(57)【要約】【課題】低コストに放熱性を高めることが可能なリアクトルを提供する。【解決手段】リアクトル１は、リアクトルコア１１、及びリアクトルコア１１の周囲に捲回されたコイル１２を含むリアクトル本体１０と、リアクトル本体１０を収容する筐体２０と、筐体２０とリアクトル本体１０のコイル１２との間に介挿され、コイル１２により厚み方向に圧縮された放熱シート３０とを備える。放熱シート３０は、放熱シート３０を厚み方向に貫通して形成され、コイル１２による圧縮により閉塞された少なくとも１つの通気孔３１を有する。【選択図】図１Ｃ
2014123615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リアクトルコア、及び当該リアクトルコアの周囲に捲回されたコイルを含むリアクトル本体と、
前記リアクトル本体を収容する筐体と、
前記筐体と前記リアクトル本体の前記コイルとの間に介挿され、前記コイルにより厚み方向に圧縮された放熱シートとを備えたリアクトルであって、
前記放熱シートが、当該放熱シートを厚み方向に貫通して形成され、前記コイルによる圧縮により閉塞された少なくとも１つの通気孔を有するリアクトル。
【請求項２】
前記通気孔の非圧縮状態の孔径ｄ（μｍ）は、下記式（Ｘ）を充足する請求項１に記載のリアクトル。
０．１（μｍ）≦ｄ（μｍ）≦（ｔ×Ａ）／１００（μｍ）・・・（Ｘ）
（式中、ｔは放熱シートの圧縮前の厚さ（μｍ）、Ａはコイルによる放熱シートの圧縮率（％）をそれぞれ示す。）
【請求項３】
前記筐体において、前記放熱シートの載置面の算術平均粗さＲａが下記式（Ｙ）を充足する請求項１又は２に記載のリアクトル。
５（μｍ）≦Ｒａ（μｍ）≦ｔ／２（μｍ）・・・（Ｙ）
（式中、ｔは放熱シートの圧縮前の厚さ（μｍ）である。）
【請求項４】
リアクトルコア、及び当該リアクトルコアの周囲に捲回されたコイルを含むリアクトル本体と、
前記リアクトル本体を収容する筐体と、
前記筐体と前記リアクトル本体の前記コイルとの間に介挿された放熱シートとを備えたリアクトルの製造方法であって、
前記筐体内に、厚み方向に貫通して形成された少なくとも１つの通気孔を有する放熱シートを載置する工程と、
前記コイルにより前記放熱シートが厚み方向に圧縮され、かつ、当該圧縮により前記通気孔が閉塞されるよう、前記筐体内に前記リアクトル本体を取り付ける工程とを有する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、リアクトルとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リアクトルは、電磁鋼板の積層体もしくは圧粉磁心等からなるリアクトルコア（以降、単に「コア」と称す場合がある。）と、その周囲に捲回されたコイルとを含むリアクトル本体と、これを収容するハウジングあるいはケース等の筐体とを備える。
【０００３】
作動時のコイル及び／又はコアからの発熱によりリアクトル全体が高温になることを避けるため、以下のような放熱構造が採られる。
一般に、筐体の底部下方に放熱板（以下、「ヒートシンク」という。）を設けるか、あるいは筐体の底部自体をヒートシンクとする。さらに、ヒートシンク下方に冷却水あるいはエアを還流させる冷却器を設ける。
上記構造に合わせて、筐体とリアクトル本体との間にも放熱材を用いる。
特許文献１の図４には、筐体とリアクトル本体との間に樹脂を充填し、この樹脂を介して放熱する構造が記載されている。しかしながら、樹脂の充填及び硬化に大型の設備を要し、加工コストが高くつく。
