JP6394852B2 - リアクトル - Google Patents

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。

リアクトルやモータといった、巻線を巻回してなる巻回素子を有するコイルと、一部がその巻回素子の内部に挿通される磁性コアと、を備える磁性部品が種々の分野で利用されている。そのような磁性部品として、例えば特許文献１には、ハイブリッド自動車といった車両に載置されるコンバータの回路部品に利用されるリアクトルが開示されている。

特許文献１には、コイルと磁性コアの組立体の少なくとも一部を樹脂で覆って、組立体の外周を機械的に保護したリアクトルが開示されている。例えば特許文献１の図１には、組立体の少なくとも一部を外側樹脂部でモールドすることで、組立体を機械的に保護したモールドタイプのリアクトルが開示されている。また、特許文献１の図９には、有底容器状のケースの内部に組立体を収納し、ケース内にポッティング樹脂を充填することで、組立体を機械的に保護したケース収納型のリアクトルが開示されている。

特開２０１１−１９９２３８号公報

上記モールドタイプのリアクトルとケース収納型のリアクトルにはそれぞれ次のような問題があった。

まず、モールドタイプのリアクトルでは、組立体の外周を樹脂モールドするだけで組立体を保護する外側樹脂部（樹脂モールド部）を形成することができるので、モールドタイプのリアクトルは生産性に優れる。しかし、冷却ベースなどの設置対象にリアクトルを固定する固定部材の取付部を樹脂モールド部に設ける必要があるため、固定部材の取り付けに伴って樹脂モールド部が損傷する恐れがある。例えば、取付部として樹脂モールド部にボルト孔を形成する場合、ボルトの締付応力がボルト孔近傍の樹脂モールド部に作用し、樹脂モールド部にクラックなどが発生する可能性がある。特許文献１では、樹脂モールド部に金属カラーを埋め込むことでボルト孔を形成し、金属カラーにボルトの締付応力を受けさせているものの、締付応力による金属カラーの撓みによって樹脂モールド部にクラックが発生する可能性もある。

一方、ケース収納型のリアクトルでは、固定部材の取付部をケースに形成することができるため、固定部材によってケース内のポッティング樹脂にクラックが発生する可能性は非常に低い。しかし、組立体が損傷しないようにケース内に組立体を収納するのに手間と時間がかかるし、ケース内にポッティング樹脂を充填・硬化するのに手間と時間がかかる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、生産性に優れ、かつ設置対象にリアクトルを固定する際に樹脂モールド部に損傷が生じ難いリアクトルを提供することにある。

本発明のリアクトルは、巻線を巻回して構成される巻回素子を有するコイルと、前記巻回素子の内部に挿入される部分を有する磁性コアと、を備えるリアクトルであって、前記コイルと前記磁性コアとの組立体の外周を取り囲む枠体部を有するリアクトル固定具と、前記組立体と前記リアクトル固定具とを一体化し、前記組立体を保護する樹脂モールド部と、を備える。この本発明のリアクトルにおける前記樹脂モールド部は、前記リアクトル固定具の一部と機械的に係合する係合部を有し、前記枠体部は、前記枠体部における前記樹脂モールド部が設けられていない位置に、リアクトルを設置対象に固定する固定部材を取り付けるための取付部を有する。

本発明のリアクトルは、生産性に優れ、かつ設置対象にリアクトルを固定する際に樹脂モールド部に損傷が生じ難いリアクトルである。

実施形態１のリアクトルの概略斜視図である。 実施形態１のリアクトルの概略透視図である。 図１の黒矢印の方向から見たリアクトルの部分断面図である。 実施形態１のリアクトルに備わる組立体の概略斜視図である。 実施形態１のリアクトルに備わるリアクトル固定具の概略斜視図である。 実施形態３のリアクトルの概略斜視図である。 実施形態３のリアクトルの概略透視図である。 図６の黒矢印の方向から見たリアクトルの部分断面図である。 実施形態３のリアクトルに備わるリアクトル固定具の概略斜視図である。 実施形態５のリアクトルの概略上面図である。 図１０の黒矢印の方向から見たリアクトルの部分断面図である。 実施形態６のリアクトルの概略上面図である。 実施形態７のリアクトルの概略上面図である。 ハイブリッド自動車の電源系統を模式的に示す概略構成図である。 コンバータを備える電力変換装置の一例を示す概略回路である。

・本発明の実施形態の説明
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

＜１＞実施形態のリアクトルは、巻線を巻回して構成される巻回素子を有するコイルと、前記巻回素子の内部に挿入される部分を有する磁性コアと、を備えるリアクトルであって、前記コイルと前記磁性コアとの組立体の外周を額縁状に取り囲む枠体部を有するリアクトル固定具と、前記組立体と前記リアクトル固定具とを一体化し、前記組立体を保護する樹脂モールド部と、を備える。このリアクトルにおける前記樹脂モールド部は、前記リアクトル固定具の一部と機械的に係合する係合部を有し、前記枠体部は、前記枠体部における前記樹脂モールド部が設けられていない位置に、リアクトルを設置対象に固定する固定部材を取り付けるための取付部を有する。

上記構成によれば、ボルトやステーなどの固定部材を用いて設置対象にリアクトルを取り付ける際、固定部材によって樹脂モールド部が損傷することを回避することができる。それは、固定部材を取り付ける取付部が、リアクトル固定具の枠体部のうち、樹脂モールド部と重複しない位置に設けられており、固定部材を取り付ける際の応力が樹脂モールド部に直接作用することがないからである。

