JP6478065B2 - リアクトル、およびリアクトルの製造方法 - Google Patents

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。

例えば、特許文献１には、巻線を巻回してなる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。このリアクトルの磁性コアは、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。また、特許文献１には、コイルの巻回部の内部に樹脂を充填した構成が開示されている。

特開２０１４−００３１２５号公報

特許文献１の構成では、巻回部の内部に十分な樹脂を充填できない場合がある。巻回部の内部への樹脂の充填が不十分であると、樹脂の充填が十分な場合に比べて樹脂の強度が低下する。その結果、リアクトルの使用時の振動などによって樹脂が損傷する恐れがある。

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、巻回部の内部に樹脂が十分に充填された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、巻回部の内部に十分に樹脂を充填することが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、
巻線を巻回してなる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と前記巻回部の外部に配置される外側コア部とで閉磁路を形成する磁性コアと、を備えるリアクトルであって、
前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に充填される内側樹脂部を備え、
前記外側コア部における前記内側コア部に面する側を内方側、前記内方側と反対側を外方側としたとき、
前記外側コア部は、前記内方側と前記外方側とに開口する貫通孔を備え、前記貫通孔の内部には、前記内側樹脂部の一部が充填されている。

本開示のリアクトルの製造方法は、
コイルに備わる巻回部と、前記巻回部の内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コアとの間に樹脂を充填する充填工程を含むリアクトルの製造方法であって、
前記リアクトルは、本開示のリアクトルであり、
前記充填工程では、前記外側コア部の前記外方側から、前記外側コア部に備わる前記貫通孔を介して、前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に前記樹脂を充填する。

本開示のリアクトルは、巻回部の内部に樹脂が十分に充填されたリアクトルである。

本開示のリアクトルの製造方法は、巻回部の内部に十分に樹脂を充填することができる。

実施形態１のリアクトルの斜視図である。 図１のリアクトルを、紙面右側の巻回部の位置で縦断した縦断面図である 実施形態１のリアクトルに備わる組合体の一部を示す分解斜視図である。 実施形態１のリアクトルに備わる組合体を外側コア部の外方側から見た概略図である。 実施形態１のリアクトルの製造方法を説明する説明図である。

・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、巻線を巻回してなる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と前記巻回部の外部に配置される外側コア部とで閉磁路を形成する磁性コアと、を備えるリアクトルであって、前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に充填される内側樹脂部を備える。この実施形態に係るリアクトルでは、前記外側コア部における前記内側コア部に面する側を内方側、前記内方側と反対側を外方側としたとき、前記外側コア部は、前記内方側と前記外方側とに開口する貫通孔を備え、前記貫通孔の内部には、前記内側樹脂部の一部が充填されている。

上記構成のリアクトルは、外側コア部の外方側から貫通孔を介して、巻回部の内部に樹脂を充填することで作製される。貫通孔が存在することで、巻回部の内部に十分に樹脂を充填することができ、巻回部の内部に空隙などができ難い。巻回部の内部に充填された樹脂は、硬化することで内側樹脂部となる。空隙が少ない内側樹脂部は強度に優れるため、リアクトルの使用時の振動などによって内側樹脂部が損傷し難く、リアクトルの動作が安定する。

＜２＞実施形態に係るリアクトルとして、前記貫通孔における前記内方側の開口部が、前記巻回部の内周面と前記内側コア部との隙間に向って開口する形態を挙げることができる。

貫通孔の内方側の開口部が上記隙間に向って開口していることで、内側樹脂部を構成する樹脂を充填する際、巻回部の内部に確実に樹脂を導くことができる。そのため、上記構成のリアクトルは、巻回部の内部に十分な樹脂が充填されたリアクトルとなる。

＜３＞実施形態に係るリアクトルとして、前記貫通孔は一つである形態を挙げることができる。

一つの外側コア部に一つの貫通孔を形成することは容易であるので、外側コア部の生産性を向上させることができる。その結果、外側コア部を含めたリアクトルの生産性を向上させることができる。

＜４＞実施形態に係るリアクトルとして、前記コイルは、並列される一対の前記巻回部を備える形態を挙げることができる。この場合、一方の前記巻回部と他方の前記巻回部との間を、並列方向中央部としたとき、前記貫通孔は、一方の前記巻回部における前記並列方向中央部寄りの内周面と、一方の前記巻回部の内部に配置される前記内側コア部との隙間に向って開口する第一貫通孔と、他方の前記巻回部における前記並列方向中央部寄りの内周面と、他方の前記巻回部の内部に配置される前記内側コア部との隙間に向って開口する第二貫通孔と、を含む。

