JP6624520B2 - リアクトル - Google Patents

Description

本発明は、リアクトルに関する。

例えば特許文献１，２には、ハイブリッド自動車などの電動車両のコンバータに利用される磁性部品であるリアクトルが開示されている。特許文献１，２のリアクトルは、一対の巻回部を有するコイル、一部が巻回部の内部に配置される磁性コア、およびコイルと磁性コアとの間の絶縁を確保するボビン（絶縁介在部材）を備える。

特開２０１２−２５３２８９号公報 特開２０１３−４５３１号公報

近年の電動車両の発達に伴い、リアクトルの性能の向上が求められている。例えば、リアクトルの放熱性を高めることで、リアクトルに熱が籠ることによるリアクトルの磁気特性の変化を抑制することが求められている。また、リアクトルには、小型で磁気特性に優れることが求められている。このような要請に応えるべく、リアクトルの構成の再検討が行なわれている。

そこで、本開示は、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、小型で磁気特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。

本開示に係るリアクトルは、
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を有する磁性コアと、
前記巻回部と前記内側コア部との間の絶縁を確保する内側介在部材と、を備えるリアクトルであって、
前記内側介在部材は、その内周面側が凹むことで厚みが薄くなった薄肉部と、前記薄肉部よりも厚みが厚くなった厚肉部と、を備え、
前記内側コア部は、前記内側介在部材に対向する外周面に、前記薄肉部の内周面形状に沿った形状を有するコア側凸部を備え、
前記薄肉部の厚さが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、前記厚肉部の厚さが１．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下で、
前記内側コア部と前記内側介在部材との間の少なくとも一部にクリアランスがあり、
前記内側介在部材と前記巻回部とが実質的に密着している。

上記リアクトルは、放熱性に優れる。また、上記リアクトルは、小型で磁気特性に優れる。

実施形態１に示す一対の巻回部を有するコイルを備えるリアクトルの概略斜視図である。 実施形態１に示すリアクトルに備わるモールドコイルの概略斜視図である。 実施形態に１に示すリアクトルの組合体の分解上面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ断面図と、その部分拡大図である。 図４とは別の介在側凹部を備える内側介在部材と、その内外に配置される内側コア部および巻回部の位置関係を示す部分拡大図である。 実施形態１に示す内側コア部の概略斜視図である。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。

内側介在部材は、射出成形によって形成されることが多い。射出成形品の寸法は、内側介在部材の厚みが薄くなるとバラツキ易い。そのため、従来は、内側介在部材の厚みを一定以上（例えば２．５ｍｍ以上）としたり、特許文献１，２に記載のように、内側介在部材にリブを設けるなどして、内側介在部材の寸法精度を上げることが行なわれている。しかし、このような構成では、巻回部と内側コア部の距離が大きくなってしまう。そのため、内側コア部から巻回部への放熱性には制約があり、巻回部の断面積を一定とした場合に、巻回部の内部に配置される内側コア部の磁路断面積を一定以上大きくすることができない。本願発明者らは、これらの点に鑑みて、以下に示す実施形態に係るリアクトルを完成させた。

＜１＞実施形態に係るリアクトルは、
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を有する磁性コアと、
前記巻回部と前記内側コア部との間の絶縁を確保する内側介在部材と、を備えるリアクトルであって、
前記内側介在部材は、その内周面側が凹むことで厚みが薄くなった薄肉部と、前記薄肉部よりも厚みが厚くなった厚肉部と、を備え、
前記内側コア部は、前記内側介在部材に対向する外周面に、前記薄肉部の内周面形状に沿った形状を有するコア側凸部を備え、
前記薄肉部の厚さが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、前記厚肉部の厚さが１．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下で、
前記内側コア部と前記内側介在部材との間の少なくとも一部にクリアランスがあり、
前記内側介在部材と前記巻回部とが実質的に密着している。

