(57)【要約】【課題】磁性コアを構成する分割コアの連結が容易で、生産性に優れるリアクトルを提供する。【解決手段】巻線を巻回して構成されるコイル素子を有するコイルと、二つ以上の分割コアを連結させることで構成される磁性コアと、を備えるリアクトルである。このリアクトルは、各分割コア同士を連結するスライド連結機構を備え、そのスライド連結機構は、一方の分割コアに設けられるスライド溝と、他方の分割コアに設けられ、スライド溝に嵌め込まれるスライド突起と、を備える。【選択図】図２
2015126141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線を巻回して構成されるコイル素子を有するコイルと、
二つ以上の分割コアを連結させることで構成される磁性コアと、を備えるリアクトルであって、
前記コイルの設置面に配置される放熱板と、
各分割コア同士を連結するスライド連結機構と、を備え、
前記スライド連結機構は、
連結される分割コアのうちの一方の分割コアに設けられるスライド溝と、
前記一方の分割コアと連結される他方の分割コアに設けられ、前記スライド溝に嵌め込まれるスライド突起と、を備えるリアクトル。
【請求項２】
巻線を巻回して構成されるコイル素子を有するコイルと、
二つ以上の分割コアを連結させることで構成される磁性コアと、を備えるリアクトルであって、
各分割コア同士を連結するスライド連結機構を備え、
前記スライド連結機構は、
連結される分割コアのうちの一方の分割コアに設けられるスライド溝と、
前記一方の分割コアと連結される他方の分割コアに設けられ、前記スライド溝に嵌め込まれるスライド突起と、を備えるリアクトル。
【請求項３】
前記スライド連結機構のスライド方向は、前記コイル素子の軸方向に交差する方向となっている請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
【請求項４】
前記コイルは、互いに並列される二つのコイル素子を備え、
前記スライド連結機構のスライド方向が、前記二つのコイル素子の並列方向と、前記コイル素子の軸方向と、に直交する方向となっている請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
【請求項５】
前記磁性コアは、第一分割コアと第二分割コアとを前記スライド連結機構で連結させることで構成されており、
前記第一分割コアは、前記二つのコイル素子のそれぞれの内部に配置される二つの内側コア部と、前記二つの内側コア部の一端側に一体化され、前記コイル素子から突出する第一の外側コア部と、で構成され、
前記第二分割コアは、前記二つの内側コア部の他端側に配置され、前記コイル素子から突出する第二の外側コア部で構成されている請求項４に記載のリアクトル。
【請求項６】
前記スライド溝が、前記一方の分割コアのうち、前記コイル素子の内部に配置される内側コア部に形成され、
前記スライド突起が、前記他方の分割コアのうち、前記コイル素子から突出する外側コア部に形成されている請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項７】
前記一方の分割コアにおける前記スライド連結機構のスライド方向の終端側に設けられ、前記他方の分割コアを当て止めすることで前記スライド連結機構のスライド限界位置を規定する当て止め部、
または前記他方の分割コアにおける前記スライド連結機構のスライド方向の終端部に設けられ、前記一方の分割コアを当て止めすることで前記スライド連結機構のスライド限界位置を規定する当て止め部を備える請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項８】
前記複数の分割コアの少なくとも一つが、軟磁性粉末の圧粉成形体を含む磁性部と、その外周に設けられる樹脂モールド部と、を有し、
前記樹脂モールド部の凹凸によって、前記スライド突起または前記スライド溝が形成されている請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項９】
前記複数の分割コアの少なくとも一つが、樹脂中に軟磁性粉末が分散した複合材料で構成されており、
前記複合材料で構成される分割コアに直接、前記スライド突起または前記スライド溝が形成されている請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項１０】
前記複数の分割コアが全て、樹脂中に軟磁性粉末が分散した複合材料で構成されており、
前記複合材料で構成される分割コアに直接、前記スライド突起または前記スライド溝が形成されている請求項１〜請求項７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コンバータや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。
【背景技術】
【０００２】
リアクトルやモータといった、巻線を巻回してなるコイル素子を有するコイルと、一部がそのコイル素子の内部に挿通される磁性コアと、を備える磁性部品が種々の分野で利用されている。そのような磁性部品として、例えば特許文献１には、ハイブリッド自動車といった車両に載置されるコンバータの回路部品に利用されるリアクトルが開示されている。この特許文献１のリアクトルは、並列に配置される一対のコイル素子を有するコイルと、閉磁路を形成する磁性コアと、を備える。このリアクトルでは、コイル素子の内部に配置される内側コア部となる分割コアと、コイル素子から露出する外側コア部となる分割コアと、を接着剤などで連結させることで磁性コアを構成している。