第一貫通孔と第二貫通孔を設けることで、一対の巻回部のそれぞれに十分に樹脂を充填することができる。

＜５＞実施形態に係るリアクトルとして、前記貫通孔における前記外方側の開口部の縁部が面取りされている形態を挙げることができる。

貫通孔の外方側の開口部の縁部を面取りしておくことで、外側コア部の外方側から貫通孔を介して巻回部の内部に樹脂を充填するとき、貫通孔に樹脂が流入し易くなる。

＜６＞実施形態に係るリアクトルとして、前記外側コア部および前記内側コア部の少なくとも一方は、軟磁性粉末を含む圧粉成形体で構成される形態を挙げることができる。

圧粉成形体は、軟磁性粉末を加圧成形することで生産性良く製造することができるので、この圧粉成形体のコア片を用いたリアクトルの生産性も向上することができる。また、コア片を圧粉成形体で構成することで、コア片に占める軟磁性粉末の割合を高くできるので、コア片の磁気特性（比透磁率や飽和磁束密度）を高めることができる。そのため、圧粉成形体のコア片を用いたリアクトルの性能を向上させることができる。

＜７＞実施形態に係るリアクトルとして、前記外側コア部および前記内側コア部の少なくとも一方は、樹脂とその内部に分散された軟磁性粉末とを含む複合材料で構成される形態を挙げることができる。

複合材料は、樹脂中の軟磁性粉末の含有量を調整し易い。そのため、複合材料のコア片を用いたリアクトルの性能を調整し易い。

＜８＞実施形態のリアクトルとして、前記コイルは、前記内側樹脂部とは別に設けられ、前記巻回部の各ターンを一体化する一体化樹脂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生産性を向上させることができる。巻回部の各ターンが一体化されることで巻回部が屈曲し難くなるので、リアクトルの製造の際に巻回部の内部に磁性コアを配置し易くなるからである。また、巻回部の各ターンが一体化されていることで、各ターン間に大きな隙間ができ難く、リアクトルの製造の際に巻回部の内部に充填された樹脂がターン間から漏れ難くなる。その結果、巻回部の内部に大きな空隙が形成され難くなる。

＜９＞実施形態のリアクトルとして、前記巻回部の軸方向端面と前記外側コア部との間に介在される端面介在部材を備え、前記端面介在部材は、前記内側樹脂部を構成する樹脂を前記外方側から前記巻回部の内部へ充填するための樹脂充填孔を有する形態を挙げることができる。

端面介在部材を用いることで、リアクトルを製造する際、内側コア部と外側コア部との相対的な位置を決め易くなる。また、その端面介在部材に樹脂充填孔を形成することで、リアクトルを製造する際、巻回部の内部への樹脂の充填を容易にすることができる。

＜１０＞前記端面介在部材に前記樹脂充填孔を備える実施形態のリアクトルとして、前記外側コア部を前記端面介在部材に一体化する外側樹脂部を備え、前記外側樹脂部と前記内側樹脂部とが、前記樹脂充填孔を通じて繋がっている形態を挙げることができる。

外側樹脂部と内側樹脂部とが樹脂充填孔を通じて繋がっているため、両樹脂部を１回の成形によって形成することができる。つまり、この構成を備えるリアクトルは、内側樹脂部に加えて外側樹脂部を備えるにも拘らず、１回の樹脂成形にて得ることができるため、生産性に優れる。

＜１１＞実施形態のリアクトルとして、前記内側コア部は、複数の分割コアと、各分割コアの間に入り込んだ前記内側樹脂部と、で構成される形態を挙げることができる。

各分割コアの間に入り込んだ内側樹脂部は、磁性コアの磁気特性を調整する樹脂ギャップとして機能する。つまり、この構成を備えるリアクトルは、アルミナなどの別材料でできたギャップ材を必要とせず、ギャップ材が不要な分だけ生産性に優れる。

＜１２＞前記内側コア部が複数の分割コアで構成される実施形態のリアクトルとして、前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に介在される内側介在部材を備え、前記内側介在部材は、各分割コアを離隔させる複数の分割片で構成される形態を挙げることができる。

内側介在部材を用いることで、リアクトルの製造過程で巻回部に樹脂を充填する際、巻回部と内側コア部を構成する分割コアとを確実に離隔させておくことができ、巻回部と内側コア部との間の絶縁を確実に確保することができる。また、内側介在部材が、各分割コアを離隔させた状態で保持する複数の分割片で構成されることで、隣接する分割コア間に確実に樹脂ギャップを形成することができる。