金型内に樹脂を注入する射出成形で内側介在部材を作製する場合、金型の隙間が広い箇所に注入された樹脂が厚肉部、金型の隙間が狭い箇所に注入された樹脂が薄肉部となる。金型の隙間が広い部分は、金型の隙間全体に樹脂を素早く行き渡らせる機能を果たす。そのため、従来よりも厚みが薄い薄肉部を備えていても、所定厚さ以上の厚肉部を備える内側介在部材は、設計寸法通りに作製し易い。コイルの巻回部の内周に内側介在部材を実質的に密着させるには、巻回部に樹脂をモールドするか、または巻回部に内側介在部材を圧入することになる。いずれの場合であっても、内側介在部材が設計寸法通りに作製できることで、巻回部の内周に内側介在部材を実質的に密着した状態とすることができる。ここで、巻回部に樹脂をモールドする場合も、巻回部に内側介在部材を圧入する場合も、内側介在部材と巻回部の界面の一部に離隔箇所が形成されることがある。そこで、上記界面の一部に離隔箇所があっても、界面全体に占める離隔箇所の総面積が小さければ（例えば、４０％以下、あるいは２０％以下であれば）、内側介在部材と巻回部とが実質的に密着していると見做す。

上記内側介在部材の寸法のバラツキが小さいと、内側コア部と内側介在部材との間のクリアランスが小さくなるように内側介在部材を設計しても、内側介在部材に内側コア部を挿入できないといった不具合を抑制できる。

上記クリアランスを小さくできることで、内側コア部から巻回部までの距離を小さくでき、内側コア部から巻回部への放熱性を向上させることができる。しかも、コイルの巻回部と内側介在部材とが実質的に密着しているため、両者の間の熱伝導性が良好で、内側コア部から巻回部への放熱性を向上させることができる。特に、実施形態のリアクトルでは、薄肉部の凹み（以下、介在側凹部と呼ぶ場合がある）に、内側コア部のコア側凸部が配置されているため、コア側凸部から巻回部までの放熱距離が短く、その結果、リアクトルの放熱性を向上させることができる。

また、上記クリアランスを小さくできることで、巻回部を大きくすること無く、巻回部内の内側コア部の磁路断面積を大きくすることができる。特に、実施形態のリアクトルでは、内側介在部材の介在側凹部に、内側コア部のコア側凸部が配置されることで、内側コア部の磁路断面積が大きくなっている。そのため、巻回部の大きさを変えることなく、介在側凹部を有さない従来の内側介在部材を用いたリアクトルよりも内側コア部の磁路断面積を大きくできる。

さらに、実施形態の構成には、コイルの巻回部の内周に密着する内側介在部材によってリアクトルの使用に伴う巻回部の伸縮を抑制し易いという利点がある。

＜２＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記内側介在部材が、前記巻回部の内部にモールドされた樹脂によって構成されている形態を挙げることができる。

巻回部を金型内に配置し、巻回部の内部に樹脂をモールドして内側介在部材を形成する場合、巻回部とその内部に配置される金型の中子との隙間が広い箇所に注入された樹脂が厚肉部、金型の隙間が狭い箇所に注入された樹脂が薄肉部となる。巻回部に樹脂モールドして内側介在部材を形成することで、巻回部と内側介在部材とを確実に密着させることができる。また、巻回部と内側介在部材とを一体に形成できるため、巻回部と内側介在部材との組付けの手間を低減でき、リアクトルの生産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の一形態として、
前記薄肉部の厚さと前記厚肉部の厚さとの差が０．２ｍｍ以上である形態を挙げることができる。

薄肉部と厚肉部との差を０．２ｍｍ以上とすることで、薄肉部に対応する金型の狭小箇所への樹脂の充填性をより十分に確保しつつ、内側介在部材の寸法のバラツキを小さくすることができる。

＜４＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記薄肉部の厚さが０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下、前記厚肉部の厚さが１．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である形態を挙げることができる。

