(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
ケース内に配設されたコイルを具備するコアと、
ケースとコアの間を閉塞する放熱性を有する封止樹脂体と、からなるリアクトルであって、
ケースの底面上における封止樹脂体は、孔を備えてケースに接して固定されたプレートを介してプレートの上にある第１の封止樹脂体層と、プレートの下にある第２の封止樹脂体層から構成され、孔にある封止樹脂体によって第１、第２の封止樹脂体層が繋がっているリアクトル。
【請求項２】
プレートは、ケースにボルトで固定されている請求項１に記載のリアクトル。
【請求項３】
ケースの底面は二段構造になっており、そのケースの底面の下段に、プレートが配設されて固定されている請求項１または２に記載のリアクトル。
【請求項４】
ケースの底面の下段と上段の接続部は、プレートの側面に接している請求項３に記載のリアクトル。
【請求項５】
ケースの底面の下段と上段の接続部の高さとプレートの側面の高さは同じであり、ケースの底面の上段とプレートの上面は面一になっている請求項３または４に記載のリアクトル。
【請求項６】
上下方向で見て、プレートの外形は、コアの外形より小さい請求項１から５のいずれか一項に記載のリアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリアクトルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車載用のDC-DCコンバータといった電力変換装置の構成部品として、より詳細には、電力変換装置において電圧の昇圧や降圧制御をおこなう回路部品としてリアクトルが適用されている。
【０００３】
リアクトルの一般的な構成形態として、U型コアやI型コアがギャップを介して環状に組み付けられ（ギャップ板を接着剤にてコアに接続）、その周囲にコイルが形成され、これがケース内に収容され、コアやコイルとケースの底面の間に放熱性を有する封止樹脂体がモールドされ、ケースの下方に冷却器が配設された形態を挙げることができる。また、この形態のリアクトルが特許文献１に開示されている。
【０００４】
ところで、リアクトルの作動時に発熱源であるコアやコイルは熱膨張や熱収縮を繰り返すことになるが、この熱膨張と熱収縮の繰り返しがコアやコイルとケースの底面の間にモールドされた封止樹脂体に作用し、放熱性阻害の要因となり得る。このことを図６，７を参照して説明する。
【０００５】
図６は、従来構造のリアクトルを示している。図示するリアクトルＲＴは、コイルＣｉが配設されたコアＣｏがステイＳを介してケースＣａにボルトＢで締結されており、コアＣｏとコイルＣｉとケースＣａの底面の間に放熱材である封止樹脂体Ｒｅがモールドされ、ケースＣａの下方には冷媒Ｒが還流する冷却器Ｃｌが配設されてその全体が構成されている。
【０００６】
リアクトルＲＴが作動すると、発熱源であるコイルＣｉは、図７（ａ）で示すように熱膨張し（Ｙ１方向）、次に、図７（ｂ）で示すように熱収縮し（Ｙ２方向）、この熱膨張と熱収縮を繰り返す。
【０００７】
このコイルＣｉの熱膨張および熱収縮の繰り返しにより、封止樹脂体ＲｅがコイルＣｉの動きに引張られ、ケースＣａの底面と封止樹脂体Ｒｅの界面の接着強度が徐々に弱められ、最後には、図７（ｃ）で示すように界面剥離を生じて空隙Ｇ１が形成される可能性がある。
【０００８】
このように封止樹脂体ＲｅとケースＣａの底面の界面が剥離してしまうと復元はされず、空隙Ｇ１が介在することで放熱部材である封止樹脂体Ｒｅから冷却器Ｃｌへの放熱が阻害され、リアクトルＲＴの放熱性能（冷却性能）が低下することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−２５６７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、リアクトルの作動時にコアやコイルが熱膨張や熱収縮を繰り返した場合でも、放熱部材である封止樹脂体からケースへの放熱が阻害されることがなく、良好な