WO2018198763A1 - リアクトル - Google Patents

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WO2018198763A1
WO2018198763A1 PCT/JP2018/015120 JP2018015120W WO2018198763A1 WO 2018198763 A1 WO2018198763 A1 WO 2018198763A1 JP 2018015120 W JP2018015120 W JP 2018015120W WO 2018198763 A1 WO2018198763 A1 WO 2018198763A1
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resin
winding
peripheral surface
inner core
core
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PCT/JP2018/015120
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和宏 稲葉
浩平 吉川
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株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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Publication date
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    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/263—Fastening parts of the core together

Definitions

  • the present invention relates to a reactor.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-088992 filed on Apr. 27, 2017, and incorporates all the contents described in the aforementioned Japanese application.
  • Reactor is one of the circuit components that perform voltage step-up and step-down operations.
  • a coil having a winding part, a magnetic core disposed inside and outside the coil (winding part) to form a closed magnetic path, and interposed between the coil (winding part) and the magnetic core
  • a reactor including an insulating interposed member is disclosed.
  • the reactor described in Patent Document 1 includes an inner resin portion filled between the inner peripheral surface of the coil winding portion and the outer peripheral surface of the inner core portion disposed inside the winding portion of the magnetic core. Prepare.
  • the insulating interposition member includes an inner interposition member interposed between the inner peripheral surface of the winding portion and the outer peripheral surface of the inner core portion, and an end surface of the winding portion and the outer core portion. It is described that it is composed of an interposed end surface interposed member.
  • the magnetic core is configured by combining a plurality of divided cores (core pieces), and the inner core portion is configured by a plurality of divided cores and gaps formed between the divided cores. It is described that it is a powder molded body.
  • the reactor according to the present disclosure is A reactor comprising a coil having a winding part, and a magnetic core including a core piece having an inner core part arranged inside the winding part,
  • the core piece is a molded body of a composite material containing magnetic powder and resin,
  • a protrusion that protrudes from the outer peripheral surface of the inner core portion and is integrally formed, and contacts the inner peripheral surface of the winding portion to position the radial direction of the winding portion;
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a reactor according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line (II)-(II) shown in FIG.
  • It is a schematic perspective view of the magnetic core with which the reactor which concerns on Embodiment 1 is equipped.
  • It is a schematic perspective view of the union body with which the reactor which concerns on Embodiment 1 is equipped.
  • It is a schematic exploded perspective view of the union body with which the reactor which concerns on Embodiment 1 is equipped.
  • FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view taken along line (VI)-(VI) shown in FIG. 4.
  • It is the schematic front view which looked at the union shown in FIG. 4 from the front side.
  • It is a schematic perspective view which shows the modification of a magnetic core.
  • It is a schematic perspective view which shows another modification of a magnetic core.
  • the winding portion and the inner core portion are positioned by disposing the inner interposed member between the inner peripheral surface of the winding portion and the outer peripheral surface of the inner core portion.
  • the inner interposed member is made of resin and has a certain thickness (eg, 2 mm or more) in order to ensure mechanical strength. Therefore, in the conventional reactor, the clearance between a winding part and an inner core part was large.
  • the core piece constituting the magnetic core is a compacted body, as in the case of a conventional reactor, the compacted body has a relatively high relative magnetic permeability, so that the gap for adjusting the inductance of the reactor is magnetic. It is necessary to provide in the core.
  • the conventional reactor If a gap is formed in the inner core portion, leakage magnetic flux from the gap may enter the winding portion, and eddy current loss may occur in the winding portion. Therefore, in the conventional reactor, it is necessary to increase the clearance between the winding part and the inner core part to some extent in order to make it difficult to be affected by the leakage magnetic flux from the gap. Therefore, the conventional reactor has a large clearance between the winding portion and the inner core portion, so that it is difficult to reduce the size.
  • an object of the present disclosure is to provide a reactor that can position the winding portion and the inner core portion with a simple configuration and can reduce the clearance between the winding portion and the inner core portion.
  • the reactor of this indication can position a winding part and an inner core part by simple composition, and can make the clearance between a winding part and an inner core part small.
  • a reactor according to an aspect of the present invention is: A reactor comprising a coil having a winding part, and a magnetic core including a core piece having an inner core part arranged inside the winding part,
  • the core piece is a molded body of a composite material containing magnetic powder and resin,
  • a protrusion that protrudes from the outer peripheral surface of the inner core portion and is integrally formed, and contacts the inner peripheral surface of the winding portion to position the radial direction of the winding portion;
  • the core piece that constitutes the magnetic core is a molded body of a composite material containing magnetic powder and resin
  • the relative permeability of the molded body of the composite material is lower than that of the powder molded body, so the inductance of the reactor is adjusted.
  • the gap may be small. Therefore, according to the reactor, since the core piece having the inner core portion is a composite material molded body, it is difficult for leakage magnetic flux to be generated, so the inner peripheral surface of the winding portion and the outer peripheral surface of the inner core portion The clearance between them can be reduced.
  • the reactor includes a protrusion that is integrally formed by protruding from the outer peripheral surface of the inner core portion, and the winding portion and the inner core portion are positioned in the radial direction of the winding portion with respect to the inner core portion by the protrusion.
  • An inner intervening member that has been conventionally interposed between the two is not necessary. Therefore, the inner core portion can be positioned inside the winding portion while reducing the clearance between the winding portion and the inner core portion.
  • an inner core part can be hold
  • the composite material molded body can be molded by resin molding methods such as injection molding and cast molding, and the core piece with protrusions integrally formed on the outer peripheral surface of the inner core part is composed of a composite material molded body High dimensional accuracy can be easily obtained.
  • a protrusion that protrudes from the outer peripheral surface of the inner core portion forms a clearance between the inner peripheral surface of the winding portion and the outer peripheral surface of the inner core portion excluding the protrusion, and the resin that forms the inner resin portion A resin flow path is ensured when filling. By filling the clearance with resin, an inner resin portion is formed.
  • the height of the protrusion is 1 mm or less.
  • the height of the protrusion is 1 mm or less, the clearance between the winding portion and the inner core portion can be sufficiently reduced, and the reactor can be further downsized.
  • the lower limit of the height of the protrusions is preferably 100 ⁇ m or more, for example, from the viewpoint of ensuring a clearance (flow path cross-sectional area) that becomes a resin flow path when filling the resin.
  • a corner portion of the inner core portion is chamfered.
  • corner portion of the inner core portion increases the clearance at the corners, facilitates securing a resin flow path, and facilitates formation of the inner resin portion.
  • the corner portion of the inner core portion has a relatively small influence on the effective magnetic path because the magnetic flux hardly flows and does not function as an effective magnetic path. Therefore, the corner of the inner core portion is chamfered, so that it is possible to effectively suppress a decrease in effective magnetic path cross-sectional area while ensuring a resin flow path.
  • the “corner part” refers to a corner part in a cross section orthogonal to the axial direction of the inner core part.
  • the protrusions are formed in a series over the entire length along the axial direction of the inner core portion.
  • the protrusion is formed on the outer peripheral surface of the inner core portion along the axial direction, the resin along the axial direction of the inner core portion is filled when the clearance is filled with the resin between the winding portion and the inner core portion. Almost flows and the inner resin part can be easily formed. Further, since the protrusions are formed in series over the entire length of the inner core portion, the protrusions are not cut and the clearance is divided in the circumferential direction by the protrusions. Therefore, the resins flowing in the clearances adjacent to each other with the protrusions do not merge with each other, and it is possible to suppress the formation of the weld portion generated at the resin merging portion in the inner resin portion. Since the weld portion is inferior in strength, the mechanical strength of the inner resin portion can be increased by suppressing the formation of the weld portion in the inner resin portion.
  • the reactor it is possible to include an insulating layer disposed on the outer peripheral surface of the protrusion and interposed between the inner peripheral surface of the winding part and the outer peripheral surface of the protrusion.
  • the insulating layer is disposed on the outer peripheral surface of the protrusion, so that the insulation between the winding part and the inner core part can be made more reliable.
  • the thickness of the said insulating layer is 500 micrometers or less.
  • the thickness of the insulating layer is not particularly limited as long as the insulation between the winding portion and the inner core portion can be ensured, but if it is too thick, the clearance between the winding portion and the inner core portion is not limited. Will increase. When the thickness of the insulating layer is 500 ⁇ m or less, the clearance between the winding part and the inner core part can be sufficiently reduced, and the reactor can be further downsized.
  • the lower limit of the thickness of the insulating layer is preferably 10 ⁇ m or more, for example, from the viewpoint of ensuring insulation between the wound portion and the inner core portion.
