(57)【要約】【課題】ケースを省略すると共に、空冷性能に優れるリアクトルを提供する。【解決手段】巻線を巻回してなるコイル2と、このコイル2の少なくとも内側に配置される磁性コア3と、このコイル2と磁性コア3との組合体10の外周を覆う樹脂被覆部5とを備える。樹脂被覆部5は、その表面に沿って一端側から他端側に向かって伸びる複数の通風溝6を備え、この通風溝6が全て並行するように形成されている。樹脂被覆部5と風との接触面積を増加でき、風速の低下を防止することで空気の熱伝達率の低下を防止することができるので、組合体10で発生した熱を、樹脂被覆部5を介して効率よく放出することができ、空冷性能に優れる。【選択図】図1
2012015382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線を巻回してなるコイルと、このコイルの少なくとも内側に配置される磁性コアと、前記コイルと磁性コアとの組合体の外周を覆う樹脂被覆部とを備えるリアクトルであって、
前記樹脂被覆部の表面に沿って一端側から他端側に向かって伸びる複数の通風溝を備え、
前記通風溝が全て並行するように形成されていることを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
前記リアクトルの設置面上の直線であり、リアクトルの設置方向の基準となる設置基準線を規定したとき、
前記通風溝は、同通風溝沿いの任意の2点を結ぶ直線群により形成される平面と前記設置基準線とが平行となるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載のリアクトル。
【請求項３】
前記通風溝が直線溝であることを特徴とする請求項1又は2に記載のリアクトル。
【請求項４】
前記通風溝が湾曲溝であることを特徴とする請求項1又は2に記載のリアクトル。
【請求項５】
前記樹脂被覆部における少なくとも一端側が、前記組合体の当該一端側の面よりも突出した先細り状であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のリアクトル。
【請求項６】
請求項1〜5のいずれか1項に記載のリアクトルが固定対象に設置された状態において、
前記通風溝が風向に沿うように、前記リアクトルが固定されていることを特徴とするリアクトルの設置構造。
【請求項７】
コイルと磁性コアとの組合体の外周を樹脂被覆部で覆ってリアクトルを製造するリアクトルの製造方法であって、
巻線を巻回してなるコイルと、このコイルの少なくとも内側に配置される磁性コアとの組合体を準備する準備工程と、
外側容器と、この外側容器の中に配置される内側成形型とを備える成形型を用意し、前記内側成形型の中に前記組合体を配置する配置工程と、
前記内側成形型の中に樹脂を注入して硬化させることで前記組合体と樹脂を一体化した成形物を得る成形工程と、
前記内側成形型から成形物を取出す取出し工程とを備え、
前記配置工程では、
外側容器は、開口部と、開口部の対面の底板に複数の押出孔を備え、
内側成形型は、前記樹脂の充填空間を形成する複数の分割片を備え、この分割片の少なくとも一つに成形物の表面に沿って通風溝を形成するための突条を有し、前記分割片の組み合わせによって複数の突条が全て並行するように形成され、
前記取出し工程では、前記押出孔を通して前記内側成形型に力を加えることで前記内側成形型を外側容器から押出し、この内側成形型を構成する各分割片を成形物から外す、
ことを特徴と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、ハイブリッド自動車等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に利用されるリアクトルに関するものである。特に、放熱性能に優れるリアクトルに関する。
【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。例えば、リアクトルは、特許文献1に開示されているように、巻線を巻回してなるコイルと、このコイルの内側に配置されるコアとを、高熱伝導ケース内に収納して構成されている。ハイブリッド自動車等に搭載されるリアクトルは、大電流・高電圧仕様であるため、コイル及びコアの発熱量が大きい。よって、特許文献1では、コイル及びコアが収納されているケースに、ポッティング樹脂を満たし、コイル及びコアから発生してポッティング樹脂を通じてケースへ伝達された熱が、ヒートシンク(冷却ベース)に繋がるケース底面から放出されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５‐０７２１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放熱構造として、一般的に、冷却ベースに冷却水を導入する水冷式の冷却構造が多く用いられている。しかし、リアクトルが搭載される装置の使用環境や、設置場所によっては、強制空冷によって冷却する場合がある。従って、空冷による冷却で、より効率的に放熱できるリアクトルの構成が望まれる。
