(57)【要約】【課題】放熱性を改善したリアクトルを提供する。【解決手段】リアクトル１００は、磁性体のコアの周囲にコイルを捲回したものである。リアクトル１００のコイル１０は、側面（コイル外周面）の一部を除いて樹脂３１で覆われている。さらにリアクトル１００には、コイル１０の樹脂から露出している部分を覆う金属製の放熱板３３がその樹脂に取り付けられている。コイル１０と放熱板３３の裏面との間に、双方に接するゲル状あるいは硬化性の伝熱材３２が配置されている、伝熱材３２は、コイルの巻き線の間によく浸透し、コイル１０の熱を放熱板３３に良く伝える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体のコアの周囲にコイルを捲回したリアクトルであり、
前記コイルは、側面の一部を除いて樹脂で覆われており、
前記コイルの樹脂から露出している部分を覆う放熱板が前記樹脂の部分に取り付けられており、
コイルと放熱板の裏面との間に、双方に接するゲル状あるいは硬化性の伝熱材が配置されている、
ことを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
前記放熱板は金属製であってプレス絞り加工によって容器状に形成されており、その容器状の空間にコイルが収まるように、コイルを覆う樹脂に取り付けら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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアクトル（コイルを利用した受動素子）に関する。なお、リアクトルは、「インダクタ」とも呼ばれる。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリッド自動車や電気自動車が本格的に実用化され、普及が拡大している。ハイブリッド自動車や電気自動車はモータを駆動源とするため、モータ用の電気回路にリアクトルを備えることが多い。リアクトルは、インバータや電圧コンバータにおいて、電流を平滑化するのに用いられる。リアクトルの本体は、コアに巻き線（コイル）を巻いたものである。コアには、よくフェライトが用いられる。
【０００３】
リアクトルは、コイル（巻き線）を巻き掛けられるボビンを有するものと有さないものがある。大電流を平滑化するためのリアクトルにはボビンを有するものが多い。両端にフランジを有するボビンにコアを通し（或いは、コアの回りに樹脂製のボビンを一体射出成形し）、ボビンのフランジ間にコイル（巻き線）が巻かれる。また、絶縁のため、コイル全体が絶縁体で覆わることがよくある。コイルのカバーは、樹脂成形（resin casting）で作るのがコスト的に有利である。例えば、特許文献１にそのようなリアクトルの例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８０１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リアクトルのコイルには大電流が流れるため、コイル自体が発熱する。コイル全体を樹脂で覆ってしまうと、熱が拡散し難い。本明細書が開示する技術は、放熱性を改善したリアクトルを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示するリアクトルは、磁性体のコアの周囲にコイルを捲回したものである。そのリアクトルでは、コイルは、側面（コイル外周面）の一部を除いて樹脂で覆われている。さらに、リアクトルには、コイルの樹脂から露出している部分を覆う金属製の放熱板がその樹脂の部分に取り付けられている。そして、コイルと放熱板の裏面との間に、双方に接するゲル状あるいは硬化性の伝熱材が配置されている、ここで、「硬化性」とは、例えば熱硬化性、あるいは、常温吸湿硬化性のいずれでもよい。即ち、伝熱材には、ゲル状のものか、あるいは、最初はゲル状であるが時間の経過とともに硬化する材料のものが用いられる。そのような熱伝導材の具体例には、熱伝導性シリコン、あるいは、シリコングリスなどでよい。
【０００７】
本明細書が開示する新規なリアクトルは、コイルの周面の一部を樹脂から露出させ、そこに金属製の放熱板をあてがう。放熱板とコイルの間には、硬化性の伝熱材を充填する。伝熱材は少なくとも最初はゲル状であるから、コイル巻き線の隙間に入り込む。そのため、熱はコイルから金属板へと効率よく移動する。上記の技術によれば、放熱性の良いリアクトルが得られる。
