特許 6870975 リアクトル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6870975

(24)【登録日】2021年4月19日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】リアクトル

(51)【国際特許分類】

   H01F 37/00 20060101AFI20210426BHJP

【ＦＩ】

   H01F37/00 G

   H01F37/00 M

   H01F37/00 S

   H01F37/00 A

【請求項の数】8

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2016-239641(P2016-239641)

(22)【出願日】2016年12月9日

(65)【公開番号】特開2018-98300(P2018-98300A)

(43)【公開日】2018年6月21日

【審査請求日】2019年11月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】390005223

【氏名又は名称】株式会社タムラ製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 浩太郎

(72)【発明者】

【氏名】▲濱▼田 勉

【審査官】 井上 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１３８８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３８６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１３９６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２０１５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０１０２８８５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ３７／００

Ｈ０１Ｆ ２７／３２

Ｈ０１Ｆ ３０／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コア、前記コアの一部に装着されるコイル、及び前記コアを被覆して前記コイルから絶縁する樹脂部材を有するリアクトル本体と、
前記リアクトル本体を収容するケースと、
を備え、
前記リアクトル本体は、全体形状が扁平であり、
前記コア、前記ケース及び前記樹脂部材は、前記コイルの巻軸方向に直交する面で上下に二分割され、
前記コアは、前記コイルが装着される脚を有する上コアと下コアとから構成され、
前記ケースは、前記上コアを収容する上ケースと前記下コアを収容する下ケースとから構成され、
前記樹脂部材は、前記上コア及び前記上ケースの間にそれぞれと密着して介在し、前記上コア及び前記上ケースとを一体化する上側樹脂部材と、前記下コア及び前記下ケースの間にそれぞれと密着して介在し、前記下コア及び前記下ケースを一体化する下側樹脂部材とから構成され、
前記上コア、前記上ケース、及び前記上側樹脂部材を有する上ユニットと、
前記下コア、前記下ケース、及び前記下側樹脂部材を有する下ユニットと、が、前記上コア及び前記下コアの前記脚に前記コイルが装着されて接着されてなり、
前記下ケースには、前記扁平の片面を冷却面上に設置される底面とし、当該底面に、前記コアの底面の全面が露出する開口部が設けられていること、
を特徴とするリアクトル。

【請求項2】

前記ケースの側面に、前記コイルの端部引き出し用の開口を設けたこと、
を特徴とする請求項１に記載のリアクトル。

【請求項3】

前記開口は、前記ケースの一側面に設けられたこと、
を特徴とする請求項２に記載のリアクトル。

【請求項4】

前記上コア及び下コアは、Ｅ字状のコアであること、
を特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のリアクトル。

【請求項5】

前記上ケースには、リアクトルを前記冷却面に固定するための固定部が設けられていること、
を特徴とする請求項４記載のリアクトル。

【請求項6】

前記ケース内の隙間に配置された放熱性及び絶縁性を有する充填成形部を備え、
前記ケースの内周面の一部と前記コイルとの間に介在しているのは、前記充填成形部のみであること、
を特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のリアクトル。

【請求項7】

前記ケースの冷却面とは反対側の前記上ケースの上面には、前記コアの上面の全面が露出する開口部が設けられ、
前記開口部を覆う上蓋を備えること、
を特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のリアクトル。

【請求項8】

前記ケースの冷却面とは反対側の前記上ケースの上面には、前記コアの上面の全面が露出する開口部が設けられ、
前記開口部を覆う上蓋を備え、
前記上蓋は、前記上ケースと前記上コアとの間の前記樹脂部材と同じ樹脂で一続きに形
成されていること、
を特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のリアクトル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リアクトル本体とケースとを有するリアクトルに関する。

【背景技術】

【0002】

リアクトルは、ハイブリッド自動車や電気自動車の駆動システム等をはじめ、種々の用途で使用されている。例えば、車載用の昇圧回路に用いられるリアクトルとして、コアの周囲に配置した樹脂製のボビンにコイルを巻回したものが多く用いられる。

【0003】

この種のリアクトルとして、コアには、コイルなどの他の部材との絶縁を図るため、コアの周囲を被覆する樹脂部材が設けられる。この樹脂部材で被覆されたコアは、その一部にコイルが装着された状態で、ケースに収容される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−２２５６８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のリアクトルは、コアを冷却する場合には、ケース内に放熱性を有する充填材を充填し、固化させてなる充填成形部を介して、冷却面を兼ねるリアクトルの設置面によって行っていた。しかし、この技術のみでは、コアの上部、すなわち、設置面から遠い部分においては、冷却効率に問題がある。また、設置面を基準にした高さの高いリアクトルの場合、設置面からコアまで複数の部材が介在することがあり、その分だけ熱抵抗が増大するため、一層冷却効率が低下する。

