(57)【要約】【課題】従来のリアクトルよりも放熱性に優れるリアクトルを提供する。【解決手段】巻線を螺旋状に巻回してなる巻回部を有するコイルと、一部が前記巻回部の内部に配置される磁性コアと、前記コイルおよび前記磁性コアの組合体が載置される載置板と、前記載置板上に形成され、前記コイルを前記載置板に固定する接合層と、を備えるリアクトルである。このリアクトルでは、前記接合層が、絶縁性樹脂を含む絶縁材料で構成され、かつ前記巻回部を構成する各ターン間に入り込んでおり、前記ターン間への前記接合層の侵入高さは、前記巻線の幅の８０％以上に及ぶ。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線を螺旋状に巻回してなる巻回部を有するコイルと、一部が前記巻回部の内部に配置される磁性コアと、前記コイルおよび前記磁性コアの組合体が載置される載置板と、前記載置板上に形成され、前記コイルを前記載置板に固定する接合層と、を備えるリアクトルであって、
前記接合層が、絶縁性樹脂を含む絶縁材料で構成され、かつ前記巻回部を構成する各ターン間に入り込んでおり、
前記ターン間への前記接合層の侵入高さは、前記巻線の幅の８０％以上に及ぶリアクトル。
【請求項２】
前記接合層は、前記絶縁性樹脂よりも熱伝導性に優れるフィラー粒子を含み、
前記巻回部をその軸方向に縦断する縦断面において、前記接合層のうち、前記ターン間に入り込んだ部分に占める前記フィラー粒子の面積割合が４０％以上である請求項１に記載のリアクトル。
【請求項３】
前記縦断面において前記ターン間に介在される前記フィラー粒子のうち、８０％以上のフィラー粒子は、その円相当直径が前記ターン間の間隔の８０％以下である請求項２に記載のリアクトル。
【請求項４】
前記ターン間の間隔が、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項５】
前記絶縁性樹脂の熱伝導率が、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項６】
前記巻回部と前記載置板との間隔が、３０μｍ以上２ｍｍ以下である請求項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】
巻線を螺旋状に巻回してなる巻回部を有するコイルと、一部が前記巻回部の内部に配置される磁性コアと、前記コイルおよび前記磁性コアの組合体が載置される載置板と、前記載置板上に形成され、前記コイルを前記載置板に固定する接合層と、を備えるリアクトルを製造するリアクトルの製造方法であって、
前記組合体を用意する工程αと、
前記載置板を用意し、その載置板の一面側に絶縁性樹脂を含む絶縁材料の未硬化層を形成する工程βと、
前記未硬化層の上に前記組合体を載置する工程γと、
前記絶縁性樹脂の粘度が５０Ｐａ・ｓ以下となる軟化温度に前記未硬化層を加熱する工程δと、
前記軟化温度よりも高温に前記未硬化層を加熱し、前記未硬化層を硬化させることで、前記接合層を形成する工程εと、
を備えるリアクトルの製造方法。
【請求項８】
前記未硬化層は、前記絶縁性樹脂よりも熱伝導性に優れるフィラー粒子を含む請求項７に記載のリアクトルの製造方法。
【請求項９】
前記未硬化層の厚さは、前記巻線の幅の１０％以上５０％以下である請求項７または請求項８に記載の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などの電動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、およびその製造方法に関する。
【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巻回部を有するコイルと、一部がその巻回部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電動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。
【０００３】
特許文献１には、コイルと、磁性コアと、これらコイルと磁性コアとの間の絶縁を確保するインシュレータ（絶縁介在部材）と、を組み合わせた組合体を金属部材（載置板）に載置したリアクトルが開示されている。この特許文献１では、組合体を載置する金属部材（載置板）上に接合層を形成することで、組合体のコイルを載置板上に固定すると共に、組合体で発生した熱を効率的に載置板に逃がす構成が開示されている。
【０００４】
上記特許文献１では、接合層として、絶縁材料から構成される絶縁シートと、その両面に形成される接着層と、を備える両面接着シートを利用している。その両面接着シートの接着層はコイルの巻回部のターン間に侵入し、組合体のコイルと載置板との固定を強固にする。ターン間への接着層の侵入高さは、コイルを構成する巻線の幅の１／４〜１／２程度である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−９６４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年のハイブリッド自動車などの普及に伴い、大電流でリアクトルを使用することが求められている。その結果、リアクトルの動作時にリアクトルで発生する熱量が大きくなる傾向にある。そのため、従来のリアクトルよりも放熱性に優れるリアクトルが求められている。