  • the reactor 1 of Embodiment 1 includes a coil 2 having two winding portions 2c and a magnetic core 3 (see FIG. 3) disposed inside and outside the winding portion 2c.
  • a combined body 10 (see FIG. 4) is provided. Both winding parts 2c are arranged side by side.
  • the magnetic core 3 includes a core piece having magnetism.
  • the magnetic core 3 includes two core pieces 3A and 3B. As shown in FIGS.
  • each of the core pieces 3A and 3B includes two inner core portions 31 disposed inside the winding portion 2c and both inner core portions disposed outside the winding portion 2c. It has the outer core part 32 which connects 31 mutually.
  • a protrusion 311 (see FIGS. 2 and 3) that is integrally formed by protruding from the outer peripheral surface of the inner core portion 31 and winding
  • the inner resin part 41 (refer FIG. 2) with which it fills between the inner peripheral surface of the part 2c and the outer peripheral surface of the inner core part 31 exists.
  • the reactor 1 (combination body 10) is provided with the end surface interposition member 50 interposed between the end surface of the winding part 2c and the outer core part 32, as shown in FIG. 1, FIG.
  • the reactor 1 is installed on an installation target (not shown) such as a converter case, for example.
  • the lower side in FIG. 1 to FIG. 7 is the installation side facing the installation target, the installation side is “down”, and the opposite side is “up”.
  • the vertical direction is the vertical direction.
  • the direction in which the winding portions 2c (inner core portion 31) are arranged is the horizontal direction
  • the direction along the axial direction of the winding portion 2c (inner core portion 31) is the length direction.
  • 2 is a cross-sectional view cut in a lateral direction orthogonal to the axial direction of the inner core portion 31 (winding portion 2c)
  • FIG. 6 is along the axial direction of the inner core portion 31 (winding portion 2c). It is the longitudinal cross-sectional view cut
  • the configuration of the reactor 1 will be described in detail.
  • the coil 2 has a pair of winding portions 2c formed by spirally winding two windings 2w, and forms both winding portions 2c. One ends of the respective windings 2 w are connected to each other through the joint 20. Both winding portions 2c are arranged side by side (in parallel) so that the axial directions of the winding portions 2c are parallel to each other.
  • the joining portion 20 is formed by joining one end portions of the winding 2w drawn from each winding portion 2c by a joining method such as welding, soldering, or brazing.
  • the other end of the winding 2w is pulled out from each winding portion 2c in an appropriate direction (upward in this example), and a terminal fitting (not shown) is appropriately attached to the external device (not shown) such as a power source. )).
  • the coil 2 can use a well-known thing, for example, the both winding parts 2c may be formed by one continuous winding.
  • Both winding portions 2c are composed of the windings 2w having the same specifications, have the same shape, size, winding direction, and number of turns, and adjacent turns forming the winding portion 2c are in close contact with each other.
  • the winding 2w is, for example, a coated wire (so-called enameled wire) having a conductor (copper or the like) and an insulating coating (polyamideimide or the like) on the outer periphery of the conductor.
  • each winding portion 2c is a square cylindrical (specifically, rectangular cylindrical) edgewise coil in which a winding 2w of a covered rectangular wire is edgewise wound.
  • each winding part 2c is not specifically limited, For example, cylindrical shape, elliptical cylinder shape, long cylindrical shape (race track shape) etc. may be sufficient.
  • the specifications of the winding 2w and the winding part 2c can be changed as appropriate.
  • the coil 2 (the winding part 2c) is not covered with a mold resin part 4 to be described later, and when the reactor 1 is configured, the outer peripheral surface of the coil 2 is exposed as shown in FIG. It becomes. Therefore, heat can be easily radiated from the coil 2 to the outside, and the heat dissipation of the coil 2 can be enhanced.
  • the coil 2 may be a molded coil molded with a resin having electrical insulation.
  • the coil 2 can be protected from the external environment (such as dust and corrosion), and the mechanical strength of the coil 2 can be increased.
  • the electrical insulation of the coil 2 can be improved, and the electrical insulation between the coil 2 and the magnetic core 3 can be ensured.
  • the electrical insulation between the winding part 2c and the inner core part 31 is securable because the inner peripheral surface of the winding part 2c is covered with resin.
  • thermosetting resins such as epoxy resins, unsaturated polyester resins, urethane resins, and silicone resins, polyphenylene sulfide (PPS) resins, polytetrafluoroethylene (PTFE) resins, and liquid crystal polymers.
  • Thermoplastic resins such as polyamide (PA) resin such as (LCP), nylon 6 and nylon 66, polyimide (PI) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, acrylonitrile butadiene styrene (ABS) resin can be used.
  • PA polyamide
  • PI polyimide
  • PBT polybutylene terephthalate
  • ABS acrylonitrile butadiene styrene
  • the coil 2 may be a heat fusion coil in which a fusion layer is provided between adjacent turns forming the winding portion 2c, and the adjacent turns are thermally fused.
  • the shape retaining strength of the winding part 2c can be increased, and deformation of the winding part 2c such as a part of the turns forming the winding part 2c being displaced in the radial direction can be suppressed.
  • the magnetic core 3 includes two U-shaped core pieces 3A and 3B, and is configured in an annular shape by combining both core pieces 3A and 3B.
  • the core pieces 3A and 3B have the same shape. For example, when the core piece 3B is rotated 180 ° in the horizontal direction from the state shown in FIG. 3, it coincides with the core piece 3A. A magnetic flux flows when the coil 2 is energized in the magnetic core 3 to form a closed magnetic path.
  • each of the core pieces 3A, 3B is a molded body having two inner core portions 31 and an outer core portion 32, which are integrally molded, as shown in FIGS.
  • the inner core portion 31 is a portion that is inserted into the winding portion 2 c and disposed inside the winding portion 2 c. That is, both the inner core parts 31 are arrange
  • the shape of each inner core portion 31 of the core pieces 3A and 3B is a shape corresponding to the inner peripheral surface of the winding portion 2c. In this example, as shown in FIG. Columnar) (see also FIG. 2). Moreover, the length of the axial direction of each inner core part 31 of core piece 3A, 3B is the same.
  • a protrusion 311 is integrally formed on the outer peripheral surface of the inner core portion 31. Details of the protrusion 311 will be described later.
  • each outer core portion 32 is a portion that is exposed from the winding portion 2 c and is disposed outside the winding portion 2 c.
  • each outer core portion 32 of the core pieces 3A and 3B is a columnar body having a hexagonal top surface, and an inner end surface 32e facing the end surface of the winding portion 2c (see FIG. 5).
  • the two inner core parts 31 protrude toward the winding part 2c side from the inner end surface 32e of each outer core part 32, and the end surfaces of the both inner core parts 31 are faced
  • each outer core portion 32 has a lower protruding portion 321 that protrudes downward with respect to the inner core portion 31, and the lower surface of the outer core portion 32 and the winding portion 2 c The lower surface is substantially flush (see also FIG. 6).
  • the core pieces 3A and 3B are formed into a predetermined shape, and are formed from a composite material including magnetic powder and resin.
  • a molded body of a composite material is manufactured by molding by a resin molding method such as injection molding or cast molding.
  • the resin is interposed between the powder particles of the magnetic powder, the relative permeability can be lowered. Therefore, when the core pieces 3A and 3B constituting the magnetic core 3 are formed of a composite material, it is necessary to provide a gap for adjusting the inductance of the reactor 1 in the magnetic core 3 (for example, between the core pieces 3A and 3B). No, or even if a gap is provided, the gap may be small.
  • the composite material molded body can easily form a complicated shape having protrusions and has high dimensional accuracy. Therefore, when the core pieces 3A and 3B are composite material molded bodies, the dimensional accuracy can be easily increased. A high core piece is obtained. In addition, the composite material molded body can be expected to have an effect of reducing iron loss such as eddy current loss. As in this example, if the core pieces 3A and 3B have the same shape, they can be molded with the same molding die, which is excellent in productivity.
  • Metal or non-metallic soft magnetic material powder can be used as the composite magnetic powder.
  • the metal include pure iron substantially composed of Fe, an iron-based alloy containing various additive elements and the balance being Fe and inevitable impurities, an iron group metal other than Fe, and alloys thereof.
  • iron-based alloys include Fe—Si alloys, Fe—Si—Al alloys, Fe—Ni alloys, and Fe—C alloys.
  • Non-metals include ferrite.
  • thermosetting resin examples include unsaturated polyester resin, epoxy resin, urethane resin, and silicone resin.
