リアクトル及びその製造方法
【課題】放熱性を高めることができるリアクトル及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】リアクトル１は、導体線２１を巻回してなると共に通電により磁束を発生する筒状のコイル２と、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共にコイル２を内部に埋設したコア３と、コイル２の内周側においてコイル２の軸線方向Ｘに配設してある柱状の中芯部材５とを有する。コイル２と中芯部材５との間には、両者に接触すると共にコア３よりも熱伝導率の高い放熱部材６を介設してある。
【解決手段】リアクトル１は、導体線２１を巻回してなると共に通電により磁束を発生する筒状のコイル２と、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共にコイル２を内部に埋設したコア３と、コイル２の内周側においてコイル２の軸線方向Ｘに配設してある柱状の中芯部材５とを有する。コイル２と中芯部材５との間には、両者に接触すると共にコア３よりも熱伝導率の高い放熱部材６を介設してある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置等に用いられるリアクトル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両用のインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置等に用いられるリアクトルが知られている。
近年、部品点数の低減による低コスト化等を実現するものとして、通電により磁束を発生する筒状のコイルと、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共にコイルを内部に埋設したコアとを有するリアクトルがある。
【０００３】
このリアクトルでは、コイルをコアに埋設した構造となるため、コイルから発生する熱を効率よく放熱することが要求される。
そこで、特許文献１には、コイルの内周側に放熱用の中芯部材を配設したリアクトルが開示されている。これによれば、コイルにおいて発生した熱をコアを介して中芯部材に伝達し、放熱することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３０９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のように放熱用の中芯部材を配設したリアクトルであっても、コイルに発生した熱を中芯部材に伝達するためには、コアを介さなければならない。そのため、放熱性を十分に高めることができなかった。また、コアの熱伝導率を向上させるという手段も考えられるが、この場合、コアの組成を大きく変更するとリアクトルの磁気特性が変化してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、放熱性を高めることができるリアクトル及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、導体線を巻回してなると共に通電により磁束を発生する筒状のコイルと、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共に上記コイルを内部に埋設したコアと、上記コイルの内周側において該コイルの軸線方向に配設してある柱状の中芯部材とを有するリアクトルであって、
上記コイルと上記中芯部材との間には、両者に接触すると共に上記コアよりも熱伝導率の高い放熱部材を介設してあることを特徴とするリアクトルにある（請求項１）。
【０００８】
第２の発明は、導体線を巻回してなると共に通電により磁束を発生する筒状のコイルと、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共に上記コイルを内部に埋設したコアと、上記コイルの内周側において該コイルの軸線方向に配設してある柱状の中芯部材とを有し、上記コイルと上記中芯部材との間には、両者に接触すると共に上記コアよりも熱伝導率の高い放熱部材を介設してあるリアクトルを製造する方法であって、
上記コイルの内周面に接触する接触面を有する接触部が設けられた複数の上記放熱部材を柱状のコイル巻付用治具に取り付け、上記放熱部材の上記接触部を上記コイル巻付用治具の外周面に露出させると共に、上記放熱部材の上記接触部の上記接触面を上記コイル巻付用治具の外周面よりも外方に位置させる取り付け工程と、
上記コイル巻付用治具の外周において、上記導体線を上記複数の放熱部材の上記接触部の上記接触面上に巻き付け、上記コイルを形成するコイル形成工程と、
上記コイル及び上記放熱部材を互いに組み付けた状態で上記コイル巻付用治具から取り外す取り外し工程と、
上記コイル及び上記放熱部材を互いに組み付けた状態で、該放熱部材を上記中芯部材に設けられた係合部に係合させる係合工程と、
上記コイル、上記放熱部材及び上記中芯部材を互いに組み付けた状態で成形型内に収容する収容工程と、
上記成形型内に上記磁性粉末混合樹脂を充填して硬化させ、上記コアを成形するコア成形工程とを有することを特徴とするリアクトルの製造方法にある（請求項８）。
【発明の効果】
【０００９】
上記第１の発明のリアクトルにおいて、上記コイルと上記中芯部材との間には、両者に接触するように上記放熱部材が介設してある。また、その放熱部材は、コアよりも熱伝導率が高い。そのため、コイルにおいて発生した熱を放熱部材を介して中芯部材に伝達し、放熱することができる。これにより、放熱部材を設けていない場合に比べ、コイルから中芯部材への放熱性、つまりコイルの内側方向における放熱性を高めることができる。その結果、リアクトルの温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００１０】
また、上述したように、上記放熱部材の熱伝導率がコアよりも高いことから、コイルにおいて発生した熱をコアではなく、放熱部材を介して中芯部材に伝達し、放熱することができる。そのため、放熱性の観点からコアの材質を考慮する必要がなく、磁気特性の観点からコアの材質を選択することができる。これにより、放熱部材によって放熱性を確保しつつ、インダクタンスの高いリアクトルを容易に得ることができる。
【００１１】
上記第２の発明のリアクトルの製造方法において、上記取り付け工程では、放熱部材の接触部をコイル巻付用治具の外周面に露出させると共に、接触部の接触面をコイル巻付用治具の外周面よりも外方に位置させた状態で、複数の放熱部材をコイル巻付用治具に取り付ける。そして、上記コイル形成工程では、導体線を複数の放熱部材の接触部の接触面上に巻き付け、コイルを形成する。すなわち、導体線を放熱部材に巻き付けてコイルを形成する。そのため、コイルと放熱部材とを密着性を高めることができる。これにより、コイルから放熱部材への伝熱を高めることができる。
