JP2017028142A - リアクトル、およびリアクトルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】端面介在部材とコイルの軸方向端面との間からの樹脂漏れが抑制されたリアクトルを提供する。
【解決手段】巻線を巻回してなる巻回部を有するコイルと、前記巻回部の内部に配置される内側コア部と前記巻回部の外部に配置される外側コア部とで閉磁路を形成する磁性コアと、前記巻回部の軸方向端面と前記外側コア部との間に介在される端面介在部材と、を備えるリアクトルである。このリアクトルは、前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に充填される内側樹脂部を備え、リアクトルに備わる前記端面介在部材は、前記巻回部の軸方向端部のターンの少なくとも一部を収納するターン収納部を備える。
【選択図】図２

Description

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と、その製造方法に関する。

ハイブリッド自動車のコンバータの構成部品の一つにリアクトルがある。リアクトルは、巻回部を有するコイル、閉磁路を形成する磁性コアと、コイルと磁性コアとの間の絶縁を確保する絶縁介在部材と、を備える。磁性コアは、巻回部の内部に配置される内側コア部と、巻回部の外部に配置される外側コア部と、を備える。例えば特許文献１のリアクトルでは、一対のボビンを組み合わせることで絶縁介在部材を構成している。当該ボビンは、巻回部の内周面と内側コア部との間に介在される内側介在部材と、巻回部の軸方向端面と外側コア部との間に介在される端面介在部材と、に分けることができる。

上記特許文献１には、コイルと磁性コアと絶縁介在部材とを組み合わせた後、コイルの巻回部の内部に樹脂を充填したリアクトルが開示されている。このような構成とすることで、磁性コアを構成する複数の分割コアを樹脂で被覆し、その被覆分割コアをコイルと組み合わせるよりも、リアクトルの製造工程を簡素化できると考えられる。

特開２０１４−００３１２５号公報

特許文献１の構成では、巻回部の内部に充填された樹脂が、巻回部の軸方向端面と端面介在部材との隙間から巻回部の外部に漏れ出し易く、巻回部に十分な樹脂を充填できない場合がある。巻回部の内部に充填される樹脂が巻回部の内周面と内側コア部の外周面との間を埋めることで、内側コア部を巻回部内に保持することができる。しかし、巻回部への樹脂の充填が不十分であると、巻回部の内部で内側コア部ががたつき易く、騒音が発生したり、巻回部の内周面に内側コア部が接触したりする虞がある。

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、端面介在部材とコイルの軸方向端面との間からの樹脂漏れが抑制されたリアクトル、およびその製造方法を提供することにある。

本発明の一態様に係るリアクトルは、巻線を巻回してなる巻回部を有するコイルと、前記巻回部の内部に配置される内側コア部と前記巻回部の外部に配置される外側コア部とで閉磁路を形成する磁性コアと、前記巻回部の軸方向端面と前記外側コア部との間に介在される端面介在部材と、を備えるリアクトルである。このリアクトルは、前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に充填される内側樹脂部を備え、リアクトルに備わる前記端面介在部材は、前記巻回部の軸方向端部のターンの少なくとも一部を収納するターン収納部を備える。

本発明の一態様に係るリアクトルの製造方法は、コイルと、前記コイルの内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コアと、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、前記リアクトルは、本発明の一形態に係るリアクトルである。このリアクトルの製造方法は、前記内側コア部を前記巻回部の内部に配置し、前記巻回部の軸方向端部を前記端面介在部材の前記ターン収納部に収納する組付工程と、前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に樹脂を充填する充填工程と、を備える。

本発明の一態様に係るリアクトルは、端面介在部材と巻回部との間からの樹脂漏れが抑制されたリアクトルである。

本発明の一態様に係るリアクトルの製造方法は、本発明の一態様に係るリアクトルを作製することができる。

実施形態１に係るリアクトルの斜視図である。 リアクトルに備わる組合体の縦断面図である。 樹脂部を除く組合体の分解斜視図である。 リアクトルに備わる端面介在部材の概略図である。 リアクトルに備わる内側介在部材と分割コアの概略斜視図である。 樹脂部を形成する前の組合体の概略正面図である。 組合体の端面介在部材近傍における部分拡大縦断面図である。

・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。

＜１＞実施形態のリアクトルは、巻線を巻回してなる巻回部を有するコイルと、前記巻回部の内部に配置される内側コア部と前記巻回部の外部に配置される外側コア部とで閉磁路を形成する磁性コアと、前記巻回部の軸方向端面と前記外側コア部との間に介在される端面介在部材と、を備えるリアクトルである。このリアクトルは、前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に充填される内側樹脂部を備え、リアクトルに備わる前記端面介在部材は、前記巻回部の軸方向端部のターンの少なくとも一部を収納するターン収納部を備える。

端面介在部材にターン収納部が形成されていることで、端面介在部材と巻回部の軸方向端面とを面接触させることができ、リアクトルの製造過程で巻回部の内部に樹脂を充填する際、端面介在部材と巻回部との接触部から樹脂が漏れることを抑制できる。また、巻回部の軸方向端部のターンの少なくとも一部がターン収納部に収納される、つまり軸方向端部のターンの厚み方向の少なくとも一部がターン収納部の内壁で覆われることで、単に端面介在部材と巻回部の軸方向端面とを面接触させるよりも、接触部からの樹脂漏れを抑制することができる。上述したように、ターン収納部を有する端面介在部材を用いることで、端面介在部材と巻回部との間からの樹脂漏れが抑制されたリアクトルとすることができる。端面介在部材と巻回部との間からの樹脂漏れが抑制されたリアクトルでは、その製造時に巻回部の内部に十分な樹脂が充填されることで形成された内側樹脂部が備わっている。このような内側樹脂部であれば、内側コア部を巻回部の内部に保持することができる。

