WO2018159254A1 - リアクトル - Google Patents

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WO2018159254A1
WO2018159254A1 PCT/JP2018/004416 JP2018004416W WO2018159254A1 WO 2018159254 A1 WO2018159254 A1 WO 2018159254A1 JP 2018004416 W JP2018004416 W JP 2018004416W WO 2018159254 A1 WO2018159254 A1 WO 2018159254A1
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winding
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thin
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和嗣 草別
慎太郎 南原
悠作 前田
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株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/266—Fastening or mounting the core on casing or support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/12—Insulating of windings

Definitions

  • the present invention relates to a reactor.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-036000 filed on Feb. 28, 2017, and incorporates all the contents described in the above Japanese application.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a reactor that is a magnetic component used in a converter of an electric vehicle such as a hybrid vehicle.
  • the reactors of Patent Documents 1 and 2 include a coil having a pair of winding parts, a magnetic core partially disposed inside the winding part, and a bobbin (insulating interposition) that ensures insulation between the coil and the magnetic core. Member).
  • the reactor according to the present disclosure is A coil having a winding part; A magnetic core having an inner core portion disposed inside the winding portion; An inner interposed member that secures insulation between the wound portion and the inner core portion, and a reactor comprising:
  • the inner interposed member includes a thin portion whose thickness is reduced by recessing the inner peripheral surface side, and a thick portion whose thickness is thicker than the thin portion,
  • the inner core portion includes a core-side convex portion having a shape along the inner peripheral surface shape of the thin-walled portion on an outer peripheral surface facing the inner interposed member.
  • the thickness of the thin part is 0.2 mm or more and 1.0 mm or less, the thickness of the thick part is 1.1 mm or more and 2.5 mm or less,
  • the inner core portion and the inner interposed member are substantially in close contact with each other, and the inner intermediate member and the winding portion are substantially in close contact with each other.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the reactor combination shown in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1 and a partially enlarged view thereof. It is the elements on larger scale which show the positional relationship of the inner side interposed member provided with the intervention side recessed part different from FIG. 3, the inner core part arrange
  • an object of the present disclosure is to provide a reactor having excellent heat dissipation. Another object of the present disclosure is to provide a small reactor having excellent magnetic characteristics.
  • the inner intervening member is often formed by injection molding.
  • the dimensions of the injection-molded product are likely to vary when the thickness of the inner interposed member is reduced. Therefore, conventionally, the thickness of the inner interposed member is set to a certain value (for example, 2.5 mm or more), or the inner interposed member is provided with ribs as described in Patent Documents 1 and 2, for example. Increasing accuracy is being done. However, in such a configuration, the distance between the winding part and the inner core part becomes large. Therefore, heat dissipation from the inner core part to the winding part is limited, and when the cross-sectional area of the winding part is constant, the magnetic path cross-sectional area of the inner core part arranged inside the winding part is It cannot be larger than a certain level. In view of these points, the present inventors have completed the reactor according to the embodiment described below.
  • the reactor according to the embodiment is A coil having a winding part; A magnetic core having an inner core portion disposed inside the winding portion; An inner interposed member that secures insulation between the wound portion and the inner core portion, and a reactor comprising:
  • the inner interposed member includes a thin portion whose thickness is reduced by recessing the inner peripheral surface side, and a thick portion whose thickness is thicker than the thin portion,
  • the inner core portion includes a core-side convex portion having a shape along the inner peripheral surface shape of the thin-walled portion on an outer peripheral surface facing the inner interposed member.
  • the thickness of the thin part is 0.2 mm or more and 1.0 mm or less, the thickness of the thick part is 1.1 mm or more and 2.5 mm or less,
  • the inner core portion and the inner interposed member are substantially in close contact with each other, and the inner intermediate member and the winding portion are substantially in close contact with each other.
  • the resin injected into the part where the mold gap is wide is thick and the resin injected into the part where the mold gap is narrow is thin. Part.
  • the portion where the gap between the molds is wide serves to quickly spread the resin over the entire gap between the molds. Therefore, even if it has a thin part thinner than the conventional thickness, an inner interposition member having a thick part greater than or equal to a predetermined thickness is easy to produce according to the design dimensions.
  • a technique such as resin molding or press fitting is used.
  • the inner intervening member can be produced according to the design dimensions, so that the three members can be substantially in close contact with each other.
  • a separation portion may be formed at a part of the interface between the inner core part and the inner interposed member or the interface between the inner interposed member and the winding part. Therefore, even if there is a separation portion at a part of each interface, if the total area of the separation portions occupying the entire interface is small (for example, 40% or less, or 20% or less), the three parties substantially Assume that they are in close contact.