＜１３＞実施形態のリアクトルの製造方法は、コイルに備わる巻回部と、前記巻回部の内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コアとの間に樹脂を充填する充填工程を含むリアクトルの製造方法であって、前記リアクトルは、実施形態に係るリアクトルである。この実施形態のリアクトルの製造方法における前記充填工程では、前記外側コア部の前記外方側から、前記外側コア部に備わる前記貫通孔を介して、前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に前記樹脂を充填する。

上記リアクトルの製造方法によれば、巻回部の内部に十分に樹脂が充填された実施形態のリアクトルを作製することができる。

・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。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４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と絶縁介在部材４とを組み合わせた組合体１０を備える。組合体１０はさらに、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの内部に配置される内側樹脂部５（図２参照）と、磁性コア３の一部を構成する外側コア部３２を覆う外側樹脂部６と、を備える。このリアクトル１の特徴の一つとして、外側コア部３２に貫通孔（第一貫通孔ｈ１と第二貫通孔ｈ２）が形成されていること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すると共に、上記貫通孔ｈ１，ｈ２の形状や機能などの技術的意義を各所で説明する。

≪組合体≫
組合体１０の説明にあたっては、主として図３を参照する。図３では、組合体１０の一部の構成（図１の巻回部２Ｂなど）を省略している。
［コイル］
本実施形態のコイル２は、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（巻回部２Ｂと連結部２Ｒについては図１を参照）。各巻回部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。本例では、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を製造しているが、一本の巻線でコイル２を製造することもできる。

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。

［［一体化樹脂］］
上記構成を備えるコイル２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２０（図２参照）によって個別に一体化されている。本例の一体化樹脂２０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が一体化樹脂２０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２０の材質としては、熱によって融着する樹脂、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挙げることができる。

図２では一体化樹脂２０を誇張して示しているが、実際には非常に薄く形成されている。一体化樹脂２０は、巻回部２Ｂ（巻回部２Ａでも同様）を構成する各ターンを一体化し、巻回部２Ｂの軸方向の伸縮を抑制する。本例では、巻線２ｗに形成される熱融着樹脂を融着させて一体化樹脂２０を形成しているため、各ターン間の隙間にも均一的に一体化樹脂２０が入り込んでいる。ターン間における一体化樹脂２０の厚さｔ１は、巻回前の巻線２ｗの表面に形成される熱融着樹脂の厚さの約二倍であり、具体的には２０μｍ以上２ｍｍ以下とすることが挙げられる。厚さｔ１を厚くすることで、各ターンを強固に一体化させることができ、厚さｔ１を薄くすることで巻回部２Ｂの軸方向長さが長くなり過ぎることを抑制できる。

巻回部２Ｂの外周面および内周面における一体化樹脂２０の厚さｔ２は、巻回前の巻線２ｗの表面に形成される熱融着樹脂の厚さとほぼ同じであり、１０μｍ以上１ｍｍ以下とすることが挙げられる。巻回部２Ｂの内周面および外周面における一体化樹脂２０の厚さｔ２を１０μｍ以上とすることで、巻回部２Ａ，２Ｂの各ターンがばらけないように各ターンを強固に一体化させることができる。また上記厚さを１ｍｍ以下とすることで、一体化樹脂２０による巻回部２Ｂの放熱性の低下を抑制することができる。

ここで、図１に示す角筒状のコイル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。本例では巻回部２Ａ，２Ｂの角部においても平坦部においても各ターン同士を一体化樹脂２０（図２参照）で一体化した構成である。これに対して、巻回部２Ａ，２Ｂの一部、例えば角部においてのみ各ターン同士が一体化樹脂２０で一体化されている構成としても良い。

巻線２ｗをエッジワイズ巻きすることで形成される巻回部２Ａ，２Ｂの角部では、曲げの内側が曲げの外側よりも太くなり易い。この場合、巻回部２Ａ，２Ｂの平坦部では、巻線２ｗの外周に熱融着樹脂があるが、各ターン間は一体化されずに離隔する場合がある。この平坦部における隙間が十分に小さければ、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に樹脂を充填してもその樹脂は表面張力によって平坦部の隙間を通過できない。

［磁性コア］
磁性コア３は、複数の分割コア３１ｍ，３２ｍを組み合わせて構成されており、便宜上、内側コア部３１，３１と、外側コア部３２，３２と、に分けることができる（図２，３を合わせて参照）。

