(57)【要約】【課題】コイルとコアとの絶縁を十分に図ることのできるリアクトを提供すること。【解決手段】本発明のリアクトル１は、導体線１１０を螺旋状に巻回してなるとともに通電により磁束を発生するコイル１１と、コイル１１の内側及び外側に充填された磁性粉末混合樹脂を硬化してなるコア１２とを有する。コイル１１は、コイル１１の巻回軸方向に平行な断面であるリアクトル断面Ｓにおいて現れるコイル１１の少なくとも角部１１１が電気的絶縁性を有する絶縁キャップ１３によって覆われた状態で、コイル１１全体が電気的絶縁性を有する絶縁コート１４によって覆われている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体線を螺旋状に巻回してなるとともに通電により磁束を発生するコイルと、このコイルの内側及び外側に充填された磁性粉末混合樹脂を硬化してなるコアとを有するリアクトルであって、
上記コイルは、上記リアクトルを上記コイルの巻回軸方向に平行に切ったときに現れるリアクトル断面における上記コイルの角部が電気的絶縁性を有する絶縁キャップによって覆われた状態で、上記コイル全体が電気的絶縁性を有する絶縁コートによって覆われていることを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
請求項１において、上記絶縁キャップは、上記コイルにおける上記巻回軸方向の端面である巻回端面の全面を覆う端面部と、この端面部の端縁から反対側の上記巻回端面に向かって立設される側面部とを有することを特徴とするリアクトル。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記コイルは、このコイルから上記導体線を飛び出させてなる一対のコイル端子部を有し、上記絶縁キャップは、上記コイルにおける上記巻回軸方向の端面である巻回端面の全面を覆う端面部から突出して形成されるとともに上記一対のコイル端子部の外側を覆う一対の端子キャップ部を有することを特徴とするリアクトル。
【請求項４】
請求項３において、上記一対の端子キャップ部は、その側壁の厚みが大きい肉厚部と、この肉厚部よりも上記側壁の厚みが小さい肉薄部とを有することを特徴とするリアクトル。
【請求項５】
請求項４において、上記肉薄部は、上記肉厚部よりも上記コイルから遠い位置に形成されていることを特徴とするリアクトル。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、上記絶縁キャップは、１．０ｋＶ以上の耐圧を行うことができることを特徴とするリアクトル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において、上記絶縁キャップは、液晶ポリエステル樹脂からなることを特徴とするリアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力電圧の昇圧をするためのリアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流の生成に用いるためのインバータ等の電力変換装置がある。電力変換装置には、例えば、入力電圧を昇圧するための昇圧回路の一部を構成するリアクトルが収納されている。
そして、図１１（ａ）に示すように、リアクトル９は、導体線９１０を螺旋状に巻回してなるとともに通電により磁束を発生するコイル９１と、このコイル９１の内側及び外側に充填された磁性粉末混合樹脂を硬化してなるコア９２とを有する（例えば、特許文献１参照）。
また、コイル９１は、その全体が電気的絶縁性を有する絶縁コート９４によって覆われている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、かかる従来のリアクトル９においては、以下のような問題があった。
すなわち、導体線９１０は例えば銅からなり、コイル９１に通電した場合、コイル９１が発熱して熱膨張する。かかる熱膨張により、コイル９１から絶縁コート９４に熱応力が作用する。具体的には、リアクトル９をコイル９１の巻回軸方向に平行に切ったときに現れる断面であるリアクトル断面Ｓにおけるコイル９１の角部９１１付近に配置される絶縁コート９４に、特に過大な応力が作用する。このため、図１１（ｂ）に示すように、コイル９１の角部９１１付近に配置される絶縁コート９４に亀裂９３が生じてしまうことがあった。
その結果、コイル９１とコア９２との間において絶縁破壊が生じてしまうことがあった。
【０００５】
また、絶縁コート９４は、コイル９１を作製した後エポキシ樹脂などに浸漬することにより形成するため品質管理が難しく、コイル９１の角部９１付近における絶縁コート９４は、その厚みが特に薄くなりやすい。
