(57)【要約】【課題】放熱性に優れ、振動や騒音を抑制できるリアクトルを提供する。【解決手段】コイルと磁性コアとの組合体と、前記組合体の一部を収納するリアクトルケースと、前記リアクトルケース内に充填されて、前記組合体を前記リアクトルケースに封止する封止材とを備え、前記リアクトルケースは、前記組合体が載置され、前記組合体と共に液体冷媒が供給される箇所に配置される底板部と、前記底板部に立設され、前記組合体における前記底板部側の領域の周囲を囲むと共に前記封止材を支持する枠状の側壁部とを備え、前記側壁部の高さが前記組合体の高さよりも低いリアクトル。【選択図】図１
2015012147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと磁性コアとの組合体と、
前記組合体の一部を収納するリアクトルケースと、
前記リアクトルケース内に充填されて、前記組合体を前記リアクトルケースに封止する封止材とを備え、
前記リアクトルケースは、
前記組合体が載置され、前記組合体と共に液体冷媒が供給される箇所に配置される底板部と、
前記底板部に立設され、前記組合体における前記底板部側の領域の周囲を囲むと共に前記封止材を支持する枠状の側壁部とを備え、
前記側壁部の高さが前記組合体の高さよりも低いリアクトル。
【請求項２】
前記底板部と前記側壁部とは、異種の材料で構成されている請求項１に記載のリアクトル。
【請求項３】
前記磁性コアのうち、前記コイルが配置されずに露出され、前記液体冷媒が接触する領域にコーティング層を備える請求項１又は請求項２に記載のリアクトル。
【請求項４】
前記リアクトルの動作時の物理量を測定するセンサを備え、
前記コイルは、互いに接続されると共に、軸が平行するように並列に配置される一対のコイル素子を備え、
前記センサは、前記一対のコイル素子と前記底板部とで囲まれる空間に接着剤によって固定されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項５】
前記底板部を固定する固定部を備え、前記リアクトルケースに封止された前記組合体を収納すると共に、前記液体冷媒が供給及び排出される冷却ケースを有する請求項１〜請求項４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、ハイブリッド自動車などの車両に搭載される車載用ＤＣ−ＤＣコンバータといった電力変換装置の構成部品などに利用されるリアクトルに関する。特に、放熱性に優れ、振動や騒音を抑制できるリアクトルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電圧の昇圧動作や降圧動作を行う回路の部品の一つに、リアクトルがある。特許文献１、２は、ハイブリッド自動車などの車両に載置されるコンバータに利用されるリアクトルを開示している。特許文献１は、巻線を螺旋状に巻回してなるコイルと環状の磁性コアとの組合体の全周を樹脂で覆った被覆体を収納部に収納し、収納部内に流通される液体冷媒に上記被覆体を浸漬させて放熱性を高めることを開示している。特許文献２は、上記組合体をリアクトルケースに収納して樹脂によって封止し、上記組合体が載置されるリアクトルケースの底板を金属製とし、接着剤によって底板とコイルとを接合することで放熱性を高めることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０４９４９４号公報
【特許文献２】特開２０１３−０３０７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リアクトルに対して、放熱性に優れることに加え、振動や騒音を低減することが望まれている。
【０００５】
特許文献１に記載されるリアクトルでは、コイルと磁性コアとの組合体の全周が一体の樹脂で覆われており、コイル及び磁性コアと液体冷媒とが直接接触しない。そのため、リアクトルに対して、液体冷媒による放熱効果を更に高めることが望まれる。仮にこの樹脂を省略すれば放熱性を高められるが、この場合、振動や騒音が問題になる。ここで、リアクトルの使用時、磁性コアは、コイルに流れる電流によってつくられる磁束を受けて磁歪により伸縮することがある。特に、磁性コアを複数のコア片の組物（ギャップ材の有無は問わない）としている場合、磁歪による伸縮によってコア片やギャップ材が接触・離反などして振動や騒音を生じ得る。また、リアクトルの使用時、コイルを形成する隣り合うターンに電気的な吸引力が生じ、この吸引力が電流の大きさに応じて変化することで、コイル自体も振動する。コイルが振動すると、コイルと磁性コアとが接触・離反して更なる振動や騒音を生じ得る。また、上記樹脂を省略することで、コイルと磁性コアとが一体に固定されず、相互の位置関係が経時的にずれる恐れもある。特に、上記樹脂を省略すると液体冷媒の流動によってコイルや磁性コアといった構成部材の相互位置がずれ易いと考えられる。
【０００６】
特許文献２に記載されるリアクトルでは、空冷であり、液体冷媒を用いた場合に比較して、放熱性の向上に関して検討の余地がある。しかし、仮にこのリアクトルを特許文献１に記載されるように液体冷媒に浸漬させても、コイルと磁性コアとの組合体の全周が樹脂に覆われている上に、組合体の大半がリアクトルケースに囲まれていることで、コイルや磁性コアと液体冷媒とが直接接触できない。従って、この構成では、液体冷媒の冷却による高い放熱効果を十分に得られない。
【０００７】
そこで、本発明の目的の一つは、放熱性に優れ、振動や騒音を抑制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】
【０００８】
本発明のリアクトルは、コイルと磁性コアとの組合体と、前記組合体の一部を収納するリアクトルケースと、前記リアクトルケース内に充填されて、前記組合体を前記リアクトルケースに封止する封止材とを備える。前記リアクトルケースは、前記組合体が載置され、前記組合体と共に液体冷媒が供給される箇所に配置される底板部と、前記底板部に立設され、前記組合体における前記放熱板側の領域の周囲を囲むと共に前記封止材を支持する枠状の側壁部とを備える。前記側壁部の高さが前記組合体の高さよりも低い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のリアクトルは、放熱性に優れる上に、振動や騒音を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１のリアクトルを示す概略斜視図である。
【図２】図１に示すリアクトルにおける（ＩＩ）−（ＩＩ）断面を示す断面図である。
【図３】実施形態１のリアクトルの概略を示す分解斜視図である。
【図４】実施形態１のリアクトルに備えるコイルと磁性コアとの組合体の概略を示す分解斜視図である。
【図５】実施形態１のリアクトルの使用状態を示す概略説明図である。
【図６】実施形態１のリアクトルにおけるコイルと底板部とで囲まれる空間を示す部分拡大図である。
【図７】ハイブリッド自動車の電源系統を模式的に示す概略構成図である。
【図８】コンバータを備える電力変換装置の一例を示す概略回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［本発明の実施の形態の説明］
最初に本発明の実施形態を列記して説明する。
（１）  実施形態に係るリアクトルは、コイルと磁性コアとの組合体と、上記組合体の一部を収納するリアクトルケースと、上記リアクトルケース内に充填されて、上記組合体を上記リアクトルケースに封止する封止材とを備える。上記リアクトルケースは、上記組合体が載置され、上記組合体と共に液体冷媒が供給される箇所に配置される底板部と、上記底板部に立設され、上記組合体における上記底板部側の領域の周囲を囲むと共に上記封止材を支持する枠状の側壁部とを備える。上記側壁部の高さが上記組合体の高さよりも低い。
【００１２】
この明細書では、上記組合体が載置された底板部の一面（搭載面）に直交する方向の大きさを高さと呼ぶ。上記側壁部の高さとは、上記リアクトルケースに上記封止材を充填したときに封止材が最も多く充填される領域について、上記底板部の載置面から側壁部の開口縁までの高さとする。上記組合体の高さとは、上記組合体が上記底板部の載置面に載置された状態において、上記底板部の載置面から上記組合体の最も高い個所までの高さとする。組合体における最も高い個所とは、以下の（１），（２）を除いた領域とする。
（１）コイルを構成する巻線の端部領域（端子金具が接続される領域、又は端子金具が接続されずに電源などの外部装置が直接接続される領域）
（２）コイルが複数のコイル素子とこれらコイル素子を接続する連結部とを備える形態の場合に上記連結部
【００１３】
実施形態のリアクトルは、以下の理由により、放熱性に優れる。
