(57)【要約】【課題】樹脂封止や加圧による磁性コアの特性劣化を抑制しつつ、良好に放熱を行うことが可能なリアクトルを提供する。【解決手段】封止樹脂部５０を磁性コア２０の下面２０ｂと接するようにして放熱性を確保しつつも、上面２０ａおよび両側面２０ｃ、２０ｄがほぼ覆われないようにし、磁性コア２０が封止樹脂部５０から露出させられるようにする。これにより、封止樹脂部５０の硬化収縮によって磁性コア２０に応力が印加される領域を最小限に留めることが可能となる。また、磁性コア２０自身の磁歪によって封止樹脂部５０と干渉して応力が印加されることを最小限に留めることも可能となる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性コア（２０）と、
前記磁性コアに巻回されたコイル（３０）と、
前記磁性コアおよび前記コイルが配置される放熱面（４０ｂ）を含み、前記磁性コアおよび前記コイルの放熱を行う冷却部材（４０、６０）と、
前記放熱面から突出させられて設けられ、前記磁性コアを支持するコア支持部（４０ｄ）と、
前記放熱面から突出させられて設けられ、前記コイルを支持するコイル支持部（４０ｅ）と、
前記コア支持部によって前記磁性コアが支持され、かつ、前記コイル支持部によって前記コイルが支持された状態で前記放熱面から前記磁性コアの間に充填されることで、前記磁性コアのうちの前記放熱面側の面を封止しつつ、該磁性コアのうち前記放熱面と反対側の面を露出させるように形成された封止樹脂部（５０）と、を有していることを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
前記磁性コアは、前記放熱面と対向する一面を下面（２０ｂ）、該一面の反対側の一面を上面（２０ａ）、前記上面および前記下面とを繋ぐ側面（２０ｃ、２０ｄ）を有し、前記コイルに対して通電を行ったときに発生させられる磁束の流れと直交する方向での断面形状が四角形状と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】
前記磁性コアは、前記断面形状が、前記四角形状のうち前記上面および前記下面を構成する辺が長辺、前記側面を構成する辺が短辺とされる扁平形状の長方形状とされていることを特徴とする請求項２に記載のリアクトル。
【請求項４】
前記扁平形状の長方形状における前記短辺を分子にとり、前記２つの長辺を乗算した値を分母にとったときに３／１００以下となっていることを特徴とする請求項３に記載のリアクトル。
【請求項５】
前記磁性コアのうち、前記下面と前記側面とによる角部が丸められていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載のリアクトル。
【請求項６】
前記磁性コアは、前記コイルに対して通電を行ったときに発生させられる磁束の流れと直交する方向での断面形状が、前記放熱面に対する法線方向の寸法より前記放熱面に対する平行な方向の寸法が大きくされた扁平形状と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７】
前記磁性コアは、前記放熱面の法線方向から見た形状が枠体形状とされ、該枠状の内周側を構成する内周側面（２０ｃ）と外周側を構成する外周側面（２０ｄ）とを有し、
前記コア支持部は、前記コイルから離れた位置、かつ、前記磁性コアのうち前記内周側面よりも前記外周側面側の位置において前記磁性コアを支持していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のリアクトル。
【請求項８】
前記磁性コアは、前記放熱面の法線方向から見た形状が矩形の枠体形状とされ、
前記コア支持部は、前記磁性コアの四隅に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のリアクトル。
【請求項９】
前記コイルは、前記枠体形状とされた前記磁性コアに対して巻回されており、
前記コイル支持部は、前記コイルのうち前記磁性コアの中心側よりもその反対側となる外側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載のリアクトル。
【請求項１０】
前記コイル支持部は、前記磁性コアよりも外側において前記コイルを支持していることを特徴とする請求項９に記載のリアクトル。
【請求項１１】