【０００５】
また、リアクトルの低コスト化を実現するために、使用する材料の使用量を削減することが好ましい。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、ケースを省略すると共に、空冷性能に優れるリアクトルを提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、上記本発明リアクトルを効率よく利用できるリアクトルの設置構造を提供することにある。
【０００８】
更に、本発明の別の目的は、上記本発明リアクトルを効率よく製造することができるリアクトルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ファン等の強制空冷によってリアクトルを冷却する場合、リアクトル表面と空気との間の熱抵抗Rは、1/(h×s)(h:空気の熱伝達率、s:リアクトルの放熱面積)で表わされ、空気の熱伝達率hは、その速度(風速)vの関数である。本発明は、上記リアクトルの放熱面積を大きくし、かつ空気の熱伝達率の低下を防止することで熱抵抗を小さくすると共に、ケースを省略できるリアクトルとすることで、上記目的を達成する。
【００１０】
本発明は、巻線を巻回してなるコイルと、このコイルの少なくとも内側に配置される磁性コアと、上記コイルと磁性コアとの組合体の外周を覆う樹脂被覆部とを備えるリアクトルに係るものである。上記樹脂被覆部は、その表面に沿って一端側から他端側に向かって伸びる複数の通風溝を備え、これらの通風溝が全て並行するように形成されている。
【００１１】
上記構成によれば、樹脂被覆部の表面に通風溝が形成されることによって、樹脂被覆部の表面積を増加することができる。従って、風との接触面積を増加することができるので、組合体で発生した熱を、樹脂被覆部を介して効率よく放出することができ、本発明リアクトルは、空冷性能に優れる。特に、本発明リアクトルは、空冷による冷却なので、組合体の表面の大部分に対して均等に効率よく空冷することができる。そして、形成された複数の通風溝が全て並行することによって、その通風溝の伸びる方向と風向とを同方向にする場合、風速の低下を防止することができる。よって、空気の熱伝達率の低下を防止することができる。ファン等の送風手段からの風は、冷風であることが好ましい。
【００１２】
更に、本発明のリアクトルの設置面上の直線であり、リアクトルの設置方向の基準となる設置基準線を規定したとき、通風溝は、同通風溝沿いの任意の2点を結ぶ直線群により形成される平面と上記設置基準線とが平行となるように形成されている形態が挙げられる。
【００１３】
リアクトルの設置基準線とは、リアクトルをファン等の送風手段に対して設置するとき、風向に沿うようにリアクトルの設置方向を決めるための直線である。通風溝が上記形態であるとは、通風溝が、リアクトルの設置基準線にほぼ沿っており、その設置基準線に交差したり、通風溝が蛇行したりしていないということである。つまり、通風溝が風向にほぼ沿っているということである。上記構成によれば、通風溝を有するリアクトルの風に対する抵抗の増加を防止でき、風速の低下をより効果的に防止することができる。よって、局所的な風速の低下を防止することができ、空気の熱伝達率の低下を防止することができる。
【００１４】
組合体に対して通風溝の伸びる方向は、所望の方向にすることができる。つまり、より効果的に空冷したい組合体の構成部材に対して、より効果的に空冷できるように通風溝を設ければよい。例えば、コイルをより効果的に空冷したい場合は、コイルの軸方向に沿って通風溝を設ければよく、磁性コアをより効果的に空冷したい場合は、コイルの軸方向と直交する方向に沿って通風溝を設ければよい。例えば、リアクトルが直方体状である場合、リアクトルの表面で風向と直交する面(ファン等の送風手段から見て前面と後面)と、風向に沿った面(側面と上面、但しリアクトルの設置面である下面を除く)において、後面は風が直接当たり難く、前面や側面と比べると、空冷性能は落ちる。よって、より効果的に空冷したい組合体の構成部材が、上記風向に沿った面側に位置するように通風溝を設けることが好ましい。
【００１５】
本発明リアクトルの一形態として、通風溝が直線溝である形態が挙げられる。
【００１６】
通風溝が直線溝であることで、その通風溝の長手方向に沿って風が流れる場合、通風溝を有するリアクトルの風に対する抵抗の増加を防止でき、風速の低下をより効果的に防止することができる。よって、局所的な風速の低下を防止することができ、空気の熱伝達率の低下を防止することができる。
【００１７】
本発明リアクトルの一形態として、通風溝が湾曲溝である形態が挙げられる。
【００１８】
樹脂被覆部が流線形状である場合、例えば、樹脂被覆部の少なくとも一端側が、テーパ面を有した錐体形であったり、略紡錘形等である場合が挙げられる。その場合、通風溝がその形状に沿った湾曲溝であることで、通風溝を有するリアクトルの風に対する抵抗の増加を防止でき、風速の低下をより効果的に防止することができる。よって、局所的な風速の低下を防止することができ、空気の熱伝達率の低下を防止することができる。