  • the inner intervening member having a thin portion thinner than the conventional one can reduce the distance from the inner core portion to the winding portion, and can improve the heat dissipation from the inner core portion to the winding portion. Moreover, since the inner core part and the inner interposed member, and the inner intermediate member and the winding part are in close contact with each other, the heat conductivity between the three parties is good and the heat dissipation from the inner core part to the winding part is improved. Can be made. In particular, in the reactor according to the embodiment, since the core-side convex portion of the inner core portion is disposed in the dent of the thin-walled portion (hereinafter sometimes referred to as an intervening concave portion), from the core-side convex portion to the winding portion. As a result, the heat dissipation of the reactor can be improved.
  • the inner interposed member has a thin portion that is thinner than the conventional one, the magnetic path cross-sectional area of the inner core portion in the winding portion can be increased without increasing the winding portion.
  • the magnetic path cross-sectional area of the inner core portion is increased by disposing the core-side convex portion of the inner core portion in the intervening concave portion of the inner interposed member. Therefore, the magnetic path cross-sectional area of the inner core portion can be made larger than that of the reactor using the conventional inner interposed member that does not have the intervening concave portion without changing the size of the winding portion.
  • the gap between the winding part and the mold core arranged in the inside is wide.
  • the resin injected into the part becomes the thick part, and the resin injected into the part where the gap between the molds is narrow becomes the thin part.
  • the inner interposition member and the inner core portion can be securely adhered.
  • the inner core portion can be formed inside the molded coil simply by filling the inside of the molded coil with a composite material. Therefore, the productivity of the reactor can be improved.
  • the thickness of the said thin part can be mentioned 0.2 mm or more and 0.7 mm or less, and the thickness of the said thick part can be 1.1 mm or more and 2.0 mm or less.
  • the thickness of the thin portion By setting the thickness of the thin portion within the above range, the distance between the winding portion and the core-side convex portion of the inner core portion can be sufficiently shortened, and the heat dissipation of the reactor can be further improved. Moreover, the variation of the dimension of an inner interposed member can be made still smaller by making the thickness of a thick part into the said range.
  • the thick part and the thin part may include a plurality of dispersed parts in the circumferential direction of the inner interposed member.
  • the inner interposition member having the above-described configuration is an inner interposition member with small variations in dimensions, and can improve the heat dissipation and magnetic characteristics of the reactor.
  • the resin can more easily spread throughout the gaps of the mold.
  • the resin When producing the inner interposed member by injection molding, the resin is often injected from a position that is an end surface of the inner interposed member in the mold. In this case, since the end face of the inner interposed member serves as an inlet for the resin, if there is a large gap corresponding to the thick portion at the inlet of the resin, the moldability of the inner interposed member is improved.
  • the inner interposed member having a thick portion reaching the end surface of the inner interposed member is produced, a portion where a gap corresponding to the thick portion is widened is formed at the resin inlet. Therefore, the inner interposed member having the above configuration is excellent in moldability and can be accurately manufactured even if the thickness of the thin portion is small.
  • the outer peripheral surface of the inner interposed member may include a shape that is in a shape along the inner peripheral surface of the winding part.
  • the outer peripheral surface of the inner interposed member is shaped along the inner peripheral surface shape of the winding portion, there is almost no gap between the inner interposed member and the winding portion, and the inner core portion inside the inner interposed member is removed. It is easy to reduce the distance to the winding part. As a result, it is easy to improve the heat dissipation and magnetic characteristics of the reactor.
  • the formability of the inner interposed member can be improved by adopting a form in which the thickness of the inner interposed member gradually increases from the thin portion toward the thick portion.
  • Examples of the configuration in which the thickness gradually increases from the thin wall portion to the thick wall portion include, for example, a curved surface or an inclined surface from the thin wall portion to the thick wall portion.
  • the above-described configuration improves the moldability of the inner interposed member.
  • a reactor 1 shown in FIG. 1 includes a combined body 10 in which a coil 2, a magnetic core 3, and an insulating interposed member 4 are combined.
  • One of the features of the reactor 1 is that the shape of a part of the insulating interposed member 4 (inner interposed member 41 in FIGS. 2 to 4 described later) is different from the conventional one.
  • each structure of the reactor 1 will be briefly described with reference to FIGS. 1 and 2, and then the shape of the inner interposed member 41, the inner interposed member 41, the magnetic core 3 and the winding portions 2 ⁇ / b> A and 2 ⁇ / b> B disposed inside and outside thereof. The relationship will be described in detail with reference to FIGS.
  • the coil 2 in the present embodiment includes a pair of winding portions 2A and 2B arranged in parallel and a connecting portion that connects both the winding portions 2A and 2B. Both end portions 2a and 2b of the coil 2 are drawn out from the winding portions 2A and 2B and connected to a terminal member (not shown). An external device such as a power source for supplying power is connected to the coil 2 through the terminal member.
  • the winding portions 2A and 2B provided in the coil 2 of this example are formed in a substantially rectangular tube shape with the same number of turns and the same winding direction, and are arranged in parallel so that the respective axial directions are parallel. The number of turns and the cross-sectional area of the winding may be different in each winding part 2A, 2B.