【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、従来のリアクトルよりも放熱性に優れるリアクトル、およびそ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】
【０００８】
本発明の一態様に係るリアクトルは、巻線を螺旋状に巻回してなる巻回部を有するコイルと、一部が前記巻回部の内部に配置される磁性コアと、前記コイルおよび前記磁性コアの組合体が載置される載置板と、前記載置板上に形成され、前記コイルを前記載置板に固定する接合層と、を備えるリアクトルである。このリアクトルでは、前記接合層が、絶縁性樹脂を含む絶縁材料で構成され、かつ前記巻回部を構成する各ターン間に入り込んでおり、前記ターン間への前記接合層の侵入高さは、前記巻線の幅の８０％以上に及ぶ。
【０００９】
本発明の一形態に係るリアクトルの製造方法は、巻線を螺旋状に巻回してなる巻回部を有するコイルと、一部が前記巻回部の内部に配置される磁性コアと、前記コイルおよび前記磁性コアの組合体が載置される載置板と、前記載置板上に形成され、前記コイルを前記載置板に固定する接合層と、を備えるリアクトルを製造するリアクトルの製造方法であって、以下の工程を備える。
・前記組合体を用意する工程α。
・前記載置板を用意し、その載置板の一面側に絶縁性樹脂を含む絶縁材料の未硬化層を形成する工程β。
・前記未硬化層の上に前記組合体を載置する工程γ。
・前記絶縁性樹脂の粘度が５０Ｐａ・ｓ以下となる軟化温度に前記未硬化層を加熱する工程δ。
・前記軟化温度よりも高温に前記未硬化層を加熱し、前記未硬化層を硬化させることで、前記接合層を形成する工程ε。
【発明の効果】
【００１０】
上記リアクトルは、従来のリアクトルよりも放熱性に優れる。
【００１１】
上記リアクトルの製造方法は、従来よりも放熱性に優れるリアクトルを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１のリアクトルの上方斜視図である。
【図２】実施形態１のリアクトルに備わる組合体の分解斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ縦断面図である。
【図４】図３の一点鎖線で囲む部分の拡大図である。
【図５】接合層中のフィラー粒子の存在状態を模式的に示す模式図である。
【図６】実施形態２のリアクトルの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
・本発明の実施形態の説明
最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
【００１４】
＜１＞実施形態のリアクトルは、巻線を螺旋状に巻回してなる巻回部を有するコイルと、一部が前記巻回部の内部に配置される磁性コアと、前記コイルおよび前記磁性コアの組合体が載置される載置板と、前記載置板上に形成され、前記コイルを前記載置板に固定する接合層と、を備えるリアクトルである。このリアクトルでは、前記接合層が、絶縁性樹脂を含む絶縁材料で構成され、かつ前記巻回部を構成する各ターン間に入り込んでおり、前記ターン間への前記接合層の侵入高さは、前記巻線の幅の８０％以上に及ぶ。
【００１５】
上記リアクトルは、従来のリアクトルよりも放熱性に優れる。載置板上に組合体を固定する接合層が、従来のリアクトルにおける接合層よりも、コイルの巻回部のターン間に深く入り込んでおり、コイルを構成する巻線と接合層との接触面積が大きくなっているからである。この接触面積の増加は、組合体と載置板との接合強度の向上にも寄与する。
【００１６】
＜２＞実施形態のリアクトルとして、前記接合層は、前記絶縁性樹脂よりも熱伝導性に優れるフィラー粒子を含み、前記巻回部をその軸方向に縦断する縦断面において、前記接合層のうち、前記ターン間に入り込んだ部分に占める前記フィラー粒子の面積割合が４０％以上である形態を挙げることができる。
【００１７】
上記構成によれば、絶縁性樹脂よりも熱伝導性に優れるフィラー粒子の存在によって、巻回部のターン間の隙間に入り込んだ接合層を介したコイルの巻回部から載置板への熱の伝達をスムーズにすることができる。
【００１８】
＜３＞前記接合層が前記フィラー粒子を含む実施形態のリアクトルとして、前記縦断面において前記ターン間に介在される前記フィラー粒子のうち、８０％以上のフィラー粒子は、その円相当直径が前記ターン間の間隔の８０％以下である形態を挙げることができる。
【００１９】