【0006】

また、従来のリアクトルは、コアの周囲を被覆する樹脂部材が設けられた状態でリアクトル本体が構成され、リアクトル本体がケースに収容される。このように、リアクトル本体が組み立てられた後に、ケースに収容されるものであるため、リアクトル本体とケースとの間には隙間が生じ得る。すなわち、樹脂部材又はコアは、その一部がケースと接するが、その他の部分についてはケースと接触せず、両者は離間する。そのため、当該間隙の空気が介在することとなり、熱抵抗が増大する。このような問題に対処するため、従来から、リアクトル本体をケースに収容した後、ケース内に充填材を充填することにより、リアクトル本体とケースとの間の間隙に充填材を介在させ、熱抵抗を低くして冷却効率を向上させる技術が採用されていた。

【0007】

しかし、リアクトルは量産品であるため、その組立性の良さが要求されるところ、上記の充填材をケースに充填させる方法は、リアクトル製造の最終段階でなされるものであり、リアクトルの組立性向上に関与するものではなかった。

【0008】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、冷却効率及び組立性を向上させることのできるリアクトルを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のリアクトルは、次の構成を有することを特徴とする。
（１）コア、前記コアの一部に装着されるコイル、及び前記コアを被覆して前記コイルから絶縁する樹脂部材を有するリアクトル本体と、前記リアクトル本体を収容するケースと、を備えること。
（２）前記リアクトル本体は、全体形状が扁平であり、前記コア、前記ケース及び前記樹脂部材は、前記コイルの巻軸方向に直交する面で上下に二分割され、前記コアは、前記コイルが装着される脚を有する上コアと下コアとから構成され、前記ケースは、前記上コアを収容する上ケースと前記下コアを収容する下ケースとから構成され、前記樹脂部材は、前記上コア及び前記上ケースの間にそれぞれと密着して介在し、前記上コア及び前記上ケースとを一体化する上側樹脂部材と、前記下コア及び前記下ケースの間にそれぞれと密着して介在し、前記下コア及び前記下ケースを一体化する下側樹脂部材とから構成され、前記上コア、前記上ケース、及び前記上側樹脂部材を有する上ユニットと、前記下コア、前記下ケース、及び前記下側樹脂部材を有する下ユニットと、が、前記上コア及び前記下コアの前記脚に前記コイルが装着されて接着されてなり、前記下ケースには、前記扁平の片面を冷却面上に設置される底面とし、当該底面に、前記コアの底面の全面が露出する開口部が設けられていること。

【0010】

本発明において、次の構成を有していても良い。
（１）前記ケースの側面に、前記コイルの端部引き出し用の開口を設けたこと。
（２）前記開口は、前記ケースの一側面に設けられたこと。
（３）前記上コア及び下コアは、Ｅ字状のコアであること。
（４）前記上ケースには、リアクトルを前記冷却面に固定するための固定部が設けられていること。
（５）前記ケース内の隙間に配置された放熱性及び絶縁性を有する充填成形部を備え、
前記ケースの内周面の一部と前記コイルとの間に介在しているのは、前記充填成形部のみであること。
（６）前記ケースの冷却面とは反対側の前記上ケースの上面には、前記コアの上面の全面が露出する開口部が設けられ、前記開口部を覆う上蓋を備えること。
（７）前記ケースの冷却面とは反対側の前記上ケースの上面には、前記コアの上面の全面が露出する開口部が設けられ、前記開口部を覆う上蓋を備え、前記上蓋は、前記上ケースと前記上コアとの間の前記樹脂部材と同じ樹脂で一続きに形成されていること。

【0011】

本発明のリアクトルの製造方法は、上下に分割されたコア及びケースと、前記コアの一部に装着されたコイルとを有するリアクトルの製造方法であって、前記ケースには、前記コアの一面全面を露出させる開口部が設けられ、前記一面全面が前記開口部から臨むように、所定間隔隔てて前記分割されたコア及びケースを金型内にセットして、前記金型内に樹脂を充填し、固化させるユニット製造工程を有すること、を特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、冷却効率及び組立性を向上させることのできるリアクトルを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係るリアクトルの全体構成を示す斜視図である。

【図2】実施形態に係るリアクトルの全体構成を示す分解斜視図である。

【図3】コアの斜視図である。

【図4】コアの分解斜視図である。

【図5】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図6】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図7】ケースの斜視図である。

【図8】ケースの分解斜視図である。

【図9】下ユニットの底面側の斜視図である。

【図10】各ユニットの分解斜視図である。

【図11】組立工程を示す図である。

【図12】充填工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態のリアクトルについて説明する。

【0015】

［１．実施形態］
［１−１．概略構成］
図１は、本実施形態に係るリアクトルの全体構成を示す斜視図であり、図２は、その分解斜視図である。

【0016】

リアクトルは、電気エネルギーを磁気エネルギーに変換して蓄積及び放出する電磁気部品であり、電圧の昇降圧等に使用される。本実施形態のリアクトルは、例えばハイブリッド自動車や電気自動車の駆動システム等で使用される大容量のリアクトルである。リアクトルは、これら自動車に搭載される昇圧回路の主要部品である。

