(57)【要約】【課題】放熱性に優れるリアクトルを提供する。【解決手段】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、前記内側介在部材と前記巻回部との間の少なくとも一部にクリアランスがある。【選択図】図３
2020120136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記内側介在部材と前記巻回部との間の少なくとも一部にクリアランスがあるリアクトル。
【請求項２】
前記内側介在部材が、前記内側コア部の外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。
【請求項３】
前記薄肉部の厚さと前記厚肉部の厚さとの差が０．２ｍｍ以上である請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
【請求項４】
前記薄肉部の厚さが０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下、前記厚肉部の厚さが１．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項５】
前記厚肉部と前記薄肉部は、前記内側介在部材の周方向に分散して複数存在する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項６】
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５のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項７】
前記内側介在部材の外周面は、前記巻回部の内周面に沿った形状である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項８】
前記薄肉部から前記厚肉部に向かって徐々に前記内側介在部材の厚みが増す請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項９】
前記内側介在部材と前記巻回部との間に形成される前記クリアランスが、０ｍｍ超０．３ｍｍ以下である請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のリアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２５３２８９号公報
【特許文献２】特開２０１３−４５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、
前記内側介在部材と前記巻回部との間の少なくとも一部にクリアランスがある。
【発明の効果】
【０００７】
上記リアクトルは、放熱性に優れる。また、上記リアクトルは、小型で磁気特性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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。
【図２】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３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図と、その部分拡大図である。
【図４】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。
【図５】実施形態１に示す内側コア部の概略斜視図である。
【図６】図５とは別の内側コア部の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［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。
【００１０】
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。
【００１１】
＜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、
前記内側介在部材と前記巻回部との間の少なくとも一部にクリアランスがある。
【００１２】
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。内側コア部の外周に内側介在部材を実質的に密着させるには、内側コア部に樹脂をモールドするか、または内側介在部材に内側コア部を圧入することになる。いずれの場合であっても、内側介在部材が設計寸法通りに作製できることで、内側コア部の外周に内側介在部材を実質的に密着した状態にできる。ここで、内側コア部に樹脂をモールドする場合も、内側介在部材に内側コア部を圧入する場合も、内側コア部と内側介在部材の界面の一部に離隔箇所が形成されることがある。そこで、上記界面の一部に離隔箇所があっても、界面全体に占める離隔箇所の総面積が小さければ（例えば、４０％以下、あるいは２０％以下であれば）、内側コア部と内側介在部材とが実質的に密着していると見做す。
【００１３】
上記内側介在部材の寸法のバラツキが小さいと、内側介在部材と巻回部との間のクリアランスが小さくなるように内側介在部材を設計しても、巻回部に内側介在部材を挿入できないといった不具合を抑制できる。
【００１４】
上記クリアランスを小さくできることで、内側コア部から巻回部までの距離を小さくでき、内側コア部から巻回部への放熱性を向上させることができる。しかも、内側コア部と内側介在部材とが実質的に密着しているため、両者の間の熱伝導性が良好で、内側コア部から巻回部への放熱性を向上させることができる。特に、実施形態のリアクトルでは、薄肉部の凹み（以下、介在側凹部と呼ぶ場合がある）に、内側コア部のコア側凸部が配置されているため、コア側凸部から巻回部までの放熱距離が短く、その結果、リアクトルの放熱性を向上させることができる。
【００１５】
また、上記クリアランスを小さくできることで、巻回部を大きくすること無く、巻回部内の内側コア部の磁路断面積を大きくすることができる。特に、実施形態のリアクトルでは、内側介在部材の介在側凹部に、内側コア部のコア側凸部が配置されることで、内側コア部の磁路断面積が大きくなっている。そのため、巻回部の大きさを変えることなく、介在側凹部を有さない従来の内側介在部材を用いたリアクトルよりも内側コア部の磁路断面積を大きくできる。
【００１６】
さらに、実施形態の構成には、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し易いという利点がある。
【００１７】
＜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、前記内側コア部の外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。
【００１８】
内側コア部を金型内に配置し、内側コア部の外部に樹脂をモールドして内側介在部材を形成する場合、内側コア部の外周面と金型の内周面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。内側コア部を樹脂モールドして内側介在部材を形成することで、内側コア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、内側コア部と内側介在部材とを一体に扱うことができるため、リアクトルの生産性を向上させることができる。