【００１２】
また、上記取り外し工程では、コイル及び放熱部材を互いに組み付けた状態でコイル巻付用治具から取り外す。ここで、コイルは、導体線をコイル巻付用治具に巻き付けて形成されているのではなく、放熱部材に巻き付けて形成されている。そのため、コイルをコイル巻付用治具に接触させることなく、コイル巻付用治具から取り外すことができる。これにより、コイルの損傷を防止することができる。
【００１３】
また、上記係合工程では、放熱部材を中芯部材の係合部に係合させ、上記収容工程では、コイル、放熱部材及び中芯部材を互いに組み付けた状態で成形型内に収容し、上記コア成形工程では、成形型内に磁性粉末混合樹脂を充填して硬化させ、コアを成形する。そのため、コイルと中芯部材との間に放熱部材を介設してある上記第１の発明のリアクトルを容易に製造することができる。
【００１４】
このように、上記第１及び第２の発明によれば、放熱性を高めることができるリアクトル及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例における、リアクトルの横断面を示す説明図。
【図２】実施例における、リアクトルの縦断面を示す説明図。
【図３】実施例における、コイル、放熱部材及び中芯部材の組み付け状態を示す説明図。
【図４】実施例における、放熱部材を示す説明図。
【図５】実施例における、取り付け工程を示す説明図。
【図６】実施例における、取り付け工程を示す説明図。
【図７】実施例における、コイル形成工程を示す説明図。
【図８】実施例における、取り外し工程を示す説明図。
【図９】実施例における、係合工程を示す説明図。
【図１０】実施例における、係合工程を示す説明図。
【図１１】実施例における、収容工程を示す説明図。
【図１２】実施例における、放熱部材の配設位置を変更した例を示す説明図。
【図１３】実施例における、放熱部材の配設位置を変更した例を示す説明図。
【図１４】実施例における、放熱部材の配設位置を変更した例を示す説明図。
【図１５】実施例における、放熱部材の連結部の配設位置を変更した例を示す説明図。
【図１６】実施例における、放熱部材の連結部の配設位置を変更した例を示す説明図。
【図１７】実施例における、放熱部材の連結部の配設位置を変更した例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上記第１の発明において、上記リアクトルは、例えば、車両用のインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置等に用いることができる。
また、上記コアを構成する上記磁性粉末混合樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性、熱可塑性等を有する絶縁樹脂に鉄粉等の磁性粉末を混合して分散させたものを用いることができる。
【００１７】
また、上記放熱部材としては、例えば、アルミニウムやその合金等の金属等、熱伝導性の高い材料を用いることが好ましい。
また、上記中芯部材としては、上記放熱部材と同様に、例えば、アルミニウムやその合金等の金属等、熱伝導性の高い材料を用いることが好ましい。
【００１８】
また、上記コイルと上記中芯部材との間には、板状の上記放熱部材を複数介設してあり、該放熱部材は、その両主面が上記コイルの周方向に対して略直交するように配置されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、コイルの周りに発生した磁束が放熱部材を横切る面積をできるだけ小さくすることができる。これにより、放熱部材によって磁束の流れが阻害されにくくなり、インダクタンスの低下を防止することができる。
なお、放熱部材の両主面がコイルの周方向に対して略直交する場合、放熱部材の両主面がコイルの軸線方向に略平行となっている。
【００１９】
また、上記複数の放熱部材は、上記コイルの内周面に沿って設けられた環状の連結部によって互いに連結されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、複数の放熱部材が連結部によって連結されて一体となるため、放熱部材の取扱いが容易となる。
【００２０】
また、上記放熱部材には、上記コイルの内周面に接触する接触面を有する接触部が設けられていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、接触部によって放熱部材をコイルに対して十分かつ確実に接触させることができる。また、接触部の接触面によってコイルと放熱部材との接触面積を確保することができ、コイルから放熱部材への伝熱を高めることができる。
【００２１】
また、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルにおける上記軸線方向の少なくとも一方の端面を支持するコイル支持部が設けられていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、コイル支持部によって放熱部材に対するコイルの位置決めを容易に行うことができる。
【００２２】
また、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルを構成する上記導体線同士の間に係止される係止部が設けられていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、係止部によって放熱部材をコイルに対して十分かつ確実に固定することができる。
【００２３】
また、上記中芯部材には、上記放熱部材を係合する係合部が設けられていることが好ましい（請求項７）。
この場合には、係合部によって放熱部材を中芯部材に対して十分かつ確実に接触させることができる。また、放熱部材から中芯部材への伝熱を高めることができる。
【００２４】
上記第２の発明において、上記複数の放熱部材は、上記コイルの内周面に沿って設けられた環状の連結部によって互いに連結されていることが好ましい（請求項９）。
この場合には、複数の放熱部材が連結部によって連結されて一体となるため、放熱部材の取扱いが容易となる。これにより、上記取り付け工程及び上記取り外し工程では、複数の放熱部材をコイル巻付用治具に対して容易に取り付けることができ、コイル巻付用治具から容易に取り外しすることができる。
【００２５】