  • the connection part of this example is formed by bending the winding which connects winding part 2A, 2B flatwise, and it is covered with the connection part coating
  • the coil 2 including the winding portions 2A and 2B is a coated wire having an insulating coating made of an insulating material on the outer periphery of a conductor such as a flat wire or a round wire made of a conductive material such as copper, aluminum, magnesium, or an alloy thereof. Can be configured.
  • the windings 2A and 2B are formed by edgewise winding a rectangular wire made of copper and a conductor made of enamel (typically polyamideimide). Yes.
  • the coil 2 of this example is used in a form including a coil mold portion 7 made of an insulating resin, as shown in FIG. A part of the coil mold part 7 functions as an insulating interposed member 4 to be described later.
  • the magnetic core 3 includes an outer core portion 32 (see FIG. 1) disposed outside the winding portions 2A and 2B, and an inner core portion 31 (see FIG. 3) disposed inside the winding portions 2A and 2B. , Can be divided into In this example, the outer core portion 32 and the inner core portion 31 are integrally connected.
  • the outer core portion 32 is divided in the parallel direction of the winding portions 2A and 2B by the gap portion 42g.
  • the gap part 42g is comprised by a part of end surface interposed members 42 and 42 which will be described later.
  • the gap portion 42g is not limited to the one that divides the outer core portion 32 into a plurality of core pieces having no connection portion, and may be any configuration that can divide the main portion of the magnetic path of the outer core portion 32. good. That is, the gap portion 42g may be omitted where there is no influence on the magnetic path in the outer core portion 32.
  • the gap portion 42g even if the gap portion 42g has a length that does not reach the end surface of the outer core portion 32 in the axial direction of the winding portions 2A and 2B, the gap portion 42g only needs to be interposed in a portion that becomes a magnetic path.
  • the gap portion 42g is provided in the configuration of this example, the gap portion 42g may not be provided.
  • the magnetic core 3 is composed of a composite material including soft magnetic powder and resin.
  • the soft magnetic powder is an aggregate of magnetic particles composed of an iron group metal such as iron or an alloy thereof (Fe—Si alloy, Fe—Si—Al alloy, Fe—Ni alloy, etc.).
  • An insulating coating made of phosphate or the like may be formed on the surface of the magnetic particles.
  • the resin include thermosetting resins such as epoxy resin, phenol resin, silicone resin, and urethane resin, polyamide (PA) resin such as polyphenylene sulfide (PPS) resin, nylon 6, and nylon 66, polyimide resin, and fluorine resin.
  • a thermoplastic resin such as a resin can be used.
  • the magnetic core 3 is formed by filling the case 6 with a composite material after the coil 2 is housed in the case 6 as shown in a reactor manufacturing method described later. Therefore, the outer core portion 32 of the magnetic core 3 is joined to the inner peripheral surface of the case 6.
  • the content of the soft magnetic powder in the composite material may be 50% by volume or more and 80% by volume or less when the composite material is 100%.
  • the magnetic powder is 50% by volume or more, since the ratio of the magnetic component is sufficiently high, it is easy to increase the saturation magnetic flux density.
  • the magnetic powder is 80% by volume or less, the mixture of the magnetic powder and resin has high fluidity, and a composite material excellent in moldability can be obtained.
  • the lower limit of the content of the magnetic powder is 60% by volume or more.
  • the upper limit of content of magnetic body powder is 75 volume% or less, Furthermore, 70 volume% or less is mentioned.
  • the insulating interposed member 4 is a member that ensures insulation between the coil 2 and the magnetic core 3.
  • the insulating interposed member 4 is configured by a part of a coil mold portion 7 formed by molding a resin in the winding portions 2A and 2B.
  • the coil mold part 7 includes an insulating interposed member 4, a turn covering part 70 for integrating the turns at the corners of the outer peripheral side of the winding parts 2A and 2B, and a connecting part of the winding parts 2A and 2B. And a connecting portion covering portion 71 that covers (not shown).
  • the insulating interposed member 4 configured by a part of the coil mold portion 7 includes a pair of inner interposed members 41 and 41 and a pair of end surface interposed members 42 and 42.
  • the inner interposed member 41 is formed inside the winding portion 2A (2B), and is interposed between the inner peripheral surface of the winding portion 2A (2B) and the outer peripheral surface of the inner core portion 31 (FIG. 3).
  • the end surface interposed member 42 is disposed on one end surface (the other end surface) of the winding portions 2A and 2B in the axial direction, and is interposed between the end surfaces of the winding portions 2A and 2B and the outer core portion 32.
  • the end surface interposed member 42 has a through hole 41 h formed inside the inner interposed member 41.
  • the opening of the through hole 41 h serves as an inlet for introducing the composite material that becomes the inner core portion 31 into the inner interposed member 41.