【００１９】
＜３＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記薄肉部の厚さと前記厚肉部の厚さとの差が０．２ｍｍ以上である形態を挙げることができる。
【００２０】
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。
【００２１】
＜４＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記薄肉部の厚さが０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下、前記厚肉部の厚さが１．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である形態を挙げることができる。
【００２２】
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。
【００２３】
＜５＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記厚肉部と前記薄肉部は、前記内側介在部材の周方向に分散して複数存在する形態を挙げることができる。
【００２４】
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。
【００２５】
＜６＞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。
【００２６】
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。
【００２７】
＜７＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記内側介在部材の外周面は、前記巻回部の内周面形状に沿った形状である形態を挙げることができる。
【００２８】
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の間に隙間がほぼ無くなり、内側介在部材の外周面と、巻回部の内周面とのクリアランスを小さくし易い。その結果、リアクトルの放熱性と磁気特性を向上させ易い。
【００２９】
＜８＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記薄肉部から前記厚肉部に向かって徐々に前記内側介在部材の厚みが増す形態を挙げることができる。
【００３０】
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。
【００３１】
＜９＞実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記内側介在部材と前記巻回部との間に形成される前記クリアランスが、０ｍｍ超０．３ｍｍ以下である形態を挙げることができる。
【００３２】
上記クリアランスが０ｍｍ超０．３ｍｍ以下であれば、リアクトルの放熱性と磁気特性をより向上させることができる。
【００３３】
［本願発明の実施形態の詳細］
以下、本願発明のリアクトルの実施形態を図面に基づいて説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本願発明は実施形態に示される構成に限定されるわけではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内の全ての変更が含まれることを意図する。
【００３４】
＜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２，３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３〜５を参照して詳しく説明する。
【００３５】
≪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２Ｒ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２Ｒは、各巻回部２Ａ，２Ｂの巻線の端部同士を溶接や圧着などにより接合することで形成されている。このコイル２は、接合部の無い一本の巻線を螺旋状に巻回して形成しても良い。
【００３６】
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。
【００３７】
≪磁性コア≫
本例の磁性コア３は、図２に示すように、内側コア部３１，３１と、外側コア部３２，３２と、に分けることができる。内側コア部３１は、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの内部に配置される部分であって、本例では後述する内側介在部材４１の内部にあり、図２では見えない位置にある。本例の内側コア部３１は、二分割されたものを組み合わせることで構成されている。ここで、内側コア部３１とは、磁性コア３のうち、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に沿った部分を意味する。例えば、巻回部２Ａ，２Ｂの内部から端面の外側に突出している部分も、内側コア部３１の一部である。この内側コア部３１の全体的な概略形状は、巻回部２Ａ（２Ｂ）の内部形状に対応した形状であって、本例の場合、略直方体状である。
【００３８】
本例の内側コア部３１の外周面には、凹凸形状が形成されている。この内側コア部３１の外周面の凹凸形状は、後述する内側介在部材４１の内周面形状に対応している。当該凹凸形状の詳しい構成については、図３〜図６を参照し、後ほど説明する。
【００３９】
外側コア部３２は、巻回部２Ａ，２Ｂの外部に配置される部分であって、一対の内側コア部３１，３１の端部を繋ぐ形状を備える。本例の各外側コア部３２は、直方体状に形成されている。この外側コア部３２の下面は、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの下面とほぼ面一になっている（図１参照）。もちろん、両下面は面一となっていなくても構わない。
【００４０】
両コア部３１，３２は、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体で構成することができる。軟磁性粉末は、鉄などの鉄族金属やその合金（Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金など）などで構成される磁性粒子の集合体である。磁性粒子の表面には、リン酸塩などで構成される絶縁被覆が形成されていても良い。また、樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ナイロン６、ナイロン６６といったポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂などを利用できる。
【００４１】
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。
【００４２】
