(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軟磁性粉末を含んだコアの内部にコイルを内蔵したリアクトルであって、
前記コアにおける前記コイルの内周側部分と外周側部分とを異なった材料で構成してあり、
該外周側部分については、前記軟磁性粉末として純Ｆｅ若しくはＳｉを０．２〜４．０質量％含有したＦｅ基合金から成る低Ｓｉ材の粉末を用いたコア材で構成し、
前記内周側部分については、前記軟磁性粉末としてＳｉを１．５〜９．０質量％含有し且つ前記外周側部分のコア材の軟磁性粉末よりもＳｉ含有量の多いＦｅ基合金から成る高Ｓｉ材の粉末を用いたコア材で構成してあ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、前記高Ｓｉ材のＳｉ含有量が前記低Ｓｉ材のＳｉ含有量よりも１．５質量％を超えて多いことを特徴とするリアクトル。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、絶縁被膜付きの前記コイルを電気絶縁性の樹脂にて外側から全体的に包み込む状態に被覆してコイル被覆体となす一方、
前記コアは、該コイル被覆体を内部に一体に埋め込む状態に前記軟磁性粉末と熱可塑性樹脂との混合材を射出成形して成る成形体にて構成してあり、
且つ該コアは、前記コイル被覆体の外周面に接する筒状の外周側成形部を含む１次成形体と、該コイル被覆体の内周面に接する内周側成形部を含む２次成形体とを境界面で接合一体化してあ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、前記コイル被覆体の樹脂被覆層を熱可塑性樹脂にて形成し、且つ該樹脂被覆層は、前記コイルの外周面を被覆する外周被覆部を含む成形体と、該コイルの内周面を被覆する内周被覆部を含む成形体とを接合して一体化してあることを特徴とするリアクトル。
【請求項５】
請求項３，４の何れかにおいて、前記コアがリアクトルケースの容器部と一体に射出成形してあることを特徴とするリアクトル。
【請求項６】
周波数が１〜５０ｋＨｚの交番磁界中で使用され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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は軟磁性粉末を含んだコアの内部にコイルを内蔵したリアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
コアの内部に絶縁被膜付きの導体線材を巻いて成るコイルを内蔵したインダクタンス部品としてのリアクトルが従来様々な分野に用いられている。
例えばハイブリット自動車や燃料電池自動車，電気自動車等ではバッテリーと、モータ（電気モータ）に交流電力を供給するインバータとの間に昇圧回路が設けられており、その昇圧回路にインダクタンス部品であるリアクトル（チョークコイル）が用いられている。
例えばハイブリット自動車では、バッテリーの電圧は最大で３００Ｖ程度であり、一方モータには大出力が得られるように６００Ｖ程度の高電圧を印加する必要がある。そのための昇圧回路用の部品としてリアクトルが用いられている。
このリアクトルは太陽光発電の昇圧回路用その他にも広く用いられている。
【０００３】
従来において、リアクトルのコアは軟磁性粉末を樹脂をバインダとして固めたものが多く用いられており、また軟磁性粉末としてＦｅ-Ｓｉ系のＦｅ基合金粉末が一般に多く使用されている。
これは、ＦｅにＳｉを含有させることで磁歪を小さくでき、従ってその磁歪に起因するコア振動を小さく抑制できることによる。
【０００４】
ＦｅにＳｉを含有させた場合、Ｓｉの含有量の増加に連れて磁歪が小さくなり、Ｓｉ含有量６．５％の下で磁歪はゼロとなり、６．５％を超えると磁歪は負となる（６．５％以下では磁歪は正）。一方コアロスは６．５％で極小となり、これよりもＳｉが多くなっても少なくなってもコアロスは増大する。
従って磁歪及びこれに起因するコア振動の観点からはＳｉを６．５％含有させたものが良好である。
【０００５】
コアの軟磁性粉末としてＦｅ-６．５％Ｓｉの組成を有する軟磁性粉末を用いたリアクトルはまたコアロスが低く、動作時の発熱も小さい特性を有するが、反面においてインダクタンスが十分に高くないといった難点を有する。
【０００６】
一方Ｓｉの含有量を３％，２％と少なくして純Ｆｅに近づけて行くと、これに伴ってインダクタンスは高くなるが、逆にコアロスが大きくなり、発熱も大きくなってしまう。
発熱が大きくなればコアの温度上昇が大となって、コアが高温度に達してしまい、場合によってコア材内部で設定された許容最高温度を超える部分が出てきてしまう。
【０００７】
例えば自動車の昇圧回路に用いられるリアクトルは極めて長期に亘って使用される部品であり、温度上昇が長期間繰り返されると熱履歴によりバインダとしての樹脂が劣化し、ひいては部品寿命を短くしてしまうことに繋がる。
このためリアクトルは許容可能な到達温度（最高温度）が設定され、内部発熱による温度上昇がその設定最高温度以下に抑制されることが求められる。
【０００８】
この点においてコア材の軟磁性粉末として上記のＦｅ-６．５Ｓｉ系の組成を有する軟磁性粉末を用いたリアクトルの場合、コア材内部における発熱が小さく、到達温度を設定された最高温度以下に良好に抑制することができる。
ところが一方で、リアクトルとして本来求められるインダクタンス特性が不十分となってしまうのである。
【０００９】
他方Ｓｉ含有量の少ない純Ｆｅに近い材料のものを用いたものにあっては、インダクタンス特性については十分であるものの、コア材内部での発熱が大きく、到達温度を設定された最高温度以下に抑制することが難しい。
また中間の例えばＦｅ-３Ｓｉ組成のものを用いた場合にはインダクタンス，発熱特性の両方の特性が中途半端となってしまって、何れも満足できない場合が生じる。
【００１０】
尚本発明に対する先行技術として、下記特許文献１にはインダクタンス部品及びその製造方法についての発明が示され、そこにおいてコアにおけるコイルの内周側部分と外周側部分とでコア材を異ならせ、内周側部分についてはＳｉの含有量を少なくしたＦｅ基軟磁性粉末を用いたコア材で構成し、また外周側部分についてはＳｉ含有量を多くしたＦｅ基合金の軟磁性粉末を用いたコア材で構成した点が開示されている。
但しこの特許文献１に開示のものでは本発明の課題を解決することができず、本発明とは別異のものである。
【００１１】
また下記特許文献２には、インダクタ及びその製作方法についての発明が示され、そこにおいてコアの第１磁性体をＦｅが９８．５％より多い軟磁性粉末を用いたコア材で構成し、第２磁性体をＦｅ-９．５Ｃｒ-３Ｓｉの組成のステンレス粉末を軟磁性粉末として用いたコア材で構成する点が開示されている。
但しこの特許文献２に開示のものもまた本発明の課題を解決することができず、本発明とは別異のものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−２６１３３１号公報
【特許文献２】特開２００９−２２４７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は以上のような事情を背景とし、発熱が抑制されるとともに高いインダクタンス特性の得られるリアクトルを提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
而して請求項１のものは、軟磁性粉末を含んだコアの内部にコイルを内蔵したリアクトルであって、前記コアにおける前記コイルの内周側部分と外周側部分とを異なった材料で構成してあり、該外周側部分については、前記軟磁性粉末として純Ｆｅ若しくはＳｉを０．２〜４．０質量％含有したＦｅ基合金から成る低Ｓｉ材の粉末を用いたコア材で構成し、前記内周側部分については、前記軟磁性粉末としてＳｉを１．５〜９．０質量％含有し且つ前記外周側部分のコア材の軟磁性粉末よりもＳｉ含有量の多いＦｅ基合金から成る高Ｓｉ材の粉末を用いたコア材で構成してあることを特徴とする。
【００１５】
