JP7081519B2 - リアクトルとその製造方法 - Google Patents

Description

本明細書が開示する技術は、リアクトルとその製造方法に関する。特に、コイルの平坦な側面に絶縁放熱層を挟んで冷却器が対向しているリアクトルと、その製造方法に関する。

角柱形状に巻回されたコイルの一つの側面に絶縁放熱層を挟んで冷却器が対向しているリアクトルが知られている（例えば、特許文献１）。絶縁放熱層は、コイルから冷却器への伝熱を補助するために採用されている。コイルを構成する巻線は、ピッチ方向で隣り合う巻線と短絡しないように絶縁膜で被覆されている。絶縁膜はコイルから絶縁放熱層への伝熱効率を下げるので、特許文献１のリアクトルでは、コイルの絶縁放熱層に対向している側面において絶縁膜が除去されている。絶縁放熱層は、コイル（巻線）から冷却器への伝熱を補助するとともに、コイルの露出した巻線と冷却器の間を絶縁する。なお、本明細書では、コイルの軸線に平行な面を「コイルの側面」と称する。

特開２０１６－９２３１３号公報

絶縁放熱層が薄くなれば、コイルと冷却器の距離が短くなるので伝熱効率が高くなる。しかし、コイルの側面の平面度が大きいと（粗いと）、側面の各所と冷却器との間の距離がばらつく。すなわち、冷却器に最も近い巻線と最も遠い巻線との間の距離が大きくなる。冷却器に最も近い巻線と最も遠い巻線との間の距離が大きくなると、絶縁放熱層の厚みを大きくしなければならなくなる。絶縁放熱層が厚いほど熱抵抗が大きくなるので、絶縁放熱層の厚い箇所では伝熱効率が低化してしまう。さらには、絶縁放熱層の厚みが大きくなると、絶縁放熱層に亀裂が生じ易くなる。亀裂によって隙間（気泡）が生じると伝熱効率の低下を招く。一方、コイルの側面は、コイル軸線方向にならんだ巻線での集合体で形成されている。巻線のコイル半径方向の位置がずれると平面度が比較的に大きくなってしまう。特許文献１のリアクトルでは、冷却器に対向するコイル側面の平面度が考慮されておらず、改善の余地がある。

なお、平面度は、例えば最大傾斜式平面度で評価すればよい。最大傾斜式平面度は、計測対象の平面を平行な２枚の理想平面で挟んだときの理想平面間の距離で表される。ここで、「理想平面」とは、数学の平面の方程式で表される、うねりの無い完全な平面を意味する。平面度が小さいほど、計測対象の平面は理想平面に近くなる。また、本明細書では、巻線の横断面の丸みは無視した平面度を評価する。

巻線で形成されているコイルの全側面の平面度を小さくしようとすると、コイル全体を拘束することになり、コイルの各所に応力が発生する。応力は、スプリングバックとなって現れ、コイル側面における巻線の並びを乱してしまう。そこで、本明細書が開示するリアクトルでは、コイルの冷却器に対向していない側面では大きな平面度を許容することで応力の発生を抑え、冷却器に対向している側面の小さい平面度を維持する。

本明細書が開示するリアクトルは、絶縁膜で被覆されている巻線が巻回されたコイルと、冷却器と、絶縁放熱層を備えている。コイルは、平坦な第１側面と、第１側面以外の第２側面を有している。第２側面は、第１側面の一方の縁から他方の縁へと続く１個の曲面であってもよいし、平坦な複数の側面を含むものであってもよい。後者の場合、コイルは多角柱形状となる。冷却器は、コイルの第１側面に対向している。絶縁放熱層は、第１側面と冷却器の間に挟まれている。第１側面において巻線の絶縁膜が除去されているとともに、第１側面の平面度が、第２側面の平面度よりも小さい。

本明細書が開示するリアクトルでは、冷却器に対向する第１側面以外の第２側面の平面度が大きくなることを許容することで、冷却器に対向する第１側面の小さくした平面度を維持することができる。冷却器に対向している第１側面の平面度を小さくすることで、絶縁放熱層の厚みのばらつきが小さくなる。その結果、第１側面の各所から冷却器へ均一に熱が伝わり、コイルから冷却器への伝熱効率が向上する。また、第１側面のコイル表面のばらつきが小さくなったことで、絶縁放熱層を薄肉化することができる。絶縁放熱層が薄肉化されることで、亀裂の発生も抑えられ、亀裂発生による伝熱効率低下が抑えられる。なお、以下では、絶縁膜が除去されている巻線の面を露出面と称する場合がある。