本例とは異なり、両コア部３１，３２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で構成することもできる。軟磁性粉末には、複合材料の成形体に使用できる軟磁性粉末と同じものを利用することができる。内側コア部３１と外側コア部３２の一方を複合材料の成形体、他方を圧粉成形体とすることもできる。
【００４３】
≪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って、巻回部２Ａ，２Ｂの内周面と内側コア部３１の外周面との間に介在される内側介在部材４１，４１と、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とで構成される。本例では、絶縁介在部材４は、内側コア部３１と一体化した一対のモールドコア部材５Ａ，５Ｂの形態で用いられている。本例のモールドコア部材５Ａ，５Ｂは、同一形状としても良いし、巻回部２Ａ，２Ｂの端部２ａ，２ｂが配置される側にあるモールドコア部材５Ａと、連結部２Ｒが配置される側にあるモールドコア部材５Ｂと、で異なる形状としても良い。
【００４４】
モールドコア部材５Ａ，５Ｂは、一対の内側コア部３１と、各内側コア部３１の外周を覆う一対の内側介在部材４１，４１と、枠状の端面介在部材４２と、が一体となった概略π字状の部材である。内側コア部３１を金型内に配置し、金型内に樹脂を注入することで内側介在部材４１と端面介在部材４２を形成するモールドコア部材５Ａ，５Ｂの作製においては、金型の内周面から内側コア部３１を離隔させ、金型内での内側コア部３１の位置を決める位置決め部材が用いられる。そのため、モールドコア部材５Ａ，５Ｂでは、位置決め部材が内側介在部材４１に埋設された状態、即ち位置決め部材が内側介在部材４１の一部を構成した状態になる。この点に鑑み、位置決め部材は、絶縁性樹脂で構成することが好ましい。より好ましくは、内側介在部材４１の熱膨張係数を揃えるために、位置決め部材を含む内側介在部材４１全体を同じ種類の絶縁性樹脂で構成する。
【００４５】
端面介在部材４２のコイル２側の面には、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端部を収納する二つのターン収納部４２ｓ（特にモールドコア部材５Ｂを参照）が形成されている。ターン収納部４２ｓは、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端面の形状に沿った凹みであって、当該端面全体を端面介在部材４２に面接触させるために形成されている。また、端面介在部材４２のコイル２側の面には、巻回部２Ａ，２Ｂの間に配置され、巻回部２Ａ，２Ｂを離隔させる仕切り部４２ｄが設けられている。
【００４６】
ここで、本例のモールドコア部材５Ａ，５Ｂでは、内側介在部材４１，４１と端面介在部材４２とが一体に成形されており、モールドコア部材５Ａの二点鎖線で示す部分は、内側介在部材４１，４１である。
【００４７】
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。
【００４８】
≪その他の構成≫
本例のリアクトル１は、ケースレスの構成であるが、ケースの内部に組合体１０を配置した構成とすることもできる。
【００４９】
≪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、連結部２Ｒの図示を省略している。また、図３では、各部材の形状やクリアランスを誇張して示している。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
上記構成を備える内側介在部材４１を内側コア部３１の外周に射出成形で作製する場合、射出成形の金型と内側コア部３１との隙間（以下、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、内側コア部３１の外周全体に内側介在部材４１を実質的に密着した状態にできる。内側介在部材４１の寸法のバラツキが小さいと、内側介在部材４１と巻回部２Ａ，２Ｂとの間の外側クリアランスｃ２が小さくなるように内側介在部材４１を設計することができる。外側クリアランスｃ２が小さくなるようにしても、内側介在部材４１の寸法精度が高いため、巻回部２Ａ，２Ｂに内側介在部材４１を挿入できないといった不具合が生じ難い。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
一方、上記内側介在部材４１の内部に配置される内側コア部３１は、その外周面（コア外周面３１９）に形成されるコア側凸部３１１を備える（図５を合わせて参照）。本例では内側コア部３１に内側介在部材４１をモールドするため、内側介在部材４１の内周面４１０に形成される介在側凹部４１１は、コア側凸部３１１に対応する形状に形成される。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。
【００５７】
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の外周面４１９と、巻回部２Ａ，２Ｂのコイル内周面２１０との外側クリアランスｃ２を小さくし易い。具体的には、外側クリアランスｃ２を０ｍｍ超０．３ｍｍ以下とし易い。外側クリアランスｃ２を小さくできることで、内側コア部３１から巻回部２Ａ，２Ｂまでの距離を小さくでき、内側コア部３１から巻回部２Ａ，２Ｂへの放熱性を向上させることができ、かつ内側コア部３１の磁路断面積を大きくできる。巻回部２Ａ，２Ｂの内部への内側介在部材４１の挿入のし易さ、内側コア部３１から巻回部２Ａ，２Ｂへの放熱性の向上効果、および内側コア部３１の磁路断面積の増加効果を考慮して、外側クリアランスｃ２は、０．２ｍｍ以下、更には０．１ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００５８】
［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。
【００５９】
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。
【００６０】
内側コア部３１の外周に内側介在部材４１をモールドする構成では、内側コア部３１は、図５に示すように、コア外周面３１９に形成される複数のコア側凸部３１１を備える形態とすることが好ましい。図５のコア側凸部３１１は、内側コア部３１の軸方向に沿った突条に形成されており、各コア側凸部３１１は、コア外周面３１９の周方向に所定の間隔を空けて配置されている。このような内側コア部３１であれば、内側コア部３１の端面側から樹脂をモールドする際、コア外周面３１９全体に樹脂が行き渡り易い。コア側凸部３１１の間に形成される溝部が、内側コア部３１の軸方向への樹脂の移動を円滑にし、溝部の位置からコア側凸部３１１の外周にも樹脂が行き渡るからである。この内側コア部３１を用いた場合、内側介在部材４１の介在側凹部４１１は、内側介在部材４１の軸方向（巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に同じ）における一端側の端面から他端側の端面に及ぶ形状となる。
【００６１】