［［内側コア部］］
内側コア部３１は、図２に示すようにコイル２の巻回部２Ｂ（巻回部２Ａでも同様）の内部に配置される部分である。ここで、内側コア部３１とは、磁性コア３のうち、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に沿った部分を意味する。本例では、磁性コア３のうち、巻回部２Ｂの軸方向に沿った部分の両端部が巻回部２Ｂの外側に突出しているが、その突出する部分も内側コア部３１の一部である。

本例の内側コア部３１は、三つの分割コア３１ｍと、各分割コア３１ｍの間に形成されるギャップ３１ｇと、分割コア３１ｍと後述する分割コア３２ｍとの間に形成されるギャップ３２ｇと、で構成されている。本例のギャップ３１ｇ，３２ｇは、後述する内側樹脂部５によって形成されている。この内側コア部３１の形状は、巻回部２Ａ（２Ｂ）の内部形状に沿った形状であって、本例の場合、略直方体状である。

［［外側コア部］］
一方、外側コア部３２は、図３に示すように、巻回部２Ａ，２Ｂの外部に配置される部分であって、一対の内側コア部３１，３１の端部を繋ぐ形状を備える。本例の外側コア部３２は、上面と下面が略ドーム形状の柱状の分割コア３２ｍで構成されている。この外側コア部３２（分割コア３２ｍ）における内側コア部３１に面する側を内方側、内方側と反対側を外方側としたとき、外側コア部３２は、外側コア部３２の内方側と外方側とに開口する第一貫通孔ｈ１と第二貫通孔ｈ２を備える。両貫通孔ｈ１，ｈ２は、後述する内側樹脂部５となる樹脂を巻回部２Ａと，２Ｂの内部に充填する際に樹脂の通り道となる部分であり、従って両貫通孔ｈ１，ｈ２の内部には内側樹脂部５の一部が充填されている（図１参照）。

第一貫通孔ｈ１（第二貫通孔ｈ２）の内方側の開口部は、巻回部２Ａ（２Ｂ）の内周面と内側コア部３１との隙間に向って開口している。より具体的には、巻回部２Ａと巻回部２Ｂの間を並列方向中央部としたとき、第一貫通孔ｈ１（第二貫通孔ｈ２）は、巻回部２Ａ（２Ｂ）における並列方向中央部寄りの内周面と、巻回部２Ａ（２Ｂ）の内部に配置される内側コア部３１と、の隙間に向って開口している。このような形態とすることで、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に樹脂を充填する際、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に確実に樹脂を充填することができる。

両貫通孔ｈ１，ｈ２の大きさは、外側コア部３２の磁路を狭め過ぎない程度の大きさとすれば良く、適宜選択することができる。例えば、組合体１０の高さ方向（巻回部２Ａ，２Ｂの並列方向に直交する方向）における両貫通孔ｈ１，ｈ２の長さは、外側コア部３２の高さの１０％以上５０％以下とすることが好ましい。上記長さの下限値は外側コア部３２の高さの２０％、更には２５％以上とすることができ、上限値は外側コア部３２の高さの４０％、更には３０％とすることができる。一方、両貫通孔ｈ１，ｈ２の幅（上記長さに直交する方向の長さ）は磁路に沿った方向の長さであり、上記幅の大小は、外側コア部３２の磁気特性にあまり影響を与えないが、外側コア部３２の強度に影響を与える。そのため、上記幅は、外側コア部３２の強度が低下しない程度に適宜選択することができる。例えば、第一貫通孔ｈ１と第二貫通孔ｈ２とを繋げて一つの大きな貫通孔とすることもできる。大きな一つの貫通孔は、容易に形成することができるし、巻回部２Ａ，２Ｂへの樹脂を容易にすることができる。上記両貫通孔ｈ１，ｈ２に加えて、さらに別の貫通孔を形成しても構わない。

両貫通孔ｈ１，ｈ２の外方側の開口部の縁部は、面取りされていることが好ましい。上記縁部を面取りすることで、外側コア部３２（分割コア３２ｍ）の外方側から両貫通孔ｈ１，ｈ２を介して巻回部２Ａ，２Ｂの内部に樹脂を充填するとき、両貫通孔ｈ１，ｈ２に樹脂が流入し易くなる。面取りとしては、Ｒ面取りやＣ面取りを挙げることができる。