放熱性能を維持することのできるリアクトルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成すべく本発明によるリアクトルは、ケースと、ケース内に配設されたコイルを具備するコアと、ケースとコアの間を閉塞する放熱性を有する封止樹脂体と、からなるリアクトルであって、ケースの底面上における封止樹脂体は、孔を備えたプレートを介してプレートの上にある第１の封止樹脂体層と、プレートの下にある第２の封止樹脂体層から構成され、孔にある封止樹脂体によって第１、第２の封止樹脂体層が繋がっているものである。
【００１２】
本発明のリアクトルは、コアおよびコイルとケースの底面の間にモールドされた封止樹脂体が、孔を備えたプレートを介してその上下にある第１の封止樹脂体層と第２の封止樹脂体層に分割され、孔にある封止樹脂体にて双方の封止樹脂体層が繋がっていることに特徴を有するものである。
【００１３】
この構成により、コイル等の熱膨張や熱収縮の作用によって第１の封止樹脂体層がプレートから剥離した場合には、第２の封止樹脂体層がケースの底面に密着した状態を維持することで、コイルに密着した第１の封止樹脂体層から孔にある封止樹脂体、孔にある封止樹脂体から第２の封止樹脂体層、第２の封止樹脂体層からケースの底面へ伝熱する放熱ルートが確保される。
【００１４】
一方、コイル等の熱膨張や熱収縮の作用によって第２の封止樹脂体層がケースの底面から剥離した場合には、第１の封止樹脂体層がプレートに密着した状態を維持することで、コイルに密着した第１の封止樹脂体層から孔にある封止樹脂体、孔にある封止樹脂体から第２の封止樹脂体層、第２の封止樹脂体層の面内を通ってケースの底面の側方へ伝熱する別途の放熱ルートが確保される。
【００１５】
このように、プレートを介して上下２層の封止樹脂体層を形成したことで、いずれかの封止樹脂体層がプレートやケース底面から剥離した場合でも、コイルからケースへ通じる放熱ルートを確保することができ、優れた放熱性能（冷却性能）を維持できるリアクトルが形成される。
【００１６】
ここで、放熱性を有する封止樹脂体は、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などから形成でき、このような樹脂材料内にシリカやアルミ等の熱伝導性フィラーが分散していてもよい。
【００１７】
本発明のリアクトルによれば、コアやコイルとケースの底面の間の封止樹脂体の途中位置に孔を有するプレートを介在させたシンプルな構造改良により、従来のリアクトルに比して放熱性能に優れ、かつこの放熱性能を維持することを可能としている。
【発明の効果】
【００１８】
以上の説明から理解できるように、本発明のリアクトルによれば、コアやコイルとケースの底面の間の封止樹脂体の途中位置に孔を有するプレートを介在させ、プレートを介して上下２層の封止樹脂体層を形成し、これら２つの封止樹脂体層を孔にある封止樹脂体で繋いだ構成を適用したことにより、優れた放熱性能を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のリアクトルの実施の形態の縦断面図である。
【図２】リアクトルの製造方法を説明した図である。
【図３】図２に続いてリアクトルの製造方法を説明した図である。
【図４】ケースの底面から第２の封止樹脂体層が剥離した際の放熱ルートを説明した縦断面図である。
【図５】プレートから第１の封止樹脂体層が剥離した際の放熱ルートを説明した縦断面図である。
【図６】従来のリアクトルの実施の形態の縦断面図である。
【図７】（ａ）はコイルが熱膨張した状態を説明した図であり、（ｂ）はコイルが熱収縮した状態を説明した図であり、（ｃ）は封止樹脂体とケースの底面の界面が剥離した状態を説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明のリアクトルの実施の形態を説明する。なお、図示例は、コアやコイルの上方が外気に露出した形態であるが、封止樹脂体がコアとコイルの上方領域も完全に封止する形態であってもよい。