薄肉部の厚さを上記範囲とすることで、巻回部と内側コア部のコア側凸部との間の距離を十分に短くでき、リアクトルの放熱性をより向上させることができる。また、厚肉部の厚さを上記範囲とすることで、内側介在部材の寸法のバラツキをより一層、小さくすることができる。

＜５＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記厚肉部と前記薄肉部は、前記内側介在部材の周方向に分散して複数存在する形態を挙げることができる。

上記構成を備える内側介在部材を作製する金型では、樹脂を注入する際に金型の隙間全体に樹脂が行き渡り易く、寸法のバラツキが小さい内側介在部材を作製し易い。つまり、上記構成を備える内側介在部材は、その寸法のバラツキが小さい内側介在部材であって、リアクトルの放熱性と磁気特性を向上させることができる。特に、金型における樹脂を注入する隙間の周方向に隙間が狭い部分と隙間が広い部分が交互に並んだ状態となっていれば、より一層、金型の隙間全体に樹脂が行き渡り易くなる。このような金型であれば、厚肉部と薄肉部とが内側介在部材の周方向に交互に並んだ内側介在部材を、寸法精度良く作製することができる。

＜６＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記厚肉部は、前記巻回部の軸方向における前記内側介在部材の端面に達している形態を挙げることができる。

射出成形で内側介在部材を作製する場合、金型における内側介在部材の端面となる位置から樹脂を注入することが多い。この場合、内側介在部材の端面が樹脂の入口となるため、厚肉部に対応する大きな隙間がその樹脂の入口にあると、内側介在部材の成形性が向上する。ここで、内側介在部材の端面に達する厚肉部を備える内側介在部材を作製する場合、樹脂の入口に、厚肉部に対応する隙間が広くなった部分が形成される。そのため、上記構成の内側介在部材は、成形性に優れ、薄肉部の厚みが薄くても精度良く作製することができる。

＜７＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記内側介在部材の外周面は、前記巻回部の内周面形状に沿った形状である形態を挙げることができる。

内側介在部材の外周面が巻回部の内周面形状に沿った形状でであれば、内側介在部材と巻回部の間に隙間がほぼ無くなり、内側コア部の外周面と、内側介在部材の内周面とのクリアランスを小さくし易い。その結果、リアクトルの放熱性と磁気特性を向上させ易い。

＜８＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記薄肉部から前記厚肉部に向かって徐々に前記内側介在部材の厚みが増す形態を挙げることができる。

内側介在部材の厚みが薄肉部から厚肉部に向かって徐々に増す形態とすることで、内側介在部材の成形性を向上させることができる。厚みが薄肉部から厚肉部に向かって徐々に増す構成には、例えば薄肉部から厚肉部に向かって曲面で構成されていたり、傾斜面で構成されていたりすることが挙げられる。上記構成によって内側介在部材の成形性が向上するのは、内側介在部材を射出成形する際、金型における厚肉部となる部分に注入された樹脂が、薄肉部となる部分に向って流れ込み易くなるからである。

＜９＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記内側コア部と前記内側介在部材との間に形成される前記クリアランスが、０ｍｍ超０．３ｍｍ以下である形態を挙げることができる。

上記クリアランスが０ｍｍ超０．３ｍｍ以下であれば、リアクトルの放熱性と磁気特性をより向上させることができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本願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、本願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＞
≪全体構成≫
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。このリアクトル１の特徴の一つとして、絶縁介在部材４の一部（後述する図２，４，５の内側介在部材４１）の形状が従来と異なることを挙げることができる。まずリアクトル１の各構成を図１〜図３に基づいて簡単に説明した後、内側介在部材４１の形状や、内側介在部材４１と、その内外に配置される磁性コア３および巻回部２Ａ，２Ｂとの関係について図４〜図６を参照して詳しく説明する。