＜２＞実施形態のリアクトルとして、前記コイルは、前記内側樹脂部とは別に設けられ、前記巻回部の各ターンを一体化する一体化樹脂を備える形態を挙げることができる。

上記リアクトルは、その作製が容易である。上記リアクトルでは、各ターンが一体化されることで巻回部が屈曲し難く、リアクトルの製造の際に巻回部の内部に磁性コアを配置し易い。また、巻回部の各ターンが一体化されていることで、各ターン間に大きな隙間ができ難く、リアクトルの製造の際に巻回部の内部に充填された樹脂がターン間から漏れ難くすることができる。その結果、巻回部の内部に大きな空隙が形成され難い。一体化樹脂によってターン間の空隙を無くすこともできる。

＜３＞実施形態のリアクトルとして、前記端面介在部材は、前記内側樹脂部を構成する樹脂を前記巻回部の内部へ充填する樹脂充填孔を有する形態を挙げることができる。

端面介在部材に樹脂充填孔を形成することで、リアクトルを製造する際、巻回部の内部への樹脂の充填を容易にすることができる。また、この樹脂充填孔から巻回部の内部に樹脂を充填する際、一体化樹脂で固めた巻回部を利用することで、巻回部の内部から外部への樹脂漏れを効果的に抑制できる。

＜４＞前記端面介在部材に前記樹脂充填孔を備える実施形態のリアクトルとして、前記外側コア部を前記端面介在部材に一体化する外側樹脂部を備え、前記外側樹脂部と前記内側樹脂部とは、前記樹脂充填孔を通じて繋がっている形態を挙げることができる。

外側樹脂部と内側樹脂部とが樹脂充填孔を通じて繋がっているため、両樹脂部を１回の成形によって形成することができる。つまり、この構成を備えるリアクトルは、内側樹脂部に加えて外側樹脂部を備えるにも拘らず、１回の樹脂成形にて得ることができるため、生産性に優れる。

＜５＞樹脂充填孔を有する実施形態のリアクトルとして、前記端面介在部材は、前記外側コア部を嵌め込む貫通孔を有し、前記貫通孔とその貫通孔に嵌め込まれた前記外側コア部との隙間によって前記樹脂充填孔が形成されており、前記貫通孔の内部に入り込んだ前記内側樹脂部によって、前記外側コア部と前記内側コア部との間にギャップが形成されている形態を挙げることができる。

上記リアクトルは、外側コア部と内側コア部との間にギャップを形成するにあたり、アルミナなどのギャップ材を別途用意することなく製造することができ、生産性に優れる。

＜６＞実施形態のリアクトルとして、前記内側コア部は、複数の分割コアと、各分割コアの間に入り込んだ前記内側樹脂部と、で構成される形態を挙げることができる。

各分割コアの間に入り込んだ内側樹脂部は、磁性コアの磁気特性を調整するギャップとして機能する。つまり、この構成を備えるリアクトルは、アルミナなどの別材料でできたギャップ材を必要とせず、ギャップ材が不要な分だけ生産性に優れる。

＜７＞実施形態のリアクトルとして、前記内側コア部は、複数の分割コアを備えており、前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に介在される内側介在部材を備え、前記内側介在部材は、各分割コアを離隔させた状態で収納する収納部を備える形態を挙げることができる。

内側介在部材を用いることで、リアクトルの製造過程で巻回部に樹脂を充填する際、巻回部と、内側コア部を構成する分割コアと、を確実に離隔させておくことができ、巻回部と内側コア部との間の絶縁を確実に確保することができる。また、内側介在部材に収納部を設けることで、内側コア部を構成する分割コアを、巻回部の内部の所定の位置に容易に配置することができる。その結果、安定した磁気特性を備えるリアクトルを生産性良く製造することができる。加えて、各分割コア間の間隙に内側樹脂部を充填させることで、容易に分割コア間に樹脂ギャップを形成することができる。

＜８＞実施形態のリアクトルとして、前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に介在される内側介在部材を備え、前記内側樹脂部は、前記端面介在部材および前記内側介在部材の少なくとも一方と同じ材料で構成されている形態を挙げることができる。

上記構成によれば、内側樹脂部と内側介在部材（端面介在部材）の線膨張係数を同じにすることができる。その結果、リアクトルの使用時に、内側樹脂部と内側介在部材（端面介在部材）が熱膨張・収縮しても、内側樹脂部にクラックなどが生じ難い。この効果に鑑み、内側樹脂部、内側介在部材、および端面介在部材を同じ材料で構成することが好ましい。

＜９＞前記内側介在部材を有する実施形態のリアクトルとして、前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に介在される内側介在部材と、前記端面介在部材の近傍における前記巻回部の内周面と前記内側介在部材の外周面との間に介在される封止部材と、を備える形態を挙げることができる。