上記分割コア３１ｍ，３２ｍは、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体である。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。原料粉末には潤滑剤が含有されていても良い。本例とは異なり、分割コア３１ｍ，３２ｍは、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体で構成することもできる。複合材料の軟磁性粉末と樹脂には、圧粉成形体に使用できる軟磁性粉末と樹脂と同じものを利用することができる。磁性粒子の表面には、リン酸塩などで構成される絶縁被覆が形成されていても良い。分割コア３１ｍ（内側コア部３１）と分割コア３２ｍ（外側コア部３２）の一方を圧粉成形体、他方を複合材料の成形体とすることもできる。その他、分割コア３１ｍ，３２ｍを積層鋼板で構成することもできる。

［絶縁介在部材］
絶縁介在部材４は、図２，３に示すように、コイル２と磁性コア３との間の絶縁を確保する部材であって、端面介在部材４Ａ，４Ｂと、内側介在部材４Ｃ，４Ｄと、で構成されている。絶縁介在部材４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絶縁介在部材４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、絶縁介在部材４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。

［［端面介在部材］］
端面介在部材４Ａ，４Ｂの説明には主として図３を用いる。本例の端面介在部材４Ａ，４Ｂは、同一形状を備えている。

端面介在部材４Ａ，４Ｂ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４１（端面介在部材４Ｂを参照）が形成されている。ターン収納部４１は、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端面全体を、端面介在部材４Ａに面接触させるために形成されている。より具体的には、ターン収納部４１は、後述するコア挿入孔４２の周囲を取り囲む四角環状に形成されている。各ターン収納部４１における右辺部分は、端面介在部材４Ａの上端にまで達しており、巻回部２Ａ，２Ｂの端部を上方に引き出せるようになっている。ターン収納部４１によって巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端面と端面介在部材４Ａ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。

端面介在部材４Ａ，４Ｂは、上述したターン収納部４１の他に、一対のコア挿入孔４２，４２と、嵌合部４３（端面介在部材４Ａを参照）と、を備える。コア挿入孔４２は、内側介在部材４Ｃ，４Ｄと分割コア３１ｍとの組物を嵌め込むための孔である。一方、嵌合部４３は、外側コア部３２となる分割コア３２ｍを嵌め込むための凹部である。

上記コア挿入孔４２の外方寄りの部分、および上方寄りの部分は、径方向外方に向って凹んでいる。この凹んでいる部分は、図４に示すように、端面介在部材４Ａの嵌合部に分割コア３２ｍを嵌め込んだときに、分割コア３２ｍの側縁および上縁の位置に樹脂充填孔ｈ３を形成する。樹脂充填孔ｈ３は、紙面手前の外側コア部３２（分割コア３２ｍ）側から紙面奥側の巻回部２Ａ，２Ｂ（図３参照）の軸方向端面側に向って端面介在部材４Ａの厚み方向に貫通する孔であり、紙面奥側で巻回部２Ａ，２Ｂの内周面と内側コア部３１（分割コア３１ｍ）の外周面との間の空間に連通している（図２を合わせて参照）。

［［内側介在部材］］
内側介在部材４Ｃ，４Ｄは、同一の構成を備える。本例の内側介在部材４Ｃ，４Ｄは、複数の分割片で構成されている。分割片には、分割コア３２ｍと分割コア３１ｍとの間に介在される端部分割片４５と、隣接する分割コア３１ｍ，３１ｍ間に介在される中間分割片４６と、に分けることができる。端部分割片４５は、矩形枠状の部材であって、その四隅に分割コア３１ｍを当て止めする当て止め部４５０が設けられている。当て止め部４５０によって、分割コア３１ｍと分割コア３２ｍとの間に所定長の離隔部が形成される。一方、中間分割片４６は、概略Ｕ字状の部材であって、その四隅に分割コア３１ｍを当て止めする当て止め部４６０（図２参照）が設けられている。当て止め部４６０によって、隣接する分割コア３１ｍ，３１ｍの間に所定長の離隔部が形成される。これら離隔部には、内側樹脂部５が入り込んでギャップ３１ｇ，３２ｇ（図２参照）を形成している。

［内側樹脂部］
内側樹脂部５は、図２に示すように、巻回部２Ｂ（図示しない巻回部２Ａでも同様）の内部に配置され、巻回部２Ｂの内周面と分割コア３１ｍ（内側コア部３１）の外周面とを接合する。