  • the inner peripheral surface of the inner interposed member 41 constituting the through hole 41h is formed in an uneven shape. This will be described later with reference to FIGS.
  • the end surface interposed member 42 is formed in a frame shape that protrudes toward the side away from the coil 2 in the axial direction of the winding portions 2A and 2B.
  • the outer surface (surface in the parallel direction of the winding portions 2A and 2B) 420 of the frame-shaped end surface interposed member 42 abuts on an edge portion 600 of core facing portions 61A and 61B of the case 6 described later.
  • the end surface interposed member 42 further includes a gap portion 42g provided between the pair of through holes 41h and 41h.
  • the gap part 42g is a plate-like member protruding toward the side away from the coil 2 in the axial direction of the winding parts 2A and 2B. As already described, the gap part 42g forms a gap at the position of the outer core part 32.
  • the magnetic characteristics of the magnetic core 3 can be adjusted by adjusting the thickness of the gap portion 42g. When adjustment of the magnetic characteristics by the gap part 42g is not necessary, the gap part 42g may not be provided.
  • the insulating interposition member 4 having the above-described configuration includes, for example, PPS resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, liquid crystal polymer (LCP), PA resin such as nylon 6 and nylon 66, polybutylene terephthalate (PBT) resin, acrylonitrile butadiene -It can be comprised with thermoplastic resins, such as a styrene (ABS) resin.
  • the insulating interposed member 4 can be formed of a thermosetting resin such as an unsaturated polyester resin, an epoxy resin, a urethane resin, or a silicone resin.
  • the resin may contain a ceramic filler to improve the heat dissipation property of the insulating interposed member 4.
  • the ceramic filler for example, nonmagnetic powder such as alumina or silica can be used.
  • the case 6 includes a bottom plate portion 60 and a side wall portion 61.
  • the bottom plate portion 60 and the side wall portion 61 may be integrally formed, or the separately prepared bottom plate portion 60 and the side wall portion 61 may be connected.
  • a material of the case 6 for example, aluminum or an alloy thereof, a nonmagnetic metal such as magnesium or an alloy thereof, or a resin can be used. If the bottom plate portion 60 and the side wall portion 61 are separated, the materials of the two 60 and 61 can be different.
  • the bottom plate portion 60 may be a nonmagnetic metal and the side wall may be a resin, or vice versa.
  • the bottom plate portion 60 includes a coil placement portion 60b on which the winding portions 2A and 2B are placed, and a core contact portion 60s that is higher than the coil placement portion 60b and contacts the bottom surface of the outer core portion 32 (FIG. 1).
  • the coil mounting part 60b is integrated with connecting parts 61C and 61D of the side wall part 61 described later, and the core contact part 60s is integrated with core facing parts 61A and 61B of the side wall part 61 described later.
  • the side wall portion 61 is composed of a pair of core facing portions 61A and 61B that face the outer peripheral surface of the outer core portion 32 (FIG. 1), and a pair of connecting portions 61C and 61D that connect the core facing portions 61A and 61B.
  • the connecting portions 61C and 61D are for connecting the core facing portions 61A and 61B to improve the rigidity of the side wall portion 61, and the height of the connecting portions 61C and 61D covers the lower bent corners of the winding portions 2A and 2B. There is only. Therefore, as shown in FIG.
  • the outer side surface in the parallel direction in the winding portion 2 ⁇ / b> A and the outer side surface in the parallel direction in the winding portion 2 ⁇ / b> B are exposed to the outside of the case 6. That is, the side wall 61 of the case 6 of this example is formed by notching a portion corresponding to the outer side surface in the parallel direction of the winding portions 2A and 2B, and the outer side surface is exposed to the outside of the case 6. In other words, the shape includes the notch 61E.
  • the core facing portions 61A and 61B are formed in a substantially C shape when viewed from above.
  • the core facing portions 61 ⁇ / b> A and 61 ⁇ / b> B are a pair of an end surface cover portion 61 e that covers an end surface (an end surface opposite to the coil 2) of the outer core portion 32 (FIG. 1) and a side surface of the outer core portion 32.
  • the side cover portion 61s is connected in a C shape.
  • the outer surface of the side cover portion 61s is substantially flush with the outer surfaces of the winding portions 2A and 2B.
  • the side cover portion 61s includes an edge portion 600 formed by reducing the thickness in the vicinity of the edge portion on the coil 2 side. As shown in FIG.
  • the edge portion 600 is engaged with the outer side surface 420 (FIG. 2) of the end surface interposed member 42 to determine the position of the coil 2 in the case 6.
  • the composite material is formed from the gap between the end surface interposed members 42, 42 and the core facing portions 61A, 61B of the side wall portion 61. Leakage can be suppressed.
  • ⁇ Relationship between inner interposed member, inner core part and winding part ⁇ 3 is a III-III cross-sectional view orthogonal to the axial direction of the winding portions 2A and 2B in FIG.
  • illustration of the end portions 2a and 2b of the coil 2 is omitted.