【０００８】
本明細書が開示するリアクトルでは、金属製の放熱板が、プレス絞り加工によって容器状に形成されており、その容器状の空間にコイルが収まるように、コイルを覆う樹脂の部材に取り付けられていることが好ましい。そのような金属板は、組み付け性が良い。
【０００９】
本発明のさらなる改良は、発明の実施の形態で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】リアクトルの分解斜視図である（一次成形品）。
【図２】リアクトル（一次成形品）の斜視図である。
【図３】リアクトル（二次成形品）の斜視図である。
【図４】放熱板を取り付けたリアクトルの側面図である。
【図５】変形例におけるリアクトルの側面図である。
【図６】別の変形例におけるリアクトルの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図面を参照して実施例のリアクトルを説明する。図１にリアクトル本体９０（樹脂カバーなし）の分解斜視図を示し、図２にリアクトル本体９０（樹脂カバーなし）の斜視図を示す。図３にリアクトル本体９０と放熱板３３の組み立て斜視図を示す。図１と図２は、樹脂カバー成形前（二次成形前）の一次成形品を示している。なお、樹脂カバー３１を備えた二次成形品のリアクトル本体９０に伝熱材３２と放熱板３３が組み付けられてリアクトル１００が完成する。
【００１２】
リアクトル１００は、例えば電気自動車の電流平滑化に使われる。リアクトル１００は、例えば１００［Ａ］以上の電流許容値を有する大電流用であり、巻き線として平角線が用いられている。平角線は、断面が矩形の導線である。
【００１３】
リアクトルの構造を概説する。リアクトル１００は、リング状のコアが樹脂製のボビン２で覆われており、そのボビン２の２箇所に巻き線が巻き掛けられて２個のコイル１０ａ、１０ｂが形成されている。コイル１０ａ、１０ｂは、ボビン両端のフランジ３の間に巻かれている（図２）。コイル１０ａ、１０ｂは、一対のフランジ３の間（一方のフランジから他方のフランジまでの間）で樹脂カバー３１に覆われる（図３）。樹脂カバー３１からはコイルのリード線１２が引き出されている。また、樹脂カバー３１の一部は開口３１ａが形成され、コイル１０ａ、１０ｂの周面の一部が露出している。
【００１４】
次に、リアクトル１００を詳細に説明する。図１に示されているように、リング状のボビン２は、長手方向（Ｘ軸方向）のほぼ中央で２個の部品２ａ、２ｂに分割されている。従って夫々の部品２ａ、２ｂは、Ｃ形状をなしている。夫々の部品には、後述する放熱板３３を取り付けるリブ５が設けられている。
【００１５】
ボビン部品２ａの内部にはＣ形状のコア２２ａが埋め込まれており、ボビン部品２ｂの内部にはＣ形状のコア２２ｂが埋め込まれている。コア２２ａ、２２ｂは、フェライトでできている。ボビンの部品２ａ、２ｂを向かい合わせると、コア２２ａ、２２ｂも向かい合わせとなり、リング状のコアが形成される。
【００１６】
ボビン２の夫々の部品２ａ、２ｂにはフランジ３が設けられている。ボビン２の両端のフランジ３の間で導線が巻き掛けられてコイル１０ａ、１０ｂが形成される。フランジ３にはスリット４が設けられている。図３に示すように、コイル１０ａ、１０ｂのリード線１２が、スリット４を通過してフランジ３の外側（コイル軸方向外側）へと伸びている。
【００１７】
製造手順に従ってリアクトル１００をさらに説明する。まず、長手方向で２個に分割されたボビン２を用意する（図１）。ボビン部品２ａは、Ｃ形状のコア２２ａを金型に入れ、コア２２ａの周囲のキャビティに樹脂を射出して成形する。即ち、コア入りボビン部品２ａは、樹脂の射出成形で作られる。他方のボビン部品２ｂも同様である。
【００１８】
次に図１に示すように、コイル１０ａ、１０ｂの夫々の端からボビン部品２ａ、２ｂを嵌める。このとき、ボビン２ａ、２ｂのフランジ３に設けられたスリット４に、コイルのリード線１２を通す。スリット４の幅はリード線１２の幅にほぼ等しく、リード線１２はスリット４にぴったり嵌る。また、コイル１０ａ、１０ｂにボビン部品２ａ、２ｂを嵌める際、２個のボビン部品２ａ、２ｂの間に、スペーサ２１を配置する。スペーサ２１は、非磁性材料で作られている。スペーサ２１の材料は例えばアルミナセラミックスである。ボビン２ａと２ｂは接着剤により接合される。
【００１９】