請求項２のものは、請求項１において、前記高Ｓｉ材のＳｉ含有量が前記低Ｓｉ材のＳｉ含有量よりも１．５質量％を超えて多いことを特徴とする。
【００１６】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、絶縁被膜付きの前記コイルを電気絶縁性の樹脂にて外側から全体的に包み込む状態に被覆してコイル被覆体となす一方、前記コアは、該コイル被覆体を内部に一体に埋め込む状態に前記軟磁性粉末と熱可塑性樹脂との混合材を射出成形して成る成形体にて構成してあり、且つ該コアは、前記コイル被覆体の外周面に接する筒状の外周側成形部を含む１次成形体と、該コイル被覆体の内周面に接する内周側成形部を含む２次成形体とを境界面で接合一体化してあることを特徴とする。
【００１７】
請求項４のものは、請求項３において、前記コイル被覆体の樹脂被覆層を熱可塑性樹脂にて形成し、且つ該樹脂被覆層は、前記コイルの外周面を被覆する外周被覆部を含む成形体と、該コイルの内周面を被覆する内周被覆部を含む成形体とを接合して一体化してあることを特徴とする。
【００１８】
請求項５のものは、請求項３，４の何れかにおいて、前記コアがリアクトルケースの容器部と一体に射出成形してあることを特徴とする。
【００１９】
請求項６のものは、請求項１〜５の何れかにおいて、周波数が１〜５０ｋＨｚの交番磁界中で使用されることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００２０】
以上のように本発明は、リアクトルにおけるコアをコイルの内周側部分と外周側部分とに分け、そして外周側部分については軟磁性粉末として純Ｆｅ若しくはＳｉを０．２〜４．０％含有したＦｅ基合金から成る低Ｓｉ材の粉末を用いた、相対的に高インダクタンス、高発熱のコア材で構成する一方、内周側部分については軟磁性粉末としてＳｉを１．５〜９．０％含み且つ外周側部分のコア材の軟磁性粉末よりもＳｉの含有量の多いＦｅ基合金から成る高Ｓｉ材の粉末を用いた、相対的に低発熱、低インダクタンスのコア材で構成したものである。
【００２１】
本発明は、コア内部での発熱による温度上昇がコア全体に亘って均等ではなく、発熱による温度上昇の高い部分と温度上昇の低い部分とがある、との知見に基づいてなされたものである。
【００２２】
具体的には、リアクトルのコアは冷却の効き易い部分と冷却の効き難い部分とがあり、コイルの外周側部分は冷却の効き易い部分となり、内周側部分は冷却の効き難い部分となる。
現に本発明者等がコア内部の到達温度を測定したところ、外周側部分については到達温度は低く、内周側部分については到達温度が高いことが確認された。
【００２３】
そこで本発明では、冷却され易い外周側部分については、高インダクタンスが得られる一方で発熱の大きな材料、具体的には純Ｆｅ若しくはＳｉを０．２〜４．０％含有したＦｅ基合金から成る低Ｓｉ材の粉末を用いてコア材で構成し、一方冷却が効き難く、熱の逃げ難い内周側部分については、Ｓｉを１．５〜９．０％含んだＦｅ基合金から成る高Ｓｉ材の粉末を用いてコア材を構成したものである。
コアをこのように構成した結果、インダクタンス特性及び温度抑制特性の相反する何れの特性をも両立し得るリアクトルの得られることを確認した。
【００２４】
本発明では軟磁性粉末に、必要に応じてＣｒ，Ｍｎ，Ｎｉの１種以上を任意元素として添加しておくことができる。
但しＣｒを添加する場合には、この添加量を５質量％以下とするのが良い。その理由はコアロスをより低減し易くなることによる。
またＭｎ，Ｎｉは合計で１質量％以下とするのが良い。その理由は低い保磁力を維持し易くなることによる。
【００２５】
（粉末について）
上記軟磁性粉末は、ガス噴霧、水噴霧、遠心噴霧、これらの組み合わせ（例えば、ガス・水噴霧）、ガス噴霧直後に速やかに冷却する等によるアトマイズ法や、ジェットミル、スタンプミル、ボールミル等による機械粉砕法や、化学還元法などによる粉末を用いることができる。
【００２６】
比較的歪みが小さい、球状になりやすく分散性に優れる、粉砕に機械的エネルギーが不要であるなどの観点から、上記軟磁性粉末はアトマイズ法による粉末とするのが良い。より好ましくは歪みが小さく、酸化も少ないなどの観点からガスアトマイズ法による粉末とするのが良い。
【００２７】
上記軟磁性粉末の粒径は、例えば、アトマイズ時の粉末の歩留まり、混練時の混練トルクや焼き付き性、射出成形時の流動性、磁心で使用される周波数などの観点から１〜５００μｍの範囲内、好ましくは５〜２５０μｍの範囲内、より好ましくは１０〜１５０μｍの範囲内とするのが良い。
【００２８】
粉末は粒径が小さくなるほど渦電流損失の低減には効果が大きいものの、逆にヒステリシス損失は大きくなる傾向がある。したがって粉末の歩留まり（すなわちコスト）と得られる効果（すなわちコアロス）とのバランス、使用される周波数などから、粉末の粒径の上下限や粒径の分布などを決めれば良い。
【００２９】
上記軟磁性粉末は、歪みの除去や結晶粒の粗大化を図るため、熱処理されていても良い。熱処理条件としては、水素、アルゴンの何れか一方または双方等の雰囲気下、温度７００℃〜１０００℃、時間３０分〜１０時間などを例示することができる。
【００３０】
軟磁性粉末とともにコア材を構成するバインダとしての有機高分子としては、各種の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等の樹脂，ゴム，熱可塑性エラストマー若しくはそれらの組み合わせを用いることができる。好ましくは耐熱性、機械的強度などの観点から樹脂を好適に用いることができる。
【００３１】
その樹脂としては、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂，ポリアミド（ＰＡ）樹脂，ポリエステル樹脂，ポリエチレン樹脂，ポリプロピレン樹脂，エポキシ樹脂（例えばコアをポッティング成形する場合等）などを例示することができる。
このうち耐熱性、難燃性、絶縁性、成形性、機械的強度などの観点からポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミド樹脂が好適である。
【００３２】
軟磁性粉末とバインダとの混練物における軟磁性粉末の割合は、磁束密度を高めたり、透磁率を適切な範囲としたり、熱伝導率を高めたりするなどの観点から３０体積％以上、好ましくは５０体積％以上、より好ましくは６０体積％以上とするのが良い。
軟磁性混練物は、上記軟磁性粉末、上記有機高分子以外にも必要に応じて酸化防止剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、充填剤、安定剤、強化剤、着色剤などの各種添加剤を１種または２種以上含有していても良い。
【００３３】
軟磁性混練物は、例えば軟磁性粉末と、粉末状等の有機高分子と、必要に応じて添加される各種の添加物とを適当な割合となるように配合し、これを２軸混練機等の混練機を用いて、有機高分子を溶融状態として、各種配合物を練り合わせるなどの工程を経ることにより製造することができる。
【００３４】
（成形方法について）
成形方法は、コアを射出成形する場合には、射出成形装置に、軟磁性混練物として、予め軟磁性粉末と有機高分子とが混練された混練物、例えば、上述した軟磁性混練物等を供給し、これを可塑化して（溶融状態にして）、金型内に射出することにより成形する方法を用いることができる。また他にも、射出成形装置に、軟磁性粉末と粉末状等の有機高分子とをそれぞれ単独または混合状態で供給し、装置中にて有機高分子を溶融状態にし、軟磁性粉末と有機高分子とを混練することにより軟磁性混練物を生成させ、これを金型内に射出するようになすこともできる。
【００３５】
軟磁性混練物を金型内に射出した後、適当な時間冷却するなどすれば、金型のキャビティ形状に応じた所定形状を有する射出成形コアを得ることができる。なお、得られた射出成形コアは、必要に応じて、機械加工等などの加工が施されても良い。
射出成形装置としては、横型射出成形装置、縦型射出成形装置、プランジャー式射出成形装置、スクリュー式射出成形装置、電動式射出成形装置、油圧式射出成形装置、２材射出成形装置、これらを組み合わせた射出成形機装置等を用いることができる。