リアクトルケースが、側壁部の高さが組合体の高さよりも低い、端的に言うと浅いケースであるため、底板部に載置されたコイルと磁性コアの組合体の一部が側壁部に覆われず、リアクトルケースから露出される。組合体におけるリアクトルケースからの露出領域、特にコイルの一部や、磁性コアにおけるコイルが配置されない領域と液体冷媒とが直接接触することができる。つまり、組合体における上記露出領域は、冷却能力が高い液体冷媒によって冷却されるため、効果的に放熱できる。
【００１４】
かつ、実施形態のリアクトルは、以下の理由により、振動や騒音を低減、抑制できる。
コイルと磁性コアとの組合体の一部、具体的には組合体における底板部側の領域がその周方向の全域に亘って枠状の側壁部に囲まれている上に、この領域と上記側壁部との間に封止材が充填されている。これら側壁部と封止材とによって、コイルと磁性コアとの組合体における一体物としての剛性を、樹脂のみで覆われる場合に比較して十分に高められる。このように剛性に優れることで、実施形態のリアクトルは、磁歪による磁性コアの伸縮に起因する振動、通電時におけるコイル自体の振動、及びこれらの振動に起因する騒音を効果的に抑制できる。特に、磁性コアが複数の部材（コア片など）を組み合わせて構築される形態では、この組物をその周方向に沿って囲むように側壁部及び封止材が存在して一体化されるため、磁歪に起因する磁性コアの構成部材同士の接触・離反動作などを良好に抑制、低減できる。
【００１５】
その他、実施形態のリアクトルは、以下の効果を奏する。
（α）封止材によってコイルと磁性コアとが強固に固定されて、相互の位置が長期に亘りずれ難い。
（β）リアクトルケースが浅いため、ケースを備えていながらも、組合体の収納を行い易い、軽量である、材料を低減できる、という効果を奏する。
（γ）リアクトルケースを封止材の金型に利用できるため、コイルと磁性コアとの組合体の全周を射出成形などによって成形する場合に比較して、複雑な形状の金型が不要であり、リアクトルの製造性に優れる。
【００１６】
（２）  実施形態のリアクトルの一例として、上記底板部と上記側壁部とが異種の材料で構成された形態が挙げられる。
【００１７】
上記形態は、例えば、底板部の構成材料を熱伝導性に優れる金属とすることで放熱性をより高められ、側壁部の構成材料を耐食性や耐薬品性、電気絶縁性などに優れる樹脂とすることで、液体冷媒に対する耐食性の向上、コイルとリアクトルケースとの絶縁性の向上、軽量化などを図ることができる。
【００１８】
（３）  実施形態のリアクトルの一例として、上記磁性コアのうち、上記コイルが配置されずに露出され、上記液体冷媒が接触する領域にコーティング層を備える形態が挙げられる。
【００１９】
上記形態は、コイルの一部と液体冷媒とが直接接触することで放熱性に優れる。かつ、上記形態は、磁性コアにおける上述のコイルに覆われない領域にコーティング層を備えることで、この領域と液体冷媒とが接触しないため、磁性コアにおける液体冷媒との接触に起因する腐食を効果的に防止できる。また、上記形態は、磁性コアにおける上述のコイルに覆われない領域が圧粉成形体である場合に、この領域にコーティング層を備えることで、圧粉成形体の構成粉末が液体冷媒に混入することを効果的に防止できる。
【００２０】
（４）  実施形態のリアクトルの一例として、上記リアクトルの動作時の物理量を測定するセンサを備え、上記コイルが互いに接続されると共に、軸が平行するように並列に配置される一対のコイル素子を備え、上記センサが上記一対のコイル素子と上記底板部とで囲まれる空間に接着剤によって固定された形態が挙げられる。
【００２１】
上記形態は、コイルとセンサとが近接して配置されているため、センサがリアクトルの物理量、特にコイルの物理量（温度や電流、電圧、磁束量、リアクトルの振動を測定可能な加速度センサなど）を正確に測定し易く、測定値の信頼性を高められる。特に、このセンサの配置箇所は、液体冷媒の流れに直接曝される箇所ではなく、液体冷媒の温度や圧力などの物理量の影響を受け難い箇所であるため、リアクトルの動作時の物理量の測定に適している。また、測定した物理量に基づいてコイルへの通電状態、液体冷媒の流量や温度などを管理することで、リアクトルを安定的に動作させることができる。更に、上記空間は、コイル素子と底板部とでつくられるデッドスペースといえ、上記形態は、デッドスペースにセンサを備えることで、センサの配置に伴う大型化を招かず、小型である。加えて、上記形態は、センサが接着剤によって底板部やコイルに固定される上に封止材によっても固定されるため、センサの位置がずれ難い。
【００２２】
（５）  実施形態のリアクトルの一例として、上記底板部を固定する固定部を備え、上記リアクトルケースに封止された上記組合体を収納すると共に、上記液体冷媒が供給及び排出される冷却ケースを有する形態が挙げられる。
【００２３】
上記形態は、冷却ケースの固定部にリアクトルケースの底板部が固定されることで、組合体が冷却ケースに収納された状態を維持できる。この冷却ケース内に液体冷媒が供給されることで、上記形態は、放熱性に優れる。
【００２４】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を具体的に説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００２５】
［実施形態１］
図１〜図５を参照して、実施形態１のリアクトルを説明する。
【００２６】
（リアクトルの全体構成）
リアクトル１は、図１に示すように、巻線２ｗを螺旋状に巻回してなるコイル２と、コイル２の内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コア３と、コイル２と磁性コア３との組合体１０を収納するリアクトルケース４と、リアクトルケース４内に充填されて組合体１０を封止する封止材１００とを備える。リアクトル１は、後述するように、液体冷媒８Ｌ（図５）に直接曝される箇所に取り付けられて使用される。リアクトルケース４は、組合体１０が載置される底板部４０と、底板部４０から立設する側壁部４１とを備える。封止材１００はリアクトルケース４（側壁部４１）によって支持される。リアクトル１では、リアクトルケース４が組合体１０の一部のみを収納可能な程度に深さが浅い点を特徴の一つとする。以下、リアクトル１の主要な構成部材であるコイル２及び磁性コア３の概略、特徴点であるリアクトルケース４、特徴点であるリアクトル１の使用状態、及び特徴点に基づく主要な効果をまず説明する。
【００２７】
・コイル及び磁性コアの概略
コイル２は、ここでは、図１，図３，図４に示すように、一対のコイル素子２ａ，２ｂと、両コイル素子２ａ，２ｂを接続する連結部２ｒとを備える。各コイル素子２ａ，２ｂは、角部を丸めた矩形筒状のエッジワイズコイルであり、各軸方向が平行するように並列（横並び）されている。連結部２ｒは、コイル素子２ａ，２ｂを形成する巻線２ｗの一部がＵ字状に屈曲されて形成されている。ここでは、図２に示すように、コイル素子２ａ，２ｂのターン形成面の一部（図２では上面）と、連結部２ｒとが実質的に面一となるように、連結部２ｒが設けられている。
【００２８】
磁性コア３は、ここでは、図４に示すように一対の柱状の内側コア部３１，３１と、一対の柱状の外側コア部３２，３２とを備える。各内側コア部３１，３１はそれぞれ、横並びされたコイル素子２ａ，２ｂ内に挿通配置されて、コイルの配置部分として利用される。外側コア部３２，３２は、コイル２が実質的に配置されずにコイル２から露出された部分である。横並びされた両内側コア部３１，３１を繋ぐように外側コア部３２，３２が配置され、環状の磁性コア３を形成する。内側コア部３１と外側コア部３２とを適宜、接着剤や粘着テープなどで接合することで環状に組み付けた状態を維持し易い。
【００２９】
ここでは、図２に示すように外側コア部３２，３２においてリアクトルケース４に収納されて、封止材１００に封止される側の領域（図２において下方側の領域）が、内側コア部３１，３１よりも突出している。具体的には、外側コア部３２，３２における底板部４０側に配置される端面（図２では下面）と、コイル３のターン形成面の他部（図２では下面）とが実質的に面一である。従って、組合体１０がケース４に収納された状態では、コイル２と外側コア部３２，３２とが底板部４０の一面（載置面４０ｉ）に接するように配置される。
【００３０】
ここでは、内側コア部３１は、鉄などに代表される軟磁性材料を用いた圧粉成形体からなる複数のコア片３１ｍ（図２，図４）と、コア片３１ｍよりも比透磁率が低い複数のギャップ材３１ｇ（図２，図４）との組物であり、外側コア部３２は、上記圧粉成形体である。
【００３１】
・リアクトルケース
リアクトルケース４は、図３に示すように、リアクトル１の製造過程では、ケース４の底部を構成する平板状の底板部４０と、ケース４の壁部を構成する枠状の側壁部４１とが独立した部材である。リアクトル１の完成状態では、図１に示すように、底板部４０と側壁部４１とが固定部材（後述）によって一体に固定されて、底板部４０と対向する側（図１，図２では上側）が開口した浅い箱状に形成される。