内側樹脂部５は、巻回部２Ｂが一体化樹脂２０によって一体化されているため、巻回部２Ｂの内周面と外周面との間に跨がることなく、巻回部２Ｂの内部に留まっている。また、この内側樹脂部５の一部は、分割コア３１ｍと分割コア３１ｍとの間、および分割コア３１ｍと分割コア３２ｍとの間に入り込み、ギャップ３１ｇ，３２ｇを形成している。

内側樹脂部５は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂や、ＰＰＳ樹脂、ＰＡ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂、常温硬化性樹脂、あるいは低温硬化性樹脂を利用することができる。これらの樹脂にアルミナやシリカなどのセラミックスフィラーを含有させて、内側樹脂部５の放熱性を向上させても良い。内側樹脂部５は、端面介在部材４Ａ，４Ｂおよび内側介在部材４Ｃ，４Ｄと同じ材料で構成することが好ましい。三つの部材を同じ材料で構成することで、三つの部材の線膨張係数を同じにすることができ、熱膨張・収縮に伴う各部材の損傷を抑制することができる。

この内側樹脂部５の内部には大きな空隙が殆ど形成されておらず、しかも小さな空隙も殆ど形成されていない。その理由は、後述するリアクトルの製造方法の項目で詳しく述べる。

［外側樹脂部］
外側樹脂部６は、図１，２に示すように、分割コア３２ｍ（外側コア部３２）の外周全体を覆うように配置され、分割コア３２ｍを端面介在部材４Ａ，４Ｂに固定すると共に、分割コア３２ｍを外部環境から保護する。ここで、分割コア３２ｍの下面は、外側樹脂部６から露出していても構わない。その場合、分割コア３２ｍの下方部分を、端面介在部材４Ａ，４Ｂの下面とほぼ面一となるように延設することが好ましい。組合体１０の設置対象面に分割コア３２ｍの下面を直接接触させる、あるいは設置対象面と分割コア３２ｍの下面との間に接着剤や絶縁シートを介在させることで、分割コア３２ｍを含む磁性コア３の放熱性を高めることができる。

本例の外側樹脂部６は、端面介在部材４Ａ，４Ｂにおける分割コア３２ｍが配置される側に設けられ、巻回部２Ａ，２Ｂの外周面に及んでいない。分割コア３２ｍの固定と保護を行なうという外側樹脂部６の機能に鑑みれば、外側樹脂部６の形成範囲は図示する程度で十分であり、樹脂の使用量を低減できる点で好ましいと言える。もちろん、図示する例とは異なり、外側樹脂部６が巻回部２Ａ，２Ｂ側に及んでいても構わない。

本例の外側樹脂部６は、図２に示すように、端面介在部材４Ａ，４Ｂの樹脂充填孔ｈ３を介して内側樹脂部５と繋がっている。つまり、外側樹脂部６と内側樹脂部５とは同じ樹脂で一度に形成されたものである。本例と異なり、外側樹脂部６と内側樹脂部５とを個別に形成することも可能である。

外側樹脂部６は、内側樹脂部５の形成に利用できる樹脂と同様の樹脂で構成することができる。本例のように外側樹脂部６と内側樹脂部５とが繋がっている場合、両樹脂部６，５は同じ樹脂で構成される。

その他、外側樹脂部６には、組合体１０を設置対象面（例えば、ケースの底面など）に固定するための固定部６０（図１参照）が形成されている。例えば、高剛性の金属や樹脂で構成されるカラーを外側樹脂部６に埋設することで、組合体１０を設置対象面にボルトで固定するための固定部６０を形成することができる。

組合体１０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。

≪効果≫
本例のリアクトル１では、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に充填される内側樹脂部５に大きな空隙が殆ど形成されていない。特に、図２に示すように、分割コア３１ｍと分割コア３２ｍとの間、および分割コア３１ｍと分割コア３１ｍとの間に十分に内側樹脂部５が行き渡っており、内側樹脂部５で構成されるギャップ３２ｇ，３１ｇに大きな空隙が形成されていない。大きな空隙がなく、小さな空隙も少ない内側樹脂部５は強度に優れるため、リアクトル１の使用時の振動などによって内側樹脂部５が損傷し難く、リアクトル１の動作が安定する。内側樹脂部５に空隙が形成され難い理由は、後述するリアクトルの製造方法で詳しく述べる。

また、本例のリアクトル１では、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの外周が樹脂でモールドされておらず、外部環境に直接曝された状態となっているため、本例のリアクトル１は放熱性に優れたリアクトル１となる。リアクトル１の組合体１０を液体冷媒に浸漬された状態とすれば、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３〜５を参照する。
・コイル作製工程
・一体化工程
・組付工程
・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、図２を参照して説明した一体化樹脂２０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２０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２０（図２参照）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２０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２０を形成すると良い。この一体化工程は、次に説明する組付工程の後で、かつ充填工程の前に行なうこともできる。