【００３６】
本発明では、上記内周側部分の軟磁性粉末を構成する高Ｓｉ材のＳｉ含有量は、外周側部分の軟磁性粉末を構成する低Ｓｉ材のＳｉ含有量よりも１．５％を超えて多くしておくことが望ましい（請求項２）。
より望ましくはＳｉ含有量を２．５％以上、更に望ましくは３．５％以上多くしておくのが良い。
【００３７】
次に請求項３は、絶縁被膜付きのコイルを電気絶縁性の樹脂にて外側から全体的に包み込む状態に被覆してコイル被覆体となす一方、上記コアを、コイル被覆体を内部に一体に埋め込む状態に軟磁性粉末と熱可塑性樹脂との混合材を射出成形して成る成形体にて構成し、且つそのコアを、コイル被覆体の外周面に接する筒状の外周側成形部を含む１次成形体と、コイル被覆体の内周面に接する内周側成形部を含む２次成形体とを境界面で接合して一体化したものである。
【００３８】
リアクトルをこのように構成しておくことで、これを次のように製造することができる。
即ちコアを射出成形する工程Ａを、コアの、コイル被覆体の外周面に接する筒状の外周側成形部を含む、コイル軸方向の一端側にコイル被覆体の嵌込用の開口を有する形状の１次成形体をコア用の１次成形型にて予め射出成形しておく工程Ａ-１と、コイル被覆体の内周面に接する内周側成形部を含む２次成形体をコア用の２次成形型にて成形する工程Ａ-２と、に分け、工程Ａ-２では、工程Ａ-１で得た１次成形体の外周側成形部にコイル被覆体を内嵌状態に嵌合させ、且つコア用の２次成形型にて外周側成形部を外周側から径方向に拘束し保持した状態で、内周側成形部を含む２次成形体を成形すると同時に、２次成形体と１次成形体及びコイル被覆体を一体化する方法を用いてリアクトルを製造することができる。
【００３９】
従来、リアクトルの製造方法としては、外ケースないし容器の内部にコイルをセットした状態で、熱硬化性の樹脂の液に軟磁性粉末を分散状態に混合したものを、外ケースないし容器の内部に注入し、そしてその後これを所定温度に加熱し且つ所定時間かけて樹脂液を硬化反応させ、以てコアを成形すると同時にコイルと一体化させる、いわゆるポッティング成形によるもの（注型成形）が一般的である（例えば特開２００７−２７１８５号公報，特開２００８−１４７４０５号公報等に開示）。
【００４０】
しかしながらこの製造方法の場合、軟磁性粉末を含んだ樹脂の液を硬化させるための大型の加熱炉が必要であるとともに、硬化のための多量の熱エネルギーが必要であったり、また硬化のために長い時間がかかり、コスト的に高くなるとともに生産性を高めることが難しいといった問題がある。
【００４１】
しかるに上記射出成形による製造方法によれば、上記ポッティング成形による製造方法の有する様々な問題を解決することが可能である。
但し単にコイルを射出成形型の内部にセットした状態でコアを射出成形した場合、次のような困難な問題が生ずる。
【００４２】
軟磁性粉末と熱可塑性樹脂との混合材は、成形型のキャビティへの射出時において温度が例えば３００℃以上の溶融状態で液状のものであり、射出後に成形型内部で成形型により冷却されて固化し成形体となる。
その際に、或いはその後成形型から取り出されて室温まで冷却される過程で、成形体としてのコアが大きく径方向に収縮しようとする。
【００４３】
ところがコアの内部には金属製のコイルが位置しているため、コアはコイルの外周側において径方向に収縮することができず（コアと金属製のコイルとの間には熱膨張係数に大きな差がある）、その結果コイルの外周側部分が周方向に収縮しようとして、図２１に示すようにコア１６の外周側成形部１６Ａに亀裂Ｋが発生してしまうのである。
コア１６におけるこのような亀裂Ｋの発生はリアクトルとしての性能を低下させる要因となる。
【００４４】
しかるにリアクトルを請求項３に示す構成とし、そしてこれを上記した方法で製造するようになした場合、この製造方法ではコアにおける外周側部分（外周側成形部）が予めコイルとは別に単独で１次成形体として成形されているため、コアの成形に際してその内側に位置しているコイルが原因となって外周側成形部に亀裂発生するといった問題は生じない。
【００４５】
外周側成形部を含む１次成形体が、コイルとは別に単独で予め成形されるため、その成形時に１次成形体、詳しくは外周側成形部が冷却に伴って自由に収縮することができるからである。
【００４６】
一方、コイルの内周面（厳密にはコイル被覆体の内周面）に接する内周側成形部を含む２次成形体は、コイルを成形型にセットした状態でコイルと一体に成形されるが、この内周側成形部は径方向に収縮するに際してコイルによる抵抗を特に受けないため、その収縮によって亀裂発生するといった問題は特に生じない。
即ち上記の製造方法によれば、コイルの存在によってコアに亀裂が発生する問題を有効に解決することができる。
【００４７】
この製造方法ではまた、工程Ａ-１で得た１次成形体の外周側成形部にコイル被覆体を内嵌状態に嵌合させ、そしてその１次成形体の外周側成形部を、コア用の２次成形型にて外周側から径方向に拘束し保持した状態でコアの内周側成形部を含む２次成形体を成形することができる。
【００４８】
この状態でコアの２次成形体を成形した場合、２次成形体の成形に際してコイルが射出圧及び流動圧にてセット位置から位置ずれするのを防止でき、コイルを予め設定した位置に正確に位置決めし且つ保持した状態でコアを成形完了することができる。
従ってコアの成形時にコイルが位置ずれすることによって、コイル複合成形体の特性に悪影響が及ぶのを良好に防止することができる。
【００４９】
次に請求項４は、上記請求項４におけるコイル被覆体の樹脂被覆層を熱可塑性樹脂にて形成し、そしてその樹脂被覆層を、コイルの外周面を被覆する外周被覆部を含む成形体と、コイルの内周面を被覆する内周被覆部を含む成形体とを接合し、一体化したものである。
【００５０】
コイル被覆体をこのように構成しておくことで、かかるコイル被覆体を含むリアクトルを次のようにして製造することが可能となる。
即ち、コイル被覆体の樹脂被覆層を射出成形にて成形するようにし、且つ射出成形の工程Ｂを、コイルの内周面又は外周面に対して樹脂被覆層用の１次成形型を接触させ、１次成形型にてコイルを内周面又は外周面において径方向に位置決めし拘束した状態で、コイルの外周側又は内周側に形成される１次成形型の１次成形キャビティに樹脂材料を射出して、樹脂被覆層における外周被覆部又は内周被覆部を含む１次成形体を成形し且つコイルと一体化する工程Ｂ-１と、しかる後１次成形体をコイルとともに樹脂被覆層用の２次成形型にセットして、コイルの内周側又は外周側に形成される２次成形型の２次成形キャビティに樹脂材料を射出して、樹脂被覆層における内周被覆部又は外周被覆部を含む２次成形体を成形し、且つコイル及び１次成形体と一体化する工程Ｂ-２と、に分けて射出成形を行い、リアクトル製造を行うことが可能となる。
【００５１】
この製造方法によれば、コイル被覆体を射出成形するに際し、成形を少なくとも２回に分けて行うことで、コイルを成形型により良好に位置決めし保持した状態でコイル被覆体、具体的には樹脂被覆層を良好に射出成形することができ、その成形に際して、コイルが射出圧や流動圧により位置ずれしてしまうのを良好に防止することができ、且つ樹脂被覆層をコイル被覆状態に良好に成形することが可能となる。
【００５２】
本発明においては、請求項３，４の上記コアが射出成形の成形体であることを利用して、コアを射出成形する際にリアクトルケースの容器部とコアとを一体に射出成形しておくことができる（請求項５）。
このようにすれば、コア成形後において即ちリアクトルを製造した後において、別途の工程でリアクトルケースの容器部をリアクトルのコアに取り付ける工程を省くことができる。
【００５３】
本発明のリアクトルはまた、周波数が１〜５０ｋＨｚの交番磁界中で使用されるもの、例えば上記のハイブリット自動車や燃料電池自動車，電気自動車或いは太陽光発電の昇圧回路に用いられるリアクトルに対して好適に適用可能である（請求項６）。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態のリアクトルを示した図である。
【図２】図１のリアクトルの要部断面図である。