また、上記構成によれば、ケース収納型のリアクトルの作製に要求されるほどの手間と時間をかけることなく、組立体を樹脂モールド部で機械的に保護したリアクトルを生産することができる。特に、後述する枠体部のみからなるリアクトル固定具であれば、モールドタイプのリアクトルと同程度の手間と時間でリアクトルを生産することができる。

さらに、組立体を保護する樹脂モールド部は、リアクトル固定具の一部に機械的に係合する係合部を介して、リアクトル固定具に固定されている。そのため、リアクトル固定具から組立体が外れることを効果的に防止することができる。

＜２＞実施形態のリアクトルとして、リアクトル固定具は貫通孔を有し、係合部は、樹脂モールド部が貫通孔に入り込み、貫通孔の縁部に引っ掛かるように拡がることで形成されている形態を挙げることができる。

リアクトル固定具に貫通孔を設け、その貫通孔の縁部に機械的に係合する係合部を形成することで、より強固に樹脂モールド部をリアクトル固定具に固定することができる。

＜３＞実施形態のリアクトルとして、前記リアクトル固定具は、前記枠体部に一体に設けられ、前記組立体の一部を収納する凹状収納部を備える形態を挙げることができる。

凹状収納部を備えるリアクトル固定具を用い、組立体の設置対象側の部分を凹状収納部に収納させることで、当該部分をリアクトル固定具で保護することができる。また、凹状収納部を高熱伝導性の材質で構成すれば、リアクトルの放熱性を高めることもできる。さらに、凹状収納部と組立体との隙間を小さくすれば、樹脂モールド部の樹脂量を少なくすることができる。樹脂量が少なくなれば、樹脂モールド部の形成時間、および樹脂の硬化時間を短くすることができるので、リアクトルの生産性を向上させることができる。

＜４＞実施形態のリアクトルとして、前記取付部は、前記固定部材を構成するボルトを挿通させるボルト孔である形態を挙げることができる。

固定部材にボルトを用いることで、リアクトル固定具を設置対象にネジ止めするだけで設置対象にリアクトルを強固に固定することができる。また、リアクトル固定具にボルト孔を形成するだけで、リアクトル固定具に取付部を形成することができるので、リアクトル固定具の作製を含むリアクトルの生産性を向上させることができる。

＜５＞実施形態のリアクトルとして、前記リアクトル固定具は、前記磁性コアに接触することで、前記リアクトル固定具に対する前記組立体の位置のうち、前記巻回素子の軸方向における位置を決める位置決め部を備える形態を挙げることができる。

リアクトル固定具に位置決め部を設けることで、リアクトル固定具と組立体とを樹脂でモールドする際、位置決めのための部材を別途用意する必要がなくなる。加えて、リアクトル固定具と組立体とを組み合わせるだけでリアクトル固定具に対する組立体の位置を決めることができ、リアクトルの生産性を向上させることができる。また、このようにリアクトル固定具に対する組立体の位置が設計通りの位置に決まっていれば、設置対象にリアクトルを固定した後にリアクトルに電源を接続し易くすることができる。

・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。

＜実施形態１＞
≪全体構成≫
図１〜５を参照して、実施形態１のリアクトル１αを説明する。図１はリアクトル１αの概略斜視図、図２はリアクトル１αの部分透視図、図３は図１の黒矢印の方向から見たリアクトル１αの部分断面図である。また、図４はリアクトル１αの構成部材の一つである組立体１の概略斜視図、図５はリアクトル１αの構成部材の一つであるリアクトル固定具４の概略斜視図である。なお、図１においては、リアクトル１αの構成部材の一つである樹脂モールド部５をクロスハッチングで示している。

図１，２に示すように、本実施形態のリアクトル１αは、従来のリアクトルと同様にコイルと磁性コアの組立体１を備え、その紙面下側の面を冷却ベースなどの設置対象に接触させた状態で使用される。図１の概略斜視図と図２の部分透視図とを比較すれば分かるように、組立体１のごく一部（後述するコイルの端部２ａ，２ｂ）以外は、リアクトル１αの外観上からは確認できないようになっている。この本実施形態のリアクトル１αはさらに、設置対象にリアクトル１αを固定するために用いられるトレイ状のリアクトル固定具４と、このリアクトル固定具４と組立体１とを一体化し、組立体１を保護する樹脂モールド部５と、を備える。これらリアクトル固定具４と樹脂モールド部５の構成が、従来のリアクトルとの相違点である。以下、リアクトル１αに備わる各構成を詳細に説明する。

≪組立体１≫
リアクトル固定具４と樹脂モールド部５の説明に先立ち、公知の構成である組立体１の構成を図４に基づいて簡単に説明する。組立体１は、コイル２と磁性コア３とを組み合わせることで構成されている。

［コイル］
本実施形態におけるコイル２は、一対の巻回素子２Ａ，２Ｂと、両巻回素子２Ａ，２Ｂを連結する連結部２Ｒと、を備える。各巻回素子２Ａ，２Ｂは、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。また、連結部２Ｒは、両巻回素子２Ａ，２Ｂを繋ぐＵ字状に屈曲された部分である。このコイル２は、接合部の無い一本の巻線を螺旋状に巻回して形成しても良いし、各巻回素子２Ａ，２Ｂを別々の巻線により作製し、各巻回素子２Ａ，２Ｂの巻線の端部同士を溶接や圧着などにより接合することで形成しても良い。