上記構成に示すように、巻回部のターン間の隙間に入り込んだ接合層に含まれるフィラー粒子の大部分が、ターン間の間隔よりも十分に小さいことで、接合層におけるフィラー粒子の割合を高くすることができる。その結果、巻回部のターン間の隙間に入り込んだ接合層を介したコイルの巻回部から載置板への熱の伝達をスムーズにすることができる。ここで、各フィラー粒子の円相当直径は、縦断面に現れるフィラー粒子の二次元像から求める。具体的には、二次元像の各フィラー粒子の面積を求め、その面積と同じ面積の円の直径を計算することで、各フィラー粒子の円相当直径を求めることができる。
【００２０】
＜４＞実施形態のリアクトルとして、前記ターン間の間隔が、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である形態を挙げることができる。
【００２１】
ターン間の間隔を０．１ｍｍ以上とすることで、ターン間の隙間に入り込んだ接合層を介したコイルの巻回部から載置板への熱の伝達をスムーズにすることができる。また、ターン間の間隔を０．５ｍｍ以下とすることで、巻回部の軸方向の寸法が大きくなり過ぎることを回避することができる。
【００２２】
＜５＞実施形態のリアクトルとして、前記絶縁性樹脂の熱伝導率が、２Ｗ／ｍ・Ｋ以上である形態を挙げることができる。
【００２３】
絶縁性樹脂の熱伝導率が２Ｗ／ｍ・Ｋ以上であれば、コイルの巻回部から載置板に熱を逃がし易くすることができる。
【００２４】
＜６＞実施形態のリアクトルとして、前記巻回部と前記載置板との間隔が、３０μｍ以上２ｍｍ以下である形態を挙げることができる。
【００２５】
コイルの巻回部と載置板との間隔を３０μｍ以上とすることで、両者の間の絶縁を確保することができる。また、当該間隔を２ｍｍ以下とすることで、コイルの巻回部から載置板に熱を逃がし易くすることができる。
【００２６】
＜７＞実施形態のリアクトルの製造方法は、巻線を螺旋状に巻回してなる巻回部を有するコイルと、一部が前記巻回部の内部に配置される磁性コアと、前記コイルおよび前記磁性コアの組合体が載置される載置板と、前記載置板上に形成され、前記コイルを前記載置板に固定する接合層と、を備えるリアクトルを製造するリアクトルの製造方法であって、以下の工程を備える。
・前記組合体を用意する工程α。
・前記載置板を用意し、その載置板の一面側に絶縁性樹脂を含む絶縁材料の未硬化層を形成する工程β。
・前記未硬化層の上に前記組合体を載置する工程γ。
・前記絶縁性樹脂の粘度が５０Ｐａ・ｓ以下となる軟化温度に前記未硬化層を加熱する工程δ。
・前記軟化温度よりも高温に前記未硬化層を加熱し、前記未硬化層を硬化させることで、前記接合層を形成する工程ε。
【００２７】
上記リアクトルの製造方法によれば、巻回部のターン間に接合層が深く入り込んだ実施形態のリアクトルを製造することができる。未硬化層に含まれる絶縁性樹脂の粘度が加熱によって５０Ｐａ・ｓ以下となり、その流動性の高い絶縁性樹脂が毛管現象によりターン間の隙間に吸い込まれるからである。
【００２８】
＜８＞実施形態のリアクトルの製造方法として、前記未硬化層は、前記絶縁性樹脂よりも熱伝導性に優れるフィラー粒子を含む形態を挙げることができる。
【００２９】
上記構成によれば、実施形態のリアクトルの接合層にフィラー粒子を含有させることができ、放熱性に優れるリアクトルを製造することができる。
【００３０】
＜９＞実施形態のリアクトルの製造方法として、前記未硬化層の厚さは、前記巻線の幅の１０％以上５０％以下である形態を挙げることができる。
【００３１】
未硬化層の厚さが巻線の幅の１０％以上であれば、絶縁性樹脂を十分にターン間の隙間に吸い込ませることができる。また、未硬化層の厚さが巻線の幅の５０％以下であれば、未硬化層の構成材料の量を少なくすることができるし、構成材料が少ないことで加熱に伴う未硬化層の硬化の時間を短くすることができる。
【００３２】
・本発明の実施形態の詳細
以下、本発明の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。なお、本発明は実施形態に示される構成に限定されるわけではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内の全ての変更が含まれることを意図する。
【００３３】
＜実施形態１＞
≪全体構成≫
図１〜４を参照して、実施形態１のリアクトル１αを説明する。図１はリアクトル１αの上方斜視図、図２はリアクトル１αに備わる組合体１の分解斜視図、図３は図１のＩＩＩ‐ＩＩＩ縦断面図、図４は図３の一点鎖線で示す部分の拡大図である。
【００３４】
本実施形態のリアクトル１αは、従来のリアクトルと同様に、コイル２と磁性コア３と絶縁介在部材４とを組み合わせた組合体１を、載置板９上に載置した構成を備える。組合体１と載置板９との間には、両者１，９を接合する接合層８が形成されている（図３を合わせて参照）。この実施形態のリアクトル１αにおける従来のリアクトルとの主な相違点は、後述する図４に示すように、接合層８がコイル２の巻回部２Ａ，２Ｂ（図４では、巻回部２Ａのみ示されている）のターン間に深く入り込んでいることにある。以下、リアクトル１αに備わる各構成を順次説明する。