【図３】図１のリアクトルを分解して示した斜視図である。
【図４】図３のコイル被覆体を樹脂被覆層とコイルとに分解して示した斜視図である。
【図５】図４のコイルを図４とは別の角度から見た図及び上，下コイルに分解して示した図である。
【図６】同実施形態におけるコイル被覆体の成形手順の説明図である。
【図７】図６に続く成形手順の説明図である。
【図８】同実施形態のリアクトルの製造方法の工程説明図である。
【図９】同実施形態におけるコイル被覆体の成形方法の説明図である。
【図１０】同実施形態におけるコアの成形方法の説明図である。
【図１１】コイル縦断面のアスペクト比と重量比又は損失比との関係を示した図である。
【図１２】リアクトルにおけるコイルの複数の形態例を示した図である。
【図１３】リアクトルにおけるコア材を異ならせる際のコア材の分け方を示した説明図である。
【図１４】コア材の組成を異ならせたときの特性の評価の試験方法の要部を示した説明図である。
【図１５】コア材の温度測定点の位置を示した説明図である。
【図１６】表２における実施例１と３の製造方法の説明図である。
【図１７】アルミケース（リアクトルケース）の一例を示した図である。
【図１８】本発明の他の実施形態を示した図である。
【図１９】図１８の実施形態のリアクトルの製造方法の一例を示した図である。
【図２０】従来のリアクトルの一例を示した要部断面図である。
【図２１】リアクトルのコアを射出成形する際の問題点を説明した際の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１５はインダクタンス部品としてのリアクトル（チョークコイル）で、軟磁性樹脂成形体から成るコア１６の内部に絶縁被膜付きのコイル１０が隙間無く埋込状態に内包され、一体化されている。即ちコア１６は、ギャップをもたない構造のリアクトルとなるように作製してある。
【００５６】
この実施形態において、コイル１０は図４〜図６（Ａ）に示すようにフラットワイズコイルで、平角線材を線材の厚み方向（径方向）に巻き、重ねてコイル形状となしたもので、巻き加工し成形した自由形状状態で径方向に隣接する線材同士が互いに接触状態に重なっている。
【００５７】
本実施形態において、コイル１０は図４，図５に示しているように上コイルブロック（以下単に上コイルとする）１０-１と下コイルブロック（以下単に下コイルとする）１０-２とを巻き方が反対方向になるようにコイル軸方向に上下に２段に段重ねして、それぞれの内径側の端部２０を接合し、１つの連続したコイルとして構成してある。但し１本の線材で上コイル１０-１と下コイル１０-２とを連続して構成したものであっても良い。
尚、上コイル１０-１と下コイル１０-２との間には大きな電位差が生ずるため、それらの間には図５（Ｂ）に示しているように円環状の絶縁シート２１が介装してある。ここで絶縁シート２１は厚みが約０．５ｍｍ程度のものである。
尚図中１８はコイル１０におけるコイル端子で、径方向外方に突出せしめられている。
【００５８】
図５（Ａ）に示しているように上コイル１０-１，下コイル１０-２は同一形状のもので、何れも平面形状が円環状をなしており、従ってコイル１０全体も円環状をなしている。
【００５９】
図２に示しているように上コイル１０-１，下コイル１０-２はコイル軸方向の上下方向の寸法が同一寸法をなしており、それら２つのコイルを合せた全体の高さ寸法がＡとされている。尚この高さ寸法Ａは絶縁シート２１込みの寸法である。
また縦断面における径方向寸法である幅寸法がＢとされている。
而してそれら高さ寸法Ａと幅寸法Ｂとの比率であるアスペクト比Ａ／Ｂが、ここでは０．７〜１．８の範囲内とされている。
尚コイル１０は、図１に示しているようにコイル端子１８の先端側の一部を除いて全体的にコア１６に埋込状態に一体に内包されている。
【００６０】
この実施形態においてコイル１０は銅，アルミニウム，銅合金，アルミニウム合金等種々の材質のものを用いることができる（但しこの実施形態ではコイル１０は銅製である）。
【００６１】
本実施形態において、コア１６は軟磁性粉末と熱可塑性樹脂との混合材を射出成形して得た成形体から成っている。
ここでは軟磁性粉末として純Ｆｅ又はＦｅ-Ｓｉ系の鉄基合金粉末が用いられている。
【００６２】
絶縁被膜付きのコイル１０は、コイル端子１８の先端側の一部を除いて、その全体が電気絶縁性の樹脂で外側から被覆されている。
図１〜図３中、２４はコイル１０と樹脂被覆層２２とから成るコイル被覆体で、コイル１０はこのコイル被覆体２４としてコア１６の内部に埋め込まれている。
この実施形態において、樹脂被覆層２２の厚みは０．５〜２．０ｍｍとしておくことが好ましい。
この樹脂被覆層２２は、軟磁性粉末を含有していない電気絶縁性の熱可塑性樹脂から成っている。その熱可塑性樹脂としてはＰＰＳ，ＰＡ１２，ＰＡ６，ＰＡ６Ｔ，ＰＯＭ，ＰＥ，ＰＥＳ，ＰＶＣ，ＥＶＡその他種々の材質のものを用いることができる。
【００６３】
図３の分解図にも示しているように、コア１６は、１次成形体１６-１と２次成形体１６-２とを、図１（Ｂ）に示す境界面Ｐ１で射出成形による接合にて一体化して構成してある。
１次成形体１６-１は、図１〜図３に示すようにコイル被覆体２４の外周面に接する円筒状の外周側成形部２５と、コイル被覆体２４の図中下側に位置する底部２６とを有する容器状且つコイル軸線方向の図中上端に開口３０を有する形状をなしている。
尚、この１次成形体１６-１の外周側成形部２５には切欠部２８が設けられている。
この切欠部２８は、後述のコイル被覆体２４の厚肉部３６（図３参照）を嵌め入れるためのものである。
【００６４】
一方２次成形体１６-２は、図１〜図３に示しているようにコイル被覆体２４の内周面に接し、且つコイル１０の内側の空所を埋めて１次成形体１６-１における底部２６に達する内周側成形部３２と、コイル被覆体２４の図中上側に位置し、１次成形体１６-１における上記の開口３０を閉鎖して、１次成形体１６-１の凹所４０及びそこに収容されたコイル被覆体２４を内側に隠蔽する上部の円形の蓋部３４とを一体に有している。
【００６５】
一方、コイル１０を被覆する樹脂被覆層２２もまた、図４の分解図にも示しているように１次成形体２２-１と２次成形体２２-２とから成っており、それらが図１（Ｂ）に示す境界面Ｐ２において射出成形による接合にて一体化されている。
【００６６】
１次成形体２２-１は、コイル１０の外周面を被覆する円筒状の外周被覆部４６と、コイル１０の下端面の全体を被覆する下被覆部４８とを一体に有している。
一方２次成形体２２-２は、コイル１０の内周面を被覆する円筒状の内周被覆部５０と、コイル１０の上端面の全体を被覆する上被覆部５２とを一体に有している。
尚、１次成形体２２-１には径方向外方に突出する厚肉部３６が全高に亘って形成されており、その厚肉部３６に、これを径方向に貫通する一対のスリット３８が形成されている。
コイル１０における上記の一対のコイル端子１８は、これらスリット３８を貫通して１次成形体２２-１の径方向外方に突出せしめられている。
また２次成形体２２-２には、径方向外方に突出する舌片状の突部４２が上被覆部５２に一体に形成されている。１次成形体２２-１における厚肉部３６は、その上面がこの突部４２にて被覆される。
【００６７】
図３〜図１０に、図１のリアクトル１５の製造方法が具体的に示してある。
この実施形態では、図６及び図７に示す手順に従って図６（Ａ）に示す絶縁被膜付きのコイル１０を外側から包み込むように樹脂被覆層２２を形成し、コイル１０と樹脂被覆層２２とを一体化して成るコイル被覆体２４を構成する。
【００６８】
このとき、図６（Ｂ）に示しているように先ず外周被覆部４６と下被覆部４８を一体に有する１次成形体２２-１を成形し、しかる後に図７（Ｃ）に示すように内周被覆部５０と上被覆
部５２とを一体に有する２次成形体２２-２を成形し、樹脂被覆層２２の全体を成形する。
【００６９】
図９に、その際の具体的な成形方法が示してある。
図９（Ａ）において、５４はコイル被覆体２４具体的には樹脂被覆層２２用の１次成形型で、上型５６と下型５８を有している。
ここで下型５８は中型部５８Ａと外型部５８Ｂとを有している。
【００７０】
