４Ａ，４Ｂと側壁部６１のコア対向部６１Ａ，６１Ｂとの隙間から複合材料が漏れることを抑制できる。

≪リアクトルの効果≫
本例のリアクトル１では、ケース６の側壁部６１のコア対向部６１Ａ，６１Ｂによって磁性コア３の外側コア部３２を物理的に保護することができる。また、巻回部２Ａ，２Ｂの外側面を、ケース６の側壁部６１から露出させることで、コイル２からケース６の外部に熱が放出され易くなり、リアクトル１の放熱性をより向上させることができる。

≪用途≫
本例のリアクトル１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。

リアクトル１は、液体冷媒に浸漬された状態で使用することができる。液体冷媒は特に限定されないが、ハイブリッド自動車でリアクトル１を利用する場合、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）などを液体冷媒として利用できる。その他、フロリナート（登録商標）などのフッ素系不活性液体、ＨＣＦＣ−１２３やＨＦＣ−１３４ａなどのフロン系冷媒、メタノールやアルコールなどのアルコール系冷媒、アセトンなどのケトン系冷媒などを液体冷媒として利用することもできる。

≪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
・ケース準備工程
・配置工程
・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、巻回部２Ａ，２Ｂの各ターンを一体化する一体化樹脂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。一体化樹脂を設けないのであれば、被覆層を有さない巻線２ｗを用いれば良く、次の一体化工程も必要ない。

［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を形成すると良い。

［ケース準備工程］
この工程では、コイル２を収納するケース６として、図３に示すように、一方の巻回部２Ａの並列方向の外側面および他方の巻回部２Ｂにおける並列方向の外側面を露出させる切欠き部６１Ｅを設けた側壁部６１を備えるケース６を用意する。なお、ケース準備工程は、コイル作製工程や一体化工程の前に行なうこともできる。

［配置工程］
この工程では、ケース６の内部にコイル２を配置する。本例では、コイル２に端面介在部材４Ａ，４Ｂを組み付けた第一組物をケース６の上方からケース６内に挿入する。端面介在部材４Ａ，４Ｂの外側面４００は、コア対向部６１Ａ，６１Ｂの薄肉部６００で覆われる（図１，２を合わせて参照）。そして、コア対向部６１Ａ（６１Ｂ）の内周面と、端面介在部材４Ａ（４Ｂ）との間に空間が形成される。また、一方の切欠き部６１Ｅからは、巻回部２Ａの外側面が露出し、他方の切欠き部６１Ｅからは、巻回部２Ｂの外側面が露出する。ここで、コイル載置部６０ｂと第一組物との間に図示しない放熱材を配置しても良い。放熱材としては、例えば放熱グリスや、発泡性の放熱シートなどを利用することができる。

［充填工程］
充填工程では、コア対向部６１Ａ（６１Ｂ）の内周面と、端面介在部材４Ａ（４Ｂ）との間に形成される空間の上方から複合材料を充填する。ケース６内に充填された複合材料は、コア対向部６１Ａ（６１Ｂ）と端面介在部材４Ａ（４Ｂ）との間に溜まると共に、端面介在部材４Ａ，４Ｂの貫通孔４１ｈから巻回部２Ａ，２Ｂの内部にも流れ込む。コア対向部６１Ａ（６１Ｂ）の薄肉部６００が端面介在部材４Ａ（４Ｂ）の外側面４００を覆っているため、端面介在部材４Ａ（４Ｂ）の外側面４００の位置からケース６の外側に複合材料が漏れることが抑制される。

複合材料の充填の際は、端面介在部材４Ｂの張出部４２のテーパー面と、ケース６のコア対向部６１Ｂのサイドカバー部６１ｓの縁部と、の間に治具を挿入し、端面介在部材４Ｂを巻線端部側に押圧する。ここで、端面介在部材４Ｂの矩形枠部４０が長めに形成されているため、端面介在部材４Ｂが巻線端部側に押圧されても、外側面４００と薄肉部６００とのオーバーラップ長は十分に確保される。この端面介在部材４Ｂを巻線端部側に押圧することで、複合材料の充填圧力によってケース６内でコイル２が動くことを抑制でき、ケース６から複合材料が漏れることを抑制できる。また、端面介在部材４Ｂを巻線端部側に押圧することで、ケース６に対するコイル２の端部２ａ，２ｂの位置が正確に決まるので、リアクトル１を車両内の所定位置に配置したときに、リアクトル１を他の部材に接続し易くなる。

