(57)【要約】      （修正有）【課題】磁性体粒子を含む樹脂からなるコアに冷却器が埋設されている冷却器付きリアクトルにおいて、当該コアから漏れる磁束により冷却器に渦電流が発生するを防止し、冷却器の無駄な発熱を防止する技術を提供する。【解決手段】冷却器付きリアクトルは、コイル２の内側を満たすと共に外側を覆うように磁性体粒子を含む樹脂で固められているコア３と、コイル２と対向するようにコア３に埋設されている冷却器４を備えている。そして、冷却器４が絶縁体の樹脂で作られている。【選択図】図１
2015170753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、
前記コイルの内側を満たすと共に外側を覆うように磁性体粒子を含む樹脂で固められているコアと、
前記コイルと対向するように前記コアに埋設されている冷却器と、
を備えており、
前記冷却器が絶縁体の樹脂で作られていることを特徴とする冷却器付きリアクトル。
【請求項２】
前記冷却器の前記コイルと対向する面から冷媒供給管と冷媒排出管が前記コアを貫通するように伸びており、
前記冷媒供給管と前記冷媒排出管は、前記対向する面に直交する方向からみたときにコイルの両側に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の冷却器付きリアクトル。
【請求項３】
前記コイルは四角筒形状を有しており、
前記冷却器と前記冷媒供給管と前記冷媒排出管が、前記コイルの四角筒形状の三方の側面を囲むように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の冷却器付きリアクトル。
【請求項４】
前記冷媒供給管と前記冷媒排出管が絶縁性の樹脂で作られていることを特徴とする請求項２又は３に記載の冷却器付きリアクトル。
【請求項５】
前記冷却器の内部に放熱フィンが設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の冷却器付きリアクトル。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の冷却器付きリアクトルの製造方法であり、
前記コイルと前記冷却器を型の中に入れる工程と、
磁性体粒子を含む流動性の樹脂を前記型に充填する工程と、
を含むことを特徴とする冷却器付きリアクトルの製造方法。
【請求項７】
前記請求項２から４のいずれか１項に記載の冷却器付きリアクトルと、
複数の冷却プレートと、
スイッチング素子を収容した複数のパワーカードと、
を備えており、
前記リアクトルと前記複数の冷却プレートと前記複数のパワーカードが積層されており、
冷却プレート用供給管と冷却プレート用排出管が積層方向に沿って前記複数の冷却プレートを貫通しているとともに、当該冷却プレート用供給管が前記冷媒供給管と中心線が一致するように接続されており、前記冷却プレート用排出管が前記冷媒排出管と中心線が一致するように接続されており、
前記複数の冷却プレートの一つが、前記冷却器とは反対側の前記リアクトルの側面に接している、
ことを特徴とする積層ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、冷却器付きリアクトルと、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車を含む電動車両には、バッテリの電力を走行用モータに供給する電力に変換するために電力変換器が搭載される。電動車両に搭載されるモータは高出力である。そのため、電力変換器には、インバータ回路と共にバッテリの電圧を昇圧するための電圧コンバータ回路が備えられることがある。電圧コンバータ回路は、典型的にはチョッパ型の昇圧コンバータ回路である。チョッパ型の昇圧コンバータ回路には、昇圧動作において電気エネルギを蓄えるためのリアクトルが備えられる。高出力のモータに対応するためリアクトルには大きな電流が流れる。そのため、その負荷によりリアクトルが発熱する。発熱によるリアクトルの温度上昇を抑制すべく、冷却部材を備えたリアクトルが特許文献１に開示されている。なお、電圧コンバータ回路には、走行用モータからの回生電力を降圧する降圧回路が含まれる場合もある。このような場合、電圧コンバータ回路は、チョッパ型の昇降圧コンバータ回路となる。
【０００３】