  • the shape of each member is exaggerated.
  • the inner interposition member 41 has a plurality of intervening recesses 411 formed on the inner peripheral surface 410 thereof.
  • the inner interposed member 41 includes a thin portion 41a having a reduced thickness due to the inner peripheral surface 410 being recessed by the interposed concave portion 411, and a thick portion 41b having a thickness greater than the thin portion 41a.
  • the shape of the inner peripheral surface of the intervening concave portion 411 in the cross section perpendicular to the extending direction of the intervening concave portion 411 is not particularly limited.
  • the inner peripheral surface shape of the intervening recess 411 can be a semicircular arc shape, or can be a substantially rectangular shape as shown in FIG. 4.
  • the inner peripheral surface shape of the intervening recess 411 may be a V-groove shape or a dovetail shape.
  • the thickness t1 of the thin portion 41a is 0.2 mm to 1.0 mm, and the thickness t2 of the thick portion 41b is 1.1 mm to 2.5 mm.
  • the thickness t1 of the thin portion 41a is the thickness of the portion corresponding to the deepest position of the intervening recess 411, that is, the minimum thickness in the thin portion 41a, as shown in FIGS. .
  • the thickness t1 of the thin wall portion 41a is clearly thinner than the thickness (for example, 2.5 mm) of the conventional inner interposed member having a uniform thickness.
  • the thickness t2 of the thick portion 41b is the maximum thickness in a portion where the intervening recess 411 does not exist.
  • the resin injected into a portion where the gap between the injection molds is wide is the thick portion 41b and the gap between the molds.
  • the resin injected into the narrow portion becomes the thin portion 41a.
  • the portion where the gap between the molds is wide serves to quickly spread the resin over the entire gap between the molds. Therefore, even if the thin portion 41a is thinner than the conventional one, the inner interposed member 41 having the thick portion 41b having a thickness equal to or greater than the predetermined thickness can be easily manufactured according to the design dimensions.
  • the inner interposed member 41 can be substantially adhered to the periphery.
  • the inner interposed member 41 includes the thinner portion 41a than the conventional one, the distance from the inner core portion 31 to the winding portions 2A and 2B can be reduced, and the inner core portion 31 to the winding portions 2A and 2B can be reduced. The heat dissipation can be improved.
  • the plurality of interposed concave portions 411 are preferably dispersed in the circumferential direction of the inner peripheral surface 410 of the inner interposed member 41.
  • this configuration is a configuration in which a plurality of thick portions 41 b and thin portions 41 a are dispersed in the circumferential direction of the inner interposed member 41.
  • the narrow gap portion and the wide gap portion are alternately arranged in the circumferential direction of the gap for injecting the resin in the mold.
  • the moldability of the inner interposed member 41 it is preferable that at least a part of the thick portion 41b reaches the end surface of the inner interposed member 41 in the axial direction of the winding portions 2A and 2B. It is preferable that all the thick portions 41b reach the end surface of the inner interposed member 41 as shown in FIG.
  • the resin is often injected from a position that is an end surface of the inner interposed member 41 in the mold. In this case, the moldability of the inner intervening member 41 is improved when the gap between the molds at the position to be the resin inlet is large. That is, the inner interposed member 41 including the thick portion 41b reaching the end surface of the inner interposed member 41 is excellent in moldability and can be accurately manufactured even if the thin portion 41a is thin.
  • the inner core portion 31 disposed inside the inner interposed member 41 can be produced by introducing a composite material into the through hole 41h.
  • the inner core portion 31 includes a core-side convex portion 311 formed on the outer peripheral surface (core outer peripheral surface 319) (see also FIG. 5).
  • the core-side convex portion 311 has a shape corresponding to the interposition-side concave portion 411 formed on the inner peripheral surface 410 of the inner interposition member 41.
  • the thin portion 41a of the inner interposed member 41 in which the intervening recess 411 is formed is thinner than the conventional inner interposed member having a uniform thickness.
  • the magnetic path cross-sectional area of the inner core portion 31 including the core-side convex portion 311 disposed in the intervening concave portion 411 is surely larger than the conventional inner core portion by the core-side convex portion 311.
  • positioned at the interposition side recessed part 411 has the short distance to winding part 2A, 2B rather than another part, it radiates heat from the core side convex part 311 to winding part 2A, 2B. easy.
  • the outer peripheral surface 419 of the inner interposed member 41 has a shape along the inner peripheral surface shape of the winding portions 2A and 2B. By doing so, there is almost no gap between the inner interposed member 41 and the winding portions 2A and 2B, and the distance from the inner core portion 31 to the winding portions 2A and 2B can be reduced. As a result, heat dissipation from the inner core portion 31 to the winding portions 2A and 2B can be improved, and the magnetic path cross-sectional area of the inner core portion 31 can be increased.