【００１９】
本発明リアクトルの一形態として、樹脂被覆部における少なくとも一端側が、組合体の当該一端側の面よりも突出した先細り状である形態が挙げられる。
【００２０】
樹脂被覆部の上記流線形状が、特に、通風溝の少なくとも一端側に形成されていることが好ましい。この一端側とは、風向に対向する側である。その風向に対向する側の樹脂被覆部の形状を、組合体のその一端側の面よりも突出した先細り状とすることで、風の流れを向上することができる。上記構成によれば、通風溝を有するリアクトルの風に対する抵抗を低減することができ、通風溝がリアクトルの設置基準線に沿っていない場合に比べて風速を上げることができる。より効果的であるのは、ファン等の送風手段から見て組合体の前面を上記流線形状とすることである。そうすることで、樹脂被覆部が平面である場合と比較して、風速の増加によって、空気の熱伝達率を向上させることができる。この形態であると、リアクトルの放熱面積と空気の熱伝達率を共に大きくすることができ、リアクトルの空冷性能を更に向上することができる。
【００２１】
本発明のリアクトルの設置構造は、リアクトルが固定対象に設置された状態において、通風溝が風向に沿うように、このリアクトルが固定されていることを特徴とする。
【００２２】
通風溝が風向に沿うことによって、風速の低下を防止することができ、空気の熱伝達率の低下を防止することができ、空冷性能に優れる。更に、樹脂被覆部における少なくとも一端側が、組合体の当該一端側の面よりも突出した先細り状である場合、その突出した突出部を、組合体の表面で風向と直交する面でファン等の送風手段から見て前面に設けることで、通風溝近傍の風速を上げることができる。よって、通風溝を有する樹脂被覆部が平面である場合と比較して、空気の熱伝達率を向上させることができる。
【００２３】
本発明のリアクトルの製造方法は、次の工程を備えることを特徴とする。
(1)巻線を巻回してなるコイルと、このコイルの少なくとも内側に配置される磁性コアとの組合体を準備する準備工程
(2)外側容器と、この外側容器の中に配置される内側成形型とを備える成形型を用意し、上記内側成形型の中に上記組合体を配置する配置工程
(3)内側成形型の中に樹脂を注入して硬化させることで組合体と樹脂を一体化した成形物を得る成形工程
(4)上記内側成形型から成形物を取出す取出し工程
上記配置工程では、外側容器は、開口部と、開口部の対面の底板に複数の押出孔を備え、内側成形型は、上記樹脂の充填空間を形成する複数の分割片を備え、この分割片の少なくとも一つに成形物の表面に沿って通風溝を形成するための突条を有し、これらの分割片の組み合わせによって複数の突条が全て並行するように形成される。
上記取出し工程では、上記押出孔を通して上記内側成形型に力を加えることで内側成形型を外側容器から押出し、この内側成形型を構成する各分割片を成形物から外す。
【００２４】
本発明リアクトルは、外側表面が通風溝による凹凸形状であるため、樹脂被覆部の成形金型である内側成形型を分割片で形成することによって、本発明リアクトルを効率よく製造することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のリアクトルは、樹脂被覆部の表面積を増加することができ、風との接触面積を増加できるので、組合体で発生した熱を、樹脂被覆部を介して効率よく放出することができ、空冷性能に優れる。更に、形成された通風溝が全て並行することによって、風に対する抵抗の増加を防止でき、風速の低下を防止することができる。よって、空気の熱伝達率の低下を防止することができる。
【００２６】
本発明のリアクトルの設置構造は、本発明リアクトルの通風溝が風向に沿っているので、風速の低下を防止することができ、空気の熱伝達率の低下を防止することができ、空冷性能に優れる。
【００２７】
本発明のリアクトルの製造方法により、本発明のリアクトルを効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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】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３】実施形態1に係る本発明のリアクトルの製造方法を示し、(A)は内側成形型の分割片の概略斜視図、(B)は設置工程における各構成の概略斜視図、(C)は成形工程における各構成の概略斜視図である。
【図４】実施形態2のリアクトルを示し、(A-a),(A-b)は平面図であり、(B-a)〜(B-d)は側面図である。
【図５】実施形態2のリアクトルの一例の通風溝の形成構造を示し、(A)はその断面図、(B)は図5(A)の矢視A-A断面の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、実施形態のリアクトルを説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。
【００３０】