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を好適に利用できる。本実施形態では、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、各巻回素子２Ａ，２Ｂは、この被覆平角線をエッジワイズ巻きにしたエッジワイズコイルである。また、各巻回素子２Ａ，２Ｂの端面形状を長方形の角部を丸めた形状としているが、端面形状は、円形状など適宜変更することができる。

コイル２の両端部２ａ，２ｂは、巻回素子２Ａ，２Ｂから引き延ばされて、端子部材（図示せず）に接続される。この端子部材を介して、コイル２に電力供給を行なう電源などの外部装置（図示せず）が接続される。

［磁性コア］
磁性コア３は、環状の閉磁路を形成する部材であって、巻回素子２Ａ，２Ｂの内部に挿通される一対の内側コア部３１と、巻回素子２Ａ，２Ｂに覆われることなく両巻回素子２Ａ，２Ｂから突出する一対の外側コア部３２と、に分けることができる。各コア部３１，３２の形状は概ね柱状であれば特に限定されない。

磁性コア３は、複数の分割コアを組み合わせて構成することができる。どのような分割コアを組み合わせて磁性コア３とするかは特に限定されない。例えば、各内側コア部３１に対応する一対の分割コア、各外側コア部３２に対応する一対の分割コア、の合計４つを組み合わせて磁性コア３を構成しても良い。あるいは、一対の内側コア部３１と一方の外側コア部３２とが一体化したＵ字状の分割コアと、他方の外側コア部３２に対応する分割コアと、を組み合わせて磁性コア３を構成しても良い。その他、複数の分割コアを繋ぐことで磁性コア３における内側コア部３１あるいは外側コア部３２を形成しても良く、例えば、分割コアとギャップ板とを交互に繋いで内側コア部３１を構成することが挙げられる。

磁性コア３は、電磁鋼板を積層した積層体で構成しても良いし、軟磁性粉末を加圧成形した圧粉成形体で構成しても良いし、樹脂中に軟磁性粉末を分散させた複合材料で構成しても良い。これら積層体、圧粉成形体、複合材料を組み合わせて磁性コア３を構成することもできる。例えば、内側コア部３１を圧粉成形体で構成し、外側コア部３２を複合材料で構成することが挙げられる。

［その他］
組立体１はさらに、コイル２と磁性コア３との絶縁を確保するボビン（図示せず）を備えることが好ましい。具体的には、コイル２の巻回素子２Ａ，２Ｂの端面と外側コア部３２における内側コア部３１に対向する端面との間、および巻回素子２Ａ，２Ｂの内周面と内側コア部３１の外周面との間にボビンを設けることが挙げられる。

≪リアクトル固定具≫
本実施形態におけるリアクトル固定具４の全体形状は、図５に示すように、トレイ状となっている。このリアクトル固定具４は、組立体１の外周を額縁状（ｐｉｃｔｕｒｅ ｆｒａｍｅ−ｌｉｋｅ）に取り囲む枠体部４１と、枠体部４１に一体に設けられ、組立体１の設置対象側の部分（図２の紙面下側の部分）を収納する凹状収納部４２と、を備える。リアクトル固定具４と組立体１との位置関係については、適宜図２を参照のこと。

［枠体部］
枠体部４１は、組立体１の側面を取り囲む形状であれば特に限定されない。組立体１の側面とは、リアクトル１αを設置対象に固定したときに、側方を向く面のことである。本実施形態の枠体部４１は、板状の部材であって、その中央部分に組立体１の側周面形状に沿った組立体挿通孔４Ｈを有する部材であり、土星の環のように組立体１の側面を取り囲む。なお、組立体１の外側コア部３２の端面（例えば、図４の紙面左下の符号３２の指示線が指し示す矩形面）を設置対象に向けて取り付ける場合や、巻回素子２Ａまたは巻回素子２Ｂの側面（例えば、紙面右下の符号２Ｂの指示線が指し示す面）を設置対象に向けて取り付ける場合も、その取付状態のときに側面となる部分を取り囲むように枠体部４１を設ける。その場合、組立体挿通孔４Ｈの輪郭形状も、当該取付状態のときに側面となる部分の形状に沿った形状とすると良い。

枠体部４１の厚みは、枠体部４１を構成する材質によって適宜選択することができる。

（貫通孔）
枠体部４１には、後述する樹脂モールド部５の一部が入り込む貫通孔４Ｂが形成されている。この貫通孔４Ｂは、枠体部４１ではなく、後述する実施形態２で説明するように凹状収納部４２に設けても構わない。貫通孔４Ｂの位置における樹脂モールド部５の形成状態については、樹脂モールド部５の項目において詳しく説明する。

貫通孔４Ｂの形状は特に限定されない。本実施形態では、スリット状の貫通孔４Ｂを枠体部４１に形成している。スリット状の貫通孔４Ｂの他に、丸孔状の貫通孔や多角孔状の貫通孔とすることもできる。

また、貫通孔４Ｂの数も特に限定されないが、二つ以上とすることが好ましい。本実施形態では、組立体挿通孔４Ｈの四隅に近い位置にそれぞれ一つずつ、合計四つのスリット状の貫通孔４Ｂを形成している。あるいは、組立体挿通孔４Ｈの対角位置にある二隅に近い位置にそれぞれ一つずつ、合計二つのスリット状の貫通孔４Ｂを形成しても良い。その他、スリット状の各貫通孔４Ｂの代わりに、２〜４個の丸孔状あるいは多角孔状の貫通孔を並べても構わない。いずれにせよ、組立体挿通孔４Ｈの近傍で、著しい枠体部４１の強度の低下を招かない位置であれば、どのような貫通孔４Ｂを幾つ設けても構わない。