特許文献１の図１には、筐体の底部とリアクトル本体との間に放熱シートを介挿させた構造が開示されている。この構造では、簡易な工程で低コストに放熱構造が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2012-124401号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、放熱シートは柔軟性を有するため撓みやすく、筐体の底部と放熱シートとの間に空気の層が残る場合がある。空気の層があると、熱伝導が妨げられ、放熱性能が低下してしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、低コストに放熱性を高めることが可能なリアクトルとその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のリアクトルは、
リアクトルコア、及び当該リアクトルコアの周囲に捲回されたコイルを含むリアクトル本体と、
前記リアクトル本体を収容する筐体と、
前記筐体と前記リアクトル本体の前記コイルとの間に介挿され、前記コイルにより厚み方向に圧縮された放熱シートとを備えたリアクトルであって、
前記放熱シートが、当該放熱シートを厚み方向に貫通して形成され、前記コイルによる圧縮により閉塞された少なくとも１つの通気孔を有するものである。
【０００８】
本発明のリアクトルの製造方法は、
リアクトルコア、及び当該リアクトルコアの周囲に捲回されたコイルを含むリアクトル本体と、
前記リアクトル本体を収容する筐体と、
前記筐体と前記リアクトル本体の前記コイルとの間に介挿された放熱シートとを備えたリアクトルの製造方法であって、
前記筐体内に、厚み方向に貫通して形成された少なくとも１つの通気孔を有する放熱シートを載置する工程と、
前記コイルにより前記放熱シートが厚み方向に圧縮され、かつ、当該圧縮により前記通気孔が閉塞されるよう、前記筐体内に前記リアクトル本体を取り付ける工程とを有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低コストに放熱性を高めることが可能なリアクトルとその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明に係る一実施形態のリアクトルの製造工程図である。
【図１Ｂ】本発明に係る一実施形態のリアクトルの製造工程図である。
【図１Ｃ】本発明に係る一実施形態のリアクトルの製造工程図である。
【図１Ｄ】本発明に係る一実施形態のリアクトルの製造工程図である。
【図２】放熱シートの斜視図である。
【図３】放熱シートの設計変更を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を参照して、本発明に係る一実施形態のリアクトルとその製造方法について説明する。
図１Ａ〜図１Ｄは、製造工程図である。これらの図において、リアクトル本体のコアとコイルは側面図、その他は断面図で示してある。
図２は、放熱シートの斜視図である。
図３は、放熱シートの設計変更を示す断面図である。
いずれの図も模式図である。  
【００１２】
はじめに図１Ａに示すように、ハウジング又はケース等の筐体２０を用意する。
筐体２０は底部２１と側部２２とを備え、上部は開口している。
【００１３】
次に図１Ｂに示すように、筐体２０の底部２１の内面（以下、「内底面」という。）２１Ｓ上に放熱シート３０を載置する。この際、接着剤等を用いて、筐体２０の内底面２１Ｓに放熱シート３０を貼り付けてもよい。
放熱シート３０は、熱伝導性を有し、柔軟性（可撓性）を有する絶縁性シートである。
放熱シート３０の材料としては、耐熱性に優れ、熱伝導性が良く、弾力性のある樹脂が好ましく、シリコーン樹脂及びウレタン樹脂等が好ましい。
【００１４】
本実施形態において、図１Ｂ及び図２に示すように、厚み方向に貫通して形成された少なくとも１つの通気孔３１を有する放熱シート３０を用いる。
本実施形態の放熱シート３０は単層構造である。
放熱シート３０としては、市販の放熱シートに対してドリル等を用いて通気孔３１を開孔する処理をしたものを用いることができる。
市販の放熱シートをリアクトルの筐体サイズに合うよう打ち抜く際に、同時に通気孔３１を打ち抜き形成することができる。この場合、放熱シート３０の加工工程が増えることがなく、好ましい。