＜実施形態1＞
本発明に係るリアクトル1について、図1〜図3に基づいて説明する。このリアクトル1は、図1に示すように、巻線を巻回してなるコイル2と、このコイル2の少なくとも内側に配置される磁性コア3と、このコイル2と磁性コア3との組合体10の外周を覆う樹脂被覆部5とを備える。樹脂被覆部5は、その表面に沿って一端側から他端側に向かって伸びる複数の通風溝6を備え、この通風溝6が全て並行するように形成されている。以下、リアクトル1の各構成をより詳細に説明する。
【００３１】
［組合体］
コイル2と磁性コア3とからなる組合体10について、図2を参照して説明する。
【００３２】
（コイル）
コイル2は、巻線2wを螺旋状に巻回してなる一対のコイル素子2a,2bを有する。両コイル素子2a,2bは、互いに同一の巻数で、各軸方向が平行になるように横並びに並列されている。巻線2wは、銅やアルミニウムといった導電性材料からなる導体の外周に、絶縁性材料からなる絶縁被覆を備える被覆線が好適である。ここでは、コイル2は、導体が銅製の平角線からなり、絶縁被覆がエナメルからなる被覆平角線をエッジワイズ巻きにして形成されている。巻線2wは、導体が平角線からなるもの以外に、断面が円形状、楕円形状、多角形状等の種々の形状のものを利用できる。
【００３３】
各コイル素子2a,2bは、軸方向から見た端面形状が角を丸めた矩形状である。上記端面形状は、矩形状の他、円形状や矩形以外の多角形状などが利用できる。また、各コイル素子2a,2bを、巻線の一端同士を、連結片を介して溶接等により接合することで、一体のコイル2とする(図1参照)。この連結片も巻線2wと同様の被覆平角線で構成される。上記溶接は、例えば、TIG溶接、レーザー溶接、抵抗溶接等が挙げられる。その他、圧着、冷間圧接、振動溶着などにより、巻線の一端同士を接合してもよい。コイル2は、1本の連続する巻線で各コイル素子2a,2bを構成することもできる。この場合、巻線の一部を折り返すことによってコイル素子2a,2b同士が連結される。ここでは、一対のコイル素子2a,2bを並列に備える構成としているが、コイル素子を一つ備える構成としたコイルとしてもよい。
【００３４】
各コイル素子2a,2bを形成する巻線2wの両端部は、ターン部分から適宜引き延ばされて後述する樹脂被覆部5の外部に引き出される。絶縁被覆が剥がされて露出された導体部分に、銅やアルミニウムなどの導電性材料からなる端子部材(図示せず)が接続される。この端子部材を介して、コイル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。巻線2wの導体部分と端子部材との接続には、TIG溶接などの溶接の他、圧着などが利用できる。
【００３５】
（磁性コア）
磁性コア3は、各コイル素子2a,2bの内側にそれぞれ配置される一対の内側コア部31と、コイル2から露出されている一対の外側コア部32とを有する。ここでは、各内側コア部31と各外側コア部32とはそれぞれ直方体状である。磁性コア3は、離間して配置される内側コア部31を挟むように外側コア部32が配置され、各内側コア部31の端面と外側コア部32の内端面とを接触させて環状に形成される。これら内側コア部31及び外側コア部32により、コイル2を励磁したとき、閉磁路を形成する。
【００３６】
内側コア部31と外側コア部32は、その全体が圧粉成形体から構成されており、ギャップ材やエアギャップ、接着剤が介在していない。
【００３７】
圧粉成形体は、代表的には、表面に絶縁被膜を具える軟磁性粉末を成形後、上記絶縁被膜の耐熱温度以下で焼成することにより得られる。軟磁性粉末に加えて適宜結合剤を混合した混合粉末を利用したり、上記絶縁被膜としてシリコーン樹脂などからなる被膜を備えた粉末を利用したりすることができる。圧粉成形体の飽和磁束密度は、軟磁性粉末の材質や、上記軟磁性粉末と上記結合剤との混合比、種々の被膜の量などを調整することで変化させることができる。例えば、飽和磁束密度の高い軟磁性粉末を用いたり、結合剤の配合量を低減して軟磁性材料の割合を高めたりすることで、飽和磁束密度が高い圧粉成形体が得られる。その他、成形圧力を高くすることでも飽和磁束密度を高められる傾向にある。所望の飽和磁束密度となるように軟磁性粉末の選択や成形圧力の調整などを行うとよい。
【００３８】
上記軟磁性粉末は、Fe,Co,Niといった鉄族金属粉末の他、Fe-Si,Fe-Ni,Fe-Al,Fe-Co,Fe-Cr,Fe-Si-AlなどのFe基合金粉末、或は希土類金属粉末、フェライト粉末などが利用できる。特に、Fe基合金粉末は、飽和磁束密度が高い圧粉成形体を得易い。このような粉末は、アトマイズ法(ガス又は水)や、機械的粉砕法などにより製造することができる。特に、結晶がナノサイズであるナノ結晶材料からなる粉末、好ましくは異方性ナノ結晶材料からなる粉末を用いると、高異方性で低保磁力の圧粉成形体が得られる。軟磁性粉末に形成される絶縁被膜は、例えば、燐酸化合物、珪素化合物、ジルコニウム化合物又は硼素化合物などが挙げられる。結合剤は、例えば、熱可塑性樹脂、非熱可塑性樹脂、又は高級脂肪酸が挙げられる。この結合剤は、上記焼成により消失したり、シリカなどの絶縁物に変化したりする。圧粉成形体は、絶縁被膜などの絶縁物が存在することで、軟磁性粉末同士が絶縁されて、渦電流損失を低減することができ、コイルに高周波の電力が通電される場合であっても、上記損失を少なくすることができる。圧粉成形体は、公知のものを利用してもよい。