前記コア支持部は、少なくとも一部が前記磁性コアと前記放熱面とを絶縁する絶縁材料で構成され、
前記コイル支持部は、少なくとも一部が前記コイルと前記放熱面とを絶縁する絶縁材料で構成されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つ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、巻線型のコイルを磁性コアの周囲に巻回したリアクトルに関するものであり、特に電気自動車やハイブリッド車両などに搭載されるリアクトルに適用されて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハイブリッド車両などに搭載されるリアクトルでは、コイルの銅損や磁性コアの鉄損が発生することから、リアクトルの発熱が生じる。ハイブリッド車両では出力が大きいため、リアクトルの発熱も多くなる。このため、リアクトルの下面に放熱板を設け、ボビンと封止樹脂を介して放熱板からの熱の放出によってリアクトルの冷却が行われている。
【０００３】
しかしながら、ボビンとコアの線膨張係数差からヒートショックによりボビンなどにクラックが入り易く、このクラックの発生によって絶縁不良が起こり、リアクトルの焼損の原因となっていた。
【０００４】
この問題を解決できるものとして、特許文献１にボビンレスによるリアクトルが提案されている。このようにボビンレスでリアクトルを形成することにより、線膨張係数差が低減されてクラックの発生が抑制され、絶縁不良およびそれに起因するリアクトルの焼損を抑制することが可能となる。
【０００５】
具体的には、筐体となるハウジング内に、磁性コアとコイルを配置した状態でフィラーが配合された樹脂封止材を充填することでコイルと磁性コアの間の隙間を封止している。磁性コアは、２つのＵ字型コアとギャップ部材とによって構成されており、２つのＵ字型コアそれぞれの両先端をコイルに挿入しつつ向かい合わせ、ギャップ部材を介して連結させて環状としている。そして、環状とされた磁性コアを径方向外方から板バネによってハウジングの内壁面に押し当てることで位置決めしつつ、コイルを上方から加圧して位置決めし、この状態で樹脂封止材を充填することで、樹脂封止を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−９４３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、板バネによる加圧が為された状態で磁性コアが樹脂封止されることになるため、磁性コアの特性劣化、つまり損失の増大や透磁率の低下の問題を発生させる。また、コイルおよび磁性コアをすべて樹脂封止材で覆った構造であるため、樹脂封止による磁性コアの特性劣化も発生させる。
【０００８】
なお、磁性コアは磁歪効果により、応力を印加すると透磁率低下や損失増加することが知られている。上記特許文献１の構造では、磁性コアに応力が印加される要因として、次の（１）〜（３）が挙げられる。すなわち、（１）周辺部材からの加圧があること、（２）磁性コアの周辺に封止された樹脂が硬化収縮されることで、磁性コアに応力が印加されること、（３）磁束が印加された磁性コアの膨張により封止された樹脂と干渉し応力が印加されることである。上記した磁性コアを板バネで固定することは（１）の要因を発生させ、磁性コアやコイルの全体を樹脂封止材で封止することは（２）、（３）の要因を発生させることとなる。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、樹脂封止や加圧による磁性コアの特性劣化を抑制しつつ、良好に放熱を行うことが可能な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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、磁性コア（２０）と、磁性コアに巻回されたコイル（３０）と、磁性コアおよびコイルが配置される放熱面（４０ｂ）を含み、磁性コアおよびコイルの放熱を行う冷却部材（４０、６０）と、放熱面から突出させられて設けられ、磁性コアを支持するコア支持部（４０ｄ）と、放熱面から突出させられて設けられ、コイルを支持するコイル支持部（４０ｅ）と、コア支持部によって磁性コアが支持され、かつ、コイル支持部によってコイルが支持された状態で、放熱面から磁性コアの間に充填されることで、磁性コアのうちの放熱面側の面を封止しつつ、該磁性コアのうち放熱面と反対側の面を露出させるように形成された封止樹脂部（５０）と、を有していることを特徴としている。