コイルは、平角の巻線がエッジワイズに巻回されて構成されていることがある。そのような場合には、巻線は、絶縁放熱層に接している部分の断面形状（コイル軸線を含む平面でカットした断面形状）は、コイルの外側において隣接する巻線と隙間を有していてもよい。ピッチ方向で並んでいる巻線の露出面の間に隙間が確保される。露出面では導体が露出しているため、隣り合う露出面が近いと短絡を生じ得る。ピッチ方向で並んでいる露出面の間に隙間が確保されることで、ピッチ方向で隣り合う露出面の短絡を防ぐことができる。

巻線の絶縁放熱層に接している部分のコイル内側での厚みがコイル外側での厚みよりも大きくなっていても、隣り合う露出面の間に隙間が確保され、露出面同士の短絡を防ぐことができる。また、コイルの軸線方向からみて第１側面に隣接するコイル角部における巻線のコイル内周側の厚みがコイル外周側の厚みよりも大きくなっていても、隣り合う露出面の間に隙間が確保され、露出面同士の短絡を防ぐことができる。

また、本明細書が開示するリアクトルでは、巻線の絶縁放熱層に接している部分においてピッチ方向で隣り合う巻線の間に絶縁物質が充填されていてもよい。巻線の露出面の近くで導電性の塵埃等が挟まれるとピッチ方向で隣り合う露出面が短絡してしまうおそれがある。隣り合う巻線の間に絶縁物質を充填することで、導電性の塵埃が挟まれることを防止することができる。

本明細書が開示するリアクトルでは、絶縁放熱層はコイルの平側面に対して平行に位置しているセラミック板を含んでいてもよい。あるいは、絶縁放熱層は、シリコンとセラミック板で構成されていてもよい。隣り合う巻線の間、あるいは、絶縁放熱層内に小さな気泡（ミクロボイド）が存在すると、巻線と冷却器の間でコロナ放電が生じるおそれがある。コロナ放電は樹脂や絶縁膜の炭化を生じ、ピッチ方向で隣り合う露出面の短絡を誘発してしまうおそれがある。絶縁放熱層がセラミック板を含んでいることで、コロナ放電を防止することができる。また、セラミックの中には比較的に熱伝導率が高いものがある。そのようなセラミック板を採用することで、コイルから冷却器への伝熱効率を高める効果が得られる。

本明細書が開示するリアクトルでは、巻線の露出面にスリットが設けられていてもよい。電流が流れるとコイルが発熱する。コイルが発熱すると巻線が膨張する。巻線が膨張すると、ピッチ方向で隣り合う露出面同士が近づき、短絡のおそれが生じる。巻線にスリットを設けることで、巻線の膨張を吸収し、短絡を防止することができる。

本明細書は、上記したリアクトルの製造方法も提供する。その方法は、絶縁膜を除去する前の巻線を、平坦な側面（第１側面）を有するコイルとなるように巻回する巻回工程と、第１側面の平面度が第２側面よりも小さくなるように第１側面を研磨して絶縁膜を除去する研磨工程を含んでいる。巻線を巻回してからコイルの第１側面を研磨することで、絶縁膜を除去すると同時に平面度を小さくすることができる。

研磨に先立って、隣接する巻線の間に樹脂を充填するとよい。隣接する巻線の間の隙間に樹脂を充填することで、研磨かすが巻線間に詰まることが防止できる。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例のリアクトルの斜視図である。 実施例のリアクトルの斜視図である（コアと樹脂カバーなし）。 図１のIII－III線に沿った断面図である。 平面度を説明するためのコイル断面図である。 コイルの正面図である。 図３のVI－VI線に沿った断面図である。 第１変形例のリアクトルのコイル断面図である。 第２変形例のリアクトルのコイル断面図である。 第３変形例のリアクトルの断面図である。 第４変形例のリアクトルのコイル断面図である。 第５変形例のリアクトルのコイル断面図である。 第６変形例のリアクトルのコイル断面図である。 実施例のリアクトルの製造方法を説明する図である（１）。 実施例のリアクトルの製造方法を説明する図である（２）。 実施例のリアクトルの製造方法を説明する図である（３）。