【００３９】
（その他の構成要素）
組合体10は、コイル2と磁性コア3との間にボビン4を備えることで、絶縁性を高めている。ボビン4は、内側コア部31の外周に配置される筒状ボビン41と、コイル2の端面に当接される一対の枠状ボビン42とを備える構成が挙げられる。ここでは、筒状ボビン41は、各面に貫通する開口部を有し、内側コア部31の全周が筒状ボビン41により覆われない構成としており、枠状ボビン42は、矩形板状で、2つの開口部を有し、各内側コア部31の端部が全面覆われない構成としている。ボビン4の構成材料には、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、液晶ポリマー(LCP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂などの絶縁性樹脂が好適に利用できる。更に、内側コア部31と各枠状ボビン42との間には、アルミナやガラスエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル等、内側コア部31よりも透磁率が低い材料、代表的には非磁性材料により構成されるギャップ材43を備えてもよい。
【００４０】
［樹脂被覆部］
樹脂被覆部5は、図1に示すように、上記組合体10の外周を樹脂被覆部5で覆っている。樹脂被覆部5は、上記組合体10に対して粉塵や腐食等の外部環境からの保護、強度等の機械的な保護、組合体10と周囲の部材との間の絶縁確保といった種々の効果を奏する。この場合、巻線2wの端部2eは引き出して、樹脂被覆部5から露出させる。樹脂被覆部5の構成材料は、電気絶縁性、熱伝導性、耐衝撃性に優れるものが好ましく、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。また、樹脂被覆部5の構成材料として、絶縁性及び熱伝導性に優れるフィラー、例えば、窒化珪素、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化ほう素、ムライト、及び炭化珪素から選択される少なくとも1種のセラミックスからなるフィラーを含有すると、放熱性を更に高められる。
【００４１】
ここでは、樹脂被覆部5は上記組合体10の形状と同等の略直方体状である。組合体10の外周から樹脂被覆部5の表面までの間隔は、リアクトル1の表面(ここでは、リアクトル1の設置面である下面を除く)に亘ってほぼ均一であることが好ましい。この間隔が小さい程、組合体10で発生した熱が樹脂被覆部5を介して外部へ放出され易い。この樹脂被覆部5は、その表面に沿って一端側から他端側に向かって伸びる複数の通風溝6を備える。そして、この通風溝6が全て並行するように形成されている。
【００４２】
（通風溝）
樹脂被覆部5の表面に通風溝6を設けることにより、樹脂被覆部5の表面積を大きくすることができ、風との接触面積を増加させることができる。通風溝6の伸びる方向は、より効果的に空冷したい対象によって変えることができる。ここでは、コイル2の軸方向に沿って通風溝6を設け、図1の矢印で示す方向から風を流すことによって、コイル2をより効果的に空冷するよう構成されている。組合体10の外周面でコイル2の軸方向と平行な面(側面、上面、リアクトルの設置面である下面を除く)と、コイル2の軸方向と直交な面(一方が前面、他方が後面)に対して、側面と上面の3面を覆う樹脂被覆部5の面に通風溝6を形成する。ここでは、樹脂被覆部5の表面は湾曲しておらず、コイルの軸方向に沿った通風溝6なので、その通風溝6は直線溝である。ここでは、樹脂被覆部5の表面は、側面と上面が凹凸面であり、前面と後面は平面である。
【００４３】
この通風溝6の横断面形状は、半円形等の曲面形状、矩形状、V字形状、その他の多角形状等が挙げられる。ここでは、通風溝6の横断面形状は半円形の曲面形状を採用している。そして、通風溝6を有する樹脂被覆部5は、その横断面形状を見ると、波型の凹凸形状となっている。この場合、波の形成ピッチ等は適宜選択すればよい。通風溝6の本数や、通風溝6の山部分と谷部分との差は、樹脂被覆部5の成形性を考慮すると共に、樹脂被覆部5の表面積が、平面である場合と比べて増加するような値とすることが好ましい。
【００４４】
ここでは、ほぼコイル2の軸方向に沿って通風溝6を設けているが、ほぼコイル2の軸方向と直交する方向に沿って通風溝6を設けてもよい。この場合、磁性コア3、特に外側コア部32(図２参照)をより効果的に空冷することができる。
【００４５】
実施形態1のリアクトル1を固定対象に設置する際、通風溝6がファン等の送風手段による風向に沿うように設置すると、通風溝6を有する樹脂被覆部5に対する風に対する抵抗の増加を防止することができる。また、風速の低下を防止でき、空気の熱伝達率の低下を防止することができるので、空冷性能に優れる。ファン等の送風手段からの風は、冷風であることが好ましい。