そのため、コイル９１とコア９２との間にあって耐久性に優れた絶縁層を有するリアクトルが求められていた。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、コイルとコアとの間にあって耐久性に優れた絶縁層を有するリアクトルを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、導体線を螺旋状に巻回してなるとともに通電により磁束を発生するコイルと、このコイルの内側及び外側に充填された磁性粉末混合樹脂を硬化してなるコアとを有するリアクトルであって、
上記コイルは、上記リアクトルを上記コイルの巻回軸方向に平行に切ったときに現れるリアクトル断面における上記コイルの角部が電気的絶縁性を有する絶縁キャップによって覆われた状態で、上記コイル全体が電気的絶縁性を有する絶縁コートによって覆われていることを特徴とするリアクトルにある（請求項１）。
【０００８】
本発明の作用効果について説明する。
上記コイルは、上記リアクトルを上記コイルの巻回軸方向に平行に切ったときに現れるリアクトル断面における上記コイルの角部が電気的絶縁性を有する絶縁キャップによって覆われている。これにより、コイルとコアとの間にあって耐久性に優れた絶縁層を有するリアクトルを得ることができる。
【０００９】
すなわち、前述したとおり、リアクトルにおいては、そのリアクトル断面におけるコイルの角部付近に配置される絶縁コートに、特に過大な応力が作用する。そのため、かかる絶縁コートに亀裂が生じてコイルとコアとの間において絶縁破壊が生じることがあった。
そこで、本発明のようにコイルの角部を絶縁キャップにて覆うことにより、仮にコイルの角部付近に配置される絶縁コートに亀裂が発生しても、その亀裂を絶縁キャップで食い止めることができる。これにより、コイルとコアとの間における絶縁破壊を防ぐことができる。
【００１０】
また、絶縁キャップは、絶縁コートとは異なりエポキシ樹脂などにコイルを浸漬するなどして形成するものではない。すなわち、絶縁キャップは品質管理が容易であり、厚みなどの品質を十分に管理して成形した絶縁キャップによって、コイルの角部を覆うことができる。つまり、本発明によれば、コイルとコアとの間に形成される絶縁コートと絶縁キャップとからなる絶縁層の厚みを、コイルからの熱応力に十分に耐え得る厚みに容易に設定することができる。したがって、かかる絶縁キャップを用いることで、長期間にわたってコイルとコアとの間における絶縁破壊を防ぐことができる。
その結果、コイルとコアとの間にあって耐久性に優れた絶縁層を有するリアクトルを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の発明において、上記磁性粉末混合樹脂としては、例えば、磁性粉末を樹脂に混入させてなるものを用いることができる。
そして、上記磁性粉末としては、例えば、フェライト粉末、鉄粉、珪素合金鉄粉等を用いることができる。
また、上記磁性粉末混合樹脂に用いる樹脂としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や、熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００１２】
また、本発明のリアクトルは、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流の生成に用いられるインバータ等の電力変換装置に備えつけられる。
また、上記絶縁コートとしては、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、不飽和ポリエステル、ウレタン、ゴム材など種々のものにより形成することができる。
また、上記絶縁キャップとしては、例えば、液晶ポリエステル樹脂、ＰＰＳ、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）など種々のものにより形成することができる。
【００１３】
また、上記絶縁キャップは、上記コイルにおける上記巻回軸方向の端面である巻回端面の全面を覆う端面部と、この端面部の端縁から反対側の上記巻回端面に向かって立設される側面部とを有することが好ましい（請求項２）。
この場合には、絶縁キャップの部品点数を低減することができ生産性に優れたリアクトルを得ることができる。
また、絶縁キャップの成形性を向上させることができるため、絶縁キャップを容易に形成することができる。
【００１４】
また、上記コイルは、このコイルから上記導体線を飛び出させてなる一対のコイル端子部を有し、上記絶縁キャップは、上記コイルにおける上記巻回軸方向の端面である巻回端面の全面を覆う端面部から突出して形成されるとともに上記一対のコイル端子部の外側を覆う一対の端子キャップ部を有することが好ましい（請求項３）。
この場合には、コイル端子部を所定の位置に確実に配置することができる。すなわち、仮にコイル端子部の位置と端子キャップ部の位置とにずれが生じていても、コイル端子部を端子キャップ部に挿通することにより、コイル端子部の位置を所定の位置に矯正することができる。これにより、磁性粉末混合樹脂を充填した後もコイル端子部を所定の位置に確実に配置することができる。