【0017】

リアクトルは、リアクトル本体と、リアクトル本体を収容するケース４と、を備える。リアクトル本体は、磁性体を含み構成されるコア１０と、コア１０の一部に装着されたコイル５と、コア１０の外周を覆い、コア１０、コイル５、及びケース４のそれぞれの間を絶縁する樹脂部材２を有する。ケース４は、リアクトル本体より若干大きく、隙間を空けてリアクトル本体が収容される。そして、この隙間に樹脂部材２又は充填材が固化してなる充填成形部６が設けられている。

【0018】

ケース４には、その側面にフランジ状に張り出した固定部４１が設けられており、固定部４１に設けられたネジ孔にネジを挿入し、ネジ締結により冷却面７にリアクトルが固定される。冷却面７は、リアクトルを冷却する面である。冷却面７は、例えば、ＰＣＵケース、ミッションケース、電圧制御ユニットのケース又はヒートシンクなどのリアクトルの設置対象となるベースの設置面である。

【0019】

［１−２．詳細構成］
本実施形態のリアクトルの各部の詳細構成について、図１〜図５を用いて説明する。なお、本明細書において、図１に示すｚ軸方向を「上」側、その逆方向を「下」側とする。各部材の構成を説明するのに、「下」は「底」や「裏」とも称する。ｚ軸方向は、リアクトルの上下方向であり、リアクトルの高さ方向である。

【0020】

（コア）
図３は、コア１０の斜視図である。図４は、コア１０の分解斜視図である。図５は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図６は、図１のＢ−Ｂ断面図である。

【0021】

コア１０は、磁性体を含み構成され、その全体形状が扁平である。コア１０としては、フェライトコア、積層鋼板、圧粉磁心、又はメタルコンポジットコアを用いることができる。ここでは、コア１０は、磁性粉末と樹脂とが混練されて成型されて成るメタルコンポジットコアである。本実施形態のコア１０は、図３及び図４に示すように、コイル５の巻軸方向に直交する面で二分割された上下一対の上コア１０ａ、下コア１０ｂからなる。コア１０の後述する中脚１１にコイル５を嵌め込み、コイル５をコア１０の一部に装着するためである。上コア１０ａ、下コア１０ｂは、いずれも同一形状のＥ字型コアであり、各脚部が突き合わされてコア１０が構成される。

【0022】

具体的には、図４に示すように、上コア１０ａ及び下コア１０ｂは、円柱状の中脚１１と、中脚１１の両脇に位置し、断面が円弧状で中脚１１と平行に延びる一対の外脚１２と、中脚１１及び一対の外脚１２を繋ぐオーバル形状の継板１３とから構成されて、各脚１１、１２を含む断面がＥ字形状をなす。

【0023】

中脚１１は各コア１０ａ、１０ｂの中央に位置する。一対の外脚１２は、円弧の中心を中脚１１の中心に一致させて同一円上に向かい合って配置されている。一方の外脚１２は、他方の外脚１２よりその断面の円弧が短い。継板１３は、平板であり、特に、リアクトル外部に露出する面は平面である。外脚１２及び継板１３の磁束が通過する断面積は、中脚１１の磁束が通過する断面積の半分以下である。すなわち、外脚１２のｚ軸と直交する断面積は、中脚１１のｚ軸と直交する断面積の半分以下であり、継脚１３のｙ軸と直交する断面積は、中脚１１のｚ軸と直交する断面積の半分以下である。

【0024】

上コア１０ａ及び下コア１０ｂは扁平である。すなわち、中脚１１の延び方向となる高さよりも、中脚１１の断面である円の直径の方が大きい。

【0025】

図５及び図６に示すように、コア１０は、コイル５が装着される中脚部１０１と、中脚部１０１の両脇に位置する一対の外脚部１０２と、中脚部１０１及び外脚部１０２を繋ぐ継板部１０３とを有する。

【0026】

中脚部１０１は、上コア１０ａ、下コア１０ｂの中脚１１を突き合わせることで円柱状に構成されており、その周囲にコイル５が装着される。中脚部１０１は、コイル５に通電がなされることにより磁束が発生する部位である。

【0027】

外脚部１０２は、上コア１０ａ、下コア１０ｂの外脚１２を突き合わせることで断面が円弧の柱状に構成されている。一対の外脚部１０２は、その円弧の中心を中脚１１の中心に一致させて、互いに向かい合うように同一円上に配置されており、一方の外脚部１０２は、他方の外脚部１０２よりも円弧が短く構成されている。

【0028】

継板部１０３は、上コア１０ａ、下コア１０ｂの継板１３で構成されている。外脚部１０２及び継板部１０３は、中脚部１０１で発生した磁束が通過するヨーク部である。中脚部１０１で発生した磁束は、例えば、上コア１０ａの継板部１０３から左右の一対の外脚部１０２、下コア１０ｂの継板部１０３を介して中脚部１０１に戻り、閉じた磁気回路を形成する。