（取付部）
枠体部４１には、リアクトル１αを設置対象に固定するための固定部材が取り付けられる取付部４Ａが形成されている。本実施形態では、ボルトによってリアクトル１αを設置対象に固定することを想定しており、取付部４Ａはボルト孔としている。固定部材としてボルトを用いることで、簡単かつ強固にリアクトル１αを設置対象に固定することができる。

取付部４Ａの位置は、後述する樹脂モールド部５に重複しない限り、特に限定されない。代表的には、枠体部４１の角の近傍の位置に取付部４Ａを形成することが挙げられる。また、取付部４Ａの数も特に限定されないが、二つ以上とすることが好ましい。本実施形態では、枠体部４１の四つの角にそれぞれ一つずつ、合計四つの取付部４Ａを形成し、ボルトによるリアクトル１αの取付強度を向上させている。その他、枠体部４１の対角位置の二つの角にそれぞれ一つずつ、合計二つの取付部４Ａを形成するだけでも十分な取付強度を確保することができる。

［凹状収納部］
凹状収納部４２は、組立体１の設置対象側の部分を収納する有底状であれば良い。本実施形態の凹状収納部４２は、組立体１の設置対象側の外形に沿った内周面形状を有しており、コイル２の設置対象側の部分を収納する深底部４２０と、外側コア部３２の設置対象側の部分を収納する浅底部４２１と、で構成されている（図３を合わせて参照）。本実施形態では、外側コア部３２の設置対象側の面が浅底部４２１の内周面に接触し、コイル２の設置対象側の面は深底部４２０の内周面に接触せずに浮いた状態となっている。

凹状収納部４２の深さ（即ち、深底部４２０の深さ）は、従来のケース収納型のリアクトルのケース、即ちコイルの上端面よりもケースの上端面の方が高いケースよりも浅ければ良い。凹状収納部４２の深さが浅ければ浅いほど、凹状収納部４２と組立体１との隙間の体積が小さくなり、後述する樹脂モールド部５を形成し易くなる。そのため、凹状収納部４２の深さは、組立体１の高さの半分以下とすることが好ましい。実際、本実施形態の凹状収納部４２の深さは、組立体１のおおよそ下半分を収納することができる深さとなっており、組立体１のおおよそ上半分は、枠体部４１よりも上方に突出している。もちろん、当該深さは、実施形態の例示よりも浅くても良く、例えば組立体１の高さの１／３以下、１／４以下、１／５以下とすることができる。但し、凹状収納部４２の深さは、凹状収納部４２が組立体１を収納する機能を十分に発揮できるように、組立体１の高さの１／１０以上とすることが好ましい。

枠体部４１と凹状収納部４２を含むリアクトル固定具４の材質は、金属製であることが好ましい。金属は靱性に優れるため、リアクトル固定具４に組立体１を設置する際、リアクトル１αを設置対象に固定する際、およびリアクトル１αを使用する際のいずれにおいても、割れなどの不具合が生じ難い。金属材であれば、金属板を用意して打ち抜きやプレスするだけでリアクトル固定具４を成形できるという利点もある。また、リアクトル固定具４は、組立体１のコイル２に近接する部材であるため、非磁性であることが好ましい。リアクトル固定具４に適した金属材の具体例としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、あるいはマグネシウム合金などを挙げることができる。なお、リアクトル固定具４の材質は金属に限定されるわけではなく、例えば非磁性の樹脂などとすることもできる。セラミックスとしては、アルミナなどを挙げることができるし、樹脂としてはＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）樹脂、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステルなどを挙げることができる。

≪樹脂モールド部≫
樹脂モールド部５は、図１，２に示すように、組立体１とリアクトル固定具４とを一体化すると共に、組立体１の外周を覆うことで、組立体１を機械的に保護する部材である。本実施形態における樹脂モールド部５は、外観上、リアクトル固定具４から突出する組立体１の上半分を覆っている（コイルの端部２ａ，２ｂを除く）。また、樹脂モールド部５は、外観上では確認できないが、組立体１とリアクトル固定具４との隙間に入り込んでおり、組立体１とリアクトル固定具４とを一体化させている。

ここで、樹脂モールド部５の一部は、リアクトル固定具４の一部に機械的に係合する係合部５Ｂを形成しており、この係合部５Ｂによって樹脂モールド部５がリアクトル固定具４から脱落しないようになっている。より具体的には、図３の部分断面図に示すように、樹脂モールド部５の一部である係合部５Ｂが、リアクトル固定具４の枠体部４１に設けられる貫通孔４Ｂに入り込み、貫通孔４Ｂの縁部に引っ掛かるように拡がることで、樹脂モールド部５とリアクトル固定具４とが機械的に係合している。つまり、係合部５Ｂが、枠体部４１を含む平面に交差する方向（図３にあっては紙面上方向）に樹脂モールド部５がリアクトル固定具４から外れることを抑制する抜け留めとして機能する。上記貫通孔４Ｂの縁部における貫通孔４Ｂの径方向外方への係合部５Ｂの拡がり（図３にあっては紙面左方向への係合部５Ｂの拡がり）が大きいほど、両者４，５の係合強度は向上する。また、係合部５Ｂにおける拡がった部分の厚み（図３にあっては紙面上下方向の係合部５Ｂの厚さ）が厚くなるほど、両者４，５の係合強度は向上する。貫通孔４Ｂの外方への係合部５Ｂの拡がりは１ｍｍ以上（あるいは２ｍｍ以上）とすれば良く、拡がった部分の厚みは１ｍｍ以上（あるいは２ｍｍ以上）とすれば良い。