【０００３】
特許文献１のリアクトルと異なり、コイル素子を一つだけ備えるコイルを用いたリアクトルもある。例えば、概略Ｅ字型の二つの分割コア、もしくは概略Ｅ字型とＩ字型の二つの分割コアを組み合わせて磁性コアを構成したリアクトルが挙げられる。その場合、Ｅ字型の真ん中の突出部分がコイルの内部（つまり、コイル素子の内部）に挿入される。この場合も分割コア同士を接着剤などで連結させることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７９１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、ハイブリッド自動車や電気自動車などの発達に伴いリアクトルの需要が増しており、リアクトルの生産性を今以上に向上させることが求められている。現状、リアクトルの生産工程にはまだまだ煩雑な作業があり、その煩雑な作業を改善する余地がある。
【０００６】
例えば特許文献１に示すように、磁性コアを構成する分割コアを接着剤で連結する場合、接着剤を分割コアに塗布する必要がある。磁性コアを構成する分割コアを接着剤で連結した後、接着剤が硬化するまでの間、各分割コアを治具で保持する必要がある。また、接着剤が硬化することで形成される接着剤層の厚さによって磁性コアの磁気特性が変化する虞があるため、治具による分割コアの保持に慎重さが求められる。このような治具による保持が煩雑であるので、この点を改善することができれば、リアクトルの生産性を向上させることができると考えられる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、磁性コアを構成する分割コアの連結が容易で、生産性に優れ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、巻線を巻回して構成されるコイル素子を有するコイルと、二つ以上の分割コアを連結させることで構成される磁性コアと、を備えるリアクトルである。このリアクトルは、各分割コア同士を連結するスライド連結機構を備え、そのスライド連結機構は、連結される分割コアのうちの一方の分割コアに設けられるスライド溝と、その一方の分割コアと連結される他方の分割コアに設けられ、上記スライド溝に嵌め込まれるスライド突起と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のリアクトルは、リアクトルの磁性コアを構成する分割コアの連結が容易であるため、生産性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に示すリアクトルの斜視図である。
【図２】実施形態１に示すリアクトルの分解斜視図である。
【図３】実施形態１のリアクトルの使用状態を示す概略図である。
【図４】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５】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である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
・本発明の実施形態の説明
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
【００１２】
＜１＞実施形態のリアクトルは、巻線を巻回して構成されるコイル素子を有するコイルと、二つ以上の分割コアを連結させることで構成される磁性コアと、を備えるリアクトルである。このリアクトルは、各分割コア同士を連結するスライド連結機構を備え、そのスライド連結機構は、連結される分割コアのうちの一方の分割コアに設けられるスライド溝と、その一方の分割コアと連結される他方の分割コアに設けられ、上記スライド溝に嵌め込まれるスライド突起と、を備える。
【００１３】
上記構成を備えるリアクトルは生産性に優れる。それは、複数の分割コアを連結させてリアクトルに備わる磁性コアを形成する際、一方の分割コアのスライド溝に他方の分割コアのスライド突起を嵌め込むだけで磁性コアを形成することができるからである。
【００１４】
＜２＞実施形態のリアクトルは、巻線を巻回して構成されるコイル素子を有するコイルと、二つ以上の分割コアを連結させることで構成される磁性コアと、を備えるリアクトルである。このリアクトルは、コイルの設置面に配置される放熱板と、各分割コア同士を連結するスライド連結機構を備え、そのスライド連結機構は、連結される分割コアのうちの一方の分割コアに設けられるスライド溝と、その一方の分割コアと連結される他方の分割コアに設けられ、上記スライド溝に嵌め込まれるスライド突起と、を備える。
【００１５】
スライド連結機構に加えてリアクトルに放熱板を設けることで、リアクトルの放熱性を向上させることができ、リアクトルの動作を安定させることができる。
【００１６】
＜３＞実施形態のリアクトルとして、スライド連結機構のスライド方向は、コイル素子の軸方向に交差する方向となっている形態を挙げることができる。
【００１７】
上記構成によれば、連結される一組の分割コアが、内側コア部の軸方向に分解することを抑制することができる。内側コア部の軸方向は、磁束の方向にほぼ一致するため、内側コア部の軸方向への分割コアの分解を抑制することができれば、リアクトルの磁気特性が不安定になることを抑制できる。
【００１８】
＜４＞実施形態のリアクトルとして、コイルは、互いに並列される二つのコイル素子を備え、スライド連結機構のスライド方向が、二つのコイル素子の並列方向と、コイル素子の軸方向と、に直交する方向となっている形態を挙げることができる。