≪コイル≫
本実施形態におけるコイル２は、並列された一対の巻回部２Ａ，２Ｂと、両巻回部２Ａ，２Ｂを連結する連結部と、を備える。コイル２の両端部２ａ，２ｂは、巻回部２Ａ，２Ｂから引き出されて、図示しない端子部材に接続される。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が接続される。本例のコイル２に備わる各巻回部２Ａ，２Ｂは、互いに同一の巻数、同一の巻回方向で概略角筒状に形成され、各軸方向が平行になるように並列されている。各巻回部２Ａ，２Ｂで巻数や巻線の断面積が異なっても良い。また、本例の連結部は、巻回部２Ａ，２Ｂを繋ぐ巻線をフラットワイズ曲げすることで形成されており、後述する連結部被覆部７１に覆われ、外部から見えないようになっている。

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。

本例のコイル２は、図２に示すように、絶縁性樹脂で構成されるコイルモールド部７を備える形態で用いられる。コイルモールド部７の一部は、後述する絶縁介在部材４として機能する。

≪磁性コア≫
本例の磁性コア３は、図３に示すように、上面視した形状が概略Ｕ字状の二つの分割コア３Ａ，３Ｂを組み合わせて構成されている。磁性コア３は、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。

内側コア部３１は、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂ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。例えば、巻回部２Ａ，２Ｂの内部から端面の外側に突出している部分も、内側コア部３１の一部である。

本例の各内側コア部３１は、分割コア３ＡのＵ字の一方の突出部と、分割コア３ＢのＵ字の一方の突出部とで構成されている。両突出部の間に板状のギャップ材が配置されていても良い。ギャップ材は、例えばアルミナなどの非磁性材料で構成することができる。この内側コア部３１の全体的な概略形状は、巻回部２Ａ（２Ｂ）の内部形状に対応した形状であって、本例の場合、略直方体状である。

図３では図示を省略しているが、本例の内側コア部３１の外周面には、凹凸形状が形成されている。この内側コア部３１の外周面の凹凸形状は、後述する内側介在部材４１の内周面形状に対応している。当該凹凸形状の詳しい構成については、図４などを参照し、後ほど説明する。

外側コア部３２は、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。本例の各外側コア部３２は、分割コア３Ａ（３Ｂ）のＵ字の根元部分で構成されている。この外側コア部３２の下面は、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの下面とほぼ面一になっている（図１参照）。もちろん、両下面は面一になっていなくても構わない。

分割コア３Ａ，３Ｂ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ができる。軟磁性粉末は、鉄などの鉄族金属やその合金（Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ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。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。また、樹脂としては、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、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ナイロン６、ナイロン６６といったポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂などを利用できる。

複合材料における軟磁性粉末の含有量は、複合材料を１００％とするとき、５０体積％以上８０体積％以下が挙げられる。磁性体粉末が５０体積％以上であることで、磁性成分の割合が十分に高いため、飽和磁束密度を高め易い。磁性体粉末が８０体積％以下であると、磁性体粉末と樹脂との混合物の流動性が高く、成形性に優れた複合材料とすることができる。磁性体粉末の含有量の下限は、６０体積％以上とすることが挙げられる。また、磁性体粉末の含有量の上限は、７５体積％以下、更に７０体積％以下とすることが挙げられる。

本例とは異なり、分割コア３Ａ，３Ｂ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構成することもできる。軟磁性粉末には、複合材料の成形体に使用できる軟磁性粉末と同じものを利用することができる。分割コア３Ａ，３Ｂの突出部は、後述する絶縁介在部材４の内側介在部材４１の内部に挿入されるため、圧粉成形体の外周に樹脂モールド部を形成し、圧粉成形体を保護しても構わない。

≪絶縁介在部材≫
絶縁介在部材４は、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る。本例では、絶縁介在部材４は、巻回部２Ａ，２Ｂに樹脂をモールドすることで形成されるコイルモールド部７の一部で構成される。コイルモールド部７は、絶縁介在部材４と、巻回部２Ａ，２Ｂの外周側の曲げの角部の位置で各ターンを一体化するターン被覆部７０と、巻回部２Ａ，２Ｂの連結部（図示せず）を覆う連結部被覆部７１と、を備える。