【００３２】
ここでは、底板部４０と側壁部４１とは、異種の材料で構成されている。具体的には、組合体１０が載置される底板部４０は、アルミニウム合金といった金属製であり、コイル２の熱を外部に伝える放熱部材（放熱経路）として機能する。特に、リアクトル１では、組合体１０と底板部４０とを接合層４２（図３）によって接合しており、コイル２の熱を底板部４０に良好に伝達でき、放熱性に優れる。特に、リアクトル１では、両コイル素子２ａ，２ｂがエッジワイズコイルであるため、コイル２における底板部４０に近接配置される領域を広く確保し易く、放熱性を高め易い。特に、リアクトル１では、磁性コア３の外側コア部３２，３２における底板部４０側の面（図２では下面）がコイル２における底板部４０側の面（図２では下面）と面一であることで、外側コア部３２，３２も接合層４２によって底板部４０に接合される。そのため、磁性コア３の熱も、底板部４０に良好に伝達でき、リアクトル１は、放熱性に優れる。その他、リアクトルケース４の構成材料の少なくとも一部をアルミニウムなどの軽合金とすることで、リアクトル１の軽量化に寄与することができる。
【００３３】
一方、側壁部４１は、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）といった樹脂製であり、比較的硬いことで、リアクトルケース４の剛性を高められる。また、側壁部４１を樹脂製にすることで、コイル２とリアクトルケース４との電気絶縁性を高められる、リアクトル１の軽量化に寄与することができる、液体冷媒８Ｌに対する耐食性、耐薬品性に優れる、といった効果を奏する。
【００３４】
ここでは、側壁部４１は、図３に示すように矩形枠状であり、全周に亘って均一的な高さｈｓを有する。矩形枠の４つの角部にはそれぞれ、外方に突出する突片が一体に成形されている。各突片は、底板部４０との取付箇所（ここではボルト４５が取り付けられる箇所）と、後述する冷却ケース８（図５）への取付箇所となる取付部４１１を構成する。側壁部４１を樹脂製とすることで、このような異形状であっても、射出成形などを利用して容易に製造できる。
【００３５】
そして、リアクトルケース４は、組合体１０を収納すると、組合体１０の一部のみが側壁部４１に覆われ、組合体１０の他部が側壁部４１に覆われず、即ち、ケース４に収納されず露出される大きさである。具体的には、図２に示すように、側壁部４１の高さｈｓが組合体１０の高さｈよりも低い（ｈｓ＜ｈ）。側壁部４１の高さｈｓは、組合体１０が載置された底板部４０の一面、即ち搭載面（内面）４０ｉに直交する方向（図２では上下方向）の大きさを高さと呼ぶとき、底板部４０の載置面（内面）４０ｉから側壁部４１の開口縁までの高さである。組合体１０の高さｈは、組合体１０が底板部４０の載置面（内面）４０ｉに載置された状態において、載置面（内面）４０ｉから組合体４０の最も高い個所までの高さとする。ここでは、最も高い個所とは、コイル２のターン形成面のうち、ケース４から最も離れた面であり、図２では上面である。なお、組合体１０における最も高い個所を外側コア部３２とすることができる。例えば、外側コア部３２の底面部４０側の面と対向し、ケース４から離れた面（図２では上面）を、コイル２のターン形成面と同等以上とした場合、外側コア部３２の上面が最も高い個所になる。
【００３６】
側壁部４１の高さｈｓは、低いほど、組合体１０において側壁部４１に覆われる高さ方向の領域が小さくなり、液体冷媒８Ｌとの接触領域４８が大きくなるため、放熱性を高められる。一方、側壁部４１の高さｈｓは、高いほど、組合体１０の周囲を囲む封止材１００の高さ（充填高さ）ｈｐを高められることから、リアクトル１の剛性を高められ、振動や騒音を抑制、低減し易い。放熱性と振動・騒音の抑制との両立を考慮すると、側壁部４１の高さｈｓは、組合体１０の高さの７０％以下、更に６０％以下、特に５０％以下が好ましく、１０％以上、更に１５％以上、特に２０％以上が好ましい。ここでは、側壁部４１の高さｈｓは、組合体１０の高さの約４０％であり、底板部４０の載置面４０ｉから外側コア部３２の上面までの高さの約５０％である。
【００３７】
側壁部４１の高さｈｓが本例のように枠状の側壁部４１の全周に亘って均一的である場合、例えば、封止材１００の充填高さｈｐを側壁部４１の全周に亘って側壁部４１の高さｈｓと同じ高さにすることができる。この場合、高さｈｓの側壁部４１と充填高さｈｐ＝ｈｓの封止材１００との双方によってリアクトル１の剛性を高められて好ましい。側壁部４１は、その周方向にみたとき、部分的に高さが異なる領域を有することを許容する。この場合、封止材１００の充填高さｈｐは、側壁部４１における最も低い個所の高さに規制される。従って、この場合、側壁部４１の高さｈｓとは、封止材１００の充填高さｈｐを最も高くとり得る部分の高さとする。側壁部４１を樹脂製とすることで、射出成形などを利用して、高さが部分的に異なる形態を容易に製造することができる。
【００３８】
・封止材
封止材１００は、リアクトルケース４内に充填されて、コイル２と磁性コア３との組合体１０を一体に固定する機能、振動を吸収して騒音を抑制する機能、組合体１０における封止部分（埋設部分）の機械的保護及び環境からの保護（ここでは特に液体冷媒８Ｌとの接触腐食に対する保護）の機能、放熱経路としての機能、組合体１０とその周囲部品とを離隔して絶縁性を高める機能など、多数の機能を有する。
【００３９】
具体的な封止材１００は、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの絶縁性樹脂が挙げられる。特に、エポキシ樹脂のように比較的硬い樹脂であると、振動・騒音の抑制機能を良好に得られて好ましい。
【００４０】
封止材１００は、側壁部４１によってその形状が支持される。この例に示す封止材１００では、枠状の側壁部４１の周方向に沿って、組合体１０の全周を囲むように存在する。リアクトル１では、一方の外側コア部３２から、一方のコイル素子２ａ、他方の外側コア部３２を経て他方のコイル素子２ｂというループを描くように封止材１００が設けられており、このループ形状が環状の側壁部４１によって維持されている。
【００４１】
封止材１００の充填高さｈｐは、側壁部４１の高さｈｓに規制される。上述のように側壁部４１の高さｈｓが組合体１０の高さｈよりも低いため、封止材１００の充填高さｈｐも、組合体１０の高さｈよりも低い（ｈｐ＜ｈ）。封止材１００の充填高さｈｐは、側壁部４１の高さｈｓと等しくすると（ｈｐ＝ｈｓ）、組合体１０を囲むように存在する封止材１００が多くなり、リアクトル１の剛性を高められる。また、ｈｐ＝ｈｓのとき、組合体１０において側壁部４１に囲まれない露出領域は封止材１００にも埋設されない領域となる。この露出領域は、順次供給される液体冷媒８Ｌに接触できる。即ち、この露出領域（接触領域４８）は、冷却能力が高い状態にある液体冷媒８Ｌに常時接触でき、放熱性に優れる。一方、封止材１００の充填高さｈｐが側壁部４１の高さｈｓよりも低い場合（ｈｐ＜ｈｓ）、側壁部４１において封止材１００が充填されていない空き部分（ｈｓ−ｈｐの高さを有する部分）に液体冷媒８Ｌを一時的に貯留することができる。この場合、上述の空き部分に貯留される液体冷媒８Ｌによって組合体１０を冷却することができる。但し、封止材１００の充填高さｈｐが低過ぎると、側壁部４１及び封止材１００による剛性を高める効果を十分に得られない。従って、封止材１００の充填高さｈｐは、側壁部４１の高さｈｓの７０％以上１００％以下が好ましい。また、封止材１００の充填作業性を考慮すると、封止材１００の充填高さｈｐは、側壁部４１の高さｈｓの９５％以下が好ましい。ここでは、封止材１００の充填高さｈｐは、側壁部４１の高さｈｓの約８０％である。
【００４２】
封止材１００には、上述の樹脂に、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ほう素（ＢＮ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、ムライトなどのセラミックスからなるフィラーを含有するものを利用することができる。少なくとも１種の上記セラミックスからなるフィラーを含有することで、封止材１００の放熱性や絶縁性などを更に高められる。フィラーの材質によっては、振動・騒音抑制効果も期待できる。
【００４３】
（リアクトルの製造方法）
リアクトル１は、例えば、以下の（１）〜（４）の工程を経て製造することができる（図３参照）。
【００４４】
（１）  準備工程
コイル２と磁性コア３との組合体１０、リアクトルケース４の構成部品である底板部４０、側壁部４１を用意する。底板部４０の搭載面（内面）４０ｉに接合層４２となる両面接着シートを配置したり、接着剤を塗布したり、スクリーン印刷したりする。上述のように底板部４０と側壁部４１とが独立していることから、側壁部４１を取り外した状態で底板部４０に接着シートの配置や接着剤の塗布などを行うと、作業性に優れる。