図６に示すような内側コア部３１に対応する内周面を備える内側介在部材とすることもできる。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。この内側コア部３１の両端面側から樹脂を注入する場合、図５の構成と同様の理由で、内側コア部３１のコア外周面３１９全体に樹脂が行き渡り易い。その他、コア側凸部３１１をさらに内側コア部３１の軸方向に延長し、一端側の周方向に隣接するコア側凸部３１１の間の溝と、他端側の周方向に隣接するコア側凸部３１１の間の溝とが噛み合うようにしていても構わない。
【００６２】
≪リアクトルの製造方法≫
実施形態１のリアクトル１は、コイル２、モールドコア部材５Ａ，５Ｂ、および外側コア部３２，３２を別個に作製し、組み合わせることで作製することができる。具体的には、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの内部に、モールドコア部材５Ａ，５Ｂの内側介在部材４１，４１を挿入すると共に、モールドコア部材５Ａ，５Ｂの端面介在部材４２の外側に外側コア部３２，３２を配置する。外側コア部３２は、接着剤などで端面介在部材４２に接合することができる。
【００６３】
＜変形例１−１＞
磁性コア３と絶縁介在部材４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、約半分の長さの一対の内側コア部３１と、一つの外側コア部３２と、を絶縁介在部材４の材料でモールドした概略π字状の一対のモールドコア部材を用いても構わない。また、巻回部２Ａ（２Ｂ）の全長にわたる一つの内側コア部３１と、一つの外側コア部３２と、を絶縁介在部材４の材料でモールドした概略Ｌ字状の一対のモールドコア部材を用いても構わない。その他、巻回部２Ａ（２Ｂ）の全長にわたる内側コア部３１を内側介在部材４１でモールドした部材を二つ用意し、それに二つの外側コア部３２を組み合わせて、磁性コア３と絶縁介在部材４とを構成することもできる。
【００６４】
＜変形例１−２＞
実施形態１のモールドコア部材とは異なり、内側介在部材４１を射出成形で形成した後、その内側介在部材４１に内側コア部３１を圧入した圧入コア部材を用いることもできる。内側介在部材４１に内側コア部３１を圧入する構成であれば、内側コア部３１と内側介在部材４１との間のクリアランスをほぼ０ｍｍとすることができる、即ち内側コア部３１と内側介在部材４１とが実質的に密着した状態とすることができる。このように、内側介在部材４１に後から内側コア部３１を圧入できるのは、内側介在部材４１が薄肉部４１ａと厚肉部４１ｂとで構成されているため、内側介在部材４１を寸法精度良く作製することができるからである。
【００６５】
＜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。
【００６６】
一つの巻回部を有するコイルを利用する場合、磁性コアは、上面視したときの形状が概略Ｅ字状の二つのモールドコア部材を組み合わせて構成すると良い。この場合、モールドコア部材のＥ字の真ん中の突出部が、巻回部の内部に挿入されて内側コア部が形成される。また、モールドコア部材のＥ字の真ん中の突出部以外の部分で、外側コア部が形成される。言うまでもないが、磁性コアや絶縁介在部材の分割状態は、Ｅ字型に限定されるわけではない。
【００６７】
＜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。
【符号の説明】
【００６８】
１  リアクトル
１０  組合体
２  コイル
２Ａ，２Ｂ  巻回部  ２Ｒ  連結部  ２ａ，２ｂ  端部
２１０  コイル内周面
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
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  ４２ｄ  仕切り部  ４２ｓ  ターン収納部
５Ａ，５Ｂ  モールドコア部材
ｃ２  外側クリアランス
【図１】
2020120136.tif 000003
【図２】
2020120136.tif 000004
【図３】
2020120136.tif 000005
【図４】
2020120136.tif 000006
【図５】
2020120136.tif 000007
【図６】
2020120136.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月7日(2020.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項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、
複数の前記厚肉部と複数の前記薄肉部とが前記内側介在部材の周方向に交互に並んでおり、
前記薄肉部の幅方向縁部が丸みを帯びた円弧形状であり、
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、
前記内側介在部材が射出成形品であり、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、
前記内側介在部材と前記巻回部との間の少なくとも一部にクリアランスがあり、
前記クリアランスが、０ｍｍ超０．３ｍｍ以下である、
リアクトル。
【請求項２】
前記厚肉部の幅方向縁部が丸みを帯びた円弧形状である請求項１に記載のリアクトル。
【請求項３】
前記薄肉部の円弧形状の曲率半径、及び前記厚肉部の円弧形状の曲率半径は共に、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項２に記載のリアクトル。
【請求項４】
前記内側介在部材は、前記コア側凸部に対応した介在側凹部を備え、
前記介在側凹部の延伸方向に直交する断面における前記介在側凹部の内周面形状は、半円弧状、角が丸い矩形溝状、角が丸いＶ字溝状である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項５】
前記内側介在部材が、前記内側コア部の外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から請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項６】
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５のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項７】
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６のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項８】
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７のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項９】
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８のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項１０】
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９のいずれか１項に記載のリアクトル。