特許文献１に開示されるリアクトルは、コイルの内側及び外側に充填された磁性体粒子を含む樹脂（特許文献１では磁性粉末混合樹脂と称している）からなるコアに、当該リアクトルを冷却するための冷却部材（冷却管）が埋設されている。この構成により、リアクトルのコイルが発生した熱はコアに伝わり、その熱はコアに埋設された冷却部材が吸収する。また、特許文献１では、その製造方法も開示されている。先ず、ケース内の所定の位置にコイルと冷却部材が配置される。そして、ケース内に流動性の磁性粉末混合樹脂が注入され、その後、所定時間、所定温度を保持することで流動性の磁性粉末混合樹脂が固化する。固化した磁性粉末混合樹脂によりコアが形成される。この製造方法により、冷却部材を容易にコアに埋設することができる。そして、磁性粉末混合樹脂は、ケース内面や冷却部材の表面によく密着するため、コアから冷却部材やケースへの伝熱効率が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３３５８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示すような磁性粉末混合樹脂のコアは、磁性体の塊で作ったコアと比較すると透磁率が低く、磁束が漏れやすい。一方、冷却器の材料には熱伝導率が高い金属（典型的にはアルミニウムあるいは銅）が用いられる。特許文献１でも、冷却部材やケースはアルミニウム製がよいと述べられている。しかし、磁束の漏れやすい磁性粉末混合樹脂のコアに導電性の金属が密着していると、コアから漏れた磁束が金属内で渦電流を誘起し、その渦電流が発熱をもたらす。熱伝導率の高いアルミニウムを使用した冷却部材やケースをコアに密着させても、その冷却部材やケース自体が発熱してしまい、期待した冷却性能が得られない。
【０００６】
本明細書が開示する技術は、上記課題に鑑みて創作された。その目的は、磁性体粒子を含む樹脂からなるコアに冷却器が埋設されている冷却器付きリアクトルにおいて、当該コアから漏れる磁束により冷却器に渦電流が発生することを防止し、無駄な発熱を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示する冷却器付きリアクトルは、コイルの内側を満たすと共に外側を覆うように磁性体粒子を含む樹脂で固められているコアと、コイルと対向するようにコアに埋設されている冷却器を備える。そして、その冷却器を、絶縁体の樹脂で作る。なお、「冷却器がコアに埋設されている」とは、冷却器の全てがコアで覆われている必要はなく、冷却器の一部がコアに埋まっていればよい。
【０００８】
この構成によれば、冷却器が埋設されている箇所は磁性体粒子を含む樹脂で満たされていないため、当該箇所から漏れる磁束が冷却器を通過する。しかし、冷却器の材料が絶縁性の樹脂（上記の磁性体粒子を含む樹脂とは異なる種類の樹脂）であるため、冷却器には渦電流が発生しない。したがって、渦電流による冷却器の発熱が防止される。
【０００９】
また、コイルから発生する磁束の磁束密度は、コイルに近い位置ほど高くなる。しかし、上記の構成によれば、冷却器の渦電流の発生が防止されるため、磁束密度が高い場所でも冷却器が発熱することはない。つまり、冷却器をコイルに近づけるほど、冷却性能向上の利点だけを享受できる。
【００１０】
冷却器だけなく、冷却器に冷媒を送るパイプ（冷媒供給管）や冷媒を冷却器から排出するパイプ（冷媒排出管）も、コアに埋設してコイルの冷却に寄与させることも好適である。即ち、上記のリアクトルは、冷却器のコイルと対向する面（コイル対向面）から冷媒供給管と冷媒排出管がコアを貫通するように伸びており、その冷媒供給管と冷媒排出管が、コイル対向面に直交する方向からみたときにコイルの両側に配置されているとよい。さらには、コイルを四角筒形状に形成し、冷却器と冷媒供給管と冷媒排出管を、コイルの四角筒形状の三方の側面を囲むように配置するとよい。冷却器だけでなく、冷媒供給管と冷媒排出管もコイルの熱を吸収するので冷却効率がさらに向上する。もちろん、冷媒供給管と冷媒排出管も絶縁体の樹脂で作られていることが好ましい。
【００１１】
上記の冷却器付きリアクトルは、次の方法で製造することができる。先ず、コイルと冷却器（及び冷媒供給管と冷媒排出管）を型に入れる。その後に、所定の圧力、所定の温度により流動性の磁性体粒子を含む樹脂をその型に充填する。その後、磁性体粒子を含む樹脂が上記の型の形状に沿って固まることで上記の冷却器付きリアクトルが形成される。
【００１２】
上記のごとく製造することで、コイルと冷却器（及び冷媒供給管と冷媒排出管、以下、冷媒供給管と冷媒排出管を合わせて冷媒管と称する）をコアに埋設し、冷却器（及び冷媒管）をリアクトルと一体に成形することができる。冷却器とリアクトルが一体で成形されることにより、冷却器付きリアクトルを複数個製造する場合において、コアに埋設されたコイルと冷却器（及び冷媒管）の間における距離のばらつきの管理を容易にすることができる。距離のばらつきは、リアクトルの放熱性能のばらつきの原因となる。
【００１３】
また、コイルと冷却器を型に入れてそこに流動性の樹脂（コア用の磁性体粒子を含む樹脂）を流し込んで固化させる方が、冷却器とコアを個別に作って後で接着するよりも、コアと冷却器の密着性が高まるのでコアと冷却器の間の熱伝達性が向上する。