【００２１】
（リアクトルの実施の形態）
図１は本発明のリアクトルの実施の形態の縦断面図である。図示するリアクトル１０は、ケース４と、ケース４内に配設されたコイル２を具備するコア１と、ケース４の底面４ａとコア１およびコイル２の間に配設されたプレート５と、プレート５の上下に配設された放熱性を有する封止樹脂体６と、ケース４の下方に配設されて冷媒が還流する冷却器７とから大略構成されている。ここで、コア１はステイ３を介してケース４にボルト３ａにて締結されている。
【００２２】
コア１は、U型コアやI型コアが不図示のギャップ板を介して略環状に構成されたものであり、樹脂と軟磁性粉末等から形成される。ここで、軟磁性粉末としては、Fe、Co、Niなどの鉄族金属、鉄を主成分とする合金粉等を適用できる。特に、Fe-Si系合金、Fe-Ni系合金、Fe-Al系合金、Fe-Co系合金、Fe-Cr系合金、Fe-Si-Al系合金や希土類金属、フェライトなどを適用できる。一方、樹脂は熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれであってもよいが、硬化炉を不要とでき、製造時間短縮を図ることのできる射出成形が可能な熱可塑性樹脂を適用するのが好ましい。適用される熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン、ポリプロピレン、メタクリル、ポリイミド樹脂などを挙げることができる。また、ギャップ板は、例えばアルミナ（AL2O3）やジルコニア（ZrO2）などのセラミックスで成形することができる。なお、ギャップ板なしの構造にてリアクトルコアの電磁気特性、すなわちインダクタンスを保証できる場合には、コア間のギャップ板の介在は不要となる。
【００２３】
コイル２は、銅製の導線と、導線の周囲に形成されたエナメル被膜等の絶縁被膜から構成されており、占積率の高い平角線が好適である。
【００２４】
ケース４はアルミニウムやその合金などから形成され、底面４ａは二段構造になっており、下方から第１の段４ａ１、第２の段４ａ２を有している。
【００２５】
冷却器７は、その内部に不図示の流路が形成され、冷媒が流路を還流することで伝熱されてきた熱をクーリングする。ここで、冷媒としては、ラジエータ等からのクーリング水やクーリングエアが適用できる。
【００２６】
封止樹脂体６は、湿気硬化型、常温硬化型（1液タイプ、2液混合タイプのいずれであってもよい）であれば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等をベース樹脂とした材料から形成される。
【００２７】
ここで、シリコーン樹脂に関してさらに説明すると、このシリコーン樹脂（シリコーンポリマー）は、ケイ素と酸素が交互に結合してポリマーが形成されたシロキサン結合構造を主骨格としたものであるが、加硫剤等の添加剤の有無や種類によって、シート状のものやペースト状のもの、液状のものが存在しており、封止樹脂体を形成するシリコーンとしてはペースト状や液状のシリコーンが使用できる。また、シリコーンポリマー自体の熱伝導率は0.16W/mKと小さいものの、これにシリカやアルミナ、窒化ホウ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化マグネシウム等の熱伝導性フィラーが混合されることで、この混合量（混合割合）に応じて高い放熱性を有するシリコーンとなることから、所望の放熱性を満足するように適宜のフィラーが含有された樹脂材料を使用するのが好ましい。
【００２８】
たとえば、熱伝導率λ≧0.5W/mK、絶縁性（体積固有抵抗）≧1012Ωcm、初期硬さ（デュロメータTypeA）≦85の物性を備えた封止樹脂体６を適用できる。
【００２９】
図示するように、ケース４の底面４ａの第１の段４ａ１には複数の孔５ａを有するプレート５が配設され、不図示のボルト等で底面４ａに固定されている。
【００３０】