また、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルにおける上記軸線方向の少なくとも一方の端面を支持するコイル支持部が設けられていることが好ましい（請求項１０）。
この場合には、コイル支持部によって放熱部材に対するコイルの位置決めを容易に行うことができる。これにより、上記コイル形成工程では、導体線を放熱部材に対して精度良く、所望の位置に巻き付けることができる。
【００２６】
また、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルを構成する上記導体線同士の間に係止される係止部が設けられていることが好ましい（請求項１１）。
この場合には、係止部によって放熱部材をコイルに対して十分かつ確実に固定することができる。これにより、上記コイル形成工程では、導体線を放熱部材に対して巻き付けることにより、コイルと放熱部材とを容易に固定することができる。
【実施例】
【００２７】
本発明の実施例にかかるリアクトル及びその製造方法について、図を用いて説明する。
本例のリアクトル１は、図１〜図４に示すごとく、導体線２１を巻回してなると共に通電により磁束を発生する筒状のコイル２と、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共にコイル２を内部に埋設したコア３と、コイル２の内周側においてコイル２の軸線方向Ｘに配設してある柱状の中芯部材５とを有する。
コイル２と中芯部材５との間には、両者に接触すると共にコア３よりも熱伝導率の高い放熱部材６を介設してある。
以下、これを詳説する。
【００２８】
図１、図２に示すごとく、リアクトル１は、例えば、車両用のインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置等に用いられるものである。
リアクトル１は、上記のごとく、コイル２、コア３、中芯部材５及び放熱部材６を有し、さらにケース４を有する。
【００２９】
同図に示すごとく、コイル２は、銅線からなる導体線２１を螺旋状に巻回して円筒状に形成されている。コイル２は、コア３の内部に埋設されている。
コア３は、絶縁樹脂としてのエポキシ樹脂に磁性粉末としての鉄粉を混合して分散させた磁性粉末混合樹脂からなる。コア３は、コイル２を覆うように、またケース４内を充填するように配設されている。
【００３０】
同図に示すごとく、ケース４は、円板状の底面部４１と、底面部４１の外周端縁から立設された円筒状の側面部４２とを有し、一方が開口した箱型形状となっている。ケース４の内側には、コイル２、コア３等が収容されている。また、ケース４は、アルミニウム又はその合金よりなる。
【００３１】
図１〜図３に示すごとく、中芯部材５は、円柱状を呈しており、コイル２の内周側を貫通するように、コイル２の軸線方向Ｘ（以下、単に軸線方向Ｘという）に配設されている。また、中芯部材５は、ケース４の底面部４１にボルト等で固定されている。なお、中芯部材５は、ケース４と一体的に形成されていてもよい。また、中芯部材５は、アルミニウム又はその合金よりなる。
【００３２】
また、中芯部材５には、後述する板状の放熱部材６を係合する４つの係合部５１が設けられている。係合部５１は、中芯部材５の外周面５０２において凹溝状に形成されている。また、係合部５１は、中芯部材５の上端面５０３から軸方向に中芯部材５の途中まで形成されている。
【００３３】
図１〜図３に示すごとく、コイル２と中芯部材５との間には、両者に接触するように４つの板状の放熱部材６が設けられている。放熱部材６は、その両主面６０１がコイル２の周方向に対して略直交するように配置されている。すなわち、放熱部材６の両主面６０１が軸線方向Ｘに略平行となっている。また、４つの放熱部材６は、コイル２の軸線２００を中心として略放射状に配置されている。
【００３４】
図４に示すごとく、放熱部材６には、コイル２の内周面２０１に接触する接触面６１１を有する接触部６１が設けられている。接触部６１は、放熱部材６の外端からコイル２の内周面２０１に沿って折り曲げて形成されている。そして、図１、図３に示すごとく、接触部６１の接触面６１１は、コイル２の内周面２０１に密着した状態で接触している。
一方で、図１、図３に示すごとく、放熱部材６は、それぞれ中芯部材５に設けられた係合部５１に係合されている。これにより、放熱部材６は、中芯部材５に係合した状態で接触している。
【００３５】
図４に示すごとく、放熱部材６には、接触部６１の接触面６１１から外方に突出してなると共に、コイル２における軸線方向Ｘの一方の端面（下端面２０４）を支持するコイル支持部６２が設けられている。コイル支持部６２は、接触部６１の接触面６１１の下端から外方に突出して形成されている。そして、図２に示すごとく、コイル支持部６２は、コイル２の下端面２０４に接触しており、下端面２０４を支持している。
【００３６】
図４に示すごとく、４つの放熱部材６は、コイル２の内周面２０１に沿って設けられた環状の連結部６３によって互いに連結されている。４つの放熱部材６は、それぞれの接触部６１を連結部６３によって互いに連結することにより一体となって形成されている。連結部６３は、放熱部材６における軸線方向Ｘ（図２）の中間位置に設けられている。また、連結部６３には、コイル２の内周面２０１に接触する接触支持面６３１が設けられている。そして、図３に示すごとく、連結部６３の接触支持面６３１は、コイル２の内周面２０１に密着した状態で接触している。
【００３７】
次に、本例のリアクトル１の製造方法について説明する。
本例のリアクトル１の製造方法では、取り付け工程とコイル形成工程と取り外し工程と係合工程と収容工程とコア成形工程とを行う。
【００３８】
取り付け工程では、図５、図６に示すごとく、コイル２の内周面２０１に接触する接触面６１１を有する接触部６１が設けられた複数の放熱部材６を柱状のコイル巻付用治具７に取り付け、放熱部材６の接触部６１をコイル巻付用治具７の外周面７０２に露出させると共に、放熱部材６の接触部６１の接触面６１１をコイル巻付用治具７の外周面７０２よりも外方に位置させる。
【００３９】
また、コイル形成工程では、図７に示すごとく、コイル巻付用治具７の外周において、導体線２１を複数の放熱部材６の接触部６１の接触面６１１上に巻き付け、コイル２を形成する。
また、取り外し工程では、図８に示すごとく、コイル２及び放熱部材６を互いに組み付けた状態でコイル巻付用治具７から取り外す。
【００４０】
また、係合工程では、図９、図１０に示すごとく、コイル２及び放熱部材６を互いに組み付けた状態で、放熱部材６を中芯部材５に設けられた係合部５１に係合させる。