【００１４】
本明細書は、上記の冷却器付きリアクトルを活用した積層ユニットも提供する。その構造の一例は次の通りである。積層ユニットは、上記したリアクトルと、複数の冷却プレートと、スイッチング素子を収容した複数のパワーカードを備えている。リアクトルと複数の冷却プレートと複数のパワーカードは積層されている。積層ユニットは各冷却プレートに冷媒を供給する冷却プレート用供給管と、各冷却プレートから冷媒を集めて排出する冷却プレート用排出管を備える。冷却プレート用供給管と冷却プレート用排出管は、積層方向に沿って複数の冷却プレートを貫通している。冷却プレート用供給管は、リアクトルの冷媒供給管と中心線が一致するように接続されており、冷却プレート用排出管は、冷媒排出管と中心線が一致するように接続されている。そして、複数の冷却プレートの一つが、冷却器とは反対側のリアクトルの側面に接している。ここで、冷却プレートとリアクトルの側面は放熱シートを介して接していてもよい。リアクトルのコイルは、埋設された冷却器と積層ユニットの冷却プレートで挟まれ、さらに効率よく冷却される。
【発明の効果】
【００１５】
本明細書が開示する技術によれば、磁性体粒子を含む樹脂からなるコアに冷却器が埋設されている冷却器付きリアクトルにおいて、コアから漏れる磁束により冷却器に渦電流が発生するを防止し、冷却器が発熱してしまうことを防止することができる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例の冷却器付きリアクトルの模式的斜視図である。
【図２】図１のII−II線における冷却器付きリアクトルの断面図である。
【図３】図２のIII−III線における冷却器付きリアクトルの断面図である。
【図４】図２のIV−IV線における冷却器付きリアクトルの断面図である。
【図５】実施例の冷却器付きリアクトルの製造方法を示す模式的斜視図である。
【図６】他の実施例の冷却器付きリアクトルを図４と同一の断面から見た断面図である。
【図７】実施例の冷却器付きリアクトルを利用した電力変換器の電力系のブロック図である。
【図８】実施例の冷却器付きリアクトルを利用した電力変換器に備えられる積層ユニットの模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面を参照して実施例の冷却器付きリアクトル２００を説明する。図１に、冷却器付きリアクトル２００の斜視図を示す。図１に示す斜視図は、冷却器付きリアクトル２００の外郭であるコア３の外形が２点鎖線で描かれており、コア３が模式的に透明で描かれることで冷却器付きリアクトル２００の内部構造を見やすくした図である。図２は、図１のII−II線における断面図を表し、図３は、図２のIII−III線における断面図を表し、図４はIV−IV線における断面図を表す。図１に示すように、冷却器付きリアクトル２００は、コイル２と冷却器４と冷媒供給管５と冷媒排出管６を備えている。そして、冷却器付きリアクトル２００の外郭を構成するように磁性体粒子を含む樹脂（以下、磁性体混合樹脂）で固められた直方体形状のコア３が備えられている。コア３は、磁性体混合樹脂がコイル２の内側を満たすと共に外側を覆うように固められている。図２、３に示すように、コイル２の内側は、磁性体混合樹脂で固められた内部コア３ａで満たされている。また、図２、３に示すように、コイル２の巻回径方向（巻回軸線ＷＬと直交する方向）の外側及び巻回軸方向の外側は、磁性体混合樹脂で固められた外部コア３ｂで覆われている。内部コア３ａと外部コア３ｂは合わせて一つの塊であり、説明の便宜上、分けているに過ぎないことに留意されたい。
【００１８】
コイル２について説明する。コイル２は、銅からなる平角線２１をエッジワイズ巻きに巻回したコイルである。即ち、コイル２では、平角線２１の幅広の側面がコイル２の巻回軸線ＷＬの方向（以下、巻回軸方向）を向いて積層されるように平角線２１を巻回している。平角線２１の幅広の側面の幅（線幅）は、冷却器付きリアクトル２００の電気的な特性若しくは仕様によって適宜設定される。本実施例では、コイル２は、巻回軸線ＷＬを筒の中心線とした四角筒形状を成すように巻回されている。また、コイル２には外部の電子機器と電気的に接続するための引出線２１ａ、２１ｂが設けられている。引出線２１ａは、コイル２の巻回軸方向における一方の端面から巻回軸方向に沿って延伸している。そして、引出線２１ｂは、コイル２の巻回軸方向における他方の端面からコイル２の巻回径方向の側面へ回り込み、上記の引出線２１ａが延伸している端面に向かって、巻回軸方向に沿って延伸している。つまり、引出線２１ａ、２１ｂは、同一方向に向かって平行に伸びている。
【００１９】