【００１１】
このように構成されるリアクトルは、磁性コアおよびコイルと冷却部材との間を封止樹脂部によって充填しているため、磁性コアおよびコイルからの熱を効率良く冷却部材に伝えられる。また、封止樹脂部にて磁性コアのうち放熱面側の面を封止しつつ、放熱面と反対側の面を覆わないようにし、磁性コアが封止樹脂部から露出させられるようにしている。このため、封止樹脂部の硬化収縮によって磁性コアに応力が印加される領域を最小限に留めることが可能となる。また、磁性コア自身の磁歪によって封止樹脂部と干渉して応力が印加されることを最小限に留めることも可能となる。
【００１２】
また、このような構成によれば、磁性コアに対する周辺部材からの加圧、例えば板バネによる押し付けが無いし、熱変形に伴う封止樹脂部からの加圧も抑制できる。さらに、リアクトルの使用時に磁束が印加された磁性コアが膨張したとしても、封止樹脂部との接触部位がほぼ磁性コアのうち放熱面側の面のみとなることから、磁性コア自身の磁歪に起因して封止樹脂部から印加される応力を抑制できる。したがって、樹脂封止や加圧による磁性コアの特性劣化、つまり損失の増大や透磁率の低下を抑制することが可能となる。
【００１３】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるリアクトル１０の一部断面上面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１に示すリアクトル１０の斜視分解図である。
【図４】リアクトル１０を車両用の昇圧コンバータ用リアクトルとして適用する場合を想定した諸元を示した図である。
【図５】磁性コア２０を立方体形状とした場合と扁平形状とした場合それぞれの場合の各部の寸法設定に対応する熱抵抗や発熱温度の関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。図１〜図３に示すように、本実施形態のリアクトル１０は、磁性コア２０、コイル３０、筐体４０、封止樹脂部５０および冷却器６０などを有した構成とされている。このリアクトル１０は、電気自動車やハイブリッド車両などに搭載される昇圧コンバータ用リアクトル等のように、例えば高出力を発生させるものとして適用される。
【００１７】
磁性コア２０は、鉄系合金、アモルファス金属（例えば鉄系アモルファス材料）など、コア材料として用いられる軟磁性材で構成されており、例えば熱伝導率が１〜５０Ｗ／ｍＫに設定される。本実施形態では、図１に示すように、磁性コア２０を上面形状が相対する２辺を２組有した矩形の枠体形状としているが、磁束が流れる構成であれば他の形状であっても良い。例えば上面形状が円形枠状であっても良い。また、磁性コア２０については１部材である必要はなく、複数に分割されたものが一体とされたものであっても良いし、互いに接触するように配置されたものであっても良い。
【００１８】
また、磁性コア２０は、図２に示すように、コイル３０に対して通電を行ったときに発生させられる磁束の流れと直交する方向での断面形状が、四角形状とされている。より詳しくは、磁性コア２０は、紙面上下方向の寸法である厚み方向寸法よりも紙面左右方向の寸法である幅方向寸法が大きくされた扁平形状とされている。本実施形態の場合、磁性コア２０の断面形状を長方形状としている。そして、長辺を構成する上面２０ａおよび下面２０ｂが後述する筐体４０の放熱面を構成する底面４０ｂと対向させられている。そして、上面２０ａと下面２０ｂとの間を繋ぐ各面、つまり短辺を構成する内周側面２０ｃおよび外周側面２０ｄが筐体４０の底面に対して垂直方向に向くようにして磁性コア２０が筐体４０上に配置されている。
【００１９】
さらに、本実施形態では、磁性コア２０のうち下面２０ｂと両側面２０ｃ、２０ｄとによって構成される角部を丸めたＲ形状としてある。このように、磁性コア２０の角部を丸めることによって、封止樹脂部５０から受ける応力の集中を緩和できるようにしている。磁性コア２０のうち丸められた部分の高さ、つまり磁性コア２０のうち筐体４０と対向する一面からの距離については任意に設定できる。好ましくは、封止樹脂部５０に埋まる高さ分、磁性コア２０の角部をＲ形状にすると良い。封止樹脂部５０の熱変形や充填量のバラツキおよび磁性コア２０の位置ズレなどを加味しつつ、応力による影響を少なくできるように、磁性コア２０のうち丸められた部分の高さを１０ｍｍ程度とすると良い。
