WO2020031832A1 - リアクトル - Google Patents

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WO2020031832A1
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浩平 吉川
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • H01F27/2847—Sheets; Strips
    • H01F2027/2857—Coil formed from wound foil conductor

Definitions

  • the present disclosure relates to a reactor.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-150908 filed on Aug. 9, 2018, and incorporates all the contents described in the Japanese application.
  • Patent Literature 1 discloses a reactor including a coil having a winding portion formed by winding a winding, and a magnetic core forming a closed magnetic circuit.
  • the magnetic core of this reactor can be divided into an inner core portion arranged inside the winding portion and an outer core portion arranged outside the winding portion.
  • a magnetic core is formed by connecting an inner core portion formed by combining a plurality of independent core portions (core pieces) and a gap member with a core piece forming an outer core portion by a bolt member. are doing.
  • the reactor of the present disclosure is: A magnetic core, comprising a coil having a winding portion, The magnetic core, An inner core portion disposed inside the winding portion, A reactor having an outer core portion disposed outside the winding portion, A bolt connecting the inner core portion and the outer core portion, The bolt is It is composed of a composite material in which soft magnetic powder is dispersed in resin, A shaft portion penetrating the outer core portion, The shaft portion has a tip reaching the inner core portion,
  • Each of the inner core portion and the outer core portion is an integral body having a non-divided structure.
  • FIG. 1 is a perspective view of the reactor according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the reactor of FIG.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the reactor of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a partial longitudinal sectional view of an outer core portion of the reactor according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic front view of a head storage section provided in an outer core section of the reactor according to the third embodiment.
  • Patent Document 1 a plurality of core pieces can be connected with high accuracy. Further, since the bolt members connecting the core pieces are arranged so as to penetrate all the core pieces and do not protrude outside the coil, it is possible to suppress an increase in the size of the reactor due to the bolt members. However, with the configuration of Patent Document 1, there is room for improvement in terms of productivity, and there is a possibility that magnetic characteristics may be reduced.
  • the inner core portion is composed of a plurality of core pieces and a gap member, a through hole must be provided in each core piece and the gap member.
  • the work of aligning the core piece and the gap member and the work of making the through holes of the members coincide with each other and penetrating the bolt member are complicated.
  • Patent Literature 1 the bolt member is disposed in a portion that becomes a magnetic path, and the magnetic characteristics of the reactor are not good. This is because the material of the bolt member in Patent Literature 1 is selected in consideration of the strength of tightening by the bolt member, and is not considered to be selected in consideration of the magnetic characteristics of the reactor.
  • the reactor of the present disclosure has excellent magnetic properties and can be manufactured with high productivity by a simple procedure.
  • the reactor according to the embodiment is A magnetic core, comprising a coil having a winding portion, The magnetic core, An inner core portion disposed inside the winding portion, A reactor having an outer core portion disposed outside the winding portion, A bolt connecting the inner core portion and the outer core portion, The bolt is It is composed of a composite material in which soft magnetic powder is dispersed in resin, A shaft portion penetrating the outer core portion, The shaft portion has a tip reaching the inner core portion,
  • Each of the inner core portion and the outer core portion is an integral body having a non-divided structure.
  • both the inner core portion and the outer core portion are an integral body having a non-divided structure, and therefore the number of members that need to be aligned at the time of connection by bolts is two.
  • a magnetic core is formed by annularly connecting a pair of inner cores and a pair of outer cores, when connecting one outer core and one inner core, one outer core and the other are used.
  • a total of four bolts There is a fastening. For each bolting, only one inner core and one outer core need be aligned.
  • the magnetic characteristics required for the reactor are unlikely to decrease. This is because the bolts connecting the inner core portion and the outer core portion are made of a composite material, so that a decrease in magnetic properties required for the magnetic core of the reactor is suppressed.
  • the inner core portion includes a first bolt hole having a predetermined depth extending in an axial direction of the inner core portion from an end surface thereof
  • the outer core portion includes a second bolt hole extending coaxially with the first bolt hole and penetrating the outer core portion,
  • the inner peripheral surface of the first bolt hole may be provided with a female screw portion corresponding to a male screw portion of the bolt.
  • the tip of the bolt is securely screwed to the inner core portion, so that the inner core portion and the outer core portion can be firmly fixed.
  • the first bolt hole extends from the end surface of the inner core portion along the axial direction of the inner core portion, the first bolt hole extends during the production and use of the reactor as compared with the case where the first bolt hole extends in a direction inclined with respect to the axial direction. Damage of the inner core portion can be suppressed. This is because the thickness from the inner peripheral surface of the first bolt hole to the peripheral surface of the inner core portion becomes uniform along the axial direction of the inner core portion, and the portion where the thickness is locally reduced is eliminated.
  • the inner diameter of the second bolt hole may be uniform in the axial direction of the second bolt hole.
  • a female screw portion corresponding to the male screw portion of the bolt may be formed in the second bolt hole, but it is preferable that the second bolt hole is a simple through hole as shown in the above configuration.
  • a simple through-hole can be easily formed in the outer core portion.
  • a second bolt hole can be formed by drilling the outer core portion, or the second bolt hole can be formed by a mold for molding the outer core portion.
  • the depth of the first bolt hole may be 0.1 to 0.2 times the axial length of the inner core portion.
  • the depth of the first bolt hole By setting the depth of the first bolt hole to be 0.1 times or more the axial length, a sufficient connection strength between the bolt and the inner core portion can be secured. Further, by setting the depth of the first bolt hole to 0.2 times or less the axial length, the inner core portion is less likely to be damaged by processing when forming the first bolt hole, and This can suppress a decrease in strength of the inner core portion due to the above.
  • the bolt includes a shaft portion having a male screw portion, and a head portion formed at one end of the shaft portion, A mode in which the resin contained in the head portion is fused to the outer core portion can be given.
  • the head portion of the bolt is fused to the outer core portion, the head portion can hardly be rotated, so that the bolt is not easily loosened.
  • the bolt includes a shaft portion having a male screw portion, and a head portion formed at one end of the shaft portion,
  • the outer core portion includes a concave head storage portion,
  • the head storage portion is formed around an opening of the second bolt hole opposite to the inner core portion, A mode in which at least a part of the head portion of the bolt is housed inside the head housing portion may be mentioned.
  • the head storage portion has a non-circular shape when viewed from the axial direction of the second bolt hole, and the molten head portion is deformed along an inner wall surface of the head storage portion. Can be mentioned.
  • the inner wall surface of the head storage portion can be a physical detent of the head portion.
  • the inner core may be formed of a composite material in which soft magnetic powder is dispersed in a resin.
  • the composite material contains a resin, it has better workability than a green compact formed by pressing soft magnetic powder. Since the tip of the bolt is screwed to the inner core, it is preferable to form the inner core with a composite material having excellent workability.
  • both the inner core portion and the outer core portion are integrally formed, there is only room for the gap member to be interposed between the inner core portion and the outer core portion, and the magnetic properties of the entire reactor are adjusted. hard.
  • the inner core portion by configuring at least the inner core portion with a composite material, it becomes easy to adjust the magnetic characteristics of the entire reactor. This is because the magnetic properties of the composite material can be easily adjusted by adjusting the content of the soft magnetic powder.
  • the outer core portion may be in the form of a compact formed of a soft magnetic powder.
  • the green compact is easy to increase the content of the soft magnetic powder, and by increasing the content, it is easy to increase the saturation magnetic flux density and the relative magnetic permeability of the green compact.
  • the inner core portion is made of a composite material and the outer core portion is made of a powder compact, a reactor having extremely excellent magnetic properties can be obtained.
  • the reactor 1 shown in FIG. 1 is configured by combining a coil 2, a magnetic core 3, and a holding member 4.
  • the magnetic core 3 includes an inner core part 31 and an outer core part 32.
  • One of the features of this reactor 1 is that the inner core portion 31 and the outer core portion 32 are each an integral body having a non-divided structure, and the inner core portion 31 and the outer core portion 32 are connected by a composite material bolt 5. It is mentioned that.
  • each component included in the reactor 1 will be described in detail.