【００１９】
上記構成によれば、連結される一組の分割コアが、内側コア部の軸方向に分解することを抑制することができる。内側コア部の軸方向は、磁束の方向にほぼ一致するため、内側コア部の軸方向への分割コアの分解を抑制することができれば、リアクトルの磁気特性が不安定になることを抑制できる。さらにこの構成によれば、後述する実施形態に示すように、並列される二つのコイル素子の相対的な位置を決め易い。
【００２０】
＜５＞二つのコイル素子を有する実施形態のリアクトルとして、磁性コアは、第一分割コアと第二分割コアとをスライド連結機構で連結させることで構成されている形態を挙げることができる。その場合、第一分割コアは、二つのコイル素子のそれぞれの内部に配置される二つの内側コア部と、二つの内側コア部の一端側に一体化され、コイル素子から突出する第一の外側コア部と、で構成され、第二分割コアは、二つの内側コア部の他端側に配置され、コイル素子から突出する第二の外側コア部で構成されている形態とする。
【００２１】
二つの分割コアを連結させる構成であれば、連結回数を最小限にすることができる。また、上記構成を備える第一分割コアと第二分割コアであれば、後述する実施形態に示すように第一分割コアと第二分割コアとを連結させ易い。
【００２２】
＜６＞実施形態のリアクトルとして、スライド溝が、一方の分割コアのうち、コイル素子の内部に配置される内側コア部に形成され、スライド突起が、他方の分割コアのうち、コイル素子から突出する外側コア部に形成されている形態を挙げることができる。
【００２３】
分割コアにおける内側コア部に相当する部分は、リアクトルの組立時にコイル素子の内部に挿入される。そのため、内側コア部に相当する部分にスライド突起があった場合、内側コア部に相当する部分をコイル素子の内部に挿入し難い。これに対して、外側コア部に相当する部分にスライド突起が形成され、内側コア部に相当する部分にスライド溝が形成されていれば、内側コア部に相当する部分をコイル素子の内部に挿入し易く、磁性コアの形成を容易にすることができる。
【００２４】
＜７＞実施形態のリアクトルとして、一方の分割コアにおけるスライド連結機構のスライド方向の終端側に設けられ、他方の分割コアを当て止めすることでスライド連結機構のスライド限界位置を規定する当て止め部、または他方の分割コアにおけるスライド連結機構のスライド方向の終端部に設けられ、一方の分割コアを当て止めすることでスライド連結機構のスライド限界位置を規定する当て止め部を備える形態を挙げることができる。
【００２５】
一方の分割コアまたは他方の分割コアに当て止め部を形成することで、スライド方向における一方の分割コアと他方の分割コアの相対的な位置を、容易に所定位置にすることができる。
【００２６】
＜８＞実施形態のリアクトルとして、複数の分割コアの少なくとも一つが、軟磁性粉末の圧粉成形体を含む磁性部とその外周に設けられる樹脂モールド部とを有し、その樹脂モールド部の凹凸によって、スライド突起またはスライド溝が形成されている形態を挙げることができる。
【００２７】
圧粉成形体の外周に樹脂モールド部を形成することで、圧粉成形体に含まれる軟磁性粉末が錆びることを効果的に抑制することができる。また、樹脂モールド部は成形性に優れるため、スライド突起またはスライド溝を形成し易い。
【００２８】
＜９＞実施形態のリアクトルとして、複数の分割コアの少なくとも一つが、樹脂中に軟磁性粉末が分散した複合材料で構成されており、複合材料で構成される分割コアに直接、スライド突起またはスライド溝が形成されている形態を挙げることができる。
【００２９】
複合材料で構成される分割コアは、例えば複合材料を金型内に充填させることで作製することができ、生産性に優れる。また、樹脂を含む複合材料は成形性に優れるため、スライド突起またはスライド溝を形成し易い。
【００３０】
＜１０＞実施形態のリアクトルとして、複数の分割コアが全て、樹脂中に軟磁性粉末が分散した複合材料で構成されており、複合材料で構成される分割コアに直接、スライド突起またはスライド溝が形成されている形態を挙げることができる。
【００３１】
複合材料で構成される分割コアは、生産性に優れる。そのため、全ての分割コアを複合材料で構成すれば、リアクトルの生産性をより向上させることができる。
【００３２】
・本発明の実施形態の詳細
以下、スライド連結機構を設けたリアクトルの実施形態を図面に基づいて説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
【００３３】
＜実施形態１＞
≪全体構成≫
図１，２を参照して、実施形態１のリアクトル１を説明する。実施形態１のリアクトル１は、巻線を巻回して構成されるコイル素子２Ａ，２Ｂを有するコイル２と、二つの分割コア３Ａ，３Ｂ（図２を参照）を連結させることで構成される磁性コア３と、を備える。リアクトル１はさらに、図１に示すように放熱板８を備えている（図２では放熱板８を省略している）。このリアクトル１の特徴的な部分は、図２の分解斜視図に示すように両分割コア３Ａ，３Ｂにスライド連結機構４が設けられており、このスライド連結機構４によって両分割コア３Ａ，３Ｂが連結され、図１に示す磁性コア３が形成されていることにある。以下、実施形態のリアクトル１に備わる各構成を詳細に説明する。
【００３４】
［コイル］