［組付工程］
この工程では、コイル２と、磁性コア３を構成する分割コア３１ｍ，３２ｍと、絶縁介在部材４と、を組み合わせる。例えば、図３に示すように、内側介在部材４Ｃ，４Ｄに分割コア３１ｍを配置した第一組物を作製し、その第一組物を巻回部２Ａ，２Ｂの内部に配置する。そして、端面介在部材４Ａ，４Ｂを巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向の一端側端面と他端側端面に当接させ、一対の分割コア３２ｍで挟み込んで、コイル２と分割コア３１ｍ，３２ｍと絶縁介在部材４とを組み合わせた第二組物を作製する。

ここで、図４に示すように、分割コア３２ｍ（外側コア部３２）の外方側から第二組物を見たときに、分割コア３２ｍの側縁と上縁には、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に樹脂を充填するための樹脂充填孔ｈ３が形成されている。樹脂充填孔ｈ３は、端面介在部材４Ａ，４Ｂのコア挿入孔４２（図３参照）と、コア挿入孔４２に嵌め込まれた外側コア部３２と、の隙間によって形成される。また、分割コア３２ｍの貫通孔ｈ１，ｈ２の奥には、コア挿入孔４２と分割コア３１ｍ（内側コア部３１）との隙間が見えており、この隙間も樹脂充填孔ｈ４として機能する。

［充填工程］
充填工程では、第二組物における巻回部２Ａ，２Ｂの内部に樹脂を充填する。本例では、図５に示すように、第二組物を金型７内に配置し、金型７内に樹脂を注入する射出成形を行なう。図５は、金型７と第二組物の水平断面を示しており、樹脂の流れを黒塗り矢印で示している。また、この図５では内側介在部材の図示を省略している。

樹脂の注入は、金型７の二つの樹脂注入孔７０から行なう。樹脂注入孔７０は、分割コア３２ｍの両貫通孔ｈ１，ｈ２に対応する位置に設けられており、樹脂の注入は、各分割コア３２ｍの外方側（コイル２の反対側）から行なわれる。金型７内に充填された樹脂は、分割コア３２ｍの外周を覆うと共に、分割コア３２ｍの貫通孔ｈ１，ｈ２、および端面介在部材４Ａ，４Ｂの樹脂充填孔ｈ４を介して巻回部２Ａ，２Ｂの内部に流入する。また、樹脂は、分割コア３２ｍの外周面を回り込んで、樹脂充填孔ｈ３を介しても巻回部２Ａ，２Ｂの内部に流入する。

巻回部２Ａ，２Ｂの内部に充填された樹脂は、巻回部２Ａ，２Ｂの内周面と分割コア３１ｍの外周面との間に入り込むだけでなく、隣接する二つの分割コア３１ｍ，３１ｍの間、および分割コア３１ｍと外側コア部３２（分割コア３２ｍ）との間にも入り込み、ギャップ３１ｇ，３２ｇを形成する。射出成形によって圧力をかけて巻回部２Ａ，２Ｂ内に充填された樹脂は、巻回部２Ａ，２Ｂと内側コア部３１との狭い隙間に十分に行き渡るが、巻回部２Ａ，２Ｂの外部に漏れることは殆どない。図２に示すように、巻回部２Ｂの軸方向端面と端面介在部材４Ａ，４Ｂとが面接触すると共に、巻回部２Ｂが一体化樹脂２０で一体化されているからである。

［硬化工程］
硬化工程では、熱処理などで樹脂を硬化させる。硬化した樹脂のうち、巻回部２Ａ，２Ｂの内部にあるものは図２に示すように内側樹脂部５となり、分割コア３２ｍを覆うものは外側樹脂部６となる。

［効果］
以上説明したリアクトルの製造方法によれば、図１に示すリアクトル１の組合体１０を製造することができる。このリアクトル１では、特に貫通孔ｈ１，ｈ２を介した巻回部２Ａ，２Ｂへの樹脂の流入により、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に十分な樹脂が充填されており、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に形成される内側樹脂部５に大きな空隙ができ難い。

また、本例のリアクトルの製造方法では、内側樹脂部５と外側樹脂部６とを一体に形成しており、充填工程と硬化工程が１回ずつで済むので、生産性良く組合体１０を製造することができる。

