JP5598088B2 - リアクトルの固定構造 - Google Patents

Description

この発明は、リアクトルの固定構造に関するものである。詳しくは、作動時に、リアクトルを支持する筐体に振動の伝播を抑制したリアクトルの固定構造に関するものである。

従来より、例えば、ハイブリッド自動車の駆動制御システム等には、システムの電圧を昇圧させるリアクトルが搭載されている。
リアクトルは、電気的に直列に接続した２つのコイルを並列に配置し、２つのＵ字形状のコアを、各コイル内にコイル両端からコイル軸心方向にそれぞれ挿通して対向させ、ギャップ体を挟んでトラック形状に繋ぎ合わせたものである。
リアクトルには、直流重畳特性があり、ギャップ体を設けていないと、コイルに流れる直流電流の電流値が低いときに、インダクタンスが大きく得られるが、電流値が大きくなると、インダクタンスは急激に低下してしまう。その結果、低い電流値で磁気飽和が起きてしまい、所望の電圧値にまで昇圧することができない。
この現象を避けるため、透磁率がコアよりも小さいギャップ体が、コア同士の間に挟まれている。ギャップ体があると、電流値が低いときには、インダクタンスは、ギャップ体がない場合に比べて小さくなるが、インダクタンスが低下し始める直流バイアス電流値が、ギャップ体がない場合に比べて大きくなる傾向にある。すなわち、インダクタンスは、ギャップ体がない場合と異なり、コイルに流れる電流の電流値が低いときから高くなるまで、ほぼ横ばいに推移した後、徐々に減少する。そのため、磁気飽和が起きる電流値も高く、所望の電圧値まで昇圧に必要な電流値に対しても、磁気飽和は起きない。
このようなリアクトルは、アルミニウム等の金属製の筐体に支持させボルト締めで固定されている。

図１３は、従来のリアクトルを一例として示す斜視図であり、筐体に固定する構造を説明するための説明図である。
図１３に示すように、リアクトル２１０では、２つのＵ字形状のコア２３０，２３０がコイル２２０，２２０の径内で、ギャップ体２３５を介在させて繋ぎ合わさっており、このコア２３０，２３０と一体成形された薄板状のステイ２２５が、各コイル２２０のコイルエンド両端付近に４箇所設けられている。リアクトル２１０は、ステイ２２５の挿通孔２２５Ｈにボルトを挿通し、図示しない筐体に載置しボルト締めで筐体に固定される。
しかしながら、図１３に示すようなリアクトルでは、コイルに流れる電流の状態が変化すると、磁束密度の変化によりコア間で作用する電磁吸引力と、各コアで生じる磁歪とが生じて、双方のコアが伸縮変位し振動する。その結果、この振動が筐体へと伝播して、騒音が発生する。
特に、図１３に例示したリアクトル２１０では、ステイ２２５は、薄板を折り曲げて形成されているため、剛性が低く、コア２３０の振動によりステイ２２５そのものも低周波数で共振し易いため、騒音が発生し易い状態になっていた。

このような振動や騒音を抑制するため、例えば、特許文献１に記載されたリアクトルの固定構造が開発されている。図１４は、特許文献１に開示されたリアクトルの固定構造を説明する説明図である。
特許文献１のリアクトル３１０は、コア３３０を圧粉鉄芯で形成している。特許文献１のリアクトルの固定構造では、図１４に示すように、コイル３２０及びコア３３０とＰＣＵケース３６０との間に樹脂部３４１を介在させることにより、リアクトル３１０とＰＣＵケース３６０とを離間させ、板バネ３４０で、リアクトル３１０周囲を覆った樹脂部３４１をＰＣＵケース３６０に押圧して、リアクトル３１０がＰＣＵケース３６０に固定されている。

特開２００７−１８０２２５号公報

しかしながら、特許文献１のように、従来のリアクトルでは、コアの振動時に、変位（振幅）が大きい振動が筐体に伝播し易い状態で、リアクトルが筐体に固定されていたため、コアの振動や、これに伴う騒音の抑制が十分にできていない問題があった。
この問題は、次の理由によって生じる。

コアには、大別して、薄い鋼板を複数積層して形成された積層鋼板型鉄芯と、圧粉で形成された圧粉鉄芯とがある。圧粉鉄芯は、積層鋼板型鉄芯と比べて低コストであるため、コアに多く用いられている。
その一方で、積層鋼板型鉄芯と圧粉鉄芯との機械的性質を比較してみると、圧粉鉄芯のヤング率は積層鋼板型鉄芯よりも小さく、圧粉鉄芯の共振周波数は、積層鋼板型鉄芯の共振周波数よりも低くなる。
コアが積層鋼板型鉄芯で形成されている場合には、積層鋼板型鉄芯の共振周波数が、リアクトルの作動時にコアが振動する駆動周波数（約１０ＫＨｚ）と、数ＫＨｚ以上も離れているため、共振周波数の悪影響を受けてコアが、大きく振動してしまうことはない。
ところが、コアが圧粉鉄芯で形成されていると、コアの駆動周波数が、圧粉鉄芯の共振周波数に近づいてしまい、リアクトルの作動時にコアが大きく振動する状態となっていた。

また、コアの振動は、主として、コア同士が互いに向き合う方向に伸縮を繰り返す振動（縦振動）であり、振幅が最も大きい「腹」と、最も小さい「節」とを含んでいる。
特許文献１では、コア３３０が圧粉鉄芯で形成されている上、参照する図１４に示すように、板バネ３４０が、コア３３０の縦振動方向（図１４中、左右方向）にリアクトル３１０を跨いでＰＣＵケース３６０に固定されている。
そのため、樹脂部３４１を介在させ、リアクトル３１０とＰＣＵケース３６０とを離間させても、振幅が最も大きい「腹」を含む大きな振動が、コア３３０の共振周波数に近い周波数で、樹脂部３４１を介して板バネ３４０、ＰＣＵケース３６０にまで伝播してしまう。特に、静粛性に優れたハイブリッド自動車では、駆動周波数１０ＫＨｚ近傍のコアの振動がＰＣＵケース３６０等に伝播して生じた騒音は、乗車人にとって不快な音であり、コアの振動に起因した騒音が十分に抑制できていなかった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、リアクトルの作動時に生じる振動が筐体に伝播するのを低減し、この振動に起因した騒音を抑制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を目的とする。