本実施形態におけるコイル２は、一対のコイル素子２Ａ，２Ｂと、両コイル素子２Ａ，２Ｂを連結する連結部２Ｒと、を備える。各コイル素子２Ａ，２Ｂは、互いに同一の巻数、同一の巻回方向で中空筒状に形成され、各軸方向が平行になるように並列されている。また、連結部２Ｒは、両コイル素子２Ａ，２Ｂを繋ぐＵ字状に屈曲された部分である。このコイル２は、接合部の無い一本の巻線を螺旋状に巻回して形成しても良いし、各コイル素子２Ａ，２Ｂを別々の巻線により作製し、各コイル素子２Ａ，２Ｂの巻線の端部同士を溶接や圧着などにより接合することで形成しても良い。
【００３５】
コイル２は、銅やアルミニウム、マグネシウム、あるいはその合金といった導電性材料からなる平角線や丸線などの導体の外周に、絶縁性材料からなる絶縁被覆を備える被覆線を好適に利用できる。本実施形態では、導体が銅製の平角線からなり、絶縁被覆がエナメル（代表的にはポリアミドイミド）からなる被覆平角線を利用し、各コイル素子２Ａ，２Ｂは、この被覆平角線をエッジワイズ巻きにしたエッジワイズコイルである。また、各コイル素子２Ａ，２Ｂの端面形状を長方形の角部を丸めた形状としているが、端面形状は、円形状など適宜変更することができる。
【００３６】
コイル２の両端部２ａ，２ｂは、ターン形成部分から引き延ばされて、端子部材８ａ，８ｂに接続される。この端子部材８ａ，８ｂを介して、コイル２に電力供給を行なう電源などの外部装置（図示せず）が接続される。
【００３７】
［磁性コア］
本実施形態の磁性コア３は、第一分割コア３Ａと第二分割コア３Ｂとを連結させることで構成され、環状の閉磁路を形成する部材である（図２を主に参照）。第一分割コア３Ａは、コイル素子２Ａ，２Ｂの内部に挿通される内側コア部３１Ａ，３１Ｂと、コイル素子２Ａ，２Ｂに覆われることなく両コイル素子２Ａ，２Ｂから突出する外側コア部（第一の外側コア部）３２Ｃと、で構成される。外側コア部３２Ｃは内側コア部３１Ａ，３１Ｂの一端側に一体化されており、そのため、第一分割コア３Ａは概略Ｕ字型の部材となっている。外側コア部３２Ｃの上面（紙面上側）は内側コア部３１Ａ，３１Ｂの上面とほぼ面一になっており、外側コア部３２Ｃの下面（紙面下側）は内側コア部３１Ａ，３１Ｂの下面から突出し、コイル素子２Ａ，２Ｂの下面とほぼ面一になっている。
【００３８】
一方、第二分割コア３Ｂは、内側コア部３１Ａ，３１Ｂの他端側に配置され、コイル素子３１Ａ，３１Ｂに覆われることなく両コイル素子２Ａ，２Ｂから突出する外側コア部（第二の外側コア部）３２Ｄで構成されている。外側コア部３２Ｄの高さも、第一分割コア３Ａの外側コア部３２Ｃと同様に内側コア部３１Ａ，３１Ｂの高さよりも高くなっている。
【００３９】
［スライド連結機構］
上記磁性コア３を構成する分割コア３Ａ、３Ｂは、スライド連結機構４によって連結されている。スライド連結機構４は、第一分割コア３Ａに設けられるスライド溝４ｇと、第二分割コア３Ｂに設けられるスライド突起４ｐと、を備える。もちろん、第一分割コア３Ａにスライド突起４ｐを、第二分割コア３Ｂにスライド溝４ｇを設けることもできる。
【００４０】
スライド溝４ｇは、内側コア部３１Ａの軸方向端面近傍における両側面、および内側コア部３１Ｂの軸方向端面近傍における両側面に設けられている。つまり、合計四つのスライド溝４ｇが第一分割コア３Ａに設けられている。スライド溝４ｇの延伸方向は、内側コア部３１Ａ，３１Ｂの並列方向と、内側コア部３１Ａ，３１Ｂの軸方向と、に直交する方向（即ち、リアクトル１の高さ方向）となっている。このスライド溝４ｇの形状、即ちスライド溝４ｇの延伸方向と直交する断面におけるスライド溝４ｇの輪郭は、矩形となっている。スライド溝４ｇの形状は矩形に限定されるわけではないが、後述するスライド突起４ｐを溝側面に引っ掛けることができる形状とする。例えば、蟻溝形のスライド溝４ｇとしても良い。
【００４１】
スライド突起４ｐは、第二分割コア３Ｂの外側コア部３２Ｄの端面に合計四つ設けられている。スライド突起４ｐは、第一分割コア３Ａのスライド溝４ｇに対応する位置に設けられる突条であって、その延伸方向はスライド溝４ｇの延伸方向と同じ方向となっている。そのため、スライド突起４ｐをスライド溝４ｇにスライド嵌合させることで、第一分割コア３Ａにおける内側コア部３１Ａ，３１Ｂの軸方向端面を第二分割コア３Ｂの端面（後述する接合面３ｅ）に対向させた状態で、両分割コア３Ａ，３Ｂを連結させることができるようになっている。
【００４２】
上記スライド突起４ｐの延伸方向と直交するスライド突起４ｐの断面形状は、図２の丸囲み拡大図に示すように、概略Ｌ字型となっている。そのため、スライド突起４ｐをスライド溝４ｇにスライド嵌合させることで、Ｌ字部分の先端がスライド溝４ｇの溝側面に引っ掛かり、第一分割コア３Ａと第二分割コア３Ｂとがスライド連結機構４のスライド方向以外の方向に分解することが抑制される。なお、言うまでもないが、スライド方向は、スライド溝４ｇおよびスライド突起４ｐの延伸方向と同じである。
【００４３】
[放熱板]
図１に示すリアクトル１はさらに、コイル２の設置面に配置される放熱板８を備える（図１では放熱板８をコイル２から離隔して示している）。ここで、コイル２の設置面とは、リアクトル１を設置する冷却ベースなどの設置対象に対向する面のことである。このような構成を備えるリアクトル１を設置対象に取り付けると、コイル２の設置面と設置対象との間に放熱板８を介在させることができる。その結果、コイル２の熱を設置対象に効率良く伝導させることができ、リアクトル１の動作を安定させることができる。
【００４４】
≪効果≫
以上説明した構成を備えるリアクトル１は、生産性に優れる。それは、第一分割コア３Ａと第二分割コア３Ｂとをスライド連結機構４を用いて連結するだけで磁性コア３を形成することができるからである。この点は、リアクトル１の製造過程に表れる効果である。従って、実施形態のリアクトル１の製造方法を説明し、その説明の過程で実施形態のリアクトル１の効果を説明する。合わせて、未説明のリアクトルの各構成についても詳細に説明する。