【００２０】
コイル３０は、磁性コア２０に対して巻回されており、例えば銅などの導体線を絶縁被膜したものによって構成されている。上記したように、本実施形態では磁性コア２０を四角形枠体形状としているが、この磁性コア２０の相対する２辺それぞれにコイル３０を巻回してある。磁性コア２０のうちの一辺に巻回されたコイル３０ａともう一辺に巻回されたコイル３０ｂとは繋がっている。本実施形態の場合、磁性コア２０の下方位置、つまり筐体４０側において、コイル３０ａとコイル３０ｂとが連結部３０ｃを介して繋がっている。また、各コイル３０ａ、３０ｂを構成する導体線のうち連結部３０ｃと反対側は封止樹脂部５０の外側において引き出された引出配線３０ａａ、３０ｂａとされている。この引出配線３０ａａ、３０ｂａを介して、コイル３０が外部回路と電気的に接続されることで、リアクトル１０への通電が可能とされている。
【００２１】
筐体４０は、磁性コア２０およびコイル３０を収容するケースであり、熱伝導率が例えば５０Ｗ／ｍＫ以上の高い材料、例えばアルミニウムによって構成されている。本実施形態では、筐体４０を冷却器６０と別体として構成しているが、これらは共に冷却部材を構成するものであり、これらが一体とされることで冷却部材が構成されていても良い。
【００２２】
筐体４０は、図２および図３に示すように、磁性コア２０およびコイル３０が収容される凹部４０ａを有した有底部材によって構成されており、図１に示すように、本実施形態の場合は上面形状が四角形状の有底部材とされている。具体的には、筐体４０は、放熱面を構成する底面４０ｂに加えて側面４０ｃを有し、これら底面４０ｂと側面４０ｃとによって凹部４０ａが構成されている。そして、図１に示すように側面４０ｃによって囲まれる範囲内に配置され、かつ、深さ方向において凹部４０ａ内に少なくとも一部が入り込むようにして磁性コア２０およびコイル３０が収容されている。
【００２３】
より詳しくは、筐体４０に形成される凹部４０ａは、磁性コア２０の下面２０ｂが後述する封止樹脂部５０と密着する深さに設定されている。すなわち、筐体４０に磁性コア２０およびコイル３０を収容したときに、側面４０ｃにおける底面４０ｂと反対側の端部が磁性コア２０の下面２０ｂよりも底面４０ｂから離れた位置に達するように、側面４０ｃの高さが設定されている。
【００２４】
また、筐体４０の底面４０ｂには、磁性コア２０を支持するコア支持部４０ｄと、コイル３０を支持するコイル支持部４０ｅとが備えられている。コア支持部４０ｄおよびコイル支持部４０ｅは底面４０ｂより突き出すように設けられた突起部によって構成されている。
【００２５】
コア支持部４０ｄおよびコイル支持部４０ｅは、筐体４０と一体化されている。ただし、筐体４０を導体材料で構成している場合には、筐体４０とコイル３０との絶縁が図れるように、コイル支持部４０ｅの少なくとも一部を絶縁材料で構成している。絶縁材料としては、例えば樹脂やセラミックスなどを用いることができる。コイル支持部４０ｅについては、筐体４０を製造する際に一体成形することで筐体４０と一体化することができる。また、コア支持部４０ｄについては非磁性材料によって構成してあり、絶縁の観点からコイル支持部４０ｅと同様に非磁性の絶縁材料、例えば樹脂によって構成されていると好ましい。
【００２６】
コア支持部４０ｄおよびコイル支持部４０ｅの形状については任意であるが、ここでは先端が平面とされた円柱形状としている。コア支持部４０ｄとコイル支持部４０ｅの突き出し量については、その上に搭載される磁性コア２０とコイル３０の段差に応じて異ならせてあり、コア支持部４０ｄの方がコイル支持部４０ｅよりも突き出し量を大きくしてある。そして、突き出し量の異なるコア支持部４０ｄおよびコイル支持部４０ｅによって磁性コア２０およびコイル３０が支持されることで、磁性コア２０とコイル３０との間の隙間が確保されると共に、筐体４０とコイル３０との絶縁確保が為される。
【００２７】