図９（Ａ）に示す１次成形型５４を用いた１次成形では、先ずコイル１０を１次成形型５４にセットする。このときコイル１０は図４に示す向きとは上下の向きを逆向きにしてセットする。
詳しくは下コイル１０-２が上側に、上コイル１０-１が下側に位置するように上下を逆向きにして１次成形型５４にセットする。
そして中型部５８Ａをコイル１０の内周面に接触させて、この中型部５８Ａによりコイル１０の内周面を径方向に拘束し保持する。
【００７１】
そして１次成形型５４の、コイル１０の外周側に形成された１次成形キャビティ６６に通路６８を通じて樹脂（熱可塑性樹脂）材料を射出し、図１及び図６（Ｂ）に示す樹脂被覆層２２の１次成形体２２-１を射出成形する。
詳しくは、図９（Ｂ）に示す外周被覆部４６と下被覆部４８とを一体に有する１次成形体２２-１を射出成形する。
【００７２】
以上のようにして樹脂被覆層２２の１次成形体２２-１を成形したら、これと一体のコイル１０とともに、それらを図９（Ｂ）に示す２次成形型７０にセットする。
このとき、図９（Ｂ）に示しているようにコイル１０を１次成形体２２-１とともに上下逆向きにして２次成形型７０にセットする。
この２次成形型７０は、上型７２と下型７４とを有している。また下型７４は、中型部７４Ａと外型部７４Ｂとを有している。
この２次成形型７０は、１次成形体２２-１をコイル１０とともにセットした状態で、その内周側と上側とに２次成形キャビティ８０を形成する。
【００７３】
この２次成形型７０を用いた２次成形では、通路８２を通じて１次成形の際の樹脂材料と同一の樹脂材料を２次成形キャビティ８０に射出し、樹脂被覆層２２における２次成形体２２-２を射出成形して同時にこれを１次成形体２２-１及びコイル１０と一体化する。
【００７４】
本実施形態では、以上のようにして成形されたコイル被覆体２４を、図１のコア１６の成形の際にコア１６と一体化する。
その具体的な手順が図８及び図１０に示してある。
この実施形態では、コア１６の全体を成形するに際して、図８に示すように先ず容器状をなす１次成形体１６-１を予め成形しておく。
【００７５】
そしてその後において、図８（Ａ）に示すように容器状をなす１次成形体１６-１の凹所４０の内部に、図６及び図７に示す手順で成形したコイル被覆体２４を、１次成形体１６-１の開口３０を通じて図中下向きに全高に亘って嵌め込み、コイル被覆体２４を１次成形体１６-１にて保持させる。
【００７６】
そしてその状態で１次成形体１６-１とコイル被覆体２４とを成形型にセットし、コア１６における２次成形体１６-２を射出成形して、これを１次成形体１６-１及びコイル被覆体２４と一体化する。
【００７７】
図１０（Ａ）は、１次成形体１６-１を成形するコア１６用の１次成形型を示している。
８４は、１次成形体１６-１を成形する１次成形型で、上型８６と下型８８とを有している。
【００７８】
ここでは通路９２を通じて軟磁性粉末と熱可塑性樹脂の混合材をキャビティ９４に射出成形し、以て外周側成形部２５と底部２６とを一体に有する１次成形体１６-１を成形する。
【００７９】
図１０（Ｂ）は、コア１６における２次成形体１６-２を成形する２次成形型を示している。
９６はその２次成形型で、上型９８と下型１００とを有している。
この２次成形では、先に成形した１次成形体１６-１にコイル被覆体２４を嵌め込み、保持させた状態で、それらを２次成形型９６にセットする。
【００８０】
このとき、１次成形体１６-１はその外周面が２次成形型９６への全周に亘る接触によって径方向に位置決めされ、更に底部２６の下面が２次成形型９６内において上下方向に位置決状態に保持される。
即ちコイル被覆体２４が１次成形体１６-１を介して２次成形型９６内で径方向にも、また上下方向にも位置決めされ保持される。
【００８１】
この２次成形では、その状態でキャビティ１０４よりも図中上方の通路１０２を通じキャビティ１０４内に１次成形の際とは異なった混合材を射出し、以て図１（Ｂ），図３及び図８（Ｂ）の２次成形体１６-２を成形し、同時にこれを１次成形体１６-１及びコイル被覆体２４と一体化する。
ここにおいて図１及び図８（Ｂ）に示すリアクトル１５が得られる。
【００８２】
以上のような本実施形態では、絶縁被膜付きのコイル１０が外側から樹脂被覆層２２にて被覆され保護された状態で、軟磁性粉末と熱可塑性樹脂との混合材が射出されてコア１６が成形されるため、射出に際して混合材に含まれる鉄粉等の軟磁性粉末がコイル１０の絶縁被膜に直接強く当ったり擦れたりするといったことがなく、従ってコア１６の成形時にコイル１０の絶縁被膜に軟磁性粉末が当ることによって絶縁被膜が損傷してしまうのを有効に防止することができる。
【００８３】
またコア１６とコイル１０の絶縁被膜との間には樹脂被覆層２２が保護層ないし緩衝層として介在しているため、コア１６の膨張収縮に伴う熱応力が絶縁被膜に直接作用することはなく、従ってその熱応力に起因する絶縁被膜の損傷の問題も解決することができる。
またコイル１０は樹脂被覆層２２と一体のコイル被膜体２４をなしているため、コア１６を射出成形する際にコイル１０が変形を生じるのも良好に防止することができる。
【００８４】
この実施形態では、コア１６を射出成形する工程を、コイル被覆体２４の外周面に接する筒状の外周側成形部２５を含む１次成形体１６-１を予め射出成形しておく１次成形の工程と、コイル被覆体２４の内周面に接する内周側成形部３２を含む２次成形体１６-２を成形する２次成形の工程とに分け、そして２次成形の工程では、先の射出成形にて得た１次成形体１６-１の外周側成形部２５にコイル被覆体２４を内嵌状態に嵌合させ、且つコア用の２次成形型９６にてその外周側成形部２５を外周側から径方向に拘束し保持した状態で、内周側成形部３２を含む２次成形体１６-２を成形し且つ同時に１次成形体１６-１及びコイル被覆体２４と一体化する。
【００８５】
即ちこの実施形態では、コア１６における外周側成形部２５が、予めコイル１０とは別に単独で１次成形体１６-１として成形されているため、コア１６の成形に際してその内側に位置しているコイル１０が原因となって外周側成形部２５に亀裂発生するといった問題は生じない。
【００８６】
この実施形態ではまた、コイル被覆体２４即ちコイル１０を１次成形体１６-１を介してコア１６用の２次成形型９６にて位置決めし保持した状態で、コアの２次成形体１６-２を成形するため、その際にコイル１０が射出圧及び流動圧にてセット位置から位置ずれするのを防止でき、コイル１０を予め設定した位置に正確に位置決めし且つ保持した状態でコア１６を成形完了することができる。
従ってコア１６の成形時にコイル１０が位置ずれすることによって、リアクトル１５の特性に悪影響が及ぶのを良好に防止することができる。
【００８７】
更に容器状をなす１次成形体１６-１の凹所４０にコイル被覆体２４を収容し保持させた状態で、２次成形体１６-２を成形するため、成形作業性が良好となるとともに、２次成形体１６-２を成形する際に１次成形体１６-１自身にてコイル被覆体２４をコイル軸線方向である上下方向にも位置決めし保持しておくことができる。
【００８８】
本実施形態では、コイル被覆体２４の樹脂被覆層２２を射出成形するに際し、成形を少なくとも２回に分けて行うことで、コイル１０を成形型により良好に位置決めし保持した状態で成形を行うことができ、成形に際してコイル１０が射出圧や流動圧により位置ずれしてしまうのを防止することができる。
【００８９】
また本実施形態では、コイル被覆体２４をコア１６の１次成形体１６-１とともにコア用の２次成形型９６にセットした状態で、コア１６の２次成形体１６-２を射出成形する際、射出圧ないし流動圧が強く作用する樹脂被覆層２２の内周被覆部５０及び上被覆部５２に、樹脂被覆層２２における１次成形体２２-１と２次成形体２２-２との接合部が位置していないので、軟磁性粉末が強い射出圧の下でその接合部の隙間から浸入してコイル１０の絶縁被膜１２を傷付けてしまうのを良好に回避することができる。
【００９０】
＜実験例＞
ところで、かかるリアクトルのコイルとしては断面丸形状の線材を巻いたものが従来一般的に用いられてきた。
しかしながらこのような断面丸形状の線材を巻いたコイルの場合、隣合う線材と線材との間に大きな隙間を生ぜしめてしまう。