封止部材を設けることで、リアクトルを製造する際、端面介在部材と巻回部の軸方向端面との間から樹脂が漏れることを、より効果的に抑制することができる。

＜１０＞実施形態のリアクトルの製造方法は、コイルと、前記コイルの内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コアと、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、前記リアクトルは、本発明の実施形態に係るリアクトルである。この実施形態のリアクトルは、前記内側コア部を前記巻回部の内部に配置し、前記巻回部の軸方向端部を前記端面介在部材の前記ターン収納部に収納する組付工程と、前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に樹脂を充填する充填工程と、を備える。

上記リアクトルの製造方法によれば、巻回部の内周面と内側コア部の外周面との間に樹脂を充填したときに、端面介在部材と巻回部の軸方向端面との間から樹脂が漏れることを抑制することができる。樹脂の漏れが抑制できるのは、端面介在部材に、巻回部の軸方向端部を収納するターン収納部が形成されているからである。巻回部の内部に充填された樹脂は、巻回部の内周面と内側コア部の外周面とを接合する内側樹脂部となる。その結果、実施形態のリアクトルが得られる。

＜１１＞実施形態のリアクトルの製造方法として、表面に熱融着樹脂を有する巻線を用いて前記コイルを作製し、熱処理によって前記熱融着樹脂を溶融させて前記巻回部の各ターンを一体化させた後、前記充填工程を行う形態を挙げることができる。

熱融着樹脂を有する巻線を用いてコイルを作製することで、そのコイルを熱処理するだけで、巻回部を構成する各ターンを一体化する一体化樹脂を形成することができる。また、一体化樹脂で固められた巻回部の内部に樹脂を充填することで、巻回部の各ターン間からの樹脂漏れを抑制することができ、巻回部の内部に大きな空隙が形成されることを抑制できる。

＜１２＞実施形態のリアクトルの製造方法として、前記端面介在部材は、前記巻回部の内部へ前記樹脂を充填するための樹脂充填孔を有し、前記充填工程では、前記樹脂充填孔を介して前記巻回部の内部に前記樹脂を充填する形態を挙げることができる。

端面介在部材に形成した樹脂充填孔を介して巻回部の内部に樹脂を充填することで、巻回部の内周面と内側コア部の外周面との間に十分に樹脂を充填することができる。

＜１３＞前記樹脂充填孔を有する前記端面介在部材を用いた実施形態のリアクトルの製造方法として、前記充填工程では、射出成形によって前記樹脂の充填を行う形態を挙げることができる。

射出成形によって圧力をかけながら巻回部内に樹脂を充填することで、巻回部と内側コア部との間の狭い隙間に十分に樹脂を行き渡らせることができる。また、外側コア部の外周側から樹脂の充填を行なうことで、１回の射出成形で、外側樹脂部と内側樹脂部の両方を形成することができる。外側コア部の外周を覆う樹脂が、樹脂充填孔を介して巻回部の内部にも充填されるからである。

・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。

＜実施形態１＞
実施形態１では、図１〜図６に基づいてリアクトル１の構成を説明する。図１に示すリアクトル１は、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１０と、組合体１０を載置する載置板９と、を備える。組合体１０はさらに、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの内部に配置される内側樹脂部５（図２参照）と、磁性コア３の一部を構成する外側コア部３２を覆う外側樹脂部６と、を備える。以下、リアクトル１に備わる各構成を詳細に説明する。

≪組合体≫
［コイル］
図３に示すように、本実施形態のコイル２は、一本の巻線２ｗで構成されており、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。別々の巻線により作製した巻回部２Ａ，２Ｂを連結することでコイル２を製造しても良い。

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。

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（巻線２ｗ）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。

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。両端部２ａ，２ｂではエナメルなどの絶縁被覆は剥がされている。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。

上記構成を備えるコイル２は、樹脂によって一体化されていることが好ましい。本例の場合、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂはそれぞれ、一体化樹脂２０（図２参照）によって個別に一体化されている。本例の一体化樹脂２０は、巻線２ｗの外周（エナメルなどの絶縁被覆のさらに外周）に形成される熱融着樹脂の被覆層を融着させることで構成されており、非常に薄い。そのため、巻回部２Ａ，２Ｂが一体化樹脂２０で一体化されていても、巻回部２Ａ，２Ｂのターンの形状や、ターンの境界が外観上から分かる状態になっている。一体化樹脂２０の材質としては、熱によって融着する樹脂、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、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。

図２では一体化樹脂２０を誇張して示しているが、実際には非常に薄く形成されている。一体化樹脂２０は、巻回部２Ｂ（巻回部２Ａでも同様）を構成する各ターンを一体化し、巻回部２Ｂの軸方向の伸縮を抑制する。本例では、巻線２ｗに形成される熱融着樹脂を融着させて一体化樹脂２０を形成しているため、各ターン間の隙間にも均一的に一体化樹脂２０が入り込んでいる。ターン間における一体化樹脂２０の厚さｔ１は、巻回前の巻線２ｗの表面に形成される熱融着樹脂の厚さの約二倍であり、具体的には２０μｍ以上２ｍｍ以下とすることが挙げられる。厚さｔ１を厚くすることで、各ターンを強固に一体化させることができ、厚さｔ１を薄くすることで巻回部２Ｂの軸方向長さが長くなり過ぎることを抑制できる。