  • the coil 2 of the present embodiment includes a pair of winding portions 2A and 2B and a connecting portion 2R that connects the two winding portions 2A and 2B.
  • Each of the winding portions 2A and 2B is formed in a hollow cylindrical shape with the same number of turns and the same winding direction, and is arranged in parallel so that each axial direction is parallel.
  • the coil 2 is manufactured by connecting the winding portions 2A and 2B manufactured by the separate windings 2w.
  • the coil 2 can be manufactured by one winding 2w.
  • Each winding part 2A, 2B of this embodiment is formed in the shape of a square tube.
  • the rectangular cylindrical winding portions 2A and 2B are winding portions whose end surfaces are square (including square) and have rounded corners.
  • the winding parts 2A and 2B may be formed in a cylindrical shape.
  • the cylindrical winding part is a winding part whose end surface shape is a closed curved surface shape (an elliptical shape, a perfect circle shape, a race track shape, etc.).
  • the coil 2 including the winding portions 2A and 2B is a covered 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.
  • 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.
  • 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.
  • a conductive material such as copper, aluminum, magnesium, or an alloy thereof.
  • Both ends 2a and 2b of the coil 2 are extended from the winding parts 2A and 2B and connected to a terminal member (not shown).
  • the insulating coating such as enamel is peeled off at both ends 2a and 2b.
  • An external device such as a power supply for supplying power to the coil 2 is connected through the terminal members.
  • the magnetic core 3 includes inner core portions 31, 31 disposed inside the winding portions 2 ⁇ / b> A and 2 ⁇ / b> B, and outer core portions 32, 32 forming closed magnetic paths with the inner core portions 31, 31, respectively. , Is provided.
  • the magnetic core 3 of this example has a gapless structure in which no gap member is arranged between the inner core portion 31 and the outer core portion 32, but may have a structure including a gap member.
  • the inner core portion 31 is a portion of the magnetic core 3 along the axial direction of the winding portions 2A and 2B of the coil 2.
  • both ends of portions of the magnetic core 3 along the axial direction of the winding portions 2A and 2B protrude from the end surfaces of the winding portions 2A and 2B (FIG. 3).
  • the protruding part is also a part of the inner core part 31. Ends of the inner core portion 31 protruding from the winding portions 2A and 2B are inserted into through holes 40 (FIGS. 2 and 3) of the holding member 4 described later.
  • the shape of the inner core portion 31 is not particularly limited as long as the shape conforms to the internal shape of the winding portion 2A (2B).
  • the inner core portion 31 of the present example has a substantially rectangular parallelepiped shape as shown in FIG.
  • the inner core portion 31 is an integral body having a non-divided structure, which is one of the factors that facilitate the assembly of the reactor 1.
  • Axial end surface 31e of inner core portion 31 is in contact with inner surface 32e of outer core portion 32 described later (FIG. 3).
  • An adhesive may be interposed between the end face 31e and the inner face 32e, but may be omitted. This is because the inner core portion 31 and the outer core portion 32 are mechanically connected by bolts 5 as described later.
  • a peripheral surface 31 s excluding the end surface 31 e is opposed to the inner peripheral surfaces of the winding portions 2 ⁇ / b> A and 2 ⁇ / b> B, but does not contact with the inner peripheral surface. It is held at a position away from the camera. This is because the inner core portion 31 and the winding portions 2A and 2B are both mechanically engaged with the holding member 4 described later, and the relative positions of the inner core portion 31 and the winding portions 2A and 2B are determined. Because it is.
  • the inner core portion 31 of this example further includes a first bolt hole h1, and a female screw portion 3f corresponding to a male screw portion 5m of a bolt 5 described later is provided on an inner peripheral surface of the first bolt hole h1.
  • a bolt 5 described later is screw-connected to the first bolt hole h1, and the inner core portion 31 and the outer core portion 32 are mechanically connected by the screw connection.
  • the first bolt hole h1 of this example is a bottomed hole (non-through hole) having a predetermined depth extending from the end surface 31e of the inner core portion 31 along the axial direction of the inner core portion 31. Since the first bolt hole h1 extends along the axial direction, the thickness from the inner peripheral surface of the first bolt hole h1 to the peripheral surface 31s of the inner core portion 31 is uniform along the axial direction of the inner core portion 31. become. As a result, the portion where the thickness is locally reduced is eliminated, so that damage to the inner core portion 31 during manufacturing or use of the reactor 1 can be suppressed. Unlike the present example, the first bolt hole h1 may be inclined with respect to the axial direction of the inner core portion 31.
  • the depth of the first bolt hole h1 is 0.1 to 0.2 times the axial length of the inner core portion 31.
  • the depth of the first bolt hole h1 is 0.1 times or more the axial length of the inner core portion 31, the connection strength between the bolt 5 and the inner core portion 31 can be sufficiently ensured.
  • the depth of the first bolt hole h1 is equal to or less than 0.2 times the axial length of the inner core portion 31, the inner core portion 31 is damaged by the processing at the time of forming the first bolt hole h1. It is difficult to reduce the strength of the inner core portion 31 due to the first bolt hole h1.
  • the first bolt hole h1 can be formed by forming a cylindrical hole having a uniform inner diameter (a so-called simply hole) and then threading the inner peripheral surface of the stuck hole.
  • the strange hole can be formed when the inner core portion 31 is formed.
  • a core is arranged at a position corresponding to the end face 31e of the inner core portion 31 in a mold for manufacturing the inner core portion 31, and the inner core portion 31 is molded.
  • a tiny hole is formed at the position where the core was located.
  • the strange hole can also be formed by processing. In this case, after the inner core portion 31 is formed, the end face 31e can be formed with a drill or the like to form a harmless hole.
  • the female screw portion 3f can be formed by processing the inner peripheral surface of the wrong hole with a tap or the like.
  • the first bolt hole h1 can be formed by using an externally threaded core. In this case, the first bolt hole h1 having the female screw portion 3f is formed by removing the core from the inner core portion 31 while rotating the core.
  • the outer core portion 32 is a portion of the magnetic core 3 that is arranged outside the winding portions 2A and 2B (FIG. 1).
  • the shape of the outer core portion 32 is not particularly limited as long as the shape connects the ends of the pair of inner core portions 31.
  • the outer core portion 32 of the present example is a rectangular parallelepiped block, but may have a substantially dome shape or a U shape when viewed from above.
  • the outer core portion 32 is an integral body having a non-split structure, which is one of the factors that facilitate the assembly of the reactor 1.
  • the outer core portion 32 includes an inner surface 32e facing the end surfaces of the winding portions 2A and 2B of the coil 2, an outer surface 32o opposite to the inner surface 32e, and a peripheral surface 32s.
  • the inner surface 32e and the outer surface 32o are flat surfaces parallel to each other.
  • the upper surface and the lower surface of the peripheral surface 32s are flat surfaces parallel to each other and orthogonal to the inner surface 32e and the outer surface 32o.
  • two side surfaces are also flat surfaces parallel to each other and orthogonal to the inner surface 32e and the outer surface 32o.
  • the outer core portion 32 of the present example further includes a second bolt hole h2 extending coaxially with the first bolt hole h1 and penetrating the outer core portion 32.
  • the second bolt hole h2 can be formed in the same manner as the first bolt hole h1.
  • the inside diameter of the second bolt hole h2 of the present example is a through hole uniform in the axial direction of the second bolt hole h2, that is, a so-called tiny hole. That is, the female screw portion 3f is not formed on the inner peripheral surface of the second bolt hole h2. It is preferable that the inner diameter of the second bolt hole h2 be larger than the outer diameter (peak diameter) of the bolt 5 in consideration of the insertability of the bolt 5. It is preferable that the size be 0.1 mm or more and 0.2 mm or less.
  • a female screw portion may be formed on the inner peripheral surface of the second bolt hole h2.
  • the method of forming the female screw portion in the second bolt hole h2 is the same as that of the first bolt hole h1.
  • the inner core portion 31 and the outer core portion 32 are formed of a green compact formed by pressing a raw material powder containing a soft magnetic powder or a composite body formed by dispersing a soft magnetic powder in a resin. be able to.
  • the core portions 31 and 32 may be a hybrid core in which the outer periphery of the green compact is covered with a composite material.