【００４５】
≪リアクトルの製造方法≫
リアクトル１を作製するには、まずコイル２、第一分割コア３Ａ、第二分割コア３Ｂ、および放熱板８を用意する。本実施形態ではさらに、リアクトル１の動作時の物理量（主として温度）を監視するセンサユニット６を用意する。
【００４６】
［コイル］
コイル２については図２を参照して既に説明済である。図２に示す形態の他に、コイル２の外周を樹脂モールドしたコイル成形体を利用することもできる。なお、コイル２の端部２ａ，２ｂへの端子部材８ａ，８ｂの接続は、この時点で行なっていなくても良い。
【００４７】
［第一分割コア］
第一分割コア３Ａには、軟磁性粉末の圧粉成形体を含む磁性部の外周を樹脂モールド部で被覆した被覆体を利用できる。例えば、内側コア部３１Ａ，３１Ｂに対応する二つの直方体状の磁性部と、外側コア部３２Ｃに対応するドーム状の上面と下面を有する柱状の磁性部と、を樹脂モールド部で一体化した被覆体を第一分割コア３Ａとして利用すると良い。上記直方体状の磁性部は、複数のコア片とギャップ板とを交互に積層することで形成しても良い。外側コア部３２Ｃに対応する磁性部の下面は、樹脂モールド部に覆われていなくても良く、そうすることでリアクトル１の放熱性を向上させることができる。
【００４８】
また、第一分割コア３Ａには、樹脂中に軟磁性粉末が分散した複合材料でできた樹脂体を利用することもできる。その場合、第一分割コア３Ａ全体を、複合材料で構成すると良い。複合材料における軟磁性粉末の割合を調節することで、第一分割コア３Ａの磁気特性（比透磁率や飽和磁束密度など）を調整することができる。
【００４９】
被覆体および樹脂体に用いられる軟磁性粉末には、鉄などの鉄族金属やその合金、フェライトといった非金属などを利用することができる。例えば、軟磁性粉末として、純鉄やＦｅ−Ｓｉ系合金などの粉末を利用することができる。
【００５０】
被覆体の樹脂モールド部としては、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を利用することができる。樹脂モールド部は、被覆体から第一分割コア３Ａの磁性部とコイル素子２Ａ，２Ｂとの絶縁を確保するボビンの役割を果たすと共に、磁性部の防請層としての役割を果たす。
【００５１】
樹脂体の樹脂としては、例えば、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を挙げることができる。その他、ＰＰＳ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂、常温硬化性樹脂、あるいは低温硬化性樹脂を用いてもよい。また、不飽和ポリエステルに炭酸カルシウムやガラス繊維が混合されたＢＭＣ（Ｂｕｌｋ  ｍｏｌｄｉｎｇ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）や、ミラブル型シリコーンゴム、ミラブル型ウレタンゴムなどを用いることもできる。
【００５２】
被覆体によって第一分割コア３Ａを構成する場合、第一分割コア３Ａに設けられるスライド溝４ｇは、樹脂モールド部の凹凸によって形成する。凹凸は、樹脂モールド部を形成する際の金型によって形成しても良いし、樹脂モールド部の一部を切削することによって形成しても良い。一方、樹脂体によって第一分割コア３Ａを構成する場合、第一分割コア３Ａに直接、スライド溝４ｇを形成する。そのスライド溝４ｇは、金型によって形成しても良いし、切削によって形成しても良い。
【００５３】
第一分割コア３Ａには、既に説明したスライド溝４ｇの他に、二つのフランジ部５１と仕切り部５２とが設けられている。これらは、第一分割コア３Ａに一体に形成されている。つまり、第一分割コア３Ａが被覆体である場合、樹脂モールド部によってフランジ部５１と仕切り部５２が形成され、第一分割コア３Ａが樹脂体である場合、複合材料によってフランジ部５１と仕切り部５２が形成される。
【００５４】
フランジ部５１は、図示しない設置対象にリアクトル１をネジ止めするための部材であって、第一分割コア３Ａの外側コア部３２Ｃの位置に設けられている。フランジ部５１には、金属などの高剛性材料で形成されるカラーが埋め込まれており、フランジ部５１の位置にネジを挿通させることができるようになっていると共に、ネジの締め付け圧力によってフランジ部５１が損傷しないようになっている。ここで、本実施形態ではフランジ部５１の高さが、外側コア部３２Ｃの高さ方向の中間位置に設けられているが、その高さはリアクトル１の設置対象に応じて適宜変更することができる。
【００５５】
一方、仕切り部５２は、コイル２に第一分割コア３Ａを組付けたときにコイル素子２Ａ，２Ｂの間に介在され、コイル素子２Ａ，２Ｂ間の絶縁を確保するための部材である。図２では第一分割コア３Ａの仕切り部５２の詳細は図示されていないが、後述する第二分割コア３Ｂの仕切り部５２と同様の構成を備える。従って、仕切り部５２の詳細については後述する。
【００５６】
［第二分割コア］
第二分割コア３Ｂには、軟磁性粉末の圧粉成形体を含む磁性部の外周を樹脂モールド部で被覆した被覆体、あるいは樹脂中に軟磁性粉末が分散した複合材料でできた樹脂体を利用できる（被覆体および樹脂体については、第一分割コア３Ａの説明を参照）。第二分割コア３Ｂを被覆体で構成する場合、第二分割コア３Ｂに設けられるスライド突起４ｐは樹脂モールド部の凹凸によって形成すれば良く、第二分割コア３Ｂを樹脂体で構成する場合、樹脂体自身の凹凸によってスライド突起４ｐを形成すれば良い。