また、コイル２は、巻回軸方向における一方の端面がコア３の上面（Ｚ軸正方向の側面）と対向するように配置されている。別言すれば、図１におけるＺ軸方向とコイル２の巻回軸線ＷＬの方向が一致する。この配置に対応し、上記の引出線２１ａ、２１ｂはコア３の上面を貫通し、コア３の外側へ突出している。
【００２０】
冷却器４について説明する。冷却器４は一方向に薄い直方体である。図２に示すように、冷却器４は、その幅広の側面４ａがコイル２の巻回径方向の一側面２ａと対向するように配置されている。そして、冷却器４はコア３（外部コア３ｂ）に埋設されている。具体的には、図２、図３に示すように、冷却器４のコイル２と対向する幅広の側面４ａ及びその側面４ａの端辺から厚み方向（Ｙ軸方向）に延びる４つの側面が、外部コア３ｂに覆われている。これらの側面は外部コア３ｂと密着している。一方、冷却器４において、側面４ａの反対側に位置する側面４ｂは、外部コア３ｂに覆われていない。つまり、冷却器４の側面４ｂは、コア３の後面（Ｙ軸負方向の側面）と面一となっている。
【００２１】
また、冷却器４は、絶縁体の樹脂で作られている。この絶縁体の樹脂は、コア３の材料である磁性体混合樹脂とは異なる種類の樹脂である。冷却器４の内部を通過する冷媒によりコア３から熱を吸収するため、この絶縁体の樹脂は熱伝導率が高い材料であるほうが良い。さらに、好ましくは、耐熱性の高い材料であるほうが良い。
【００２２】
また、図３に示すように、冷却器４の内部には波形状の放熱フィン７が備えられている。この波形状は冷却器４の短手方向（Ｚ軸方向）に沿って並んでおり、波形状の頂部は冷却器４の幅広の側壁（側面４ａ、４ｂを有している側壁）の内面に接触している。放熱フィン７により、冷却器４の内部の表面積が拡大し、冷却器４の内部を通過する冷媒と冷却器４の内部の面との接触面積が拡大する。よって、冷却器４の冷却性能が向上する。
【００２３】
冷媒供給管５及び冷媒排出管６について説明する。冷媒供給管５及び冷媒排出管６は中空の円管である。冷媒供給管５及び冷媒排出管６は、冷却器４のコイル２と対向する幅広の側面４ａから、この側面４ａと直交する方向（Ｙ軸方向）にコア３（外部コア３）を貫通するように伸びている。別言すれば、冷媒供給管５及び冷媒排出管６は、コイル２の巻回軸方向（Ｚ軸方向）と直交しつつ冷却器４からコア３の前面（冷却器４が配置されている側と反対側の側面）に向かって伸びるように配置されている。そして、冷却器４の側面４ａの長手方向（Ｘ軸方向）における両端部には穴が設けられており、その穴から冷媒供給管５及び冷媒排出管６が伸びている。つまり、冷却器４の内部空間と冷媒供給管５及び冷媒排出管６の内部空間が連通している。図２、図４に示すように、冷媒供給管５及び冷媒排出管６の外周面はコア３（外部コア３）に埋設されている。冷媒供給管５及び冷媒排出管６の外周面は外部コア３ｂに密着している。そして、冷媒供給管５の一端５ａはコア３の前面から突出しており、冷媒排出管６の一端６ａもコア３の前面から突出している。また、図４に示すように、冷媒供給管５及び冷媒排出管６は、冷却器４の幅広の側面４ａに直交する方向（Ｙ軸方向）から見たときにコイル２を挟んで、その両側に配置されている。そして、図２に示すように、冷却器４と冷媒供給管５と冷媒排出管６が、コイル２の四角筒形状の三方の側面２ａ、２ｂ、２ｃを囲むように配置されている。つまり、冷却器４はコイル２の巻回径方向における一方の側面２ａと対向し、冷媒供給管５はコイル２の巻回径方向における他方の側面２ｂと対向し、冷媒排出管６はコイル２の側面２ｂとは反対側の側面２ｃと対向している。
【００２４】
また、冷媒供給管５及び冷媒排出管６は、絶縁体の樹脂で作られている。好ましくは、上記の冷却器４と同一の材料で作られているとよい。
【００２５】
冷却器４、冷媒供給管５及び冷媒排出管６を通過する冷媒について説明する。図１の矢印で示すように、冷媒供給管５の一端５ａから流入した冷媒は、冷媒供給管５の中を通り冷却器４の内部へ流入する。その冷媒は冷却器４の内部を通過し、冷媒排出管６が接続されている冷却器４の側面４ａに設けられた穴から冷媒排出管６の中へ流入する。そして、冷媒排出管６に流入した冷媒は、冷媒排出管６の中を通り、その一端６ａから流出する。なお、冷媒は、液体であり、例えば、水、あるいは、ＬＬＣ（Long Life Coolant）である。
【００２６】
冷却器４は、コア３（外部コア３ｂ）に埋設されていると共に、外部コア３ｂに密着している。よって、コア３の熱は冷却器４の側面から冷却器４内を通過する冷媒に伝わり、この冷媒に吸収される。一方、冷媒供給管５及び冷媒排出管６もコア３（外部コア３ｂ）に埋設されていると共に、冷媒供給管５及び冷媒排出管６の外周面は外部コア３ｂに密着している。よって、コア３の熱は冷媒供給管５及び冷媒排出管６の外周面からも冷媒供給管５及び冷媒排出管６の内部を通過する冷媒に伝わり、この冷媒に吸収される。したがって、コア３の熱は、冷却器４だけでなく冷媒供給管５及び冷媒排出管６によっても吸収される。