  • thermoplastic resin examples include PPS resin, PTFE resin, LCP, PA resin, PI resin, PBT resin, and ABS resin.
  • BMC Bulk molding compound in which calcium carbonate or glass fiber is mixed with unsaturated polyester, millable silicone rubber, millable urethane rubber, or the like can also be used.
  • the content of the magnetic powder in the composite material include 30 volume% or more and 80 volume% or less, and further 50 volume% or more and 75 volume% or less.
  • the content of the resin in the composite material is 10 volume% or more and 70 volume% or less, and further 20 volume% or more and 50 volume% or less.
  • the composite material can contain a filler powder made of a nonmagnetic and nonmetallic material such as alumina or silica in addition to the magnetic powder and the resin.
  • examples of the content of the filler powder include 0.2 mass% or more and 20 mass% or less, 0.3 mass% or more and 15 mass% or less, and 0.5 mass% or more and 10 mass% or less.
  • the relative magnetic permeability can be reduced to make the magnetic saturation less likely, and the insulation can be enhanced and the eddy current loss can be easily reduced.
  • the filler powder is contained, it is possible to expect a reduction in loss due to an improvement in insulation and an improvement in heat dissipation.
  • the protrusion 311 protrudes from the outer peripheral surface of the inner core portion 31 and is integrally formed, and contacts the inner peripheral surface of the winding portion 2c to position the radial direction of the winding portion 2c. Further, the protrusion 311 reduces the contact area between the inner peripheral surface of the winding portion 2c and the outer peripheral surface of the inner core portion 31, and can reduce the frictional resistance when the inner core portion 31 is inserted into the winding portion 2c. Can also be expected.
  • the inner core portion 31 is a rectangular columnar body, and the outer peripheral surface of the inner core portion 31 has four planes (upper surface, lower surface, and left and right side surfaces) and four corner portions 313.
  • the protrusion 311 is formed on each surface constituting the outer peripheral surface of the inner core portion 31, and in a cross section (transverse cross section) orthogonal to the axial direction of the inner core portion 31, an intermediate portion (corner) of each surface constituting the outer peripheral surface It protrudes from the portion excluding the portion 313.
  • the shape, number, and position of the protrusion 311 are not particularly limited.
  • the cross-sectional shape of the protrusion 311 is rectangular, but it may be trapezoidal or semicircular.
  • one protrusion 311 is formed at an intermediate position on each surface, a plurality of protrusions 311 may be provided for each surface, and a plurality of protrusions 311 may be formed on an intermediate portion of each surface. Good.
  • a clearance 34 (see FIG. 7) is formed between the inner peripheral surface of the winding part 2 c and the outer peripheral surface of the inner core part 31 excluding the protrusion 311.
  • the clearance 34 serves as a resin flow path when a resin forming an inner resin portion 41 (see FIG. 2) described later is filled, and the inner resin portion 41 is formed by filling the clearance 34 with the resin.
  • four protrusions 311 are formed on the outer peripheral surface of the inner core portion 31, and clearances 34 are secured at the four corners of the inner core portion 31.
  • the height of the protrusion 311 is, for example, 100 ⁇ m or more and 1 mm or less.
  • the clearance 34 between the winding part 2c and the inner core part 31 can be made small enough because the height of the protrusion 311 is 1 mm or less.
  • the height of the protrusion 311 is more preferably 200 ⁇ m or more and 800 ⁇ m or less, for example. In this example, the height of each protrusion 311 is the same.
  • the width of the protrusion 311 is, for example, 1 mm or more and 20 mm or less.
  • the “width” refers to the length along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the inner core portion 31.
  • the width of the protrusion 311 is 1 mm or more, it is easy to ensure the mechanical strength of the protrusion 311, and when it is 20 mm or less, it is easy to ensure the flow path cross-sectional area of the clearance 34.
  • the width of each projection 311 is, for example, 1 ⁇ 2 or less of the width of each surface on which the projection 311 is formed, of the outer peripheral surface of the inner core portion 31. / 3 or less is more preferable.
  • each protrusion 311 is formed in series along the axial direction of the inner core portion 31 over the entire length. Accordingly, as shown in FIG. 7, the clearance 34 is divided in the circumferential direction by the protrusions 311 over the axial direction of the inner core portion 31. Since the protrusions 311 are formed in series over the entire length of the inner core portion 31, it is possible to suppress a partial turn forming the winding portion 2c from shifting in the radial direction.
  • the protrusions 311 may be formed intermittently at intervals along the axial direction of the inner core portion 31.
  • the corner portion 313 of the inner core portion 31 may be chamfered. Since the corner portion 313 of the inner core portion 31 is chamfered, the clearance 34 at the corner portion 313 is increased, it is easy to secure a flow path (flow path cross-sectional area) of the resin, and the formation of the inner resin portion 41 is easy. become.
  • the corner portion 313 of the inner core portion 31 has a relatively small influence on the effective magnetic path because the magnetic flux hardly flows and does not function as an effective magnetic path. Therefore, since the corner portion 313 of the inner core portion 31 is chamfered, it is possible to effectively suppress a decrease in the effective magnetic path cross-sectional area while ensuring a resin flow path.
  • Chamfering may be R or C.
  • the size of the chamfer may be set as appropriate. For example, in the case of R chamfering, R0.5 mm to R5.0 mm, R1.0 mm to R4.0 mm, and C chamfering, C0.5 mm to C5. It is 0 mm or less, Furthermore, it is C1.0 mm or more and C4.0 mm or less. If the chamfering is too small, the effect of securing the resin flow path is reduced, and if the chamfering is too large, the effective magnetic path is affected, and the effect of suppressing the reduction of the effective magnetic path cross-sectional area is reduced.
  • an insulating layer 35 is disposed on the outer peripheral surface of each protrusion 311.
  • the insulating layer 35 is interposed between the inner peripheral surface of the winding portion 2 c and the outer peripheral surface of the protrusion 311, and ensures electrical insulation between the winding portion 2 c and the inner core portion 31.
  • the thickness of the insulating layer 35 should just be the thickness which can ensure the insulation between the winding part 2c and the inner core part 31, for example, is 10 micrometers or more and 500 micrometers or less.
  • the clearance 34 (refer FIG. 7) between the winding part 2c and the inner core part 31 can be made small enough because the thickness of the insulating layer 35 is 500 micrometers or less.
  • the insulation between the winding part 2c and the inner core part 31 is fully securable because the thickness of the insulating layer 35 is 10 micrometers or more.
  • the thickness of the insulating layer 35 is more preferably 20 ⁇ m or more and 400 ⁇ m or less, for example.
  • the insulating layer 35 is disposed only on the outer peripheral surface of each protrusion 311 adjacent to the inner peripheral surface of the winding portion 2c, but the insulating layer 35 only needs to be disposed on at least the outer peripheral surface of the protrusion 311.
  • the projection 311 may be disposed so as to surround the projection 311.
  • the total dimension of the height of the protrusion 311 and the thickness of the insulating layer 35 is preferably, for example, 110 ⁇ m or more and 1 mm or less.
  • the insulating layer 35 is made of an electrically insulating material.
  • the insulating layer 35 is desirably as thin as possible. From such a viewpoint, for example, an insulating paper or a resin insulating tape is applied, or an insulating paint such as a resin powder paint or varnish is applied. Or forming it.
  • an epoxy resin, a polyester resin, an acrylic resin, or a fluorine resin can be used as the resin for the powder coating.
  • the end surface interposed member 50 is interposed between the end surface of the winding portion 2 c and the inner end surface 32 e of the outer core portion 32, and between the winding portion 2 c and the outer core portion 32. Ensure electrical insulation.
  • the end surface interposed member 50 is a rectangular frame body in which two through holes 51 into which the inner core portions 31 of the core pieces 3 ⁇ / b> A and 3 ⁇ / b> B are inserted are formed. The opening shape of each through hole 51 is rectangular.
  • a groove 52 in which the end of the winding part 2 c is accommodated is formed on the winding part 2 c side (back side) of the end face interposed member 50, and the end face interposed member 50 is formed by the groove 52.
  • the winding part 2c can be positioned.
  • each resin filling hole 54 communicates with each clearance 34 between the winding part 2 c and the inner core part 31, and can fill each clearance 34 with resin through each resin filling hole 54.
  • the end surface interposed member 50 is formed of an electrically insulating resin, for example, epoxy resin, unsaturated polyester resin, urethane resin, silicone resin, PPS resin, PTFE resin, LCP, PA resin, PI resin, PBT resin, ABS. It may be formed of a resin such as a resin.