【００４６】
［リアクトルの製造方法］
上記構成を備えるリアクトル1の製造方法について、図3に基づいて以下詳細に説明する。
【００４７】
（準備工程）
上述したコイル2、内側コア31、及び外側コア32(図2参照)を組み合わせ、上記組合体10を準備する。
【００４８】
（配置工程）
配置工程は、外側容器100と、この外側容器100の中に配置される内側成形型200とを備え、この内側成形型200の中に準備工程で準備した上記組合体10を配置する。
【００４９】
≪外側容器≫
外側容器100は、後述する内側成形型200が分割片210で形成されていることから、この内側成形型200の分割片210がばらけることがないように固定するために用いる。図3(B)に示すように、外側容器100は、開口部110と、開口部110の対面の底板120に複数の押出孔130を備える。ここでは、外側容器100は直方体状であり、上面に開口部110を有している。その開口部110の対面の底板120に4つの押出孔130を設ける。この押出孔130は、後述する取出し工程において用いる。
【００５０】
≪内側成形型≫
内側成形型200は、組合体10の外周に通風溝6を有する樹脂被覆部5(図1参照)を形成するために用いる。図3(A)に示すように、内側成形型200は、樹脂被覆部5となる樹脂の充填空間を形成する複数の分割片210で形成される。この分割片210の少なくとも一つに成形物(リアクトル1)の表面に沿って通風溝6(図1参照)を形成するための突条220を有する。また、分割片210の少なくとも一つに上記樹脂を充填空間に注入するための樹脂注入孔230を有する。この樹脂注入孔230は、充填空間に樹脂を注入することができ、樹脂被覆部5の形成に影響がなければ、大きさや有する場所等は特に問わない。更に、成形物(リアクトル1)において、組合体10から巻線2wの端部2eを引き出して、樹脂被覆部5から露出させる(図1参照)ために、巻線端部2eを通す端子孔240をその巻線端部2eの本数分、分割片210に設ける。この端子孔240は、巻線端部2eが挿通され、ぐらつかない程度の大きさであればよい。端部2eの場所は決まっているため、それに対応した箇所に端子孔240があるように、分割片210を形成する。
【００５１】
これらの分割片210を組み合わせると、複数の突条220が全て並行して形成されるように、分割片210は構成されている。ここでは、分割片210は、両側面となる凹凸板、正背面となる平板、底面となる固定板、蓋となる天板とからなる。凹凸板と天板には、複数の突条220が並列に形成され、更に、凹凸板の上縁部と天板の側縁部には、互いに適合する傾斜面が形成されている。固定板の上面は、その周縁部に矩形枠状の切欠を有し、この切欠に凹凸板と平板とを配置することで、それらの位置決めをする。内側成形型200は、固定板の上に、凹凸板と平板とがそれぞれ対面するように固定し、その上に、固定板と対面するように天板を設置することで形成される。このとき、内側成形型200の内面に形成された突条220は、全て並行している。
【００５２】
配置工程は、まず、外側容器100の中に上記固定板、凹凸板、平板を各位置に固定して、各板で箱状体に形成する。次に、その箱状体の中に組合体10を入れる。このとき、成形物(リアクトル1)の樹脂被覆部5に形成される通風溝6の方向が、所望の方向となるように配置する。ここでは、コイル2の軸方向に沿って通風溝6を形成したいので、コイル2の軸方向と全突条220とが平行となるように配置する。そして、組合体10を収納した箱状体に天板で蓋をする。このとき、端子孔240に巻線端部2eを挿通する。以上により、図3(C)に示すように、組合体10を内側成形型200の中に安定して設置できる。内側成形型200は、各分割片210によって隙間なく形成されているが、後の取出し工程において、各分割片210を容易に解体できるように接続することが好ましい。
【００５３】
（成形工程）
組合体10を内部に備える内側成形型200の中に、樹脂注入孔230から熱硬化樹脂を圧入し、硬化させることで組合体10と樹脂を一体化し、成形物(リアクトル1)を得ることができる。内側成形型200の中に、樹脂注入孔230から樹脂を注入する際、端子孔240を樹脂内の空気を抜く空気抜き孔として利用することもできる。
【００５４】
（取出し工程）
最後に、内側成形型200から成形物(リアクトル1)を取出す。まず、外側容器100の中から内側成形型200を取出す。その方法は、外側容器100の底板120に形成された押出孔130を通して内側成形型200に力を加える。例えば、押出孔130に挿通できる太さの棒状体で押出すことで、外側容器100の中から内側成形型200を取出すことができる。この押出孔130は、外側容器100の中から内側成形型200を取出すことができれば、大きさや数は特に問わない。次に、内側成形型200を構成する各分割片210を成形物(リアクトル1)から外すことによって、内側成形型200の中から成形物(リアクトル1)を取出すことができる。