また、収容工程では、図１１に示すごとく、コイル２、放熱部材６及び中芯部材５を互いに組み付けた状態でケース（成形型）４内に収容する。
また、コア成形工程では、ケース（成形型）４内に磁性粉末混合樹脂を充填して硬化させ、コア３を成形する。
以下、これを詳説する。
【００４１】
まず、図５に示すごとく、コイル巻付用治具７を準備する。円柱状のコイル巻付用治具７には、板状の放熱部材６を取り付ける４つの取付部７１が設けられている。取付部７１は、コイル巻付用治具７の外周面７０２において凹溝状に形成されている。また、取付部７１は、コイル巻付用治具７の上端面７０３から軸方向にコイル巻付用治具７の途中まで形成されている。
【００４２】
次いで、同図に示すごとく、４つの放熱部材６をコイル巻付用治具７に取り付ける。具体的には、各放熱部材６をコイル巻付用治具７の取付部７１に対して上方から挿入する。
そして、図６に示すごとく、放熱部材６の接触部６１をコイル巻付用治具７の外周面７０２に露出させると共に、放熱部材６の接触部６１の接触面６１１をコイル巻付用治具７の外周面７０２よりも外方に位置させる。
【００４３】
次いで、図７に示すごとく、コイル巻付用治具７の外周において、導体線２１を４つの放熱部材６の接触部６１の接触面６１１上に螺旋状に巻き付ける。これにより、円筒状のコイル２を形成する。
次いで、図８に示すごとく、放熱部材６に対してコイル２を組み付けた状態で、両者をコイル巻付用治具７から取り外す。
【００４４】
次いで、図９、図１０に示すごとく、放熱部材６に対してコイル２を組み付けた状態で、４つの放熱部材６を中芯部材５に設けられた４つの係合部５１にそれぞれ係合させる。
次いで、図１１に示すごとく、コイル２、放熱部材６及び中芯部材５を互いに組み付けた状態でケース４内に収容する。そして、中芯部材５をケース４の底面部４１にボルト等で固定する。その後、ケース４内に磁性粉末混合樹脂を充填して硬化させ、コア３を成形する。
これにより、本例のリアクトル１（図１、図２）を得る。
【００４５】
次に、本例のリアクトル１及びその製造方法における作用効果について説明する。
本例のリアクトル１において、コイル２と中芯部材５との間には、両者に接触するように放熱部材６が介設してある。また、その放熱部材６は、コア３よりも熱伝導率が高い。そのため、コイル２において発生した熱を放熱部材６を介して中芯部材５に伝達し、放熱することができる。これにより、放熱部材６を設けていない場合に比べ、コイル２から中芯部材５への放熱性、つまりコイル２の内側方向における放熱性を高めることができる。その結果、リアクトル１の温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００４６】
また、上述したように、放熱部材６の熱伝導率がコア３よりも高いことから、コイル２において発生した熱をコア３ではなく、放熱部材６を介して中芯部材５に伝達し、放熱することができる。そのため、放熱性の観点からコア３の材質を考慮する必要がなく、磁気特性の観点からコア３の材質を選択することができる。これにより、放熱部材６によって放熱性を確保しつつ、インダクタンスの高いリアクトル１を容易に得ることができる。
【００４７】
また、リアクトル１の製造方法において、取り付け工程では、放熱部材６の接触部６１をコイル巻付用治具７の外周面７０２に露出させると共に、接触部６１の接触面６１１をコイル巻付用治具７の外周面７０２よりも外方に位置させた状態で、複数の放熱部材６をコイル巻付用治具７に取り付ける。そして、コイル形成工程では、コイル巻付用治具７の外周において、導体線２１を複数の放熱部材６の接触部６１の接触面６１１上に巻き付け、コイル２を形成する。すなわち、導体線２１を放熱部材６に巻き付けてコイル２を形成する。そのため、コイル２と放熱部材６とを密着性を高めることができる。これにより、コイル２から放熱部材６への伝熱を高めることができる。
【００４８】
また、取り外し工程では、コイル２及び放熱部材６を互いに組み付けた状態でコイル巻付用治具７から取り外す。ここで、コイル２は、導体線２１をコイル巻付用治具７に巻き付けて形成されているのではなく、放熱部材６に巻き付けて形成されている。そのため、コイル２をコイル巻付用治具７に接触させることなく、コイル巻付用治具７から取り外すことができる。これにより、コイル２の損傷を防止することができる。
【００４９】
また、係合工程では、放熱部材６を中芯部材５の係合部５１に係合させ、収容工程では、コイル２、放熱部材６及び中芯部材５を互いに組み付けた状態でケース４内に収容し、コア成形工程では、ケース４内に磁性粉末混合樹脂を充填して硬化させ、コア３を成形する。そのため、コイル２と中芯部材５との間に放熱部材６を介設してある本例のリアクトル１を容易に製造することができる。
【００５０】
また、本例では、中芯部材５は、ケース４の底面部４１にボルト等で固定されている。そのため、コイル２において発生した熱を放熱部材６を介して中芯部材５に伝達し、さらにケース４に伝達し、放熱することができる。これにより、放熱性をさらに高めることができる。また、コイル２において発生した熱をコア３を介してケース４の底面部４１、側面部４２に伝達し、放熱することもできる。そのため、コイル２の内側方向だけでなく、外側方向等における放熱性も十分に確保することができる。なお、中芯部材５は、ケース４と一体的に形成されていてもよく、この場合には、中芯部材５からケース４への熱の伝達を円滑に行うことができる。
【００５１】
また、コイル２と中芯部材５との間には、板状の放熱部材６を複数介設してあり、放熱部材６は、その両主面６０１がコイル２の周方向に対して略直交するように配置されている。そのため、コイル２の周りに発生した磁束が放熱部材６を横切る面積をできるだけ小さくすることができる。これにより、放熱部材６によって磁束の流れが阻害されにくくなり、インダクタンスの低下を防止することができる。
【００５２】
また、複数の放熱部材６は、コイル２の内周面２０１に沿って設けられた環状の連結部６３によって互いに連結されている。そのため、複数の放熱部材６が連結部６３によって連結されて一体となるため、放熱部材６の取扱いが容易となる。また、取り付け工程及び取り外し工程では、複数の放熱部材６をコイル巻付用治具７に対して容易に取り付けることができ、コイル巻付用治具７から容易に取り外しすることができる。
【００５３】
また、放熱部材６には、コイル２の内周面２０１に接触する接触面６１１を有する接触部６１が設けられている。そのため、接触部６１によって放熱部材６をコイル２に対して十分かつ確実に接触させることができる。また、接触部６１の接触面６１１によってコイル２と放熱部材６との接触面積を確保することができ、コイル２から放熱部材６への伝熱を高めることができる。