【００１５】
また、上記一対の端子キャップ部は、その側壁の厚みが大きい肉厚部と、この肉厚部よりも上記側壁の厚みが小さい肉薄部とを有することが好ましい（請求項４）。
この場合には、コイルとコアとの沿面距離を長くすることができる。
【００１６】
また、上記肉薄部は、上記肉厚部よりも上記コイルから遠い位置に形成されていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、コイルとコアとの沿面距離を一層長くすることができる。すなわち、かかる場合には、肉厚部と肉薄部との境界線からコイル端子部の端部までの距離において沿面距離を確保することができる。したがって、コイルとコアとの沿面距離を一層長くすることができる。
【００１７】
また、上記絶縁キャップは、１．０ｋＶ以上の耐圧を行うことができることが好ましい（請求項６）。
この場合には、コイルとコアとの間における絶縁破壊を十分に防ぐことができる。
【００１８】
また、上記絶縁キャップは、上記に列挙した材料のうち、特に液晶ポリエステル樹脂からなることが好ましい（請求項７）。
この場合には、コイルとコアとの間における絶縁破壊を容易かつ確実に防ぐことができる。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
本発明のリアクトルに係る実施例について、図１〜図９とともに説明する。
本例のリアクトルは、図１に示すように、導体線１１０を螺旋状に巻回してなるとともに通電により磁束を発生するコイル１１と、コイル１１の内側及び外側に充填された磁性粉末混合樹脂１２０を硬化してなるコア１２とを有する。
【００２０】
コイル１１は、リアクトル１をコイル１１の巻回軸方向に平行に切ったときに現れるリアクトル断面Ｓにおけるコイル１１の角部１１１が電気的絶縁性を有する絶縁キャップ１３によって覆われた状態で、コイル１１全体が電気的絶縁性を有する絶縁コート１４によって覆われている。
【００２１】
本例のリアクトルについて詳細に説明する。
本例のリアクトル１は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である交流モータに通電する駆動電流の生成に用いられるインバータ等の電力変換装置に備えつけられる。
【００２２】
リアクトル１は、図１に示すように、ケース１５の内側に収納されている。
かかるケース１５として、例えば、放熱性に優れたアルミニウムからなるものを用いることができる。
【００２３】
また、本例においてケース１５は、その一面に形成された開口部１５３と、開口部１５３と反対側の面に形成された底面部１５１と、底面部１５１の端縁から開口部１５３に向かって立設してなるケース側面部１５２とを有する。
【００２４】
また、本例では図示していないが、底面部１５１には、開口部１５３側に向かって突出してなる放熱柱を形成することもできる。
なお、ケース１５は、上記の構成や形状に限られるものではなく、その一例を示したにすぎない。すなわち、ケース１５は、略四角柱形状の底面部や円形状の底面部を有するものなど、種々の形状とすることができる。
【００２５】
また、本例においては、ケース１５に収納してあるリアクトル１を示したが、かかるケース１５は本発明のリアクトル１の必須構成要件ではない。すなわち、磁性粉末混合樹脂１２０を固化させてリアクトル１を形成した後、ケース１５からリアクトル１を離型して、他のケースに収納することもできる。
【００２６】
本例のリアクトル１におけるコア１２は、図９に示すように、略円柱形状に形成されている。
そして、上記磁性粉末混合樹脂１２０としては、例えば、磁性粉末を樹脂に混入させてなる材料を用いることができる。
【００２７】
また、上記磁性粉末としては、例えば、フェライト粉末、鉄粉、珪素合金鉄粉等を用いることができる。
また、上記磁性粉末混合樹脂１２０に用いる樹脂としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や、熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００２８】
コイル１１は、図２、図７に示すように、例えば銅線からなる平角状の導体線１１０を螺旋状に巻回して、略円筒形状となるように構成されている。
また、コイル１１は、コイル１１における巻回軸方向の端面である巻回端面１１２から導体線１１０を飛び出させてなる一対のコイル端子部１１３を有する。
そして、かかる一対のコイル端子部１１３に通電することにより、コイル１１に通電することができる。
【００２９】
また、コイル１１全体を覆う絶縁コート１４は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、不飽和ポリエステル、ゴム材など種々のものを用いて形成することができる。
【００３０】
本例において、絶縁キャップ１３は、図３〜図７に示すように、コイル１１における巻回軸方向の端面である巻回端面１１２の全面を覆う端面部１３１と、その端縁から反対側の巻回端面１１２に向かって立設される側面部１３２とを有する。