【００２７】
実施例の冷却器付きリアクトル２００において、コイル２から発生する磁束について説明する。図３の太線矢印で示す閉曲線がコイル２により発生する磁束ＭＦを表す。以下、太線矢印で表した磁束は、その太線矢印の方向に沿って発生すると仮定する。図３に示すように、磁束ＭＦは、コイル２の巻回軸方向（Ｚ軸方向）に沿った断面の周囲を囲むように形成される。しかし、磁性体混合樹脂で作られたコアは、磁性体の塊（例えば、鉄粉を焼結したフェライトや電磁鋼）で作ったコアと比較すると透磁率が低く、磁束が漏れやすい。ここで冷却器４はコア３（外部コア３ｂ）に埋設されているため、冷却器４が配置されている箇所は、磁性体混合樹脂で満たされていない。そのため、冷却器４の幅広の側面４ａと密着している外部コア３ｂの側面３ｃから、磁束が漏れる。外部コア３ｂの側面３ｃから漏れる磁束（以下、漏れ磁束）は、図３の符号ＭＦ１が付された太線矢印で示すように、側面３ｃから冷却器４に向かって湾曲するように発生する。したがって、漏れ磁束ＭＦ１は冷却器４の側面４ａを通過する。なお、図において漏れ磁束ＭＦ１を表す太線矢印は、理解を助けるために漏れ磁束の向きを模式的に表しており、正確ではないことに留意されたい。以降の図においても同様である。
【００２８】
一方、図４の太線矢印で示す閉曲線のように、冷却器４の幅広の側面４ａと直交する方向（Ｙ軸方向）から見たときも、磁束ＭＦは、コイル２の断面の周囲を囲むように形成される。ここで冷媒供給管５はコア３（外部コア３ｂ）に埋設されているため、冷媒供給管５が配置されている箇所は、磁性体混合樹脂で満たされていない。そのため、冷媒供給管５の外周面と密着している外部コア３ｂの側面では漏れ磁束ＭＦ２が発生する。この漏れ磁束ＭＦ２は、図４の太線矢印で示すように、冷媒供給管５を通過する。また、図４に示すように冷媒排出管６においても、冷媒供給管５と同様に、漏れ磁束ＭＦ２が冷媒排出管６を通過する。
【００２９】
一般に、金属等の導体を磁束が通過すると、この磁束が通過した箇所に渦電流が発生する。この渦電流は発熱をもたらす。しかし、実施例の冷却器付きリアクトル２００に備えられている冷却器４は絶縁体の樹脂で作られている。そのため、冷却器４には渦電流が発生しない。よって、渦電流による冷却器４の発熱が防止される。このことは、冷却器付きリアクトル２００内部での無駄な発熱を防止し、冷却器付きリアクトル２００の放熱性能低下の防止に寄与する。
【００３０】
一方、冷媒供給管５及び冷媒排出管６も絶縁体の樹脂で作られている。そのため冷媒供給管５及び冷媒排出管６には渦電流が発生しない。よって、上記の冷却器４と同様に、冷媒供給管５及び冷媒排出管６の発熱が防止される。このことは、冷却器４と同様に、冷却器付きリアクトル２００内部での無駄な発熱を防止する。
【００３１】
また、コイル２から発生する磁束ＭＦの磁束密度は、コイル２に近いほど高くなる。上記の構成によれば、冷却器４には渦電流が発生しないため、磁束密度が高い場所でも冷却器４が発熱することはない。つまり、冷却器４をコイル２に近づけるほど、冷却性能向上の利点だけを享受できる。また、冷却器４をコイル２に近づけることができるため、冷却器付きリアクトル２００の冷却器４とコイル２の並び方向（Ｙ軸方向）におけるサイズを小さくすることができる。よって、冷却器４を樹脂製とすることは、冷却器付きリアクトル２００の小型化にも寄与する。
【００３２】
その他の本実施例の構成による効果について説明する。上記のように、冷却器４と冷媒供給管５及び冷媒排出管６は、コイル２の四角筒形状の三方の側面２ａ、２ｂ、２ｃを囲むように配置されている（図２参照）。つまり、コイル２の三方の側面を囲むように冷媒の経路が構成される。コイル２から発生する熱はコイル２の外側の全方位を覆う外部コア３ｂに拡散する。したがって、コイル２の三方の側面を囲むように冷媒が通過することで、拡散する熱を効率よく吸収することができる。
【００３３】
実施例の冷却器付きリアクトル２００の製造方法について説明する。図５は、冷却器付きリアクトル２００の製造方法を表した模式図である。先ず、予め四角筒形状に巻回されたコイル２と、冷媒供給管５及び冷媒排出管６が接続された冷却器４を下型１２の中に入れる。その後、上型により下型１２の開口部が覆われる。なお、図５では、上型の図示が省略されていることに留意されたい。そして、下型１２に設けられた流入管１２ａから、所定の温度、所定の圧力により流動性の磁性体粒子を含む樹脂（磁性体混合樹脂）が充填される。その後、磁性体混合樹脂が上型及び下型１２の形状沿って固まることで実施例の冷却器付きリアクトル２００が形成される。
【００３４】