上記の問題点を解決するために、本発明のリアクトルの固定構造は、次の構成を有している。
（１）電気的に直列に接続した２つのコイルを並列に配置し、圧粉鉄芯で形成された２つのＵ字型形状のコアを、各コイル内に前記コイル両端からコイル軸心方向にそれぞれ挿通して対向させ、コア間にギャップ体を挟んでトラック形状に繋ぎ合わせたリアクトルを、該リアクトルを支持する筐体に、締結部材で固定させるリアクトルの固定構造において、２つのコイルに対し、各コイルの径外側を樹脂でモールドして一体化したモールドコイルが、六面形状に形成され、モールドコイルには、コイル軸心方向に沿う当該モールドコイルの厚み方向中央に、締結部材を貫通孔に挿通して保持する締結部材保持部が形成されていること、締結部材保持部は、コア同士が互いに向き合う方向の振動における節に相当する位置に配置されていること、筐体と、モールドコイルにおけるコイルが配置されるモールドコイル本体部との間に隙間が形成されていること、を特徴とする。
（２）（１）に記載するリアクトルの固定構造において、締結部材保持部は、各コイルの径方向に沿うモールドコイルの幅方向に突出すると共に、モールドコイルと一体で成形されていることを特徴とする。
（３）（２）に記載するリアクトルの固定構造において、締結部材保持部の貫通孔と締結部材との間には、金属製のカラーが介在し、カラーは、インサート成形によりモールドコイルと一体となっていることを特徴とする。
（４）（１）に記載するリアクトルの固定構造において、締結部材保持部は、モールドコイルの厚み方向中央で、コイルの径方向にモールドコイルを跨いで延び、覆い包み込んだモールドコイルの外側となる位置に、貫通孔を有するリアクトル保持部材であり、締結部材が、リアクトル保持部材の貫通孔を挿通して筐体と締結していることを特徴とする。
（５）（４）に記載するリアクトルの固定構造において、リアクトル保持部材は、金属製であり、インサート成形によりモールドコイルと一体となっていることを特徴とする。

上記構成を有する本発明のリアクトルの固定構造の作用効果について説明する。
本発明のリアクトルの固定構造では、電気的に直列に接続した２つのコイルを並列に配置し、圧粉鉄芯で形成された２つのＵ字型形状のコアを、各コイル内にコイル両端からコイル軸心方向にそれぞれ挿通して対向させ、コア間にギャップ体を挟んでトラック形状に繋ぎ合わせたリアクトルを、該リアクトルを支持する筐体に、締結部材で固定させるリアクトルの固定構造において、２つのコイルに対し、各コイルの径外側を樹脂でモールドして一体化したモールドコイルが、六面形状に形成され、モールドコイルには、コイル軸心方向に沿う当該モールドコイルの厚み方向中央に、締結部材を貫通孔に挿通して保持する締結部材保持部が形成されているので、モールドコイルの厚み方向中央は、２つのコアが互いに向き合う方向に伸縮を繰り返す振動に対し、この振動の節に相当する位置となり、２つのコアにおける磁歪及び電磁吸引力による振動の振幅が、最も小さくなる部位となる。
また、コアが低コストの圧粉鉄芯で構成され、コアの駆動周波数がたとえコアの共振周波数の近くにあっても、モールドコイルの厚み方向中央では、コアの振動はその振幅が最も小さくなっている。そのため、このモールドコイルの厚み方向中央に設けた結部材保持部の貫通孔に、締結部材を挿通して筐体と締結することで、コアの振動が、モールドコイル、締結部材を介して筐体に伝播したとしても、筐体への振動伝播はより小さく抑えることができる。
従って、リアクトルの作動時に生じるコアの振動が筐体に伝播するのを低減できているため、この振動に起因する騒音を、より確かに抑制することができる、という優れた効果を奏する。特に、静粛性に優れたハイブリッド自動車では、コアによる駆動周波数１０ＫＨｚ近傍の振動が筐体等に伝播して生じた騒音は、人にとって不快な音であり、このような騒音が抑制できる。

また、本発明のリアクトルの固定構造では、締結部材保持部は、各コイルの径方向に沿うモールドコイルの幅方向に突出すると共に、モールドコイルと一体で成形されているので、リアクトルと筐体との締結箇所を、従来のリアクトルの固定構造に比して少なくできる。
また、剛性の高いモールドコイルに締結部材保持部を一体に設けたことで、リアクトルと筐体との締結剛性を、従来の締結剛性よりも高くすることができ、従来、固定部材そのものが低い共振周波数で振動すること、及びこの振動に起因して発生していた騒音を抑止することができる。

すなわち、従来のリアクトルの固定構造では、１つのコアにつき、２つの薄板状のステイがコアと一体成形されており、２つのコアに計４つのステイを設けて、これらのステイを筐体に締結部材で締結させて、リアクトルを筐体に固定していた。
これに対し、本発明のリアクトルの固定構造では、例えば、モールドコイルの幅方向両側に締結部材保持部を２つ設ければ、リアクトルと筐体との締結箇所を従来よりも少ない２つにすることができ、リアクトル全体をコンパクトにすることができる上、コストも低減できる。
さらに、コアが圧粉鉄芯で形成されているため、リアクトルの作動時には、コアの駆動周波数がコアの共振周波数に近くある状態の下、従来のリアクトルの固定構造では、リアクトルを筐体に固定するための固定部材として、薄板状のステイ、板バネ等、何れも剛性が低い固定部材を用いていた。
しかしながら、固定部材の剛性を低くし、リアクトルと筐体との締結剛性を低くして、コアの振動が筐体に伝播するのを低減させようとしても、固定部材そのものが低い周波数で共振してしまい、固定部材によるこの共振に起因した騒音が抑制できていなかった。
これに対し、本発明のリアクトルの固定構造では、剛性の高い締結部材保持部で、その貫通孔から締結部材を挿通してリアクトルと筐体とを固定させるため、リアクトルと筐体との締結剛性が高くなっている。そのため、従来、固定部材そのものが低い共振周波数で振動し、この振動に起因した騒音も発生しない。

