(57)【要約】      （修正有）【課題】コアにおける脚部とヨーク部との接合箇所からの漏れ磁束を抑制することができるリアクトルを提供する。【解決手段】複数の脚部２１と、複数の脚部２１の両端部に配置される一対のヨーク部２２と、を有するコア２と、脚部２１に巻回されるコイル３と、を備える。脚部２１又はヨーク部２２の何れか一方は、磁性粉末と樹脂とを含む複合磁性材料で構成される。脚部２１とヨーク部２２は複合磁性材料の樹脂により接合されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の脚部と、前記複数の脚部の両端部に配置される一対のヨーク部と、を有するコアと、
前記脚部に巻回されるコイルと、
を備え、
前記脚部又は前記ヨーク部の少なくとも何れか一方は、磁性粉末と樹脂とを含む複合磁性材料で構成され、
前記脚部と前記ヨーク部は前記複合磁性材料の樹脂により接合されていること、
を特徴とするリアクトル。
【請求項２】
前記脚部と前記ヨーク部は、継ぎ目無く一続きに接合されていること、
を特徴とする請求項１に記載のリアクトル。
【請求項３】
前記複合磁性材料により構成されていない前記脚部又は前記ヨーク部は、前記脚部と前記ヨーク部が接合する端面に凹凸を有し、
前記複合磁性材料は、前記凹凸の凹部に入り込んでいること、
を特徴とする請求項１又は２に記載のリアクトル。
【請求項４】
前記コアの周囲を覆う樹脂部材を更に備え、
前記複合磁性材料で構成された前記脚部又は前記ヨーク部は、前記複合磁性材料の樹脂によって前記樹脂部材と隙間なく一体に成形されていること、
を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のリアクトル。
【請求項５】
前記複合磁性材料からなる前記脚部又は前記ヨーク部の外周面は、全て非摺動面であること、
を特徴とする請求項１乃至４に記載のリアクトル。
【請求項６】
前記脚部は、前記複合磁性材料で構成されていること、
を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のリアクトル。
【請求項７】
前記ヨーク部の透磁率は、前記脚部の透磁率より大きいこと、
を特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のリアクトル。
【請求項８】
複数の脚部と、前記複数の脚部の両端部に配置されるヨーク部と、を備えるコアを備え、前記脚部又は前記ヨーク部の少なくとも何れか一方が磁性粉末と樹脂とを含む複合磁性材料で構成されたリアクトルの製造方法であって、
樹脂部材にコイルを装着する装着工程と、
前記樹脂部材の中に粘土状の前記複合磁性材料を充填する充填工程と、
前記樹脂部材の中に注入された前記複合磁性材料を加圧する加圧工程と、
前記樹脂を硬化させる硬化工程と、
を有することを特徴とするリアクトルの製造方法。
【請求項９】
前記複合磁性材料で構成された前記脚部を備えたリアクトルの製造方法であって、
前記充填工程では、前記脚部を被覆する樹脂部材の中に粘土状の複合磁性材料を充填し、
前記加圧工程では、前記ヨーク部を構成するコアによって前記複合磁性材料を加圧していること、
を有することを特徴とする請求項８に記載のリアクトルの製造方法。
【請求項１０】
前記複合磁性材料で構成された前記ヨーク部を備えたリアクトルの製造方法であって、
前記装着工程では、予め成形体として成形された前記脚部を樹脂部材に挿入し、
前記充填工程では、前記ヨーク部を被覆する樹脂部材の中に前記粘土状の複合磁性材料を充填し、
前記加圧工程では、押圧部材によって前記複合磁性材料を加圧していること、
を有することを特徴とする請求項８に記載のリアクトルの製造方法。
【請求項１１】
前記ヨーク部の透磁率は、前記脚部の透磁率より大きいこと、
を特徴とする請求項８乃至１０の何れかに記載のリアクトルの製造方法。
【請求項１２】
前記粘土状の複合磁性材料によって成形されない前記脚部又は前記ヨーク部は、前記脚部及び前記ヨーク部が接合する端面に凹凸があること、
を特徴とする請求項８乃至１１の何れかに記載のリアクトルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性粉末と樹脂からなるコアを備えたリアクトル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リアクトルは、ＯＡ機器、太陽光発電システム、ハイブリッド自動車、電気自動車や燃料電池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。この種のリアクトルは、磁性材からなる環状コアと、この環状コアの外周を覆う樹脂部材と、樹脂部材を介して環状コアの外周の一部に巻回されたコイルとを備えている。環状コアは、例えば、直線上に延びた一対の脚部と、この脚部の両端部に配置され、一対の脚部を繋ぐ一対のヨーク部とを有する。この一対の脚部と一対のヨーク部とを接合することで環状コアは形成される。そして、外部電源から電力が供給されると、コイルに電流が流れて磁束が発生し、環状コア内に磁気回路が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４０８２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