図面を参照して実施例のリアクトル２を説明する。図１に、リアクトル２の斜視図を示す。リアクトル２は、コア２０にコイル５が巻回された受動素子である。図１では、コア２０とコイル５は樹脂カバー３で覆われており、見えない。リアクトル２は、例えば電気自動車に搭載されるチョッパ型の昇圧コンバータに用いられる。電気自動車の走行用モータは数十キロワットの出力が可能であり、リアクトル２のコイル５には数十キロワットの電力が流れる。大電力が流れるコイル５は発熱量が大きい。それゆえ、リアクトル２は、冷却器６を備えている。図２に、樹脂カバー３とコア２０を除去したリアクトル２の斜視図を示す。また、図３に、図１のIII－III線に沿った断面図を示す。図２では、コア２０は仮想線で描いてある。

図２、図３を参照してリアクトル２の構造を説明する。コイル５は、巻線４を角柱形状に巻回して形成されている。コイル５は、平角の巻線４をエッジワイズに巻回したものである。エッジワイズとは、平角の幅広面をコイル軸線方向に向けて巻回する巻き方である。コイル軸線方向とは、コイル軸線の延伸方向であり、図中の座標系のＸ方向である。

コイル５は四角柱形状を有しており、４個の平側面を有している。「コイル５の平側面」とは、コイル５の軸線Ｃａに平行な平坦面を意味する。説明の便宜上、図中の座標系の＋Ｚ方向を向く平側面を上面５ａと称し、－Ｚ方向を向く平側面を下面５ｄと称する。また、＋Ｙ方向を向く平側面を右側面５ｂと称し、－Ｙ方向を向く平側面を左側面５ｃと称する。

冷却器６は、絶縁放熱層１２を挟んでコイル５の下面５ｄと対向している。別言すれば、コイル５の下面５ｄが絶縁放熱層１２を挟んで冷却器６に熱的に接している。また、コア２０の下面が絶縁放熱層１３を挟んで冷却器６に熱的に接している。冷却器６の下面には複数のフィン７が設けられている。図示は省略しているが、冷却器６の下面は冷媒流路に面しており、フィン７は液体冷媒に晒される。

絶縁放熱層１２、１３は、耐熱性と柔軟性を有するシリコンゴムで作られている。コイル５と冷却器６はともに金属製であるため、直接に接しても隙間が生じてしまう。そこで、コイル５と冷却器６の間に柔軟な絶縁放熱層１２を挟み、コイル５から冷却器６への伝熱を補助する。絶縁放熱層１３も同様の目的を有している。ただし、コイル５が発熱するので、コイル５の下面５ｄから冷却器６への伝熱効率がコイル５の冷却性能に特に影響する。それゆえ、コイル５から絶縁放熱層１２への伝熱効率は高いことが望ましい。コイル５から絶縁放熱層１２への伝熱効率を高める一つの方法は、コイル５の下面５ｄの平面度を小さくすることである。下面５ｄの平面度が大きいと、下面５ｄを絶縁放熱層１２に押し付けたとき、下面５ｄと冷却器６の間のギャップのばらつきが大きくなる。ギャップのばらつきが大きいと、絶縁放熱層１２の厚みが大きい箇所ができてしまう。絶縁放熱層１２は厚いほど熱抵抗が大きくなるので、絶縁放熱層１２の厚い箇所では伝熱効率が悪化してしまう。下面５ｄの平面度が小さいと、下面５ｄを絶縁放熱層１２に押し付けたとき、下面５ｄと冷却器６の間のギャップのばらつきが小さくなる。ばらつきが小さいと、絶縁放熱層１２の厚みも均一化し、下面５ｄの全体から絶縁放熱層１２へ均一に熱が伝わり、伝熱効率が高まる。また、第１側面のコイル表面のばらつきが小さくなったことで、絶縁放熱層を薄肉化することができる。