巻回部２Ｂの外周面および内周面における一体化樹脂２０の厚さｔ２は、巻回前の巻線２ｗの表面に形成される熱融着樹脂の厚さとほぼ同じであり、１０μｍ以上１ｍｍ以下とすることが挙げられる。巻回部２Ｂの内周面および外周面における一体化樹脂２０の厚さｔ２を１０μｍ以上とすることで、巻回部２Ａ，２Ｂの各ターンがばらけないように各ターンを強固に一体化させることができる。また上記厚さを１ｍｍ以下とすることで、一体化樹脂２０による巻回部２Ｂの放熱性の低下を抑制することができる。

ここで、角筒状のコイル２の巻回部２Ａ，２Ｂは、巻線２ｗが曲げられることで形成される四つの角部と、巻線２ｗが曲げられていない平坦部と、に分けられる。図１，２では巻回部２Ａ，２Ｂの角部においても平坦部においても各ターン同士を一体化樹脂２０で一体化した構成である。これに対して、巻回部２Ａ，２Ｂの一部、例えば角部においてのみ各ターン同士が一体化樹脂２０で一体化されている構成としても良い。

巻線２ｗをエッジワイズ巻きすることで形成される巻回部２Ａ，２Ｂの角部では、曲げの内側（紙面上側）が曲げの外側（紙面下側）よりも太くなり易い。このような曲げの内側が太くなった巻回部２Ａ，２Ｂを熱処理し、巻線２ｗ表面の熱融着樹脂を溶融させると、曲げの内側では各ターンを一体化樹脂２０で一体化させることができ、曲げの外側では各ターンを離隔させることができる。この場合、巻回部２Ａ，２Ｂの平坦部では、巻線２ｗの外周に熱融着樹脂があるが、各ターン間は一体化されずに離隔する。この平坦部における隙間が十分に小さければ、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に樹脂を充填してもその樹脂は表面張力によって平坦部の隙間を通過できない。

［磁性コア］
磁性コア３は、複数の分割コア３１ｍ，３２ｍを組み合わせて構成されており、便宜上、内側コア部３１，３１と、外側コア部３２，３２と、に分けることができる（図１，２を合わせて参照）。

内側コア部３１は、図２に示すようにコイル２の巻回部２Ｂ（巻回部２Ａでも同様）の内部に配置される部分である。ここで、内側コア部３１とは、磁性コア３のうち、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に沿った部分を意味する。例えば、図２では、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向に沿った部分の端部が巻回部２Ａ，２Ｂの端面よりも巻回部２Ａ，２Ｂの外側に突出しているものの、その突出する部分も内側コア部３１の一部である。

本例の内側コア部３１は、三つの分割コア３１ｍと、各分割コア３１ｍの間に形成されるギャップ３１ｇと、分割コア３１ｍと後述する分割コア３２ｍとの間に形成されるギャップ３２ｇと、で構成されている。本例のギャップ３１ｇ，３２ｇは、後述する内側樹脂部５によって形成されている。この内側コア部３１の形状は、巻回部２Ａ（２Ｂ）の内部形状に沿った形状であって、本例の場合、略直方体状である。

一方、外側コア部３２は、巻回部２Ａ，２Ｂの外部に配置される部分であって、一対の内側コア部３１，３１の端部を繋ぐ形状を備える（図１参照）。本例の外側コア部３２は、上面と下面が略ドーム形状の柱状の分割コア３２ｍで構成されている。この外側コア部３２の下面（分割コア３２ｍの下面）は、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの下面とほぼ面一になっている（図２参照）。

分割コア３１ｍ，３２ｍは、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体である。軟磁性粉末は、鉄などの鉄族金属やその合金（Ｆｅ−Ｓｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金など）などで構成される磁性粒子の集合体である。原料粉末には潤滑剤が含有されていても良い。本例とは異なり、分割コア３１ｍ，３２ｍは、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体で構成することもできる。複合材料の軟磁性粉末と樹脂には、圧粉成形体に使用できる軟磁性粉末と樹脂と同じものを利用することができる。磁性粒子の表面には、リン酸塩などで構成される絶縁被覆が形成されていても良い。その他、分割コア３１ｍ，３２ｍを積層鋼板で構成することもできる。

［絶縁介在部材］
絶縁介在部材４は、図２，３に示すように、コイル２と磁性コア３との間の絶縁を確保する部材であって、端面介在部材４Ａ，４Ｂと、内側介在部材４Ｃ，４Ｄと、で構成されている。絶縁介在部材４は、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ナイロン６やナイロン６６といったポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂などの熱可塑性樹脂で構成することができる。その他、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂などで絶縁介在部材４を形成することができる。上記樹脂にセラミックスフィラーを含有させて、絶縁介在部材４の放熱性を向上させても良い。セラミックスフィラーとしては、例えば、アルミナやシリカなどの非磁性粉末を利用することができる。

［［端面介在部材］］
端面介在部材４Ａ，４Ｂの説明には主として図３，４を用いる。図４の上段図は、図３の紙面左側の端面介在部材４Ａをコイル２側から見た概略斜視図であり、下段図は、その端面介在部材４Ａを分割コア３２ｍ側から見た概略斜視図である。ここで、図３の紙面右側の端面介在部材４Ｂは、図４の端面介在部材４Ａとは、後述するターン収納部４１の構成のみが相違する。従って、ここでは端面介在部材４Ａを主に説明する。