コア支持部４０ｄは、封止樹脂部５０による樹脂封止の前の状態において磁性コア２０を筐体４０に対して支持できるように複数箇所に設けてある。本実施形態の場合、コア支持部４０ｄを４箇所に備えてある。コア支持部４０ｄの形成位置については、磁性コア２０を傾き無く支持できる位置であればどこであっても構わないが、ここではコイル３０から離れた位置、かつ、磁性コア２０のうち磁束が少ない位置としている。具体的には、磁性コア２０のうち内周側面２０ｃよりも外周側面２０ｄ側の位置にコア支持部４０ｄを配置してあり、本実施形態の場合には磁性コア２０の四隅に配置してある。なお、コア支持部４０ｄの個数については任意であり、４個未満もしくは５個以上であっても構わない。
【００２８】
コイル支持部４０ｅは、封止樹脂部５０による樹脂封止の前の状態においてコイル３０を筐体４０に対して支持できるように複数箇所に設けてある。本実施形態の場合、コイル支持部４０ｅを２箇所に備えてある。コイル支持部４０ｅの形成位置については、コイル３０を傾き無く、かつ、コイル３０と磁性コア２０との間に所望の隙間が形成されるように支持できる位置であればどこであっても構わない。ここでは、コイル３０のうち熱が籠もり難い外側、つまりコイル３０のうち磁性コア２０の中心側ではなくその反対側に配置されている。本実施形態のように、コイル３０がコイル３０ａ、３０ｂの２つに分けて設けられた構造とされている場合、コイル３０ａとコイル３０ｂの配列方向の外側、より好ましくは磁性コア２０よりも外側の位置にコイル支持部４０ｅを配置すると良い。なお、コイル支持部４０ｅの個数については任意であり、各コイル３０ａ、３０ｂに対して複数個ずつ、例えば２個ずつ備えるとより安定した支持が可能となる。
【００２９】
封止樹脂部５０は、放熱フィラーを含むバインダー樹脂である。例えば、放熱フィラーとしては、アルミナなどを用いており、樹脂材料としてはエポキシ樹脂やシリコーンなどを用いている。このような材料で構成される封止樹脂部５０は、例えば熱伝導率が０．７〜４Ｗ／ｍＫ、例えば３Ｗ／ｍＫとなる。
【００３０】
封止樹脂部５０は、筐体４０に形成された凹部４０ａ内に充填されて硬化させられている。封止樹脂部５０は、コイル３０のうちの磁性コア２０よりも下方に位置している部分が浸され、かつ、少なくとも磁性コア２０の下面２０ｂが接する位置まで形成されている。封止樹脂部５０としては、硬化される前の状態での粘度が低いものを適用しており、磁性コア２０とコイル３０との間やこれらと筐体４０との間を隙間無く充填できるようにしている。
【００３１】
ただし、封止樹脂部５０は、磁性コア２０の下面２０ｂには接しているが、上面２０ａおよび両側面２０ｃ、２０ｄのうちの半分以上、好ましくは９割以上の厚み分は覆っておらず、磁性コア２０が封止樹脂部５０から露出させられている。封止樹脂部５０より磁性コア２０が受ける応力を考慮すると、封止樹脂部５０が磁性コア２０の下面２０ｂと接する位置まで形成されていているのが好ましい。しかしながら、樹脂の硬化収縮のバラツキを考慮すると、硬化後の封止樹脂部５０が下面２０ｂから離れてしまう可能性も有ることから、下面２０ｂよりも少し上面２０ａ側の位置まで封止樹脂部５０を形成する方が好ましい。したがって、封止樹脂部５０の形成位置を上記位置となるようにしている。
【００３２】
冷却器６０は、冷却部材の一部を構成するものである。本実施形態の場合、筐体４０の底面４０ｂに対して例えばシリコーン系ゲルなどの熱伝導率が高い放熱ゲル７０を介して貼り合わされることで接続性を向上してある。例えば、シリコーン系ゲルの場合、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ程度であり、薄く塗布することで筐体４０から冷却器６０に対して良好に熱伝達を行うことができる。
【００３３】
冷却器６０は、空冷式のものであっても水冷式のものであっても良い。空冷式の場合、冷却器６０は、例えば単なる高熱伝導体板で構成されたヒートシンクであっても良いし、コイル３０や磁性コア２０および筐体４０などと反対側となる裏面側に放熱フィンが備えられたヒートシンクであっても良い。また、冷却器６０の内部に冷媒通路を構成し、冷媒通路内に冷媒が流動させられる構造であっても良い。
【００３４】
以上のようにして、本実施形態にかかるリアクトル１０が構成されている。このように構成されるリアクトル１０は、次のようにして製造される。
【００３５】
まず、磁性コア２０、コイル３０および筐体４０を用意する。磁性コア２０に対してコイル３０が巻回されるように配置する。例えば磁性コア２０を２つのＵ字コアなどで構成しておき、２つのＵ字コアの各先端をコイル３０に対して互いに反対方向から挿し込むことで、磁性コア２０に対してコイル３０が巻回された構造を構成できる。