また、本発明のリアクトルの固定構造では、締結部材保持部の貫通孔と締結部材との間には、金属製のカラーが介在し、カラーは、インサート成形によりモールドコイルと一体となっているので、モールドコイルと筐体とを締結する締結部材の締結力が、金属製のカラーを介して作用するようになる。
そのため、締結部材でモールドコイルと筐体とが締結されていても、樹脂製の締結部材保持部にクリープが経時的に発生せず、締結部材保持部に生じるクリープに起因した締結部材による締結力の低下を防止することができている。

また、本発明のリアクトルの固定構造では、締結部材保持部は、モールドコイルの厚み方向中央で、コイルの径方向にモールドコイルを跨いで延び、覆い包み込んだモールドコイルの外側となる位置に、貫通孔を有するリアクトル保持部材であり、締結部材が、リアクトル保持部材の貫通孔を挿通して筐体と締結しているので、リアクトルの作動時に、コアからリアクトル保持部材、締結部材を介して筐体に伝わる振動伝播も小さく抑えることができている。そのため、この振動伝播に起因した、筐体と締結する締結部材の緩みが抑制され、リアクトルと筐体とが、長期間、安定した締結力でしっかりと固定できている。

また、本発明のリアクトルの固定構造では、リアクトル保持部材は、金属製であり、インサート成形によりモールドコイルと一体となっているので、モールドコイル内のコイルで発熱した熱は、モールドコイルのモールド層を介して熱伝導率の大きいリアクトル保持部材に伝熱し易くなり、リアクトル保持部材から外部に効率良く放熱することができる。

実施形態１に係るリアクトルの分解斜視図である。 実施形態１，２及び変形例に係るリアクトルの要部を示す斜視図であり、モールド層を除いた状態で示した図である。 実施形態１に係るリアクトルについて、ギャップ体の図示を省略した説明図であり、一部を図１中、Ａ−Ａ矢視に相当する位置から見た断面で示す図である。 図３中、Ｂ部の拡大図である。 実施形態１，２及び変形例に係るリアクトルのコアが最も大きく振動している様子を模式的に示した図である。 実施形態１に係るリアクトルのコアに関する駆動周波数と共振周波数との関係を示すグラフである。 実施形態１，２及び変形例に係るリアクトルの固定構造を含む駆動制御システムの構造の一例を概略的に示す図である。 図７中、ＰＣＵの主要部を示す回路図である。 変形例に係るリアクトルについて、ギャップ体の図示を省略した説明図であり、一部を図１中、Ａ−Ａ矢視に相当する位置から見た断面で示す図である。 変形例に係るモールドコイルを下側を上向きにして示した斜視図である。 実施形態２に係るリアクトルの分解斜視図である。 図１１中、Ｃ−Ｃ矢視断面図である 従来のリアクトルを一例として示す斜視図であり、筐体に固定する構造を説明するための説明図である。 特許文献１に開示されたリアクトルの固定構造を説明する説明図である。

以下、本発明に係るリアクトルの固定構造について、実施形態１，２及び変形例を図面に基づいて詳細に説明する。
後述する実施形態１，２及び変形例に係るリアクトルの固定構造で形成されたリアクトルは、ハイブリッド自動車の駆動制御システムにおいて、バッテリの電圧値から、モータジェネレータに印加する電圧値まで昇圧させる目的で搭載されている。
そこで、はじめに駆動制御システムの構成について説明した後、実施形態１，２及び変形例に係るリアクトルの固定構造で形成されたリアクトルについて説明する。

まず、駆動制御システムについて、図７及び図８を用いて説明する。
図７は、本実施形態に係るリアクトルの固定構造を含む駆動制御システムの構造の一例を概略的に示す図である。図８は、図７中、ＰＣＵの主要部を示す回路図である。
駆動制御システム１は、図７に示すように、ＰＣＵ２（Power Control Unit）と、モータジェネレータ６と、バッテリ７と、端子台８と、ハウジング７１と、減速機構７２と、ディファレンシャル機構７３と、ドライブシャフト受け部７４等とから構成されている。

次に、ＰＣＵ２について、図８を用いて説明する。
ＰＣＵ２は、図８に示すように、コンバータ３と、インバータ４と、制御装置５と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、出力ライン６Ｕ，６Ｖ，６Ｗとを含む。
コンバータ３は、バッテリ７とインバータ４との間に接続され、インバータ４と電気的に並列に接続されている。インバータ４は、出力ライン６Ｕ，６Ｖ，６Ｗを介してモータジェネレータ６と接続されている。

バッテリ７は、例えば、ニッケル水素、リチウムイオン電池等の二次電池であり、直流電流を介してコンバータ３に供給すると共に、コンバータ３から流れる直流電流によって充電される。
コンバータ３は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、後に詳述するリアクトル１０とからなる。パワートランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続され、制御装置５の制御信号をベースに供給する。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれパワートランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ側からコレクタ側へ電流が流れるよう、パワートランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間に接続されている。
リアクトル１０は、その一端を、バッテリ７の正極と接続する電源ラインＰＬ１に接続し、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に他端を接続して配置されている。
コンバータ３は、リアクトル１０によりバッテリ７の直流電圧を昇圧し、昇圧後の電圧で直流電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。また、コンバータ３は、インバータ４から受ける直流電圧を降圧してバッテリ７に充電する。