コイルモールド部７の一部で構成される絶縁介在部材４は、図２に示すように、一対の内側介在部材４１，４１と、一対の端面介在部材４２，４２と、を備える。内側介在部材４１は、巻回部２Ａ（２Ｂ）の内部に形成され、巻回部２Ａ（２Ｂ）の内周面と内側コア部３１（図４）の外周面との間に介在される。端面介在部材４２は、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向の一端面（他端面）に配置され、巻回部２Ａ，２Ｂの端面と外側コア部３２（図１）との間に介在される。

端面介在部材４２における二点鎖線の内側は、内側介在部材４１，４１である。そのため、端面介在部材４２には、内側介在部材４１の内部に形成される貫通孔４１ｈが開口している。貫通孔４１ｈの開口部は、内側介在部材４１の内部に内側コア部３１を挿入するための入口となる。貫通孔４１ｈを構成する内側介在部材４１の内周面は凹凸形状に形成されている。この点については、図４，図５を参照して後ほど説明する。

端面介在部材４２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。その枠状の端面介在部材４２に外側コア部３２（図１）が嵌り込むようになっている。

上記構成を備える絶縁介在部材４は、例えば、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。

≪その他の構成≫
本例のリアクトル１は、ケースレスの構成であるが、ケースの内部に組合体１０を配置した構成とすることもできる。

≪内側介在部材と、内側コア部および巻回部との関係≫
図４は、図１における巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に直交するＩＶ−ＩＶ断面図である。この図４では、コイル２の端部２ａ，２ｂの図示を省略している。また、図４では、各部材の形状を誇張して示している。

図４の丸囲み拡大図に示すように、内側介在部材４１は、その内周面４１０に複数の介在側凹部４１１が形成されている。内側介在部材４１は、介在側凹部４１１により内周面４１０が凹むことで厚みが薄くなった薄肉部４１ａと、薄肉部４１ａよりも厚みが厚くなった厚肉部４１ｂとを備える。

介在側凹部４１１の延伸方向（図４の紙面奥行き方向であって、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に同じ）に直交する断面における介在側凹部４１１の内周面形状は特に限定されない。例えば、図４に示すように、介在側凹部４１１の内周面形状は、半円弧状とすることもできるし、図５に示すように概略矩形状とすることもできる。その他、介在側凹部４１１の内周面形状は、Ｖ溝形状や蟻溝形状としても良い。

薄肉部４１ａの厚さｔ１は０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、厚肉部４１ｂの厚さｔ２は１．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下とする。ここで、薄肉部４１ａの厚さｔ１とは、図４，５に示すように、介在側凹部４１１の最も深い位置に対応する部分の厚さ、即ち薄肉部４１ａにおける最小厚さのことである。薄肉部４１ａの厚さｔ１は、従来の均一な厚さの内側介在部材の厚さ（例えば、２．５ｍｍ）よりも明らかに薄い。また、厚肉部４１ｂの厚さｔ２とは、介在側凹部４１１が存在しない部分における最大厚さのことである。

上記構成を備える内側介在部材４１を巻回部２Ａ，２Ｂの内部に射出成形で作製する場合、射出成形の金型の隙間が広い箇所に注入された樹脂が厚肉部４１ｂ、金型の隙間が狭い箇所に注入された樹脂が薄肉部４１ａとなる。金型の隙間が広い部分は、金型の隙間全体に樹脂を素早く行き渡らせる機能を果たす。そのため、従来よりも厚みが薄い薄肉部４１ａを備えていても、所定厚さ以上の厚肉部４１ｂを備える内側介在部材４１は、設計寸法通りに作製し易く、巻回部２Ａ，２Ｂの内周に内側介在部材４１を実質的に密着した状態にできる。内側介在部材４１の寸法のバラツキが小さいと、内側コア部３１と内側介在部材４１との間の内側クリアランスｃ１が小さくなるように内側介在部材４１を設計することができる。内側クリアランスｃ１が小さくなるようにしても、内側介在部材４１の寸法精度が高いため、内側介在部材４１に内側コア部３１を挿入できないといった不具合が生じ難い。