線材の断面積はそこに流す電流に応じて所定の断面積を必要とし、また所望のインダクタンスを得るためにその巻数も定まってくる。
結果としてコイル全体の高さが高くなり、これに応じてコアの高さも高くなってリアクトルが大型化してしまう。
【００９１】
そこでリアクトルの小型化を指向する場合、例えば特開２００８−１８２１５１号公報に開示されているように、コイルとして扁平な形状の平角線材を幅方向に巻いて成るエッジワイズコイルが一般に用いられている。
図２０に示しているようにエッジワイズコイル２００の場合、隣合う線材（平角線材）同士を全体的に密着状態とすることができ、線材と線材との間に無駄な空間を生ぜしめない。
尚図中２０４はコアを、２０６はこれらエッジワイズコイル２００とコア２０４とを含んだリアクトルを示している。
この種リアクトルにおいて、インダクタンスＬを高めるためにはコイルの巻数を多くするのが有効である。
ここでインダクタンスＬは、以下の式（１）で表される。
Ｌ∝μ×Ｎ２×Ａ／ｌ・・・・・式（１）
但しμ：コアの透磁率
Ｎ：コイルの巻数（ターン数）
Ａ：コアの磁路断面積
ｌ：コアの磁路長
【００９２】
図２０から分るように従来のリアクトル２０６において、コイル２００の巻数を多くすれば、その分コイル２００の高さ（コイル軸方向の高さ）が必然的に高くなる。
而してコイル２００の高さが高くなると磁路長（図中２０８で示す磁束の長さ）が長くなり、これはインダクタンスＬを低くする方向となる。
【００９３】
そこでインダクタンスＬを一定に保つためにはコアの磁路断面積を大きくすることが必要となり、その結果リアクトル２０６は高さ寸法も径方向寸法も大となって、全体的に大型化してしまう。
またリアクトルが大型化するのに伴って必要なコア材の量も多くなってしまう。
リアクトルの場合、全コストに占める材料コストの比率が高く、コア材の材料コストが高くなるのに伴ってリアクトルのコストも高くなってしまう。
更にリアクトルが大型化すればコアロス，銅損（コイル自身による損失）等による全体の損失も大きくなってしまう。
【００９４】
そこでリアクトルとしては、コア内のコイルを、複数のコイルブロックを互いに接続状態でコイル軸方向である高さ方向又は／及び径方向に且つ前記線材の巻き重ねの方向と直交方向に絶縁シートを介して同軸状に重ねた形態で構成するとともに絶縁シート込みの、コイル縦断面における高さ寸法をＡ，径方向寸法である幅方向寸法をＢとしたときのアスペクト比Ａ／Ｂが０．７〜１．８の範囲となしておくことが望ましい。
【００９５】
特にコイルを平角線材を該線材の厚み方向に巻いて成るフラットワイズコイルとなし、且つこれをコイルブロックを高さ方向に複数段に積み重ねて構成しておくことが望ましい。
【００９６】
このようにしておくことで高いインダクタンス特性を維持しつつリアクトルを効果的に小型化，軽量化でき、また損失を小さくすることができる。
これは、上記に従ってコイルを構成した場合、図２０に示すリアクトルに比べてコイル線材の断面積，巻数を同等に維持しつつ磁路長を短くでき、またその結果として磁路断面積を小さくできることによりもたらされる効果である。
【００９７】
図１２（Ａ）は、本発明の一実施形態として図１〜図１０に開示したもの、詳しくは平角線材をその厚み方向に巻いて成るフラットワイズコイルとなし、そして２つのコイルブロック１０-１，１０-２を線材の巻き重ねの方向と直交方向のコイル軸方向に上，下に同軸状に２段に段重ねしてコイル１０を構成し、且つコイル１０の高さ寸法（コイルブロック１０-１とコイルブロック１０-２の高さ寸法を加えた寸法）をＡとし、また幅方向寸法をＢとしたときのアスペクト比Ａ／Ｂを０．７〜１．８の範囲内としたものを模式的に表している。
図２０との比較から明らかなように図１２（Ａ）に示すものでは磁束２０８の長さである磁路長を効果的に短くすることができる。
【００９８】
磁路長は全磁力線全ての長さを平均したものであるが、その磁路長はコイル１０における縦断面の周長が短くなればこれに伴って短くなる。
即ち図１２（Ａ）に一例を示す本発明のリアクトルは、コイルの縦断面における周長を短くすることで磁路長を短くなし得たものである。
【００９９】
尚Ａ／Ｂで表されるアスペクト比は望ましくは０．８〜１．２、より望ましくは０．９〜１．１の範囲内としておくのが良い。
【０１００】
図１２（Ａ）に示すものの他、図１２（Ｂ）に示しているようにフラットワイズコイルを３つのコイルブロック１０-１，１０-２，１０-３に分画し、そしてそれらをコイル軸方向である上下方向に３段に段重ねしたり、或いは図１２（Ｃ）に示しているようにエッジワイズコイルを２つのコイルブロック１０-１，１０-２に分画し、それらを径方向に２列に重ねる状態に配置するといったことも可能である。
或いはより多くのコイルブロックをコイル軸方向である高さ方向に若しくは径方向に重ねるように配置して全体のコイル１０を構成するといったことも可能である。
【０１０１】
以下はこれらの点につき具体的に明らかにしたものである。
リアクトル１５におけるコイル１０をフラットワイズコイル，エッジワイズコイルを用いて構成し、総ターン数及び平角線材の断面積を変えずに、コイル縦断面のアスペクト比Ａ／Ｂを様々に変えてリアクトルの重量減，損失減に対する効果を調べた。
結果が表１に示してある。
【０１０２】
【表１】
0005418342.tif 000002
0005418342.tif 000003
0005418342.tif 000004
【０１０３】
表１中、例Ｂ-１はエッジワイズコイルを図２０に示す形態で、即ちコイルブロックを重ねることなく連続した形態のエッジワイズコイルを単体で用いた例で、この例Ｂ-１のリアクトルは従来一般に用いられている形態のものである。
そこでこの表１では、これを基準として（１００として）各例の重量比，損失比等の特性を評価している。
【０１０４】
尚例Ｂ-２は、コイルブロックを上下に重ねないでフラットワイズコイルを単体で用いた例で、例Ａ-１はエッジワイズコイルを内周側のコイルブロックと外周側のコイルブロックとに分けて、それらを巻き方が反対になるよう径方向に２重に重ねて２列に配置し下側で接続した例、例Ａ-２はフラットワイズコイルを上下のコイルブロックに分けて、それらを巻き方が反対になるよう上下に２段重ねに配置し内周で接続した例である。
【０１０５】
同様に例Ａ-３、例Ｂ-３、例Ｂ-４は、同じくフラットワイズコイルを上下のコイルブロックに分けて、それらを巻き方が反対になるよう上下に２段重ねに配置し内周で接続した例で、平角線材の断面積を実施例２と同じに保ったまま偏平度を下げていった場合である。平角線材の偏平度は、例Ａ-２、例Ａ-３、例Ｂ-３、例Ｂ-４の順にそれぞれ１１．２５、８．３３、５．０、３．４５である
【０１０６】
更に例Ａ-４はフラットワイズコイルを上下方向に３つのコイルブロックに分けて、それらを上下のコイルが中央のコイルと巻き方が反対になるように、上下に３段に段重ねに配置し、下と中央のコイルは内周で接続し、中央と上のコイルは外周で接続した例である。例Ａ-５、例Ｂ-５は、エッジワイズコイルを内周側と外周側との２つのコイルブロックに分けて、それらを巻き方が反対になるよう径方向に重なる状態に２列に配置し下側で接続した例で、平角線材の断面積を例Ａ-１と同じに保ったまま偏平度を下げていった場合である。平角線材の偏平度は、例Ａ-１、例Ａ-５、例Ｂ-５の順にそれぞれ１１．２５、５．０、３．４５である。
【０１０７】
(ａ)リアクトルの構成
表１に示す各例のものは何れもコア材の軟磁性粉末としてＦｅ-２Ｓｉ（質量％）の組成のものを用いた。
【０１０８】
更にコイルブロックを上下又は径方向の内外に重ねて配置してある場合には０．５ｍｍの厚みの絶縁シートを中間に介在させてある。
表１中のＡ／Ｂの値はその絶縁シート込みの値である。
また各例全て、コア材の材質は軟磁性粉末として、アルゴンガスを用いて噴霧した軟磁性粉末を使用し、粉末熱処理は酸化防止や還元作用を狙って水素中で７５０℃×３時間行った。またコア材として１〜５０ｋＨｚの交番磁界中で使用されることを想定し、軟磁性粉末は粉末熱処理後に２５０μｍ以下に篩で篩ったものを使用した。