端面介在部材４Ａのコイル側の面には、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端部の少なくとも一部を収納する二つのターン収納部４１が形成されている。ターン収納部４１は、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端面全体を、端面介在部材４Ａに面接触させるために形成されている。より具体的には、ターン収納部４１は、後述する貫通孔４２の周囲を取り囲む四角環状に形成されており、紙面右上側の角部の位置（太矢印を参照）から反時計回りに徐々に深さが深くなっている。各ターン収納部４１における右辺部分は、端面介在部材４Ａの上端にまで達しており、図３に示すコイル２の端部２ａ，２ｂを、端面介在部材４Ａの上方側に引き出せるようになっている。ここで、図３の紙面右側の端面介在部材４Ｂに備わるターン収納部４１は、連結部２Ｒを含む巻回部２Ａ，２Ｂの端面を収納できる『８』の字形状となっている。

ターン収納部４１によって巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端面と端面介在部材４Ａとを面接触させることで、接触部分からの樹脂漏れを抑制することができる。上記面接触に加えて、ターン収納部４１では、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端部のターンの厚み方向の少なくとも一部が端面介在部材４Ａで覆われた状態になっている。具体的には、紙面左側のターン収納部４１における上辺部分、右辺部分、および下辺部分では、ターン収納部４１に嵌り込んだ巻回部２Ｂのターンの周面部分が端面介在部材４Ａに覆われている（図２を合わせて参照）。紙面右側のターン収納部４１における上辺部分、左辺部分、および下辺部分では、ターン収納部４１に嵌り込んだ巻回部２Ａのターンの周面部分が端面介在部材４Ａに覆われている。この端面介在部材４Ａ，４Ｂで覆われる部分では、他の部分よりも更に樹脂が漏れ難い。巻回部２Ａ，２Ｂと端面介在部材４Ａとの接触部分からの樹脂漏れを抑制する観点からすれば、巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端部のターンを全周に亘って収納するターン収納部４１とすることが好ましい。

端面介在部材４Ａは、上述したターン収納部４１の他に、一対の貫通孔４２，４２と、嵌合部４３（下段図参照）と、を備える。貫通孔４２は、図３に示す内側介在部材４Ｃ，４Ｄと分割コア３１ｍとの組物を嵌め込むための孔である。一方、嵌合部４３は、外側コア部３２となる分割コア３２ｍを嵌め込むための凹部である。

上記貫通孔４２の中央寄りの下部と外側寄りの上方には、上記組物を当て止めするための当て止め部４４が形成されている。この当て止め部４４によって、組物と分割コア３２ｍとが直接接触することなく離隔される（図３を合わせて参照）。

上記貫通孔４２の外側寄りの部分、および上方寄りの部分には、外方に向って凹んでいる。この凹んでいる部分は、図６に示すように、端面介在部材４Ａの嵌合部に分割コア３２ｍを嵌め込んだときに、分割コア３２ｍの側縁および上縁の位置に樹脂充填孔４５を形成する。樹脂充填孔４５は、紙面手前の外側コア部３２（分割コア３２ｍ）側から紙面奥側の巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向端面側に向って端面介在部材４Ａの厚み方向に貫通する孔であり、紙面奥側で巻回部２Ａ，２Ｂの内周面と内側コア部３１（分割コア３１ｍ）の外周面との間の空間に連通している（図２を合わせて参照）。

［［内側介在部材］］
内側介在部材４Ｃ，４Ｄの説明には図５を用いる。内側介在部材４Ｃと内側介在部材４Ｄとは同一形状を備え、内側介在部材４Ｃを１８０°水平方向に回転させれば内側介在部材４Ｄとなる。これら内側介在部材４Ｃ，４Ｄは、その両端が開口する籠状の部材である。より具体的には、内側介在部材４Ｃ，４Ｄは、角筒状に形成された一対の筒部４６，４６と、両筒部４６，４６を連結する複数のブリッジ部４７と、で構成されている。内側介在部材４Ｃ，４Ｄの上方側における他の内側介在部材４Ｃ，４Ｄに対向する側にはブリッジ部４７が設けられておらず、大きな開口部が形成されている。ブリッジ部４７には、内側介在部材４Ｃ，４Ｄの内方側に突出する複数の仕切り部４８が形成されており、この仕切り部４８によって内側介在部材４Ｃ，４Ｄの内部が、その軸方向に３つに区画されている。区画された部分は、分割コア３１ｍを収納する収納部４９として機能する。本例では、図５の太矢印で示すように、内側介在部材４Ｃ，４Ｄの軸方向の両端の開口部、および内側介在部材４Ｃ，４Ｄの上方の開口部を介して、各収納部４９に分割コア３１ｍを挿入できるようになっている。各分割コア３１ｍは、仕切り部４８によって互いに離隔される。

［内側樹脂部］
内側樹脂部５は、図２に示すように、巻回部２Ｂ（図示しない巻回部２Ａでも同様）の内部に配置され、巻回部２Ｂの内周面と分割コア３１ｍ（内側コア部３１）の外周面とを接合する。

内側樹脂部５は、巻回部２Ｂが一体化樹脂２０によって一体化されているため、巻回部２Ｂの各ターンの内周面と外周面との間に跨がることなく、巻回部２Ｂの内部に留まっている。また、この内側樹脂部５の一部は、分割コア３１ｍと分割コア３１ｍとの間、および分割コア３１ｍと分割コア３２ｍとの間に入り込み、ギャップ３１ｇ，３２ｇを形成している。