【００３５】
≪組合体≫
組合体１の説明では主として図２の分解斜視図を参照する。組合体１は、コイル２と磁性コア３と絶縁介在部材４とを機械的に組み合わせることで構成されている。
【００３６】
［コイル］
本実施形態におけるコイル２は、一対の巻回部２Ａ，２Ｂと、両巻回部２Ａ，２Ｂを連結する連結部２Ｒと、を備える。各巻回部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、両巻回部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２ｗを螺旋状に巻回して形成しても良いし、各巻回部２Ａ，２Ｂを別々の巻線２ｗにより作製し、各巻回部２Ａ，２Ｂの巻線２ｗ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。
【００３７】
本実施形態の各巻回部２Ａ，２Ｂは角筒状に形成されている。角筒状の巻回部２Ａ，２Ｂとは、その端面形状が四角形状（正方形状を含む）の角を丸めた形状の巻回部のことである。もちろん、巻回部２Ａ，２Ｂは円筒状に形成しても構わない。円筒状の巻回部とは、その端面形状が閉曲面形状（楕円形状や真円形状、レーストラック形状など）の巻回部のことである。
【００３８】
巻回部２Ａ，２Ｂを含むコイル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によって構成することができる。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エッジワイズ巻きにすることで、各巻回部２Ａ，２Ｂを形成している。
【００３９】
コイル２の両端部２ａ，２ｂは、巻回部２Ａ，２Ｂから引き延ばされて、図示しない端子部材に接続される。この端子部材を介して、コイル２に電力供給を行なう電源などの外部装置が接続される。
【００４０】
［磁性コア］
本実施形態の磁性コア３は、一対の内側コア部材３１，３１と一対の外側コア部材３２，３２とを組み合わせることで構成されている。
【００４１】
［［内側コア部材］］
内側コア部材３１は、後述する絶縁介在部材４の内側介在部４２Ａ（４２Ｂ）の内部に収納された状態でコイル２の巻回部２Ａ（２Ｂ）の内部に配置される柱状のコア片、本例では略直方体状のコア片である。内側コア部材３１の軸方向長さは、巻回部２Ａ（２Ｂ）の軸方向長さよりも短くなっている。
【００４２】
内側コア部材３１は、磁性材料を含む略直方体状のコア片３１ｍと、コア片３１ｍよりも低透磁率のギャップ材３１ｇとが交互に連結された積層柱状体である。積層柱状体の両端部にはギャップ材３１ｇが配置される。その他、内側コア部材３１は、一本の柱状のコア片で構成されていても構わない。このような内側コア部材３１を構成するコア片３１ｍには、鉄などの鉄属金属やその合金（Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金など）などに代表される軟磁性粉末を用いた圧粉成形体や、軟磁性粉末を含む樹脂からなる複合材料、絶縁被膜を有する磁性薄板（例えば、電磁鋼板）を複数積層した積層体などが利用できる。また、ギャップ材３１ｇには、アルミナなどの非磁性材を利用することができる。
【００４３】
［［外側コア部材］］
外側コア部材３２は、概略Ｕ字状に形成されたコア片である。外側コア部材３２の一部（Ｕ字の二股の先端部分）は、絶縁介在部材４の内側介在部４２Ａ，４２Ｂの内部、即ちコイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの内部に配置され、それ以外の部分は巻回部２Ａ，２Ｂに覆われず、巻回部２Ａ，２Ｂから突出した位置に配置される。巻回部２Ａ，２Ｂから露出する外側コア部材３２のＵ字の後端部（二股の先端部とは反対側の部分）のうち、先端部とは反対側の外周面は平坦になっている。当該外周面は湾曲面とすることもできるし、外周面の一部を突出させることもできる。また、外側コア部材３２における巻回部２Ａ，２Ｂから露出した部分は、載置板９(図１参照)が配置される側に突出しており、その突出部分の載置板９側の面は、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの載置板９側の面と面一になっている。もちろん、突出部分の載置板９側の面は、巻回部２Ａ，２Ｂの載置板９側の面よりも高い位置にあっても低い位置にあっても構わない。
【００４４】
上記外側コア部材３２は、内側コア部材３１のコア片３１ｍと同様に、圧粉成形体や、複合材料、磁性薄板の積層体などで構成することができる。外側コア部材３２とコア片３１ｍとは同じ構成としても良いし、異なる構成としても良い。後者の例として、例えば内側コア部材３１を圧粉成形体で構成し、外側コア部材３２を複合材料で構成することなどが挙げられる。
【００４５】
［絶縁介在部材］