【００４５】
（２）  ケース組立工程
上述の接着シートなどを備える底板部４０と、側壁部４１とを組み付けて、一体のリアクトルケース４を形成する。ここでは、まず、複数のボルト４５によって、底板部４０と側壁部４１とを一体化する。底板部４０と側壁部４１とには、ボルト４５が取り付けられるボルト孔を設けておく。
【００４６】
（３）  組合体の収納工程
組み立てたリアクトルケース４に、組合体１０を収納する。すると、組合体１０は、底板部４０の接着シートなどの上に載置される。この状態で接着シートや接着剤の材質に応じた温度にして適宜硬化して、接合層４２とし、この接合層４２によって組合体１０と底板部４０とを接合する。ここでは、接合層４２によって、底板部４０と側壁部４１とも接合されるように、接合層４２の大きさを調整している。また、ここでは、接合層４２の硬化工程と、底板部４０及び側壁部４１を接合する接着剤の硬化工程とを同時に行えることから、硬化工程を低減でき、リアクトル１の製造性に優れる。このリアクトル１では、底板部４０と側壁部４１との固定部材として、接合層４２と上述のボルト４５とを併用している。
【００４７】
なお、底板部４０に設けた接着シートや接着剤の塗布層などの上に組合体１０を載置してから、底板部４０に側壁部４１を組み付けて、リアクトルケース４を組み立てることもできる。ケース４は、浅いことから、ケース４を組み立ててから組合体１０を収納する場合には組合体１０を収納し易く、底板部４０に組合体１０を載置してから側壁部４１を組合体１０の周囲に配置した後、ケース４を組み立てる場合では組合体１０の周囲に側壁部４１を配置し易い。つまり、いずれの場合も組立作業性に優れる。
【００４８】
（４）  封止材の充填工程
組合体１０を収納したリアクトルケース４内に液状（未硬化）の封止材１００を所望の充填高さｈｐとなるように充填し、適宜、硬化する。こうすることで、枠状の側壁部４１の周方向に沿って、組合体１０の全周を囲むように容易に封止材１００を設けられる。ここでは、コイル３、更にここでは組合体１０の全体が底板部１０の載置面４０ｉに設けられた接合層４２によって予め固定されているため、封止材１００の充填時、組合体１００におけるケース４内の位置がずれることがなく、充填作業性に優れる。また、ケース４は、浅いことから、充填高さｈｐが比較的低いため、充填時間の短縮、脱気時間の短縮、硬化時間の短縮などを図ることができ、リアクトル１の製造性に優れる。
【００４９】
（使用状態）
リアクトル１の使用状態の一例を、図５を参照して説明する。
【００５０】
リアクトル１は、例えば、冷却ケース８に収納され、ケース８内に固定されて利用される。ケース８は、その内部に液体冷媒８Ｌが供給・排出される容器であり、液体冷媒８Ｌをケース８内に供給する供給口８０ｉと、ケース８内の液体冷媒８Ｌをケース８外に排出する排出口８０ｏと、リアクトル１を収納しかつ液体冷媒８Ｌを貯留可能な空間と、リアクトル１の底板部４０を固定する固定部（ここではボルト９が取り付けられるボルト穴）とを備える。液体冷媒８Ｌは、外部の冷却器（図示せず）によって適宜冷却され所定の温度にされて、ポンプなどの輸送機構（図示せず）によって供給口８０ｉからケース８内に供給される。ケース８内に導入された液体冷媒８Ｌは、リアクトル１に接触して、リアクトル１を冷却する。リアクトル１に接触して昇温した液体冷媒８Ｌは、排出口８０ｏからケース８外へ排出され、上述の冷却器などに戻される。このように適宜な輸送機構を利用することで、液体冷媒８Ｌをケース８内に循環供給することができる。
【００５１】
図５に示す例では、冷却ケース８は、断面矩形状の容器であり、平面で構成される取付面（内底面）８１にリアクトル１の底板部４０が載置される載置領域を有する。ここでは、この載置領域に、ボルト９が挿入される上記ボルト穴を有する。また、底板部４０の外表面とこの載置領域とは面接触する。リアクトル１のリアクトルケース４に備える取付部４００，４１１とボルト穴とにボルト９をねじ込むことで、冷却ケース８内にリアクトル１を固定することができる。リアクトル１の底板部４０と冷却ケース８の取付面８１とが面接触することで、底板部４０を介して伝えられた熱を冷却ケース８に良好に伝えられる。
【００５２】
なお、冷却ケース８は、取付面８１から突出し、リアクトル１の底板部４０を支持する固定用リブ（図示せず）を備える形態とすることができる。この形態は、固定用リブの端面にリアクトル１の底板部４０を配置してボルト９などで固定すると、底板部４０の外表面とケース８の取付面８１との間に、固定用リブの突出高さ（取付面８１に対して直交方向の大きさ）に基づく隙間を設けることができる。底板部４０と取付面８１との間に設けられる上記隙間は、液体冷媒８Ｌの流通路に利用することができる。つまり、この固定形態では、リアクトル１は、底板部４０の外表面において固定用リブの端面との接触個所を除く実質的に全体が液体冷媒８Ｌと接触することができ、放熱性により優れる。固定用リブの高さ、固定用リブの個数は適宜選択することができる。固定用リブの個数は、リアクトル１における取付部４００，４１１の個数以上とする。ボルト９が止め付けられる固定用リブには、ネジ加工を行う。
【００５３】
供給口８０ｉ及び排出口８０ｏの開口部の大きさ、冷却ケース８における配置箇所は、適宜選択できる。これらを調整したり、輸送条件などを調整したりすることで、例えば、リアクトル１を液体冷媒８Ｌに浸漬させた状態としたり（図５）、リアクトル１が順次供給された液体冷媒８Ｌに接触できる状態としたりすることができる。ここでは、リアクトル１をケース８に収納して固定した状態において、供給口８０ｉをケース８の上方（リアクトル１から離れる側）に設け、排出口８０ｏをケース８の取付面８１の近く（リアクトル１の固定領域の近く）に設けている。また、排出口８０ｏの口径φｏを供給口８０ｉの口径φｉよりも小さくし、リアクトル１におけるケース８の取付面８１との接触領域を除く全体が液体冷媒Ｌに常時浸漬されるようにしている。
【００５４】
冷却ケース８の材質は、例えば、金属が挙げられる。金属は、熱伝導率が一般に高く放熱性に優れる、材質によっては液体冷媒８Ｌに対する耐食性や耐薬品性に優れる、耐熱性に優れる、機械的強度に優れるといった利点を有する。一方、冷却ケース８の材質は、樹脂といった非金属材料が挙げられる。樹脂は、軽量である、材質によっては液体冷媒８Ｌに対する耐食性や耐薬品性に優れるといった利点を有する。冷却ケース８の具体的な材質は、後述するリアクトルケース４の材質の項に列挙するものが挙げられる。リアクトルケース４と冷却ケース８とは、同一材質である形態、一部が共通の材質である形態、全部が異なる形態のいずれでもよい。
【００５５】
液体冷媒８Ｌは、リアクトル１の使用時の最高到達温度によって形態が変化しないもの(例えば、液体では気化しないもの)であると、冷却能力が高く、好適に利用できる。具体的な材質は、オートマチックトランスミッションの潤滑油であるＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｆｌｕｉｄ）、フロリナート（登録商標）などのフッ素系不活性液体、ＨＣＦＣ−１２３やＨＦＣ−１３４ａなどのフロン系冷媒、メタノールやアルコールなどのアルコール系冷媒、アセトンなどのケトン系冷媒などが挙げられる。リアクトル１が自動車用途である場合などでは、ＡＴＦを流用すると、液体冷媒８Ｌを別途用意しなくてよく、循環供給機構を構築すれば、液体冷媒８Ｌを利用したリアクトル１の放熱構造を簡単に形成できる。
【００５６】
（用途）
上述のリアクトル１は、通電条件が、例えば、最大電流（直流）：１００Ａ〜１０００Ａ程度、平均電圧：１００Ｖ〜１０００Ｖ程度、使用周波数：５ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度である用途、代表的には電気自動車やハイブリッド自動車などの車載用電力変換装置の構成部品に好適に利用することができる。
【００５７】
（主要な効果）
リアクトル１は、以下の理由によって、放熱性に優れる。
（１）リアクトル１は、その大半、具体的には、固定対象（冷却ケース８）に接触する箇所以外の全体が液体冷媒８Ｌに接触できるため、液体冷媒８Ｌの高い冷却能力を利用して、効果的に放熱できる。
（２）リアクトル１は、特に、コイル２と磁性コア３との組合体１０を収納するリアクトルケース４が浅いため、組合体１０の一部がケース４に覆われず露出されている。そのため、使用時に発熱して高温になり易いコイル３及びこのコイル３からの熱を受けて高温になり易い磁性コア２の双方についてケース４に覆われない露出領域は、液体冷媒８Ｌと接触できるため、液体冷媒８Ｌの高い冷却能力を利用して、効果的に放熱できる。
【００５８】