  • an electrically insulating resin for example, epoxy resin, unsaturated polyester resin, urethane resin, silicone resin, PPS resin, PTFE resin, LCP, PA resin, PI resin, PBT resin, ABS. It may be formed of a resin such as a resin.
  • the inner resin portion 41 is filled with resin between the inner peripheral surface of the wound portion 2c and the outer peripheral surface of the inner core portion 31 excluding the protrusion 311 (clearance 34 shown in FIG. 7). It is formed by that. Thereby, the inner core part 31 can be hold
  • the inner resin portion 41 is in close contact with the inner peripheral surface of the winding portion 2 c and the outer peripheral surface of the inner core portion 31.
  • the inner resin portion 41 can be formed by injection molding resin into the clearance 34.
  • the inner resin portion 41 is made of a resin having electrical insulation.
  • a thermosetting resin such as epoxy resin, unsaturated polyester resin, urethane resin, and silicone resin
  • thermoplastic resins such as PPS resin, PTFE resin, LCP, PA resin, PI resin, PBT resin, and ABS resin
  • PPS resin PTFE resin
  • LCP unsaturated polyester resin
  • PA resin PA resin
  • PI resin PI resin
  • PBT resin polystyrene resin
  • ABS resin polystyrene resin
  • FIG. 1 it has the outer resin part 42 which covers at least a part of the surface of the outer core part 32.
  • the outer resin portion 42 is integrally formed with the inner resin portion 41.
  • the inner resin portion 41 and the outer resin portion 42 constitute the mold resin portion 4.
  • the core pieces 3 ⁇ / b> A and 3 ⁇ / b> B are integrated by the mold resin portion 4.
  • ⁇ Reactor manufacturing method> An example of a method for manufacturing the reactor 1 will be described. The method of manufacturing a reactor is roughly divided into an assembly assembly process and a resin filling process.
  • the combination assembly process In the combination assembly process, the combination 10 (see FIG. 4) of the coil 2 and the magnetic core 3 is assembled.
  • both inner core portions 31 of the core pieces 3A and 3B are inserted into the through holes 51 of the end face interposed member 50, and the end face interposed members are respectively inserted into the core pieces 3A and 3B. 50 is arranged.
  • the both inner core portions 31 of the core pieces 3A and 3B are inserted into both the wound portions 2c from both sides of the both winding portions 2c of the coil 2, and the end surfaces of the inner core portions 31 of the core pieces 3A and 3B are connected to each other. Dating each other.
  • core piece 3A, 3B is assembled
  • the combined body 10 including the coil 2, the magnetic core 3, and the end surface interposed member 50 is assembled.
  • the clearance 34 (see FIG. 7) between the winding portion 2c and the inner core portion 31 is filled with resin to form the inner resin portion 41 (see FIG. 2).
  • the combined body 10 is set in a molding die (not shown), and both core pieces 3A and 3B and the end surface interposed member 50 are fixed to the molding die.
  • resin is injected from the outer core portion 32 side of the combined body 10, and the resin is introduced into the clearance 34 through the resin filling hole 54 of the end surface interposed member 50, and is filled in the length direction of the clearance 34 (FIG. 7). See). Thereafter, the resin filled in the clearance 34 is solidified to form the inner resin portion 41 (see FIG. 2).
  • the outer resin portion 42 is formed so as to cover the outer core portion 32 with resin, and the inner resin portion 41 and the outer resin portion 42 are integrally molded.
  • the mold resin part 4 is comprised by the inner side resin part 41 and the outer side resin part 42, and core piece 3A, 3B is integrated.
  • the clearance 34 may be filled with resin by filling the clearance 34 with resin from one outer core portion 32 side toward the other outer core portion 32 side, or into the clearance 34 from both outer core portion 32 sides.
  • the resin may be filled.
  • each protrusion 311 integrally formed on the outer peripheral surface of the inner core portion 31 is formed along the axial direction of the inner core portion 31 as described above (see FIG. 6), the clearance 34 is formed.
  • the resin easily flows along the axial direction of the inner core portion 31 and the resin can be easily filled.
  • each clearance 34 is divided in the circumferential direction by each protrusion 311. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of weld due to the joining of the resins flowing in the adjacent clearances 34 with the protrusions 311 interposed therebetween, and the formation of welds in the inner resin portion 41 can be avoided.
  • the reactor 1 of Embodiment 1 has the following effects. Since the core pieces 3 ⁇ / b> A and 3 ⁇ / b> B constituting the magnetic core 3 are formed of a composite material, it is difficult for leakage magnetic flux to be generated in the magnetic core 3 (inner core portion 31). The clearance 34 between them can be reduced. Further, by positioning the radial direction of the winding part 2c by the protrusion 311 that protrudes from the outer peripheral surface of the inner core part 31 and is integrally formed, the conventionally used inner interposition member can be omitted, and the winding part The clearance 34 between 2c and the inner core part 31 can be narrowed, and the winding part 2c and the inner core part 31 can be positioned. Therefore, the reactor 1 can position the winding part 2c and the inner core part 31 with a simple configuration, and can reduce the clearance 34 between the winding part 2c and the inner core part 31, thereby achieving downsizing.
  • the reactor 1 of the first embodiment includes an in-vehicle converter (typically a DC-DC converter) mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, an electric vehicle, and a fuel cell vehicle, or a converter for an air conditioner. It can utilize suitably for the various converters etc., and the component of a power converter device.
  • a DC-DC converter typically a DC-DC converter mounted on a vehicle
  • a vehicle such as a hybrid vehicle, a plug-in hybrid vehicle, an electric vehicle, and a fuel cell vehicle, or a converter for an air conditioner. It can utilize suitably for the various converters etc., and the component of a power converter device.
  • the axial lengths of the inner core portions 31 of the core pieces 3A and 3B constituting the magnetic core 3 is the same. Not only this but the length of each inner core part 31 of core piece 3A, 3B may differ.
  • the lengths of the inner core portions 31 of the core pieces 3A and 3B are different from each other, and as shown in FIG. A form in which the length of the inner core portion 31 is short and the lengths of the other inner core portions 31 are long can be mentioned.
  • the resin portion 41 when the inner resin portion 41 is formed by filling the clearance 34 between the winding portion 2 c and the inner core portion 31 to form the inner resin portion 41, the resin is supplied to the clearance 34 from both sides as described above. May be filled. In this case, if the resin is filled with the same injection pressure, the resins merge at the intermediate position in the length direction of the clearance 34 to generate a weld, and a weld portion having a low strength is formed in the intermediate portion of the inner resin portion 41. Sometimes.
  • the magnetic core 3 is vibrated by magnetostriction, and stress is easily applied at the abutting position of the core pieces 3A and 3B.
  • the butting position of the core pieces 3A and 3B and the position of the weld portion are shifted. Therefore, the stress applied to the weld portion can be reduced, and the occurrence of cracks and cracks in the inner resin portion 41 starting from the weld portion can be greatly reduced.