【００５５】
［効果］
本発明のリアクトル1は、樹脂被覆部5の表面に通風溝6を形成することによって、樹脂被覆部5の表面積を増加することができる。よって、風との接触面積を増加できるので、組合体10で発生した熱を、樹脂被覆部5を介して効率よく放出することができる。そして、通風溝6を全て並行するように形成することによって、風速の低下を防止することができ、空気の熱伝達率の低下を防止することができる。従って、本発明のリアクトル1は、空冷性能に優れる。
【００５６】
本発明のリアクトル1の製造方法は、本発明のリアクトル1の外側表面が通風溝6による凹凸形状であるため、樹脂被覆部5の成形金型である内側成形型200を分割片210で形成することによって、本発明リアクトル1を効率よく製造することができる。内側成形型200を分割片210で形成するので、樹脂被覆部5に多数の通風溝5を有するリアクトル1を、容易に内側成形型200から取出すことができる。
【００５７】
＜実施形態2＞
次に、図4を参照して、実施形態2のリアクトル1aを説明する。実施形態2のリアクトル1aは、組合体10の外周を覆う樹脂被覆部5の形状が、実施形態1と異なる。以下、この相違点を中心に説明し、その他の構成は実施形態１のリアクトル1と同様であるため、説明を省略する。
【００５８】
［樹脂被覆部］
樹脂被覆部5が流線形状である。その形状は、樹脂被覆部5における少なくとも一端側が、組合体10の当該一端側の面よりも突出した先細り状である。例えば、その突出した突出部分が、テーパ面を有した錐体形であったり、略紡錘形等である場合が挙げられる。略紡錘形の形状の場合を図4に示す。この場合、リアクトル1aの平面図は、図4(A-a)に示すように、樹脂被覆部5は全体的に流線形を帯びており卵型のような形状である。他の形状として、図4(A-b)に示すように、樹脂被覆部5の一端側と他端側の両端側が、組合体10の面よりも突出した先細りの円状体であり、樹脂被覆部5の側面側が平坦面である。ここで樹脂被覆部5の両端側とは、組合体10の外周面でコイル2の軸方向と垂直な面(一方が前面、他方が後面)を覆う側のことである。そして、樹脂被覆部5の側面側とは、組合体10の外周面でコイル2の軸方向と平行な面(ここでは樹脂被覆部5の上面は除く)を覆う側のことである。また、このリアクトル1aの側面図は、図4(B-a)に示すように、上記突出部分が、組合体10の前面と後面から両面を結ぶ略中心軸に向かって先細りした形状が挙げられる。他の形状として、図4(B-b)に示すように、図4(B-a)で示すリアクトル1aにおいて、組合体10の外周面でコイル2の軸方向と平行な面(上面)を覆う樹脂被覆部5は、組合体10の表面に沿って平坦面である形状が挙げられる。更に他の形状として、図4(B-c),図4(B-d)に示すように、上記突出部分が、組合体10の前面と後面からリアクトル1aの設置面に向かって先細りした形状が挙げられる。リアクトル1aの全体形としては、リアクトル1aの平面図(図4(A-a)、図4(A-b))とリアクトル1aの側面図(図4(B-a)〜図4(B-d))との各組み合わせ(ここでは、8通り)が考えられる。
【００５９】
図4では、樹脂被覆部5の一端側と他端側の両端側が、組合体10の当該各面よりも突出した先細り状の形状を説明したが、この突出した突出部分は、樹脂被覆部5における少なくとも一端側であればよく、他端側は、例えば、組合体10の表面に沿った平坦面であってもよい。上記突出部分は、ファン等の送風手段から見て組合体10の前面に設ける方が効果は得られ易い。
【００６０】
（通風溝）
図5を参照して、実施形態2のリアクトル1aの一例を示し、リアクトル1aに形成される通風溝6の構造を説明する。図5で示すリアクトル1aは、図4において、リアクトル1aの平面図4(A-a)とその側面図4(B-c)との組み合わせによって描かれるリアクトルであり、コイルと磁性コアとの組合体は省略している。つまり、図5で示すリアクトル1aは、樹脂被覆部5は全体的に流線形を帯びている半卵型のような形状である。図5(A)は、リアクトル1aの横断面図を示しており、このリアクトル1aの樹脂被覆部5に形成される通風溝6は、樹脂被覆部5の表面形状に沿った湾曲溝となる。一つの通風溝6は、図5(B)に示すように、同通風溝6沿いの任意の2点を結ぶ直線群9により形成される単一の平面8を形成し、この平面8と後述する設置基準線7とが平行となるように形成されている。つまり、各通風溝6は樹脂被覆部5の表面に沿って湾曲した形状であるが、通風溝6はほぼ設置基準線7に沿っており、蛇行したりしていない。従って、図4において、矢印で示す方向から風を流す場合、設置基準線7が風向に沿うようにリアクトルを設置すると、通風溝6はほぼ風に沿うことになる。図5(A)に示すように、設置基準線7をリアクトル1aの設置面における幅方向の中央に規定したとき、通風溝6の一端側と他端側は共に、この設置基準線7上に集中するように形成される形態が挙げられる。この場合、樹脂被覆部5の上記先端部分の先細りした箇所から、組合体10の当該一端側に向いて、その表面に沿って放射状に通風溝を形成しているということである。他に、各通風溝6が、設置基準線7と平行で、かつリアクトル1aの設置面に対して垂直な面上に形成される円弧溝である形態が挙げられる。他にも、通風溝が樹脂被覆部5の表面に沿って湾曲した形状になっていれば、通風溝の長さ等は特に問わない。例えば、樹脂被覆部5の一端から他端の全長にわたってではなく、樹脂被覆部5の表面の途中にのみ通風溝6が形成されていても良い。