平面度は、先に述べたように、最大傾斜式平面度で評価すればよい。図４を使ってコイル側面の平面度を具体的に説明する。図４は、コイル５の一部断面を模式的に示した図である。図の上側がコイル内側に相当し、下側はコイル外側に相当する。コイル５は、平角の巻線４をエッジワイズに巻回したものである。巻線４は、内部抵抗が小さく熱伝導率が高い銅で作られている。エッジワイズ巻では、平角の巻線４を強く折り曲げることになり、スプリングバックの発生などによりピッチごとの巻線の位置が揃い難い。図４に示すように、ピッチごとに巻線の半径方向の位置が異なることも起こり得る。図４において、平面Ｓ１（理想平面Ｓ１）は、最もコイル内側に位置する巻線４ｉｎにコイル外側で接する平面である。平面Ｓ２（理想平面Ｓ２）は、最もコイル外側に位置する巻線４ｏｕｔにコイル外側で接する平面である。平面Ｓ１と平面Ｓ２は平行である。コイル５の一側面を構成する全ての巻線のコイル外側の稜線は理想平面Ｓ１、Ｓ２の間に含まれる。そこで、最大傾斜式平面度の定義に従い、理想平面Ｓ１とＳ２の距離Ｒが、コイル側面の平面度を表すことになる。つまり、「コイル側面の平面度が小さい」とは、最もコイル内側に位置する巻線と、最もコイル外側に位置する巻線のそれぞれにコイル外側に接する平面の距離が小さいことを意味する。

図５に、コイル５の正面図を示す。図５では、コイル５の各側面の平面度を模式的に示してある。上面５ａの平面度Ｒａは、上面５ａの最も窪んだ箇所に接する理想平面Ｓ１と、理想平面Ｓ１に平行であって上面５ａの最も突出した箇所に接する理想平面Ｓ２の距離で表される。ピッチごとの巻線のコイル半径方向の位置がばらつくため、平面度Ｒａは比較的に大きくなる。コイル５を作成した直後は、右側面５ｂの平面度Ｒｂ、左側面５ｃの平面度Ｒｃ、下面５ｄの平面度Ｒｄも平面度Ｒａとほぼ同じである。平角の巻線４は剛性が高いため、全ての側面の平面度を小さくするのには限界がある。すべての側面の平面度を小さくすると、コイル５の各所に高い応力が生じる。応力は、スプリングバックとなってあらわれ、いったん小さくした平面度を再び拡大させてしまうからである。

そこで、実施例のリアクトル２のコイル５では、絶縁放熱層１２に対向する下面５ｄの平面度Ｒｄを小さくし、そのかわりに他の平側面（上面５ａ、右側面５ｂ、左側面５ｃ）については比較的に大きな平面度を許容する。別言すれば、絶縁放熱層１２に接する下面５ｄの平面度Ｒｄを、他の側面の平面度Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃよりも小さくする。その結果、コイル５に生じる応力が小さくなり、スプリングバックも小さくなる。したがって下面５ｄの小さい平面度を維持することが可能となり、下面５ｄから絶縁放熱層１２への伝熱効率が高まる。

図６に、図３のVI－VI線に沿った断面図の一部を示す。図６の断面は、コイル５の軸線Ｃａ（図３参照）を含む平面でコイル５をカットした断面に相当する。軸線Ｃａは、図中の座標系のＸ軸に平行に延びている。図６は、コイル５の下面５ｄを構成する部位の部分断面図である。また、図６は、コイル５の軸線Ｃａの方向の一部のみを示している。コイル５の巻線４は、隣のピッチの巻線４との短絡を防ぐため絶縁膜４１で被覆されている。図６では、最も右側の巻線にのみ符号４（巻線４）と符号４１（絶縁膜４１）を付し、残りの巻線には符号は省略した。絶縁膜４１は、典型的にはエナメル被膜である。

巻線４は銅などの熱伝導率が高い金属で作られており、絶縁膜４１は銅などの金属よりも熱伝導率が高くない。実施例のリアクトル２では、コイル５から絶縁放熱層１２への伝熱効率を高めるため、巻線４の絶縁放熱層１２に接している部位の絶縁膜が除去されている。先に述べたように、絶縁膜が除去されている面を露出面４ａと称する。巻線４の露出面４ａの集合がコイル５の下面５ｄを構成する。別言すれば、巻線４の露出面４ａは、コイル５の下面５ｄに対応する面である。図６では、一部の外側面にのみ符号４ａを付してある。後述するように絶縁被膜は、研磨によって除去される。研磨により巻線４の一部も平坦化される。それゆえ、露出面４ａは平坦となる。巻線４の下面５ｄに相当する面の絶縁膜４１が除去されていることにより、銅の巻線４が直接に絶縁放熱層１２に接する。それゆえ、巻線４（コイル５）から絶縁放熱層１２への伝熱効率が高まる。

実施例のリアクトル２では、次の２点の特徴が、コイル５から絶縁放熱層１２への伝熱効率の向上に寄与している。（１）コイル５の絶縁放熱層１２に接している下面５ｄの平面度Ｒｄが小さい。（２）下面５ｄにて巻線４の絶縁膜４１が除去されている。