  • the core portions 31 and 32 may be formed of a composite material in which a gap plate such as alumina is embedded, or may be a mold core in which a core piece and a gap plate are connected and the outer periphery thereof is covered with a resin. May be.
  • a green compact can be produced by filling a raw material powder in a mold and pressing the mold. Due to the production method, the content of the soft magnetic powder is easily increased in the green compact.
  • the content of the soft magnetic powder in the green compact may be more than 80% by volume, and may be 85% by volume or more. Therefore, in the case of a green compact, it is easy to obtain the core portions 31 and 32 having a high saturation magnetic flux density and a high relative magnetic permeability.
  • the relative permeability of the green compact may be 50 or more and 500 or less, and more preferably 200 or more and 500 or less.
  • the soft magnetic powder of the green compact is an aggregate of soft magnetic particles composed of an iron group metal such as iron or an alloy thereof (Fe—Si alloy, Fe—Ni alloy, etc.).
  • An insulating coating made of phosphate or the like may be formed on the surface of the soft magnetic particles.
  • the raw material powder may contain a lubricant or the like.
  • a molded body of a composite material can be produced by filling a mold with a mixture of soft magnetic powder and unsolidified resin and solidifying the resin.
  • the content of the soft magnetic powder is easily adjusted in the composite material.
  • the content of the soft magnetic powder in the composite material can be 30% by volume or more and 80% by volume or less.
  • the content of the magnetic powder is preferably set to 50% by volume or more, 60% by volume or more, and 70% by volume or more.
  • the content of the magnetic powder is preferably set to 75% by volume or less.
  • the relative permeability is easily reduced by adjusting the filling rate of the soft magnetic powder to a low level.
  • the relative magnetic permeability of the molded body of the composite material can be 5 or more and 50 or less, and more preferably 20 or more and 50 or less.
  • the soft magnetic powder of the composite material the same powder as that used for the green compact can be used.
  • the resin contained in the composite material include a thermosetting resin, a thermoplastic resin, a room temperature curable resin, a low temperature curable resin, and the like.
  • the thermosetting resin include an unsaturated polyester resin, an epoxy resin, a urethane resin, and a silicone resin.
  • the thermoplastic resin include polyphenylene sulfide resin, polytetrafluoroethylene resin, liquid crystal polymer, polyamide resin such as nylon 6 and nylon 66, polybutylene terephthalate resin, and acrylonitrile / butadiene / styrene resin.
  • BMC Bit molding compound in which calcium carbonate or glass fiber is mixed with unsaturated polyester, millable silicone rubber, millable urethane rubber, and the like can also be used.
  • a non-magnetic and non-metallic powder such as alumina or silica in addition to the soft magnetic powder and the resin, the heat dissipation can be further improved.
  • the content of the nonmagnetic and nonmetallic powder may be 0.2% by mass or more and 20% by mass or less, further 0.3% by mass or more and 15% by mass or less, and 0.5% by mass or more and 10% by mass or less. .
  • the holding member 4 shown in FIGS. 2 and 3 is interposed between the end faces of the winding portions 2A and 2B of the coil 2 and the inner surface 32e of the outer core portion 32 of the magnetic core 3, and the shafts of the winding portions 2A and 2B. It is a member that holds the end face in the direction and the outer core portion 32.
  • the holding member 4 is typically made of an insulating material such as polyphenylene sulfide resin.
  • the holding member 4 functions as an insulating member between the coil 2 and the magnetic core 3 and a positioning member for positioning the inner core portion 31 and the outer core portion 32 with respect to the winding portions 2A and 2B.
  • the two holding members 4 of the present example have the same shape. Therefore, the mold for manufacturing the holding member 4 can be shared, and the productivity of the holding member 4 is excellent.
  • the holding member 4 can be omitted.
  • the holding member 4 includes a pair of through holes 40, a pair of core support portions 41, a pair of coil storage portions 42, and a single core storage portion 43.
  • the through hole 40 penetrates in the thickness direction of the holding member 4, and the end of the inner core portion 31 is inserted into the through hole 40.
  • the core support portion 41 is a tubular piece that protrudes from the inner peripheral surface of each through hole 40 toward the inner core portion 31 and supports the inner core portion 31.
  • the coil accommodating portion 42 (FIG. 2) is a recess along the end surface of each of the winding portions 2A and 2B, is formed so as to surround the core support portion 41, and the end surface and the vicinity thereof are fitted.
  • the core housing portion 43 is formed by recessing a part of the surface of the holding member 4 on the side of the outer core portion 32 in the thickness direction, and the inner surface 32e of the outer core portion 32 and the vicinity thereof are fitted.
  • the end surface 31e of the inner core portion 31 fitted into the through hole 40 of the holding member 4 projects from the bottom surface of the core storage portion 43 (FIG. 3). Therefore, the end surface 31 e of the inner core portion 31 and the inner surface 32 e of the outer core portion 32 abut.
  • the lower piece facing the installation surface such as the cooling base is notched.
  • the lower surface of the outer core portion 32 fitted into the core storage portion 43 of the holding member 4 is substantially flush with the lower end surface of the holding member 4. According to this configuration, since the magnetic path cross-sectional area of the outer core portion 32 can be increased without increasing the thickness of the outer core portion 32 in the axial direction of the winding portions 2A and 2B, the reactor 1 can be downsized. Further, the lower surface of the outer core portion 32 can be brought into contact with an installation surface such as a cooling base, so that the heat radiation of the reactor 1 can be improved.
  • the bolt 5 is a member that penetrates the outer core portion 32 and connects the inner core portion 31 and the outer core portion 32 when the tip reaches the inner core portion 31.
  • the bolt 5 includes a head part 50 and a shaft part 51, and a male screw part 5 m is formed on the tip side of the shaft part 51.
  • the male screw portion 5m is screw-coupled to the female screw portion 3f formed in the first bolt hole h1 of the inner core portion 31, and the bolt 5 and the inner core portion 31 are firmly connected.
  • the outer core portion 32 is sandwiched between the head portion 50 of the bolt 5 and the end surface 31e of the inner core portion 31 so as not to fall off from the inner core portion 31.
  • the inner core portion 31 and the outer core portion 32 can be directly connected without any additional configuration other than the bolt 5.
  • the bolt 5 is formed of a molded body of a composite material.
  • the composition of the composite material forming the bolt 5 can be appropriately selected.
  • the composition of the composite material forming the bolt 5 may be the same as or different from the composition of the composite material forming the inner core 31. May be.
  • the resin content of the bolt 5 can be made larger than the resin content of the inner core portion 31 in consideration of the workability of the bolt 5.
  • the content of the soft magnetic powder of the bolt 5 does not become too low in order to suppress a decrease in the magnetic properties of the bolt 5.
  • the resin content of the bolt 5 is set to 50% by volume or more and 60% by volume or less, and the content of the soft magnetic powder is set to 40% by volume or more and 50% by volume or less.
  • the resin content of the bolt 5 may be smaller than the resin content of the inner core portion 31 in consideration of the magnetic characteristics of the bolt 5. That is, this configuration is such that the content of the soft magnetic powder of the bolt 5 is larger than the content of the soft magnetic powder of the inner core portion 31. Since the bolt 5 is located at the center of the magnetic path in the inner core portion 31, the magnetic characteristics of the magnetic core 3 can be improved by improving the magnetic characteristics of the bolt 5.
  • the resin content of the bolt 5 may be 30% by volume or more and 40% by volume or less, and the content of the soft magnetic powder may be 60% by volume or more and 70% by volume or less.
  • the reactor 1 of this example can be used as a component of 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.
  • the reactor 1 of the present example can be used in a state where it is immersed in a liquid refrigerant.
  • the liquid refrigerant is not particularly limited, but when the reactor 1 is used in a hybrid vehicle, ATF (Automatic Transmission Fluid) or the like can be used as the liquid refrigerant.
  • fluorinated inert liquids such as Fluorinert (registered trademark), chlorofluorocarbon-based refrigerants such as HCFC-123 and HFC-134a, alcohol-based refrigerants such as methanol and alcohol, and ketone-based refrigerants such as acetone are used as liquid refrigerants. You can also.