【0029】

なお、本実施形態では、上コア１０ａ、下コア１０ｂの対になる各脚間にスペーサを設けていないが、当該部分にスペーサを介在させても良い。スペーサは、所定幅の磁気的なギャップを与えてリアクトルのインダクタンス低下を防止する。スペーサの材料としては、非磁性体、セラミック、非金属、樹脂、炭素繊維、若しくはこれら二種以上の合成材又はギャップ紙を用いることができる。

【0030】

（コイル）
コイル５は、絶縁被覆を有する導線である。本実施形態では、コイル５は、平角線の導線が円状に巻かれて成るエッジワイズコイルである。コイル５は、その全体形状が扁平である。すなわち、導線が巻かれてなる巻回部は、その直径が、コイル５の巻軸方向の長さよりも短い。コイル５の線材や巻き方は平角線のエッジワイズコイルに限定されず、他の形態であっても良い。

【0031】

図５及び図６に示すように、コイル５は、その空芯部にコア１０の中脚部が配置されており、コイル５の巻軸と中脚部が平行になっている。図１に示すように、コイル５の両端部５１ａ、５１ｂは、円弧が短い外脚部の両脇から、互いに平行にリアクトルの側方外部に引き出されている。

【0032】

（ケース）
図７は、ケース４の斜視図である。図８は、ケース４の分解斜視図である。ケース４は、リアクトル本体を収容する収容部材である。ケース４は、例えばアルミニウム合金等、熱伝導性が高く軽量な金属で構成されており、放熱性を有する。

【0033】

図７に示すように、コア１０及びコイル５が扁平であるため、ケース４も全体的に扁平である。ケース４は、リアクトル本体の収容スペースを形成する側壁４０と、側壁４０に設けられた固定部４１と、上面及び底面に設けられた開口部４２と有する。

【0034】

側壁４０は、リアクトル本体を取り囲むように環状に形成された壁である。本実施形態では、側壁４０の全体形状は、図７に示すように、矩形の内の３辺と、その残りの一辺が円弧状になった形状に形成されている。図７に示すように、側壁４０の内周面の一部には、内側に向かって突出した凸部４０１が設けられている。図６に示すように、凸部４０１は、２箇所に対向して設けられている。一方の凸部４０１は、中脚部１０１を挟んで互いに向かい合う外脚部１０２の一方の端部間に設けられ、他方の凸部４０１は、外脚部１０２の他方の端部間に設けられ、２つの凸部４０１は対向している。凸部４０１は、コア１０の中脚部１０１にコイル５を装着した場合に、コイル５の巻回部の外周部分に接しない程度に内側に出っ張っている。凸部４０１は、ケース４の内周に設けられる樹脂部材２で被覆されておらず、樹脂部材２からは露出しており、コイル５に近接している。これにより、放熱経路が短くなり、コイル５の熱をケース４に伝達しやすくし、放熱性を向上させることができる。

【0035】

図７及び図８に示すように、固定部４１は、側壁４０の外周面に３つ設けられており、ここでは、側壁４０の円弧状をなす部分に外側に張り出して２つ設けられ、当該部分に対向する一辺となる部分に外側に張り出して１つ設けられている。各固定部４１にはネジ孔４１１が設けられており、リアクトルを冷却面７に設置し、当該ネジ孔４１１にネジを挿通し、ネジ締結することにより、リアクトルを冷却面７に固定する。固定部４１は、後述する上ケース４ａに設けられている。

【0036】

ケース４の側面には、コイル５の端部５１ａ、５１ｂをリアクトル外部に引き出すための開口４３がそれぞれ設けられている。本実施形態では、２つの開口４３は、コイル５の直径程度離間して、ケース４の一側面に設けられている。

【0037】

ケース４は、コイル５の巻軸方向に直交する面で上下に二分割されて構成されており、ここでは、上ケース４ａと下ケース４ｂとから構成されている。上ケース４ａと下ケース４ｂは、固定部４１を除いて同一の構成を有する。

【0038】

上ケース４ａは、上コア１０ａを収容し、下ケース４ｂは下コア１０ｂを収容する。上ケース４ａ、下ケース４ｂには、上コア１０ａの継板１３、下コア１０ｂの継板１３の全面が露出する開口部４２が設けられている。換言すれば、図９に示すように、下ケース４ｂの開口部４２は、下ケース４ｂの底面に設けられ、コア１０の底面全面を露出させる。上ケース４ａの開口部４２は、上ケース４ａの上面に設けられ、コア１０の上面全面を露出させる。このようにコア１０を露出させることにより、ケース４の磁気遮蔽効果に起因するインダクタンス値の低減を防止することができる。

【0039】

図７に示すように、開口部４２は、コア１０の上面及び底面の形状に倣ってオーバル形状であり、コア１０の上面及び底面より一回り大きい。上ケース４ａと下ケース４ｂとを組み合わせると、リアクトル本体を収容するスペースと両開口部４２とが連通し、ケース４は上下に貫通している。