絶縁介在部材４は、一対の内側介在部４２Ａ，４２Ｂと、第一端面介在部４１Ａと、第二端面介在部４１Ｂと、を備え、コイル２と磁性コア３との間の絶縁を確保する役割を持つ。絶縁介在部材４は、適宜な絶縁性樹脂（例えば、ポリフェニレンスルフィド樹脂）によって構成することができる。本実施形態の絶縁介在部材４は、第一分割片４Ａと第二分割片４Ｂとを組み合わせることで構成されている。
【００４６】
［［第一分割片］］
第一分割片４Ａは、第一端面介在部４１Ａと、一対の内側介在部４２Ａ，４２Ｂと、が一体となった構成を備える。第一端面介在部４１Ａには、内側コア部材３１および外側コア部材３２のＵ字状の端部を内側介在部４２Ａ，４２Ｂ内に案内する一対の挿入孔４１ｈ，４１ｈが形成されている。また、第一端面介在部４１Ａのうち、内側介在部４２Ａ，４２Ｂが設けられる側の面には、仕切り部４１ｄが形成されている。仕切り部４１ｄは、絶縁介在部材４をコイル２に組み付けたときに、巻回部２Ａ，２Ｂの間に介在され、両巻回部２Ａ，２Ｂの離隔状態を保持する。この離隔によって、両巻回部２Ａ，２Ｂ間の絶縁を確実に確保することができる。
【００４７】
第一分割片４Ａに備わる内側介在部４２Ａ（４２Ｂ）は、内側コア部材３１の周面の角部を支持する四つの支持材で構成されている。各支持材の断面は略円弧状になっており、内側コア部材３１の周面の角部を支持し易くなっている。ここで、内側介在部４２Ａ（４２Ｂ）は、図示する四つの支持材からなる構成に限定されるわけではなく、筒状に形成されていても構わない。
【００４８】
内側介在部４２Ａ（４２Ｂ）を構成する各支持材は、第一分割片４Ａと、後述する第二分割片４Ｂと、を機械的に係合させる係合部４３を備える。係合部４３は、支持材のうちの第一端面介在部４１Ａとは反対側の端部に設けられている。本例の係合部４３は、支持材の端部を凹状に切り欠くことで形成されている。
【００４９】
［［第二分割片］］
第二分割片４Ｂは、絶縁介在部材４のうち、第二端面介在部４１Ｂによって構成されている。第二分割片４Ｂは、第一分割片４Ａと同様に、並列される一対の挿入孔４１ｈ，４１ｈと、仕切り部４１ｄと、を備える。
【００５０】
第二分割片４Ｂはさらに、第一分割片４Ａの凹状の係合部４３に対応する凸状の係合部４４を備える。凸状の係合部４４は、各挿入孔４１ｈの四隅の位置に一つずつ設けられている、即ち第二分割片４Ｂに合計八つ設けられている。この第二分割片４Ｂの凸状の係合部４４を、上述した第一分割片４Ａの凹状の係合部４３に嵌め込むことで、両分割片４Ａ，４Ｂを機械的に連結した絶縁介在部材４を製造することができる。
【００５１】
≪載置板≫
載置板９は、図１に示すように、リアクトル１αを冷却ベースなどの設置対象に固定する際の台座として機能する部材である。そのため、載置板９は、機械的強度に優れることが求められる。また、載置板９には、リアクトル１αの使用時に組合体１で発生した熱を設置対象に逃がす役割が求められる。そのため、載置板９は、機械的強度に加えて、放熱性に優れることが求められる。このような要請に応えるために、載置板９は金属で構成することが好ましい。例えば、載置板９の構成材料として、アルミニウムやその合金、マグネシウムやその合金を利用することができる。これらの金属（合金）は、機械的強度と熱伝導性に優れ、かつ軽量で非磁性であるという利点を有する。
【００５２】
≪接合層≫
接合層８の説明には、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ縦断面である図３、および図３の一点鎖線で囲む部分の拡大図である図４を主に参照する。図３の縦断面は、巻回部２Ｂの巻回中心を含み、巻回部２Ｂの軸方向に沿って伸び、かつ載置板９の上面に直交する縦断面である（図１を合わせて参照）。なお、これら図３，４では巻回部２Ｂの縦断面を示しているが、巻回部２Ａ（図１参照）の縦断面も同じであると考えて良い。
【００５３】
接合層８は、図３に示すように、組合体１に備わるコイル２の巻回部２Ｂと、組合体１が載置される載置板９と、の間に形成され、両者１，９とを接合させる機能を持つ。また、接合層８は、巻回部２Ｂと載置板９との間に所定の絶縁性能を確保すると共に、リアクトル１αの使用時に組合体１（特にコイル２）で発生した熱を載置板９に伝導する機能も持つ。
【００５４】
［接合層の寸法］
接合層８は、組合体１のうち、少なくともコイル２の下面（載置板９に対向する面）に対応する大きさを備えていれば良い。本例では、図１に示すように組合体１の下面にほぼ対応する大きさを備えている。
【００５５】
接合層８は、図４に示すように、巻回部２Ｂを構成する各ターンの間に入り込んでいる。図４における符号Ｗは巻線２ｗの幅、Ｄはターン間の間隔、ｔは巻回部２Ａの下面（載置板９側の面）と載置板９の上面との間隔、ｈはターン間への接合層８の侵入高さを示す。侵入高さｈは、巻回部２Ｂの下面と、接合層８のうちのターン間に入り込んだ部分の上端と、の間の距離である。
【００５６】