［硬化工程］
硬化工程では、熱処理などで複合材料を硬化させる。硬化した複合材料のうち、巻回部２Ａ，２Ｂの内部にあるものは内側コア部となり、巻回部２Ａ，２Ｂの外側にあるものは外側コア部３２となる。

＜実施形態２＞
実施形態２では、巻回部の一方のみがケース６から露出したリアクトル１を図４〜図６に基づいて説明する。実施形態１と同様の機能を有する構成には、実施形態１と同一の符号を付して、その説明を省略する。

≪ケース≫
実施形態２のケース６は、実施形態１のケース６とは側壁部６１の構成が異なる。本例のケース６の側壁部６１は、コア対向部６１Ａ，６１Ｂと、巻回部２Ｂ側の連結部６１Ｃに加えて、コイル対向部６１Ｄを備える。コイル対向部６１Ｄは、巻回部２Ａの外側面に対向する部材である。つまり、本例のケース６の側壁部６１は、組合体１０の外周面のうち、巻回部２Ｂの外側面を除く三方を囲むように構成されており、切欠き部６１Ｅの位置で巻回部２Ｂの外側面がケース６の外部に露出している。もちろん、巻回部２Ａの外側面がケース６の外部に露出するように、コイル対向部６１Ｄを巻回部２Ｂ側に設けることもできる。

≪コイル≫
本例のリアクトル１は、端面介在部材の代わりに、コイル２にコイルモールド部５を設けた点でも実施形態１と異なる。コイルモールド部５は、絶縁性樹脂で構成されており、例えば実施形態１の端面介在部材を構成する材料と同様の材料を利用することができる。コイルモールド部５には、端面介在部材と同様に、フィラーが含有されていても良い。

コイルモールド部５は、巻回部２Ａ，２Ｂの各ターンを一体化するターン被覆部５０と、巻回部２Ａ，２Ｂの端面と外側コア部３２との間に介在される端面被覆部５１とを備える。さらに、コイルモールド部５は、巻回部２Ａ，２Ｂの連結部（図示せず）を覆う連結部被覆部５２を備える。

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。本例のターン被覆部５０は、巻回部２Ａ，２Ｂの四つの角部を覆うことで、巻回部２Ａ，２Ｂの各ターンを一体化している。ターン被覆部５０は、巻回部２Ａ，２Ｂの平坦部を覆っていないため、巻回部２Ａ，２Ｂの外側面からの放熱が、ターン被覆部５０によって阻害されることはない。

端面被覆部５１は、図６に示すように、巻回部２Ａのターン被覆部５０と巻回部２Ｂのターン被覆部５０を連結するように設けられる。端面被覆部５１には、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に連通する一対の貫通孔５１ｈ，５１ｈが設けられている。この貫通孔５１ｈは、実施形態１の端面介在部材４Ａ，４Ｂの貫通孔４１ｈと同様の機能、即ちリアクトルの製造の際に巻回部２Ａ，２Ｂの内部に複合材料を導く機能を持っている。

端面被覆部５１は、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向にコイル２から離れる側に向って突出する枠状に形成されている。その枠状の端面被覆部５１の外側面（巻回部２Ａ，２Ｂの並列方向の面）５１０は、ケース６のコア対向部６１Ａ，６１Ｂの薄肉部６００に当接する。外側面５１０は、実施形態１の端面介在部材４Ａ，４Ｂの外側面４００と同様の機能、即ちケース６におけるコイル２の位置決め、およびリアクトル１の作製時の複合材料の漏れを抑制する機能を持っている。

端面被覆部５１はさらに、一対の貫通孔５１ｈ，５１ｈの間に設けられるギャップ部５１ｇを備える。ギャップ部５１ｇは、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向におけるコイル２から離れる側に向って突出する板状部材である。ギャップ部５１ｇは、図４，５に示すように、巻回部２Ａ，２Ｂの並列方向に外側コア部３２を分断し、外側コア部３２の位置にギャップを形成する。ギャップ部５１ｇの厚さを調整することで、磁性コア３の磁気特性を調整することができる。ここで、ギャップ部５１ｇは、外側コア部３２を物理的に完全に２分割するものに限定されるわけではなく、外側コア部３２の磁路の少なくとも一部を分断できる構成であれば良い。つまり、外側コア部３２における磁路に影響の無いところには、ギャップ部５１ｇは無くても構わない。例えば、ギャップ部５１ｇは、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向における外側コア部３２の端面に到達しない長さであっても、磁路となる部分にギャップ部５１ｇが介在されていれば良い。