【００５４】
また、放熱部材６には、接触部６１の接触面６１１から外方に突出してなると共に、コイル２における軸線方向Ｘの一方の端面（下端面２０４）を支持するコイル支持部６２が設けられている。そのため、コイル支持部６２によって放熱部材６に対するコイル２の位置決めを容易に行うことができる。また、コイル形成工程では、導体線２１を放熱部材６に対して精度良く巻き付けることができる。
【００５５】
また、中芯部材５には、放熱部材６を係合する係合部５１が設けられている。そのため、係合部５１によって放熱部材６を中芯部材５に対して十分かつ確実に接触させることができる。また、放熱部材６から中芯部材５への伝熱を高めることができる。
【００５６】
このように、本例によれば、放熱性を高めることができるリアクトル１及びその製造方法を提供することができる。
【００５７】
なお、本例では、図２に示すごとく、放熱部材６は、コイル２の内周面２０１における軸線方向Ｘの全体に接触しているが、例えば、図１２に示すごとく、コイル２の内周面２０１における軸線方向Ｘの上側部分のみに接触していてもよいし、図１３に示すごとく、コイル２の内周面２０１における軸線方向Ｘの下側部分のみに接触していてもよい。
【００５８】
また、図１４に示すごとく、コイル２の内周面２０１における軸線方向Ｘ（図２）の中間部分のみに接触していてもよい。このとき、放熱部材６には、接触部６１の接触面６１１から外方に突出してなると共に、コイル２を構成する導体線２１同士の間に係止される係止部６４が設けておく。これにより、係止部６４によって放熱部材６をコイル２に対して十分かつ確実に固定することができる。
【００５９】
また、本例では、図４に示すごとく、連結部６３は、放熱部材６における軸線方向Ｘ（図２）の中間位置に設けられているが、例えば、図１５に示すごとく、放熱部材６における軸線方向Ｘの上端部に設けられていてもよいし、図１６に示すごとく、放熱部材６における軸線方向Ｘの下端部に設けられていてもよい。また、図１７に示すごとく、放熱部材６における軸線方向Ｘの上端部及び下端部の両方に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ リアクトル
２ コイル
２１ 導体線
３ コア
５ 中芯部材
６ 放熱部材
Ｘ 軸線方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置等に用いられるリアクトル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両用のインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置等に用いられるリアクトルが知られている。
近年、部品点数の低減による低コスト化等を実現するものとして、通電により磁束を発生する筒状のコイルと、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共にコイルを内部に埋設したコアとを有するリアクトルがある。
【０００３】
このリアクトルでは、コイルをコアに埋設した構造となるため、コイルから発生する熱を効率よく放熱することが要求される。
そこで、特許文献１には、コイルの内周側に放熱用の中芯部材を配設したリアクトルが開示されている。これによれば、コイルにおいて発生した熱をコアを介して中芯部材に伝達し、放熱することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３０９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１のように放熱用の中芯部材を配設したリアクトルであっても、コイルに発生した熱を中芯部材に伝達するためには、コアを介さなければならない。そのため、放熱性を十分に高めることができなかった。また、コアの熱伝導率を向上させるという手段も考えられるが、この場合、コアの組成を大きく変更するとリアクトルの磁気特性が変化してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、放熱性を高めることができるリアクトル及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、導体線を巻回してなると共に通電により磁束を発生する筒状のコイルと、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共に上記コイルを内部に埋設したコアと、上記コイルの内周側において該コイルの軸線方向に配設してある柱状の中芯部材とを有するリアクトルであって、
上記コイルと上記中芯部材との間には、両者に接触すると共に上記コアよりも熱伝導率の高い放熱部材を介設してあることを特徴とするリアクトルにある（請求項１）。
【０００８】
第２の発明は、導体線を巻回してなると共に通電により磁束を発生する筒状のコイルと、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共に上記コイルを内部に埋設したコアと、上記コイルの内周側において該コイルの軸線方向に配設してある柱状の中芯部材とを有し、上記コイルと上記中芯部材との間には、両者に接触すると共に上記コアよりも熱伝導率の高い放熱部材を介設してあるリアクトルを製造する方法であって、
上記コイルの内周面に接触する接触面を有する接触部が設けられた複数の上記放熱部材を柱状のコイル巻付用治具に取り付け、上記放熱部材の上記接触部を上記コイル巻付用治具の外周面に露出させると共に、上記放熱部材の上記接触部の上記接触面を上記コイル巻付用治具の外周面よりも外方に位置させる取り付け工程と、
上記コイル巻付用治具の外周において、上記導体線を上記複数の放熱部材の上記接触部の上記接触面上に巻き付け、上記コイルを形成するコイル形成工程と、
上記コイル及び上記放熱部材を互いに組み付けた状態で上記コイル巻付用治具から取り外す取り外し工程と、
上記コイル及び上記放熱部材を互いに組み付けた状態で、該放熱部材を上記中芯部材に設けられた係合部に係合させる係合工程と、
上記コイル、上記放熱部材及び上記中芯部材を互いに組み付けた状態で成形型内に収容する収容工程と、
上記成形型内に上記磁性粉末混合樹脂を充填して硬化させ、上記コアを成形するコア成形工程とを有することを特徴とするリアクトルの製造方法にある（請求項８）。
【発明の効果】
【０００９】