コア１やコイル２の下方に封止樹脂体用の樹脂材料をモールドすることで、孔５ａを介してプレート５の下方に第２の封止樹脂体層６ｂが形成され、プレート５の上方には第１の封止樹脂体層６ａが形成され、孔５ａ内には層同士を繋ぐ封止樹脂体６ｃが形成される。
【００３１】
（リアクトルの製造方法）
図２，３はその順に、リアクトル１０の製造方法を説明した図である。
【００３２】
まず、図２で示すように、ケース４の底面４ａの第１の段４ａ１にプレート５を載置し（Ｘ１方向）、プレート５を底面４ａにボルト等で固定した後、コイル２が配設されたコア１をプレート５から離れた位置に配設する（Ｘ２方向）。
【００３３】
次に、図３で示すように、コア１およびコイル２をステイ３を介してケース４にボルト３ａにて締結することにより、中間体を製作する。図３の状態において、コア１およびコイル２とプレート５の間、プレート５とケース４の底面４ａの間には孔５ａを介して連通した空隙Ｇ１が形成されている。
【００３４】
次に、コア１およびコイル２とケース４の間の空隙Ｇ１に封止樹脂体成形用の樹脂材料をモールドすることにより、図１で示すように、第１の封止樹脂体層６ａ、第２の封止樹脂体層６ｂ、層同士を繋ぐ封止樹脂体６ｃからなる封止樹脂体６が成形され、リアクトル１０が製造される。
【００３５】
（ケースの底面から第２の封止樹脂体層が剥離した際の放熱ルートについて）
図４はケースの底面から第２の封止樹脂体層が剥離した際の放熱ルートを説明した縦断面図である。
【００３６】
コイル２等の熱膨張や熱収縮の作用により、図４で示すように第２の封止樹脂体層６ｂがケース４の底面４ａから剥離して空隙Ｇ２が生じる剥離形態が考えられる。
【００３７】
この場合、第１の封止樹脂体層６ａがプレート５に密着した状態を維持することで、コイル２に密着した第１の封止樹脂体層６ａから孔５ａにある封止樹脂体６ｃ、孔５ａにある封止樹脂体６ｃから第２の封止樹脂体層６ｂ、第２の封止樹脂体層６ｂの面内を通ってケース４の底面４ａの側方へ伝熱する放熱ルートＹ１が確保される。
【００３８】
（プレートから第１の封止樹脂体層が剥離した際の放熱ルートについて）
図５はプレートから第１の封止樹脂体層が剥離した際の放熱ルートを説明した縦断面図である。
【００３９】
コイル２等の熱膨張や熱収縮の作用により、図５で示すようにプレート５から第１の封止樹脂体層６ａが剥離して空隙Ｇ３が生じる剥離形態が考えられる。
【００４０】
この場合、第２の封止樹脂体層６ｂがケース４の底面４ａに密着した状態を維持することで、コイル２に密着した第１の封止樹脂体層６ａから孔５ａにある封止樹脂体６ｃ、孔５ａにある封止樹脂体６ｃから第２の封止樹脂体層６ｂ、第２の封止樹脂体層６ｂからケース４の底面４ａへ伝熱する放熱ルートＹ２が確保される。
【００４１】
このように、ケース４の底面４ａから第２の封止樹脂体層６ｂが剥離した場合、プレート５から第１の封止樹脂体層６ａが剥離した場合のいずれのケースであっても、固有の放熱ルートが確保されることから、リアクトル１０は高い放熱性能を維持することができる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施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における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４３】
１…コア、２…コイル、３…ステイ、３ａ…ボルト、４…ケース、４ａ…底面、４ａ１…第１の段、４ａ２…第２の段、５…プレート、５ａ…孔、６…封止樹脂体、６ａ…第１の封止樹脂体層、６ｂ…第２の封止樹脂体層、６ｃ…層同士を繋ぐ封止樹脂体（封止樹脂体）、７…冷却器、１０…リアクトル、Ｇ１〜Ｇ３…空隙
【図１】
0006610055.tif 000002
【図２】
0006610055.tif 000003
【図３】
0006610055.tif 000004
【図４】
0006610055.tif 000005
【図５】
0006610055.tif 000006
【図６】
0006610055.tif 000007
【図７】
0006610055.tif 000008