【0040】

図８に示すように、上ケース４ａ及び下ケース４ｂには、一側面には、内部のスペースと外部が連通する矩形状の切欠き４３１が設けられており、各ケース４ａ、４ｂが組み合わされる際に、各切欠き４３１が組み合わされることにより開口４３が形成される。

【0041】

（樹脂部材）
図２に示すように、樹脂部材２は、コイル５の巻軸方向と直交する面で上下に二分割されており、上コア１０ａ及び上ケース４ａとの間に介在する上側樹脂部材２ａと、下コア１０ｂ及び下ケース４ｂとの間に介在する下側樹脂部材２ｂと、を有する。上側樹脂部材２ａは、下コア１０ｂとの各脚１１、１２の接続面を除き、上コア１０ａの周囲を被覆する。上側樹脂部材２ａは、上コア１０ａ及び上ケース４ａの双方とそれぞれ密着している。下側樹脂部材２ｂは、上コア１０ａとの各脚１１、１２の接続面及び底面を除き、下コア１０ａの周囲を被覆する。下側樹脂部材２ｂは、下コア１０ｂ及び下ケース４ｂの双方とそれぞれ密着している。各樹脂部材２ａ、２ｂの密着の程度は、上コア１０ａ及び上ケース４ａ、下コア１０ｂ及び下ケース４ｂが全面的に隙間なく密着していることが望ましいが、一体化させる程度であれば一部に空隙が含まれていても良い。

【0042】

上側樹脂部材２ａ及び下側樹脂部材２ｂは、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、ＢＭＣ（Ｂｕｌｋ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等の樹脂から構成されている。

【0043】

上側樹脂部材２ａは、上コア１０ａと上ケース４ａとを絶縁しつつ、上コア１０ａと上ケース４ａとを一体化する。下側樹脂部材２ｂは、下コア１０ｂと下ケース４ｂとを絶縁しつつ、下コア１０ｂと下ケース４ｂとを一体化する。言い換えると、図１０に示すように、上側樹脂部材２ａは、上コア１０ａ、上ケース４ａ及び上側樹脂部材２ａにより上ユニット１ａを構成し、同様に、下側樹脂部材２ｂは、下コア１０ｂ、下ケース４ｂ及び下側樹脂部材２ｂにより下ユニット１ｂを構成する。

【0044】

上側樹脂部材２ａには、上ケース４ａの開口部４２を塞ぐ上蓋２１が延設されている。すなわち、図５及び図６に示すように、上蓋２ｃと上側樹脂部材２ａとは、同一樹脂で一続きに継ぎ目無く構成された一つの樹脂製の部材である。上蓋２１は、上ケース４ａの開口部４２から露出する上コア１０ａの上面を覆う。

【0045】

（充填成形部）
充填成形部６は、充填材がケース４内に充填及び固化されて形成されている。充填成形部６は、ケース４内の隙間に形成されてなる。そのため、充填成形部６は、コア１０、コイル５、ケース４、樹脂部材２の形状に倣った形状となっている。充填材には、リアクトルの放熱性能の確保及びリアクトル本体からケースへの振動伝搬の軽減のため、比較的柔らかく熱伝導性の高い樹脂が適している。また、充填材は絶縁性を有することが好ましい。

【0046】

図５及び図６に示すように、コイル５の周囲に充填成形部６が配置され、樹脂部材２を介してコア１０と隣接しており、コイル５の熱が充填成形部６及び樹脂部材２を介してコア１０を経て、冷却面７へと至る放熱ルートが形成されている。

【0047】

また、コイル５とケース４の凸部４０１との間に介在しているのは、充填成形部６のみである。

【0048】

［１−３．リアクトルの製造方法］
次に、本実施形態のリアクトルの製造方法について説明する。本リアクトルの製造方法は、(a)ユニット製造工程、(b)組立工程、及び(c)充填工程を有している。

【0049】

(a) ユニット製造工程
ユニット製造工程は、各ユニット１ａ、１ｂを製造する工程である。各ユニット１ａ、１ｂは、金型内に下ケース４ｂ及び下コア１０ｂ、又は上ケース４ａ及び上コア１０ａを各ケース４ａ、４ｂ、各コア１０ａ、１ｂを所定間隔を空けつつセットして、治具等で各部材を押さえ、当該金型内に樹脂を充填し、固化させることで形成する。このセットの際、上コア１０ａの上面全面、下コア１０ｂの底面全面に金型内の壁や突起或いは治具を当てておく。金型内壁との間隔に樹脂が充填され、固化することで、下側樹脂部材２ｂ、上側樹脂部材２ａが形成され、図１０に示すように、各ケース４ａ、４ｂと各コア１０ａ、１０ｂとが一体化される。下側樹脂部材２ｂは、下ケース４ｂと下コア１０ｂとの間に密着して介在し、上側樹脂部材２ａは、上ケース４ａと上コア１０ａとの間に密着して介在する。このような一体化の際、上コア１０ａの上面は、上ケース４ａの上面と同一平面上に位置し、上ケース４ａの開口部４２からその全面が臨むように露出する。また、下コア１０ｂの底面は、下ケース４ｂの底面と同一平面上に位置し、下ケース４ｂの開口部４２からその全面が臨むように露出する。