内側介在部材４１の成形性を考慮し、複数の介在側凹部４１１は、内側介在部材４１の内周面４１０の周方向に分散して存在することが好ましい。この構成は言い換えれば、厚肉部４１ｂと薄肉部４１ａとが、内側介在部材４１の周方向に分散して複数存在する構成である。この内側介在部材４１を作製する金型では、金型における樹脂を注入する隙間の周方向に隙間が狭い部分と隙間が広い部分が交互に並んだ状態になっている。このような金型であれば、樹脂を注入する際に金型の隙間全体に樹脂が行き渡り易く、寸法のバラツキが小さい内側介在部材４１を作製し易い。特に、本例のように、薄肉部４１ａと厚肉部４１ｂが内側介在部材４１の軸方向に沿った構成であれば、成形時の金型内への樹脂の充填が一層容易である。

また、内側介在部材４１の成形性を考慮し、厚肉部４１ｂが、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向における内側介在部材４１の端面に達していることが好ましい。全部の厚肉部４１ｂが、図２に示すように内側介在部材４１の端面に達していることが好ましい。射出成形で内側介在部材４１を作製する場合、金型における内側介在部材４１の端面となる位置から樹脂を注入することが多い。この場合、樹脂の入口となる位置の金型の隙間が大きいと、内側介在部材４１の成形性が向上する。つまり、内側介在部材４１の端面に達する厚肉部４１ｂを備える内側介在部材４１は、成形性に優れ、薄肉部４１ａの厚みが薄くても精度良く作製することができる。

一方、上記内側介在部材４１の内部（貫通孔４１ｈ）に配置される内側コア部３１は、その外周面（コア外周面３１９）に形成されるコア側凸部３１１を備える（図６を合わせて参照）。コア側凸部３１１は、内側介在部材４１の内周面４１０に形成される介在側凹部４１１に対応する形状を備える。既に述べたように、介在側凹部４１１が形成される内側介在部材４１の薄肉部４１ａは、従来の厚さが均一な内側介在部材よりも薄い。そのため、介在側凹部４１１に配置されるコア側凸部３１１を備える内側コア部３１の磁路断面積は、コア側凸部３１１の分だけ、確実に従来の内側コア部よりも大きくなる。

上記コア側凸部３１１は、薄肉部４１ａの位置でも厚肉部４１ｂの位置でも内側クリアランスｃ１がほぼ一定となるように形成することが好ましい。また、その一定の内側クリアランスｃ１は、内側介在部材４１を設計寸法通りに作製し易いことから、０ｍｍ超０．３ｍｍ以下とすることができる。内側クリアランスｃ１を小さくできることで、内側コア部３１から巻回部２Ａ，２Ｂまでの距離を小さくでき、内側コア部３１から巻回部２Ａ，２Ｂへの放熱性を向上させることができる。また、内側クリアランスｃ１を小さくできることで、巻回部２Ａ，２Ｂの大きさが同じであれば、従来の内側介在部材を用いた場合よりも、内側コア部３１の磁路断面積を大きくできる。内側介在部材４１の貫通孔４１ｈへの内側コア部３１の挿入のし易さ、内側コア部３１から巻回部２Ａ，２Ｂへの放熱性の向上効果、および内側コア部３１の磁路断面積の増加効果を考慮して、内側クリアランスｃ１は、０．２ｍｍ以下、更には０．１ｍｍ以下とすることが好ましい。

内側介在部材４１の外周面４１９は、巻回部２Ａ，２Ｂの内周面形状に沿った形状とすることが好ましい。そうすることで、内側介在部材４１と巻回部２Ａ，２Ｂとの間に隙間がほぼ無くなり、内側コア部３１から巻回部２Ａ，２Ｂまでの距離を小さくできる。その結果、内側コア部３１から巻回部２Ａ，２Ｂへの放熱性を向上させることができ、かつ内側コア部３１の磁路断面積を大きくできる。