樹脂モールド部５を構成する樹脂としては、例えば不飽和ポリエステルを利用することができる。不飽和ポリエステルは、割れ難く、安価であるので好ましい。その他、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−Ｓｔｙｒｅｎｅ）樹脂などで樹脂モールド部５を構成することもできる。また、これらの樹脂にセラミックスフィラーを含有させて、樹脂モールド部５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。

上記構成を備える樹脂モールド部５は、金型成形によって形成することができる。例えば、金型の内部にリアクトル固定具４を配置すると共に、リアクトル固定具４の凹状収納部４２に組立体１を嵌め込んだ状態とする。そして、金型内に樹脂モールド部５の材料となる樹脂を充填すれば、組立体１とリアクトル固定具４とを一体化する樹脂モールド部５を形成することができる。

≪効果≫
以上説明した構成を備えるリアクトル１αは、生産性に優れる。従来のケース収納型のリアクトルに要求される手間と時間をかけることなく、リアクトル１αを作製することができるからである。従来のケースは組立体全体を収納する深さを持っているため、ケースに組立体を収納し難く、また収納の際に組立体が損傷しないように相当程度の慎重さが求められる。これに対して、本実施形態のリアクトル１αの作製においては、リアクトル固定具４に組立体１を嵌め込み易く、ケースへの組立体の収納に求められるほどの慎重さを必要としない。また、ケース収納型のリアクトルの作製においては、深底のケース内に樹脂を充填する際、組立体とケースとの隙間が小さくなっている箇所が多いため、当該隙間に余すところなく樹脂を充填させ難いという課題があった。これに対して、本実施形態のリアクトル１αの作製においては、組立体の上半分がリアクトル固定具４から突出しており、組立体１とリアクトル固定具４との隙間が小さくなっている箇所が少ないため、当該隙間に余すところなく樹脂を充填させることが容易である。

リアクトル１αは、ボルトなどの固定部材を用いた設置対象への固定の際に、組立体１を保護する樹脂モールド部５に損傷が生じ難く、所定の性能を長期にわたって発揮する。固定部材を取り付ける取付部４Ａが、リアクトル固定具４の枠体部４１のうち、樹脂モールド部５と重複しない位置に設けられており、固定部材を取り付ける際の応力が樹脂モールド部５に直接作用しないからである。

また、取付部４Ａが設けられる枠体部４１が額縁状に繋がっていることも、樹脂モールド部５の損傷の抑制に大きく寄与している。例えば、本実施形態と異なり、取付部となる複数の金具を樹脂モールド部に一体化させた場合、各金具に作用する応力に差が生じると、樹脂モールド部に捩れ応力が作用して、樹脂モールド部に割れが発生する恐れがある。各金具に作用する応力差は、各金具への固定部材の取付時にも、取付後のリアクトルの使用時にも生じ得る。これに対して、本実施形態のリアクトル１αのように額縁状に繋がった枠体部４１を備える場合、枠体部４１の各取付部４Ａに作用する応力に差が生じても、枠体部４１全体でその応力差を吸収することができるので、非常に樹脂モールド部５に割れが発生し難い。

さらに、樹脂モールド部５が、係合部５Ｂを介してリアクトル固定具４の一部に機械的に係合することで、樹脂モールド部５がリアクトル固定具４から脱落しないようになっている。特に本実施形態のように、係合部５Ｂが貫通孔４Ｂに入り込む構成の場合、単に係合部５Ｂがリアクトル固定具４に係合するよりも、樹脂モールド部５がリアクトル固定具４から脱落し難い。

＜実施形態２＞
実施形態１では、樹脂モールド部５の一部（係合部）を、リアクトル固定具４の枠体部４１の位置に機械的に係合させ、リアクトル固定具４からの樹脂モールド部５の脱落を防止する構成とした。これに対して、実施形態２では、樹脂モールド部５の一部（係合部）を、リアクトル固定具４の凹状収納部４２の位置に機械的に係合させ、リアクトル固定具４からの樹脂モールド部５の脱落を防止する構成を説明する。その説明にあたっては、主として図５を利用する。

樹脂モールド部５（図１，２参照）の一部（係合部）を、凹状収納部４２の位置に係合させるには、リアクトル固定具４の凹状収納部４２の位置に貫通孔（図示せず）を形成する。例えば、凹状収納部４２のうち、外側コア部３２に対応する浅底部４２１の底部や側壁部、あるいは深底部４２０の側壁部に、貫通孔４Ｂを設けることが挙げられる。この場合、貫通孔から凹状収納部４２の外方に樹脂モールド部５の一部（係合部）が突出することになるが、設置対象へのリアクトル１α（図１，２参照）の取り付けの邪魔とはならない。

以上説明した実施形態２の構成によっても、係合部が抜け止めとして機能し、リアクトル固定具４からの樹脂モールド部５の脱落を効果的に防止することができる。また、この構成によれば、枠体部４１の部分に樹脂モールド部５を拡げる必要がなく、樹脂モールド部５の量を実施形態１の構成よりも少なくすることができる。

＜実施形態３＞
実施形態３では、図６〜９に基づいて枠体部４１のみからなるリアクトル固定具４’を備えるリアクトル１βを説明する。図６はリアクトル１βの概略斜視図、図７はリアクトル１βの部分透視図、図８は図６の黒矢印の方向から見たリアクトル１βの部分断面図、図９はリアクトル１βに備わるリアクトル固定具４’の概略斜視図である。リアクトル１βに備わる組立体１は、図４に示す実施形態１，２の組立体１と同じである。なお、図６においては、リアクトル１βの樹脂モールド部５’をクロスハッチングで示している。