環状コアを形成する脚部とヨーク部の接合箇所には、所定幅の磁気的なギャップを与えることがある。このギャップにより、リアクトルの高電流側のインダクタンスの低下を防止する。ギャップとしては、例えば、スペーサなどのギャップ材を用いる場合やエアギャップを設ける場合などが挙げられる。しかし、ギャップを有すると、ギャップから漏れ磁束が生じる。漏れ磁束が生じると、リアクトルの周辺機器に悪影響を与えるなどの問題がある。
【０００５】
そこで、ギャップ材やエアギャップを設けず、直接接着剤で脚部とヨーク部を接合するする手法がある。もっとも、直接接着剤によって、脚部とヨーク部を接合させる場合でも、ギャップを全く生じないように接合させることは不可能であり、ミクロレベルで見るとギャップが生じており、そこから漏れ磁束が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、コアの脚部とヨーク部との接合箇所からの漏れ磁束を抑制することが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】
【０００７】
本発明のリアクトルは、上記目的を達成するために、複数の脚部と、前記複数の脚部の両端部に配置される一対のヨーク部と、を有するコアと、前記コアに巻回されるコイルと、を備え、前記脚部又は前記ヨーク部の何れか一方は、磁性粉末と樹脂とを含む複合磁性材料で構成され、前記脚部と前記ヨーク部は前記複合磁性材料の樹脂により接合されていること、を特徴とする。
【０００８】
前記脚部と前記ヨーク部は、継ぎ目無く一続きに接合してもよい。また、前記複合磁性材料により構成されていない前記脚部又は前記ヨーク部は、前記脚部と前記ヨーク部が接合する端面に凹凸を有し、前記複合磁性材料は、前記凹凸の凹部に入り込んでいてもよい。さらに、前記コアの周囲を覆う樹脂部材を更に備え、前記複合磁性材料で構成された前記脚部又はヨーク部は、前記複合磁性材料の樹脂によって前記樹脂部材と隙間なく一体に成形されていてもよい。
【０００９】
前記複合磁性材料からなる前記脚部又はヨーク部の外周面は、全て非摺動面であってもよい。前記ヨーク部の透磁率は、前記脚部の透磁率より大きくしてもよい。また、前記脚部は、前記複合磁性材料で構成してもよい。
【００１０】
本発明のリアクトルの製造方法は、複数の脚部と、前記複数の脚部の両端部に配置されるヨーク部と、を備えるコアを備え、前記脚部又は前記ヨーク部の何れか一方が磁性粉末と樹脂とを含む複合磁性材料で構成されたリアクトルの製造方法であって、樹脂部材にコイルを装着する装着工程と、前記樹脂部材の中に粘土状の前記複合磁性材料を充填する充填工程と、前記樹脂部材の中に注入された前記複合磁性材料を加圧する加圧工程と、前記樹脂を硬化させる硬化工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
前記複合磁性材料で構成された前記脚部を備えたリアクトルの製造方法であって、前記充填工程は、前記脚部を被覆する樹脂部材の中に粘土状の複合磁性材料を充填し、前記加圧工程では、前記ヨーク部を構成するコアによって前記複合磁性材料を加圧してもよい。
【００１２】
前記複合磁性材料で構成された前記ヨークを備えたリアクトルの製造方法であって、
前記装着工程では、予め成形体として成形された前記脚部を樹脂部材に挿入し、前記充填工程では、前記ヨーク部を被覆する樹脂部材の中に前記粘土状の複合磁性材料を充填し、前記加圧工程では、押圧部材によって前記複合磁性材料を加圧してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コアの脚部とヨーク部との接合箇所からの漏れ磁束を抑制することが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】
【００１４】
【図１】第１の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】第１の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】第１の実施形態に係るリアクトルの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】変形例に係るリアクトルの全体構成を示す斜視図である。