（３）コイル２と磁性コア３との組合体１０において封止材１０に埋設されている領域については、組合体１０と底板部４０とが接合層４２によって接合されているため、熱伝導性に優れる金属製の底板部４０を介して、コイル２及び磁性コア３の双方の熱を効果的に放熱できる。
（４）コイル素子２ａ，２ｂが角筒状のエッジワイズコイルであることから、コイル２における底板部４０側の領域を平面状にし易く、接合層４２を介して底板部４０との接触面積を大きく確保し易いことからも、効果的に放熱できる。
【００５９】
かつ、リアクトル１は、リアクトルケース４の側壁部４１及びケース４内に充填される封止材１００の双方が組合体１０の周囲を囲むように環状に存在するため、一体物としての剛性を高められて、振動や騒音を抑制、低減できる。
【００６０】
以下、リアクトル１の各構成要素について、その他の利用可能な構成を列挙する。
【００６１】
・コイル
コイル２は、代表的には、接続部の無い１本の連続する巻線２ｗを螺旋状に巻回して構成される。各コイル素子２ａ，２ｂは互いに同一の巻数であり、両コイル素子２ａ，２ｂは電気的に直列に接続される。コイル素子２ａ，２ｂの端面形状は、上述の角筒状などの他、円環状など、適宜変更することができる。
【００６２】
各コイル素子を別々の巻線によって作製し、各コイル素子の巻線の一端部同士を溶接や半田付け、圧着などによって直接接合されたコイルや、別途用意した連結部材（例えば、板材）を介して接合されたコイルとすることができる。
【００６３】
巻線２ｗは、銅やアルミニウム、その合金といった導電性材料からなる導体の外周に、絶縁材（代表的にはポリアミドイミド）からなる絶縁被覆を備える被覆線を好適に利用できる。導体は、丸線や平角線が代表的である。この例のように、巻線２ｗに（被覆）平角線を用いてエッジワイズコイルとした場合、丸線を用いた場合よりも占積率が高いコイルを形成し易いため、小型にし易い。
【００６４】
コイル２を形成する巻線２ｗの両端部は、絶縁被覆が剥がされて露出された導体部分に、端子金具（図示せず）が接続される。端子金具を介して、コイル２に電力供給を行う電源などの外部装置（図示せず）が接続される。端子金具を介さずに外部装置の接続箇所に直接接続されることもある。巻線２ｗと端子金具との接合は、適宜な時期に行うとよい。
【００６５】
・磁性コア
内側コア部３１，外側コア部３２は、軟磁性材料を主成分とするコア片を備える。磁性コア３は、コア片よりも比透磁率が低い材料からなるギャップ材やエアギャップを備えることができる。実施形態１では、図２，図４に示すように内側コア部３１をコア片３１ｍとギャップ材３１ｇとが交互に積層配置された積層体とし、外側コア部３２をコア片としているが、外側コア部３２にギャップ材やエアギャップを備えた形態としたり、磁性コア３全体にギャップ材やエアギャップを有さない形態としたりすることができる。実施形態１では、内側コア部３１を直方体状、外側コア部３２を、その端面が凸形状（ドーム形状）の異形柱状体としているが、例えば、内側コア部３１を円柱状など、外側コア部３２を直方体状などとすることができる。コア片やギャップ材３１ｇの形状、個数は適宜選択することができる。
【００６６】
軟磁性材料には、鉄や鉄合金、希土類元素を含む合金といった金属、フェライトといった非金属などが挙げられる。鉄合金としては、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｎ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃ系合金、Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ｐ系合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金、及びＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金などが挙げられる。コア片は、上記軟磁性材料からなる軟磁性粉末を用いた成形体や、絶縁被膜を有する磁性薄板（例えば、ケイ素鋼板に代表される電磁鋼板）を複数積層した積層体を利用できる。上記成形体は、圧粉成形体（圧粉磁心）、焼結体、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料などが挙げられる。
【００６７】
圧粉成形体は、代表的には、原料粉末を加圧成形後、適宜熱処理を施すことで製造される。原料粉末は、上述の軟磁性材料からなる軟磁性粉末、上述の軟磁性材料が金属の場合に金属粒子の表面に絶縁被覆を備える被覆粉末、軟磁性粉末や被覆粉末に熱可塑性樹脂などの樹脂や高級脂肪酸などの添加剤（代表的には、熱処理によって消失、又は別の物質（例えば、絶縁物）に変化するもの）を適宜混合した混合粉末が挙げられる。絶縁被覆は、例えば、リン酸化合物、珪素化合物、ジルコニウム化合物、アルミニウム化合物、硼素化合物などが挙げられる。被覆粉末を利用すると、金属粒子間に絶縁物が介在して絶縁性に優れ、低損失な圧粉成形体が得られる。また、圧粉成形体は、原料粉末に純鉄粉（好ましくは被覆粉末）を用いると、成形性に優れ、コア片を製造し易い。圧粉成形体の磁気特性は、例えば、飽和磁束密度が１．０Ｔ以上、更に１．６Ｔ以上、１．８Ｔ以上、２Ｔ以上、比透磁率が５０以上５００以下、が挙げられる。
【００６８】
複合材料は、代表的には、射出成形、トランスファー成形、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ）、注型成形、軟磁性粉末と粉末状の固体樹脂とを用いたプレス成形などにより製造できる。列挙した製法のうちプレス成形以外の方法では、軟磁性粉末と樹脂とを含む混合物を成形型に充填して成形した後、上記樹脂を適宜硬化することで、所望の立体形状の複合材料が容易に得られる。
【００６９】
複合材料は、複雑な形状のコア片を容易に成形できて好ましい。また、射出成形などによって複合材料のコア片を成形した場合、表面に極薄く樹脂層が形成される傾向にある。従って、磁性コア３のうち、少なくともコイル２に覆われず露出される領域（例えば、外側コア部３２）を複合材料とすると、液体冷媒８Ｌに対する耐食性に優れるリアクトル１とすることができる。また、この樹脂層によって、液体冷媒８Ｌ内に複合材料中の粉末が脱落して混入することも防止できると期待される。内側コア部３１を複合材料とすることももちろんできる。
【００７０】
複合材料に用いる軟磁性粉末は、上述の軟磁性材料からなる粉末を利用できる。圧粉成形体、複合材料のいずれにおいても、単一の材質の軟磁性粉末のみを用いた形態、材質の異なる複数種の軟磁性粉末を含む形態のいずれも利用できる。また、軟磁性粉末の平均粒径は、１μｍ以上１０００μｍ以下、特に１０μｍ以上５００μｍ以下程度が挙げられる。粒径が異なる複数種の粉末（粗大粉末及び微細粉末）を含む混合粉末を利用してもよい。上記の粒径範囲であると、例えば、複合材料では、上記混合物の流動性に優れて、射出成形などを利用してコア片を製造し易い。
【００７１】
複合材料中のバインダとなる樹脂は、代表的には、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が挙げられる。その他、ＰＰＳ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂、常温硬化性樹脂、又は低温硬化性樹脂を利用することができる。
【００７２】
上記複合材料中の軟磁性粉末の含有量は、複合材料を１００体積％とするとき、２０体積％以上７５体積％以下が挙げられる。軟磁性粉末が２０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。軟磁性粉末が７５体積％以下であると、軟磁性粉末と樹脂とを含む混合物の流動性に優れ、複合材料の製造性に優れる。軟磁性粉末の含有量は、３０体積％以上、更に４０体積％以上が挙げられる。また、軟磁性粉末の含有量は、７０体積％以下、更に６５体積％以下、６０体積％以下が挙げられる。
【００７３】
軟磁性粉末及び樹脂に加えて、アルミナやシリカなどのセラミックスといった非磁性体からなる粉末（フィラー）を含有する複合材料とすることができる。この複合材料は、放熱性の向上、軟磁性粉末の偏在の抑制（均一的な分散）を図ることができる。フィラーは、軟磁性粉末よりも微粒であると、フィラーの含有による軟磁性粉末の割合の低下を抑制できる。フィラーの含有量は、複合材料を１００質量％とするとき、０．２質量％以上２０質量％以下であると、上記効果を十分に得られる。
【００７４】