≪リアクトル固定具≫
実施形態３のリアクトル１βのリアクトル固定具４’は、枠体部４１のみから構成されている（図９参照）。そのため、リアクトル１βにおいては、組立体１の外周面全体を覆うように樹脂モールド部５’が形成され、その樹脂モールド部５’の高さ方向中間部にリアクトル固定具４’が嵌まり込んだような状態となる。

実施形態３におけるリアクトル固定具４’は、図９に示すように、位置決め部４Ｃを備える。この位置決め部４Ｃ以外の構成は、実施形態１のリアクトル固定具４における枠体部（図５参照）の構成と同じである。位置決め部４Ｃは、枠体部４１（即ち、リアクトル固定具４）に対する組立体１の位置のうち、巻回素子２Ａ，２Ｂ（図４参照）の軸方向における位置を決める部材である。

本実施形態における位置決め部４Ｃは、図９に示すように、組立体挿通孔４Ｈの縁から組立体挿通孔４Ｈの中心に向かって突出する一対の突起である。各突起は、組立体１に備わる一方の外側コア部３２と他方の外側コア部３２の外側端面に接触し、組立体１を巻回素子２Ａ，２Ｂの軸方向に圧縮する（図４の組立体１を合わせて参照）。その結果、リアクトル固定具４’に対する組立体１の位置が決まる。

位置決め部４Ｃを構成する突起は、その角が丸められていることが好ましい（特に、紙面右奥側の位置決め部４Ｃを参照）。突起の角を丸めることで、リアクトル固定具４’と組立体１とを組み合わせる際、組立体１が損傷すること、本実施形態においては外側コア部３２が損傷することを抑制することができる。

ここで、位置決め部４Ｃの数および突出方向は、図９に示す例に限定されるわけではない。例えば、組立体挿通孔４Ｈの四隅の位置、即ち四つの貫通孔４Ｂの近傍の位置に設けられる四つの突起によって位置決め部４Ｃを形成しても構わない。その場合、各突起が、図４に示す外側コア部３２の外方側の湾曲面に接触し、リアクトル固定具４’に対する組立体１の位置を決めることができる。

≪樹脂モールド部≫
本実施形態の樹脂モールド部５’は、図６，７に示すように、組立体１の上半分だけでなく、下半分も覆っている。また、樹脂モールド部５’は、図８に示すように、枠体部４１に設けられる貫通孔４Ｂよりも枠体部４１の外縁側に拡がっており、樹脂モールド部５’の一部が貫通孔４Ｂに入り込んでいる。この場合、樹脂モールド部５’のうち、リアクトル１βを上面視したときに枠体部４１に重複する部分が係合部５Ｂ’として機能する。その結果、リアクトル固定具４’と、樹脂モールド部５’と、が強固に固定される、即ちリアクトル固定具４’と、樹脂モールド部５’でモールドされた組立体１と、が強固に固定される。

なお、樹脂モールド部５’は、組立体１の設置対象側の面、具体的には図４の組立体１の外側コア部３２の下端面、あるいは巻回素子２Ａ，２Ｂの下端面を覆っていなくても構わない。つまり、組立体１の設置対象側の面は、樹脂モールド部５’から露出していても構わない。この構成であれば、リアクトル１βを冷却ベースなどの設置対象に固定したときに、リアクトル１βから設置対象への放熱効率を高めることができる。

≪効果≫
以上説明したリアクトル１βは、実施形態１，２のリアクトル１αと同様の効果を奏する。また、リアクトル固定具４’が枠体部のみからなるシンプルな構成であれば、生産性良くリアクトル固定具４’を作製することができ、リアクトル固定具４’の作製を含むリアクトル１βの生産性を向上させることができる。

＜実施形態４＞
実施形態３で説明した位置決め部４Ｃは、実施形態１，２で説明した凹状収納部４２を備えるリアクトル固定具４に設けることもできる。その場合、実施形態３と同様にリアクトル固定具４の枠状体４１に位置決め部を設けても良いし、凹状収納部４２に位置決め部を設けても良い（図５参照）。いずれにせよ、組立体１に備わる一対の外側コア部３２を挟み込むように位置決め部を形成することが好ましい。

＜実施形態５＞
実施形態５では、図１０，１１に基づいて、リアクトル固定具６に貫通孔を設けることなく、樹脂モールド部７をリアクトル固定具６に機械的に係合させたリアクトル１γを説明する。図１０はリアクトル１γの概略上面図であり、図１１は図１０の黒矢印の方向から見たリアクトル１γの部分断面図である。なお、図１０においては、樹脂モールド部７を仮想線（二点鎖線）にて示す。

≪リアクトル固定具≫
図１０，１１に示すリアクトル１γに備わるリアクトル固定具６は枠体部６１のみから構成されている。枠体部６１の四つの角の位置であって樹脂モールド部７と重複しない位置には、リアクトル１γを設置対象に固定する際に利用するボルト孔（取付部６Ａ）が設けられている。また、枠体部６１の組立体挿通孔６Ｈ（組立体１が挿通される孔）の四隅の部分には、凹部６Ｂが設けられている。凹部６Ｂは、図１１に示すように、枠体部６１の厚み方向中間部が枠体部６１の外方に凹むことで形成されている。なお、凹部６Ｂは無くても構わない。