  • the thickness t1 of the thin part 41a and the thickness t2 of the thick part 41b The difference (thickness t2 ⁇ thickness t1) is preferably 0.2 mm or more. If the thin portion 41a and the thick portion 41b are defined by specific numerical values, the thickness t1 of the thin portion 41a is 0.2 mm or more and 0.7 mm or less, and the thickness t2 of the thick portion 41b is 1.1 mm or more. The thickness t1 of the thin portion 41a is preferably 0.2 mm or more and 0.5 mm or less, and the thickness t2 of the thick portion 41b is more preferably 1.1 mm or more and 2.0 mm or less.
  • the formability of the inner interposed member 41 can be improved by making the thickness of the inner interposed member 41 gradually increase from the thin portion 41a toward the thick portion 41b. This is because when the inner interposed member 41 is injection-molded, the resin injected into the portion that becomes the thick portion 41b in the mold easily flows into the portion that becomes the thin portion 41a.
  • the width direction edge of the thin portion 41 a is recessed outward of the inner interposed member 41. It is mentioned to make it a rounded shape.
  • the width direction edge of the thick part 41 b (the edge in the direction in which the thin part 41 a is present) has a rounded shape that protrudes outward of the inner interposed member 41.
  • the said width direction edge part can be made into circular arc shape, In that case, the curvature radius of circular arc can be 0.05 mm or more and 20 mm or less, Furthermore, 0.1 mm or more and 10 mm or less can be used.
  • the radius of curvature of the arc is large, as shown in FIG. 3, the edge in the width direction of the thin portion 41 a and the edge in the width direction of the thick portion 41 b are connected, and the inner peripheral surface 410 of the inner interposed member 41 is formed. Waveform shape.
  • the inner peripheral surface 410 of the inner interposed member 41 has a shape in which intervening recesses 411 having rectangular grooves with rounded corners are arranged.
  • a V-groove-shaped intervening concave portion 411 having rounded corners may be arranged in a line.
  • a space is formed between the inner peripheral surface of the core facing portion 61 ⁇ / b> A (61 ⁇ / b> B) and the end surface interposed member 42.
  • the composite material is filled from above the space (filling step).
  • the composite material filled in the case 6 from the space accumulates between the core facing portion 61A (61B) and the end surface interposed member 42 to form the outer core portion 32 (FIG. 1), and through the through hole 41h. Then, it flows into the winding parts 2A and 2B to form the inner core part 31 (FIG. 3).
  • edge portion 600 formed thinly of the core facing portion 61A (61B) covers the outer surface 420 of the end surface interposed member 42, the position of the outer surface 420 of the end surface interposed member 42 is increased to the outside of the case 6. The leakage of the composite material is suppressed.
  • the reactor 1 can be produced simply by placing the coil 2 inside the case 6 and filling the case 6 with the composite material. Therefore, the productivity of the reactor 1 can be improved.
  • the thick portion 41b is a series of protrusions that reach the other end surface from one end surface in the axial direction of the winding portions 2A and 2B.
  • the thick portion 41b reaching one end surface of the winding portions 2A and 2B and the thick portion 41b reaching the other end surface of the winding portions 2A and 2B are displaced in the circumferential direction of the inner interposed member 41. It can also be configured. Also in this case, when the inner interposition member 41 is formed inside the winding portions 2A and 2B, when the resin is filled from the both end surfaces of the winding portions 2A and 2B, the resin entrance becomes wide. 41 can be manufactured with high dimensional accuracy.
  • the inner core portion 31 in FIG. 6 is configured such that the core-side convex portion 311 on one end side in the axial direction of the inner core portion 31 and the core-side convex portion 311 on the other end side are shifted in the circumferential direction of the inner core portion 31. Is provided.
  • the core-side convex portion 311 is composed of a composite material that has entered the thin-walled portion 41 a of the inner interposed member 41.
  • the division state of the magnetic core 3 is not limited to the example of the first embodiment.
  • the coil 2 including the coil mold part 7 is filled with a composite material, and an assembly in which the inner core part 31 is formed inside the inner interposed member 41 is produced. And you may complete the reactor 1 combining the outer core part 32 prepared separately from the assembly with the assembly.
  • the outer core part 32 may be a molded body of a composite material, or may be a compacted body formed by pressure-molding soft magnetic powder.
  • the case 6 of the first embodiment may be omitted.
  • the coil 2 having the coil mold portion 7 is placed in a mold, and a composite material that becomes the magnetic core 3 is filled in the mold. And if resin of a composite material hardens
  • FIG. 1
  • Embodiment 2 In the first embodiment, the mode in which the coil 2 includes the pair of winding portions 2A and 2B has been described. On the other hand, also in a reactor provided with the coil which has one winding part, the structure similar to Embodiment 1 is employable.
  • a resin is molded into the coil, and a molded coil body including an inner interposed member and an end surface interposed member integrated with the coil is produced.
  • the inner interposed member is molded with resin so as to have a thin portion and a thick portion.