【0050】

但し、上ユニット１ａの場合では、金型内に樹脂を充填し、固化することで、上蓋２１が形成されており、上コア１０ａの上面は上蓋２１により被覆される。また、上蓋２１と上側樹脂部材２ａは、上ユニット１ａがインサート成形法により形成されるものであるため、同一樹脂により一続きに継ぎ目無く形成された樹脂部材である。なお、上蓋２１に設けられた円形の開口及び略楕円形の開口は、金型内で上コア１０ａを治具で固定する際に形成されたものである。

【0051】

(b) 組立工程
組立工程は、下ユニット１ｂと上ユニット１ａとをコイル５を介在させてリアクトルを組み立てる工程である。すなわち、図１１に示すように、下ユニット１ｂにおける下コア１０ｂの中脚にコイル５を装着し、各コア１０ａ、１０ｂの各脚を突き合わせるようにして、下ユニット１ｂに対して上ユニット１ａを上から被せて組み立てる。その際、各コア１０ａ、１０ｂの各脚、及び各ケース４ａ、４ｂの対向する面のそれぞれに、接着剤を塗布して両ユニット１ａ、１ｂを接着する。但し、各コア１０ａ、１０ｂの各脚の接着は必須ではなく、リアクトルの使用される周波数帯域によっては、各脚は接着しなくても良い。

【0052】

この組立工程により、ケース４の側面に開口４３が形成される。また、少なくとも上ケース４ａ、下ケース４ｂが接着されているので、当該開口４３を除いて、リアクトルは、密閉される。

【0053】

(c) 充填工程
充填工程は、開口４３から充填材をケース４内に充填させて、固化させる工程である。その際、図１２に示すように、開口４３を上方に向けて充填材を充填させる。すなわち、開口４３は、コイル５の端部５１ａ、５１ｂを引き出すものであるとともに、ケース４内に充填材を注入する機能も兼ねる。本実施形態では、ケース４の一側面に２つの開口４３が設けられており、かつ、開口４３以外の部分でケース４が密閉されているため、充填した充填材が開口４３以外から漏れ出るのを防止することができる。なお、図１２では、両方の開口４３から充填材を注入するようにしているが、何れか一方からだけでも良い。

【0054】

［１−４．作用・効果］
（１）本実施形態のリアクトルは、コア１０、コア１０の一部に装着されるコイル５、及びコア１０を被覆してコイル５から絶縁する樹脂部材２を有するリアクトル本体と、リアクトル本体を収容するケース４と、を備え、リアクトル本体は、全体形状が扁平であり、コア１０、ケース４及び樹脂部材２は、コイル５の巻軸方向に直交する面で上下に二分割され、コア１０は、コイル５が装着される中脚を有する上コア１０ａと下コア１０ｂとから構成され、ケース４は、上コア１０ａを収容する上ケース４ａと下コア１０ｂを収容する下ケース４ｂとから構成するようにした。

【0055】

そして、樹脂部材２は、上コア１０ａ及び上ケース４ａの間にそれぞれと密着して介在し、上コア１０ａ及び上ケース４ａとを一体化する上側樹脂部材２ａと、下コア１０ｂ及び下ケース４ｂの間にそれぞれと密着して介在し、下コア１０ｂ及び下ケース４ｂとを一体化する下側樹脂部材２ｂとから構成され、上コア１０ａ、上ケース４ａ、及び上側樹脂部材２ａを有する上ユニット１ａと、下コア１０ｂ、下ケース４ｂ、及び下側樹脂部材２ｂを有する下ユニット１ｂと、が、上コア１０ａ及び下コア１０ｂの中脚にコイル５が装着されて接着されてなり、下ケース４ｂには、上記扁平の片面を冷却面７上に設置される底面とし、当該底面に、コア１０の底面の全面が露出する開口部４２を設けるようにした。

【0056】

これにより、開口部４２から露出したコア１０の底面の全面から直接冷却することができるとともに、リアクトルの全体形状が扁平であるので、冷却面７上に設置されるリアクトルの底部から上部までの距離は短く、リアクトル上部までの冷却効率を向上させることができる。すなわち、コア１０の底面全面から直接冷却するため、冷却面積を大きく、かつ、リアクトルの全体形状が扁平であるので、リアクトル底部から上部までの放熱ルートを短縮化でき、コア１０を底面から上部まで全体的に冷却することができる。また、リアクトルの形状を扁平にしたことにより、リアクトル底部から上部に至るまでに複数部材が介在することによる熱抵抗の増加を防止することができる。