上記複合材料は、軟磁性粉末の材質や含有量、フィラーの有無などを調整することで、コア片の磁気特性を容易に調整できる。つまり、所望の磁気特性を有するコア片や磁性コア３を製造し易い。また、複合材料は、樹脂を含有することから、軟磁性粉末の材質が圧粉成形体を構成する粒子の材質と同じである場合でも、飽和磁束密度が低く、かつ比透磁率も低くなる傾向にある。複合材料の磁気特性は、例えば、飽和磁束密度が０．６Ｔ以上、更に１．０Ｔ以上、比透磁率が５以上５０以下、更に１０以上３５以下が挙げられる。この場合、比透磁率が比較的低いため、ギャップ材３１ｇを省略してギャップレス構造の磁性コア３とすることができる。磁性コア全体の比透磁率（ギャップ材を含む場合はギャップ材も含めた全体の比透磁率）は５以上５０以下が挙げられる。
【００７５】
なお、上述の比透磁率及び飽和磁束密度は、以下のようにして測定する。各コア片と同じ材料で、外径３４ｍｍ、内径２０ｍｍ、厚さ５ｍｍのリング状試験片を作製する。この試験片に、一次側３００巻、二次側２０巻きの巻線を施し、試験片のＢ−Ｈ初磁化曲線をＨ＝０（Ｏｅ）〜１００（Ｏｅ）の範囲で測定する。測定には、例えば、理研電子株式会社製ＢＨカーブトレーサ「ＢＨＳ−４０Ｓ１０Ｋ」を用いることができる。得られたＢ−Ｈ初磁化曲線の勾配（Ｂ／Ｈ）の最大値を求め、この最大値をコア片の比透磁率とする。通常、Ｈ＝０又はＨ＝０付近で、Ｂ−Ｈ初磁化曲線の勾配（Ｂ／Ｈ）は最大となる。ここでの磁化曲線とは、いわゆる直流磁化曲線である。また、ここでの比透磁率とはいわゆる直流透磁率であって、交流磁場中で測定された交流比透磁率とは異なる。コア片の飽和磁束密度は、上記試験片に対して電磁石で１００００（Ｏｅ）の磁界を印加し、十分に磁気飽和させたときの磁束密度とする。
【００７６】
磁性コア３は、その全体が一様な磁気特性を有する形態、部分的に磁気特性が異なる形態のいずれも利用できる。例えば、内側コア部３１と外側コア部３２とで磁気特性を異ならせることができる。全体が一様な磁気特性を有する形態は、例えば、（１）内側コア部３１と外側コア部３２とが共に圧粉成形体である形態、（２）内側コア部３１と外側コア部３２とが共に複合材料である形態が挙げられる。部分的に磁気特性が異なる形態は、例えば、（１）全てのコア片が複合材料から構成され、内側コア部３１のコア片３１ｍと外側コア部３２とで異なる磁性粉末の材質や割合である形態、（２）全てのコア片が圧粉成形体であり、内側コア部３１のコア片３１ｍと外側コア部３２とで異なる材質である形態、（３）内側コア部３１のコア片３１ｍ（外側コア部３２）が複合材料、外側コア部３２（内側コア部３１のコア片３１ｍ）が圧粉成形体や上述の磁性薄板の積層体である形態が挙げられる。
【００７７】
内側コア部３１のコア片３１ｍの飽和磁束密度＞外側コア部３２の飽和磁束密度とすると、内側コア部３１における磁束を通過させる箇所の面積を小さくし易く、リアクトル１の小型化を図ることができる。内側コア部３１のコア片３１ｍの比透磁率＜外側コア部３２の比透磁率とすると、外側コア部３２の比透磁率が相対的に高いことで、外側コア部３２での漏れ磁束を低減し易い。
【００７８】
ギャップ材３１ｇの具体的な材料は、アルミナや不飽和ポリエステルなどの非磁性材料、ＰＰＳ樹脂などの非磁性材料と磁性材料（例えば、鉄粉などの軟磁性粉末）とを含む混合物などが挙げられる。ギャップ材３１ｇを上記混合物で構成する場合は、ギャップ材３１ｇの比透磁率は、例えば、１．０５以上２以下が挙げられる。ギャップ材３１ｇは内側コア部３１のコア片３１ｍの端面３１ｅ（図４）に対応した形状の平板が代表的である。
【００７９】
・インシュレータ
更に、リアクトル１は、コイル２と磁性コア３との間にインシュレータ５を介在することができる。この形態は、インシュレータ５によって、コイル２と磁性コア３との間の絶縁性を高めたり、コイル２と磁性コア３との相互の位置をずれ難くしたりすることができる。
【００８０】
図４にインシュレータ５の一例を示す。図４に示すインシュレータ５は、各コイル素子２ａ、２ｂの軸方向に分割可能な一対の同一形状の分割片５０ａ，５０ｂを組み合わせて構成される。各分割片５０ａ，５０ｂはそれぞれ、コイル素子２ａ又はコイル素子２ｂと内側コア部３１との間に介在されて両者を絶縁する周壁部５１と、各コイル素子２ａ，２ｂの端面と外側コア部３２の内端面３２ｅとの間に介在されて両者を絶縁する一対の枠板部５２とを備える。周壁部５１と枠板部５２とは、一体成形物であり、枠板部５２の一面から周壁部５１が突出している。周壁部５１と枠板部５２とを別部材とすることができる。
【００８１】
周壁部５１は、複数の帯片で構成される。ここでは、¬型の帯片であり、枠板部５２における内側コア部３１が挿通される開口縁（ここでは、内側コア部３１の端面３１ｅの形状に沿った矩形状の周縁）における四つの角部にそれぞれ帯片が設けられている。このような周壁部５１が内側コア部３１の外周に配置されると、内側コア部３１の外周面の一部が帯片間からが露出される。
【００８２】
上記帯片におけるコイル２の軸方向に沿った長さ（突出長さ）は、適宜選択できる。ここでは、分割片５０ａ，５０ｂをコイル２及び磁性コア３に組み合わせたとき、突き合わされた一方の分割片５０ａの帯片と他方の分割片５０ｂの帯片との合計長さは、内側コア部３１における軸方向の長さ（以下、内側コア部の長さと呼ぶ）に実質的に等しくしている。つまり、各分割片５０ａ，５０ｂの帯片の長さは、内側コア部の長さの約半分である。この場合、図４に示すように、帯片の端部を凹凸形状などとして、両分割片５０ａ，５０ｂの帯片同士が係合する構成とすると、両分割片５０ａ，５０ｂの位置決めを行い易く、組合体１０の組立作業性に優れる、両分割片５０ａ，５０ｂが位置ずれし難い、分割片５０ａ，５０ｂの連結状態を維持し易い、といった利点がある。コイル２と磁性コア３との絶縁を確保できれば、上記合計長さを内側コア部３１の長さよりも短くしても構わない。周壁部５１の形状は適宜変更できる。例えば、周壁部５１は、内側コア部３１の外周面の周方向全周を覆う筒状体としたり、］型の帯片としたりすることができる。
【００８３】
各枠板部５２は、コイル素子２ａ，２ｂの両端面、及び内側コア部３１の端面３１ｅと外側コア部３２の内端面３２ｅとの間に介在され、コイル素子２ａ，２ｂと外側コア部３２との間を絶縁する。枠板部５２は、各内側コア部３１がそれぞれ挿通可能な一対の開口部(貫通孔)を有するＢ字状の平板部材である。各枠板部５２においてコイル２側に配置される面は、コイル２の端面に面接触するように、コイル素子２ａ，２ｂの螺旋状の端面に沿った傾斜形状になっている。また、コイル素子２ａ，２ｂの螺旋状の端面に沿って、枠板部５２の厚さが徐々に薄く（又は厚く）なっている。
【００８４】
その他、分割片５０ａ，５０ｂは、枠板部５２におけるコイル２側に配置される面から突出し、コイル素子２ａ，２ｂ間に介在されて両者の絶縁を確保する仕切り板５３、枠板部５２における外側コア部３２側に配置される面から突出し、外側コア部３２を位置決めする一対の突起からなる位置決め部５４を備える。仕切り板５３の大きさ、配置領域、位置決め部５４の形状、大きさ、配置箇所は、適宜選択できる。例えば、位置決め部を溝で構成してもよい。その他、少なくとも一つの分割片において、枠板部５２におけるコイル２側に配置される面から突出し、コイル２の連結部２ｒと外側コア部３２との間に介在される庇部（図示せず）を備えることができる。上述したコイル２側の面に設けられる螺旋状の傾斜、仕切り板５３、位置決め部５４、及び庇部の少なくとも一つを省略することができる。
【００８５】
インシュレータ４の構成材料は、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、ナイロン６６、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００８６】
・リアクトルケース
リアクトルケース４の構成材料には、金属や樹脂が挙げられる。具体的な金属は、アルミニウムやその合金、マグネシウムやその合金、銅やその合金、銀やその合金、鉄やオーステナイト系ステンレス鋼などが挙げられる。アルミニウムやその合金は、軽量で放熱性に優れるケース４とすることができる。マグネシウムやその合金は、軽量で制振性に優れるケース４とすることができる。ステンレス鋼は、液体冷媒８Ｌに対する耐食性、機械的強度に優れるケース４とすることができる。特に、金属は、樹脂に比較して、強度、剛性に優れる傾向にあり、振動や騒音を抑制、低減し易く、放熱性にも優れるリアクトル１を構築できる。その他、金属製のケース４はシールド効果も期待できる。
【００８７】
一方、リアクトルケース４の構成材料となる具体的な樹脂は、ＰＰＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ウレタン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂などが挙げられる。樹脂は、軽量で、電気絶縁性、液体冷媒８Ｌに対する耐食性や耐薬品性に優れるケース４とすることができる。
【００８８】