≪樹脂モールド部≫
リアクトル１γに備わる樹脂モールド部７は、図１１に示すように、組立体１の全周を覆っている。この樹脂モールド部７は、枠体部６１の外縁側に拡がっており、その拡がった部分（係合部７Ｂ）が枠体部６１の組立体挿通孔６Ｈの縁に機械的に係合している。また、樹脂モールド部７の一部は、枠体部６１の凹部６Ｂに入り込んでおり、その入り込んだ部分も凹部６Ｂに機械的に係合する係合部７Ｂを形成している。このように、係合部７Ｂは、樹脂モールド部７のうち、組立体挿通孔６Ｈを介して枠体部６１における内縁部の表裏に亘る部分で構成され、リアクトル固定具６と樹脂モールド部７とを固定する機能を発揮する。なお、本実施形態では樹脂モールド部７は枠体部６１における外縁部の表裏には亘っていない。樹脂モールド部が枠体部の外縁部の表裏に亘っている構成については実施形態７で説明する。

＜実施形態６＞
実施形態６では、リアクトル固定具６’の枠体部６１’に樹脂の通り道となる切欠き６Ｂ’を設けたリアクトル１δを図１２に基づいて説明する。

実施形態６の枠体部６１’は、組立体挿通孔６Ｈの四隅の部分が、リアクトル１δの外方に向かって切り欠かれた状態となっている。この切欠き６Ｂ’は、樹脂モールド部７’で組立体１とリアクトル固定具６’とを一体化させるときに、樹脂の通り道として機能する。このような構成を備える実施形態６のリアクトル１δにおいては、リアクトル１δを上面視したとき、樹脂モールド部７’における枠体部６１’に重複する部分が、樹脂モールド部７’とリアクトル固定具６’とを機械的に係合させる係合部として機能する。

＜実施形態７＞
実施形態７では、実施形態５，６のリアクトル１γ，１δとは異なるリアクトル固定具８と樹脂モールド部９とを備えるリアクトル１εを図１３に基づいて説明する。図１３はリアクトル１δの概略上面図であって、この図１３では樹脂モールド部９を仮想線（二点鎖線）で示している。

≪リアクトル固定具≫
図１３に示すリアクトル１εに備わるリアクトル固定具８は枠体部８１のみから構成されている。この枠体部８１の四つの角は径方向外方に舌片状に張り出しており、その張出部にボルト孔（取付部８Ａ）が形成されている。取付部８Ａは、リアクトル１εを設置対象に固定する際に利用される孔であって、樹脂モールド部９と重複しないようになっている。一方、このリアクトル固定具８における組立体挿通孔８Ｈは、組立体１の輪郭形状に沿った形状をしており、凹みや切欠きを有さない。

≪樹脂モールド部≫
このリアクトル１εにおける樹脂モールド部９は、枠体部８１における張出部を除く部分を覆うように設けられている。言い換えれば、このリアクトル１εでは、枠体部８１のうち、張出部のみが樹脂モールド部９から露出した状態となっている。この樹脂モールド部９は、枠体部８１の外縁を超える位置まで拡がり、枠体部８１の側端面のうち、張出部の側端面を除く部分をも覆っている。そのため、枠体部８１が樹脂モールド部９に上下から挟み込まれた状態となっている。この場合、図１３に示すようにリアクトル１εを上面視したとき、樹脂モールド部９における枠体部８１に重複する部分が、樹脂モールド部９とリアクトル固定具８とを機械的に係合させる係合部９Ｂとして機能する。

＜実施形態８＞
実施形態１〜７のリアクトル１α〜１ε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。この用途では、直流通電が０Ａのときのインダクタンスが、１０μＨ以上２ｍＨ以下、最大電流通電時のインダクタンスが、０Ａのときのインダクタンスの１０％以上を満たすものが好適に利用できると期待される。以下、実施形態のリアクトル１を車載用電力変換装置に適用した例を図１４，１５に基づいて簡単に説明する。

例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車といった車両１２００は、図１４に示すようにメインバッテリ１２１０と、メインバッテリ１２１０に接続される電力変換装置１１００と、メインバッテリ１２１０からの供給電力により駆動して走行に利用されるモータ（負荷）１２２０とを備える。モータ１２２０は、代表的には、３相交流モータであり、走行時、車輪１２５０を駆動し、回生時、発電機として機能する。ハイブリッド自動車の場合、車両１２００は、モータ１２２０に加えてエンジンを備える。なお、図１４では、車両１２００の充電箇所としてインレットを示すが、プラグを備える形態としても良い。

電力変換装置１１００は、メインバッテリ１２１０に接続されるコンバータ１１１０と、コンバータ１１１０に接続されて、直流と交流との相互変換を行うインバータ１１２０とを有する。この例に示すコンバータ１１１０は、車両１２００の走行時、２００Ｖ〜３００Ｖ程度のメインバッテリ１２１０の直流電圧（入力電圧）を４００Ｖ〜７００Ｖ程度にまで昇圧して、インバータ１１２０に給電する。また、コンバータ１１１０は、回生時、モータ１２２０からインバータ１１２０を介して出力される直流電圧（入力電圧）をメインバッテリ１２１０に適合した直流電圧に降圧して、メインバッテリ１２１０に充電させている。インバータ１１２０は、車両１２００の走行時、コンバータ１１１０で昇圧された直流を所定の交流に変換してモータ１２２０に給電し、回生時、モータ１２２０からの交流出力を直流に変換してコンバータ１１１０に出力している。