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Abstract

巻回部を有するコイルと、前記巻回部の内側に配置される内側コア部を有するコア片を含む磁性コアと、を備えるリアクトルであって、前記コア片が磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体であり、前記内側コア部の外周面から突出して一体成形され、前記巻回部の内周面に接して前記巻回部の径方向を位置決めする突起と、前記巻回部の内周面と前記突起を除く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と、を備えるリアクトル。

Description

リアクトル
　本発明は、リアクトルに関する。
　本出願は、２０１７年４月２７日付の日本国出願の特願２０１７－０８８９９２に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　電圧の昇圧動作や降圧動作を行う回路の部品の一つに、リアクトルがある。例えば特許文献１には、巻回部を有するコイルと、コイル（巻回部）の内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コアと、コイル（巻回部）と磁性コアとの間に介在される絶縁介在部材とを備えるリアクトルが開示されている。特許文献１に記載のリアクトルは、コイルの巻回部の内周面と、磁性コアのうち巻回部の内側に配置される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る。
　特許文献１には、絶縁介在部材は、巻回部の内周面と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、巻回部の端面と外側コア部との間に介在される端面介在部材とで構成されていることが記載されている。また、磁性コアは、複数の分割コア（コア片）を組み合わせて構成され、内側コア部が複数の分割コアと各分割コアの間に形成されるギャップとで構成されており、分割コアが圧粉成形体であることが記載されている。
特開２０１７－２８１４２号公報
　本開示に係るリアクトルは、
　巻回部を有するコイルと、前記巻回部の内側に配置される内側コア部を有するコア片を含む磁性コアと、を備えるリアクトルであって、
　前記コア片が磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体であり、
　前記内側コア部の外周面から突出して一体成形され、前記巻回部の内周面に接して前記巻回部の径方向を位置決めする突起と、
　前記巻回部の内周面と前記突起を除く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と、を備える。
実施形態１に係るリアクトルの概略斜視図である。 図１に示す（ＩＩ）－（ＩＩ）線で切断した概略横断面図である。 実施形態１に係るリアクトルに備える磁性コアの概略斜視図である。 実施形態１に係るリアクトルに備える組合体の概略斜視図である。 実施形態１に係るリアクトルに備える組合体の概略分解斜視図である。 図４に示す（ＶＩ）－（ＶＩ）線で切断した概略縦断面図である。 図４に示す組合体を正面側から見た概略正面図である。 磁性コアの変形例を示す概略斜視図である。 磁性コアの別の変形例を示す概略斜視図である。
　［本開示が解決しようとする課題］
　リアクトルの更なる小型化が求められており、その観点から、巻回部の内周面と内側コア部の外周面との間のクリアランスを小さくすることが望まれている。
　上述した従来のリアクトルでは、巻回部の内周面と内側コア部の外周面との間に内側介在部材を介在させて配置することにより、巻回部と内側コア部とを位置決めしている。一般に、内側介在部材は樹脂で形成されており、機械的強度を確保するため、ある程度の厚さ（例、２ｍｍ以上）を有する。そのため、従来のリアクトルでは、巻回部と内側コア部との間のクリアランスが大きくなっていた。また、従来のリアクトルのように、磁性コアを構成するコア片が圧粉成形体である場合、圧粉成形体は比透磁率が比較的高いため、リアクトルのインダクタンスを調整するためのギャップを磁性コアに設ける必要がある。内側コア部にギャップが形成されていると、ギャップからの漏れ磁束が巻回部に侵入して、巻回部で渦電流損が発生することがある。そこで、従来のリアクトルでは、ギャップからの漏れ磁束の影響を受け難くするため、巻回部と内側コア部との間のクリアランスをある程度大きくする必要があった。よって、従来のリアクトルは、巻回部と内側コア部との間のクリアランスが大きくなるため、小型化が困難であった。
　そこで、本開示は、簡易な構成で巻回部と内側コア部とを位置決めでき、巻回部と内側コア部との間のクリアランスを小さくできるリアクトルを提供することを目的の一つとする。
　［本開示の効果］
　本開示のリアクトルは、簡易な構成で巻回部と内側コア部とを位置決めでき、巻回部と内側コア部との間のクリアランスを小さくできる。
　［本願発明の実施形態の説明］
　最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。
　（１）本願発明の一態様に係るリアクトルは、
　巻回部を有するコイルと、前記巻回部の内側に配置される内側コア部を有するコア片を含む磁性コアと、を備えるリアクトルであって、
　前記コア片が磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体であり、
　前記内側コア部の外周面から突出して一体成形され、前記巻回部の内周面に接して前記巻回部の径方向を位置決めする突起と、
　前記巻回部の内周面と前記突起を除く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と、を備える。
　磁性コアを構成するコア片が磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体である場合、複合材料の成形体は比透磁率が圧粉成形体に比較して低いため、リアクトルのインダクタンスを調整するためのギャップを磁性コアに設ける必要がない、或いは、仮にギャップを設けるとしてもギャップが小さくて済む。よって、上記リアクトルによれば、内側コア部を有するコア片が複合材料の成形体であることで、漏れ磁束が発生し難いため、巻回部の内周面と内側コア部の外周面との間のクリアランスを小さくすることができる。また、上記リアクトルでは、内側コア部の外周面から突出して一体成形された突起を備え、突起により内側コア部に対して巻回部の径方向を位置決めすることから、巻回部と内側コア部との間に従来介在されていた内側介在部材が不要になる。そのため、巻回部と内側コア部との間のクリアランスを小さくできながら、巻回部の内側に内側コア部を位置決めできる。更に、巻回部の内周面と突起を除く内側コア部の外周面との間に内側樹脂部を備えることで、巻回部の内側に内側コア部を保持することができる。したがって、上記リアクトルは、簡易な構成で巻回部と内側コア部とを位置決めできながら、巻回部と内側コア部との間のクリアランスを小さくでき、小型化を達成できる。
　複合材料の成形体は、射出成形や注型成形などの樹脂成形法によって成形することができ、内側コア部の外周面に突起が一体成形されたコア片を複合材料の成形体で構成した場合、容易に高い寸法精度が得られる。上記リアクトルでは、内側コア部の外周面から突出する突起により、巻回部の内周面と突起を除く内側コア部の外周面との間にクリアランスが形成され、内側樹脂部を形成する樹脂を充填する際の樹脂の流路を確保する。このクリアランスに樹脂が充填されることで、内側樹脂部が形成される。
　（２）上記リアクトルの一形態として、前記突起の高さが１ｍｍ以下であることが挙げられる。
　突起の高さが１ｍｍ以下であることで、巻回部と内側コア部との間のクリアランスを十分に小さくでき、リアクトルをより小型化できる。突起の高さの下限は、樹脂を充填する際に樹脂の流路となるクリアランス（流路断面積）を確保する観点から、例えば１００μｍ以上であることが好ましい。
　（３）上記リアクトルの一形態として、前記内側コア部の角部が面取りされていることが挙げられる。
　内側コア部の角部が面取りされていることで、角部でのクリアランスが大きくなり、樹脂の流路を確保し易く、内側樹脂部の形成が容易になる。また、内側コア部の角部は、磁束が流れ難く、有効磁路として機能し難いため、有効磁路への影響が比較的小さい。そのため、内側コア部の角部が面取りされていることで、樹脂の流路を確保しつつ、有効磁路断面積の減少を効果的に抑制できる。なお、ここでいう「角部」とは、内側コア部の軸方向に直交する断面における角部を指す。
　（４）上記リアクトルの一形態として、前記突起が前記内側コア部の軸方向に沿って全長に亘って一連に形成されていることが挙げられる。
　突起が内側コア部の外周面に軸方向に沿って形成されていることで、巻回部と内側コア部との間のクリアランスに樹脂を充填する際に内側コア部の軸方向に沿って樹脂が流れ易く、内側樹脂部の形成が容易になる。また、突起が内側コア部の全長に亘って一連に形成されていることで、突起に切れ目がなく、突起により周方向にクリアランスが分断されている。そのため、突起を隔てて隣り合うクリアランスに流れる樹脂同士が合流することがなく、樹脂の合流部で発生するウェルド部が内側樹脂部に形成されることを抑制できる。ウェルド部は強度が劣るため、内側樹脂部にウェルド部が形成されることを抑制することにより、内側樹脂部の機械的強度を高めることができる。