特に、底板部４０は、リアクトル１が冷却ケース８に設置されるときに、冷却ケース８に接して固定されることから、強度、放熱性に優れることが好ましい。この点から、底板部４０は、上述の金属から構成されることが好ましい。底板部４０の厚さは、強度、シールド性、放熱性、騒音特性などを考慮して、例えば、２ｍｍ以上５ｍｍ以下程度が挙げられる。
【００８９】
側壁部４１も金属製とすると、上述のように振動や騒音を抑制、低減し易いリアクトル１を構築できる。ここで、図１，図２に示すようにリアクトルケース４は、底板部４０と側壁部４１とを分解可能な構成としているため、両者が異種の材料で構成された形態とすることができる。例えば、底板部４０と側壁部４１とが異種の金属で構成された形態とすることができる。又は、側壁部４１を上述の樹脂から構成される形態とすると、コイル２との間の絶縁性の向上及びコイル２と側壁部４１とを近接配置できることによるリアクトル１の小型化、ケース４の軽量化、液体冷媒８Ｌに対する耐薬品性の向上などを図ることができる。例えば、樹脂製の側壁部４１の場合、コイル２の外周面と側壁部４１の内面との間隔を０ｍｍ以上１．０ｍｍ以下程度とすることができる。側壁部４１の厚さは、コイル２と磁性コア３との組合体１０の外周を囲む封止材１００を十分に保持でき、かつリアクトル１を十分な剛体に維持でき、並びに液体冷媒８Ｌによる冷却効果をある程度受けられるように、できるだけ薄いことが好ましい。なお、同種の材料で底板部４０と側壁部４１とを構成する場合でも、それぞれが独立していることで、別個に製造でき、両者が一体成形物である場合よりも製造し易い。また、この場合、上述の接合層４２の形成などを行い易い。
【００９０】
底板部４０、側壁部４１の外形は適宜選択することができる。ここでは、底板部４０は、図３に示すように矩形状であり、四隅のそれぞれから突出したフランジ部を備える。このフランジ部は、冷却ケース８に固定するための取付部４００を構成する。側壁部４１も取付部４１１を有しており、底板部４０と側壁部４１とを組み付けてリアクトルケース４を形成した場合、底板部４０の取付部４００と側壁部４１の取付部４１１とが重なるように側壁部４１も矩形枠状に設けられている。取付部４００，４１１にはそれぞれ、ボルト９（図５）が挿通されるボルト孔が連通するように設けられている。取付部４００，４１１の形状、個数などは適宜選択することができる。側壁部４１が樹脂製である場合、ボルト孔を金属管によって構成すると強度に優れる。
【００９１】
底板部４０と側壁部４１との連結は、ここではボルト４５と接着剤とを併用しているが、いずれか一方のみとすることができる。底板部４０と側壁部４１とを接着剤によって一体化する場合、この接着剤によって両者間を密閉して未硬化の封止材１００の漏洩を防止でき、パッキンなどのシール材を省略できる。ボルト４５のみによって底板部４０と側壁部４１とを一体化する場合、底板部４０と側壁部４１との間にパッキン（図示せず）を備えると、封止材１００の充填にあたり、底板部４０と側壁部４１との隙間から未硬化の封止材１００が漏れることを防止できる。
【００９２】
接合層４２は、代表的には、リアクトル１の使用時における最高到達温度に対して軟化しない程度の耐熱性を有する樹脂が好適に利用できる。特に、底板部４０が金属製である場合、コイル２との絶縁性を高めるために、接合層４２の構成材料は絶縁性樹脂が好ましい。具体的な樹脂は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂や、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰなどの熱可塑性の絶縁性樹脂が接合層４２に好適に利用できる。この絶縁性樹脂に、上述のセラミックスフィラーが含有された形態とすると、放熱性を向上させることができる。接合層４２の熱伝導率は、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上、更に０．１５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特に２．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であると、熱伝導性に優れて好ましい。例えば、アルミナからなるフィラーを含有するエポキシ系接着剤を利用すると、熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋ以上の接合層４２とすることができる。
【００９３】
［実施形態２］
実施形態１では、リアクトルケース４を構成する底板部４０と側壁部４１とが独立した部材である形態を説明した。底板部と側壁部とが一体に成形されたリアクトルケース（図示せず）を備える形態とすることができる。この形態では、例えば、金属製のリアクトルケースとすると、上述のように剛性を高められて、振動や騒音を抑制できる上に、熱伝導性に優れるため、放熱性をより高められる。例えば、樹脂製のリアクトルケースとすると、上述のように軽量化、絶縁性、液体冷媒８Ｌに対する耐食性や耐薬品性に優れる。また、いずれの場合も、側壁部の高さが低く、浅いケースであることから、ケースを製造し易く、組合体１０の収納も行い易い。
【００９４】
［実施形態３］
実施形態１では、コイル２と磁性コア３との組合体１０において、封止材１００に埋設されない領域（接触領域４８）が、樹脂などにも覆われず、完全に露出した形態を説明した。この露出領域の少なくとも一部にコーティング層を設けることができる。特に、磁性コア３のうち、コイル２が配置されず露出され、液体冷媒８Ｌが接触する領域、ここでは外側コア部３２にコーティング層（図示せず）を備える形態とすると、外側コア部３２の主成分が金属である場合に、外側コア部３２における液体冷媒８Ｌに対する耐食性を高められる。特に、外側コア部３２が金属粉末の圧粉成形体である場合、軟磁性粉末の充填率が高いため、錆び易い素材であることから、コーティング層を備えると、錆の発生を効果的に防止できる。また、外側コア部３２が圧粉成形体である場合、コーティング層によって、圧粉成形体の構成粉末が液体冷媒８Ｌに脱落して、液体冷媒８Ｌ中に混入することを抑制できる。
【００９５】
磁性コア３のうち、複合材料で構成される部分を有する場合、複合材料は、上述のように表面に極薄く樹脂層が形成されることから、コーティング層を設けてなくてもよいが、コーティング層を設けることができる。
【００９６】
コーティング層の構成材料には、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、アミドイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂（いわゆるワニス）、シリコーン樹脂、フェノール樹脂などの各種の樹脂や有機物を利用することができる。また、コーティング層の厚さは０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましい。コーティング層の厚さを０．１ｍｍ以上とすることで、液体冷媒８Ｌによる組合体１０の露出領域（特に磁性コア３の外側コア部３２）の腐食を防止できる。コーティング層の厚さを３ｍｍ以下とすることで、コーティング層が厚過ぎず、コーティング層を備える領域についても、液体冷媒８Ｌによる冷却効果が期待できる。コーティング層の形成には、例えば、対象（コア片など）を液状のコーティング剤に浸漬させた後、適宜な方法で硬化させる浸漬法、対象に刷毛やスプレーなどでコーティング剤を塗布する塗布法などが利用できる。
【００９７】
外側コア部３２に加えて内側コア部３１の表面にもコーティング層３１ｃ（図２，図４）を備えることができる。この形態は、内側コア部３１の耐食性の向上、コイル２との絶縁性の向上、及び液体冷媒８Ｌ中への磁性コア３の構成材料の脱落・混入の防止を図ることができる。内側コア部３１のコーティング層３１ｃは、例えば、コア片３１ｍとギャップ材３１ｇとの積層体を作製し、この積層体に対して、上述の浸漬法や塗布法を利用して形成することができる。コーティング層３１ｃを比較的厚く形成する場合、上述のインシュレータ５（特に周壁部５１）を省略しても、コイル２と内側コア部３１との間の絶縁を確保できる。即ち、コーティング層３１ｃをインシュレータとして機能させることができ、部品点数を低減できる。
【００９８】
その他、磁性コア３の一方又は両方の内側コア部３１と、周壁部５１と、一方の枠板部５２とを樹脂によって一体に成形したコア部品（図示せず）とすることができる。又は、磁性コア３の一方又は両方の内側コア部３１と、一方の外側コア部３２と、周壁部５１と、一方の枠板部５２とを樹脂によって一体に成形したコア部品（図示せず）とすることができる。このコア部品では、上記樹脂をコーティング層やインシュレータとして機能させることができる。また、上記コア部品を利用する形態は、組み付け作業が必要な部品点数を低減できるため、リアクトル１の製造性に優れる。この樹脂には、ＰＰＳ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＬＣＰ、ナイロン６、ナイロン６６、ＰＢＴ樹脂などの熱可塑性樹脂が利用できる。又、コイル２と磁性コア３との組合体１０の全体を覆うようにコーティング層を設けることができる。