【図５】変形例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６】実施例及び比較例１、２のインダクタンス値のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１の実施形態）
（構成）
以下、図面を参照しつつ本実施形態に係るリアクトルについて説明する。図１は、第１の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は、第１の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。
【００１６】
リアクトル１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１は、コア２、コイル３、樹脂部材４を備える。
【００１７】
コア２は、複数の脚部２１とこの複数の脚部２１の両端部に配置された一対のヨーク部２２とを有する。本実施形態では、脚部２１は２つ有し、形状はこれに限定するものではないが、円柱形状となっている。脚部２１の外周面は樹脂部材４で覆われている。２つの脚部２１は、円柱軸が平行となるように配置されている。脚部２１とヨーク部２２の少なくともいずれか一方は、磁性粉末と樹脂とを含む複合磁性材料によって構成されたメタルコンポジットコア（ＭＣコア）である。本実施形態では、脚部２１が複合磁性材料によって構成される。
【００１８】
ＭＣコアの外表面は、全て非摺動面となっている。ＭＣコアは、磁性粉末と樹脂とを含む複合磁性材料を所定形状の容器にいれ、樹脂を硬化させてコアとして成形する。換言すれば、圧粉磁心の成形のように加圧することは、ＭＣコアの成形において必須要件ではない。また、加圧する場合があっても、数ｔｏｎ〜数十ｔｏｎで絶縁被膜で覆った磁性粉末を押し固めて成形する圧粉磁心とは異なり、ＭＣコアの密度を向上させるために加圧するものであり、加圧する力も数ｋｇ〜数十ｋｇと低い圧力をかければ足りる。
【００１９】
このように、ＭＣコアは、加圧しない、又は、低い圧力で加圧するため、型とコアが擦れながら移動することでコア表面に形成される複数の線状の痕を有する摺動面が形成されない。したがって、ＭＣコアの外周面は、全て非摺動面となる。また、圧粉磁心は、磁性粉末を、数ｔｏｎ〜数十ｔｏｎで加圧するため、磁性粉末が変形するが、ＭＣコアは、加圧した場合でも、数ｋｇ〜数十ｋｇで加圧するので、磁性粉末は変形しない。
【００２０】
磁性粉末としては、軟磁性粉末が使用でき、特に、Ｆｅ粉末、Ｆｅ−Ｓｉ合金粉末、Ｆｅ−Ａｌ合金粉末、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末（センダスト）、又はこれら２種以上の粉末の混合粉などが使用できる。Ｆｅ−Ｓｉ合金粉末としては、例えば、Ｆｅ−６．５％Ｓｉ合金粉末、Ｆｅ−３．５％Ｓｉ合金粉末を使用できる。軟磁性粉末の平均粒子径（Ｄ５０）は２０μｍ〜１５０μｍが好ましい。なお、本明細書において「平均粒子径」とは、特に断りがない限り、Ｄ５０、すなわちメジアン径を指すものとする。
【００２１】
樹脂は、磁性粉末と混合され、磁性粉末を保持する。樹脂としては、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、又は熱可塑性樹脂が使用できる。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂などが使用できる。紫外線硬化性樹脂としては、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系、アクリレート系、エポキシ系の樹脂を使用できる。熱可塑性樹脂としては、ポリイミドやフッ素樹脂などの耐熱性に優れた樹脂を使用することが好ましい。硬化剤を添加することにより硬化するエポキシ樹脂は、硬化剤の添加量などによってその粘度を調整できる。
【００２２】
樹脂は、磁性粉末に対して３〜５ｗｔ％含有されていることが好ましい。樹脂の含有量が３ｗｔ％より少ないと、磁性粉末の接合力が不足し、コアの機械的強度が低下する。また、樹脂の含有量が５ｗｔ％より多いと、磁性粉末を隙間なく保持することができなくなるなど、コアの密度が低下し、透磁率が低下する。
【００２３】
ヨーク部２２は、圧粉磁心、フェライト磁心及び積層鋼板を用いることができる。本実施形態では、ヨーク部２２は、圧粉磁心を用いている。ヨーク部２２は、ブロック状のコアである。ヨーク部２２の脚部２１と接合する反対側の端面は平坦であることが好ましい。後述するように、ヨーク部２２を構成する圧粉磁心は、複合磁性材料を押圧する押圧部材となる。したがって、ヨーク部２２の脚部２１と接合する反対側の端面を平坦にすることで、複合磁性材料を均等な力で押圧することができるからである。