なお、図６に示すように、ひとつの露出面４ａとその隣のピッチの露出面４ａは、ギャップＧｈで隔てられており、短絡しない。ギャップＧｈは、概ね、絶縁膜４１の厚みの２倍よりもわずかに大きい。

（第１変形例）図７に、第１変形例のリアクトル２ａのコイル断面図を示す。図７の断面は、図６の断面に対応する。すなわち、図７は、絶縁放熱層１２に接している部分をコイルの軸線を含む平面でカットした巻線１０４の断面形状を示している。巻線１０４は、平角線であり、エッジワイズに巻回されている。

コイル５を構成する巻線１０４は、絶縁放熱層１２に接しているコイル５の下面５ｄにて絶縁膜４１が除去されている。絶縁膜４１が除去されている面を露出面１０４ａと称する。また、巻線１０４は、絶縁放熱層１２に接している部分をコイル５の軸線を含む平面でカットした断面形状が、コイル外側へ向けて先細りになっている。別言すれば、絶縁放熱層１２に接している部分をコイルの軸線を含む平面でカットした断面形状が、コイル５の外側において隣接する巻線と隙間を有している。巻線１０４の断面がコイル外側へ向けて先細りになっていることで、ピッチ方向で隣り合う露出面１０４ａの間の距離（ギャップＧｈ）が実施例の場合と比較して長くなる。ギャップＧｈが長くなることで、隣り合う露出面１０４ａ同士の短絡がより確実に防げる。

絶縁放熱層１２は、巻線４の露出した金属を冷却器６から絶縁する。図４に示されているように、コイル５の側面の平面度が大きいと、冷却器６に最も近い巻線４ｏｕｔと冷却器６から最も遠い巻線４ｉｎとの差が大きくなる。冷却器６に最も近い巻線４ｏｕｔと冷却器６から最も遠い巻線４ｉｎとの差が大きいと、総ての巻線に接するために絶縁放熱層１２の厚みを大きくしなければならない。絶縁放熱層１２の厚みが大きいと、伝熱効率が下がるのみならず、絶縁放熱層１２の内部に亀裂が発生し易くなる。亀裂が発生すると亀裂に空気が入り込み伝熱効率をさらに低下させる。絶縁放熱層１２は、コイル５と冷却器６の間で加圧した状態に保持される。それゆえ、長期にわたって使われると、経時劣化により絶縁放熱層１２に亀裂が生じ得る。コイル５は、発熱による温度上昇と、冷却による温度降下を繰り返す。この熱サイクルも、絶縁放熱層１２の経時劣化を促進する。絶縁放熱層１２の厚みが大きいほど、亀裂発生の可能性が高くなる。実施例のリアクトル２では、絶縁放熱層１２を薄くすることができるので、亀裂発生の可能性を低くすることができる。

（第２変形例）図８に、第２変形例のリアクトル２ｂのコイル断面図を示す。図８の断面は、図６の断面に対応する。すなわち、図８は、絶縁放熱層１２に接している部分をコイルの軸線を含む平面でカットした巻線２０４の断面形状を示している。巻線２０４は、平角線であり、エッジワイズに巻回されている。

巻線２０４は、コイル内側での厚みＷａがコイル外側での厚みＷｂよりも大きい。ここで、巻線２０４の厚みとは、コイル軸線方向（図中のＸ方向）における巻線２０４の導体部分の幅を意味する。第２変形例の場合、絶縁放熱層１２に接しているコイル外側の部分では絶縁膜４１の厚みが大きく、絶縁放熱層１２に接しないコイル内側の部分では絶縁膜４１の厚みが薄い。巻線２０４の幅と絶縁膜４１の厚みを上記の通りコイル半径方向の位置に応じて変えることで、巻線２０４のひとつの露出面２０４ａとピッチ方向で隣り合う露出面２０４ａとの間に大きなギャップＧｈを確保することができる。大きなギャップＧｈは、隣り合う露出面１０４ａ同士の短絡をより確実に防ぐ。