巻線２ｗの幅Ｗは、リアクトル１αの使用条件に応じて適宜選択される。このような巻線２ｗの幅Ｗに対し、ターン間への接合層８の侵入高さｈは、巻線２ｗの幅Ｗの８０％以上に及ぶ。好ましい侵入高さｈは、幅Ｗの８５％以上、より好ましい侵入高さｈは、幅Ｗの９０％以上である。接合層８が巻回部２Ｂのターン間に深く入り込むことで、コイルを構成する巻線２ｗと接合層８との接触面積が大きくなるので、接合層８を介して組合体で発生した熱を載置板９に効率的に逃がすことができる。また巻線２ｗと接合層８との接触面積の増加は、組合体と載置板９との接合強度の向上にも寄与する。
【００５７】
接合層８が入り込むターン間の間隔Ｄは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。ターン間の間隔Ｄを０．１ｍｍ以上とすることで、ターン間の隙間に入り込んだ接合層８を介したコイルの巻回部２Ｂから載置板９への熱の伝達をスムーズにすることができる。また、ターン間の間隔Ｄを０．５ｍｍ以下とすることで、巻回部２Ｂの軸方向の寸法が大きくなり過ぎることを回避することができる。より好ましい間隔Ｄは、０．１２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下、さらに好ましい間隔Ｄは０．１５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。
【００５８】
巻回部２Ｂと載置板９との間隔ｔは、３０μｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。コイルの巻回部２Ｂと載置板９との間隔ｔを３０μｍ以上とすることで、両者２Ｂ，９の間の絶縁を確保することができる。また、当該間隔ｔを２ｍｍ以下とすることで、コイルの巻回部２Ｂから載置板９に熱を逃がし易くすることができる。より好ましい間隔ｔは、５０μｍ以上１．５ｍｍ以下、さらに好ましい間隔ｔは０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下である。
【００５９】
［接合層の材質］
接合層８は、絶縁性樹脂を含む。絶縁性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂を挙げることができる。絶縁性樹脂の熱伝導率は、０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましく、更に１Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特に２Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましい。
【００６０】
これら絶縁性樹脂に、絶縁性樹脂よりも熱伝導性に優れる絶縁性のフィラー粒子を含有させても良い。フィラー粒子を含有させることで、接合層８の放熱性を向上させることができる。フィラー粒子の好ましい熱伝導率は、２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、フィラー粒子の熱伝導率は高ければ高い方が好ましい。フィラー粒子としては、例えばアルミナなどを挙げることができる。
【００６１】
フィラー粒子の含有率や粒径には好ましい値が存在する。フィラー粒子の含有率が高くなれば、接合層８の熱伝導率を向上させることができ、その結果、接合層８を介した組合体から載置板９への熱の伝導をスムーズにすることができる。また、フィラー粒子の粒径を調整することで、巻回部２Ｂのターン間にフィラー粒子を介在させることができ、ターン間からの放熱効率を向上させることができる。
【００６２】
フィラー粒子の含有量の具体的な指標として、縦断面におけるターン間に入り込んだ接合層８のうち、フィラー粒子が占める面積割合が４０％以上であることを挙げることができる。ターン間以外の部分におけるフィラー粒子の面積割合も、ほぼターン間におけるフィラー粒子の面積割合に等しいと考えて良い。このような面積割合の規定を満たす接合層８であれば、巻回部２Ｂのターン間の隙間に入り込んだ接合層８を介した巻回部２Ｂから載置板９への熱の伝達をスムーズにすることができる。より好ましい面積割合は、５０％以上である。面積割合が大きくなる（即ち、フィラー粒子の含有量が大きくなる）ほど、接合層８の熱伝導率を向上させることができるが、接合層８の形成方法の都合上、面積割合には上限値が存在する。絶縁性樹脂の材質やフィラー粒子の材質・粒径によって面積割合の上限値は変化するので、当該上限値を一義的に決定することはできないが、当該上限値は概ね６０％〜７０％程度である。
【００６３】
フィラー粒子の面積割合は、縦断面の顕微鏡像（二次元像）を画像解析し、視野に占めるフィラー粒子の面積を求めることで得られる。面積割合を求める場合、異なるターン間から得られる複数の視野を取得し、各視野で求めた面積割合を平均することが好ましい。例えば、巻回部２Ａの一端側の端にあるターン間、他端側の端にあるターン間、および中央にあるターン間の三つの視野で得られた面積割合を平均することが挙げられる。
【００６４】