【００３１】
そして、端面部１３１は、例えば、導体線１１０よりも０．１〜１．０ｍｍ程度大きい幅を有するものとすることができる。
この場合には、コイル１１への絶縁キャップ１３の装着を容易にし、かつ、絶縁キャップ１３ががたつくことを抑制することができる。
【００３２】
また、側面部１３２としては、端面部１１２から、例えば、２〜５ｍｍ程度突出するよう形成することが好ましい。なお、その突出量が、２ｍｍ未満の場合には、仮にコイル１１にゆがみが生じていると、角部１１３を覆うことが困難となるおそれがある。また、５ｍｍを超える場合には、コイル１１への絶縁キャップ１３の装着が困難となるおそれがある。
【００３３】
また、絶縁キャップ１３は、端面部１３１、側面部１３２のほか、端面部１３１から突出して形成されるとともに一対のコイル端子部１１３の外側を覆う一対の端子キャップ部１３３を有する。
そして、かかる一対の端子キャップ部１３３は、図４に示すように、その側壁の厚みが大きい肉厚部１３５と、この肉厚部１３５よりも側壁の厚みが小さい肉薄部１３４とを有する。
かかる肉薄部１３４は、肉厚部１３５よりもコイル１１から遠い位置に形成されている。
【００３４】
さらに、本例において絶縁キャップ１３におけるコイル１１と対向する側の面には、図５に示すように、端面部１３１と端子キャップ部１３３との間において、テーパ状に形成された挿入部１３６が形成されている。そのため、コイル端子部１１３の位置が所定の位置から若干ずれていても、かかる挿入部１３６をガイドとして端子キャップ部１３３内にコイル端子１１３を容易かつ確実に挿通することができる。
【００３５】
また、絶縁キャップ１３としては、液晶ポリエステル樹脂（ＬＣＰ）のほかＰＰＳ、ＰＢＴなど種々のものを用いることができる。すなわち、所望の絶縁性を有するとともに所定の強度を有するものであって、かつ、所望の径状に成形可能な材質であれば、絶縁キャップ１３は、どのような材質でも形成することができる。
また、絶縁キャップ１３は、例えば、射出成形にて形成することができる。
【００３６】
なお、本例の絶縁キャップ１３は、１．０ｋＶ以上の耐圧を行うことができる。
さらに、本例では、絶縁キャップ１３及び絶縁コート１４全体として、２．６ｋＶ以上の耐圧ができるよう構成されている。
【００３７】
また、図示は省略したが、リアクトル１とケース１５との間には、放熱性に優れる放熱性樹脂を充填することもできる。この場合には、リアクトル１で発生した熱をケース１５に十分に伝達することができる。
【００３８】
次に、リアクトル１の作製手順について説明する。
まず、図２に示すように、平角上の導体線１１０を螺旋状に巻回して略円柱形状のコイル１１を形成する。
次いで、図６に示すように、リアクトル断面Ｓにおけるコイル１１の角部１１１を覆うように、コイル１１の両側の巻回端面１１２に絶縁キャップ１３の端面部１３１を被せる（図６における矢印Ａ参照）。
【００３９】
このとき、図７に示すように、一対のコイル端子部１１３をそれぞれ対応する端子キャップ部１３３内に挿通させる。
この場合には、前述したとおり、挿入部１３６をガイドとして用いつつコイル端子部１１３を端子キャップ部１３３内に挿通するとよい。
【００４０】
次いで、絶縁キャップ１３を被せたコイル１１を、例えば、エポキシ樹脂に浸漬させてコイル１１の外側に絶縁コート１４を形成する。これにより、角部１１１を絶縁キャップ１３によって覆われてなるコイル１１全体を絶縁コート１４にて覆うことができる。
次いで、絶縁キャップ１３及び絶縁コート１４を配設したコイル１１をケース１５の内側にスペーサ（図示略）などを介して収納する。
【００４１】
次いで、図８に示すように、コイル１１を埋設するように、ケース１５の内側に磁性粉末混合樹脂１２０を充填する。
次いで、かかる磁性粉末混合樹脂１２０を固化させてコア１２を形成する。
そして、これをケース１５から離型すると、図９に示されるような本発明のリアクトル１が作製される。
【００４２】
以下に、本例の作用効果について説明する。
コイル１１は、リアクトル１１をコイル１１の巻回軸方向に平行に切ったときに現れるリアクトル断面Ｓにおけるコイル１１の角部１１１が電気的絶縁性を有する絶縁キャップ１３によって覆われている。これにより、コイル１１とコア１２との間にあって耐久性に優れた絶縁層を有するリアクトル１を得ることができる。
【００４３】
すなわち、前述したとおり、リアクトル１においては、そのリアクトル断面Ｓにおけるコイル１１の角部１１１付近に配置される絶縁コート１４に、特に過大な応力が作用する。そのため、かかる絶縁コート１４に亀裂が生じてコイル１１とコア１２との間において絶縁破壊が生じることがあった（図１１（ｂ）参照）。
そこで、本例のようにコイル１１の角部１１１を絶縁キャップ１３にて覆うことにより、仮にコイル１１の角部１１１付近に配置される絶縁コート１４に亀裂が発生しても、その亀裂を絶縁キャップ１３で食い止めることができる。これにより、コイル１１とコア１２との間における絶縁破壊を防ぐことができる。