　（５）上記リアクトルの一形態として、前記突起の外周面に配置され、前記巻回部の内周面と前記突起の外周面との間に介在される絶縁層を備えることが挙げられる。
　突起の外周面に絶縁層が配置されていることで、巻回部と内側コア部との間の絶縁をより確実なものとすることができる。
　（６）上記（５）に記載のリアクトルの一形態として、前記絶縁層の厚さが５００μｍ以下であることが挙げられる。
　絶縁層の厚さは、巻回部と内側コア部との間の絶縁を確保できる厚さであればよく、特に限定されないが、厚過ぎると、巻回部と内側コア部との間のクリアランスが増大する。絶縁層の厚さが５００μｍ以下であることで、巻回部と内側コア部との間のクリアランスを十分に小さくでき、リアクトルをより小型化できる。絶縁層の厚さの下限は、巻回部と内側コア部との間の絶縁を確保する観点から、例えば１０μｍ以上であることが好ましい。
　［本願発明の実施形態の詳細］
　本願発明の実施形態に係るリアクトルの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本願発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　［実施形態１］
　＜リアクトルの構成＞
　図１～図７を参照して、実施形態１に係るリアクトル１を説明する。実施形態１のリアクトル１は、図１～図４に示すように、２つの巻回部２ｃを有するコイル２と、巻回部２ｃの内外に配置される磁性コア３（図３参照）との組合体１０（図４参照）を備える。両巻回部２ｃは、互いに横並びに配置されている。磁性コア３は、磁性を有するコア片を含み、この例では、図３に示すように、２つのコア片３Ａ、３Ｂを備える。各コア片３Ａ、３Ｂは、図３～図５に示すように、巻回部２ｃの内側に配置される２つの内側コア部３１と、巻回部２ｃの外側に配置されて両内側コア部３１同士を連結する外側コア部３２とを有する。リアクトル１の特徴の１つは、内側コア部３１を有するコア片３Ａ、３Ｂにおいて、内側コア部３１の外周面から突出して一体成形される突起３１１（図２、図３参照）と、巻回部２ｃの内周面と内側コア部３１の外周面との間に充填される内側樹脂部４１（図２参照）とを備える点にある。
　また、リアクトル１（組合体１０）は、図１、図４に示すように、巻回部２ｃの端面と外側コア部３２との間に介在される端面介在部材５０を備える。
　リアクトル１は、例えば、コンバータケースなどの設置対象（図示せず）に設置される。ここでは、リアクトル１（コイル２及び磁性コア３）において、図１～図７の紙面下側が、設置対象に面する設置側であり、設置側を「下」、その反対側を「上」とし、上下方向を縦方向とする。また、巻回部２ｃ（内側コア部３１）の並び方向（図２の紙面左右方向）を横方向とし、巻回部２ｃ（内側コア部３１）の軸方向に沿った方向を長さ方向とする。図２は、内側コア部３１（巻回部２ｃ）の軸方向に直交する横方向に切断した横断面図であり、図６は、内側コア部３１（巻回部２ｃ）の軸方向に沿って縦方向に切断した縦断面図である。以下、リアクトル１の構成について詳しく説明する。
　（コイル）
　コイル２は、図１、図４及び図５に示すように、２本の巻線２ｗをそれぞれ螺旋状に巻回してなる一対の巻回部２ｃを有し、両巻回部２ｃを形成するそれぞれの巻線２ｗの一方の端部同士が接合部２０を介して接続されている。両巻回部２ｃは、互いの軸方向が平行するように横並びに（並列）に配置されている。接合部２０は、各巻回部２ｃから引き出された巻線２ｗの一方の端部同士を溶接や半田付け、ロウ付けなどの接合方法によって接合することで形成されている。巻線２ｗの他方の端部はそれぞれ、各巻回部２ｃから適宜な方向（この例では上方）に引き出され、端子金具（図示せず）が適宜取り付けられて、電源などの外部装置（図示せず）に電気的に接続される。コイル２は、公知のものを利用でき、例えば、両巻回部２ｃが１本の連続する巻線で形成されたものでもよい。
　〈巻回部〉
　両巻回部２ｃは、同じ仕様の巻線２ｗからなり、形状・大きさ・巻回方向・ターン数が同じであり、巻回部２ｃを形成する隣り合うターン同士が密着している。巻線２ｗは、例えば、導体（銅など）と、導体の外周に絶縁被覆（ポリアミドイミドなど）とを有する被覆線（いわゆるエナメル線）である。この例では、図５に示すように、各巻回部２ｃが被覆平角線の巻線２ｗをエッジワイズ巻きした四角筒状（具体的には、矩形筒状）のエッジワイズコイルである。各巻回部２ｃの形状は、特に限定されるものではなく、例えば、円筒状や楕円筒状、長円筒状（レーストラック形状）などであってもよい。巻線２ｗや巻回部２ｃの仕様は適宜変更できる。
　この例では、コイル２（巻回部２ｃ）が後述するモールド樹脂部４で覆われておらず、リアクトル１を構成したとき、図１に示すように、コイル２の外周面が露出された形態となる。そのため、コイル２から外部に放熱し易く、コイル２の放熱性を高めることができる。
　その他、コイル２は、電気絶縁性を有する樹脂でモールドされたモールドコイルであってもよい。この場合、コイル２を外部環境(粉塵や腐食など)から保護したり、コイル２の機械的強度を高めることができる。また、コイル２の電気絶縁性を高めることができ、コイル２と磁性コア３との間の電気的絶縁を確保できる。例えば、巻回部２ｃの内周面が樹脂で覆われていることで、巻回部２ｃと内側コア部３１との間の電気的絶縁を確保できる。コイル２をモールドする樹脂には、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂や、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、ポリイミド（ＰＩ）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が利用できる。
　或いは、コイル２は、巻回部２ｃを形成する隣り合うターン間に融着層を備え、隣り合うターン同士が熱融着された熱融着コイルであってもよい。この場合、巻回部２ｃの保形強度を高め、巻回部２ｃを形成する一部のターンが径方向にずれるなどの巻回部２ｃの変形を抑制できる。
　（磁性コア）
　磁性コア３は、図３～図５に示すように、２つのＵ字状のコア片３Ａ、３Ｂを備え、両コア片３Ａ、３Ｂを組み合わせて環状に構成される。この例では、コア片３Ａ、３Ｂは同一形状である。例えばコア片３Ｂを図３に示す状態から、水平方向に１８０°回転させると、コア片３Ａに一致する。磁性コア３には、コイル２に通電することで磁束が流れ、閉磁路が形成される。
　〈コア片〉
　コア片３Ａ、３Ｂはそれぞれ、図３～図５に示すように、２つの内側コア部３１と外側コア部３２とを有し、これらが一体成形された成形体である。内側コア部３１は、図４に示すように、巻回部２ｃに挿入され、巻回部２ｃの内側に配置される部分である。つまり、両内側コア部３１は、巻回部２ｃと同様に、互いの軸方向が平行するように横並び（並列）に配置される。コア片３Ａ、３Ｂの各内側コア部３１の形状は、巻回部２ｃの内周面に対応した形状であり、この例では、図５に示すように、四角柱状（具体的には、矩形柱状）である（図２も参照）。また、コア片３Ａ、３Ｂの各内側コア部３１の軸方向の長さが同じである。内側コア部３１の外周面には、突起３１１が一体成形されている。突起３１１の詳細は後述する。
　外側コア部３２は、図４に示すように、巻回部２ｃから露出し、巻回部２ｃの外側に配置される部分である。コア片３Ａ、３Ｂの各外側コア部３２は、図３～図５に示すように、上面が六角形状の柱状体であり、巻回部２ｃの端面に対向する内端面３２ｅ（図５参照）を有する。コア片３Ａ、３Ｂは、各外側コア部３２の内端面３２ｅから巻回部２ｃ側に向かって２つの内側コア部３１が突出しており、互いの両内側コア部３１の端面同士が突き合わされて環状に組み付けられる。この例では、図５に示すように、各外側コア部３２が内側コア部３１に対して下側に突出する下側突出部３２１を有し、外側コア部３２の下面と巻回部２ｃの下面とがほぼ面一になっている（図６も参照）。
　コア片３Ａ、３Ｂは、所定の形状に成形された成形体であり、磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体で形成されている。複合材料の成形体は、射出成形や注型成形などの樹脂成形法により成形することで製造される。複合材料の成形体は、磁性粉末の粉末粒子間に樹脂が介在することから、比透磁率を低くできる。そのため、磁性コア３を構成するコア片３Ａ、３Ｂが複合材料の成形体である場合、リアクトル１のインダクタンスを調整するためのギャップを磁性コア３（例えばコア片３Ａ、３Ｂ間）に設ける必要がない、或いは、仮にギャップを設けるとしてもギャップが小さくて済む。よって、磁性コア３（内側コア部３１）に漏れ磁束が発生し難く、巻回部２ｃの内周面と内側コア部３１の外周面との間のクリアランス３４（図７参照）を小さくすることが可能である。更に、複合材料の成形体は、突起を有するような複雑な形状も容易に一体成形でき、寸法精度も高いため、コア片３Ａ、３Ｂが複合材料の成形体である場合、容易に寸法精度の高いコア片が得られる。その他、複合材料の成形体であれば、渦電流損などの鉄損を低減できるといった効果も期待できる。本例のように、コア片３Ａ、３Ｂが同一形状であれば、同一の成形型で成形できることからも、生産性に優れる。