【００２４】
また、ヨーク部２２の透磁率は、脚部２１の透磁率よりも大きいものを用いている方が好ましい。ヨーク部２２の透磁率が脚部２１の透磁率よりも大きいことにより、コイル３が巻回された脚部２１によって発生した磁束をより多く捕捉することができる。
【００２５】
ヨーク部２２は、脚部２１の両端部に配置される。ヨーク部２２は、脚部２１の複合磁性材料の樹脂によって、脚部２１の端部と接合している。換言すれば、脚部２１とヨーク部２２は、接着剤等を用いることなく接合している。ヨーク部２２と脚部２１は、継ぎ目無く一続きに接合されている。ヨーク部２２には、脚部２１を構成する複合磁性材料の樹脂が浸透している。具体的には、複合磁性材料の樹脂が圧粉磁心の内部に浸み込んでいる。また、ヨーク部２２の脚部２１と接合する端面には、複数の細かい凹凸がある。この凹凸は、例えば、数十ミクロン程度の大きさである。
【００２６】
この凹凸は、圧粉磁心、フェライトなどの成形体をプレス成形する際に、磁性粉末等の粉末によって形成される凹凸であってもよいし、成型後にやすり、サンドブラストなどにより成形体の表面を粗くすることで形成させた凹凸であってもよい。また、積層鋼板の場合には、積層による段差によって形成される凹凸であってもよいし、積層後の成形体の表面に形成させた凹凸であってもよい。この凹凸の凹部に複合磁性材料の樹脂が入り込んでいる。
【００２７】
図２に示すように、コイル３は２つ有している。コイル３は、エナメルなどの絶縁被覆した２本の導電性部材により構成される。導電性部材としては、銅線やアルミニウム線を用いることができる。本実施形態では、銅線を用いている。コイル３は、銅線が巻回された両端部が開口した円筒形状を有する。コイル３の両端部からは、引出線が引き出されている。２つのコイル３は、コイル３の巻軸方向が平行になるように配置される。コイル３の内周面は、樹脂部材４によって覆われている。即ち、コイル３は、樹脂部材４を介して脚部２１に巻回されている。
【００２８】
なお、本実施形態では、コイル３は円筒形状であったが、コイル３の形状はこれに限定されるものではなく、矩形状であってもよい。また、コイル３の数は２つに限られず、１つでもよいし、３つ以上有していてもよい。
【００２９】
樹脂部材４は、コア２の周囲を覆い、コア２とコイル３を絶縁する。樹脂部材４を構成する樹脂の種類としては、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）等が挙げられる。
【００３０】
図２に示すように、樹脂部材４は、２分割されている。２分割された樹脂部材４は、概略Ｕ字型形状を有する。樹脂部材４は、コイル３を装着する一対の直線部４１と、この一対の直線部４１を繋ぐ連結部４２を有する。樹脂部材４は、互いの直線部４１の端部を接着剤等で接合することにより２分割された樹脂部材４が一体に形成される。
【００３１】
直線部４１は、円筒形状を有する。直線部４１の内周面には、脚部２１が配置される。複合磁性材料で構成される脚部２１と直線部４１は、複合磁性材料の樹脂によって一体に成型されている。即ち、脚部２１と直線部４１の間に隙間はなく、接触している。また、直線部４１の外周面には、コイル３が巻回されている。連結部４２は、直線部４１を繋ぐ端面には、直線部２１の内周と概略同一径の２つの開口を有する。また、連結部４２は、直線部４１を繋ぐ端面と反対側の端面が開口している。この開口から成形されたヨーク部２２が挿入される。つまり、この開口の大きさは、ヨーク部２２と概略同一の大きさとなっている。
【００３２】
（リアクトルの製造方法）
本実施形態に係るリアクトル１の製造方法について図面を参照しつつ説明する。本実施形態のリアクトルは、図３に示すように、（１）装着工程、（２）充填工程、（３）加圧工程、（４）硬化工程を有する。
【００３３】
（１）装着工程（ステップＳ０１）
装着工程は、樹脂部材４にコイル３を装着する工程である。コイル３の両端の開口から樹脂部材４の直線部４１を挿入する。直線部４１の端部には接着剤が塗布されており、コイルの開口から挿入された互いの樹脂部材４の直線部４１がコイル３の中で接合される。即ち、２分割されていた樹脂部材４は、一体となる。
【００３４】
（２）充填工程（ステップＳ０２）
充填工程は、磁性粉末と樹脂とを含む複合磁性材料を直線部４１内部に充填する工程である。本工程では、まず、磁性粉末と樹脂とを混合し、粘土状の複合磁性材料を作製する。この粘土状の複合磁性材料は、添加する樹脂の粘度で所望の粘性を得る。添加する樹脂の粘度は、磁性粉末との混合時において５０〜５０００ｍＰａ・ｓであることが好ましい。粘度が５０ｍＰａ・ｓ未満であると、混合時において樹脂が磁性粉末に絡みつくことがなく、容器内で磁性粉末と樹脂とが分離しやすくなり、コアの密度又は強度にバラツキが生じる。粘度が５０００ｍＰａ・ｓを超えると、粘度が高くなりすぎ、例えば、第１の磁性粉末間に形成された樹脂が入り込み、その隙間を第２の磁性粉末が埋めることができなくなるなど、コアの密度が低下し、透磁率が低下する。