内側樹脂部５は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂や、ＰＰＳ樹脂、ＰＡ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂、常温硬化性樹脂、あるいは低温硬化性樹脂を利用することができる。これらの樹脂にアルミナやシリカなどのセラミックスフィラーを含有させて、内側樹脂部５の放熱性を向上させても良い。内側樹脂部５は、端面介在部材４Ａ，４Ｂおよび内側介在部材４Ｃ，４Ｄと同じ材料で構成することが好ましい。三つの部材を同じ材料で構成することで、三つの部材の線膨張係数を同じにすることができ、熱膨張・収縮に伴う各部材の損傷を抑制することができる。

［外側樹脂部］
外側樹脂部６は、図１，２に示すように、分割コア３２ｍ（外側コア部３２）の外周全体を覆うように配置され、分割コア３２ｍを端面介在部材４Ａ，４Ｂに固定すると共に、分割コア３２ｍを外部環境から保護する。ここで、分割コア３２ｍの下面は、外側樹脂部６から露出していても構わない。その場合、分割コア３２ｍの下方部分を、端面介在部材４Ａ，４Ｂの下面とほぼ面一となるように延設することが好ましい。後述する載置板９に分割コア３２ｍの下面を直接接触させる、あるいは載置板９と分割コア３２ｍの下面との間に接着剤や絶縁シートを介在させることで、分割コア３２ｍを含む磁性コア３の放熱性を高めることができる。

本例の外側樹脂部６は、端面介在部材４Ａ，４Ｂにおける分割コア３２ｍが配置される側に設けられ、巻回部２Ａ，２Ｂの外周面に及んでいない。分割コア３２ｍの固定と保護を行なうという外側樹脂部６の機能に鑑みれば、外側樹脂部６の形成範囲は図示する程度で十分であり、樹脂の使用量を低減できる点で好ましいと言える。もちろん、図示する例とは異なり、外側樹脂部６が巻回部２Ａ，２Ｂ側に及んでいても構わない。

本例の外側樹脂部６は、図２に示すように、端面介在部材４Ａ，４Ｂの樹脂充填孔４５を介して内側樹脂部５と繋がっている。つまり、外側樹脂部６と内側樹脂部５とは同じ樹脂で一度に形成されたものである。本例と異なり、外側樹脂部６と内側樹脂部５とを個別に形成することも可能である。

外側樹脂部６は、内側樹脂部５の形成に利用できる樹脂と同様の樹脂で構成することができる。本例のように外側樹脂部６と内側樹脂部５とが繋がっている場合、両樹脂部６，５は同じ樹脂で構成される。

その他、外側樹脂部６には、組合体１０を載置板９などに固定するための固定部６０（図１参照）が形成されている。例えば、高剛性の金属や樹脂で構成されるカラーを外側樹脂部６に埋設することで、組合体１０を載置板９にボルトで固定するための固定部６０を形成することができる。

［封止部材］
図７の部分拡大縦断面図に示すように、端面介在部材４Ａの近傍における巻回部２Ｂ（２Ａ）の内周面と、内側介在部材４Ｄの外周面と、の間に封止部材７を設けても良い。封止部材７を設けることで、樹脂充填孔４５を介して巻回部２Ｂの内部に樹脂を充填したときに、その樹脂が、巻回部２Ｂの軸方向端面と端面介在部材４Ａとの接触部分に行き難くなる。そのため、巻回部２Ｂの軸方向端面と端面介在部材４Ａとの間からの樹脂漏れをより効果的に抑制することができる。

封止部材７には、環状パッキンを利用することができる。その場合、内側介在部材４Ｄの筒部４６（図５参照）の外周に環状パッキンを取り付けてから、内側介在部材４Ｄと分割コア３１ｍとの組物を巻回部２Ｂの内部に挿入すると良い。

≪載置板≫
図１に示すように、本実施形態のリアクトル１はさらに、組合体１０を載置する載置板９を備える。載置板９と組合体１０との間には、両者９，１０を接合させる接合層８が形成されている。載置板９は、機械的強度と熱伝導性に優れる材料で構成することが好ましく、例えばアルミニウムやその合金で構成することができる。接合層８は、絶縁性に優れる材料で構成することが好ましく、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂や、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰなどの熱可塑性樹脂で構成することができる。これら絶縁性樹脂に、セラミックスフィラーなどを含有させることで、接合層８の放熱性を向上させても良い。

上記組合体１０は、ケースに収納しても構わない。その場合、ケースの底面が載置板９として機能する。

組合体１０は、液体冷媒に浸漬された状態で使用することができる。液体冷媒は特に限定されないが、ハイブリッド自動車でリアクトル１を利用する場合、ＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）などを液体冷媒として利用できる。その他、フロリナート（登録商標）などのフッ素系不活性液体、ＨＣＦＣ−１２３やＨＦＣ−１３４ａなどのフロン系冷媒、メタノールやアルコールなどのアルコール系冷媒、アセトンなどのケトン系冷媒などを液体冷媒として利用することもできる。

≪効果≫
本例のリアクトル１では、端面介在部材４Ａ，４Ｂに形成されるターン収納部４１によって、端面介在部材４Ａ，４Ｂと巻回部２Ａ，２Ｂとの間からの樹脂漏れが抑制されている。そのため、当該部分からの樹脂漏れが抑制されたリアクトル１では、その製造時に巻回部の内部に十分な樹脂が充填されることで形成された内側樹脂部５が備わっている。このような内側樹脂部５であれば、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に内側コア部３１，３１をしっかりと保持することができる。その結果、巻回部２Ａ，２Ｂの内部で内側コア部３１，３１ががたつくことを抑制でき、騒音の発生や、巻回部２Ａ，２Ｂと内側コア部３１，３１との接触を抑制できる。