上記第１の発明のリアクトルにおいて、上記コイルと上記中芯部材との間には、両者に接触するように上記放熱部材が介設してある。また、その放熱部材は、コアよりも熱伝導率が高い。そのため、コイルにおいて発生した熱を放熱部材を介して中芯部材に伝達し、放熱することができる。これにより、放熱部材を設けていない場合に比べ、コイルから中芯部材への放熱性、つまりコイルの内側方向における放熱性を高めることができる。その結果、リアクトルの温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００１０】
また、上述したように、上記放熱部材の熱伝導率がコアよりも高いことから、コイルにおいて発生した熱をコアではなく、放熱部材を介して中芯部材に伝達し、放熱することができる。そのため、放熱性の観点からコアの材質を考慮する必要がなく、磁気特性の観点からコアの材質を選択することができる。これにより、放熱部材によって放熱性を確保しつつ、インダクタンスの高いリアクトルを容易に得ることができる。
【００１１】
上記第２の発明のリアクトルの製造方法において、上記取り付け工程では、放熱部材の接触部をコイル巻付用治具の外周面に露出させると共に、接触部の接触面をコイル巻付用治具の外周面よりも外方に位置させた状態で、複数の放熱部材をコイル巻付用治具に取り付ける。そして、上記コイル形成工程では、導体線を複数の放熱部材の接触部の接触面上に巻き付け、コイルを形成する。すなわち、導体線を放熱部材に巻き付けてコイルを形成する。そのため、コイルと放熱部材とを密着性を高めることができる。これにより、コイルから放熱部材への伝熱を高めることができる。
【００１２】
また、上記取り外し工程では、コイル及び放熱部材を互いに組み付けた状態でコイル巻付用治具から取り外す。ここで、コイルは、導体線をコイル巻付用治具に巻き付けて形成されているのではなく、放熱部材に巻き付けて形成されている。そのため、コイルをコイル巻付用治具に接触させることなく、コイル巻付用治具から取り外すことができる。これにより、コイルの損傷を防止することができる。
【００１３】
また、上記係合工程では、放熱部材を中芯部材の係合部に係合させ、上記収容工程では、コイル、放熱部材及び中芯部材を互いに組み付けた状態で成形型内に収容し、上記コア成形工程では、成形型内に磁性粉末混合樹脂を充填して硬化させ、コアを成形する。そのため、コイルと中芯部材との間に放熱部材を介設してある上記第１の発明のリアクトルを容易に製造することができる。
【００１４】
このように、上記第１及び第２の発明によれば、放熱性を高めることができるリアクトル及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例における、リアクトルの横断面を示す説明図。
【図２】実施例における、リアクトルの縦断面を示す説明図。
【図３】実施例における、コイル、放熱部材及び中芯部材の組み付け状態を示す説明図。
【図４】実施例における、放熱部材を示す説明図。
【図５】実施例における、取り付け工程を示す説明図。
【図６】実施例における、取り付け工程を示す説明図。
【図７】実施例における、コイル形成工程を示す説明図。
【図８】実施例における、取り外し工程を示す説明図。
【図９】実施例における、係合工程を示す説明図。
【図１０】実施例における、係合工程を示す説明図。
【図１１】実施例における、収容工程を示す説明図。
【図１２】実施例における、放熱部材の配設位置を変更した例を示す説明図。
【図１３】実施例における、放熱部材の配設位置を変更した例を示す説明図。
【図１４】実施例における、放熱部材の配設位置を変更した例を示す説明図。
【図１５】実施例における、放熱部材の連結部の配設位置を変更した例を示す説明図。
【図１６】実施例における、放熱部材の連結部の配設位置を変更した例を示す説明図。
【図１７】実施例における、放熱部材の連結部の配設位置を変更した例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上記第１の発明において、上記リアクトルは、例えば、車両用のインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置等に用いることができる。
また、上記コアを構成する上記磁性粉末混合樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性、熱可塑性等を有する絶縁樹脂に鉄粉等の磁性粉末を混合して分散させたものを用いることができる。
【００１７】
また、上記放熱部材としては、例えば、アルミニウムやその合金等の金属等、熱伝導性の高い材料を用いることが好ましい。
また、上記中芯部材としては、上記放熱部材と同様に、例えば、アルミニウムやその合金等の金属等、熱伝導性の高い材料を用いることが好ましい。
【００１８】
また、上記コイルと上記中芯部材との間には、板状の上記放熱部材を複数介設してあり、該放熱部材は、その両主面が上記コイルの周方向に対して略直交するように配置されていることが好ましい（請求項２）。
この場合には、コイルの周りに発生した磁束が放熱部材を横切る面積をできるだけ小さくすることができる。これにより、放熱部材によって磁束の流れが阻害されにくくなり、インダクタンスの低下を防止することができる。
なお、放熱部材の両主面がコイルの周方向に対して略直交する場合、放熱部材の両主面がコイルの軸線方向に略平行となっている。
【００１９】
また、上記複数の放熱部材は、上記コイルの内周面に沿って設けられた環状の連結部によって互いに連結されていることが好ましい（請求項３）。
この場合には、複数の放熱部材が連結部によって連結されて一体となるため、放熱部材の取扱いが容易となる。
【００２０】
また、上記放熱部材には、上記コイルの内周面に接触する接触面を有する接触部が設けられていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、接触部によって放熱部材をコイルに対して十分かつ確実に接触させることができる。また、接触部の接触面によってコイルと放熱部材との接触面積を確保することができ、コイルから放熱部材への伝熱を高めることができる。
【００２１】
また、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルにおける上記軸線方向の少なくとも一方の端面を支持するコイル支持部が設けられていることが好ましい（請求項５）。
この場合には、コイル支持部によって放熱部材に対するコイルの位置決めを容易に行うことができる。
【００２２】
また、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルを構成する上記導体線同士の間に係止される係止部が設けられていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、係止部によって放熱部材をコイルに対して十分かつ確実に固定することができる。