インバータ４は、Ｕ相アーム４Ｕ、Ｖ相アーム４Ｖ及びＷ相アーム４Ｗからなる。各相アーム４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に並列に接続される。Ｕ相アーム４Ｕは、直列に接続されたパワートランジスタＱ３，Ｑ４からなり、Ｖ相アーム４Ｖは、直列に接続されたパワートランジスタＱ５，Ｑ６からなり、Ｗ相アーム４Ｗは、直列に接続されたパワートランジスタＱ７，Ｑ８からなる。ダイオードＤ３乃至Ｄ８は、それぞれパワートランジスタＱ３乃至Ｑ８のエミッタ側からコレクタ側へ電流が流れるよう、パワートランジスタＱ３乃至Ｑ８のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続されている。各相アーム４Ｕ，４Ｖ，４Ｗにおいて各パワートランジスタＱ３乃至Ｑ８の接続点は、出力ライン６Ｕ，６Ｖ，６Ｗを介してモータジェネレータ６の各Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の反中性点側にそれぞれ接続されている。

このインバータ４は、制御装置５の制御信号に基づいて、電源ラインＰＬ２に流れる直流電流を交流電流に変換してモータジェネレータ６に出力する。また、インバータ４は、モータジェネレータ６で発電された交流電流を整流して直流電流に変換し、変換した直流電流を電源ラインＰＬ２に供給する。
コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ１における電圧レベルを平滑化する。また、コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ２における電圧レベルを平滑化する。

制御装置５は、モータジェネレータ６の回転子の回転角度、モータトルク指令値、モータジェネレータ６のＵ相、Ｖ相及びＷ相における電流値、インバータ４の入力電圧に基づいて、モータジェネレータ６のＵ相、Ｖ相及びＷ相におけるコイル電圧を演算する。また、制御装置５は、その演算結果に基づいて、パワートランジスタＱ３乃至Ｑ８をオン／オフするＰＷＭ（Pulse Width Modulation）を生成して、インバータ４へ出力する。

また、制御装置５は、インバータ４の入力電圧を最適にするため、パワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティ比を、上述したモータトルク指令値、及びモータ回転数に基づいて演算し、その演算結果に基づいて、パワートランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフを行うＰＷＭ信号を生成してコンバータ３へ出力する。
さらに、制御装置５は、モータジェネレータ６で発電された交流電流を直流電流に変換してバッテリ７に充電させるため、コンバータ３及びインバータ４においてパワートランジスタＱ１乃至Ｑ８のスイッチング動作を制御する。

上記構成を有するＰＣＵ２では、コンバータ３は、制御装置５の制御信号に基づいて、バッテリ７の電圧を昇圧させ、昇圧後の電圧を電源ラインＰＬ２に印加する。コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ２にかかる電圧を平滑化し、インバータ４は、コンデンサＣ１により平滑化された直流電圧を、交流電圧に変換してモータジェネレータ６に出力する。
その一方で、インバータ４は、モータジェネレータ６の回生で発電された交流電圧を、直流電圧に変換して電源ラインＰＬ２に出力する。コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２にかかる電圧を平滑化し、コンバータ３は、コンデンサＣ２により平滑化された直流電圧を降圧してバッテリ７に充電する。

（実施形態１）
実施形態１に係るリアクトルの固定構造で形成されたリアクトルについて、図１乃至図３を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係るリアクトルの分解斜視図であり、図２は、本実施形態に係るリアクトルの要部を示す斜視図であり、モールド層を除いた状態を示す図である。図３は、本実施形態に係るリアクトについて、ギャップ体の図示を省略した説明図であり、一部を図１中、Ａ−Ａ矢視に相当する位置から見た断面で示す図である。図４は、図３中、
Ｂ部の拡大図である。

本実施形態に係るリアクトルの固定構造で形成されたリアクトル１０は、図３に示すように、リアクトル１０を支持する筐体６０に、ボルト５０（締結部材）によるネジ締結で固定されている。
筐体６０は、例えば、アルミ鋳造等の金属製で、筐体６０本体から離れる側（図３中、Ｚ方向上側）に突出した筐体締結部６１，６１を２つ有している。各筐体締結部６１，６１には、雌ネジが形成されている。

リアクトル１０は、図１に示すように、モールドコイル２０と、コア３０とからなる。コア３０は、２つのＵ字型鉄芯３１からなり、Ｕ字型鉄芯３１，３１は、何れも圧粉からなり、図３に示すように、両端部の断面が略長方形状に形成された圧粉鉄芯である。各Ｕ字型鉄芯３１，３１は、その両端部に、後述するギャップ体３５と当接して密着する固着面３１ａ，３１ａ、固着面３１ｂ，３１ｂをそれぞれ有している。

モールドコイル２０は、電気的に直列に接続する２つのコイル２１，２１と、２枚のギャップ体３５とを有している。モールドコイル２０は、図１及び図３に示すように、六面形状に形成され、２つのコイル２１，２１に対し、各コイル２１の径外側全体を樹脂でモールドして一体化されたものである。コイル２１，２１は、Ｕ字型鉄芯３１，３１の各端部の形状に対応した形態で捲回されたものであり、参照する図２に示すように、コイル２１の軸心方向Ｙに対し、互いに平行な並列配置で設けられている。

コイル２１，２１の径内側では、モールドコイル２０の厚み方向Ｙの中央に、例えば、厚みがｔ＝２ｍｍ程度のセラミック板等、非磁性体であるギャップ体３５，３５が、それぞれモールドコイル２０のモールド層と一体成形で設けられている。
一方側のＵ字型鉄芯３１の固着面３１ａ，３１ａは、図２に示すように、ギャップ体３５の一方側の板面に当接し、接着剤で密着されている。同様に、その反対側にある他方側のＵ字型鉄芯３１の固着面３１ｂ，３１ｂは、ギャップ体３５の他方側の板面に当接し、接着剤で密着されている。