（第３変形例）図９に、第３変形例のリアクトル２ｃの断面図を示す。図９の断面図は、図３の断面図に対応する。第３変形例のリアクトル２ｃの巻線３０４も、平角線であり、エッジワイズに巻回されている。巻線３０４は、コイル５の軸線Ｃａの方向からみて、下面５ｄに隣接するコイル角部のコイル内周側の厚みがコイル外周側の厚みよりも大きくなっている。図９において破線Ａｒが示す範囲（領域Ａｒ）が、下面５ｄに隣接するコイル角部のコイル内周側の領域を示している。領域Ａｒの厚みが大きいことでも、巻線３０４のコイル下面５ｄに相当する隣り合う露出面の間のギャップを大きくすることができる。ピッチ方向で隣り合う露出面の間のギャップを大きくすることで、それらの間の短絡をより確実に防ぐことができる。

コイル５は、平角の巻線３０４を四角柱状にエッジワイズに巻回したものである。平角の巻線３０４を四角柱状に巻回する場合、四角柱の角部の内側に治具を当てて巻線３０４を曲げる。巻線３０４を治具に強く押し当てつつ曲げることで、領域Ａｒの部分を塑性変形させ、巻線３０４の導体部分の厚みを大きくできる。

（第４変形例）図１０に、第４変形例のリアクトル２ｄのコイル断面図を示す。図１０の断面は、図６の断面に対応する。すなわち、図１０は、絶縁放熱層１２に接している部分をコイルの軸線を含む平面でカットした巻線４０４の断面形状を示している。

巻線４０４は、露出面４０４ａにスリット４０５を備えている。スリット４０５は、コイル５の露出面４０４ａから、コイル内側に向かって設けられる。スリット４０５は、コイル５のそれぞれの巻線４０４の延伸方向に沿って伸びている。スリット４０５は、熱膨張により巻線４０４が隣の巻線４０４に近づくことを防止する。露出面４０４ａでは導体が露出している。スリット４０５は、隣り合う露出面４０４ａ同士の短絡防止に寄与する。なお、スリット４０５の形状に制限はない。例えば、巻線の延設方向に対して傾斜する複数の短いスリットが設けられてもよい。

（第５変形例）図１１に、第５変形例のリアクトル２ｅのコイル断面図を示す。図１１の断面は、図６の断面をさらに拡大した断面に対応する。即ち、図１１は、絶縁放熱層１２に接している部分をコイルの軸線を含む平面でカットした巻線５０４の断面形状を示している。第５変形例のリアクトル２ｅでは、巻線５０４の絶縁放熱層１２に接している部分においてピッチ方向（図中のＸ方向）で隣り合う巻線の間に絶縁物質５０６が充填されている。巻線５０４の露出面５０４ａの近くで導電性の塵埃等が挟まれるとピッチ方向で隣り合う露出面５０４ａが短絡してしまうおそれがある。隣り合う巻線５０４の間に絶縁物質５０６を充填することで、導電性の塵埃が挟まれることが防止できる。

（第６変形例）図１２に、第６変形例のリアクトル２ｆのコイル断面図を示す。図１２の断面図は、図１１の断面図に対応する。第６変形例のリアクトル２ｆでは、絶縁放熱層１２が２層（絶縁性セラミック板１２１とシリコンシート１２２）で構成されている。絶縁性セラミック板１２１は、巻線５０４の露出面５０４ａの側に配置されており、シリコンシート１２２は冷却器６の側に配置されている。絶縁性セラミック板１２１は、コイル５（巻線５０４の露出面５０４ａ）に接している。

冷却器６は導電性のアルミニウムで作られている。導電性の冷却器６とコイル５の間に小さな気泡（ミクロボイド）が存在すると、コロナ放電が生じるおそれがある。コロナ放電は樹脂や絶縁膜の炭化を生じる。炭化された樹脂や絶縁膜は導電性を有するようになるので、ピッチ方向で隣り合う露出面５０４ａが短絡してしまうおそれがある。絶縁放熱層１２がコイル５に接する絶縁性セラミック板１２１を含んでいることで、隣り合う露出面５０４ａの近くで炭化が生じることがなく、信頼性が向上する。また、絶縁性セラミック板１２１には、熱伝導率の高いものが選ばれる。そのような絶縁性セラミック板１２１を採用することで、コイル５から冷却器６への伝熱効率を高める効果も期待できる。

図１２では、絶縁性セラミック板１２１は、巻線５０４の露出面５０４ａに直接に接している。絶縁性セラミック板１２１は、シリコンシート１２２の内部に埋設されてもよい。つまり、絶縁性セラミック板１２１は、露出面５０４ａに接している必要はない。