コンバータ１１１０は、図１５に示すように複数のスイッチング素子１１１１と、スイッチング素子１１１１の動作を制御する駆動回路１１１２と、リアクトルＬとを備え、ＯＮ／ＯＦＦの繰り返し（スイッチング動作）により入力電圧の変換（ここでは昇降圧）を行う。スイッチング素子１１１１には、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ），絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのパワーデバイスが利用される。リアクトルＬは、回路に流れようとする電流の変化を妨げようとするコイルの性質を利用し、スイッチング動作によって電流が増減しようとしたとき、その変化を滑らかにする機能を有する。このリアクトルＬとして、上記実施形態１〜７に記載のリアクトル１α〜１εを用いる。生産性に優れるリアクトル１α〜１εを用いることで、電力変換装置１１００（コンバータ１１１０を含む）の生産性の向上を図ることができる。

ここで、上記車両１２００は、コンバータ１１１０の他、メインバッテリ１２１０に接続された給電装置用コンバータ１１５０や、補機類１２４０の電力源となるサブバッテリ１２３０とメインバッテリ１２１０とに接続され、メインバッテリ１２１０の高圧を低圧に変換する補機電源用コンバータ１１６０を備える。コンバータ１１１０は、代表的には、ＤＣ−ＤＣ変換を行うが、給電装置用コンバータ１１５０や補機電源用コンバータ１１６０は、ＡＣ−ＤＣ変換を行う。給電装置用コンバータ１１５０のなかには、ＤＣ−ＤＣ変換を行うものもある。給電装置用コンバータ１１５０や補機電源用コンバータ１１６０のリアクトルに、上記実施形態１〜４のリアクトル１α，１βなどと同様の構成を備え、適宜、大きさや形状などを変更したリアクトルを利用することができる。また、入力電力の変換を行うコンバータであって、昇圧のみを行うコンバータや降圧のみを行うコンバータに、上記実施形態１〜７のリアクトル１α〜１εなどを利用することもできる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、巻回素子を一つしか持たないリアクトルにも、本発明の構成を適用することができる。

本発明のリアクトルは、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池自動車といった車両に搭載される双方向ＤＣ−ＤＣコンバータといった電力変換装置の構成部品に利用することができる。

１α，１β，１γ，１δ，１ε リアクトル
１ 組立体
２ コイル
２Ａ，２Ｂ 巻回素子 ２Ｒ 連結部 ２ａ，２ｂ 端部
３ 磁性コア
３１ 内側コア部 ３２ 外側コア部
４，４’，６，６’，８ リアクトル固定具
４１，６１，６１’，８１ 枠体部
４２ 凹状収納部 ４２０ 深底部 ４２１ 浅底部
４Ａ，６Ａ，８Ａ 取付部（ボルト孔） ４Ｂ 貫通孔 ４Ｃ 位置決め部
６Ｂ 凹部 ６Ｂ’ 切欠き
４Ｈ，６Ｈ，８Ｈ 組立体挿通孔
５，５’，７，７’，９ 樹脂モールド部
５Ｂ，５Ｂ’，７Ｂ，７Ｂ’,９Ｂ 係合部
１１００ 電力変換装置
１１１０ コンバータ １１１１ スイッチング素子
１１１２ 駆動回路
Ｌ リアクトル
１１２０ インバータ
１１５０ 給電装置用コンバータ １１６０ 補機電源用コンバータ
１２００ 車両
１２１０ メインバッテリ
１２２０ モータ
１２３０ サブバッテリ
１２４０ 補機類
１２５０ 車輪

Claims (5)

1. 巻線を巻回して構成される巻回素子を有するコイルと、前記巻回素子の内部に挿入される部分を有する磁性コアと、を備えるリアクトルであって、
   前記コイルと前記磁性コアとの組立体の側面を額縁状に取り囲む板状の枠体部からなるリアクトル固定具と、
   前記組立体と前記リアクトル固定具とを一体化し、前記組立体を保護する樹脂モールド部と、を備え、
   前記樹脂モールド部は、前記リアクトル固定具の一部と機械的に係合する係合部を有し、
   前記枠体部は、前記枠体部における前記樹脂モールド部が設けられていない位置に、リアクトルを設置対象に固定する固定部材を取り付けるための取付部を有するリアクトル。
2. 巻線を巻回して構成される巻回素子を有するコイルと、前記巻回素子の内部に挿入される部分を有する磁性コアと、を備えるリアクトルであって、
   前記コイルと前記磁性コアとの組立体の側面を額縁状に取り囲む板状の枠体部と、前記枠体部に一体に設けられ、前記組立体の設置対象側の一部を収納する凹状収納部と、からなるリアクトル固定具と、
   前記組立体と前記リアクトル固定具とを一体化し、前記組立体を保護する樹脂モールド部と、を備え、
   前記樹脂モールド部は、前記リアクトル固定具の一部と機械的に係合する係合部を有し、
   前記枠体部は、前記枠体部における前記樹脂モールド部が設けられていない位置に、リアクトルを設置対象に固定する固定部材を取り付けるための取付部を有し、
   前記凹状収納部の深さは、前記組立体の高さの半分以下であるリアクトル。
3. 前記リアクトル固定具は、貫通孔を有し、
   前記係合部は、前記樹脂モールド部が前記貫通孔に入り込み、前記貫通孔の縁部に引っ掛かるように拡がることで形成されている請求項１又は請求項２に記載のリアクトル。
4. 前記取付部は、前記固定部材を構成するボルトを挿通させるボルト孔である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
5. 前記リアクトル固定具は、前記磁性コアに接触することで、前記リアクトル固定具に対する前記組立体の位置のうち、前記巻回素子の軸方向における位置を決める位置決め部を備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。

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