【０１０９】
次いで、透磁率を適正な範囲に制御するためや熱伝導率を高めるための観点及び金型内での流動性の観点から、軟磁性粉末を６５体積％の配合でＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂と混合した。そして２軸混練機により約３００℃で樹脂を溶融させ、軟磁性粉末と練り合わせてペレット化した。
そして横型インラインスクリュー式射出成形装置により、このペレット状の軟磁性混練物を約３００℃で加熱し溶融状態として、これを金型内に射出した後、冷却してコア材を作製した。
このコア材の材料特性としては、初比透磁率は約１４．６であり、磁気飽和する磁束密度は約１．３テスラであった。また体積抵抗率は３〜１０×１０−３Ω・ｍ、熱伝導率は２．０〜３．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）、比熱は０．６〜０．６５ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ）であった。またヤング率は２０〜２５ＧＰａ、ポアソン比は０．３〜０．３５、線膨張係数は２〜３×１０−５Ｋ−１であった。
【０１１０】
コイルは、電気抵抗減及び表皮効果低減の観点から純銅のエナメル被膜（絶縁被膜）付きの平角線材を使用した。エナメル被膜は耐熱性の観点からポリアミドイミド樹脂を用い、膜厚は２０〜３０μｍとした。
樹脂被覆層２２は、耐電圧３０００Ｖ以上に耐えうるためにＰＰＳ樹脂製とし、その肉厚はコイル内周側は０．５ｍｍ、コイル外周側と上下面側は１ｍｍの肉厚とした。
尚コアの軸心と軸方向中央は、コイルの軸心と軸方向中央が一致するように揃えて配置してある。
【０１１１】
(ｂ)評価方法
全ての特性評価は、リアクトル１５を図１４に示す容器部１１０と蓋部１１２とを有するアルミケース（リアクトルケース）１１４の内部に収納した状態で行った。
ここでアルミケース１１４の肉厚は５ｍｍ厚の寸法とした。
またアルミケース１１４とリアクトルとの固定はシリコーン樹脂にて行った。
【０１１２】
(ｃ)インダクタンスの測定
インダクタンスの測定は、アルミケース１１４に入ったリアクトル１５を昇圧チョッパ回路に組込み、入力電圧３００Ｖ、昇圧後電圧６００Ｖ、スイッチング周波数１０ｋＨｚで所定の重畳電流を流して回路を駆動させた。そしてリアクトルに流れる電流（片方の端子にクランプ式電流計を取り付け測定）の波形を測定し、ある時間間隔の電流波形の傾きからインダクタンスを算出した。
【０１１３】
(ｄ)損失測定
損失の測定は以下の方法にて行った。
水冷プレート上にアルミケース１１４に入ったリアクトル１５を固定した。このとき熱伝導グリスを水冷プレートとアルミケース１１４の間に薄く塗布した。
重畳電流０Ａ及び５０Ａで３００Ｖ→６００Ｖに１０ｋＨｚの条件でインダクタンス測定と同じ昇圧チョッパ回路で駆動させ、熱的に定常状態（コアの内部温度や冷却水温が時間的に変化しなくなる状態）になるまで連続運転した。また冷却水はチラー（恒温水循環装置）で５０℃、毎分１０リットルで流れるよう制御した。
この時のコア内部の温度を数点測定して、その最も高い温度を内部温度とした。温度の測定箇所は図１５の１１点とし、そこに熱電対を埋め込んで測定を行った。ただし同一断面に埋め込むのではなく、隣り合う点の埋め込みの影響を避けるため円周方向に少しずつずらしながら１１点の測定点を配置した。
この時の水冷プレートの冷却水の流量と、入側と出側の温度との差から熱量を測定し、重畳電流０Ａの値を鉄損、重畳電流５０Ａの値を全損失、全損失−鉄損を重畳電流５０Ａの銅損とした。
【０１１４】
ここで、重畳電流０Ａではコイルの発熱はほとんどなく、銅損は０と考えられる。よって重畳電流０Ａでの全損失＝鉄損である。また鉄損は重畳電流に依存しないため一定と考えられる。よって重畳電流５０Ａの全損失から鉄損を差し引けば、残りは重畳電流５０Ａでの銅損である。ただしリアクトルに流れる電流から直流重畳電流を除いた電流振幅分によるコイルの発熱は小さいと仮定している。
【０１１５】
表１の例Ｂ-１を基準とした各例の重量比及び損失比が図１１に示してある。
図中横軸はアスペクト比Ａ／Ｂを表し、また縦軸は重量比（図１１（Ａ）），損失比（図１１（Ｂ））を表している。
図１１（Ａ），（Ｂ）から、コイル縦断面のアスペクト比Ａ／Ｂを０．７〜１．８の範囲内（例Ａ-１〜Ａ-５）とすることで、インダクタンスを例Ｂ-１とほぼ同等に維持しながら、例Ｂ-１に対して重量比及び損失を９９％以下に低減できることが見て取れる。
重量比と損失比でＡ／Ｂに対する傾向が少し異なるのは、平角線材の偏平度の違いにより、表皮効果による損失が違ってきている影響のためと考えられる。より詳しくは偏平度が小さい方が、表皮効果の影響で銅損が大きくなるため、コイルの重量の変化分より、損失の方が大きく変化している。図１１の（Ａ）でＡ／Ｂの範囲が０．６５〜２．０、図１１の（Ｂ）でＡ／Ｂの範囲が０．７〜１．８と異なるのはこのためである。
尚、コイル内周側部分のコア直径とコイル縦断面の周長の比率（コイル内周側部分のコア直径／コイル縦断面の周長）は、例Ａ-１が０．８１，例Ａ-２が０．８６，例Ａ-３が０．８７，例Ａ-４が０．８４，例Ａ-５が０．８６である。
コイル内周側部分のコア直径とコイル縦断面の周長との比率は０．８以上としておくことが望ましい。
【実施例】
【０１１６】
次に本発明の実施例を以下に説明する。
図１３に示すように、リアクトル１５におけるコア１６の外周側成形部（外周側部分）２５，内周側成形部（内周側部分）３２，底部（下面部分），蓋部（上面部分）３４を、表２及び図３に示す組成の軟磁性粉末を用いたコア材で構成し、それぞれについてインダクタンス測定と最高温度測定とを行った。
【０１１７】
ここで比較例１〜９，実施例１〜４については、上記の製造方法に従ってリアクトル１５を製造した。
一方実施例５については図１６に示す製造方法でリアクトル１５を製造した。
即ち実施例５については底部２６と外周側成形部２５とを有する１次成形体１６-１を単独で予め成形しておくとともに、図３の２次成形体１６-２における内周側成形部３２を同じく単独で予め成形しておき、そして１次成形体１６-１にコイル被覆体２４を内嵌状態に嵌め込み、更にそのコイル被覆体２４の内側に予め単独で成形した内周側成形部３２を内嵌状態にセットし、そしてそれらを組み合せた状態で成形型にセットして、図３の２次成形体１６-２における蓋部３４を射出成形し、同時にこれを１次成形体１６-１，コイル被覆体２４及び内周側成形部３２と一体化し、リアクトル１５を製造した。
一方実施例６については、１次成形体１６-１における外周側成形部２５と底部２６とをそれぞれ単独で別々に成形し、他方２次成形体１６-２、詳しくは内周側成形部３２と蓋部３４とについては図１〜図１０に示す方法で成形した。
【０１１８】
(ａ)リアクトルの構成
ここで製造したリアクトル１５の構成は以下の通りである。
各例全てコア材については軟磁性粉末としてガス噴霧粉を使用し、これを６０体積％となる配合でＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂と混合して構成した。
コイル１０はポリアミドイミド樹脂から成る絶縁被膜（被膜の膜厚は２０〜３０μｍ）付きの純銅の平角線材（線材寸法は厚み０．８５ｍｍ，幅９ｍｍ）を用い、これをフラットワイズ巻とした上コイル１０-１と下コイル１０-２とを上下に２段重ねとし、そして内周側端部２０同士を接続して、これをポリイミドテープで再絶縁処理をした。
【０１１９】
上コイル１０-１と下コイル１０-２との重ね方は、図５（Ｂ）に示すように、下コイル１０-２に対して上コイル１０-１を反転して重ね合せ、通電時電流が同じ回転方向に流れるようにした。
寸法は、コイル内径がφ４７ｍｍで、ターン数は下コイル１０-２，上コイル１０-１ともに１８ターンとし、合計で３６ターンとした。
また上コイル１０-１と下コイル１０-２との間には０．５ｍｍの厚みの絶縁シート２１を中間に介在させた。
コア１６はコイル１０を隙間無く内部に埋込状態に内包するものとなしてあり、その寸法はコア外径がφ９０ｍｍで、コア高さは４０．５ｍｍである。