  • fluorinated inert liquids such as Fluorinert (registered trademark), chlorofluorocarbon-based refrigerants such as HCFC-123 and HFC-134a, alcohol-based refrigerants such as methanol and alcohol, and ketone-based refrigerants such as acetone are used as liquid refrigerants. You can also.
  • a cooling medium such as a liquid refrigerant, the winding parts 2A and 2B are brought into direct contact with the cooling medium. Therefore, the reactor 1 of the present example is excellent in heat dissipation.
  • the reactor 1 of this example can be manufactured with a simple procedure with high productivity. This is because the relative positions of the inner core portion 31 and the outer core portion 32 can be determined only by mechanical engagement with the bolt 5. In addition, the fact that both the inner core portion 31 and the outer core portion 32 are of an undivided structure is one of the factors that can improve the productivity of the reactor 1.
  • the inner core portion 31 and the outer core portion 32, which are integrated, are easy to handle, and the members that need to be aligned when connecting the inner core portion 31 and the outer core portion 32 are the inner core portion 31 and the outer core portion 32. This is because only two are required.
  • the reactor 1 of the embodiment may be molded with resin after the connection between the inner core portion 31 and the outer core portion 32, or may be embedded in a case with potting resin.
  • the magnetic properties required for the reactor 1 are unlikely to deteriorate. This is because, since the bolt 5 connecting the inner core portion 31 and the outer core portion 32 is made of a composite material, a decrease in magnetic properties required for the magnetic core 3 of the reactor 1 is suppressed.
  • FIG. 4 is a partial longitudinal sectional view of the reactor 1 in which the outer core portion 32 has been longitudinally cut at the position of the second bolt hole h2.
  • the head storage section 320 is formed in the outer core section 32.
  • the head housing portion 320 is a depression formed around the opening of the second bolt hole h2 on the side opposite to the inner core portion 31, that is, a depression formed around the second bolt hole h2 on the outer surface 32o.
  • the shape of the head storage section 320 as viewed from the axial direction of the second bolt hole h2 is circular.
  • the head portion 50 is melted.
  • the resin forming the bolt 5 is a thermoplastic resin.
  • the melted head portion 50 spreads over substantially the entirety of the head storage portion 320, deforms into a substantially dome shape, and solidifies.
  • the head portion 50 is fused to the outer core portion 32 (in this example, an inner wall surface of a head storage portion 320 described later). Since the head portion 50 fused to the outer core portion 32 does not easily rotate, loosening of the bolt 5 is effectively suppressed.
  • the temperature of the shaft portion 51 and the outer core portion 32 other than the head portion 50 is not excessively high.
  • a method in which a heater is pressed only on the head unit 50 to melt the resin contained in the head unit 50 can be mentioned.
  • the depth of the head storage section 320 in this example is smaller than the thickness of the head section 50 (the length along the axial direction of the bolt 5). Further, in the present example, the volume of the head storage section 320 is smaller than the volume of the head section 50, and a part of the head section 50 is stored in the head storage section 320. According to such a configuration, the amount of protrusion of the head portion 50 from the outer surface 32o of the outer core portion 32 can be reduced. If the amount of protrusion is small, the hand or tool of the operator will not easily hit the head unit 50 when transporting the reactor 1 or installing the reactor 1 on an installation target. Therefore, the rotation of the head part 50 can be suppressed, and the bolt 5 is not easily loosened. Further, according to this configuration, when the head portion 50 is melted, the heater does not easily come into contact with the outer surface 32o. Therefore, it is possible to suppress a problem that the outer core portion 32 is melted by the heater.
  • the depth of the head storage section 320 may be greater than the thickness of the head section 50. By doing so, the volume of the head storage section 320 becomes larger than the volume of the head section 50. In this case, the entire head unit 50 is stored in the head storage unit 320 by melting the head unit 50. As a result, the melted and deformed head portion 50 does not protrude from the outer surface 32o of the outer core portion 32, so that the rotation of the head portion 50 can be more reliably suppressed, and the increase in the outer dimensions of the reactor due to the bolt 5 is suppressed. it can.