モールドコイル２０は、図１に示すように、コイル２１の軸心方向Ｙに沿う当該モールドコイル２０の厚み方向Ｙの中央に、ボルト５０を貫通孔２５Ｈに挿通して保持する締結部材保持部２５を有している。締結部材保持部２５は、各コイル２１，２１の径方向に沿うモールドコイル２０からその幅方向Ｘに突出すると共に、射出成形により、モールドコイル２０と一体に形成されている。

締結部材保持部２５の貫通孔２５Ｈには、図４に示すように、例えば、アルミニウム等の金属製で円筒状のカラー４０が、インサート成形によりモールドコイル２０と一体で設けられている。すなわち、貫通孔２５Ｈにボルト５０を挿通したときに、貫通孔２５Ｈとボルト５０の軸部との間に、カラー４０が介在するようになっている。

次に、リアクトル１０の組付けについて説明した後、リアクトル１０の筐体６０への固定について説明する。
まず、リアクトル１０の組付けでは、Ｕ字型鉄芯３１，３１を、モールドコイル２０の各コイル２１，２１内に、コイル２１，２１両端からコイル２１の軸心方向Ｙにそれぞれ挿通して対向させ、モールドコイル２０のギャップ体３５をＵ字型鉄芯３１，３１間に挟んで、Ｕ字型鉄芯３１，３１をトラック形状に繋ぎ合わせる。
具体的には、一方側のＵ字型鉄芯３１の固着面３１ａ，３１ａをギャップ体３５の一方側板面に当接して密着させ、接着剤でＵ字型鉄芯３１とギャップ体３５とを固着する。また、他方側のＵ字型鉄芯３１の固着面３１ｂ，３１ｂをギャップ体３５の他方側板面に当接して密着させ、接着剤でＵ字型鉄芯３１とギャップ体３５とを固着する。これにより、参照する図２に示すように、ギャップ体３５が介在したトラック形状のコア３０が、モールドコイル２０にある２つのコイル２１，２１を挿通し、リアクトル本体部１１、すなわちリアクトル１０が得られる。

次いで、リアクトル１０の筐体６０への固定では、筐体６０の筐体締結部６１，６１間に、リアクトル１０のモールドコイル２０本体部（リアクトル本体部１１のコイル２１及びギャップ体３５が位置する部分）を配置し、２つの締結部材保持部２５，２５を筐体締結部６１，６１上に載置する。載置後には、リアクトル１０のモールドコイル２０本体部は、筐体６０から離間しており、モールドコイル２０と筐体６０との間に隙間が形成されている。この状態で、２本のボルト５０，５０を、締結部材保持部２５，２５の貫通孔２５Ｈ，２５Ｈに挿通し、各ボルト５０，５０をそれぞれ筐体締結部６１，６１と螺合させ、締結部材保持部２５，２５と筐体締結部６１，６１とを締結する。
かくして、リアクトル１０が、２本のボルト５０，５０で筐体６０に固定される。

前述した構成を有する本実施形態に係るリアクトル１０の固定構造の作用効果について説明する。
ここで、本実施形態に係るリアクトル１０のコア３０が最も大きく振動している様子を模式的に示した図を、図５に示す。また、本実施形態に係るリアクトルのコアに関する駆動周波数と共振周波数との関係を示すグラフを、図６に示す。
本実施形態のリアクトル１０の固定構造では、電気的に直列に接続した２つのコイル２１，２１を並列に配置し、圧粉鉄芯で形成された２つのＵ字型形状のＵ字型鉄芯３１，３１（コア３０）を、各コイル２１，２１内にコイル２１両端からコイル２１の軸心方向Ｙにそれぞれ挿通して対向させ、Ｕ字型鉄芯３１，３１間にギャップ体３５，３５を挟んでトラック形状に繋ぎ合わせたリアクトル１０を、このリアクトル１０を支持する筐体６０に、ボルト５０，５０で固定させるリアクトル１０の固定構造において、２つのコイル２１，２１に対し、各コイル２１，２１の径外側を樹脂でモールドして一体化したモールドコイル２０が、六面形状に形成され、モールドコイル２０には、コイル２１の軸心方向Ｙに沿う当該モールドコイル２０の厚み方向Ｙ中央に、ボルト５０，５０を貫通孔２５Ｈ，２５Ｈに挿通して保持する締結部材保持部２５，２５が形成されているので、モールドコイル２０の厚み方向Ｙ中央は、コア３０において２つのＵ字型鉄芯３１，３１が互いに向き合う方向に伸縮を繰り返す振動に対し、この振動の節に相当する位置となり、２つのＵ字型鉄芯３１，３１における磁歪及び電磁吸引力による振動の振幅が、最も小さくなる部位となる。

すなわち、コイル２１に通電する電流を変化させてＵ字型鉄芯３１，３１における磁束密度が変化すると、Ｕ字型鉄芯３１，３１間で作用する電磁吸引力と、各Ｕ字型鉄芯３１，３１に磁歪とが生じて、双方のＵ字型鉄芯３１，３１が伸縮変位し振動する。Ｕ字型鉄芯３１，３１の振動は、図５に示すように、主として、Ｕ字型鉄芯３１，３１同士が互いに向き合う方向に伸縮を繰り返す振動（縦振動）であり、振幅が最も大きい「腹」と、最も小さい「節」とを含んでいる。振動の「節」は、図５中、Ｓライン上に位置し、実際のリアクトル１０では、モールドコイル２０の厚み方向Ｙ中央の位置に相当する部位である。その一方で、振動の「腹」は、図５中、Ｔライン上に位置し、実際のリアクトル１０では、モールドコイル２０の厚み方向の両側で、モールドコイル２０から離れてＵ字型鉄芯３１の両側先端部が折り返す位置に相当する部位である。
よって、モールドコイル２０の厚み方向Ｙ中央の部位は、２つのＵ字型鉄芯３１，３１における磁歪及び電磁吸引力による振動の振幅が、最も小さくなる部位となる。