【００６１】
（設置基準線）
設置基準線7は、リアクトル1aの設置面上の直線であり、リアクトル1aの設置方向の基準となる直線である。リアクトル1aは、ファン等の送風手段に対して設置するとき、上記設置基準線7が風向に沿うように設置される。
【００６２】
樹脂被覆部5における少なくとも一端側が、組合体10の当該一端側の面よりも突出した先細り状である場合は、その突出した突出部分に、通風溝を形成しなくても、風の流れの向上に繋がる。勿論、通風溝を形成すると、なお好ましい。
【００６３】
ここでは、ほぼコイル2の軸方向に沿って通風溝を設けた形態を説明したが、ほぼコイルの軸方向と直交する方向に沿って通風溝を設けてもよい。この場合、磁性コア3をより効果的に空冷することができる。
【００６４】
［効果］
実施形態2のリアクトル1aは、樹脂被覆部5が流線形状であり、特に、樹脂被覆部5における少なくとも一端側が、組合体10の当該一端側の面よりも突出した先細り状であるので、リアクトルの風に対する抵抗を低減することができ、樹脂被覆部の表面近傍における風速を上げることができる。更に、樹脂被覆部5の突出部分を、ファン等の送風手段から見て組合体10の前面に設けると、リアクトル1a全体において、風の流れを向上でき、風速を上げることができる。通風溝を有する樹脂被覆部5の風に対する抵抗増加の防止によって、風速を上げることができ、空気の熱伝達率を向上させることができる。従って、実施形態2のリアクトル1aは、樹脂被覆部5の放熱面積と空気の熱伝達率を共に大きくすることができ、空冷性能を更に向上することができる。
【００６５】
＜試算例＞
［試算条件］
樹脂被覆部の表面に通風溝を形成したリアクトルを用いて、樹脂被覆部と風との接触面積を演算し、リアクトルと空気との間の熱抵抗を求めた。また、樹脂被覆部の表面に通風溝を有さないリアクトルを用いて、同様の演算を行った。
【００６６】
試算例として、図1のリアクトルを用いた。通風溝を有する樹脂被覆部は、その横断面形状を見ると、波型の凹凸形状であり、その波長は10mm、振幅は5mmである。そして、通風溝は、各面に5本形成した。
【００６７】
比較例は、樹脂被覆部の表面が通風溝を備えない平坦面である点を除き、試算例と同様の形態とする。
【００６８】
［結果］
試算例における樹脂被覆部の表面積は23864mm2であった、一方、比較例における樹脂被覆部の表面積は15200mm2であった。よって、樹脂被覆部に通風溝を形成することによって、放熱面積を約57％増加することができた。そのため、リアクトルの表面での風速が同じ場合、通風溝を形成することによって、リアクトルと風との間の熱抵抗を約36％低減する効果がある。
【００６９】
試算例が比較例に比べて熱抵抗を低減できたのは、樹脂被覆部に通風溝を形成することで、リアクトルの放熱面積を増加できたことによると考えられる。また、形成された複数の通風溝が全て並行することによって、局所的な風速の低下を防止することができたので、空気の熱伝達率の低下を防止できたことにもよると考えられる。
【００７０】
なお、上述した実施形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明リアクトルは、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池自動車などの車両に搭載される車載用コンバータといった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】
【００７２】
1,1a  リアクトル
2  コイル    2a,2b  コイル素子    2w  巻線    2e  巻線端部
3  磁性コア    31  内側コア部    32  外側コア部
4  ボビン    41  筒状ボビン    42  枠状ボビン    43ギャップ材
5  樹脂被覆部
6  通風溝
7  設置基準線    8  平面    9  直線群
10  組合体
100  外側容器    110  開口部    120  底板    130  押出孔
200  内側成形型    210  分割片    220  突条    230  樹脂注入孔    240  端子孔
【図１】
2012015382.tif 000003
【図２】
2012015382.tif 000004
【図３】
2012015382.tif 000005
【図４】
2012015382.tif 000006
【図５】
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