フィラー粒子の粒径の具体的な指標として、縦断面においてターン間に介在されるフィラー粒子のうち、数量で８０％以上のフィラー粒子の円相当直径がターン間の間隔Ｄの８０％以下であることが挙げられる。巻回部２Ｂのターン間の隙間に入り込んだ接合層８に含まれるフィラー粒子の大部分が、ターン間の間隔Ｄよりも十分に小さいことで、接合層８におけるフィラー粒子の割合を高くすることができる。数量の好ましい値は９０％以上であり、円相当直径の好ましい値は、間隔Ｄの７０％以下（より好ましくは６０％以下、さらに好ましくは５０％以下）である。
【００６５】
各フィラー粒子の円相当直径は、縦断面に現れるフィラー粒子の顕微鏡像から求める。具体的には、二次元像の各フィラー粒子の面積を求め、その面積と同じ面積の円の直径を計算することで、各フィラー粒子の円相当直径を求めることができる。フィラー粒子の数と円相当直径の取得は、画像解析ソフトが自動で行うことができる。
【００６６】
≪リアクトルの製造手順≫
以上説明した構成を備えるリアクトル１αの製造手順を説明する。
【００６７】
［組合体の製造；工程α］
まず、図２に示すように、コイル２と、内側コア部材３１，３１と、外側コア部材３２，３２と、第一分割片４Ａと、第二分割片４Ｂと、を用意する。次いで、第一分割片４Ａの内側介在部４２Ａ，４２Ｂの内部に内側コア部材３１，３１を挿入し、その内側介在部４２Ａ，４２Ｂをコイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの内部に挿入する。そして、第二分割片４Ｂの凸状の係合部４４を、第一分割片４Ａの凹状の係合部４３に係合させ、両分割片４Ａ，４Ｂを機械的に連結する。両係合部４３，４４は必要に応じて接着剤で接着しても良い。
【００６８】
次いで、外側コア部材３２，３２のＵ字状端部を分割片４Ａ，４Ｂの挿入孔４１ｈに挿入し、組合体１を完成させる。その際、外側コア部材３２と内側コア部材３１，３１とを接着剤によって接着しても良い。
【００６９】
［載置板の用意；工程β］
載置板９（図１参照）を用意し、その載置板９の一面側に絶縁性樹脂を含む絶縁材料の未硬化層を塗布する。未硬化層は、後述する熱処理によって接合層８となる。絶縁性樹脂には、温度の上昇に伴い軟化し、軟化温度よりも高温になったときに硬化する熱硬化性樹脂を用いる。軟化時の絶縁性樹脂の粘度は５０Ｐａ・ｓ以下、好ましくは２０Ｐａ・ｓ以下である。
【００７０】
接合層８にフィラー粒子を含ませる場合、未硬化層を構成する絶縁性樹脂にフィラー粒子を混合しておく。絶縁性樹脂とフィラー粒子との混合物に占めるフィラー粒子の割合は４０質量％以上９５質量％以下とすることが好ましく、より好ましくは５０質量％以上９０質量％以下である。含有させるフィラー粒子の最大粒径は１５０μｍ以下とすることが好ましく、粒径が１００μｍ以下のフィラー粒子が全体の個数で９０％以上を占めることが好ましく、さらに粒径が５０μｍ以下のフィラー粒子が全体の個数で９０％以上を占めることが好ましい。フィラー粒子の粒径や個数は、市販の粒度分布計によって測定することができる。
【００７１】
載置板９上に形成する未硬化層の厚さは、巻線２ｗの幅Ｗ（図４参照）の１０％以上５０％以下とすることが好ましく、より好ましくは幅Ｗの１５％以上４５％以下である。このような厚さであれば、後述する熱処理によってターン間に十分に絶縁性樹脂を入り込ませることができる。
【００７２】
［載置板への組合体の載置；工程γ］
載置板９上の未硬化層の上に組合体１を載置する。その際、組合体１と載置板９との間にスペーサを介在させたり、絶縁介在部材４に脚片を設けるなどして、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの下面が載置板９に接触しないように、載置板９上に組合体１を保持することが好ましい。構成材料の大部分を金属が占める組合体１は高重量であるため、その重さによって載置板９に接触する恐れがあるからである。
【００７３】
［未硬化層の加熱；工程δ］
絶縁性樹脂の粘度が５０Ｐａ・ｓ以下となる軟化温度に未硬化層を加熱する。５０Ｐａ・ｓ以下の粘度となった絶縁性樹脂は、毛管現象によってターン間の隙間に吸い込まれる。絶縁性樹脂にフィラー粒子が含まれる場合、絶縁性樹脂に伴ってフィラー粒子がターン間に介在される。軟化温度は、絶縁性樹脂によって変化する。
【００７４】
［未硬化層の硬化；工程ε］
さらに、軟化温度よりも高温に未硬化層を加熱し、未硬化層を硬化させることで、接合層８を形成する。加熱温度と保持時間は、絶縁性樹脂の材質によって適宜選択することができる。
【００７５】
以上説明した工程を経ることで、図１に示すリアクトル１αを製造することができる。
【００７６】
≪製造例≫
上述したリアクトルの製造方法に従って実際にリアクトル１αを製造した。巻回部２Ａ，２Ｂのターン間の隙間Ｄ（図４参照）はいずれも０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲であった。また、未硬化層を構成する絶縁性樹脂はエポキシ、フィラー粒子はアルミナであった。エポキシは、２５℃で２３０Ｐａ・ｓ、７０℃で１０Ｐａ・ｓの粘度を有しており、約１２０℃で速やかに硬化し始める。また、エポキシとフィラー粒子の混合物に占めるフィラー粒子の割合は約８５質量％、最大のフィラー粒子の粒径は１５０μｍ以下であった。