【００５７】
この第二分割コア３Ｂと上述した第一分割コア３Ａの一方を被覆体、他方を樹脂体としても良いし、両方を被覆体あるいは樹脂体としても構わない。ここで、第二分割コア３Ｂと上記第一分割コア３Ａを共に被覆体とする場合、第一分割コア３Ａにおける内側コア部３１Ａ，３１Ｂの端面、および第二分割コア３Ｂにおける第一分割コア３Ａとの接合面（内側コア部３１Ａ，３１Ｂとの接合面）３ｅ，３ｅのいずれか一方において、磁性部が剥き出しの状態となるようにすることが好ましい。被覆体の樹脂モールド部の寸法誤差により、両分割コア３Ａ，３Ｂの接続にバラツキが生じることを抑制し易いからである。
【００５８】
第二分割コア３Ｂには、既に説明したスライド突起４ｐの他に、フランジ部５１、仕切り部５２、および当て止め部５３を備える。フランジ部５１と仕切り部５２は、第一分割コア３Ａにも備わっている部材であって、フランジ部５１については既に説明済である。仕切り部５２は、接合面３ｅ，３ｅの間に設けられ、コイル素子２Ａ，２Ｂの間に張り出す板状の部材であって、コイル素子２Ａ，２Ｂ間の絶縁を確保するための部材である。仕切り部５２は、スライド連結機構４をスライドさせる際のガイドとしての役割ももっている。仕切り部５２の上方寄りの部分は、他の部分よりもさらにコイル素子２Ａ，２Ｂ側に張り出している。この張り出している部分は、後述するセンサユニット６が係合する部分である。
【００５９】
当て止め部５３は、第二分割コア３Ｂにおけるスライド方向の終端側に設けられ、第一分割コア３Ａの内側コア部３１Ａ，３１Ｂの下面を当て止めすることでスライド連結機構４のスライド限界位置を規定する部材である。本実施形態では、第一分割コア３Ａの下側から第二分割コア３Ｂを近づけて、第一分割コア３Ａのスライド溝４ｇに第二分割コア３Ｂのスライド突起４ｐを嵌め込んで、第二分割コア３Ｂを上方にスライドさせることを想定している。そのため、紙面下側が、第二分割コア３Ｂにおけるスライド方向の終端側となっている。仮に、第一分割コア３Ａの上側から第二分割コア３Ｂを近づけてスライド溝４ｇにスライド突起４ｐを嵌め込んでスライドさせる場合、第二分割コア３Ｂにおけるスライド方向の終端側は、紙面上側となる。
【００６０】
上記当て止め部５３は、第一分割コア３Ａに設けることもできる。その場合も、第一分割コア３Ａにおけるスライド方向の終端側に当て止め部５３を設ける。紙面上側と下側のどちらがスライド方向の終端側となるかは、スライド方向によって決定される。換言すれば、当て止め部５３のある側が、スライド方向の終端側であると言える。
【００６１】
なお、本実施形態では、両分割コア３Ａ，３Ｂの接合面が、コイル素子２Ａ，２Ｂの軸方向に直交する直交面であるが、前記軸方向と前記並列方向の少なくとも一方に交差する傾斜面であってもかまわない。その場合、両分割コア３Ａ，３Ｂのスライド方向も傾斜面に対応した傾斜方向となる。
【００６２】
[放熱板]
放熱板８は、コイル２の設置面に接触可能な大きさを有していれば良く、その大きさ、形状は適宜選択することができる。この例に示す放熱板８は、コイル２だけでなく、コイル２と磁性コア３との組物の設置面に接触可能な大きさを有している。そのため、リアクトル１は、コイル２の熱に加えて、磁性コア３の熱をも設置対象に良好に伝えられる。また、放熱板８を組物の設置面よりも十分に大きくすることで、組物を一体に支持する機能を放熱板８に持たせることができ、リアクトル１を扱い易くすることができる。なお、この例に示す放熱板８は矩形状であるが、異形状としても良い。また、組物の設置面よりも大きな放熱板の場合、放熱板におけるフランジ部５１に対応する位置に、リアクトル１を設置対象に固定するネジを挿通可能な貫通孔を設けても良い。
【００６３】
放熱板８の構成材料としては、金属や、セラミックスといった非金属材料が挙げられる。具体的な金属は、アルミニウムやアルミニウム合金、マグネシウムやマグネシウム合金、銅や銅合金、銀や銀合金、鉄やオーステナイト系ステンレス鋼などが挙げられる。金属は、熱伝導性に優れる上に、特にアルミニウムやその合金は、軽量で加工性にも優れる。放熱板８の厚さは、適宜選択することができ、例えば、２ｍｍ以上５ｍｍ以下程度が挙げられる。
【００６４】
［センサユニット］
センサユニット６は、センサ６０と、センサ６０を保持する保持部６１と、センサ６０に繋がるケーブル部６２と、を備える（ケーブル部６２の先端側は省略）。センサ６０は、例えばサーミスタといった感熱素子や、加速度センサなどである。また、保持部６１は、板状部と、その板状部の両サイドに設けられる脚部と、からなり、センサ６０を保持すると共に、コイル２に対するセンサ６０の位置を固定するための部材である。板状部の上端側には、上述したセンサ６０を保持する部分が設けられている。板状部および脚部の厚さは、コイル素子２Ａ，２Ｂ間の隙間よりも若干薄く形成されている。また、脚部の下端にはフックが設けられている。ケーブル部６２は、可撓性を有する信号の伝送路である。
【００６５】
［組立手順］
以上説明したコイル２、分割コア３Ａ，３Ｂ、放熱板８、およびセンサユニット６を用意したら、これらを組み立てる。まず、コイル２のコイル素子２Ａ，２Ｂの内部に、第一分割コア３Ａの内側コア部３１Ａ，３１Ｂを挿入する。このとき、内側コア部３１Ａ，３１Ｂの先端側に形成されるスライド溝４ｇは、コイル素子２Ａ，２Ｂから露出する。なお、内側コア部３１Ａ，３１Ｂの挿入は、図示するように連結部２Ｒ側から行なっても良いし、図示とは異なり端部２ａ，２ｂ側から行なっても良い。
【００６６】