≪リアクトルの効果≫
実施形態２の構成とすることで、リアクトル１の放熱性を向上させつつ、コイル２の両側面が露出される構成よりもリアクトル１の設置の自由度を高めることができる。ケース６の側壁部６１がコイル対向部６１Ｄを備える構成では、底板部６０やコア対向部６１Ａ，６１Ｂだけでなく、コイル対向部６１Ｄも設置対象への取付部とすることができるからである。

≪リアクトルの製造方法≫
実施形態２のリアクトル１を製造するには、図６に示すように、コイルモールド部５を有するコイル２とケース６とを用意する。そして、ケース６の内部にコイル２を挿入する（配置工程）。その際、コイル対向部６１Ｄの内周面に放熱材７を配置すると共に、コイル載置部６０ｂにも放熱材７０を配置すると良い。放熱材７，７０を設けることで、コイル２からケース６への放熱を促すことができる。放熱材７，７０としては、例えば放熱グリスや、発泡性の放熱シートなどを利用することができる。

ケース６にコイル２を挿入することで、コア対向部６１Ａ（６１Ｂ）の内周面と、端面被覆部５１との間に空間が形成される。この空間の上方から複合材料を充填する（充填工程）。当該空間からケース６内に充填された複合材料は、コア対向部６１Ａ（６１Ｂ）と端面被覆部５１との間に溜まって外側コア部３２（図４，５）を形成すると共に、貫通孔５１ｈを介して巻回部２Ａ，２Ｂの内部に流れ込んで内側コア部を形成する。ここで、コア対向部６１Ａ（６１Ｂ）の薄肉部６００が端面被覆部５１の外側面５１０を覆っているため、端面被覆部５１の外側面５１０の位置からケース６の外側に複合材料が漏れることが抑制される。

＜実施形態３＞
実施形態１，２に示すように、本開示の磁性コア３は、ケース６内に複合材料を充填することで構成されている。つまり、磁性コア３の外側コア部３２が側壁部６１の内周面（コア対向部６１Ａ，６１Ｂの内周面）に接合することで、ケース６からの組合体１０の脱落が抑制されている。ケース６からの組合体１０の脱落をより効果的に抑制するために、ケース６に抜け止めとなる構成を設けることが好ましい。その抜け止めとなる構成の具体例を図７に基づいて説明する。

図７は、実施形態３で使用するケース６の概略斜視図である。図７のケース６は、実施形態１の図３のケース６と殆ど同じであるが、コア対向部６１Ａの内周面に抜け止め凹部６１ｄを備える点で、実施形態１のケース６と異なる。なお、図面上は見えない位置にあるが、コア対向部６１Ｂの内周面にもコア対向部６１Ａと同様の抜け止め凹部６１ｄが設けられている。

抜け止め凹部６１ｄは、コア対向部６１Ａの端面カバー部６１ｅの内周面のうち、底板部６０側の一部が外側コア部３２（図１参照）から離れる側に凹むことで形成される。このような抜け止め凹部６１ｄを有するケース６の内部に複合材料を充填すれば、抜け止め凹部６１ｄに外側コア部３２の一部が入り込み、外側コア部３２が抜け止め凹部６１ｄに引っ掛かる。この引っ掛かりによって、ケース６からの組合体１０の脱落を抑制することができる。

図７とは異なり、抜け止め凹部６１ｄは、サイドカバー部６１ｓの位置に設けることもできる。また、抜け止め凹部６１ｄは、実施形態２のケース６にも適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
３ 磁性コア ３２ 外側コア部
４Ａ，４Ｂ 端面介在部材
４０ 矩形枠部 ４１ 端面接触部 ４２ 張出部 ４００ 外側面
４１ｃ 筒状部 ４１ｈ 貫通孔 ４１ｓ ターン収納部
５ コイルモールド部
５０ ターン被覆部 ５１ 端面被覆部 ５２ 連結部被覆部
５１ｇ ギャップ部 ５１ｈ 貫通孔 ５１０ 外側面
６ ケース ６０ 底板部 ６１ 側壁部
６１Ａ，６１Ｂ コア対向部 ６１Ｃ 連結部 ６１Ｄ コイル対向部
６１Ｅ 切欠き部
６０ｂ コイル載置部 ６０ｓ コア接触部 ６００ 薄肉部
６１ｄ 抜け止め凹部 ６１ｅ 端面カバー部 ６１ｓ サイドカバー部
７，７０ 放熱材