（リアクトルの製造方法）次に、図１３－図１５を参照しつつリアクトルの製造方法を説明する。

（巻回工程）まず、平角の巻線４を、４個の平側面（上面５ａ、下面５ｄ、右側面５ｂ、左側面５ｃ）を有する角柱形状となるように巻回し、コイル５を作成する。平角の巻線４は、エッジワイズに巻回される。巻線４は全周が絶縁膜で被覆されている。絶縁膜の一部は後に除去される。即ち、巻回工程では、絶縁膜を除去する前の巻線４が、少なくとも１個の平側面を有するコイル５となるように巻回される。

完成したコイル５は、コア２０に挿通される（図１３）。コア２０は、複数個の分割されており、中央の柱状のコアブロックにコイル５が挿通された後、他の部位のコアブロックが接合され、コア２０が完成する。

（モールド工程）次に、コア２０とコイル５を覆う樹脂カバー３をモールド成形にて製造する（図１４）。このとき、コア２０の下面とコイル５の下面５ｄは露出される。後に、コア２０とコイル５の露出部分に絶縁放熱層１２、１３が取り付けられ、さらに冷却器６が取り付けられる。

（研磨工程）次に、コイル５の露出している下面５ｄに硬質の絶縁物質５０６を塗布する。絶縁物質５０６が硬化した後、下面５ｄを研磨する（図１５）。絶縁物質５０６は、コイル５の下面５ｄにおいて、ピッチ方向で隣り合う巻線４の間に充填される。絶縁物質５０６は、巻線４を被覆している絶縁膜よりも硬質である。なお、絶縁物質５０６を塗布する工程は、前述した第５変形例に必要な工程であり、必ずしも必要な工程ではない。そして、下面５ｄの平面度が他の側面（上面５ａ、右側面５ｂ、左側面５ｃ）の平面度よりも小さくなるように、下面５ｄを研磨して絶縁膜を除去する。このとき、下面５ｄ以外の側面（上面５ａ、右側面５ｂ、左側面５ｃ）は拘束せず、平面度が大きくなることを許容する。そうすることで、コイル５の各所に発生する応力を緩和する。

絶縁物質５０６は、研磨かすが巻線の間に残らないように、巻線の間を埋めている。また、図１５に示すように、絶縁物質５０６は、コイル５の下面５ｄに隣接する角部も覆っている。巻線４を被覆している絶縁膜４１は、柔らかく、グラインダ３０がコイル５から離れるときにグラインダ３０の研磨面に粘着してしまうおそれがある。図１５の太線矢印は、グラインダ３０の移動方向を示している。図１５において、下面５ｄを研磨したグラインダ３０は、コイル５の右下の角部から離れていく。コイル５の下面５ｄに隣接する角部（特にグラインダ３０が離れていく角部）を硬質の絶縁物質５０６で覆うことで、絶縁膜４１がグラインダ３０の研磨面に粘着してしまうことが防止できる。

（組立工程）最後に、絶縁膜が除去されたコイル５の下面５ｄに絶縁放熱層１２を貼着し、コア２０の下面に絶縁放熱層１３を貼着し、絶縁放熱層の反対側に冷却器６を取り付ける。なお、絶縁放熱層１２、１３は、初期状態では液状であり、コア２０の下面とコイル５の下面５ｄに塗布される。液状の絶縁放熱層１２、１３が硬化する前に冷却器が取り付けられる。液状の絶縁放熱層１２、１３が硬化すると、絶縁放熱層１２、１３を介してコイル５の下面５ｄ（及びコア２０の下面）と冷却器６が密着する。即ち、絶縁放熱層１２（１３）は、コイル５（コア２０）と冷却器６を密着させる接着剤の役割を担う。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例とその変形例では、四角柱状のコイルの下面５ｄが冷却器６に対向し、他の側面（上面５ａ、右側面５ｂ、左側面５ｃ）は冷却器６に対向しない。冷却器６に対向する下面５ｄが第１側面の一例であり、そのほかの側面（上面５ａ、右側面５ｂ、左側面５ｃ）が第２側面の一例である。

絶縁放熱層を介して冷却器と対向するコイルの平側面は２面以上であってもよい。それぞれの平側面に絶縁放熱層が貼りつけられる。冷却器に対向する複数の平側面が第１側面の一例であり、冷却器に対向しない側面が第２側面の一例である。その場合でも、複数の第１側面の平面度が、冷却器に対向しない第２側面の平面度よりも小さい。