次いで、コイル２と第一分割コア３Ａの組物の下側から第二分割コア３Ｂを近づけて、第一分割コア３Ａのスライド溝４ｇの下端側に第二分割コア３Ｂのスライド突起４ｐを嵌め込んで、第二分割コア３Ｂを上方にスライドさせる。このように第二分割コア３Ｂを第一分割コア３Ａの下側から嵌め込む構成であれば、コイル２の端部２ａ，２ｂに取り付けられた端子部材８ａ，８ｂが第二分割コア３Ｂの嵌め込みを阻害することがなく、両分割コア３Ａ，３Ｂの連結が容易に行なえる。ここで、スライド溝４ｇにおけるスライド突起４ｐの挿入口側（紙面下側）の部分の幅を、他の部分の幅よりも広くすれば、スライド溝４ｇにスライド突起４ｐを嵌め込み易くなるため、好ましい。
【００６７】
スライド溝４ｇにスライド突起４ｐをスライドさせていくと、第一分割コア３Ａの内側コア部３１Ａ，３１Ｂの下面が、第二分割コア３Ｂの当て止め部５３，５３に当て止めされる。その結果、両分割コア３Ａ，３Ｂの相対的な位置が決定され、コイル２に組付けられた磁性コア３が完成する（図１を合わせて参照）。
【００６８】
両分割コア３Ａ，３Ｂを連結させた後、第一分割コア３Ａの内側コア部３１Ａ，３１Ｂの端面と、第二分割コア３Ｂの接合面３ｅ，３ｅと、の隙間に接着剤を流し込んで、両分割コア３Ａ，３Ｂを強固に固定する。接着剤によって、両分割コア３Ａ，３Ｂの寸法誤差を接着剤の厚さで吸収でき、両分割コア３Ａ，３Ｂ間のギャップ長を精度良く調整することもできる。ここで、スライド突起４ｐのＬ字型の先端部分がスライド溝４ｇの溝側面に引っ掛かり、両分割コア３Ａ，３Ｂがコイル素子２Ａ，２Ｂの軸方向に分割することを阻害している。即ち、スライド溝４ｇとスライド突起４ｐとで構成されるスライド連結機構４が、接着剤が硬化するまでの間、両分割コア３Ａ，３Ｂを保持する治具の役割を果たす。
【００６９】
上記接着剤には、紫外線硬化型接着剤を利用することが好ましい。紫外線硬化型接着剤であれば、加熱することなく短時間で両分割コア３Ａ，３Ｂを固定することができるからである。なお、両分割コア３Ａ，３Ｂを連結させる前に、内側コア部３１Ａ，３１Ｂの端面、および接合面３ｅ，３ｅの少なくとも一方に接着剤を塗布しておいてもかまわない。
【００７０】
コイル２に分割コア３Ａ，３Ｂを組み付けたら、コイル素子２Ａ，２Ｂの上方の隙間にセンサユニット６を差し込む。その際、センサユニット６の保持部６１に備わる脚部のフックが、仕切り部５２の張出部の下端に引っ掛かり、センサユニット６がコイル２に固定される。
【００７１】
また、コイル２と磁性コア３の組物に対して、放熱板８を取り付ける。この例に示すリアクトル１では、組物の載置面と放熱板８とを接着剤などによって固定する。接着剤としては、例えば、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を利用することができる。樹脂中に、窒化ケイ素やアルミナ、窒化アルミニウムなどのセラミックスフィラーを含有させ、接着剤が硬化することで形成される接着層（図示せず）の熱伝導性を向上させても良い。接着層を備えるリアクトル１は、コイル２などの熱を放熱板８や設置対象により確実に伝えられて、放熱性により優れる。更に、接着層によって、コイル２と放熱板８とを強固に固定できるため、リアクトル１の使用時の振動などに起因するコイル２の伸縮やターン同士の擦れ合い、あるいは騒音の発生を抑制できる。
【００７２】
以上説明したように、スライド溝４ｇにスライド突起４ｐを嵌め込むだけで、両分割コア３Ａ，３Ｂを連結させた磁性コア３を形成することができる。このように、磁性コア３を迅速かつ容易に形成することができる分だけ、本実施形態のリアクトル１の生産性は、従来のリアクトルよりも優れる。
【００７３】
≪リアクトルの使用態様≫
以上説明したリアクトル１の使用状態の一例を図３の概略図に基づいて説明する。なお、図３の使用例では、図１に示す放熱板８を省略した構成を説明する。
【００７４】
図３の例では、リアクトル１はケース７内に収納された状態で使用されている。ケース７は、液体冷媒７Ｌを内部に導入する導入口７０ｉと、内部から液体冷媒７Ｌを排出する排出口７０ｏと、を備える。そのため、図３の構成では、液体冷媒７Ｌでリアクトル１を冷却しながらリアクトル１を動作させることができる。リアクトル１を冷却することで、リアクトル１の動作を安定させることができる。上記ケース７は、例えばアルミニウムなどの非磁性で熱伝導性に優れる材料で構成することが好ましい。
【００７５】
リアクトル１を冷却する液体冷媒７Ｌは特に限定されない。例えば、ハイブリッド自動車でリアクトル１を利用する場合、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｆｌｕｉｄ）などを液体冷媒７Ｌとして利用できる。その他、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を液体冷媒７Ｌとして利用することもできる。なお、液体冷媒７Ｌの代わりに気体冷媒を利用することもできる。
【００７６】
また、ケース７の内底面には、上方に迫り出すボス部７１が形成されている。このボス部７１は、リアクトル１のフランジ部５１をボルト７Ｂによってネジ止めするための台座である。ボス部７１を設けることで、ケース７の底板を厚くすることなく、ボルト７Ｂの長さを長くすることができる。ボルト７Ｂの長さを長くできると、リアクトル１をケース７に強固に固定することができる。
【００７７】