  • the mold coil body is disposed in the case, and the composite material is filled in the case.
  • the resin introduced into the inside of the inner interposed member becomes the inner core portion, and the resin that goes around the outside of the winding portion becomes the outer core portion.
  • the reactor of the embodiment can be used for a power conversion device such as a bidirectional DC-DC converter mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, or a fuel cell vehicle.
  • a power conversion device such as a bidirectional DC-DC converter mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, or a fuel cell vehicle.

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Abstract

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が実質的に密着し、さらに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。

Description

リアクトル
　本発明は、リアクトルに関する。
　本出願は、２０１７年２月２８日付の日本国出願の特願２０１７－０３６０００に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　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
　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が実質的に密着し、さらに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。
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に示すリアクトルの組合体の分解斜視図である。 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図と、その部分拡大図である。 図３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。 変形例１－１に示す内側コア部の概略斜視図である。
［本開示が解決しようとする課題］
　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が実質的に密着し、さらに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。内側コア部と内側介在部材、および内側介在部材とコイルの巻回部を実質的に密着させるには、樹脂成形や圧入などの手法を用いることになる。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、三者を実質的に密着した状態とすることができる。ここで、樹脂成形や圧入を行なう場合、内側コア部と内側介在部材の界面や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、各界面の一部に離隔箇所があっても、各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）、三者は実質的に密着していると見做す。
　内側介在部材が従来よりも厚みの薄い薄肉部を備えることで、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、内側コア部と内側介在部材、および内側介在部材と巻回部が密着しているため、三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、内側介在部材が従来よりも厚みの薄い薄肉部を備えることで、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、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できるという利点や、内側コア部の外周に密着する内側介在部材によって内側コア部の磁歪振動を抑制できるという利点がある。
＜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、
　前記内側コア部が、軟磁性粉末と樹脂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。
　上記構成とすることで、内側介在部材と内側コア部とを確実に密着させることができる。特に、巻回部の内部に内側介在部材が樹脂モールドされたモールドコイルを利用する場合、モールドコイルの内部に複合材料を充填するだけで、モールドコイルの内部に内側コア部を形成することができるため、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。
＜５＞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。
＜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。
＜７＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
　少なくとも一部の前記厚肉部は、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。
＜８＞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あれば、内側介在部材と巻回部との間に隙間がほぼ無くなり、内側介在部材の内部にある内側コア部から巻回部までの距離を小さくし易い。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。
＜９＞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。
［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、請求の範囲によって示され、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～図４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１，２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３～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≫
　磁性コア３は、巻回部２Ａ，２Ｂの外側に配置される外側コア部３２（図１参照）と、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に配置される内側コア部３１（図３参照）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３１とは一体に繋がっている。
　外側コア部３２は、ギャップ部４２ｇによって巻回部２Ａ，２Ｂの並列方向に分断されている。ギャップ部４２ｇは、後述する端面介在部材４２，４２の一部で構成されている。ここで、ギャップ部４２ｇは、外側コア部３２を連結箇所のない複数のコア片に分断するものに限定されるわけではなく、外側コア部３２の磁路の主要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４２ｇは無くても構わない。例えばギャップ部４２ｇ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４２ｇが介在されていれば良い。なお、本例の構成ではギャップ部４２ｇを設けているが、ギャップ部４２ｇは無くても構わない。
　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－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。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。
　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。
　≪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、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３）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との間に介在される。
　端面介在部材４２における二点鎖線（図２）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となる複合材料を導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３，４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の外側面（巻回部２Ａ，２Ｂの並列方向の面）４２０は、後述するケース６のコア対向部６１Ａ，６１Ｂの縁部６００に当接する。
　端面介在部材４２はさらに、一対の貫通孔４１ｈ，４１ｈの間に設けられるギャップ部４２ｇを備える。ギャップ部４２ｇ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４２ｇは、既に述べたように、外側コア部３２の位置にギャップを形成する。ギャップ部４２ｇ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。ギャップ部４２ｇによる磁気特性の調整が必要ない場合、ギャップ部４２ｇは設けなくて良い。