  • the depth of the head storage section 320 may be adjusted so that the volume of the head storage section 320 is equal to the volume of the head section 50.
  • the entire area of the head storage section 320 is filled with the melted and deformed head section 50, and a large step is not formed between the head section 50 and the outer surface 32 o of the outer core section 32. For this reason, it is possible to prevent the outer core portion 32 from being damaged by a worker's hand or tool being caught on the step.
  • the head storage section 320 can be formed regardless of whether the head section 50 is fused to the outer core section 32 or not. However, as in this example, it is preferable to form the head storage section 320 and fuse the head section 50 along the inner wall surface of the head storage section 320. By doing so, the fusion area between the head portion 50 and the outer core portion 32 can be increased as compared with the case where the head storage portion 320 is not provided.
  • FIG. 5 is a view of the outer core portion 32 viewed from the outer surface 32o side.
  • the shape of the head housing portion 320 formed on the outer surface 32o as viewed from the axial direction of the second bolt hole h2 is a non-circular shape.
  • the outline shape of the opening of the head storage section 320 in this example is a regular hexagon, but the outline shape may be a polygon or an ellipse.
  • the diameter of the circle inscribed in the opening of the head storage section 320 is larger than the diameter of the circle circumscribed on the outer contour of the head section 50. By doing so, the head unit 50 can be rotated when the bolt 5 is tightened.
  • the resin of the head unit 50 is melted similarly to the second embodiment.
  • the melted head portion 50 spreads over the entire head storage portion 320 and deforms along the inner wall surface of the head storage portion 320.
  • the inner wall surface serves as a physical stopper for the head unit 50, and the rotation of the head unit 50 is effectively suppressed.

Landscapes

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Abstract

磁性コアと、巻回部を有するコイルとを備え、前記磁性コアは、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を有するリアクトルであって、前記内側コア部と前記外側コア部とを連結するボルトを備え、前記ボルトは、樹脂中に軟磁性粉末が分散してなる複合材料で構成され、前記外側コア部を貫通する軸部を備え、前記軸部は、前記内側コア部に達する先端を備え、前記内側コア部と前記外側コア部の各々は、非分割構造の一体物であるリアクトル。

Description

リアクトル
　本開示は、リアクトルに関する。
　本出願は、２０１８年８月９日付の日本国出願の特願２０１８－１５０９０８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。特許文献１では、互いに独立した複数のコア部（コア片）とギャップ部材とを組み合わせてなる内側コア部と、外側コア部を形成するコア片と、をボルト部材で連結して磁性コアを形成している。
登録実用新案第３１９５２１２号公報
　本開示のリアクトルは、
磁性コアと、巻回部を有するコイルとを備え、
　前記磁性コアは、
　　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を有するリアクトルであって、
　前記内側コア部と前記外側コア部とを連結するボルトを備え、
　前記ボルトは、
　　樹脂中に軟磁性粉末が分散してなる複合材料で構成され、
　　前記外側コア部を貫通する軸部を備え、
　　前記軸部は、前記内側コア部に達する先端を備え、
　前記内側コア部と前記外側コア部の各々は、非分割構造の一体物である。
図１は、実施形態１のリアクトルの斜視図である。 図２は、図１のリアクトルの分解斜視図である。 図３は、実施形態１のリアクトルの縦断面図である。 図４は、実施形態２のリアクトルの外側コア部の一部縦断面図である。 図５は、実施形態３のリアクトルの外側コア部に設けられるヘッド収納部の概略正面図である。
・発明が解決しようとする課題
　特許文献１の構成によれば、複数のコア片を精度良く連結することができる。また、コア片を連結するボルト部材が全てのコア片を貫通するように配置され、コイルの外側に張り出していないため、ボルト部材によるリアクトルの大型化を抑制できる。しかし、特許文献１の構成では、生産性の点で改善の余地があり、しかも磁気特性の低下が生じる恐れもある。
　第一に、内側コア部が複数のコア片とギャップ部材とで構成されているため、各コア片とギャップ部材とに貫通孔を設けなければならない。また、コア片とギャップ部材とを位置合わせする作業や、各部材の貫通孔を一致させてボルト部材を貫通させる作業が煩雑である。
　第二に、特許文献１の構成では磁路となる部分にボルト部材が配置されており、リアクトルの磁気特性が芳しくない。特許文献１のボルト部材の材質は、ボルト部材による締付けの強度を考慮して選択され、リアクトルの磁気特性を考慮して選択されているとは考えられないからである。
　そこで、本開示は、磁気特性に優れ、簡易な手順で生産性良く製造することができるリアクトルを提供することを目的の一つとする。
・本開示の効果
　本開示のリアクトルは、磁気特性に優れ、簡易な手順で生産性良く製造することができる。
・本開示の実施形態の説明
　最初に本開示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、
　磁性コアと、巻回部を有するコイルとを備え、
　前記磁性コアは、
　　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を有するリアクトルであって、
　前記内側コア部と前記外側コア部とを連結するボルトを備え、
　前記ボルトは、
　　樹脂中に軟磁性粉末が分散してなる複合材料で構成され、
　　前記外側コア部を貫通する軸部を備え、
　　前記軸部は、前記内側コア部に達する先端を備え、
　前記内側コア部と前記外側コア部の各々は、非分割構造の一体物である。
　上記構成のリアクトルは、生産性良く製造することができる。内側コア部と外側コア部が共に非分割構造の一体物であるため、ボルトによる連結の際に位置合わせする必要がある部材の数は２つとなるからである。例えば、一対の内側コア部と一対の外側コア部とを環状に繋いだ磁性コアであれば、一方の外側コア部と一方の内側コア部とを連結する際、一方の外側コア部と他方の内側コア部とを連結する際、他方の外側コア部と一方の内側コア部とを連結する際、及び他方の外側コア部と他方の内側コア部とを連結する際に、合計４回のボルト留めがある。各ボルト留めの際、一つの内側コア部と一つの外側コア部とを位置合わせするだけで良い。
　また、上記構成のリアクトルでは、リアクトルに求められる磁気特性の低下が生じ難い。内側コア部と外側コア部とを連結するボルトが複合材料で構成されているため、リアクトルの磁性コアに求められる磁気特性の低下が抑制されるからである。