コイル１０ａ、１０ｂの両側からボビン部品２ａ、２ｂを嵌め込むと、図２に示したリアクトル本体９０（ただし、樹脂カバー３１なし）が得られる。樹脂カバー３１成形前のリアクトル本体９０を一次成形品と称することがある。次に、リアクトル本体９０を別の金型に入れ、両端のフランジ３の間に樹脂を充填し、樹脂カバー３１を形成する（図３）。ただし、前述したように、樹脂カバー３１は、コイル１０ａ、１０ｂを完全に覆いはせず、コイル１０ａ、１０ｂの外周面の一部を露出させる。なお、図３のリアクトル本体９０は、図１、図２とは上下が逆になっていることに留意されたい。図３では隠れて見えないが、フランジ３のスリット４の周囲も樹脂カバー３１で覆われ。樹脂カバー３１からリード線１２が外へと伸びる。
【００２０】
次に、コイル１０ａ、１０ｂの露出している部分を覆うように、放熱板３３を取り付ける（図３）。放熱板３３は、アルミ又は銅の金属板をプレス加工により容器状に成形したものであり、その容器の部分に露出したコイル１０ａ、１０ｂが収まる。放熱板３３は、ボルト３４によってリブ５に固定される。伝熱材３２（後述）を含む放熱板３３が取り付けられてリアクトル１００が完成する。
【００２１】
放熱板３３の裏面とコイル１０ａ、１０ｂの側面との間には、伝熱材３２が充填されている。図４に、リアクトル１００の側面図を示す。ただし、図４では、内部が理解できるように、放熱板３３のみ断面を描いている。また、図４では、コイル１０ａと１０ｂを合わせてコイル１０と総称する。図４に良く示されているように、放熱板３３の裏面とコイル１０の側周面の双方に接するように伝熱材３２が配置されている。伝熱材３２は、シリコンを含む熱硬化性材料でできており、最初はゲル状であるが、加熱すると硬化する。図４の場合の組み立て手順は次の通りである。まず、コイル１０の露出部を上にしてリアクトル本体９０を配置し、その上にゲル状の伝熱材３２を塗布し、放熱板３３を取り付ける。最後にリアクトル１００の全体を加熱し、伝熱材３２を硬化させる。この場合、放熱板３３を上から組み付けることができるので作業性がよいが、伝熱材３２として流動性の低い材質のものを選定する必要がある。
【００２２】
上記説明したリアクトル１００の利点を説明する。リアクトル１００では、コイル１０の大部分は樹脂カバー３１で覆われており、外部から絶縁される。ただし、コイル側面の一部は樹脂カバー３１から露出しており、伝熱材３２を介して金属製の放熱板３３と接している。伝熱材３２は、少なくとも最初はゲル状であり、コイル１０の巻き線の間によく浸透する。コイルが発生する熱は、伝熱材３２を介して放熱板３３へと伝わり、外部へ散逸する。伝熱材３２がコイル１０の巻き線の間によく浸透しているので、コイル１０の熱は効率よく放熱板３３へと伝わる。即ち、リアクトル１００は、放熱効率が良い。
【００２３】
図５に、変形例のリアクトル２００の側面図を示す。なお、リアクトルを構成する部品は、図１〜図４のリアクトル１００と同一である。図５では組み立て手順が図４の場合と異なる。図５の場合は、コイル１０の露出部を下にしてリアクトル本体９０を配置し、伝熱材２３２を容器の底に入れた放熱板３３を下から組み付ける。最後に加熱して伝熱材２４２を硬化させる。この場合では、伝熱材２３２の流動性が高くてもよいため、伝熱材２３２がコイル１０の巻き線の間に良く浸透する。変形例のリアクトル２００は、実施例のリアクトル１００よりも伝熱材２３２がコイル巻き線の間に良く浸透するので、さらに放熱効率が良い。
【００２４】
図６に、さらに別の変形例のリアクトル３００の側面図を示す。この変形例は、金属平板を放熱板３３３に用いたものである。そのため、リアクトル本体９０のコイル１０の長手方向両側に垂直リブ５５が設けられており、その頂面で放熱板３３３がボルト３４で固定される。このリアクトル３００では、金属平板を利用できるのでより安価に製造することができる。
【００２５】
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】
【００２６】
２：ボビン
２ａ、２ｂ：ボビン部品
３：フランジ
４：スリット
５：リブ
１０、１０ａ、１０ｂ：コイル
１２：リード線
２１：スペーサ
２２ａ、２２ｂ：コア
３１：樹脂カバー
３２、２３２：伝熱材
３３、３３３：放熱板
３４：ボルト
９０：リアクトル本体
１００、２００、３００：リアクトル
【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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