【００４４】
また、絶縁キャップ１３は、絶縁コート１４とは異なりエポキシ樹脂などにコイル１１を浸漬するなどして形成するものではない。すなわち、絶縁キャップ１３は品質管理が容易であり、厚みなどの品質を十分に管理して成形した絶縁キャップ１３によって、コイル１１の角部１１１を覆うことができる。つまり、本発明によれば、コイル１１とコア１２との間に形成される絶縁層の厚みを、コイル１１からの熱応力に十分に耐え得る厚みに容易に設定することができる。したがって、かかる絶縁キャップ１３を用いることで、長期間にわたってコイル１１とコア１２との間における絶縁破壊を防ぐことができる。
その結果、コイル１１とコア１２との間にあって耐久性に優れた絶縁層を有するリアクトル１を得ることができる。
【００４５】
また、絶縁キャップ１３は、巻回端面１１２の全面を覆う端面部１３１と、端面部１３１の端縁から反対側の巻回端面１１２に向かって立設される側面部１３２とを有するため、絶縁キャップ１３の部品点数を低減することができ生産性に優れたリアクトル１を得ることができる。
また、絶縁キャップ１３の成形性を向上させることができるため、絶縁キャップ１３を容易に形成することができる。
【００４６】
また、コイル１１は、一対のコイル端子部１１３を有し、絶縁キャップ１３は、端面部１３１から突出して形成されるとともに一対のコイル端子部１１３の外側を覆う一対の端子キャップ部１３３を有するため、コイル端子部１１３を所定の位置に確実に配置することができる。すなわち、仮にコイル端子部１１３の位置と端子キャップ部１３３の位置とにずれが生じていても、コイル端子部１１３を端子キャップ部１３３に挿通することにより、コイル端子部１１３の位置を所定の位置に矯正することができる。これにより、磁性粉末混合樹脂１２０を充填した後もコイル端子部１１３を所定の位置に確実に配置することができる。
【００４７】
また、肉薄部１３４は、肉厚部１３５よりもコイル１１から遠い位置に形成されているため、コイル１１とコア１２との沿面距離を一層長くすることができる。すなわち、かかる場合には、肉厚部１３５と肉薄部１３４との境界線からコイル端子部１１３の端部までの距離において沿面距離を確保することができる。したがって、コイル１１とコア１２との沿面距離を一層長くすることができる。
【００４８】
また、絶縁キャップ１３は、１．０ｋＶ以上の耐圧を行うことができるため、コイル１１とコア１２との間における絶縁破壊を十分に防ぐことができる。
また、絶縁キャップ１３は、液晶ポリエステル樹脂からなるため、コイル１１とコア１２との間における絶縁破壊を容易かつ確実に防ぐことができる。
【００４９】
以上のとおり、本例によれば、コイルとコアとの絶縁を十分に図ることのできるリアクトを提供することができる。
【００５０】
（実施例２）
本例は、図１０に示すように、巻回軸方向から見たときに略四角形状で構成されているコイル１１の例である。
そして、かかるコイル１１には、巻回軸方向から見たときに略四角形状で構成される絶縁キャップ１３が被せられている。すなわち、コイル１１を覆う絶縁キャップ１３も、これを巻回軸方向から見たとき、コイル１１と同様、略四角形状で構成されている。
なお、コイル１１の形状及び絶縁キャップ１３の形状以外の他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１における、リアクトルの縦断面図。
【図２】実施例１における、コイルの斜視図。
【図３】実施例１における、絶縁キャップの斜視図。
【図４】実施例１における、端子キャップ部の断面斜視図。
【図５】実施例１における、別の角度から見た絶縁キャップの斜視図。
【図６】実施例１における、コイルに絶縁キャップを嵌め込んでいる状態を示す説明図。
【図７】実施例１における、絶縁キャップを備えたコイルの斜視図。
【図８】実施例１における、磁性粉末混合樹脂を充填している状態を示す説明図。
【図９】実施例１における、リアクトルの斜視図。
【図１０】実施例２における、コイルの斜視図。
【図１１】従来例における、（ａ）リアクトルの縦断面、（ｂ）コイルの角部付近の絶縁コートに亀裂が生じている状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００５２】
１  リアクトル
１１  コイル
１１０  導体線
１１１  角部
１２  コア
１２０  磁性粉末混合樹脂
１３  絶縁キャップ
１４  絶縁コート
Ｓ  リアクトル断面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010147364.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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