【００９９】
［実施形態４］
図６に示すように、リアクトルの動作時の物理量を測定するためのセンサ７を備える形態とすることができる。特に、センサ７の配置箇所は、コイル２が一対のコイル素子２ａ，２ｂを備える場合、両コイル素子２ａ，２ｂとリアクトルケース４の底板部４０とで囲まれる空間（図６では台形状空間）とすることが挙げられる。センサ７の配置箇所を上記空間とすると、リアクトル、特にコイル２の物理量を正確に測定し易い。ここで、実施形態１のリアクトル１は、液体冷媒８Ｌに浸漬される得る箇所（冷却ケース８内）に収納される。そのため、センサ７を液体冷媒８Ｌに接触し得る箇所に配置すると、リアクトル１の物理量を適切に測定できない恐れがある。一方、リアクトル１では、上記空間に封止材１００が充填される。従って、上記空間にセンサ７が配置されることで、上記空間内のセンサ７の周囲が封止材１００で覆われ、センサ７が液体冷媒８Ｌに直接接触することがない。特に、センサ７が、上記空間に、別途接着剤７０によって固定された形態とすると、センサ７が液体冷媒８Ｌに接触せず、かつ、センサ７を接着剤７０で固定してから封止材１００を充填することで、封止材１００の充填時にセンサ７の位置がずれることも防止できて好ましい。
【０１００】
センサ７は、例えば、温度センサ、電流センサ、電圧センサ、磁束センサ、加速度センサなどが挙げられる。より具体的なセンサ７として、サーミスタといった感熱素子と、感熱素子を保護する保護部（例えば、樹脂などのチューブ）とを備える温度センサが挙げられる。接着剤７０は、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤などを利用できる。上述の接合層４２を形成する接着シートや接着剤の上に、センサ７を固定する接着剤７０を別途設けることができるが、この接着シートなどをセンサ７の固定にも利用することができる。つまり、接合層４２がセンサ７を固定する接着剤７０を兼ねる。この場合、この接着シートなどの硬化工程で、組合体１０と底板部４０との接合、底板部４０と側壁部４１との接合、センサ７の底板部４０への固定を同時に行えて、リアクトル１の製造性に優れる。
【０１０１】
［実施形態５］
実施形態１では、リアクトル１の収納対象として冷却ケース８を説明したが、実施形態のリアクトルとして、冷却ケース８を備える形態とすることができる。
【０１０２】
［実施形態６］
実施形態１〜５のリアクトルは、例えば、車両などに載置されるコンバータの構成部品や、このコンバータを備える電力変換装置の構成部品に利用することができる。
【０１０３】
例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車といった車両１２００は、図７に示すようにメインバッテリ１２１０と、メインバッテリ１２１０に接続される電力変換装置１１００と、メインバッテリ１２１０からの供給電力により駆動して走行に利用されるモータ（負荷）１２２０とを備える。モータ１２２０は、代表的には、３相交流モータであり、走行時、車輪１２５０を駆動し、回生時、発電機として機能する。ハイブリッド自動車の場合、車両１２００は、モータ１２２０に加えてエンジンを備える。なお、図７では、車両１２００の充電箇所としてインレットを示すが、プラグを備える形態とすることができる。
【０１０４】
電力変換装置１１００は、メインバッテリ１２１０に接続されるコンバータ１１１０と、コンバータ１１１０に接続されて、直流と交流との相互変換を行うインバータ１１２０とを有する。この例に示すコンバータ１１１０は、車両１２００の走行時、２００Ｖ〜３００Ｖ程度のメインバッテリ１２１０の直流電圧（入力電圧）を４００Ｖ〜７００Ｖ程度にまで昇圧して、インバータ１１２０に給電する。また、コンバータ１１１０は、回生時、モータ１２２０からインバータ１１２０を介して出力される直流電圧（入力電圧）をメインバッテリ１２１０に適合した直流電圧に降圧して、メインバッテリ１２１０に充電させている。インバータ１１２０は、車両１２００の走行時、コンバータ１１１０で昇圧された直流を所定の交流に変換してモータ１２２０に給電し、回生時、モータ１２２０からの交流出力を直流に変換してコンバータ１１１０に出力している。
【０１０５】
コンバータ１１１０は、図８に示すように複数のスイッチング素子１１１１と、スイッチング素子１１１１の動作を制御する駆動回路１１１２と、リアクトルＬとを備え、ＯＮ／ＯＦＦの繰り返し（スイッチング動作）により入力電圧の変換（ここでは昇降圧）を行う。スイッチング素子１１１１には、ＦＥＴ，ＩＧＢＴなどのパワーデバイスが利用される。リアクトルＬは、回路に流れようとする電流の変化を妨げようとするコイルの性質を利用し、スイッチング動作によって電流が増減しようとしたとき、その変化を滑らかにする機能を有する。このリアクトルＬとして、上記実施形態１〜５のリアクトル１などを備える。特に、コンバータ１１１０内に液体冷媒８Ｌを供給可能な冷却ケース８を備える場合、この冷却ケース８内にリアクトル１などを収納することで、放熱性に優れる上に、振動や騒音を抑制できる構造を容易に構築することができる。電力変換装置１１００やコンバータ１１１０は、放熱性に優れる上に、振動や騒音を抑制できるリアクトル１などを備えることで、放熱性に優れ、振動や騒音を抑制できる。
【０１０６】
なお、車両１２００は、コンバータ１１１０の他、メインバッテリ１２１０に接続された給電装置用コンバータ１１５０や、補機類１２４０の電力源となるサブバッテリ１２３０とメインバッテリ１２１０とに接続され、メインバッテリ１２１０の高圧を低圧に変換する補機電源用コンバータ１１６０を備える。コンバータ１１１０は、代表的には、ＤＣ−ＤＣ変換を行うが、給電装置用コンバータ１１５０や補機電源用コンバータ１１６０は、ＡＣ−ＤＣ変換を行う。給電装置用コンバータ１１５０のなかには、ＤＣ−ＤＣ変換を行うものもある。給電装置用コンバータ１１５０や補機電源用コンバータ１１６０のリアクトルに、上記実施形態１〜５のリアクトルなどと同様の構成を備え、適宜、大きさや形状などを変更したリアクトルを利用することができる。また、入力電力の変換を行うコンバータであって、昇圧のみを行うコンバータや降圧のみを行うコンバータに、上記実施形態１〜５のリアクトルなどを利用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明のリアクトルは、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車などの車両に搭載される車載用コンバータ（代表的にはＤＣ−ＤＣコンバータ）や空調機のコンバータなどの種々のコンバータ、電力変換装置の構成部品に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１  リアクトル  １０  組合体  １００  封止材
２  コイル
２ａ，２ｂ  コイル素子  ２ｒ  連結部  ２ｗ  巻線
３  磁性コア
３１  内側コア部  ３１ｅ  端面  ３１ｍ  コア片  ３１ｇ  ギャップ材
３２  外側コア部  ３２ｅ  内端面  ３１ｃ  コーティング層
４  リアクトルケース
４０  底板部  ４０ｉ  載置面（内面）  ４１  側壁部  ４２  接合層
４００，４１１  取付部  ４５  ボルト  ４８  液体冷媒との接触領域
５  インシュレータ
５０ａ，５０ｂ  分割片  ５１  周壁部  ５２  枠板部  ５３  仕切り板
５４  位置決め部
７  センサ
７０  接着剤
８  冷却ケース
８０ｉ  供給口  ８０ｏ  排出口  ８１  取付面
８Ｌ  液体冷媒
９  ボルト
ｈ  組合体の高さ  ｈｓ  側壁部の高さ  ｈｐ  充填高さ
１１００  電力変換装置  １１１０  コンバータ
１１１１  スイッチング素子  １１１２  駆動回路  Ｌ  リアクトル
１１２０  インバータ
１１５０  給電装置用コンバータ  １１６０  補機電源用コンバータ
１２００  車両  １２１０  メインバッテリ  １２２０  モータ
１２３０  サブバッテリ  １２４０  補機類  １２５０  車輪
【図１】
2015012147.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2015012147.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015012147.tif 000009
【図８】
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