　複合材料の磁性粉末には、金属や非金属の軟磁性材料の粉末が利用できる。金属では、実質的にＦｅからなる純鉄、種々の添加元素を含有して残部がＦｅ及び不可避不純物からなる鉄基合金、Ｆｅ以外の鉄族金属やその合金などが挙げられる。鉄基合金としては、例えば、Ｆｅ－Ｓｉ合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｎｉ合金、Ｆｅ－Ｃ合金などが挙げられる。非金属では、フェライトなどが挙げられる。
　複合材料の樹脂には、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、常温硬化性樹脂、低温硬化性樹脂などが利用できる。熱硬化性樹脂としては、例えば、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が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ＰＰＳ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＬＣＰ、ＰＡ樹脂、ＰＩ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＡＢＳ樹脂などが挙げられる。その他、不飽和ポリエステルに炭酸カルシウムやガラス繊維が混合されたＢＭＣ（Ｂｕｌｋ　ｍｏｌｄｉｎｇ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、ミラブル型シリコーンゴム、ミラブル型ウレタンゴムなども利用できる。複合材料中の磁性粉末の含有量は、例えば、３０体積％以上８０体積％以下、更に５０体積％以上７５体積％以下が挙げられる。複合材料中の樹脂の含有量は、１０体積％以上７０体積％以下、更に２０体積％以上５０体積％以下が挙げられる。また、複合材料は、磁性粉末及び樹脂に加えて、アルミナやシリカなどの非磁性かつ非金属材料からなるフィラー粉末を含有することができる。フィラー粉末の含有量は、例えば、０．２質量％以上２０質量％以下、更に０．３質量％以上１５質量％以下、０．５質量％以上１０質量％以下が挙げられる。樹脂の含有量が多いほど、比透磁率を小さくして磁気飽和し難くできる上に、絶縁性を高められ、渦電流損を低減し易い。フィラー粉末を含有する場合、絶縁性の向上による低損失化、放熱性の向上などが期待できる。
　〈突起〉
　突起３１１は、図２に示すように、内側コア部３１の外周面から突出して一体成形され、巻回部２ｃの内周面に接して巻回部２ｃの径方向を位置決めする。また、突起３１１により、巻回部２ｃの内周面と内側コア部３１の外周面との接触面積が減り、巻回部２ｃに内側コア部３１を挿入する際の摩擦抵抗を低減できるといった効果も期待できる。この例では、内側コア部３１は矩形柱状体であり、内側コア部３１の外周面は４つの平面（上面、下面、及び左右の側面）と、４つの角部３１３を有する。突起３１１は、内側コア部３１の外周面を構成する各面にそれぞれ形成され、内側コア部３１の軸方向に直交する断面（横断面）において、外周面を構成する各面の中間部分（角部３１３を除く部分）から突出している。突起３１１の形状や数、位置については特に限定されない。この例では、突起３１１の断面形状が矩形状であるが、台形状や半円状などであってもよい。また、各面の中間位置に１つずつ突起３１１が形成されているが、各面に対して突起３１１は複数であってもよく、各面の中間部分に複数の突起３１１を形成してもよい。この突起３１１により、巻回部２ｃの内周面と突起３１１を除く内側コア部３１の外周面との間にクリアランス３４（図７参照）が形成される。このクリアランス３４は、後述する内側樹脂部４１（図２参照）を形成する樹脂を充填する際の樹脂の流路となり、クリアランス３４に樹脂が充填されることで、内側樹脂部４１が形成される。この例では、内側コア部３１の外周面に４つの突起３１１が形成されており、内側コア部３１の四隅にそれぞれクリアランス３４が確保されている。
　突起３１１の高さは、例えば１００μｍ以上１ｍｍ以下であることが挙げられる。突起３１１の高さが１ｍｍ以下であることで、巻回部２ｃと内側コア部３１との間のクリアランス３４を十分に小さくできる。突起３１１の高さが１００μｍ以上であることで、樹脂の流路となるクリアランス３４の流路断面積を確保し易い。突起３１１の高さは、例えば２００μｍ以上８００μｍ以下であることがより好ましい。この例では、各突起３１１の高さが同じである。
　突起３１１の幅は、例えば１ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが挙げられる。ここでいう「幅」とは、内側コア部３１の外周面の周方向に沿った長さをいう。突起３１１の幅が１ｍｍ以上であることで、突起３１１の機械的強度を確保し易く、２０ｍｍ以下であることで、クリアランス３４の流路断面積を確保し易い。各突起３１１の幅は、クリアランス３４の流路断面積を確保する観点から、内側コア部３１の外周面のうち、各突起３１１が形成される各面の幅の例えば１／２以下、更に１／３以下であることがより好ましい。
　この例では、図６に示すように、各突起３１１が内側コア部３１の軸方向に沿って全長に亘って一連に形成されている。これにより、内側コア部３１の軸方向に亘って、図７に示すように、各突起３１１によりクリアランス３４が周方向に分断されている。突起３１１が内側コア部３１の全長に亘って一連に形成されていることで、巻回部２ｃを形成する一部のターンが径方向にずれることを抑制できる。突起３１１は、内側コア部３１の軸方向に沿って間隔をあけて断続的に形成されていてもよい。
　また、内側コア部３１の角部３１３が面取りされていてもよい。内側コア部３１の角部３１３が面取りされていることで、角部３１３でのクリアランス３４が大きくなり、樹脂の流路（流路断面積）を確保し易く、内側樹脂部４１の形成が容易になる。内側コア部３１の角部３１３は、磁束が流れ難く、有効磁路として機能し難いため、有効磁路への影響が比較的小さい。そのため、内側コア部３１の角部３１３が面取りされていることで、樹脂の流路を確保しつつ、有効磁路断面積の減少を効果的に抑制できる。
　面取りは、Ｒ面取りでもＣ面取りでもよい。面取りの大きさは、適宜設定すればよいが、例えば、Ｒ面取りの場合はＲ０．５ｍｍ以上Ｒ５．０ｍｍ以下、更にＲ１．０ｍｍ以上Ｒ４．０ｍｍ以下、Ｃ面取りの場合はＣ０．５ｍｍ以上Ｃ５．０ｍｍ以下、更にＣ１．０ｍｍ以上Ｃ４．０ｍｍ以下であることが挙げられる。面取りが小さ過ぎると、樹脂の流路を確保する効果が小さくなり、面取りが大き過ぎると、有効磁路に影響を与え、有効磁路断面積の減少を抑制する効果が小さくなる。
　〈絶縁層〉
　この例では、図２、図３に示すように、各突起３１１の外周面に絶縁層３５が配置されている。絶縁層３５は、巻回部２ｃの内周面と突起３１１の外周面との間に介在され、巻回部２ｃと内側コア部３１との間の電気的絶縁を確保する。絶縁層３５の厚さは、巻回部２ｃと内側コア部３１との間の絶縁を確保できる厚さであればよく、例えば１０μｍ以上５００μｍ以下であることが挙げられる。絶縁層３５の厚さが５００μｍ以下であることで、巻回部２ｃと内側コア部３１との間のクリアランス３４（図７参照）を十分に小さくできる。絶縁層３５の厚さが１０μｍ以上であることで、巻回部２ｃと内側コア部３１との間の絶縁を十分に確保できる。絶縁層３５の厚さは、例えば２０μｍ以上４００μｍ以下であることがより好ましい。この例では、巻回部２ｃの内周面に近接する各突起３１１の外周面にのみ絶縁層３５が配置されているが、絶縁層３５は突起３１１の少なくとも外周面に配置されていればよく、突起３１１を取り囲むように配置してもよい。突起３１１の外周面に絶縁層３５を配置する場合、突起３１１の高さと絶縁層３５の厚さとを合わせた合計寸法は、例えば１１０μｍ以上１ｍｍ以下が好適である。
　絶縁層３５は、電気絶縁性を有する材料で形成されている。また、絶縁層３５は、できる限り薄肉であることが望ましく、このような観点から、例えば、絶縁紙や樹脂の絶縁テープを貼り付けたり、樹脂の粉体塗料やワニスなどの絶縁塗料を塗装したりすることで形成することが挙げられる。粉体塗料の樹脂には、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂などが利用できる。
　（端面介在部材）
　端面介在部材５０は、図４、図５に示すように、巻回部２ｃの端面と外側コア部３２の内端面３２ｅとの間に介在され、巻回部２ｃと外側コア部３２との間の電気的絶縁を確保する。端面介在部材５０は、図５に示すように、コア片３Ａ、３Ｂの各内側コア部３１がそれぞれ挿入される２つの貫通孔５１が形成された矩形状の枠状体である。各貫通孔５１の開口形状は矩形状である。また、この例では、端面介在部材５０の巻回部２ｃ側（裏面側）には、巻回部２ｃの端部が収納される溝部５２が形成されており、溝部５２により端面介在部材５０に対して巻回部２ｃを位置決めできる。
　コア片３Ａ、３Ｂにそれぞれ端面介在部材５０を配置したとき、図７に示すように、端面介在部材５０の各貫通孔５１の四隅に樹脂充填孔５４が形成される。各樹脂充填孔５４は、巻回部２ｃと内側コア部３１との間の各クリアランス３４に連通し、各樹脂充填孔５４を通して各クリアランス３４に樹脂を充填することが可能である。