【００２３】
また、上記中芯部材には、上記放熱部材を係合する係合部が設けられていることが好ましい（請求項７）。
この場合には、係合部によって放熱部材を中芯部材に対して十分かつ確実に接触させることができる。また、放熱部材から中芯部材への伝熱を高めることができる。
【００２４】
上記第２の発明において、上記複数の放熱部材は、上記コイルの内周面に沿って設けられた環状の連結部によって互いに連結されていることが好ましい（請求項９）。
この場合には、複数の放熱部材が連結部によって連結されて一体となるため、放熱部材の取扱いが容易となる。これにより、上記取り付け工程及び上記取り外し工程では、複数の放熱部材をコイル巻付用治具に対して容易に取り付けることができ、コイル巻付用治具から容易に取り外しすることができる。
【００２５】
また、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルにおける上記軸線方向の少なくとも一方の端面を支持するコイル支持部が設けられていることが好ましい（請求項１０）。
この場合には、コイル支持部によって放熱部材に対するコイルの位置決めを容易に行うことができる。これにより、上記コイル形成工程では、導体線を放熱部材に対して精度良く、所望の位置に巻き付けることができる。
【００２６】
また、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルを構成する上記導体線同士の間に係止される係止部が設けられていることが好ましい（請求項１１）。
この場合には、係止部によって放熱部材をコイルに対して十分かつ確実に固定することができる。これにより、上記コイル形成工程では、導体線を放熱部材に対して巻き付けることにより、コイルと放熱部材とを容易に固定することができる。
【実施例】
【００２７】
本発明の実施例にかかるリアクトル及びその製造方法について、図を用いて説明する。
本例のリアクトル１は、図１〜図４に示すごとく、導体線２１を巻回してなると共に通電により磁束を発生する筒状のコイル２と、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共にコイル２を内部に埋設したコア３と、コイル２の内周側においてコイル２の軸線方向Ｘに配設してある柱状の中芯部材５とを有する。
コイル２と中芯部材５との間には、両者に接触すると共にコア３よりも熱伝導率の高い放熱部材６を介設してある。
以下、これを詳説する。
【００２８】
図１、図２に示すごとく、リアクトル１は、例えば、車両用のインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等の電力変換装置等に用いられるものである。
リアクトル１は、上記のごとく、コイル２、コア３、中芯部材５及び放熱部材６を有し、さらにケース４を有する。
【００２９】
同図に示すごとく、コイル２は、銅線からなる導体線２１を螺旋状に巻回して円筒状に形成されている。コイル２は、コア３の内部に埋設されている。
コア３は、絶縁樹脂としてのエポキシ樹脂に磁性粉末としての鉄粉を混合して分散させた磁性粉末混合樹脂からなる。コア３は、コイル２を覆うように、またケース４内を充填するように配設されている。
【００３０】
同図に示すごとく、ケース４は、円板状の底面部４１と、底面部４１の外周端縁から立設された円筒状の側面部４２とを有し、一方が開口した箱型形状となっている。ケース４の内側には、コイル２、コア３等が収容されている。また、ケース４は、アルミニウム又はその合金よりなる。
【００３１】
図１〜図３に示すごとく、中芯部材５は、円柱状を呈しており、コイル２の内周側を貫通するように、コイル２の軸線方向Ｘ（以下、単に軸線方向Ｘという）に配設されている。また、中芯部材５は、ケース４の底面部４１にボルト等で固定されている。なお、中芯部材５は、ケース４と一体的に形成されていてもよい。また、中芯部材５は、アルミニウム又はその合金よりなる。
【００３２】
また、中芯部材５には、後述する板状の放熱部材６を係合する４つの係合部５１が設けられている。係合部５１は、中芯部材５の外周面５０２において凹溝状に形成されている。また、係合部５１は、中芯部材５の上端面５０３から軸方向に中芯部材５の途中まで形成されている。
【００３３】
図１〜図３に示すごとく、コイル２と中芯部材５との間には、両者に接触するように４つの板状の放熱部材６が設けられている。放熱部材６は、その両主面６０１がコイル２の周方向に対して略直交するように配置されている。すなわち、放熱部材６の両主面６０１が軸線方向Ｘに略平行となっている。また、４つの放熱部材６は、コイル２の軸線２００を中心として略放射状に配置されている。
【００３４】
図４に示すごとく、放熱部材６には、コイル２の内周面２０１に接触する接触面６１１を有する接触部６１が設けられている。接触部６１は、放熱部材６の外端からコイル２の内周面２０１に沿って折り曲げて形成されている。そして、図１、図３に示すごとく、接触部６１の接触面６１１は、コイル２の内周面２０１に密着した状態で接触している。
一方で、図１、図３に示すごとく、放熱部材６は、それぞれ中芯部材５に設けられた係合部５１に係合されている。これにより、放熱部材６は、中芯部材５に係合した状態で接触している。
【００３５】
図４に示すごとく、放熱部材６には、接触部６１の接触面６１１から外方に突出してなると共に、コイル２における軸線方向Ｘの一方の端面（下端面２０４）を支持するコイル支持部６２が設けられている。コイル支持部６２は、接触部６１の接触面６１１の下端から外方に突出して形成されている。そして、図２に示すごとく、コイル支持部６２は、コイル２の下端面２０４に接触しており、下端面２０４を支持している。
【００３６】
図４に示すごとく、４つの放熱部材６は、コイル２の内周面２０１に沿って設けられた環状の連結部６３によって互いに連結されている。４つの放熱部材６は、それぞれの接触部６１を連結部６３によって互いに連結することにより一体となって形成されている。連結部６３は、放熱部材６における軸線方向Ｘ（図２）の中間位置に設けられている。また、連結部６３には、コイル２の内周面２０１に接触する接触支持面６３１が設けられている。そして、図３に示すごとく、連結部６３の接触支持面６３１は、コイル２の内周面２０１に密着した状態で接触している。
【００３７】
次に、本例のリアクトル１の製造方法について説明する。
本例のリアクトル１の製造方法では、取り付け工程とコイル形成工程と取り外し工程と係合工程と収容工程とコア成形工程とを行う。
【００３８】