【００３５】
磁性粉末と樹脂の混合は、所定の混合器を用いて自動で、又は、手動で行うことができる。混合する時間は、適宜設定することができ、特にこれに限定するものではないが、例えば２分間とする。このように、磁性粉末と樹脂とを混合することにより、粘土状の複合磁性材料を得ることができる。この粘土状の複合磁性材料を連結部４２の開口から直線部４１の内部に所定量を充填する。
【００３６】
（３）加圧工程（ステップＳ０３）
加圧工程は、ヨーク部２２を構成する圧粉磁心で複合磁性材料を押圧する工程である。圧粉磁心は、事前にブロック状に成型されている。圧粉磁心は、ヨーク部２２を構成する複合磁性材料が接合する面に凹凸を設けて形成されている。この凹凸のある面が複合磁性材料と接触するように圧粉磁心を各連結部４２に挿入する。そして、各連結部４２に挿入した圧粉磁心で直線部４１内に充填された複合磁性材料を押圧する。即ち、ヨーク部２２を構成する圧粉磁心が押圧部材の役割を担っている。複合磁性材料は、直線部４１の両端から加圧される。複合磁性材料を押圧する時間は、樹脂の含有量や粘性によって適宜変更することができるが、例えば１０秒である。圧粉磁心によって押圧することで、直線部４１の内部形状に複合磁性材料を押し広げるとともに、複合磁性材料に含まれていた空隙を減少させ、見かけ密度を向上させる。
【００３７】
複合磁性材料を押圧する圧力は、６．３ｋｇ／ｃｍ２以上であることが好ましい。この値未満であれば、押圧する圧力が小さく、見かけ密度を向上させる効果が小さい。また、当該値以上であっても、１５．７ｋｇ／ｃｍ２以下であることが好ましい。この値を超えて押圧しても、見かけ密度を向上させる効果が小さいからである。また、この値を超えて押圧すると、樹脂のみが押圧されて、磁性粉末間の絶縁性が悪化するからである。
【００３８】
（４）硬化工程（ステップＳ０４）
硬化工程は、充填工程で脚部２１に充填した複合磁性材料に含まれる樹脂を硬化させる工程である。脚部２１に充填された樹脂の乾燥により硬化させる場合、乾燥雰囲気は、大気雰囲気とすることができる。乾燥時間は、樹脂の種類、含有量、乾燥温度等に応じて適宜変更可能であり、例えば、１時間〜４時間とすることができるが、これに限定されない。乾燥温度は、樹脂の種類、含有量、乾燥時間等に応じて適宜変更可能であり、例えば、８５℃〜１５０℃とすることができるが、これに限定されない。なお、乾燥温度は、乾燥雰囲気の温度である。
【００３９】
また、樹脂の硬化は、乾燥に限られず、樹脂の種類によって硬化方法は異なる。例えば、樹脂が熱硬化性樹脂であれば、熱を加えることにより樹脂を硬化させ、樹脂が紫外線硬化性樹脂であれば、成型体に紫外線を照射させることで樹脂を硬化させる。
【００４０】
硬化工程は、所定の温度で所定時間成型体を硬化させる工程を複数回繰り返しても良い。また、例えば、樹脂の乾燥により硬化させる場合、複数回繰り返す毎に、乾燥温度又は乾燥時間を異ならせてもよい。
【００４１】
なお、本実施形態では、脚部２１を複合磁性材料で構成させたが、ヨーク部２２を複合磁性材料で構成させてもよい。この場合には、脚部２１を構成するコアを事前に成型しておき、装着工程において、コイル３に直線部４１を挿入するとともに直線部４１の内部に成型された脚部２１を挿入する。充填工程では、連結部４２の開口から粘土状の複合磁性材料を充填する。その後、加圧工程で、押圧部材を用いて、連結部４２に充填された複合磁性材料を加圧し、硬化工程で、複合磁性材料に含まれる樹脂を硬化させる。
【００４２】
（効果）
本実施形態のリアクトル１は、複数の脚部２１と、複数の脚部２１の両端部に配置される一対のヨーク部２２と、を有するコア２と、コア２に巻回されるコイル３と、を備え、脚部２１とヨーク部２２のいずれか一方は、磁性粉末と樹脂とを含む複合磁性材料で構成され、脚部２１とヨーク部２２は複合磁性材料の樹脂により接合されるようにした。これにより、脚部２１とヨーク部２２は、継ぎ目無く一続きに接合されるので、接合箇所にギャップがなく、脚部２１とヨーク部２２の接合箇所から生じる漏れ磁束を抑制することができる。
【００４３】
また、脚部２１とヨーク部２２は、複合磁性材料の樹脂によって接合されている。換言すれば、この樹脂が接着剤等の代わりとなっており、脚部２１とヨーク部２２の接合に接着剤等を用いる必要がない。よって、脚部２１とヨーク部２２を接着剤等で接合する工程を削減できるとともに、接着剤等を使用しない分、コスト削減を図ることができる。