Claims (10)

1. 並列された一対の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、および前記巻回部から露出する外側コア部を有する磁性コアと、
   前記コイルと前記磁性コアの組合体を収納するケースと、を備えるリアクトルであって、
   前記ケースは、前記組合体を載置する底板部と、前記外側コア部の外周面に対向する部分を有する側壁部とを備え、
   前記磁性コアは、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料で構成され、前記外側コア部の位置で前記底板部の上面と前記側壁部の内周面に接合しており、
   前記側壁部は、前記巻回部が並列される方向を並列方向としたとき、一方の前記巻回部における前記並列方向の外側面、および他方の前記巻回部における前記並列方向の外側面の少なくとも一方を前記ケースの外方に露出させる切欠き部を備えるリアクトル。
2. 前記側壁部は、
   前記外側コア部の外周面に対向する一対のコア対向部と、
   一方の前記巻回部の前記外側面を前記ケースの外方に露出させる一方の前記切欠き部と、
   他方の前記巻回部の前記外側面を前記ケースの外方に露出させる他方の前記切欠き部と、を備える請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記側壁部は、
   前記外側コア部の外周面に対向する一対のコア対向部と、
   一対の前記コア対向部を繋ぎ、一方の前記巻回部の前記外側面、または他方の前記巻回部の前記外側面に対向するコイル対向部と、
   前記コイル対向部で覆われる前記巻回部とは反対側の前記巻回部の前記外側面を前記ケースの外方に露出させる前記切欠き部と、を備え、
   前記コイル対向部と前記巻回部との間に介在される放熱材を備える請求項１に記載のリアクトル。
4. 前記巻回部の端面と前記外側コア部との間に介在される一対の端面介在部材を備え、
   前記端面介在部材における前記並列方向にある外側面の少なくとも一部に、前記側壁部の内周面が当接する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
5. 前記端面介在部材は、前記巻回部の並列方向にある外側面のうち、前記巻回部側の位置に、前記並列方向の外側に張り出す張出部を備え、
   前記巻回部を構成する巻線の端部が配置される側を巻線端部側、一対の前記巻回部を連結する連結部が配置される側を連結部側としたとき、前記連結部側の前記端面介在部材に備わる前記張出部は、前記張出部の張り出し方向の先端に向うに従って前記巻線端部側に向って傾斜する先細り形状となっている請求項４に記載のリアクトル。
6. 前記コイルは、絶縁性樹脂で構成されるコイルモールド部を備え、
   前記コイルモールド部は、
   前記巻回部の各ターンを一体化するターン被覆部と、
   前記巻回部の端面と前記外側コア部との間に介在される端面被覆部と、を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
7. 前記側壁部は、前記外側コア部の外周面に対向する一対のコア対向部を備え、
   前記コア対向部は、その内周面における前記底板部側の一部が前記外側コア部から離れる側に凹むことで形成される抜け止め凹部を備え、
   前記外側コア部の一部が前記抜け止め凹部に入り込んでいる請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のリアクトル。
8. 前記外側コア部にギャップ部を備える請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のリアクトル。
9. 並列された一対の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、および前記巻回部から露出する外側コア部を有する磁性コアと、の組合体をケースに収納させるリアクトルの製造方法であって、
   前記巻回部が並列される方向を並列方向としたとき、前記コイルを収納する前記ケースとして、一方の前記巻回部における前記並列方向の外側面および他方の前記巻回部における前記並列方向の外側面の少なくとも一方を露出させる切欠き部を設けた側壁部を備えるケースを用意するケース準備工程と、
   前記コイルを前記ケースの内部に収納する配置工程と、
   前記コイルの前記巻回部の端面と前記ケースとの間に、軟磁性粉末と樹脂を含む複合材料を充填し、前記複合材料で構成される前記磁性コアを形成する充填工程と、
   を備えるリアクトルの製造方法。
10. 前記配置工程では、前記コイルの端面に端面介在部材を当接させた状態で、前記コイルを前記ケースに収納し、前記ケースに備わる前記切欠き部の縁部を前記端面介在部材で封止する請求項９に記載のリアクトルの製造方法。

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