【００３６】
そして、筐体４０の凹部４０ａ内に磁性コア２０およびコイル３０を配置し、これらを上方から筐体４０の底面４０ｂ側に押し付けた状態で凹部４０ａ内に放熱フィラーを含む樹脂材料を充填する。そして、これを硬化させて封止樹脂部５０を構成したのち、磁性コア２０やコイル３０の押し付けを解除する。その後、筐体４０の底面４０ｂに放熱ゲル７０を介して冷却器６０を貼り付けることで、本実施形態にかかるリアクトル１０が完成する。
【００３７】
このように構成されるリアクトル１０は、磁性コア２０およびコイル３０と筐体４０との間を封止樹脂部５０によって充填しているため、磁性コア２０およびコイル３０からの熱を効率良く筐体４０および冷却器６０に伝えられる。そして、封止樹脂部５０と磁性コア２０の下面２０ｂとが接するようにしており、磁性コア２０とコイル３０との間の隙間を埋めるように封止樹脂部５０を備えている。このように、磁性コア２０とコイル３０との間の隙間を封止樹脂部５０によって埋めることで、放熱促進を図ることができる。
【００３８】
すなわち、空気の熱伝導率は０．０３Ｗ／ｍＫ程度であり、例えば熱伝導率が３Ｗ／ｍＫ程度の封止樹脂部５０を備えることで放熱を促進できる。
【００３９】
また、封止樹脂部５０を磁性コア２０の下面２０ｂと接するようにしつつも、上面２０ａおよび両側面２０ｃ、２０ｄがほぼ覆われないようにし、磁性コア２０が封止樹脂部５０から露出させられるようにしている。このため、封止樹脂部５０の硬化収縮によって磁性コア２０に応力が印加される領域を最小限に留めることが可能となる。また、磁性コア２０自身の磁歪によって封止樹脂部５０と干渉して応力が印加されることを最小限に留めることも可能となる。
【００４０】
このように、磁性コア２０に対する周辺部材からの加圧、例えば板バネによる押し付けが無いし、熱変形に伴う封止樹脂部５０からの加圧も抑制できる。さらに、リアクトル１０の使用時に磁束が印加された磁性コア２０が膨張したとしても、封止樹脂部５０との接触部位がほぼ下面２０ｂのみであることから、磁性コア２０自身の磁歪に起因して封止樹脂部５０から印加される応力を抑制できる。
【００４１】
したがって、樹脂封止や加圧による磁性コア２０の特性劣化、つまり損失の増大や透磁率の低下を抑制することが可能となる。そして、放熱については、磁性コア２０とコイル３０が共に封止樹脂部５０に接していることから、封止樹脂部５０を介して筐体４０および冷却器６０に良好に熱を伝えることができる。よって、良好に放熱を行うことが可能なリアクトル１０とすることが可能となる。
【００４２】
なお、特許文献１のように、封止樹脂部によって磁性コアやコイルの全体を覆う構造の場合、より放熱が良好に行われることとなる。これと比較すると、本実施形態のリアクトル１０のように封止樹脂部５０によって磁性コア２０やコイル３０の一部しか覆っていない構造の放熱効果が小さい可能性がある。しかしながら、主に放熱が行われるのは磁性コア２０やコイル３０のうち筐体４０からの距離が最も近い部分であることから、本実施形態の構造であっても十分な放熱効果を得ることができる。特に、本実施形態では、磁性コア２０を断面形状が扁平形状となるようにしていることから、磁性コア２０の体積に対する冷却面積を増加させることが可能となり、放熱性を確保することが可能となる。
【００４３】
ここで、本実施形態では、磁性コア２０における磁束の流れと直交する方向での断面形状を扁平形状とすることによって放熱性が良好となるようにしているが、ここでの扁平は次のように定義される。
【００４４】
図４に、リアクトル１０を車両用昇圧コンバータリアクトルとして適用する場合を想定した諸元を示す。コア損失は、１０ｋＷで駆動時の損失を示している。コアの熱導率は、磁性コア２０として、鉄粉を放熱フィラーを含むバインダ樹脂で挟み、圧縮したものを使用した場合を想定した値である。冷却面は、磁性コア２０およびコイル３０の片面のみから放熱する場合を想定した。
【００４５】
これらを前提として、コア損失により発熱した時の放熱性について試算した。具体的には、磁性コア２０の中心位置を発熱面と想定し、磁性コア２０の発熱がすべて片面の冷却面、つまり冷却器６０で放熱したとした時の熱抵抗は数式１のように表わされる。
【００４６】
【数１】
2017041497.tif 000003
【００４７】