【0057】

また、コア１０とコイル５とを絶縁する樹脂部材２を上下に二分割し、各ユニット１ａ、１ｂを構成する結合部材としての機能を持たせることにより、下ユニット１ｂにコイル５を介在させて上ユニット１ａを組み付ける構成としたため、組立性を向上させることができる。すなわち、リアクトル製造の最終段階で使用される充填材ではなく、リアクトル本体が組み立てられる段階で、リアクトル本体を構成する樹脂部材を用いて各ユニット１ａ、１ｂを構成するようにしたので、組立性が向上する。その上、各樹脂部材２ａ、２ｂが、各コア１０ａ、１０ｂ、各ケース４ａ、４ｂと密着するので、冷却効率を向上させることができる。すなわち、上コア１０ａと上ケース４ａとの間、及び、下コア１０ｂと下ケース４ｂとの間に生じる隙間によって、空気が介在して熱抵抗増大を招くことを抑制することができる。

【0058】

例えば、コア１０とケース４の接触面の平面度を０．１とした時の樹脂部材２の有無による熱伝達係数を比較すると、厚みが１ｍｍの樹脂部材２が両部材１０、４の間にある場合、熱伝達係数は３００Ｗ／ｍ^２・Ｋであるのに対し、樹脂部材２が無い場合の熱伝達係数は２００Ｗ／ｍ^２・Ｋとなっており、樹脂部材２により密着性が向上し、熱伝達がしやすくなり、冷却効率が向上する。

【0059】

また、充填材が担っていた冷却機能を樹脂部材２が担うことで、ケース４内に充填する充填材の量を削減することができる。樹脂部材２を構成する樹脂より充填材の方がコスト高であるため、製造コストを削減することができる利点もある。

【0060】

以上のように、本実施形態によれば、冷却効率と組立性の双方を向上させることができる。

【0061】

（２）ケース４の側面に、コイル５の端部５１ａ、５１ｂの引き出し用の開口４３を設けるようにした。これにより、リアクトルを小型化することができる。すなわち、従来のリアクトルでは、コイルの端部は、リアクトルの上方に引き出されており、コアにコイルの巻線を貫通させることはできないため、コアや他の部材を避けて上方に引き出す必要があった。そのため、コアやコイルよりも外側にコイルの端部を引き出すための開口を設けざるを得ず、リアクトルが大型化しており、設計条件の厳しい環境下で使用したいという要望に応えることができなかった。これに対し、本実施形態によれば、コイル端部５１ａ、５１ｂの引き出し用の開口４３をケース４の側面に設けることで、リアクトル自体の大型化を防止しつつ、コイル端部５１ａ、５１ｂを引き出すことができ、スペース上の制約の厳しい環境下でも設置可能なリアクトルを得ることができる。

【0062】

（３）開口４３は、ケース４の一側面に設けるようにした。これにより、ケース４内に充填材を充填する場合、当該開口４３を当該充填材の注入口として使用することができる。また、リアクトルの製造過程で当該開口４３を上方に向けて充填材を充填することが可能な構成であり、ケース４の側面であっても異なる側面にコイル端部５１ａ、５１ｂの引き出し用の開口４３を設ける場合と比べて、充填材が漏れ出る心配をしなくて済むため、生産性を向上させることができる。このように、リアクトルの小型化の利点とともに、製造工程上の利点を享受することができる。

【0063】

（４）上コア１０ａ及び下コア１０ｂは、Ｅ字状のコアとした。これにより、リアクトルの小型化及び低背化を図ることができる。すなわち、Ｅ字状のコアとしたので、磁束の流れは、Ｅ字の中脚部１０１から継板部１０３で左右に分流し、外脚部１０２から継板部１０３を介して中脚部１０１で合流することになる。このように磁束の流れが二手に分かれるため、外脚１２の磁束が通る断面積は、中脚１１の磁束が通る断面積の半分以下で済む。このように外脚１２に必要な断面積が決まれば、外脚１２の円弧の長さを長くすることで、その分、外脚１２の厚みを薄くすることができる。その結果、小型化を図ることができる。また、継板１３の磁束が通る断面積は、中脚１１の磁束が通る断面積の半分以下で済む。このように継板１３に必要な断面積が決まれば、継板１３の厚みを薄くすることができる。その結果、低背化を図ることができる。例えば、Ｕ字状のコアを突き合わせて環状コアを形成する場合は、磁束が分流することはないのでコイルが装着される部分も、コイルが装着されないヨーク部分も断面積を同じにしなければならず、幅や高さが大きくなるのに対し、形状をＥ字状とすることで小型化及び低背化を図ることができる。

【0064】

また、継板１３は、厚みを薄くした分、必要な断面積を確保するため、ｘ軸方向の幅が広くなることから、コアの底面の面積が広くなる。換言すれば、冷却面７への冷却面積の確保を効率的に行うことができる。