図示例では、放熱シート３０に複数の通気孔３１が平面視マトリクス状にアレイ形成されている。放熱シート３０における通気孔３１の数及び配置は適宜設計可能である。
【００１５】
次に図１Ｃ及び図１Ｄに示すように、筐体２０内に、電磁鋼板の積層体もしくは圧粉磁心等からなるリアクトルコア１１、及びリアクトルコア１１の周囲に捲回されたコイル１２を含むリアクトル本体１０を取り付ける。
この工程においては、コイル１２により放熱シート３０を厚み方向に圧縮する。
図１Ｄ内の拡大図に示すように、コイル１２はその下端部に下に凸な複数の凸部１２Ａを有する。これら複数の凸部１２Ａによる凹凸形状によって、放熱シート３０の通気孔３１に対して厚み方向だけでなく、面方向にも圧縮応力がかかる。この作用により、通気孔３１は閉塞される。
図１Ｄ内の拡大図においては、視認しやすくするため、放熱シート３０のハッチングを省略してある。図１Ｄ内の拡大図において、通気孔３１に対する面方向の圧縮応力を矢印で模式的に示してある。
【００１６】
以上のようにして、リアクトル１が製造される。
筐体２０内に放熱シート３０あるいはリアクトル本体１０を取り付けようとする際には、放熱シート３０の通気孔３１は開いているので、筐体２０の底部２１と放熱シート３０との間に入り込んだ余分な空気は通気孔３１を介して上方へ放出される。そのため、リアクトル本体１０の取付け後に筐体２０とリアクトル本体１０との間に空気の層が残り、放熱性能が低下することが抑制される。
【００１７】
筐体２０内へのリアクトル本体１０の取付け完了後は、放熱シート３０の通気孔３１は圧縮応力により閉塞される。そのため、通気孔３１内の空気によって、放熱性能が低下することが抑制される。
【００１８】
リアクトル１は、
リアクトルコア１１、及びリアクトルコア１１の周囲に捲回されたコイル１２を含むリアクトル本体１０と、
リアクトル本体１０を収容する筐体２０と、
筐体２０とリアクトル本体１０のコイル１２との間に介挿され、コイル１２により厚み方向に圧縮された放熱シート３０とを備える。
リアクトル１において、放熱シート３０は、放熱シート３０を厚み方向に貫通して形成され、コイル１２による圧縮により閉塞された少なくとも１つの通気孔３１を有する。
【００１９】
リアクトル本体１０の取付け完了前には通気孔３１を介した余分な空気の放出効果が効果的に得られ、リアクトル本体１０の取付け完了後には通気孔３１が良好に閉塞されることから、放熱シート３０の通気孔３１の非圧縮状態の孔径ｄ（μｍ）は、下記式（Ｘ）を充足することが好ましい。
０．１（μｍ）≦ｄ（μｍ）≦（ｔ×Ａ）／１００（μｍ）・・・（Ｘ）
（式中、ｔは放熱シートの圧縮前の厚さ（μｍ）、Ａはコイルによる放熱シートの圧縮率（％）をそれぞれ示す。）
【００２０】
本明細書において、コイルによる放熱シートの圧縮率（％）は、圧縮後の最小厚さ／圧縮前の厚さ×１００（％）と定義する。
【００２１】
通気孔３１の非圧縮状態の孔径ｄが０．１μｍ未満では、筐体２０の底部２１と放熱シート３０との間にある余分な空気が通気孔３１を介して上方へ放出される効果が効果的に得られない恐れがある。
放熱シート３０の通気孔３１の非圧縮状態の孔径ｄが（ｔ×Ａ）／１００μｍ超では、筐体２０内へのリアクトル本体１０の取付け完了後の通気孔３１の閉塞が不充分となる恐れがある。
【００２２】
放熱シート３０の圧縮前の厚さｔは特に制限なく、例えば０．５〜３ｍｍが好ましい。
放熱シート３０の圧縮率Ａは特に制限なく、例えば２０〜８０％が好ましい。
【００２３】
放熱シート３０を取り付ける前に、筐体２０の内底面２１Ｓ（放熱シート３０の載置面）はあらかじめ粗面化処理を施しておくことが好ましい。
この場合、筐体２０の内底面２１Ｓと放熱シート３０との間には、粗面化処理によって内底面２１Ｓに形成された微小凹凸によって微小な隙間が形成される。
筐体２０内に放熱シート３０あるいはリアクトル本体１０を取り付けようとする際に、筐体２０の底部２１と放熱シート３０との間に入り込んだ余分な空気は、上記微小な隙間を介して側方から放出されやすくなる。上記微小な隙間は、コイル１２による放熱シート３０の圧縮後に閉塞される。