［より好ましい構成］
厚肉部４１ｂに対応する金型の隙間が広い部分が、内側介在部材４１の成形性を良好にすることを考慮して、薄肉部４１ａの厚さｔ１と厚肉部４１ｂの厚さｔ２との差（厚さｔ２−厚さｔ１）を０．２ｍｍ以上とすることが好ましい。薄肉部４１ａと厚肉部４１ｂを具体的な数値で規定するなら、薄肉部４１ａの厚さｔ１が０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下、厚肉部４１ｂの厚さｔ２が１．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることが好ましく、薄肉部４１ａの厚さｔ１が０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、厚肉部４１ｂの厚さｔ２が１．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることがより好ましい。

薄肉部４１ａから厚肉部４１ｂに向って徐々に内側介在部材４１の厚みが増す形態とすることで、内側介在部材４１の成形性を向上させることができる。内側介在部材４１を射出成形する際、金型における厚肉部４１ｂとなる部分に注入された樹脂が、薄肉部４１ａとなる部分に流れ込み易くなるからである。上記形態の具体例として、例えば、図４，５に示すように、薄肉部４１ａの幅方向縁部（厚肉部４１ｂがある方向の縁部）を、内側介在部材４１の外方側に凹となる丸みを帯びた形状とすることが挙げられる。さらに、厚肉部４１ｂの幅方向縁部（薄肉部４１ａがある方向の縁部）を、内側介在部材４１の外方側に凸となる丸みを帯びた形状とすることも好ましい。上記幅方向縁部は円弧状とすることができ、その場合、円弧の曲率半径は０．０５ｍｍ以上２０ｍｍ以下、更には０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることができる。円弧の曲率半径が大きいと、図４に示すように薄肉部４１ａの幅方向縁部と厚肉部４１ｂの幅方向縁部とが繋がったようになり、内側介在部材４１の内周面４１０が波形形状となる。円弧の曲率半径が小さいと、図５に示すように、内側介在部材４１の内周面４１０は、角が丸い矩形溝状の介在側凹部４１１が並んだ形状となる。その他、角が丸いＶ字溝状の介在側凹部４１１が並んだ形状としても構わない。

内側介在部材４１の内部に内側コア部３１を挿入する構成では、厚肉部４１ｂは、内側介在部材４１の軸方向（巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に同じ）における一端側の端面から他端側の端面に及ぶ形状とすることが好ましい。金型における内側介在部材４１の端面となる位置から樹脂を注入する場合、内側介在部材４１の端面が樹脂の入口となるため、厚肉部４１ｂに対応する大きな隙間がその樹脂の入口にあると、内側介在部材４１の成形性が向上するからである。この内側介在部材４１の形状を言い換えると、介在側凹部４１１（薄肉部４１ａ）が、内側介在部材４１の軸方向における一端側の端面から他端側の端面に及ぶ形状である。このような内側介在部材４１に対応する内側コア部３１は、図６に示すように、コア外周面３１９に形成される複数のコア側凸部３１１を備える。図６のコア側凸部３１１は、内側コア部３１の軸方向に沿った突条に形成されており、各コア側凸部３１１は、コア外周面３１９の周方向に所定の間隔を空けて配置されている。図６に示すコア外周面３１９を備える内側コア部３１を内側介在部材４１に挿入する際、内側介在部材４１に対して内側コア部３１がズレることなく、スムースに内側コア部３１を内側介在部材４１に挿入することができる。

≪リアクトルの製造方法≫
実施形態１のリアクトル１は、図３に示すように、コイルモールド部７を有するコイル２と、分割コア３Ａ，３Ｂを別個に作製し、組み合わせることで作製することができる。具体的には、コイル２のコイルモールド部７で構成される内側介在部材４１，４１の貫通孔４１ｈ，４１ｈ（図２）に、分割コア３Ａ，３Ｂの突出部を挿入する。突き合わされる両分割コア３Ａ，３Ｂの一対の突出部の間にギャップ材を挟み込んでも構わない。