上記の製造方法により、コイル２と冷却器４と冷媒供給管５及び冷媒排出管６をコアに埋設し、冷却器４と冷媒供給管５及び冷媒排出管６をリアクトルと一体に成形した実施例の冷却器付きリアクトル２００が製造される。冷却器４とリアクトルが一体で成形されることにより、冷却器付きリアクトル２００を複数個製造する場合において、コア３に埋設されたコイル２と冷却器４の間における距離のばらつきの管理を容易にすることができる。同様に、冷媒供給管５及び冷媒排出管６とコイル２の間における距離のばらつきの管理も容易にすることができる。距離のばらつきは、リアクトルの放熱性能のばらつきの原因となる。したがって、上記の製造方法により一体で成形することにより、冷却器付きリアクトル２００の放熱性能のばらつきを小さく抑えることができる。
【００３５】
また、上記の製造方法の方が、冷却器４とコア３を個別に作って後で接着するよりも、コア３と冷却器４の密着性が高まる。したがって、上記の製造方法により、コア３と冷却器４の間の熱伝達性を向上させることができる。
【００３６】
図６を参照して、実施例の冷却器付きリアクトル２００の変形例について説明する。変形例の冷却器付きリアクトル２０１は、冷媒供給管及び冷媒排出管の形状が異なる以外は、実施例の冷却器付きリアクトル２００と同様の構成である。以下、冷却器付きリアクトル２０１の冷媒供給管２５及び冷媒排出管２６について説明する。図６は、図４と同様の方向（Ｙ軸方向）から見た冷却器付きリアクトル２０１の断面図である。冷媒供給管２５は、その横断面（冷媒供給管２５の延伸方向に直交する断面）がコイル２の巻回軸方向（Ｚ軸方向）に沿って細長い矩形である四角管である。冷媒供給管２５の横断面の長手方向（Ｚ軸方向）の長さは、コイル２の巻回軸方向の長さと同じである。同様に、冷媒排出管２６も、その横断面がコイル２の巻回軸方向に沿って細長い矩形である四角管であり、その横断面の長手方向の長さは、コイル２の巻回軸方向の長さと同じである。図６に示すように、冷媒供給管２５の幅広の側面２５ａは、コイル２の四角筒形状の一方の側面２ｂと対向しており、冷媒排出管２６の幅広の側面２６ａは、コイル２の四角筒形状の他方の側面２ｃと対向している。
【００３７】
このような構成によれば、コイル２の側面と対向する冷媒供給管２５及び冷媒排出管２６の側面の面積を先の実施例の円管に比べて拡大することができる。したがって、コイル２からコア３（外部コア３ｂ）に伝わる熱が効率よく冷媒供給管２５及び冷媒排出管２６に伝わり、冷却器付きリアクトルの放熱性能を先の実施例に比べ高めることができる。
【００３８】
図面を参照して、実施例の冷却器付きリアクトル２００を備えた積層ユニット及び電力変換器について説明する。図７は、実施例の冷却器付きリアクトル２００を備えた電力変換器３００の電力系のブロック図である。電力変換器３００は、電動車両８００に搭載されている。電動車両８００は、２個の三相交流モータ（以下、モータ）８３ａ、８３ｂを備えている。２個のモータ８３ａ、８３ｂの出力は、動力分配機構８５で合成されて車軸８６（即ち駆動輪）へと伝達される。
【００３９】
電力変換器３００は、システムメインリレー８２を介してバッテリ８１と接続されている。電力変換器３００は、バッテリ８１の電圧を昇圧する電圧コンバータ回路９１と、昇圧後の直流電力を交流に変換する２セットのインバータ回路９２ａ、９２ｂを含む。２セットのインバータ回路９２ａ、９２ｂは、夫々モータ８３ａ、８３ｂに接続されている。なお、インバータ回路９２ａ、９２ｂは、車両の制動時にモータ８３ａ、８３ｂが発生した電力（回生電力）を直流に変換することもある。この場合、変換された電力は、電圧コンバータ回路９１により降圧されバッテリ８１に充電される。
【００４０】
電圧コンバータ回路９１は、２個のスイッチング素子Ｔ７、Ｔ８の直列回路を備えている。また、電圧コンバータ回路９１は、一端がその直列回路の中点に接続されており他端が高電位側の入力端に接続されているリアクトルを備えている。このリアクトルとして実施例の冷却器付きリアクトル２００が利用される。また、電圧コンバータ回路９１は、高電位側の入力端と低電位側の入力端の間に接続されているフィルタコンデンサ８７、高電位側の出力側と低電位側の出力側の間に接続されている平滑コンデンサ８８、各スイッチング素子に逆並列に接続されているダイオードを備えている。低電位側のラインは電圧コンバータ回路９１の入力側と出力側で直接接続されており、これらは回路のグランド電位に保持される。ここで、符号ＰＣ７が示す破線矩形の範囲の回路が、ハードウエアとして後述するパワーカードＰＣ７に対応する。
【００４１】