＜２＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
　前記内側コア部は、その端面から前記内側コア部の軸方向に延びる所定深さの第一ボルト穴を備え、
　前記外側コア部は、前記第一ボルト穴と同軸に伸び、前記外側コア部を貫通する第二ボルト穴を備え、
　前記第一ボルト穴の内周面は、前記ボルトの雄ネジ部に対応する雌ネジ部を備える形態を挙げることができる。
　内側コア部に形成される第一ボルト穴に雌ネジ部を形成することで、ボルトの先端が内側コア部にしっかりとネジ留めされるので、内側コア部と外側コア部とを強固に固定できる。また、第一ボルト穴が、内側コア部の端面から内側コア部の軸方向に沿って延びることで、当該軸方向に対して傾いた方向に延びる場合に比べて、リアクトルの製造時や使用時の内側コア部の損傷を抑制できる。第一ボルト穴の内周面から内側コア部の周面までの厚みが、内側コア部の軸方向に沿って均一になるため、当該厚みが局所的に薄くなった部分が無くなるからである。
＜３＞上記＜２＞に示すリアクトルの一形態として、
　前記第二ボルト穴の内径が、前記第二ボルト穴の軸方向に一様である形態を挙げることができる。
　第二ボルト穴にもボルトの雄ネジ部に対応した雌ネジ部を形成しても良いが、上記構成に示すように、第二ボルト穴を単なる貫通孔とすることが好ましい。単なる貫通孔であれば、外側コア部に容易に形成することができる。例えば、外側コア部に孔加工を施して第二ボルト穴を形成することもできるし、外側コア部を成形する金型によって第二ボルト穴を形成することもできる。
＜４＞上記＜２＞又は＜３＞に示すリアクトルの一形態として、
　前記第一ボルト穴の深さは、前記内側コア部の軸方向長さの０．１倍以上０．２倍以下である形態を挙げることができる。
　第一ボルト穴の深さを上記軸方向長さの０．１倍以上とすることで、ボルトと内側コア部との連結強度を十分に確保できる。また、第一ボルト穴の深さを上記軸方向長さの０．２倍以下とすることで、第一ボルト穴を形成する際の加工によって内側コア部が損傷し難く、また第一ボルト穴による内側コア部の強度の低下を抑制できる。
＜５＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
　前記ボルトは、雄ネジ部を有する軸部と、前記軸部の一端に形成されるヘッド部とを備え、
　前記ヘッド部に含まれる前記樹脂が前記外側コア部に融着している形態を挙げることができる。
　ボルトのヘッド部が外側コア部に融着していることで、ヘッド部が殆ど回転できなくなるので、ボルトが弛み難い。
＜６＞上記＜２＞から＜５＞のいずれかに示すリアクトルの一形態として、
　前記ボルトは、雄ネジ部を有する軸部と、前記軸部の一端に形成されるヘッド部とを備え、
　前記外側コア部は、凹状のヘッド収納部を備え、
　前記ヘッド収納部は、前記第二ボルト穴における前記内側コア部とは反対側の開口の周囲に形成され、
　前記ヘッド収納部の内部に、前記ボルトの前記ヘッド部の少なくとも一部が収納された形態を挙げることができる。
　外側コア部にヘッド収納部を設けることで、リアクトルの輸送時やリアクトルを設置対象に組付ける時などに、作業者の手や工具がヘッド部に当たり難くなる。その結果、ヘッド部の回転を抑制でき、ボルトの弛みを抑制できる。
＜７＞上記＜６＞に示すリアクトルの一形態として、
　前記ヘッド収納部は、前記第二ボルト穴の軸方向から見た形状が非真円形状となっており、溶融した前記ヘッド部が、前記ヘッド収納部の内壁面に沿って変形している形態を挙げることができる。
　ヘッド収納部の開口の輪郭形状を非真円形状とし、その輪郭形状に沿うようにヘッド部を溶融させることで、ヘッド収納部の内壁面をヘッド部の物理的な回り止めとすることができる。
＜８＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
　前記内側コア部は、樹脂中に軟磁性粉末が分散してなる複合材料で構成される挙げることができる。
　複合材料は樹脂を含有するため、軟磁性粉末を加圧成形してなる圧粉成形体よりも加工性に優れる。内側コア部にはボルトの先端がネジ結合するため、加工性に優れる複合材料で内側コア部を形成することが好ましい。
　実施形態に係るリアクトルでは内側コア部と外側コア部が共に一体物であるため、ギャップ部材を介在させる余地が内側コア部と外側コア部との間にしかなく、リアクトル全体の磁気特性を調整し難い。これに対して、少なくとも内側コア部を複合材料で構成することで、リアクトル全体の磁気特性を調整し易くなる。複合材料は、その軟磁性粉末の含有量を調整することでその磁気特性を調整し易いからである。
＜９＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
　前記外側コア部は、軟磁性粉末の圧粉成形体で構成される形態を挙げることができる。
　圧粉成形体はその軟磁性粉末の含有量を高め易く、当該含有量を高めることで圧粉成形体の飽和磁束密度や比透磁率を高め易い。特に、内側コア部を複合材料、外側コア部を圧粉成形体とすれば、非常に優れた磁気特性を備えるリアクトルを得ることができる。
・本開示の実施形態の詳細
　以下、本開示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、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＞
　実施形態１では、図１～図３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と保持部材４とを組み合わせて構成される。磁性コア３は、内側コア部３１と外側コア部３２とを備える。このリアクトル１の特徴の一つとして、内側コア部３１と外側コア部３２とが各々、非分割構造の一体物で、内側コア部３１と外側コア部３２とが複合材料のボルト５で連結されていることが挙げられる。以下、リアクトル１に備わる各構成を詳細に説明する。
　≪コイル≫
　本実施形態のコイル２は、図１に示すように、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。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２ｗにより製造した巻回部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２ｗ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。
　≪磁性コア≫
　磁性コア３は、巻回部２Ａと巻回部２Ｂのそれぞれの内部に配置される内側コア部３１，３１と、これら内側コア部３１，３１と閉磁路を形成する外側コア部３２，３２と、を備える。本例の磁性コア３は、内側コア部３１と外側コア部３２との間にギャップ部材が配置されていないギャップレス構造であるが、ギャップ部材を備える構造であっても構わない。
　　［内側コア部］
　内側コア部３１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である。本例では、磁性コア３のうち、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に沿った部分の両端部が巻回部２Ａ，２Ｂの端面から突出している（図３）。その突出する部分も内側コア部３１の一部である。巻回部２Ａ，２Ｂから突出した内側コア部３１の端部は、後述する保持部材４の貫通孔４０（図２，３）に挿入される。
　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れば特に限定されない。本例の内側コア部３１は、図２に示すように略直方体状である。この内側コア部３１は非分割構造の一体物であり、そのことがリアクトル１の組み立てを容易にする要因の一つとなっている。
　内側コア部３１の軸方向の端面３１ｅは、後述する外側コア部３２の内方面３２ｅに当接している（図３）。端面３１ｅと内方面３２ｅとの間には接着剤が介在されていても良いが、無くてもかまわない。後述するように、内側コア部３１と外側コア部３２とがボルト５によって機械的に連結されているからである。一方、内側コア部３１の外周面のうち、端面３１ｅを除く周面３１ｓは、巻回部２Ａ，２Ｂの内周面に対向しているが、当該内周面に接触せず当該内周面から離隔した位置に保持されている。これは、内側コア部３１と巻回部２Ａ，２Ｂが共に、後述する保持部材４に機械的に係合し、内側コア部３１と巻回部２Ａ，２Ｂとの相対的な位置が決められているからである。
　本例の内側コア部３１は更に、第一ボルト穴ｈ１を備え、その第一ボルト穴ｈ１の内周面には後述するボルト５の雄ネジ部５ｍに対応する雌ネジ部３ｆを備える。この第一ボルト穴ｈ１には後述するボルト５がネジ結合され、そのネジ結合によって内側コア部３１と外側コア部３２とが機械的に連結される。
　本例の第一ボルト穴ｈ１は、内側コア部３１の端面３１ｅから内側コア部３１の軸方向に沿って延びる所定深さの有底穴（非貫通孔）である。第一ボルト穴ｈ１が当該軸方向に沿って延びることで、第一ボルト穴ｈ１の内周面から内側コア部３１の周面３１ｓまでの厚みが、内側コア部３１の軸方向に沿って均一になる。その結果、当該厚みが局所的に薄くなった部分が無くなるので、リアクトル１の製造時や使用時の内側コア部３１の損傷を抑制できる。本例とは異なり、第一ボルト穴ｈ１は、内側コア部３１の軸方向に対して傾斜していても良い。
　第一ボルト穴ｈ１の深さは、内側コア部３１の軸方向長さの０．１倍以上０．２倍以下とすることが好ましい。第一ボルト穴ｈ１の深さを内側コア部３１の軸方向長さの０．１倍以上とすることで、ボルト５と内側コア部３１との連結強度を十分に確保できる。また、第一ボルト穴ｈ１の深さを内側コア部３１の軸方向長さの０．２倍以下とすることで、第一ボルト穴ｈ１を形成する際の加工によって内側コア部３１が損傷し難く、また第一ボルト穴ｈ１による内側コア部３１の強度の低下を抑制できる。
　第一ボルト穴ｈ１は、内径が一様な円筒状の穴（いわゆるバカ穴）を形成した後、バカ穴の内周面にネジ加工を行うことで形成できる。バカ穴は、内側コア部３１の成形時に形成できる。例えば、内側コア部３１を作製する金型のうち、内側コア部３１の端面３１ｅに対応する箇所に中子を配置し、内側コア部３１を成形する。次いで、内側コア部３１から中子を引き抜くことで、中子が配置されていた位置にバカ穴が形成される。バカ穴は、加工によって形成することもできる。この場合、内側コア部３１を成形後に、端面３１ｅをドリルなどで穴加工することでバカ穴を形成できる。一方、雌ネジ部３ｆは、バカ穴の内周面をタップなどで加工することで形成できる。その他、後述する複合材料で内側コア部３１を形成する場合、雄ネジ状の中子を用いることで、第一ボルト穴ｈ１を形成することもできる。この場合、中子を回転させながら内側コア部３１から抜くことで、雌ネジ部３ｆを有する第一ボルト穴ｈ１が形成される。