＜変形例１−１＞
磁性コア３の分割状態は、実施形態１の例示に限定されるわけではない。例えば、例えば、略Ｊ字状の二つの分割コアを組み合わせて磁性コアを構成することもできる。また、一対の内側コア部と一対の外側コア部の四つを組み合わせて磁性コアを構成することもできる。もちろん、複数の分割コアを組み合わせて一つの内側コア部を構成することもできる。

＜実施形態２＞
実施形態１では、コイル２が一対の巻回部２Ａ，２Ｂを備える形態を説明した。これに対して、一つの巻回部を有するコイルを備えるリアクトルにおいても、実施形態１と同様の構成を採用することができる。

一つの巻回部を有するコイルを利用する場合、磁性コアは、上面視したときの形状が概略Ｅ字状の二つの分割コアを組み合わせて構成すると良い。この場合、分割コアのＥ字の真ん中の突出部が、内側介在部材の内部に挿入されて内側コア部が形成される。また、分割コアのＥ字の真ん中の突出部以外の部分で、外側コア部が形成される。言うまでもないが、磁性コアの分割状態は、Ｅ字型に限定されるわけではない。

本例の場合も、実施形態１と同様に、薄肉部と厚肉部とを備える内側介在部材を、巻回部と内側コア部との間に介在させると良い。

＜用途＞
実施形態のリアクトルは、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に利用することができる。

１ リアクトル
１０ 組合体
２ コイル
２Ａ，２Ｂ 巻回部 ２ａ，２ｂ 端部
３ 磁性コア
３Ａ，３Ｂ 分割コア
３１ 内側コア部 ３２ 外側コア部 ３１１ コア側凸部
３１９ コア外周面
４ 絶縁介在部材
４１ 内側介在部材 ４１ｈ 貫通孔
４１０ 内周面 ４１１ 介在側凹部 ４１９ 外周面
４１ａ 薄肉部 ４１ｂ 厚肉部
４２ 端面介在部材
７ コイルモールド部
７０ ターン被覆部 ７１ 連結部被覆部
ｃ１ 内側クリアランス

Claims (9)

1. 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を有する磁性コアと、
   前記巻回部と前記内側コア部との間の絶縁を確保する内側介在部材と、を備えるリアクトルであって、
   前記内側介在部材は、その内周面側が凹むことで厚みが薄くなった薄肉部と、前記薄肉部よりも厚みが厚くなった厚肉部と、を備え、
   前記内側コア部は、前記内側介在部材に対向する外周面に、前記薄肉部の内周面形状に沿った形状を有するコア側凸部を備え、
   前記薄肉部の厚さが０．２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、前記厚肉部の厚さが１．１ｍｍ以上２．５ｍｍ以下で、
   前記内側コア部と前記内側介在部材との間の少なくとも一部にクリアランスがあり、
   前記内側介在部材と前記巻回部とが実質的に密着しているリアクトル。
2. 前記内側介在部材が、前記巻回部の内部にモールドされた樹脂によって構成されている請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記薄肉部の厚さと前記厚肉部の厚さとの差が０．２ｍｍ以上である請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
4. 前記薄肉部の厚さが０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下、前記厚肉部の厚さが１．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
5. 前記厚肉部と前記薄肉部は、前記内側介在部材の周方向に分散して複数存在する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。
6. 前記厚肉部は、前記巻回部の軸方向における前記内側介在部材の端面に達している請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のリアクトル。
7. 前記内側介在部材の外周面は、前記巻回部の内周面に沿った形状である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のリアクトル。
8. 前記薄肉部から前記厚肉部に向かって徐々に前記内側介在部材の厚みが増す請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のリアクトル。
9. 前記内側コア部と前記内側介在部材との間に形成される前記クリアランスが、０ｍｍ超０．３ｍｍ以下である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のリアクトル。

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