実施例のコイルは４個の平側面を有している。本明細書が開示するリアクトルは、２個以上の平側面を有していてもよいし、唯一の平側面を有するものであってもよい。例えば、リアクトルのコイルは一つの平側面と、平側面の両端に接続される一つの曲面を有していても良い。

絶縁放熱層１２には、伝熱効率向上のために金属フィラーを混在させることがある。金属フィラーはクラック（気泡）を生じさせ易くする。絶縁放熱層１２を薄くすることができる実施例の技術は、金属フィラーが混在した絶縁放熱層１２を備えるリアクトルに対して特に有効である。

リアクトルの組み立て工程において絶縁放熱層１２と冷却器６の間に空気を巻き込まないように、絶縁放熱層１２は、丸められた状態から展開されつつ冷却器６に貼り付けられる。絶縁放熱層１２の厚みが大きいと、曲げ剛性が高くなり、丸められたときに亀裂が生じ易くなる。実施例で説明した技術は、絶縁放熱層の厚みを薄くすることができ、絶縁放熱層を丸めるときにも亀裂が生じ難くなる。

実施例で説明した製造方法では、研磨によって絶縁膜を除去すると同時にコイルの側面の平面度を向上させる。絶縁膜は、レーザ、あるいは、溶媒の塗布によっても除去することができる。しかしながら、レーザ、あるいは、溶媒の塗布では、コイル側面の平面度は必ずしも向上しない。

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。

２、２ａ－２ｆ：リアクトル
３：樹脂カバー
４、１０４、２０４、３０４、５０４：巻線
４ａ、１０４ａ、２０４ａ、４０４ａ、５０４ａ：露出面
５：コイル
６：冷却器
７：フィン
１２、１３：絶縁放熱層
２０：コア
３０：グラインダ
４１：絶縁膜
１２１：絶縁性セラミック板
１２２：シリコンシート
４０５：スリット
５０６：絶縁物質

Claims (10)

1. 絶縁膜で被覆されている巻線が巻回されたコイルであって、平坦な第１側面と、前記第１側面以外の第２側面とを有しているコイルと、
   前記第１側面に対向している冷却器と、
   前記第１側面と前記冷却器の間に挟まれている絶縁放熱層と、
   を備えており、
   前記第１側面において前記巻線の前記絶縁膜が除去されているとともに、前記第１側面の平面度が、前記第２側面の平面度よりも小さい、
   リアクトル。
2. 前記コイルは平角の前記巻線をエッジワイズに巻回したものであり、
   前記巻線は、前記絶縁放熱層に接している部分を前記コイルの軸線を含む平面でカットした断面形状が、前記コイルの外側において隣接する前記巻線と隙間を有している、請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記コイルは平角の前記巻線をエッジワイズに巻回したものであり、
   前記巻線は、前記絶縁放熱層に接している部分のコイル内側での厚みがコイル外側での厚みよりも大きい、請求項１に記載のリアクトル。
4. 前記コイルは平角の前記巻線をエッジワイズに巻回したものであり、
   前記コイルの軸線方向からみて前記第１側面に隣接するコイル角部における前記巻線のコイル内周側の厚みがコイル外周側の厚みよりも大きい、請求項１に記載のリアクトル。
5. 前記巻線の前記絶縁放熱層に接している部分においてピッチ方向で隣り合う前記巻線の間に絶縁物質が充填されている、請求項１から４のいずれか１項に記載のリアクトル。
6. 前記冷却器の前記絶縁放熱層と接している面が導電性を有しており、
   前記絶縁放熱層はセラミック板を含んでいる、請求項１から５のいずれか１項に記載のリアクトル。
7. 前記巻線の前記絶縁膜が除去されている面にスリットが設けられている、請求項１から６のいずれか１項に記載のリアクトル。
8. 前記絶縁放熱層が、シリコンとセラミック板で構成されている、請求項１から７のいずれか１項に記載のリアクトル。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載のリアクトルの製造方法であり、
   前記絶縁膜を除去する前の前記巻線を、平坦な前記第１側面を有する前記コイルとなるように巻回する巻回工程と、
   前記第１側面の平面度が前記第２側面よりも小さくなるように前記第１側面を研磨して前記絶縁膜を除去する研磨工程と、
   を備えている、リアクトルの製造方法。
10. 前記研磨工程に先立ってピッチ方向で隣接する前記巻線の間に絶縁物質を充填する工程を含んでいる、請求項９に記載の製造方法。

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