また、Ｕ字型鉄芯３１，３１（コア３０）が低コストな圧粉鉄芯で形成され、図６に示すように、リアクトル１０として実際に機能するコア３０の駆動周波数として、駆動周波数ｆ０（約１０ＫＨｚ）がたとえコア３０の２次共振周波数ｆ２の近くにあっても、モールドコイル２０の厚み方向Ｙ中央では、コア３０の振動はその振幅が最も小さくなっている。そのため、このモールドコイル２０の厚み方向Ｙ中央に設けた結部材保持部２５，２５の貫通孔２５Ｈ，２５Ｈに、ボルト５０，５０を挿通して筐体６０と締結することで、コア３０の振動が、モールドコイル２０、ボルト５０を介して筐体６０に伝播したとしても、筐体６０への振動伝播はより小さく抑えることができる。
従って、リアクトル１０の作動時に生じるコア３０の振動が筐体６０に伝播するのを低減できているため、この振動に起因する騒音を、より確かに抑制することができる、という優れた効果を奏する。特に、静粛性に優れたハイブリッド自動車では、コア３０による駆動周波数１０ＫＨｚ近傍の振動が筐体６０等に伝播して生じた騒音は、人にとって不快な音であり、このような騒音が抑制できる。

また、本実施形態のリアクトル１０の固定構造では、締結部材保持部２５，２５は、各コイル２１の径方向Ｘに沿うモールドコイル２０の幅方向Ｘに突出すると共に、モールドコイル２０と一体で成形されているので、リアクトル１０と筐体６０との締結箇所を、従来のリアクトル２１０の固定構造に比して少なくできる。
また、剛性の高いモールドコイル２０に締結部材保持部２５，２５を一体に設けたことで、リアクトル１０と筐体６０との締結剛性を、従来の締結剛性よりも高くすることができ、従来、固定部材そのものが低い共振周波数で振動し、この振動に起因して発生していた騒音を抑止することができる。

すなわち、従来のリアクトル２１０の固定構造では、１つのコアにつき、２つの薄板状のステイ２２５，２２５がコア２３０と一体成形されており、２つのコア２３０，２３０に計４つのステイ２２５を設けて、これらのステイ２２５を筐体に締結部材で締結させて、リアクトル２１０を筐体に固定していた。
これに対し、本実施形態のリアクトル１０の固定構造では、モールドコイル２０の幅方向両側に締結部材保持部２５，２５を２つ設ければ、リアクトル１０と筐体６０との締結箇所を従来よりも少ない２つにすることができ、リアクトル１０全体をコンパクトにすることができる上、コストも低減できる。

さらに、コア３０が圧粉鉄芯で形成されているため、リアクトル１０の作動時には、コア３０の駆動周波数ｆ０がコア３０の２次共振周波数ｆ２に近くある状態の下、従来のリアクトル２１０，３１０の固定構造では、リアクトル２１０，３１０を筐体に固定するための固定部材として、薄板状のステイ２２５、板バネ３４０等、何れも剛性が低い固定部材を用いていた。
しかしながら、固定部材の剛性を低くし、リアクトルと筐体との締結剛性を低くして、コアの振動が筐体に伝播するのを低減させようとしても、固定部材そのものが低い周波数で共振してしまい、固定部材によるこの共振に起因した騒音が抑制できていなかった。
これに対し、本実施形態のリアクトル１０の固定構造では、剛性の高い締結部材保持部２５，２５で、その貫通孔２５Ｈ，２５Ｈからボルト５０，５０を挿通してリアクトル１０と筐体６０とを固定させるため、リアクトル１０と筐体６０との締結剛性が高くなっている。そのため、従来、固定部材そのものが低い共振周波数で振動すること、及びこの振動に起因した騒音も発生しない。

また、本実施形態のリアクトル１０の固定構造では、締結部材保持部２５，２５の貫通孔２５Ｈ，２５Ｈとボルト５０，５０との間には、例えば、アルミニウム等の金属製のカラー４０，４０が介在し、カラー４０は、インサート成形によりモールドコイル２０と一体となっているので、モールドコイル２０と筐体６０とを締結するボルト５０の締結力が、金属製のカラー４０を介して作用するようになる。
そのため、ボルト５０でモールドコイル２０と筐体６０とが締結されていても、樹脂製の締結部材保持部２５にクリープが経時的に発生せず、締結部材保持部２５に生じるクリープに起因したボルト５０による締結力の低下を防止することができている。

（実施形態２）
以下、実施形態２について、図１１及び図１２を用いて説明する。
図１１は、本実施形態に係るリアクトルの分解斜視図であり、図１１中、Ｃ−Ｃ矢視断面図を図１２に示す。
実施形態１のリアクトル１０では、締結部材保持部２５，２５を、各コイル２１，２１の径方向に沿うモールドコイル２０からその幅方向Ｘに突出すると共に、射出成形により、モールドコイル２０と一体に形成した。
これに対し、本実施形態のリアクトル１１０では、締結部材保持部２５，２５に代えて、１つの板材を屈曲させて形成した金属製のリアクトル保持部材１４０を用い、このリアクトル保持部材１４０がモールドコイル１２０と一体に成形されている。
よって、実施形態１と実施形態２とは、ボルト５０と筐体６０の筐体締結部６１との締結力を、リアクトル１０，１１０に作用させる手段が異なるが、ボルト５０による締結力でリアクトル１０，１１０を筐体６０に固定させる点、及びそれ以外の部分は、実施形態１と同様である。
従って、実施形態１とは異なる部分を中心に説明し、その他について説明を簡略または省略する。