　端面介在部材５０は、電気絶縁性を有する樹脂で形成され、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＬＣＰ、ＰＡ樹脂、ＰＩ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＡＢＳ樹脂などの樹脂で形成することが挙げられる。
　（内側樹脂部）
　内側樹脂部４１は、図２に示すように、巻回部２ｃの内周面と突起３１１を除く内側コア部３１の外周面との間（図７に示すクリアランス３４）に樹脂が充填されることで形成されている。これにより、巻回部２ｃの内側に内側コア部３１を保持できる。内側樹脂部４１は、巻回部２ｃの内周面及び内側コア部３１の外周面に密着している。内側樹脂部４１は、クリアランス３４に樹脂を射出成形することで形成できる。
　内側樹脂部４１は、電気絶縁性を有する樹脂で形成されている。内側樹脂部４１を形成する樹脂には、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、常温硬化性樹脂、低温硬化性樹脂などが利用できる。例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂や、ＰＰＳ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＬＣＰ、ＰＡ樹脂、ＰＩ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹脂が利用できる。
　この例では、図１に示すように、外側コア部３２の表面の少なくとも一部を覆う外側樹脂部４２を有する。外側樹脂部４２は、内側樹脂部４１と一体成形されており、図１に示すリアクトル１では、内側樹脂部４１と外側樹脂部４２とでモールド樹脂部４が構成されている。このモールド樹脂部４によりコア片３Ａ、３Ｂが一体化されている。
　＜リアクトルの製造方法＞
　リアクトル１の製造方法の一例を説明する。リアクトルの製造方法は、大別すると、組合体組立工程と、樹脂充填工程とを備える。
　（組合体組立工程）
　組合体組立工程では、コイル２と磁性コア３との組合体１０（図４参照）を組み立てる。
　この例では、図４、図５に示すように、各コア片３Ａ、３Ｂの両内側コア部３１を端面介在部材５０の貫通孔５１に挿入し、各コア片３Ａ、３Ｂにそれぞれ端面介在部材５０を配置する。コイル２の両巻回部２ｃの両側から各コア片３Ａ、３Ｂの両内側コア部３１を両巻回部２ｃにそれぞれ挿入し、各コア片３Ａ、３Ｂの両内側コア部３１の端面同士を互いに付き合わせる。これにより、コア片３Ａ、３Ｂを環状に組み付けて、環状の磁性コア３（図３参照）を構成する。以上のようにして、コイル２と磁性コア３と端面介在部材５０とを備える組合体１０を組み立てる。
　（樹脂充填工程）
　樹脂充填工程では、巻回部２ｃと内側コア部３１との間のクリアランス３４（図７参照）に樹脂を充填して内側樹脂部４１（図２参照）を形成する。
　この例では、組合体１０を図示しない成形型にセットして、成形型に両コア片３Ａ、３Ｂ及び端面介在部材５０を固定する。その状態で、組合体１０の外側コア部３２側から樹脂を射出して、端面介在部材５０の樹脂充填孔５４を通してクリアランス３４に樹脂を導入し、クリアランス３４の長さ方向に充填する（図７を参照）。その後、クリアランス３４に充填した樹脂を固化させることで、内側樹脂部４１を形成する（図２を参照）。また、この例では、内側樹脂部４１の形成と同時に、外側コア部３２も樹脂で覆うように外側樹脂部４２を形成して、内側樹脂部４１と外側樹脂部４２とを一体成形する。これにより、内側樹脂部４１と外側樹脂部４２とでモールド樹脂部４を構成し、コア片３Ａ、３Ｂを一体化する。
　クリアランス３４への樹脂の充填は、一方の外側コア部３２側から他方の外側コア部３２側に向かってクリアランス３４に樹脂を充填してもよいし、両方の外側コア部３２側からクリアランス３４に樹脂を充填してもよい。
　ここで、内側コア部３１の外周面に一体成形された各突起３１１は、上述したように、内側コア部３１の軸方向に沿って形成されていることから（図６を参照）、クリアランス３４に樹脂を充填する際に内側コア部３１の軸方向に沿って樹脂が流れ易く、樹脂の充填が容易になる。また、各突起３１１は内側コア部３１の全長に亘って一連に形成されていることから、各突起３１１により各クリアランス３４が周方向に分断されている。そのため、突起３１１を隔てて隣り合うクリアランス３４に流れる樹脂同士が合流することによるウェルドの発生を抑制でき、内側樹脂部４１にウェルドが形成されることを回避できる。
　{作用効果}
　実施形態１のリアクトル１は、次の作用効果を奏する。
　磁性コア３を構成するコア片３Ａ、３Ｂが複合材料の成形体であることで、磁性コア３（内側コア部３１）に漏れ磁束が発生し難く、巻回部２ｃと内側コア部３１との間のクリアランス３４を小さくすることが可能である。また、内側コア部３１の外周面から突出して一体成形される突起３１１により巻回部２ｃの径方向を位置決めすることで、従来使用されていた内側介在部材を省略することができ、巻回部２ｃと内側コア部３１との間のクリアランス３４の狭小化と、巻回部２ｃと内側コア部３１との位置決めが可能である。したがって、リアクトル１は、簡易な構成で巻回部２ｃと内側コア部３１とを位置決めできながら、巻回部２ｃと内側コア部３１との間のクリアランス３４を小さくでき、小型化を達成できる。
　〈用途〉
　実施形態１のリアクトル１は、例えば、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車などの車両に搭載される車載用コンバータ（代表的にはＤＣ－ＤＣコンバータ）や、空調機のコンバータなど種々のコンバータ、並びに電力変換装置の構成部品に好適に利用可能である。
　［変形例］
　上述した実施形態１のリアクトル１では、図３を参照して、磁性コア３を構成するコア片３Ａ、３Ｂの各内側コア部３１の軸方向の長さ（外側コア部３２の内端面３２ｅからの突出長さ）が同じである形態を説明した。これに限らず、コア片３Ａ、３Ｂの各内側コア部３１の長さが異なってもよい。例えば、図８に示すように、コア片３Ａ、３Ｂのそれぞれの両内側コア部３１の長さが互い違いに異なる形態や、図９に示すように、コア片３Ａ、３Ｂのうち、一方の両内側コア部３１の長さが短く、他方の両内側コア部３１の長さが長い形態が挙げられる。図８、図９にそれぞれ示すコア片３Ａ、３Ｂの場合、磁性コア３を構成したとき、互いの両内側コア部３１の端面同士の突き合わせ位置が磁性コア３の長さ方向の中間位置からずれることになる。
　実施形態１で説明したように、巻回部２ｃと内側コア部３１との間のクリアランス３４に樹脂を充填して内側樹脂部４１を形成する際、上述したように、両側からクリアランス３４に樹脂を充填する場合がある。この場合、同じ射出圧力で樹脂を充填すると、クリアランス３４の長さ方向の中間位置で樹脂同士が合流してウェルドが発生し、内側樹脂部４１の中間部に強度が低いウェルド部が形成されることがある。
　磁性コア３には磁歪により振動が発生し、コア片３Ａ、３Ｂの突き合わせ位置では応力がかかり易い。上述した図８、図９に示す変形例の場合は、コア片３Ａ、３Ｂの突き合わせ位置とウェルド部の位置とがずれることになる。そのため、ウェルド部にかかる応力を低減でき、ウェルド部を起点に内側樹脂部４１に亀裂や割れが発生することを大幅に低減できる。
　１　リアクトル
　１０　組合体
　２　コイル
　２ｗ　巻線
　　２ｃ　巻回部
　２０　接合部
　３　磁性コア
　３Ａ、３Ｂ　コア片
　３１　内側コア部
　　３１１　突起
　　３１３　角部
　３２　外側コア部
　　３２１　下側突出部
　　３２ｅ　内端面
　３４　クリアランス
　３５　絶縁層
　４　モールド樹脂部
　　４１　内側樹脂部
　　４２　外側樹脂部
　５０　端面介在部材
　　５１　貫通孔
　　５２　溝部
　　５４　樹脂充填孔

Claims (6)

  1. 　巻回部を有するコイルと、前記巻回部の内側に配置される内側コア部を有するコア片を含む磁性コアと、を備えるリアクトルであって、
    　前記コア片が磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体であり、
    　前記内側コア部の外周面から突出して一体成形され、前記巻回部の内周面に接して前記巻回部の径方向を位置決めする突起と、
    　前記巻回部の内周面と前記突起を除く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と、を備えるリアクトル。
  2. 　前記突起の高さが１ｍｍ以下である請求項１に記載のリアクトル。
  3. 　前記内側コア部の角部が面取りされている請求項１又は請求項２に記載のリアクトル。
  4. 　前記突起が前記内側コア部の軸方向に沿って全長に亘って一連に形成されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
  5. 　前記突起の外周面に配置され、前記巻回部の内周面と前記突起の外周面との間に介在される絶縁層を備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。
  6. 　前記絶縁層の厚さが５００μｍ以下である請求項５に記載のリアクトル。
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