ケース７に対してリアクトル１を固定する際は、ケース７の内底面とリアクトル１のコイル２の下端面との間に接合層９を配置することが好ましい。接合層９を設けることで、ケース７の内底面にリアクトル１を密着させ、リアクトル１の下端面からの放熱を促進することができ、リアクトル１の放熱効率を高めることができる。接合層９は、例えばエポキシ樹脂、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で構成することができる。樹脂にセラミックスフィラーを含有させて、接合層９の放熱性を向上させても良い。
【００７８】
＜実施形態２＞
実施形態１では、第一分割コア３Ａと第二分割コア３Ｂの二つを連結させることで磁性コア３を構成した。しかし、磁性コア３の分割数は二つに限定されるわけではなく、三つ以上としても良い。実施形態２では、磁性コア３を四つに分割した例を、図１，２を利用して説明する。
【００７９】
実施形態２では、内側コア部３１Ａ，３１Ｂ、および外側コア部３２Ｃ，３２Ｄをそれぞれ分割コアとする。その際、内側コア部３１Ａ，３１Ｂの一端側の端面近傍と他端側の端面近傍における側面にスライド溝４ｇを形成すると共に、外側コア部３２Ｃ，３２Ｄの端面にスライド突起４ｐを形成する。また、各外側コア部３２Ｃ，３２Ｄに当て止め部５３を形成する。
【００８０】
このような分割状態の磁性コア３を形成するには、まずコイル素子２Ａ，２Ｂの内側に内側コア部３１Ａ，３１Ｂとなる分割コアを挿入する。その分割コアに対して、外側コア部３２Ｃ，３２Ｄとなる分割コアをスライド嵌合させて、磁性コア３を完成させる。外側コア部３２Ｃ，３２Ｄとなる分割コアは、コイル素子２Ａ，２Ｂの下側からスライド嵌合させると良く、そうすることで端子部材８ａ，８ｂや連結部２Ｒがスライド嵌合の邪魔とならない。
【００８１】
＜実施形態３＞
実施形態１，２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。この用途では、直流通電が０Ａのときのインダクタンスが、１０μＨ以上２ｍＨ以下、最大電流通電時のインダクタンスが、０Ａのときのインダクタンスの１０％以上を満たすものが好適に利用できると期待される。以下、実施形態のリアクトル１を車載用電力変換装置に適用した例を図４、５に基づいて簡単に説明する。
【００８２】
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４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４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しても良い。
【００８３】
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。
【００８４】
コンバータ１１１０は、図５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、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ），絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（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１，２に記載のリアクトル１を用いる。生産性に優れるリアクトル１を用いることで、電力変換装置１１００（コンバータ１１１０を含む）の生産性の向上を図ることができる。
【００８５】
ここで、上記車両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１，２のリアクトル１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１，２のリアクトルなどを利用することもできる。
【００８６】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、コイル素子を一つしか持たないリアクトルにも、本発明の構成を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明のリアクトルは、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池自動車といった車両に搭載される双方向ＤＣ−ＤＣコンバータといった電力変換装置の構成部品に利用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１  リアクトル
２  コイル
２Ａ，２Ｂ  コイル素子  ２Ｒ  連結部  ２ａ，２ｂ  端部
３  磁性コア
３Ａ  第一分割コア  ３Ｂ  第二分割コア  ３ｅ  接合面
３１Ａ，３１Ｂ  内側コア部
３２Ｃ，３２Ｄ  外側コア部
４  スライド連結機構
４ｇ  スライド溝  ４ｐ  スライド突起
５１  フランジ部  ５２  仕切り部  ５３  当て止め部
６  センサユニット
６０  センサ  ６１  保持部  ６２  ケーブル部
７  ケース
７０ｉ  導入口  ７０ｏ  排出口  ７Ｌ  液体冷媒
７１  ボス部  ７Ｂ  ボルト
８放熱板
８ａ，８ｂ  端子部材
９  接合層
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】
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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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