本実施形態では、リアクトル１１０は、図１１及び図１２に示すように、モールドコイル１２０と、コア３０とからなる。コア３０は、２つのＵ字型鉄芯３１からなり、Ｕ字型鉄芯３１，３１は、何れも圧粉からなり、両端部の断面が略長方形状に形成された圧粉鉄芯である。
モールドコイル１２０は、電気的に直列に接続する２つのコイル２１，２１と、２枚のギャップ体３５，３５とを有し、２つのコイル２１，２１に対し、各コイル２１の径外側全体を樹脂でモールドして一体化されたものである。コイル２１，２１は、Ｕ字型鉄芯３１，３１の各端部の形状に対応した形態で捲回されたものであり、図１２に示すように、コイル２１の軸心方向Ｙに対し、互いに平行な並列配置で設けられている。
コイル２１，２１の径内側では、モールドコイル１２０の厚み方向Ｙの中央に、ギャップ体３５，３５が、それぞれモールドコイル１２０のモールド層と一体成形で設けられている。

また、このモールドコイル１２０は、図１１及び図１２に示すように、バネ性を有する金属板をコの字状に屈曲させ、屈曲したその両端部を、さらに９０°折り曲げて変形させたリアクトル保持部材１４０を有している。リアクトル保持部材１４０は、その一方側表面に、例えば、アンダーカット、エンボス等の加工を施してあり、インサート成形によりモールドコイル１２０と一体となっている。
このリアクトル保持部材１４０は、コイル２１の軸心方向Ｙに沿うモールドコイル１２０の厚み方向Ｙ中央に、コイル２１の径方向Ｘにモールドコイル１２０を跨いで延び、覆い包み込んだモールドコイル１２０の外側となる位置に、貫通孔１４０Ｈ，１４０Ｈを各側１つ有している。

次に、リアクトル１１０の筐体６０への固定では、筐体６０の筐体締結部６１，６１間に、リアクトル１１０のモールドコイル１２０本体部（リアクトル本体部１１のコイル２１及びギャップ体３５が位置する部分）を配置し、リアクトル保持部材１４０の両端部をそれぞれ筐体締結部６１，６１上に載置する（図３、図１１及び図１２参照）。載置後には、リアクトル１１０のモールドコイル１２０本体部は、筐体６０から離間しており、モールドコイル１２０と筐体６０との間に隙間が形成されている。この状態で、２本のボルト５０，５０を、リアクトル保持部材１４０の貫通孔１４０Ｈ，１４０Ｈに挿通し、各ボルト５０をそれぞれ筐体締結部６１，６１と螺合させ、リアクトル保持部材１４０と筐体締結部６１，６１とを締結する。
かくして、リアクトル１１０が、２本のボルト５０，５０で筐体６０に固定される。

前述した構成を有する本実施形態に係るリアクトル１１０の固定構造の作用効果について説明する。
本実施形態のリアクトル１１０の固定構造でも、実施形態１と同様、電気的に直列に接続した２つのコイル２１，２１を並列に配置し、圧粉鉄芯で形成された２つのＵ字型形状のＵ字型鉄芯３１，３１（コア３０）を、各コイル２１，２１内にコイル２１両端からコイル２１の軸心方向Ｙにそれぞれ挿通して対向させ、Ｕ字型鉄芯３１，３１間にギャップ体３５，３５を挟んでトラック形状に繋ぎ合わせたリアクトル１１０を、このリアクトル１１０を支持する筐体６０に、ボルト５０で固定させるリアクトル１１０の固定構造において、２つのコイル２１，２１に対し、各コイル２１，２１の径外側を樹脂でモールドして一体化したモールドコイル１２０が、六面形状に形成され、モールドコイル１２０には、コイル２１の軸心方向Ｙに沿う当該モールドコイル１２０の厚み方向Ｙ中央に、ボルト５０，５０を貫通孔１４０Ｈ，１４０Ｈに挿通して保持するリアクトル保持部材１４０が形成されているので、モールドコイル１２０の厚み方向Ｙ中央は、コア３０において２つのＵ字型鉄芯３１，３１が互いに向き合う方向に伸縮を繰り返す振動に対し、この振動の節に相当する位置となり、２つのＵ字型鉄芯３１，３１における磁歪及び電磁吸引力による振動の振幅が、最も小さくなる部位となる。

また、Ｕ字型鉄芯３１，３１（コア３０）が低コストな圧粉鉄芯で形成され、参照する図６に示すように、リアクトル１１０として実際に機能するコア３０の駆動周波数として、駆動周波数ｆ０（約１０ＫＨｚ）がたとえコア３０の２次共振周波数ｆ２の近くにあっても、モールドコイル１２０の厚み方向Ｙ中央では、コア３０の振動はその振幅が最も小さくなっている。そのため、このモールドコイル１２０の厚み方向Ｙ中央に設けたリアクトル保持部材１４０の貫通孔１４０Ｈに、ボルト５０を挿通して筐体６０と締結することで、コア３０の振動が、モールドコイル１２０、ボルト５０を介して筐体６０に伝播したとしても、筐体６０への振動伝播はより小さく抑えることができる。
従って、リアクトル１１０の作動時に生じるコア３０の振動が筐体６０に伝播するのを低減できているため、この振動に起因する騒音を、より確かに抑制することができる、という優れた効果を奏する。特に、静粛性に優れたハイブリッド自動車では、コア３０による駆動周波数１０ＫＨｚ近傍の振動が筐体６０等に伝播して生じた騒音は、人にとって不快な音であり、このような騒音が抑制できる。