　　［外側コア部］
　外側コア部３２は、磁性コア３のうち、巻回部２Ａ，２Ｂ（図１）の外部に配置される部分である。外側コア部３２の形状は、一対の内側コア部３１，３１の端部を繋ぐ形状であれば特に限定されない。本例の外側コア部３２は、直方体状のブロック体であるが、上面視した形状が略ドーム状のものや、Ｕ字状のものであっても良い。この外側コア部３２は非分割構造の一体物であり、そのことがリアクトル１の組み立てを容易にする要因の一つとなっている。
　外側コア部３２は、図２，３に示すように、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの端面に対向する内方面３２ｅと、内方面３２ｅと反対側の外方面３２ｏと、周面３２ｓと、を有する。内方面３２ｅと外方面３２ｏは互いに平行な平坦面となっている。周面３２ｓのうち、上面と下面は、互いに平行で、かつ内方面３２ｅ及び外方面３２ｏに直交する平坦面となっている。また、周面３２ｓのうち、二つの側面も互いに平行で、かつ内方面３２ｅ及び外方面３２ｏに直交する平坦面となっている。
　本例の外側コア部３２は更に、第一ボルト穴ｈ１と同軸に伸び、外側コア部３２を貫通する第二ボルト穴ｈ２を備える。第二ボルト穴ｈ２は、第一ボルト穴ｈ１と同様の方法で形成できる。本例の第二ボルト穴ｈ２は、その内径が、第二ボルト穴ｈ２の軸方向に一様な貫通孔、いわゆるバカ穴である。つまり、第二ボルト穴ｈ２の内周面には雌ネジ部３ｆが形成されていない。ボルト５の挿通性を考慮して、第二ボルト穴ｈ２の内径は、ボルト５の外径（山径）よりも大きくすることが好ましい。その大きさは、０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下とすることが好ましい。
　本例とは異なり、第二ボルト穴ｈ２の内周面にも雌ネジ部を形成しても構わない。そうすることで、ボルト５による内側コア部３１と外側コア部３２との結合をより強固にできる。第二ボルト穴ｈ２における雌ネジ部の形成方法は、第一ボルト穴ｈ１のそれと同じである。
　　［材質など］
　内側コア部３１と外側コア部３２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、あるいは樹脂中に軟磁性粉末を分散させてなる複合材料の成形体で構成することができる。その他、コア部３１，３２は、圧粉成形体の外周が複合材料で覆われたハイブリッドコアとすることもできる。また、コア部３１，３２は、アルミナなどのギャップ板が埋設された複合材料の成形体であっても良いし、コア片とギャップ板を連結し、その外周を樹脂で覆ったモールドコアであっても良い。
　圧粉成形体は、原料粉末を金型に充填し、加圧することで製造できる。その製法ゆえに、圧粉成形体では軟磁性粉末の含有量を高め易い。例えば、圧粉成形体における軟磁性粉末の含有量は、８０体積％超、更に８５体積％以上とすることができる。そのため、圧粉成形体であれば飽和磁束密度や比透磁率が高いコア部３１，３２を得易い。例えば、圧粉成形体の比透磁率を５０以上５００以下、更には２００以上５００以下とすることができる。
　圧粉成形体の軟磁性粉末は、鉄などの鉄族金属やその合金（Ｆｅ－Ｓｉ合金、Ｆｅ－Ｎｉ合金など）などで構成される軟磁性粒子の集合体である。軟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、原料粉末には潤滑材などが含まれていてもかまわない。
　一方、複合材料の成形体は、軟磁性粉末と未固化の樹脂との混合物を金型に充填し、樹脂を固化させることで製造できる。その製法ゆえに、複合材料では軟磁性粉末の含有量を調整し易い。例えば、複合材料中の軟磁性粉末の含有量は、３０体積％以上８０体積％以下とすることができる。飽和磁束密度や放熱性の向上の観点から、磁性粉末の含有量は更に、５０体積％以上、６０体積％以上、７０体積％以上とすることが好ましい。また、製造過程での流動性の向上の観点から、磁性粉末の含有量を７５体積％以下とすることが好ましい。複合材料の成形体では、軟磁性粉末の充填率を低く調整すれば、その比透磁率を小さくし易い。例えば、複合材料の成形体の比透磁率を５以上５０以下、更には２０以上５０以下とすることができる。
　複合材料の軟磁性粉末には、圧粉成形体で使用できるものと同じものを使用できる。一方、複合材料に含まれる樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、常温硬化性樹脂、低温硬化性樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂は、例えば、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が挙げられる。熱可塑性樹脂は、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、液晶ポリマー、ナイロン６やナイロン６６といったポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂などが挙げられる。その他、不飽和ポリエステルに炭酸カルシウムやガラス繊維が混合されたＢＭＣ（Ｂｕｌｋ　ｍｏｌｄｉｎｇ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、ミラブル型シリコーンゴム、ミラブル型ウレタンゴムなども利用できる。上述の複合材料は、軟磁性粉末及び樹脂に加えて、アルミナやシリカなどの非磁性かつ非金属粉末（フィラー）を含有すると、放熱性をより高められる。非磁性かつ非金属粉末の含有量は、０．２質量％以上２０質量％以下、更に０．３質量％以上１５質量％以下、０．５質量％以上１０質量％以下とすることが挙げられる。
　≪保持部材≫
　図２，３に示す保持部材４は、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの端面と磁性コア３の外側コア部３２の内方面３２ｅとの間に介在され、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向の端面と外側コア部３２とを保持する部材である。保持部材４は、代表的にはポリフェニレンスルフィド樹脂などの絶縁材料で構成される。保持部材４は、コイル２と磁性コア３との間の絶縁部材や、巻回部２Ａ，２Ｂに対する内側コア部３１、外側コア部３２の位置決め部材として機能する。本例の二つの保持部材４は、同一形状を備える。そのため、保持部材４を製造する金型を共用できるため、保持部材４の生産性に優れる。保持部材４は省略することもできる。
　保持部材４は、一対の貫通孔４０，４０と、一対のコア支持部４１と、一対のコイル収納部４２と、一つのコア収納部４３と、を備える。貫通孔４０は保持部材４の厚み方向に貫通し、この貫通孔４０には内側コア部３１の端部が挿通される。コア支持部４１は、各貫通孔４０の内周面から内側コア部３１に向って突出して内側コア部３１を支持する筒状片である。コイル収納部４２(図２)は、各巻回部２Ａ，２Ｂの端面に沿った凹みであって、コア支持部４１を取り囲むように形成され、当該端面とその近傍が嵌め込まれる。コア収納部４３は、保持部材４における外側コア部３２側の面の一部が厚み方向に凹むことで形成され、外側コア部３２の内方面３２ｅ及びその近傍が嵌め込まれる。保持部材４の貫通孔４０に嵌め込まれた内側コア部３１の端面３１ｅはコア収納部４３の底面から突出している（図３）。そのため、内側コア部３１の端面３１ｅと、外側コア部３２の内方面３２ｅと、が当接する。
　その他、本例の保持部材４では、冷却ベースなどの設置面に対向する下片が切り欠かれている。この保持部材４のコア収納部４３に嵌め込まれる外側コア部３２の下面は、保持部材４の下端面とほぼ面一になっている。この構成によれば、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に外側コア部３２の厚みを厚くすることなく、外側コア部３２の磁路断面積を大きくできるので、リアクトル１を小型化できる。また、外側コア部３２の下面を冷却ベースなどの設置面に接触させられるので、リアクトル１の放熱性を向上させることができる。
　≪ボルト≫
　ボルト５は、外側コア部３２を貫通し、先端が内側コア部３１に達することで、内側コア部３１と外側コア部３２とを連結する部材である。ボルト５は、ヘッド部５０と軸部５１とを備え、軸部５１の先端側には雄ネジ部５ｍが形成されている。雄ネジ部５ｍは、内側コア部３１の第一ボルト穴ｈ１に形成される雌ネジ部３ｆにネジ結合し、ボルト５と内側コア部３１とが強固に連結される。外側コア部３２は、ボルト５のヘッド部５０と、内側コア部３１の端面３１ｅとで挟まれて、内側コア部３１から脱落しないようになっている。このように、本例の構成によれば、ボルト５以外の追加の構成なしに、内側コア部３１と外側コア部３２とを直接、連結できる。
　ボルト５は、複合材料の成形体で構成されている。ボルト５を構成する複合材料の組成は適宜選択することができる。磁性コア３の一部、例えば内側コア部３１を複合材料で構成する場合、ボルト５を構成する複合材料の組成は、内側コア部３１を構成する複合材料の組成と同じでも良いし、異なっていても良い。ボルト５と内側コア部３１の組成を同じにすれば、ボルト５を含めた内側コア部３１の磁気特性にムラが生じることを抑制できる。
　ボルト５と内側コア部３１の組成を異ならせる場合、ボルト５の加工性を考慮してボルト５の樹脂含有量を内側コア部３１の樹脂含有量よりも多くすることができる。その場合、ボルト５の磁気特性の低下を抑制するためにボルト５の軟磁性粉末の含有量が低くなり過ぎないようにすることが好ましい。例えば、ボルト５の樹脂含有量を５０体積％以上６０体積％以下、軟磁性粉末の含有量を４０体積％以上５０体積％以下とすることが挙げられる。ボルト５の樹脂含有量が多くなれば、ボルト５の加工性が向上し、ボルト５に雄ネジ部５ｍを形成し易くなる。また、ネジ止め時に割れや欠けなどを抑制する効果も得られる。また、ボルト５の磁気特性を考慮して、ボルト５の樹脂含有量を内側コア部３１の樹脂含有量よりも少なくしても良い。この構成は即ち、ボルト５の軟磁性粉末の含有量を内側コア部３１の軟磁性粉末の含有量よりも多くする構成である。ボルト５は、内側コア部３１における磁路の中心に位置するので、ボルト５の磁気特性を向上させることで、磁性コア３の磁気特性を向上させることができる。例えば、ボルト５の樹脂含有量を３０体積％以上４０体積％以下、軟磁性粉末の含有量を６０体積％以上７０体積％以下とすることが挙げられる。