＜実施形態２＞
実施形態１の組合体１０をケースに収納し、ポッティング樹脂でケース内に埋設しても構わない。例えば、実施形態１のリアクトルの製造方法に係る組付工程で作製した第二組物をケース内に収納し、ケース内にポッティング樹脂を充填する。その場合、分割コア３２ｍ（外側コア部３２）の外周を覆うポッティング樹脂が外側樹脂部６となる。また、分割コア３２ｍの貫通孔ｈ１，ｈ２、端面介在部材４Ａ，４Ｂの樹脂充填孔ｈ３，ｈ４を介して巻回部２Ａ，２Ｂ内に流入したポッティング樹脂が内側樹脂部５となる。

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
２０ 一体化樹脂
３ 磁性コア
３１ 内側コア部 ３２ 外側コア部
３１ｍ，３２ｍ 分割コア ３１ｇ，３２ｇ ギャップ
４ 絶縁介在部材
４Ａ，４Ｂ 端面介在部材
４１ ターン収納部 ４２ コア挿入孔 ４３ 嵌合部
４Ｃ，４Ｄ 内側介在部材
４５ 端部分割片 ４６ 中間分割片 ４５０，４６０ 当て止め部
５ 内側樹脂部
６ 外側樹脂部 ６０ 固定部
７ 金型 ７０ 樹脂注入孔
ｈ１ 第一貫通孔 ｈ２ 第二貫通孔 ｈ３，ｈ４ 樹脂充填孔

Claims (13)

1. 巻線を巻回してなる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と前記巻回部の外部に配置される外側コア部とで閉磁路を形成する磁性コアと、を備えるリアクトルであって、
   前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に充填される内側樹脂部を備え、
   前記外側コア部における前記内側コア部に面する側を内方側、前記内方側と反対側を外方側としたとき、
   前記外側コア部は、前記内方側と前記外方側とに開口する貫通孔を備え、前記貫通孔の内部には、前記内側樹脂部の一部が充填されているリアクトル。
2. 前記貫通孔における前記内方側の開口部が、前記巻回部の内周面と前記内側コア部との隙間に向って開口する請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記貫通孔は一つである請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
4. 前記コイルは、並列される一対の前記巻回部を備え、
   一方の前記巻回部と他方の前記巻回部との間を、並列方向中央部としたとき、
   前記貫通孔は、
   一方の前記巻回部における前記並列方向中央部寄りの内周面と、一方の前記巻回部の内部に配置される前記内側コア部との隙間に向って開口する第一貫通孔と、
   他方の前記巻回部における前記並列方向中央部寄りの内周面と、他方の前記巻回部の内部に配置される前記内側コア部との隙間に向って開口する第二貫通孔と、を含む請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
5. 前記貫通孔における前記外方側の開口部の縁部が面取りされている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。
6. 前記外側コア部および前記内側コア部の少なくとも一方は、軟磁性粉末を含む圧粉成形体で構成される請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のリアクトル。
7. 前記外側コア部および前記内側コア部の少なくとも一方は、樹脂とその内部に分散された軟磁性粉末とを含む複合材料で構成される請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のリアクトル。
8. 前記コイルは、前記内側樹脂部とは別に設けられ、前記巻回部の各ターンを一体化する一体化樹脂を備える請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のリアクトル。
9. 前記巻回部の軸方向端面と前記外側コア部との間に介在される端面介在部材を備え、
   前記端面介在部材は、前記内側樹脂部を構成する樹脂を前記外方側から前記巻回部の内部へ充填するための樹脂充填孔を有する請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のリアクトル。
10. 前記外側コア部を前記端面介在部材に一体化する外側樹脂部を備え、
    前記外側樹脂部と前記内側樹脂部とが、前記樹脂充填孔を通じて繋がっている請求項９に記載のリアクトル。
11. 前記内側コア部は、複数の分割コアと、各分割コアの間に入り込んだ前記内側樹脂部と、で構成される請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のリアクトル。
12. 前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に介在される内側介在部材を備え、
    前記内側介在部材は、各分割コアを離隔させる複数の分割片で構成される請求項１１に記載のリアクトル。
13. コイルに備わる巻回部と、前記巻回部の内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コアとの間に樹脂を充填する充填工程を含むリアクトルの製造方法であって、
    前記リアクトルは、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載のリアクトルであり、
    前記充填工程では、前記外側コア部の前記外方側から、前記外側コア部に備わる前記貫通孔を介して、前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に前記樹脂を充填するリアクトルの製造方法。

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