電圧コンバータ回路３００は、バッテリ８１の電圧を昇圧してインバータ回路９２ａ（９２ｂ）へ供給する動作（昇圧動作）と、インバータ回路９２ａ（９２ｂ）側から入力される直流電力（モータ８３ａ又は８３ｂが発生する回生電力）を降圧してバッテリ８１へ供給する動作（降圧動作）の双方を行うことができる。前者の場合はスイッチング素子Ｔ８が主に貢献し、後者の場合はスイッチング素子Ｔ７が主に貢献する。図７の電圧コンバータ回路はよく知られているので詳細な説明は省略する。このように電圧コンバータ回路３００において電流はバッテリ側からインバータ回路側へ流れる場合とインバータ回路側からバッテリ側へ流れる場合がある。説明の便宜上、電圧コンバータ回路３００のバッテリ側の端子を入力端（入力側）と称し、電圧コンバータ回路のインバータ回路側の端子を出力端（出力側）と称することに留意されたい。
【００４２】
インバータ回路９２ａは、２個のスイッチング素子の直列回路が３セット並列に接続された構成を有している（Ｔ１とＴ４、Ｔ２とＴ５、Ｔ３とＴ６）。各スイッチング素子にはダイオードが逆並列に接続されている。３セットの直列回路の高電位端が電圧コンバータ回路９１の高電位側の出力端に接続されており、３セットの直列回路の低電位端は電圧コンバータ回路９１の低電位側の出力端に接続されている。３セットの直列回路の中点から三相交流（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）が出力される。ここで、符号ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３が示す破線矩形の範囲の直列回路の夫々が、ハードウエアとして後述するパワーカードＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３に対応する。
【００４３】
インバータ回路９２ｂの構成はインバータ回路９２ａと同じであるため、図７では具体的な回路の図示を省略している。インバータ回路９２ｂもインバータ回路９２ａと同様に、２個のスイッチング素子の直列回路が３セット並列に接続された構成を有している。各直列回路に対応するハードウエアのモジュールをパワーカードＰＣ４、ＰＣ５、ＰＣ６と称する。なお、図７のインバータ回路９２ａ、９２ｂはよく知られているので詳細な説明は省略する。
【００４４】
スイッチング素子Ｔ１からＴ８は、トランジスタであり、典型的にはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であるが、他のトランジスタ、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であってもよい。
【００４５】
図８を参照して電力変換器３００に備えられる積層ユニットのハードウエア構成について説明する。電力変換器３００は、複数のスイッチング素子を効率よく冷却するため、複数のスイッチング素子を収容した７枚のパワーカードＰＣ１からＰＣ７と複数の冷却プレート３１と実施例の冷却器付きリアクトル２００を積層した積層ユニット４００を備えている。図８は、その積層ユニット４００の積層方向と直交する方向から見た平面図である。なお、各パワーカードに設けられた各端子と冷却器付きリアクトル２００の引出線２１ａ、２１ｂをバスバで接続することで、図７に示す回路配線を構成することができるが、図８ではそのバスバの図示が省略されていることに留意されたい。
【００４６】
図８に示すように、各パワーカードＰＣ１からＰＣ７は積層方向（Ｙ軸方向）に薄い直方体形状をしている。そして、各パワーカードは積層方向に薄い直方体形状をしている８枚の冷却プレート３１と交互に積層されている。各パワーカードはその両側を冷却プレート３１により挟まれている。複数の冷却プレートは熱伝導率の高い金属、例えばアルミニウムで作られており、その内部は冷媒が通る空洞である。冷却プレート３１はその長手方向の両側に積層方向に沿った孔が設けられており、隣り合う冷却プレート３１が、その孔に接続された連結管３４ａ、３４ｂで連結されている。図中で積層方向（Ｙ軸方向）の下端に位置する冷却プレート３１には冷媒流入管３２と冷媒流出管３３が接続されている。ここで、図中右側に位置する連結管３４ａ及び冷媒流入管３２は円管であり、その中心線は一致している。連結管３４ａ及び冷媒流入管３２をまとめて冷却プレート用供給管３６と称する。冷却プレート用供給管３６は複数の冷却プレート３１の長手方向（Ｘ軸方向）の一方の端部を積層方向（Ｙ軸方向）に沿って貫通しており、冷却プレート用供給管３６の内部空間は各冷却プレート３１の内部空間と連通している。また、図中左側に位置する連結管３４ｂ及び冷媒流出管３３は円管であり、その中心線は一致している。連結管３４ｂ及び冷媒流出管３３をまとめて冷却プレート用排出管３７と称する。冷却プレート用排出管３７は複数の冷却プレート３１の長手方向（Ｘ軸方向）の他方の端部を積層方向（Ｙ軸方向）に沿って貫通しており、冷却プレート用排出管３７の内部空間は各冷却プレート３１の内部空間と連通している。
【００４７】