また、本例のリアクトル１では、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの外周が樹脂でモールドされておらず、外部環境に直接曝された状態となっているため、本例のリアクトル１は放熱性に優れたリアクトル１となる。リアクトル１の組合体１０を液体冷媒に浸漬された状態とすれば、リアクトル１の放熱性をより向上させることができる。

≪リアクトルの製造方法≫
次に、実施形態１に係るリアクトル１を製造するためのリアクトルの製造方法の一例を説明する。リアクトルの製造方法は、大略、次の工程を備える。リアクトルの製造方法の説明にあたっては主として図３を参照し、必要に応じて図４，５を参照する。
・コイル作製工程
・一体化工程
・組付工程
・充填工程
・硬化工程

［コイル作製工程］
この工程では、巻線２ｗを用意し、巻線２ｗの一部を巻回することでコイル２を作製する。巻線２ｗの巻回には、公知の巻線機を利用することができる。巻線２ｗの外周には、図２を参照して説明した一体化樹脂２０となる熱融着樹脂の被覆層を形成することができる。被覆層の厚さは適宜選択することができる。

［一体化工程］
この工程では、コイル作製工程で作製したコイル２のうち、巻回部２Ａ，２Ｂを一体化樹脂２０（図２参照）で一体化する。巻線２ｗの外周に熱融着樹脂の被覆層を形成している場合、コイル２を熱処理することで、一体化樹脂２０を形成することができる。これに対して、巻線２ｗの外周に被覆層を形成していない場合、コイル２の巻回部２Ａ，２Ｂの外周や内周に樹脂を塗布し、樹脂を硬化させることで一体化樹脂２０を形成すると良い。

この一体化工程は、次に説明する組付工程の後で、かつ充填工程の前に行なうこともできる。

［組付工程］
この工程では、コイル２と、磁性コア３を構成する分割コア３１ｍ，３２ｍと、絶縁介在部材４と、を組み合わる。例えば、図５に示すように、内側介在部材４Ｃ，４Ｄの各収納部４９に分割コア３１ｍを配置した第一組物を作製し、その第一組物を巻回部２Ａ，２Ｂの内部に配置する（図３を合わせて参照）。そして、端面介在部材４Ａ，４Ｂを巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向の一端側端面と他端側端面に当接させ、一対の分割コア３２ｍで挟み込んで、コイル２と分割コア３１ｍ，３２ｍと絶縁介在部材４とを組み合わせた第二組物を作製する。

ここで、図６に示すように、分割コア３２ｍの巻回部２Ａ，２Ｂの軸方向から第二組物を見たときに、分割コア３２ｍ（外側コア部３２）の側縁と上縁には、巻回部２Ａ，２Ｂの内部に樹脂を充填するための樹脂充填孔４５が形成されている。樹脂充填孔４５は、端面介在部材４Ａ，４Ｂの貫通孔４２（図３参照）と、貫通孔４２に嵌め込まれた外側コア部３２と、の隙間によって形成される。

［充填工程］
充填工程では、第二組物における巻回部２Ａ，２Ｂの内部に樹脂を充填する。本例では、第二組物を金型内に配置し、金型内に樹脂を注入する射出成形を行なう。樹脂の注入は、いずれかの一方の分割コア３２ｍの端面側（コイル２の反対側）から行なう。金型内に充填された樹脂は、分割コア３２ｍの外周を覆い、樹脂充填孔４５（図２，６）を介して巻回部２Ａ，２Ｂの内部に流入する。その際、巻回部２Ａ，２Ｂ内の空気は、他方の分割コア３２ｍ側の樹脂充填孔４５から外部に排気される。

巻回部２Ａ，２Ｂの内部に充填された樹脂は、図２に示すように、巻回部２Ｂの内周面と分割コア３１ｍの外周面との間に入り込むだけでなく、隣接する二つの分割コア３１ｍ，３１ｍの間、および分割コア３１ｍと外側コア部３２（分割コア３２ｍ）との間にも入り込み、ギャップ３１ｇ，３２ｇを形成する。射出成形によって圧力をかけて樹脂充填孔４５から巻回部２Ａ，２Ｂ内に充填された樹脂は、巻回部２Ａ，２Ｂと内側コア部３１との狭い隙間に十分に行き渡るが、巻回部２Ａ，２Ｂの外部に漏れることは殆どない。図２に示すように、巻回部２Ｂの軸方向端面と端面介在部材４Ａ，４Ｂとが面接触すると共に、巻回部２Ｂが一体化樹脂２０で一体化されているからである。

ここで、巻回部２Ａ，２Ｂの説明の際に述べたように、角筒状の巻回部２Ａ，２Ｂの曲げの角部において各ターンを一体化し、平坦部に微小な隙間が形成されるようにしたコイル２を利用する場合、一方の分割コア３２ｍの外側と他方の分割コア３２ｍの外側の両方から樹脂を充填することができる。その場合、平坦部に形成される微小な隙間から巻回部２Ａ，２Ｂの外に排気される。樹脂は、その粘度と表面張力によって、平坦部の微小な隙間から巻回部２Ａ，２Ｂの外側に漏れることは殆どない。