【0065】

（５）上ケース４ａには、リアクトルを冷却面７に固定するための固定部４１を設けるようにした。これにより、リアクトル本体を上ケース１ａから抑えるように固定することができるので、リアクトル本体がケース４から離脱、飛び出るなどの問題を防止できる。すなわち、リアクトル本体をケース４内で強固に固定することができ、耐振性を向上させることができる。また、コア１０の底面と冷却面７との密着を安定的に固定できるので、リアクトルの使用が長期になっても、冷却効率の維持を図ることができる。

【0066】

（６）ケース４内の隙間に配置された放熱性及び絶縁性を有する充填成形部６を備え、ケース４の内周面の一部とコイル５との間に介在しているのは、充填成形部６のみとした。これにより、ケース４とコイル５の間を絶縁しつつ、他に部材が介在しないので、熱抵抗が増大することなくコイル５を効率的に冷却することができる。

【0067】

（７）ケース４の冷却面７とは反対側の上ケース４ａの上面には、コア１０の上面の全面が露出する開口部４２を設け、当該開口部４２を覆う上蓋２１を備えるようにした。これにより、コア１０の上面の錆を防止することができる。また、何らかの要因でコア１０に欠けが生じ、そのコア片がリアクトル外部へ放出されることを防止することができる。従って、コア１０の欠けによるコア片の他部品への異物混入を防止することができ、信頼性の高いリアクトルを得ることができる。

【0068】

（８）ケース４の冷却面７とは反対側上ケース４ａの上面には、コア１０の上面の全面が露出する開口部４２を設け、当該開口部４２を覆う上蓋２１を備え、上蓋２１は、上ケース４ａと上コア１０ａとの間の上側樹脂部材２ａと同じ樹脂で一続きに形成するようにした。上記（７）の作用効果に加えて、モールド成形法により、上蓋２１を樹脂部材と同じ樹脂で一続きに形成したので、製造工数を削減することができる。

【0069】

（９）本実施形態のリアクトルの製造方法は、上下に分割されたコア１０及びケース４と、コア１０の一部に装着されたコイル５とを有するリアクトルの製造方法であって、ケース４には、コア１０の一面全面を露出させる開口部４２が設けられ、コア１０の一面全面が開口部４２から臨むように、所定間隔隔てて分割されたコアである上コア１０ａ、下コア１０ｂ及び上ケース４ａ、下ケース４ｂを金型内にセットして、当該金型内に樹脂を充填し、固化させるユニット製造工程を有するようにした。

【0070】

これにより、ケース４とコア１０の絶縁を図ることができるとともに、別部材で当該絶縁を図るよりも、工数を少なくすることができる。さらに、上ユニット１ａ、下ユニット１ｂを、コイル５を介在させてリアクトルを構成することができるので、リアクトル自体の組立性を向上させることができる。

【0071】

［２．他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、下記に示す他の実施形態も包含する。また、本発明は、除基実施形態及び下記の他の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせた形態も包含する。さらに、これらの実施形態を発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができ、その変形も本発明に含まれる。

【0072】

（１）実施形態では、上ユニット１ａと下ユニット１ｂとを接着剤により接着して密閉するようにしたが、Ｏリングなどのゴム、ガスケットなどのシール材を上ケース４ａ、下ケース４ｂ間に介在させて密閉するようにしても良い。

【0073】

（２）実施形態では、上蓋２１をインサート成形法により上側樹脂部材２ａと一体的に形成するようにしたが、別部材として設けるようにしても良い。また、上蓋２１を樹脂で構成したが、放熱性を有する金属で構成するようにしても良い。例えば、上ケース４ａを、上ケース４ａの開口部４２を塞ぐ有底のケースとしても良い。また、上蓋２１をなくして、上ケース４ａの開口部４２から露出する上コア１０ａの上面に冷却部材又は冷却面を密着させてコア１０を上部からも冷却するようにしても良い。コア１０の温度が上昇しやすい環境下で有効である。

【0074】

（３）実施形態では、コア１０を断面がＥ字状の上コア１０ａ、１０ｂから構成したが、上コア１０ａ、１０ｂは、一部にコイル５が装着できれば、断面形状がＥ字状に限らず、Ｕ字状、Ｉ字状など他の形状であっても良い。

【符号の説明】

【0075】

１ａ 上ユニット
１ｂ 下ユニット
１０ コア
１０ａ 上コア
１０ｂ 下コア
１１ 中脚
１２ 外脚
１３ 継板
１０１ 中脚部
１０２ 外脚部
１０３ 継板部
２ 樹脂部材
２ａ 上側樹脂部材
２ｂ 下側樹脂部材
２１ 上蓋
４ ケース
４ａ 上ケース
４ｂ 下ケース
４０ 側壁
４０１ 凸部
４１ 固定部
４１１ ネジ孔
４２ 開口部
４３ 開口
４３１ 切欠き
５ コイル
５１ａ、５１ｂ 端部
６ 充填成形部
７ 冷却面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】