また、磁性コア２０を立方体状とした場合と冷却面積を増加させた扁平形状とした場合それぞれの寸法などを図５に示すように定義し、それぞれの熱抵抗を試算した。
【００４８】
コイル３０の熱伝導率は高いため、影響を無視し、最悪条件を見積もるため発熱が冷却面から一番離れた箇所で発生していると仮定すると、熱抵抗は図５中に示したように、磁性コア２０を立方体状とした場合には５℃／Ｗ、扁平形状とした場合には１℃／Ｗと算出される。
【００４９】
このように、リアクトルを扁平形状を取ることで放熱が促進され、磁性コア２０を立方体状にする場合に対して、磁性コア２０の温度を低くすることができる。そして、例えば許容発熱温度ΔＴが１００℃であるとすると、磁性コア２０を立方体形状とした場合の発熱温度が４５５℃であったのに対して扁平形状の場合には９２℃となっており、許容発熱温度ΔＴを満足していることが判る。
【００５０】
この結果より、特許文献１のようにリアクトル全体を樹脂封止していたのに対し、本実施形態のように片面のみの樹脂封止して放熱を行う場合でも、放熱性を確保することが可能となる。そして、上記の試算に基づけば、扁平形状の寸法範囲については磁性コア２０のうちの冷却面積、つまり縦、横の寸法に対する厚さの寸法の比に基づいて数式２のように定義される範囲とすることができる。すなわち、扁平形状の長方形状における短辺を分子にとり、２つの長辺を乗算した値を分母にとったときに、３／１００以下となるようにしている。
【００５１】
【数２】
2017041497.tif 000004
【００５２】
また、本実施形態では、コア支持部４０ｄを磁性コア２０のうちの内周側面２０ｃよりも外周側面２０ｄ側の位置に形成している。このため、磁性コア２０のうちの磁束が少ない位置をコア支持部４０ｄによって支持することができる。すなわち、リアクトル１０において磁束は磁性コア２０の内周部に多く集まる。磁性コア２０の加圧による特性劣化は磁束が多く集まる部位ほど影響が大きい。したがって、本実施形態のようにコア支持部４０ｄの配置場所を設定することで、磁性コア２０の特性劣化をさらに抑制することが可能となる。
【００５３】
また、本実施形態では、コイル支持部４０ｅをコイル３０ａとコイル３０ｂの配列方向の外側に配置している。リアクトル１０において、発熱は冷却器６０から熱抵抗が高い中心部に集中することから、熱が籠もる中心部から離れた位置にコイル支持部４０ｅを配置している。これにより、さらにリアクトル１０の損失増加を抑制することが可能となる。
【００５４】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００５５】
例えば、上記実施形態では、磁性コア２０を扁平形状としたが、これはより高い放熱性を得るためであり、放熱性に応じて磁性コア２０の高さを適宜変更すれば良いため、磁性コア２０の高さについては任意に設定可能である。例えば、磁性コア２０を断面形状が正方形状のもので構成しても良い。
【００５６】
また、上記実施形態では、磁性コア２０を長方形状としつつ、封止樹脂部５０側において磁性コア２０の角部を丸めたＲ形状としたが、角部が丸められていなくても良い。また、磁性コア２０のうちの封止樹脂部５０側の角部を面取りした構造であっても良い。
【００５７】
なお、上記実施形態では、リアクトル１０を電気自動車やハイブリッド車両などに搭載される昇圧コンバータ用リアクトル等に適用する場合について説明したが、これは適用例の一例を挙げたに過ぎず、他のものへの適用も可能である。例えば、リアクトル１０を充電器のＰＦＣ用昇圧リアクトルや平滑チョークなどに適用することも可能である。
【００５８】
また、上記実施形態では、２つのＵ字コアでリアクトル１０を構成しているが、２つのＥ字コアや複数のＩ字コアによってリアクトル１０を構成することもでき、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０    リアクトル
２０    磁性コア
３０    コイル
４０    筐体
４０ｂ  底面
４０ｄ  コア支持部
４０ｅ  コイル支持部
５０    封止樹脂部
６０    冷却器
７０    放熱ゲル
【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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