［硬化工程］
硬化工程では、熱処理などで樹脂を硬化させる。硬化した樹脂のうち、巻回部２Ａ，２Ｂの内部にあるものは図２に示すように内側樹脂部５となり、分割コア３２ｍを覆うものは外側樹脂部６となる。

以上説明したリアクトルの製造方法によれば、図１に示すリアクトル１の組合体１０を製造することができる。また、内側樹脂部５と外側樹脂部６とを一体に形成することで、充填工程と硬化工程が１回ずつで済むので、生産性良く組合体１０を製造することができる。完成した組合体１０は、接合層８を介して載置板９上に固定すれば良い。

＜実施形態２＞
実施形態１の組合体１０をケースに収納し、ポッティング樹脂でケース内に埋設しても構わない。例えば、実施形態１のリアクトルの製造方法に係る組付工程で作製した第二組物をケース内に収納し、ケース内にポッティング樹脂を充填する。その場合、分割コア３２ｍ（外側コア部３２）の外周を覆うポッティング樹脂が外側樹脂部６となる。また、樹脂充填孔４５（図２，６参照）を介して巻回部２Ａ，２Ｂ内に浸入したポッティング樹脂が内側樹脂部５となる。

本発明のリアクトルは、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材に利用することができる。

１ リアクトル
１０ 組合体
２ コイル ２ｗ 巻線
２Ａ，２Ｂ 巻回部 ２Ｒ 連結部 ２ａ，２ｂ 端部
２０ 一体化樹脂
３ 磁性コア
３１ 内側コア部 ３２ 外側コア部
３１ｍ，３２ｍ 分割コア ３１ｇ，３２ｇ ギャップ
４ 絶縁介在部材
４Ａ，４Ｂ 端面介在部材
４１ ターン収納部 ４２ 貫通孔 ４３ 嵌合部 ４４ 当て止め部
４５ 樹脂充填孔
４Ｃ，４Ｄ 内側介在部材
４６ 筒部 ４７ ブリッジ部 ４８ 仕切り部 ４９ 収納部
５ 内側樹脂部
６ 外側樹脂部 ６０ 固定部
７ 封止部材
８ 接合層
９ 載置板

Claims (13)

1. 巻線を巻回してなる巻回部を有するコイルと、前記巻回部の内部に配置される内側コア部と前記巻回部の外部に配置される外側コア部とで閉磁路を形成する磁性コアと、前記巻回部の軸方向端面と前記外側コア部との間に介在される端面介在部材と、を備えるリアクトルであって、
   前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に充填される内側樹脂部を備え、
   前記端面介在部材は、前記巻回部の軸方向端部のターンの少なくとも一部を収納するターン収納部を備えるリアクトル。
2. 前記コイルは、前記内側樹脂部とは別に設けられ、前記巻回部の各ターンを一体化する一体化樹脂を備える請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記端面介在部材は、前記内側樹脂部を構成する樹脂を前記巻回部の内部へ充填する樹脂充填孔を有する請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
4. 前記外側コア部を前記端面介在部材に一体化する外側樹脂部を備え、
   前記外側樹脂部と前記内側樹脂部とは、前記樹脂充填孔を通じて繋がっている請求項３に記載のリアクトル。
5. 前記端面介在部材は、前記外側コア部を嵌め込む貫通孔を有し、
   前記貫通孔とその貫通孔に嵌め込まれた前記外側コア部との隙間によって前記樹脂充填孔が形成されており、
   前記貫通孔の内部に入り込んだ前記内側樹脂部によって、前記外側コア部と前記内側コア部との間にギャップが形成されている請求項４に記載のリアクトル。
6. 前記内側コア部は、複数の分割コアと、各分割コアの間に入り込んだ前記内側樹脂部と、で構成される請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のリアクトル。
7. 前記内側コア部は、複数の分割コアを備えており、
   前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に介在される内側介在部材を備え、
   前記内側介在部材は、各分割コアを離隔させた状態で収納する収納部を備える請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のリアクトル。
8. 前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に介在される内側介在部材を備え、
   前記内側樹脂部は、前記端面介在部材および前記内側介在部材の少なくとも一方と同じ材料で構成されている請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のリアクトル。
9. 前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に介在される内側介在部材と、
   前記端面介在部材の近傍における前記巻回部の内周面と前記内側介在部材の外周面との間に介在される封止部材と、を備える請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のリアクトル。
10. コイルと、前記コイルの内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コアと、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、
    前記リアクトルは、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のリアクトルであり、
    前記内側コア部を前記巻回部の内部に配置し、前記巻回部の軸方向端部を前記端面介在部材の前記ターン収納部に収納する組付工程と、
    前記巻回部の内周面と前記内側コア部の外周面との間に樹脂を充填する充填工程と、を備えるリアクトルの製造方法。
11. 表面に熱融着樹脂を有する巻線を用いて前記コイルを作製し、熱処理によって前記熱融着樹脂を溶融させて前記巻回部の各ターンを一体化させた後、前記充填工程を行う請求項１０に記載のリアクトルの製造方法。
12. 前記端面介在部材は、前記巻回部の内部へ前記樹脂を充填するための樹脂充填孔を有し、
    前記充填工程では、前記樹脂充填孔を介して前記巻回部の内部に前記樹脂を充填する請求項１０または請求項１１に記載のリアクトルの製造方法。
13. 前記充填工程では、射出成形によって前記樹脂の充填を行う請求項１２に記載のリアクトルの製造方法。

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