【００４４】
ヨーク部２２の透磁率は、脚部２１の透磁率より大きくなるようにした。これにより、ヨーク部２２は、コイル３が巻回された脚部２１によって発生した磁束をより多く捕捉する。よって、ヨーク部２２からの漏れ磁束を抑制することができる。
【００４５】
複合磁性材料により構成されていない脚部２１又はヨーク部２２は、脚部２１とヨーク部２２が接合する端面に凹凸があるようにした。これにより、複合磁性材料に含まれる樹脂が、この凹凸に入り込むため、アンカー効果により脚部２１とヨーク部２２をより強固に接合させることができる。よって、より密に接合されるので、漏れ磁束を抑制することができる。
【００４６】
脚部２１と直線部４１は、隙間なく脚部２１を構成する複合磁性材料によって一体に成型されている。これにより、脚部２１と直線部４１の寸法公差を考慮して、直線部４１の内周を脚部２１より大きめに成形する必要がなくなるので、リアクトル１の小型化を図ることができる。また、寸法公差を考慮して直線部４１を脚部２１より大きく成形していた分の脚部２１と直線部４１の隙間の分、脚部２１、即ち、コア２を大きくすることができ、リアクトル１の特性を向上させることができる。
【００４７】
本実施形態のリアクトルの製造方法は、樹脂部材４にコイル３を装着する装着工程と、コイル３が装着された樹脂部材４の中に複合磁性材料を充填する充填工程と、ヨーク部２２によって樹脂部材４の中に注入された複合磁性材料を加圧する加圧工程と、樹脂を硬化させる硬化工程と、を有するようにした。つまり、ヨーク部２２を構成するコア２を押圧部材として、脚部２１を構成する複合磁性材料を加圧している。
【００４８】
これにより、別途押圧部材を用意する必要がなくなり、リアクトル１の製造における部品点数を削減することができる。また、脚部２１とヨーク部２２の接合は、複合磁性材料に含まれる樹脂によって行われ、脚部２１とヨーク部２２を接合するために接着剤等を塗布する工程が必要がなくなるので、リアクトル１の製造工程を削減することができる。
【００４９】
（変形例）
変形例に係るリアクトルについて図面を参照しつつ説明する。図４は、変形例に係るリアクトルの全体構成を示す斜視図である。図５は、変形例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４、図５に示すように、第１の実施形態では、全ての脚部にコイルが巻回されていたが、変形例では、コイル３が巻回されていない脚部２１を有する。
【００５０】
具体的には、脚部２１を３つ有する。３つの脚部２１はコイル３の巻軸方向と平行に並んでいる。平行に並んでいる３つの脚部２１のうち、真ん中に配置されているのが、コイル３が巻回される中脚２３である。中脚２３の両サイドに配置されるのが、コイル３が巻回されていない外脚２４である。中脚２３及び２つの外脚２４は、ＭＣコアである。
【００５１】
ヨーク部２２は、中脚２３と２つの外脚２４を連結する。ヨーク部２２は、圧粉磁心である。ヨーク部２２は、中脚２３及び外脚２４の複合磁性材料の樹脂によって、中脚２３及び外脚２４の端部と接合している。ヨーク部２２と中脚２３及び外脚２４は、継ぎ目無く一続きに接合されている。
【００５２】
以上のように、変形例では、ヨーク部２２と脚部２１の接合箇所が第１の実施形態よりも２つ多い。つまり、第１の実施形態では、２つの脚部２１の両端の合計４つの接合箇所であった。一方、変形例では、中脚２３の両端と２つの外脚２４の両端の合計６つの接合箇所を有する。
【００５３】
この６つの接合箇所それぞれを接着剤等によって接合すると、各接合箇所にギャップが生じ、より多くの漏れ磁束が生じてしまう。しかし、本変形例では、中脚２３及び外脚２４とヨーク部２２は、複合磁性材料の樹脂により接合している。即ち、中脚２３及び外脚２４とヨーク部２２との各接合箇所は、継ぎ目無く一続きとなり、ギャップがなく接合している。したがって、中脚２３及び外脚２４とヨーク部２２の各接合箇所から生じる漏れ磁束を抑制することができる。このように、脚部２１とヨーク部２２の接合箇所が多い場合に、より顕著に漏れ磁束の抑制を図ることができる。
【００５４】
（実施例１）
本発明の実施例１について表１を参照しつつ説明する。実施例１では、実施例と比較例におけるコアのサンプルを同一の条件で３つずつ作成し、各サンプルのせん断強度を測定した。実施例及び比較例のサンプルの作成方法は下記のとおりである。実施例と比較例の違いとしては、実施例は、圧粉磁心と複合磁性材料で構成されたＭＣコアを複合磁性材料の樹脂で接合させているが、比較例は、ＭＣコアの成形体を作成し、圧粉磁心とＭＣコアを接着剤で接合させた点にある。なお、実施例の３つのサンプルは同一のものであり、比較例の３つのサンプルは同一のものである。
【００５５】
（実施例のサンプルの作成方法）