　≪使用態様≫
　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。本例のリアクトル１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。本例のリアクトル１では、巻回部２Ａ，２Ｂが外部に露出しているため、リアクトル１を液体冷媒などの冷却媒体で冷却する場合には、巻回部２Ａ，２Ｂを冷却媒体に直接接触させられるので、本例のリアクトル１は放熱性に優れる。
　≪効果≫
　本例のリアクトル１では、簡易な手順で生産性良く製造できる。ボルト５による機械的な係合のみで内側コア部３１と外側コア部３２の相対的な位置を決められるからである。また、内側コア部３１と外側コア部３２が共に非分割構造の一体物であることも、リアクトル１の生産性を向上できる要因の一つである。一体物である内側コア部３１と外側コア部３２は扱い易いし、内側コア部３１と外側コア部３２とを連結する際に位置合わせが必要な部材が、内側コア部３１と外側コア部３２の２つで済むからである。もちろん、実施形態のリアクトル１は、内側コア部３１と外側コア部３２との連結後に樹脂でモールドされても良いし、ポッティング樹脂でケース内に埋設されても良い。
　また、本例のリアクトル１では、リアクトル１に求められる磁気特性の低下が生じ難い。内側コア部３１と外側コア部３２とを連結するボルト５が複合材料で構成されているため、リアクトル１の磁性コア３に求められる磁気特性の低下が抑制されるからである。
＜実施形態２＞
　実施形態１では、単に内側コア部３１と外側コア部３２とをボルト５で連結した構成を説明した。これに対して、ボルト５が複合材料で構成されていることを利用して、ボルト５のヘッド部５０を外側コア部３２に融着させても良い。以下、本例の構成を図４に基づいて説明する。図４は、第二ボルト穴ｈ２の位置で外側コア部３２を縦断したリアクトル１の一部縦断面図である。
　実施形態１とは異なり、本例では外側コア部３２にヘッド収納部３２０を形成している。ヘッド収納部３２０は、第二ボルト穴ｈ２における内側コア部３１とは反対側の開口の周囲に形成される窪み、即ち外方面３２ｏにおける第二ボルト穴ｈ２の周囲に形成される窪みである。ヘッド収納部３２０を、第二ボルト穴ｈ２の軸方向から見た形状は円形である。磁性コア３の組み立てにあたり、本例ではまず、図４の上段図に示すようにボルト５の取り付けを行ってヘッド部５０の一部がヘッド収納部３２０に収納された状態とする。ヘッド部５０は、ヘッド収納部３２０の内径よりも小さい外径を有する円柱形である。次いで、図４の下段図に示すようにヘッド部５０を溶融させる。この構成では、ボルト５を構成する樹脂は熱可塑性樹脂とする。溶融したヘッド部５０は、ヘッド収納部３２０のほぼ全体に行き渡り、略ドーム状に変形して固化する。その結果、ヘッド部５０は、外側コア部３２（本例では後述するヘッド収納部３２０の内壁面）に融着する。外側コア部３２に融着したヘッド部５０は容易に回転することがないので、ボルト５の弛みが効果的に抑制される。
　ヘッド部５０を溶融させる際、ヘッド部５０以外の軸部５１や外側コア部３２の温度が高くなり過ぎないようにすることが好ましい。例えば、ヘッド部５０にのみ加熱器を押し付けて、ヘッド部５０に含まれる樹脂を溶融させることが挙げられる。
　本例のヘッド収納部３２０の深さは、ヘッド部５０の厚み（ボルト５の軸方向に沿った長さ）よりも小さくなっている。また、本例では、ヘッド収納部３２０の体積は、ヘッド部５０の体積よりも小さくなっており、ヘッド収納部３２０にはヘッド部５０の一部が収納された状態になっている。このような構成によれば、外側コア部３２の外方面３２ｏからのヘッド部５０の突出量を小さくできる。当該突出量が小さいと、リアクトル１の輸送時やリアクトル１を設置対象に設置する時などに、作業者の手や工具がヘッド部５０に当たり難くなる。そのため、ヘッド部５０の回転を抑制でき、ボルト５が弛み難い。また、この構成によれば、ヘッド部５０を溶融させる際、加熱器が外方面３２ｏに接触し難い。そのため、加熱器によって外側コア部３２が溶融するといった不具合を抑制できる。
　本例とは異なり、ヘッド収納部３２０の深さはヘッド部５０の厚み以上としても良い。そうすることで、ヘッド収納部３２０の体積がヘッド部５０の体積よりも大きくなる。この場合、ヘッド部５０を溶融させることで、ヘッド収納部３２０の内部にヘッド部５０の全体が収納される。その結果、溶融して変形したヘッド部５０が外側コア部３２の外方面３２ｏから突出しなくなるので、ヘッド部５０の回転をより確実に抑制できるし、ボルト５によるリアクトルの外形寸法の大型化を抑制できる。その他、ヘッド収納部３２０の体積がヘッド部５０の体積と同じとなるように、ヘッド収納部３２０の深さを調整しても良い。その場合、溶融して変形したヘッド部５０によってヘッド収納部３２０の全域が埋め尽くされ、ヘッド部５０と外側コア部３２の外方面３２ｏとの間に大きな段差が形成されない。そのため、作業者の手や工具が段差に引っ掛かって外側コア部３２が損傷することを抑制できる。
　ここで、ヘッド収納部３２０は、ヘッド部５０を外側コア部３２に融着させるかどうかに関わらず、形成することができる。しかし、本例のように、ヘッド収納部３２０を形成し、かつヘッド部５０をヘッド収納部３２０の内壁面に沿って融着させることが好ましい。そうすることで、ヘッド収納部３２０が無い場合に比べて、ヘッド部５０と外側コア部３２との融着面積を大きくできるからである。
＜実施形態３＞
　実施形態３では、実施形態２で説明したヘッド収納部３２０を異形とした構成を図５に基づいて説明する。
　図５は、外側コア部３２を外方面３２ｏ側から見た図である。この図に示すように、外方面３２ｏに形成されるヘッド収納部３２０は、第二ボルト穴ｈ２の軸方向から見た形状が非真円形状となっている。本例のヘッド収納部３２０の開口の輪郭形状は正六角形となっているが、当該輪郭形状は多角形や楕円形とすることができる。
　図５の上段図に示すように、ヘッド収納部３２０の開口に内接する円の直径は、ヘッド部５０の外周輪郭線に外接する円の直径よりも大きい。そうすることで、ボルト５を締め付けるときにヘッド部５０を回転させられる。
　上述したヘッド収納部３２０内にヘッド部５０が納まったら、実施形態２と同様、ヘッド部５０の樹脂を溶融させる。溶融したヘッド部５０は、図５の下段図に示すように、ヘッド収納部３２０の全体に拡がり、ヘッド収納部３２０の内壁面に沿って変形する。その結果、当該内壁面がヘッド部５０の物理的な回り止めとなって、ヘッド部５０の回転が効果的に抑制される。
１　リアクトル
２　コイル　２ｗ　巻線
　２Ａ，２Ｂ　巻回部　２Ｒ　連結部　２ａ，２ｂ　端部
３　磁性コア　３ｆ　雌ネジ部
　３１　内側コア部　３１ｅ　端面　３１ｓ　周面
　３２　外側コア部　３２０　ヘッド収納部
　　３２ｅ　内方面　３２ｏ　外方面　３２ｓ　周面
４　保持部材
　４０　貫通孔　４１　コア支持部　４２　コイル収納部　４３　コア収納部
５　ボルト
　５０　ヘッド部　５１　軸部　５ｍ　雄ネジ部
ｈ１　第一ボルト穴　ｈ２　第二ボルト穴

Claims (9)

  1. 磁性コアと、巻回部を有するコイルとを備え、
    　前記磁性コアは、
    　　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を有するリアクトルであって、
    　前記内側コア部と前記外側コア部とを連結するボルトを備え、
    　前記ボルトは、
    　　樹脂中に軟磁性粉末が分散してなる複合材料で構成され、
    　　前記外側コア部を貫通する軸部を備え、
    　　前記軸部は、前記内側コア部に達する先端を備え、
    　前記内側コア部と前記外側コア部の各々は、非分割構造の一体物である、
    リアクトル。
  2. 　前記内側コア部は、その端面から前記内側コア部の軸方向に延びる所定深さの第一ボルト穴を備え、
    　前記外側コア部は、前記第一ボルト穴と同軸に伸び、前記外側コア部を貫通する第二ボルト穴を備え、
    　前記第一ボルト穴の内周面は、前記ボルトの雄ネジ部に対応する雌ネジ部を備える請求項１に記載のリアクトル。
  3. 　前記第二ボルト穴の内径が、前記第二ボルト穴の軸方向に一様である請求項２に記載のリアクトル。
  4. 　前記第一ボルト穴の深さは、前記内側コア部の軸方向長さの０．１倍以上０．２倍以下である請求項２又は請求項３に記載のリアクトル。
  5. 　前記ボルトは、雄ネジ部を有する軸部と、前記軸部の一端に形成されるヘッド部とを備え、
    　前記ヘッド部に含まれる前記樹脂が前記外側コア部に融着している請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。
  6. 　前記ボルトは、雄ネジ部を有する軸部と、前記軸部の一端に形成されるヘッド部とを備え、
    　前記外側コア部は、凹状のヘッド収納部を備え、
    　前記ヘッド収納部は、前記第二ボルト穴における前記内側コア部とは反対側の開口の周囲に形成され、
    　前記ヘッド収納部の内部に、前記ボルトの前記ヘッド部の少なくとも一部が収納された請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のリアクトル。
  7. 　前記ヘッド収納部は、前記第二ボルト穴の軸方向から見た形状が非真円形状となっており、溶融した前記ヘッド部が、前記ヘッド収納部の内壁面に沿って変形している請求項６に記載のリアクトル。
  8. 　前記内側コア部は、樹脂中に軟磁性粉末が分散してなる複合材料で構成される請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のリアクトル。
  9. 　前記外側コア部は、軟磁性粉末の圧粉成形体で構成される請求項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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