粗面化処理としては、ショットブラスト、及び化学エッチング等が挙げられる。
【００２４】
リアクトル本体１０の取付け完了前には微小な隙間を介した余分な空気の放出効果が効果的に得られ、リアクトル本体１０の取付け完了後には微小な隙間が良好に閉塞されることから、筐体２０の内底面２１Ｓの算術平均粗さＲａは、下記式（Ｙ）を充足することが好ましい。
５（μｍ）≦Ｒａ（μｍ）≦ｔ／２（μｍ）・・・（Ｙ）
（式中、ｔは放熱シートの圧縮前の厚さ（μｍ）である。）
【００２５】
内底面２１Ｓの算術平均粗さＲａが５μｍ未満では、側方からの余分な空気の放出効果が効果的に得られない恐れがある。
内底面２１Ｓの算術平均粗さＲａがｔ／２μｍ超では、圧縮後に筐体２０の底部２１と放熱シート３０との間に微小な隙間が残り、放熱性能が低下する恐れがある。
【００２６】
ダイカスト成型等では、もともと筐体２０の内底面２１Ｓの表面粗さが大きく、上記式（Ｙ）を充足している場合がある。この場合には、粗面化処理をせずにそのまま使用できる。
【００２７】
本実施形態では、筐体とリアクトル本体との間に樹脂を充填し、この樹脂を介して放熱する構造とは異なり、筐体２０とリアクトル本体１０との間に放熱シート３０を介挿し、この放熱シート３０を介して放熱する構造を採用している。そのため、樹脂の充填及び硬化の設備が不要であり、低コストにリアクトル１を製造できる。
【００２８】
本実施形態では、通気孔３１を有する放熱シート３０を用いているので、筐体２０と放熱シート３０との間に空気の層が残ることが抑制される。また、通気孔３１はコイル１２による圧縮後に閉塞される。したがって、本実施形態では、余分な空気による放熱性能の低下が抑制される。
【００２９】
図３に示す設計変更例のように、相対的に硬度の高い高硬度層４２と相対的に硬度の低い低硬度層４３との複層構造を有し、シートの厚み方向に貫通して形成された少なくとも１つの通気孔４１を有する放熱シート４０を用いてもよい。
【００３０】
従来一般的な放熱シートを低硬度層４３とし、その一方の面に低硬度層４３より硬度の高い高硬度層４２を積層する構成とすることが好ましい。
上記複層構造の放熱シート４０において、高硬度層４２を筐体２０の内底面２１Ｓ側とすることが好ましい。
放熱シート４０を上記複層構造とすることで、通気孔４１を開孔する際の放熱シート４０の撓みが抑制され、通気孔４１の開孔作業が容易になる。また、高硬度層４２を筐体２０の内底面２１Ｓ側とすることで、放熱シート４０の筐体２０の内底面２１Ｓ側の撓みが小さくなるので、筐体２０の内底面２１Ｓと放熱シート４０との間に余分な空気が入り込むことが抑制される。
【００３１】
高硬度層４２の硬度は例えば、デュロメータＡ５０〜９５が好ましい。
低硬度層４３の硬度は例えば、アスカーＣ５〜３０が好ましい。
高硬度層４２と低硬度層４３との積層方法としては例えば、型内に高硬度層４２となるシートを載置した後、型内に低硬度層４３の材料を注入し、これを硬化する方法が好ましい。
【００３２】
以上説明したように、本発明によれば、低コストに放熱性を高めることが可能なリアクトル１とその製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  リアクトル
１０  リアクトル本体
１１  リアクトルコア
１２  コイル
１２Ａ  凸部
２０  筐体
２１  底部
２１Ｓ  内底面
２２  側部
２２  コイル
３０、４０  放熱シート
３１、４１  通気孔
４２  高硬度層
４３  低硬度層
【図１Ａ】
2014123615.tif 000003
【図１Ｂ】
2014123615.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
2014123615.tif 000007
【図３】
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