実施例のサンプルの作成方法は、まず、成形された圧粉磁心（ＰＯＣＯ社  ＮＰＳシリーズ）の上に複合磁性材料を充填する枠を配置する。次に、この枠内に粘土状の複合磁性材料を充填する。複合磁性材料は、磁性粉末としてＦｅ６．５％Ｓｉにエポキシ樹脂を４ｗｔ％添加したものである。充填した複合磁性材料を圧粉磁心に向けて、４００Ｎで加圧した。その後、大気中において温度１５０℃で８時間熱し、樹脂を硬化させ、圧粉磁心と接合させた。このように、実施例のサンプルは、圧粉磁心とＭＣコアとが複合磁性材料の樹脂により接合されている。
【００５６】
（比較例のサンプルの作成方法）
比較例のサンプルの作成方法は、まず、圧粉磁心とＭＣコアの成形体を用意する。圧粉磁心の成形体は、実施例と同様のものである。ＭＣコアの成形体は、以下のとおり、作成した。複合磁性材料の磁性粉末及び樹脂の種類、樹脂の添加量は実施例と同様である。まず、所定の容器に粘土状の複合磁性材料を充填し、大気中において１５０℃の温度で８時間熱し、樹脂を硬化させ、ＭＣコアの成形体を得た。そして、接着剤によって、圧粉磁心とＭＣコアを接合させた。接着剤には、エポキシ樹脂を用いて、１２０℃で１時間熱し、硬化させた。
【００５７】
実施例及び比較例のサンプルについて、下記装置を用いて、測定条件としては、５ｍｍ／ｍｉｎでせん断強度を測定した。測定結果を表１に示す。
会社名：日本計測システム（株）
装置名：ＭＡＸ-２０
【００５８】
【表１】
2020053461.tif 000003
【００５９】
表１に示すように、せん断強度が１番高い比較例のサンプル３よりも、実施例の全てのサンプル１〜３のせん断強度の方が高い結果となった。また、比較例のサンプル１〜３は、接着剤の凝集破壊を起こした。即ち、脚部とヨーク部の接合箇所から分断された。一方、実施例のサンプル１〜３は、ヨーク部２２である圧粉磁心が母材破壊を起こした。即ち、ヨーク部２２と脚部２１の接合箇所からは分断していない。
【００６０】
これは、比較例のように接着剤で接合する場合、接合箇所にギャップが生じるためそこが起点となり、接着剤が凝集破壊を起こしたものと思われる。一方、実施例は、接着剤を用いることなく、ＭＣコアを構成する複合磁性材料の樹脂によって接合しているので、ギャップなく接合している。つまり、圧粉磁心とＭＣコアは接着剤で接合させるより、より密に接合している。よって、実施例は、ギャップなく接合していることで接合箇所の強度が高まり、接合箇所から分断するのではなく、圧粉磁心が母材破壊したものと考えられる。
【００６１】
このように、実施例は、脚部２１とヨーク部２２とをＭＣコアの樹脂により接合させることで、ギャップを生じさせることなく、強固に接合させることができる。したがって、ギャップから生じる漏れ磁束を抑制することができる。
【００６２】
（実施例２）
本発明の実施例２を表２、３及び図６を参照しつつ説明する。実施例２では、実施例、比較例１、２のリアクトルを作成し、損失及びインダクタンス値（Ｌ値）を測定した。実施例、比較例１、２のリアクトルは、コアの材質や接合手法が異なるのみで、コアの断面積、コイルの巻き数やリアクトルの大きさなどは同一である。
【００６３】
実施例のコア２は、脚部２１にＭＣコア（透磁率μ３０）、ヨーク部２２に圧粉磁心（透磁率μ１４７）を用いて、脚部２１とヨーク部２２は、ＭＣコアの樹脂によって接合した。比較例１は、脚部に圧粉磁心（透磁率μ６０）、ヨーク部に圧粉磁心（透磁率μ１４７）を用いて、脚部とヨーク部は接着剤によって接合した。比較例２は、脚部にＭＣコア（透磁率μ３０）、ヨーク部にＭＣコア（透磁率μ３０）を用いて、脚部とヨーク部は接着剤によって接合した。接着剤によって接合した比較例１及び比較例２には、接着剤膜厚である５０μｍのギャップが４箇所存在していた。
【００６４】
実施例、比較例１及び２のリアクトルの損失、インダクタンス値の結果を表２及び３、図６に示す。
【表２】
2020053461.tif 000004
【表３】
2020053461.tif 000005
【００６５】
表２に示すように、実施例の損失である鉄損及び銅損は、比較例１及び２の数値と比較しても、それほど変わりない数値であった。即ち、実施例は、比較例１及び２と同様の低損失特性を有する。また、表３及び図６に示すように、実施例は、比較例１及び２のインダクタンス値と比較してもそれほど変わりない数値であった。特に、３０〜４０Ａにおけるインダクタンス値は、実施例と比較例１及び２との差異はほとんどなく、実施例におけるリアクトルは、直流重畳特性が良好であることが示されている。
【００６６】
以上の実施例１及び実施例２に示すとおり、本発明のように複合磁性材料の樹脂によって接合させることで、ギャップなく脚部２１とヨーク部２２とを接合できるので、漏れ磁束の発生を抑制することができる。また、本発明のように複合磁性材料の樹脂によって脚部２１とヨーク部２２を接合しても、損失特性及び直流重畳特性は良好な数値を保っている。即ち、本発明は、良好な損失特性及び直流重畳特性を保った状態で、漏れ磁束の発生を抑制できる。