【００７７】
未硬化層の上に組合体１を載置した後、１４０℃で１２０分保持することで、未硬化層を硬化させた。そのようにして製造されたリアクトル１αを図１のＩＩＩ−ＩＩＩ縦断面で切断したところ、図４に示すように、巻回部２Ａ，２Ｂのターンの幅の８０％以上の高さまで接合層８が入り込んでいることが確認できた。
【００７８】
次いで、当該縦断面ターン間に入り込んだ接合層８を走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で撮影した。その撮影画像の模式図を図５に示す。この図５に示すように、接合層８絶縁性樹脂８ｒ中にフィラー粒子８ｆが分散していることが確認できた。さらに、撮影画像を画像解析したところ、ターン間に入り込んだ接合層８のうち、フィラー粒子８ｆが占める割合は５０％以上、９０％以上のフィラー粒子８ｆの円相当直径は５０μｍ以下であった。
【００７９】
＜実施形態２＞
実施形態２では、組合体１をケース５に収納したリアクトル１βを図６に基づいて説明する。組合体１の構成は、実施形態１と同様であるため、組合体１の詳しい説明は省略する。
【００８０】
ケース５は、底板部５１と側壁部５２とを備える有底筒状の部材である。底板部５１は、組合体１を載置する載置板を兼ねている。このケース５の内部には、ポッティング樹脂が充填されていても良い。また、ケース５には、リアクトル１βを冷却ベースなどの設置対象に固定するための固定部を設けても構わない。
【００８１】
この実施形態２のリアクトル１βを製造するには、ケース５の底板部５１の未硬化層（図示せず）を形成した後、ケース５の上端開口部から組合体１を挿入する。そして、実施形態１と同様に組合体１を加熱して、未硬化層を巻回部２Ａ，２Ｂのターン間に吸い込ませる。さらに、組合体１を加熱して、未硬化層を硬化させて、図示しない接合層を形成する。接合層の構成は実施形態１と同様とすることができる。
【００８２】
ここで、ケース５は、別個に用意した底板部５１と側壁部５２とを組み合わせてなる構成とすることもできる。底板部５１と側壁部５２とを別個に用意する場合、底板部５１と側壁部５２とを異なる材料で構成することができる。例えば、底板部５１は金属（例えば、アルミニウムやアルミニウム合金など）とし、側壁部５２を樹脂で構成することができる。その場合、ケース５を含むリアクトル１βの軽量化を図ることができる。
【００８３】
底板部５１と側壁部５２とを別個に用意する場合、ケース５の底板部５１の上に未硬化層を形成した後、未硬化層の上に組合体１を載置する。次いで、組合体１の上方から側壁部５２を被せ、底板部５１と側壁部５２とを接合させる。側壁部５２を被せるタイミングは、未硬化層を熱処理する前でも後でも良い。また、底板部５１と側壁部５２との接合は、接着剤によって行っても良いし、ネジ止めなどの機械的な手段によって行っても良い。
【００８４】
その他、組合体１を収納するケースとして、コンバータケースを利用することもできる。コンバータケースを利用する場合も、コンバータケースの底板部（載置板）のうち、組合体１を載置する位置に未硬化層を形成し、その未硬化層の上に組合体１を載置してから未硬化層を加熱すれば良い。
【００８５】
以上説明した実施形態に係るリアクトルは、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。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
実施形態のリアクトルは、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電動車両に搭載される双方向ＤＣ−ＤＣコンバータなどの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】
【００８７】
１α，１β  リアクトル
１  組合体
２  コイル  ２ｗ  巻線
２Ａ，２Ｂ  巻回部  ２Ｒ  連結部  ２ａ，２ｂ  端部
３  磁性コア
３１  内側コア部材  ３２  外側コア部材
３１ｍ  コア片    ３１ｇ  ギャップ材
４  絶縁介在部材
４Ａ  第一分割片  ４Ｂ  第二分割片
４１Ａ  第一端面介在部  ４１Ｂ  第二端面介在部
４２Ａ，４２Ｂ  内側介在部
４１ｄ  仕切り部  ４１ｈ  挿入孔
４３  凹状の係合部  ４４  凸状の係合部
５  ケース
５１  底板部（載置板）  ５２  側壁部
８  接合層
８ｒ  絶縁性樹脂  ８ｆ  フィラー粒子
９  載置板
【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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