また、本実施形態のリアクトル１１０の固定構造では、本発明の締結部材保持部は、モールドコイル１２０の厚み方向Ｙ中央で、コイル２１の径方向にモールドコイル１２０を跨いで延び、覆い包み込んだモールドコイル１２０の外側となる位置に、貫通孔１４０Ｈ，１４０Ｈを有するリアクトル保持部材１４０であり、ボルト５０，５０が、リアクトル保持部材１４０の貫通孔１４０Ｈ，１４０Ｈを挿通して筐体６０と締結しているので、リアクトル１１０の作動時に、コア３０からリアクトル保持部材１４０、ボルト５０，５０を介して筐体６０に伝わる振動伝播も小さく抑えることができている。そのため、この振動伝播に起因した、筐体６０と締結するボルト５０，５０の緩みが抑制され、リアクトル１１０と筐体６０とが、長期間、安定した締結力でしっかりと固定できている。

また、本実施形態のリアクトル１１０の固定構造では、リアクトル保持部材１４０は、金属製であり、インサート成形によりモールドコイル１２０と一体となっているので、モールドコイル１２０内のコイル２１，２１で発熱した熱は、モールドコイル１２０のモールド層を介して熱伝導率の大きいリアクトル保持部材１４０に伝熱し易くなり、リアクトル保持部材１４０から外部に効率良く放熱することができる。

以上において、本発明を実施形態１，２に即して説明したが、本発明は上記実施形態１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。（１）例えば、実施形態１では、２つのコイル２１，２１に対し、各コイル２１の径外側全体を樹脂でモールドして一体化したモールドコイル２０を、リアクトル１０に用いた。そして、モールドコイル２０本体部を筐体６０から離間させ、モールドコイル２０と筐体６０との間に隙間を形成して、リアクトル１０を筐体６０に固定した。
しかしながら、本発明に係るリアクトルの固定構造は、実施形態１のモールドコイル２０に代えて、図９に示すように、モールドコイル２０Ａを用いた固定構造であっても良い。

すなわち、図９は、変形例に係るリアクトルについて、ギャップ体の図示を省略した説明図であり、一部を図１中、Ａ−Ａ矢視に相当する位置から見た断面で示す図である。図１０は、変形例に係るモールドコイルを下側を上向きにして示した斜視図である。
モールドコイル２０Ａは、２つのコイル２１，２１に対し、各コイル２１の径外側一部が樹脂でモールドされず外部に露出し、その以外の部分を樹脂でモールドして一体化したものである。
具体的には、モールドコイル２０Ａの締結部材保持部２５Ａが、筐体６０の筐体締結部６１とボルト５０による締結で固定された状態において、図９及び図１０に示すように、モールドコイル２０Ａの下側（図９中、Ｚ方向下方）で、コイル２１，２１の一部が外部に露出する形態に、モールドコイル２０Ａが形成されている。

また、このモールドコイル２０Ａが、その締結部材保持部２５Ａを筐体６０の筐体締結部６１に載置し、ボルト５０による締結力で筐体６０に固定された状態では、コイル２１，２１のうち、樹脂がモールドされず外部に露出している部分と、筐体６０との間に介在させる放熱部７０が設けられている。放熱部７０は、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等、熱伝導性を有した樹脂からなり、コイル２１で発熱した熱を、熱伝導率の高い金属製の筐体６０に伝熱させ、外部へ放熱させる。

１０，１１０ リアクトル
２０，２０Ａ，１２０ モールドコイル
２１ コイル
２５，２５Ａ 締結部材保持部
２５Ｈ １４０Ｈ 貫通孔
３０ コア
３１ Ｕ字型鉄芯
３５ ギャップ体
４０ カラー
５０ ボルト（締結部材）
６０ 筐体
１４０ リアクトル保持部材
Ｘ 径方向
Ｙ 軸心方向、厚み方向

Claims (5)

1. 電気的に直列に接続した２つのコイルを並列に配置し、圧粉鉄芯で形成された２つのＵ字型形状のコアを、前記各コイル内に前記コイル両端からコイル軸心方向にそれぞれ挿通して対向させ、前記コア間にギャップ体を挟んでトラック形状に繋ぎ合わせたリアクトルを、該リアクトルを支持する筐体に、締結部材で固定させるリアクトルの固定構造において、
   前記２つのコイルに対し、前記各コイルの径外側を樹脂でモールドして一体化したモールドコイルが、六面形状に形成され、
   前記モールドコイルには、前記コイル軸心方向に沿う当該モールドコイルの厚み方向中央に、前記締結部材を貫通孔に挿通して保持する締結部材保持部が形成されていること、
   前記締結部材保持部は、前記コア同士が互いに向き合う方向の振動における節に相当する位置に配置されていること、
   前記筐体と、前記モールドコイルにおける前記コイルが配置されるモールドコイル本体部との間に隙間が形成されていること、
   を特徴とするリアクトルの固定構造。
2. 請求項１に記載するリアクトルの固定構造において、
   前記締結部材保持部は、前記各コイルの径方向に沿う前記モールドコイルの幅方向に突出すると共に、前記モールドコイルと一体で成形されていること
   を特徴とするリアクトルの固定構造。
3. 請求項２に記載するリアクトルの固定構造において、
   前記締結部材保持部の前記貫通孔と前記締結部材との間には、金属製のカラーが介在し、前記カラーは、インサート成形により前記モールドコイルと一体となっていること
   を特徴とするリアクトルの固定構造。
4. 請求項１に記載するリアクトルの固定構造において、
   前記締結部材保持部は、前記モールドコイルの厚み方向中央で、前記コイルの径方向に前記モールドコイルを跨いで延び、覆い包み込んだ前記モールドコイルの外側となる位置に、貫通孔を有するリアクトル保持部材であり、
   前記締結部材が、前記リアクトル保持部材の前記貫通孔を挿通して前記筐体と締結していること
   を特徴とするリアクトルの固定構造。
5. 請求項４に記載するリアクトルの固定構造において、
   前記リアクトル保持部材は、金属製であり、インサート成形により前記モールドコイルと一体となっていること
   を特徴とするリアクトルの固定構造。

Images