　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。
　≪ケース≫
　ケース６は、図２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）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，６１Ｄ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６１は、外側コア部３２（図１）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を繋ぐ一対の連結部６１Ｃ，６１Ｄとで構成されている。連結部６１Ｃ，６１Ｄ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２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）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縁部６００を備えている。この縁部６００は、図１に示すように、端面介在部材４２の外側面４２０（図２）に係合し、ケース６におけるコイル２の位置を決める。縁部６００と外側面４２０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４２，４２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。
　≪内側介在部材と、内側コア部および巻回部との関係≫
　図３は、図１における巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に直交するＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。この図３では、コイル２の端部２ａ，２ｂの図示を省略している。また、図３では、各部材の形状を誇張して示している。
　図３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３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３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４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３，４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が従来よりも厚みの薄い薄肉部４１ａを備えることで、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。
　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、少なくとも一部の厚肉部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、貫通孔４１ｈに複合材料を導入することで作製することができる。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５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。また、介在側凹部４１１に配置されるコア側凸部３１１は、その他の部分よりも巻回部２Ａ，２Ｂまでの距離が短いため、コア側凸部３１１から巻回部２Ａ，２Ｂへ放熱し易い。
　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３，４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３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４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。
　≪リアクトルの製造方法≫
　実施形態１のリアクトル１を製造するには、図２に示すように、コイルモールド部７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）。
　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、端面介在部材４２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）と端面介在部材４２との間に溜まって外側コア部３２（図１）を形成すると共に、貫通孔４１ｈを介して巻回部２Ａ，２Ｂの内部に流れ込んで内側コア部３１（図３）を形成する。ここで、コア対向部６１Ａ（６１Ｂ）の薄肉に形成された縁部６００が端面介在部材４２の外側面４２０を覆っているため、端面介在部材４２の外側面４２０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。
　上記製造方法によれば、ケース６の内部にコイル２を配置し、複合材料をケース６内に充填するだけで、リアクトル１を作製することができる。そのため、リアクトル１の生産性を向上させることができる。また、コイルモールド部７の一部である端面介在部材４２に、磁性コア３の磁気特性を調整するギャップ部４２ｇを形成することで、別途ギャップ材を用意する手間、ギャップ材を配置する手間を低減することができる。
＜変形例１－１＞
　実施形態１では、厚肉部４１ｂが巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向の一端面から他端面に達する一連の突条であった。これに対して、巻回部２Ａ，２Ｂの一端面に達する厚肉部４１ｂと、巻回部２Ａ，２Ｂの他端面に達する厚肉部４１ｂと、が内側介在部材４１の周方向にズレた構成とすることもできる。この場合も、巻回部２Ａ，２Ｂの内側に内側介在部材４１を形成する際、巻回部２Ａ，２Ｂの両端面側から樹脂を充填する場合、樹脂の入口が広くなるので、内側介在部材４１を寸法精度良く作製することができる。
　上記内側介在部材４１に複合材料を導入して内側コア部３１を作製すれば、図６に示すような内側コア部３１が形成される。図６の内側コア部３１は、内側コア部３１の軸方向の一端側のコア側凸部３１１と、他端側のコア側凸部３１１とが、内側コア部３１の周方向にズレた構成を備える。コア側凸部３１１は、内側介在部材４１の薄肉部４１ａに入り込んだ複合材料で構成される。
＜変形例１－２＞
　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、コイルモールド部７を備えるコイル２の内部に複合材料を充填し、内側介在部材４１の内部に内側コア部３１を形成した組物を作製する。そして、その組物に、組物とは別に用意した外側コア部３２を組み合わせてリアクトル１を完成させても良い。この場合、外側コア部３２は、複合材料の成形体であっても良いし、軟磁性粉末を加圧成形してなる圧粉成形体であっても良い。
＜変形例１－３＞
　実施形態１のケース６は無くても構わない。例えば、コイルモールド部７を有するコイル２を金型内に配置し、磁性コア３となる複合材料を金型内に充填する。そして、複合材料の樹脂が硬化したら、金型から組合体１０を取り出し、リアクトル１とすると良い。
＜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、コイルに樹脂をモールドし、コイルに一体化した内側介在部材と端面介在部材を備えるモールドコイル体を作製する。内側介在部材は、実施形態１と同様に、薄肉部と厚肉部とを備えるように樹脂をモールドする。そのモールドコイル体をケース内に配置し、複合材料をケース内に充填する。この場合、ケースに充填された複合材料のうち、内側介在部材の内部に導入された樹脂が内側コア部となり、巻回部の外側に回り込んだ樹脂が外側コア部になる。
＜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
　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　　４２ｇ　ギャップ部　４２０　外側面
６　ケース
　６０　底板部　６００　縁部
　　６０ｂ　コイル載置部　６０ｓ　コア接触部　６００　縁部
　６１　側壁部　６１Ａ，６１Ｂ　コア対向部　６１Ｃ，６１Ｄ　連結部
　　６１Ｅ　切欠き部　６１ｅ　端面カバー部　６１ｓ　サイドカバー部
７　コイルモールド部
　７０　ターン被覆部　７１　連結部被覆部

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が実質的に密着し、さらに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. 　前記内側コア部が、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料で構成される請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
  4. 　前記薄肉部の厚さと前記厚肉部の厚さとの差が０．２ｍｍ以上である請求項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４のいずれか１項に記載のリアクトル。
  6. 　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５のいずれか１項に記載のリアクトル。
  7. 　少なくとも一部の前記厚肉部は、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６のいずれか１項に記載のリアクトル。
  8. 　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７のいずれか１項に記載のリアクトル。
  9. 　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８のいずれか１項に記載のリアクトル。
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