コア１６の軸心とコイル１０の軸心及びコア１６の軸方向中央とコイル１０の軸方向中央とはそれぞれ一致するように揃えて配置している（この点は上記実施形態，実施例，比較例ともに同様）。
【０１２０】
このコア材の材料特性としては、初比透磁率は軟磁性粉末が純Ｆｅのときで約１３．８、２％Ｓｉで約１３．５、３％Ｓｉで約１３．０であり、４％Ｓｉで約１２．６であり、５％Ｓｉで約１２．０であり、６．５％Ｓｉで約１１．１であった。磁気飽和する磁束密度は純Ｆｅで約１．３テスラ、２％Ｓｉで約１．２テスラ、３％Ｓｉで約１．１７テスラ、４％Ｓｉで約１．１４テスラ、５％Ｓｉで約１．０９テスラ、６．５％Ｓｉで約１．０２テスラであった。またいずれの組成のコア材も体積抵抗率は３〜１０×１０−３Ω・ｍ、熱伝導率は２．０〜３．５Ｗ／（ｍ・Ｋ）、比熱は０．６〜０．６５ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ）であった。またヤング率は２０〜２５ＧＰａ、ポアソン比は０．３〜０．３５、線膨張係数は２〜３×１０−５Ｋ−１であった。
【０１２１】
(ｂ-１)インダクタンスの測定
インダクタンスの測定は、上記実施例で述べたのと同様の方法で行った。
(ｂ-２)最高温度の測定
(ｂ-２-１)水冷時の最高温度測定
水冷時の最高温度測定は次のようにして行った。
水冷プレート上に上記のアルミケース１１４に入ったリアクトルを固定した。このとき熱伝導グリスを水冷プレートとアルミケース１１４の間に薄く塗布した。
重畳電流５０Ａで３００Ｖ→６００Ｖに１０ｋＨｚの条件でインダクタンス測定と同じ昇圧チョッパ回路で駆動させ、熱的に定常状態（コアの内部温度や冷却水温が時間的に変化しなくなる状態）になるまで連続運転させた。また冷却水はチラー（恒温水循環装置）で５０℃、毎分１０リットルで流れるよう制御した。この時のリアクトル内部の温度を数点測定して、その最も高い温度を最高温度としている。温度の測定箇所は、図１５の１１点に熱電対を埋め込んで測定した。ただし同一断面に埋め込むのではなく、隣り合う点の埋め込みの影響を避けるため円周方向に少しずつずらしながら１１点の測定点を配置した。
測定結果は、いずれも図１５の点Hの位置の温度が最も高いものであった。
また許容温度は、実際に使用される条件と本評価方法の差異及び使用部材の耐熱温度及び寿命の観点から、１１５℃とした。
これらの結果が表２に併せて示してある。
【０１２２】
【表２】
0005418342.tif 000005
【０１２３】
(ｂ-２-２)空冷時の最高温度測定
空冷時の最高温度測定は次のようにして行った。
図１７に示すフィン１１６付きのアルミケース１１４にリアクトル１５を収納し、上面と下面からフィン１１６付きのアルミケース１１４に向かって冷却風が流れるよう空冷ファンを２０ｍｍの位置に固定した。この時、雰囲気温度は３０℃に保たれている。
ファン１個の流量は毎分３０００リットルである。
重畳電流３０Ａで３００Ｖ→６００Ｖに１０ｋＨｚの条件でインダクタンス測定と同じ昇圧チョッパ回路で駆動させ、熱的に定常状態（コアの内部温度や冷却水温が時間的に変化しなくなる状態）になるまで連続運転させた。
この時のリアクトル内部の温度を数点測定して、その最も高い温度を最高温度とした。温度の測定箇所は図１５の１１点とし、そこに熱電対を埋め込んで測定した。ただし同一断面に埋め込むのではなく、隣り合う点の埋め込みの影響を避けるため円周方向に少しずつずらしながら１１点の測定点を配置した。
測定結果は、いずれも図１５の点Hの位置の温度が最も高いものであった。
また許容温度は、実際に使用される条件と本評価方法の差異及び使用部材の耐熱温度及び寿命の観点から、１３０℃とした。
結果が表３に併せて示してある。
【０１２４】
【表３】
0005418342.tif 000006
【０１２５】
表２及び表３の結果から、上記に従ってリアクトル１５におけるコア１６の各部の材料を構成することでインダクタンス，最高到達温度のそれぞれの特性をともに満たし得ることが見て取れる。
【０１２６】
尚、表２及び表３では便宜的に１次成形体１６-１における底部２６を下面部分とし、２次成形体１６-２における蓋部３４を上面部分としているが、リアクトル１５設置の際に上記の図とは上下逆向きに設置されることも想定され、その場合には蓋部３４が下面部分となり、底部２６が上面部分となる。
従ってそのような場合には底部２６を上面部分として、また蓋部３４を下面部分として表２及び表３に示すような材料でこれを構成しておく。
【０１２７】
次に図１８及び図１９は本発明の他の実施形態を示している。
この実施形態は、リアクトル１５におけるコア１６をアルミケース（金属製のリアクトルケース）１１４の容器部１１０と一体に、具体的にはここでは底部４０と外周側成形部２５とを有するコア１６の１次成形体１６-１を容器部１１０と一体に射出成形した例である。
【０１２８】
ここではアルミケース１１４の容器部１１０と１次成形体１６-１とを射出成形により一体化した後、コイル被覆体２４をそこに内嵌状態にセットし、しかる後コア１６における２次成形体１６-２を図１９に示す成形方法で射出成形し、他部と一体化する。
しかる後、図１８（Ｂ）に示すアルミケース（リアクトルケース）１１４の蓋部１１２を被せて、アルミケース１１４の内部にリアクトル１５を収容状態とする。
【０１２９】
この例は、コア１６が射出成形の成形体であることを利用して、コア１６を射出成形する際に、具体的には１次成形体１６-１を金属製のアルミケース１１４の容器部１１０と一体化するようになしたもので、このようにすれば、コア１６成形後において即ちリアクトル１５を製造した後において、別途の工程でアルミケース１１４の容器部１１０をリアクトル１５のコア１６に取り付ける工程を省くことができる。
【０１３０】
以上本発明の実施形態，実施例を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【符号の説明】
【０１３１】
１０  コイル
１０-１  上コイルブロック
１０-２  下コイルブロック
１５  リアクトル
１６  コア
１６-１，２２-１  １次成形体
１６-２，２２-２  ２次成形体
２２  樹脂被覆層
２４  コイル被覆体
２５  外周側成形部（外周側部分）
２６  底部（下面部分）
３０  開口
３２  内周側成形部（内周側部分）
３４  蓋部（上面部分）
４６  外周被覆層
５０  内周被覆層
５４，８４  １次成形型
６６  １次成形キャビティ
７０，９６  ２次成形型
８０  ２次成形キャビティ
１１０  容器部
１１４  アルミケース（リアクトルケース）
【図１】
0005418342.tif 000007
【図２】
0005418342.tif 000008
【図３】
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【図４】
0005418342.tif 000010
【図５】
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【図６】
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【図７】
0005418342.tif 000013
【図８】
0005418342.tif 000014
【図９】
0005418342.tif 000015
【図１０】
0005418342.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
0005418342.tif 000018
【図１３】
0005418342.tif 000019
【図１４】
0005418342.tif 000020
【図１５】
0005418342.tif 000021
【図１６】
0005418342.tif 000022
【図１７】
0005418342.tif 000023
【図１８】
0005418342.tif 000024
【図１９】
0005418342.tif 000025
【図２０】
0005418342.tif 000026
【図２１】
0005418342.tif 000027