【００６７】
（他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。上記のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、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る。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００６８】
複合磁性材料の磁性粉末は、平均粒子径の異なる２種類以上の磁性粉末から構成してもよい。この場合、磁性粉末は、第１の磁性粉末と、第１の磁性粉末より平均粒子径の小さい第２の磁性粉末とから構成し、その重量比率は、第１の磁性粉末：第２の磁性粉末＝８０：２０〜６０：４０とすることが好ましい。この範囲とすることで密度及び透磁率が向上するとともに、鉄損を小さくすることができる。
【００６９】
第１の磁性粉末の平均粒子径は１００μｍ〜２００μｍ、第２の磁性粉末は、３μｍ〜１０μｍが好ましい。第１の磁性粉末同士の隙間に平均粒子径の小さい第２の磁性粉末が入り込み、密度及び透磁率の向上と低鉄損化を図ることができるからである。
【００７０】
第１の磁性粉末及び第２の磁性粉末は、球形であることが好ましい。第１の磁性粉末の円形度は、０．９０以上であり、第２の磁性粉末の円形度は、０．９０以上であることが好ましい。第１の磁性粉末同士の隙間が少なくなり、かつ、当該隙間により多くの第２の磁性粉末が入り込み易くなり、密度及び透磁率の向上を図ることができるからである。
【００７１】
なお、第１の磁性粉末と第２の磁性粉末の種類は同じでも良いし、異なっていてもよい。異なる場合は３種以上であってもよい。３種類以上の粉末により磁性粉末を構成する場合、各種類で平均粒子径を異ならせてもよい。
【００７２】
樹脂には、粘度調整材料として、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＢＮ、ＡｌＮ、ＺｎＯ、ＴｉＯ２などを使用することができる。粘度調整材料の平均粒子径は、第２の磁性粉末の平均粒子径以下、好ましくは第２の磁性粉末の平均粒子径の１／３以下が良い。粘度調整材料の平均粒子径が大きいと、磁性粉末を隙間なく保持することができず、得られたコアの密度が低下するからである。また、樹脂には、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ、ＡｌＮなどの高熱伝導率材料を添加することができる。
【００７３】
コアの見かけ密度の、磁性粉末の真密度に対する割合は、７６．４７％超であることが好ましく、７７．５％以上であると更に好ましい。当該割合が７６．４７％超であると、透磁率を高くすることができる。逆に、当該割合が７６．４７％以下であると、低密度により低透磁率となる。
【００７４】
本実施形態では、脚部２１にＭＣコアを、ヨーク部２２に圧粉磁心を用いたが、これに限定されず、脚部２１、ヨーク部２２ともにＭＣコアを用いてもよい。この場合、まず、脚部２１、ヨーク部２２の何れか一方のＭＣコアを、硬化させた成形体として作製する。そして、この成形体を、他方のＭＣコアとなる粘土状の複合磁性材料の樹脂によって接合させればよい。
【００７５】
また、本実施形態では、図２に示すように、コイル３の巻軸方向と直交する脚部２１の端面でヨーク部２２を接合させたが、これに限定されず、複合磁性材料の樹脂によってコア２を接合できるのであれば種々の形態において適用できる。例えば、ブロック状に成型された２つの脚部２１の長手方向が平行になるよう配置し、その脚部２１の間に複合磁性材料で構成された一対のヨーク部２２を設けてもよい。具体的には、脚部２１の両端はコイル３が巻回されていない部分を有し、このコイル３が巻回されていない脚部２１の間にヨーク部２２が設けられ、複合磁性材料の樹脂により脚部２１とヨーク部２２が接合されていてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１  リアクトル
２  コア
２１  脚部
２２  ヨーク部
２３  中脚
２４  外脚
３  コイル
４  樹脂部材
４１  直線部
４２  連結部
【図１】
2020053461.tif 000006
【図２】
2020053461.tif 000007
【図３】
2020053461.tif 000008
【図４】
2020053461.tif 000009
【図５】
2020053461.tif 000010
【図６】
2020053461.tif 000011