冷却器付きリアクトル２００は、積層方向における端に位置し冷媒流入管３２及び冷媒流出管３３が設けられていない側の冷却プレート３１の外側に、その冷却プレート３１と隣接するように配置されている。冷却器付きリアクトル２００の冷媒供給管５は外側に位置する冷却プレート３１に設けられた上記の孔に連結しており、冷却器付きリアクトル２００の冷媒排出管６もこの冷却プレート３１に設けられた上記の孔に連結している。冷媒供給管５と上記の冷却プレート用供給管３６はその中心線が一致しており、冷媒排出管６と上記の冷却プレート用排出管３７もその中心線が一致している。そして、冷媒供給管５の内部空間と冷却プレート用供給管３６の内部空間は連通しており、冷媒排出管６の内部空間と冷却プレート用排出管３７の内部空間も連通している。よって、冷媒流入管３２から流入した冷媒は連結管３４ａ及び冷媒供給管５により、複数の冷却プレート３１及び冷却器付きリアクトル２００の冷却器４に分配される。冷媒は、各冷却プレート３１及び冷却器４の内部を通過する間に隣接する各パワーカードＰＣ１からＰＣ７及びコア３の熱を吸収し、他方の連結管３４ｂ及び冷媒排出管６を通じて冷媒流出管３３より流出する。図８が示すように、冷却器付きリアクトル２００は冷媒の流れに対して複数の冷却プレート３１よりも下流側に位置している。
【００４８】
また、冷却器付きリアクトル２００において、冷却器４とはコイル２を挟んで反対側のコア３の側面３ｄが冷却プレート３１の積層方向の側面３１ａと放熱シート３５を介して接触している。このような構成によれば、コア３の側面３ｄからもコア３の熱を吸収することができる。したがって、冷却器付きリアクトル２００をより効率的に冷却することができる。
【００４９】
以下、実施例で示した技術に関する留意点を述べる。冷却器の内部に設けられる放熱フィンの形状は、図３にあるような波形状以外の形状であっても良い。例えば、櫛形状の放熱フィンであっても良い。この場合、櫛形状は冷却器４の短手方向（Ｚ軸方向）に沿って並んでおり、少なくとも冷却器４のコイル２と対向する側壁の内面に設けられていると良い。
【００５０】
また、実施例において冷却器４の側面４ｂは、コア３の後面と面一になっていたが、冷却器４の側面４ｂがコア３の後面の内側若しくは外側に位置していても良い。さらにまた、冷却器４の全面が、コア３（外部コア３ｂ）に覆われていても良い。少なくとも、冷却器４のコイル２と対向する側面４ａがコア３（外部コア３ｂ）に覆われていればよい。
【００５１】
また、実施例のコイル２は１個であったが、複数であっても良い。例えば、２個のコイルを直列に繋いで、その巻回径方向に平行に並べた一対のコイルであっても良い。また、実施例のコイル２は平角線２１を巻回したエッジワイズ巻きのコイルであったが、丸線を巻回したコイルであっても良い。
【００５２】
また、積層ユニットにおける冷却器付きリアクトルの配置も、図８に示す位置には限られない。例えば、冷却器付きリアクトルは、冷媒の流れに対して冷却プレートよりも上流側に位置してもよい。つまり、図８における冷媒流入管３２及び冷媒流出管３３が設けられている冷却プレート３１に隣接するように冷却器付きリアクトル２００が配置されても良い。この場合、冷媒供給管５及び冷媒排出管６は冷却器４を貫通するようにコア３の外側に延伸しており、この延伸した箇所から冷媒が流入し冷媒が冷却器４及び冷却プレート３１に分配されることになる。冷却器付きリアクトル２００が冷媒の流れに対して上流側に位置することで、各パワーカードよりも優先して冷却器付きリアクトル２００を冷却することができる。
【００５３】
また、積層ユニットの冷却プレートは、冷却器付きリアクトルの冷却器と同じ絶縁体の樹脂で作られても良い。
【００５４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００５５】
２：コイル
３：コア
４：冷却器
５：冷媒供給管
６：冷媒排出管
７：放熱フィン
１２：下型
２１：平角線
３１：冷却プレート
３２：流入管
３３：流出管
３４ａ、３４ｂ：連結管
３５：放熱シート
３６：冷却プレート用供給管
３７：冷却プレート用排出管
８１：バッテリ
８２：システムメインリレー
８３ａ、８３ｂ：モータ
８５：動力分配機構
８６：車軸
９１：電圧コンバータ回路
９２ａ、９２ｂ：インバータ回路
２００：冷却器付きリアクトル
３００：電力変換器
４００：積層ユニット
ＭＦ：磁束
ＭＦ１、ＭＦ２：漏れ磁束
ＷＬ：巻回軸線
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ８：スイッチング素子
ＰＣ１、ＰＣ２、ＰＣ３、ＰＣ４、ＰＣ５、ＰＣ６、ＰＣ７、ＰＣ８：パワーカード
【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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