取り付け工程では、図５、図６に示すごとく、コイル２の内周面２０１に接触する接触面６１１を有する接触部６１が設けられた複数の放熱部材６を柱状のコイル巻付用治具７に取り付け、放熱部材６の接触部６１をコイル巻付用治具７の外周面７０２に露出させると共に、放熱部材６の接触部６１の接触面６１１をコイル巻付用治具７の外周面７０２よりも外方に位置させる。
【００３９】
また、コイル形成工程では、図７に示すごとく、コイル巻付用治具７の外周において、導体線２１を複数の放熱部材６の接触部６１の接触面６１１上に巻き付け、コイル２を形成する。
また、取り外し工程では、図８に示すごとく、コイル２及び放熱部材６を互いに組み付けた状態でコイル巻付用治具７から取り外す。
【００４０】
また、係合工程では、図９、図１０に示すごとく、コイル２及び放熱部材６を互いに組み付けた状態で、放熱部材６を中芯部材５に設けられた係合部５１に係合させる。
また、収容工程では、図１１に示すごとく、コイル２、放熱部材６及び中芯部材５を互いに組み付けた状態でケース（成形型）４内に収容する。
また、コア成形工程では、ケース（成形型）４内に磁性粉末混合樹脂を充填して硬化させ、コア３を成形する。
以下、これを詳説する。
【００４１】
まず、図５に示すごとく、コイル巻付用治具７を準備する。円柱状のコイル巻付用治具７には、板状の放熱部材６を取り付ける４つの取付部７１が設けられている。取付部７１は、コイル巻付用治具７の外周面７０２において凹溝状に形成されている。また、取付部７１は、コイル巻付用治具７の上端面７０３から軸方向にコイル巻付用治具７の途中まで形成されている。
【００４２】
次いで、同図に示すごとく、４つの放熱部材６をコイル巻付用治具７に取り付ける。具体的には、各放熱部材６をコイル巻付用治具７の取付部７１に対して上方から挿入する。
そして、図６に示すごとく、放熱部材６の接触部６１をコイル巻付用治具７の外周面７０２に露出させると共に、放熱部材６の接触部６１の接触面６１１をコイル巻付用治具７の外周面７０２よりも外方に位置させる。
【００４３】
次いで、図７に示すごとく、コイル巻付用治具７の外周において、導体線２１を４つの放熱部材６の接触部６１の接触面６１１上に螺旋状に巻き付ける。これにより、円筒状のコイル２を形成する。
次いで、図８に示すごとく、放熱部材６に対してコイル２を組み付けた状態で、両者をコイル巻付用治具７から取り外す。
【００４４】
次いで、図９、図１０に示すごとく、放熱部材６に対してコイル２を組み付けた状態で、４つの放熱部材６を中芯部材５に設けられた４つの係合部５１にそれぞれ係合させる。
次いで、図１１に示すごとく、コイル２、放熱部材６及び中芯部材５を互いに組み付けた状態でケース４内に収容する。そして、中芯部材５をケース４の底面部４１にボルト等で固定する。その後、ケース４内に磁性粉末混合樹脂を充填して硬化させ、コア３を成形する。
これにより、本例のリアクトル１（図１、図２）を得る。
【００４５】
次に、本例のリアクトル１及びその製造方法における作用効果について説明する。
本例のリアクトル１において、コイル２と中芯部材５との間には、両者に接触するように放熱部材６が介設してある。また、その放熱部材６は、コア３よりも熱伝導率が高い。そのため、コイル２において発生した熱を放熱部材６を介して中芯部材５に伝達し、放熱することができる。これにより、放熱部材６を設けていない場合に比べ、コイル２から中芯部材５への放熱性、つまりコイル２の内側方向における放熱性を高めることができる。その結果、リアクトル１の温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００４６】
また、上述したように、放熱部材６の熱伝導率がコア３よりも高いことから、コイル２において発生した熱をコア３ではなく、放熱部材６を介して中芯部材５に伝達し、放熱することができる。そのため、放熱性の観点からコア３の材質を考慮する必要がなく、磁気特性の観点からコア３の材質を選択することができる。これにより、放熱部材６によって放熱性を確保しつつ、インダクタンスの高いリアクトル１を容易に得ることができる。
【００４７】
また、リアクトル１の製造方法において、取り付け工程では、放熱部材６の接触部６１をコイル巻付用治具７の外周面７０２に露出させると共に、接触部６１の接触面６１１をコイル巻付用治具７の外周面７０２よりも外方に位置させた状態で、複数の放熱部材６をコイル巻付用治具７に取り付ける。そして、コイル形成工程では、コイル巻付用治具７の外周において、導体線２１を複数の放熱部材６の接触部６１の接触面６１１上に巻き付け、コイル２を形成する。すなわち、導体線２１を放熱部材６に巻き付けてコイル２を形成する。そのため、コイル２と放熱部材６とを密着性を高めることができる。これにより、コイル２から放熱部材６への伝熱を高めることができる。
【００４８】
また、取り外し工程では、コイル２及び放熱部材６を互いに組み付けた状態でコイル巻付用治具７から取り外す。ここで、コイル２は、導体線２１をコイル巻付用治具７に巻き付けて形成されているのではなく、放熱部材６に巻き付けて形成されている。そのため、コイル２をコイル巻付用治具７に接触させることなく、コイル巻付用治具７から取り外すことができる。これにより、コイル２の損傷を防止することができる。
【００４９】
また、係合工程では、放熱部材６を中芯部材５の係合部５１に係合させ、収容工程では、コイル２、放熱部材６及び中芯部材５を互いに組み付けた状態でケース４内に収容し、コア成形工程では、ケース４内に磁性粉末混合樹脂を充填して硬化させ、コア３を成形する。そのため、コイル２と中芯部材５との間に放熱部材６を介設してある本例のリアクトル１を容易に製造することができる。
【００５０】
また、本例では、中芯部材５は、ケース４の底面部４１にボルト等で固定されている。そのため、コイル２において発生した熱を放熱部材６を介して中芯部材５に伝達し、さらにケース４に伝達し、放熱することができる。これにより、放熱性をさらに高めることができる。また、コイル２において発生した熱をコア３を介してケース４の底面部４１、側面部４２に伝達し、放熱することもできる。そのため、コイル２の内側方向だけでなく、外側方向等における放熱性も十分に確保することができる。なお、中芯部材５は、ケース４と一体的に形成されていてもよく、この場合には、中芯部材５からケース４への熱の伝達を円滑に行うことができる。
【００５１】
また、コイル２と中芯部材５との間には、板状の放熱部材６を複数介設してあり、放熱部材６は、その両主面６０１がコイル２の周方向に対して略直交するように配置されている。そのため、コイル２の周りに発生した磁束が放熱部材６を横切る面積をできるだけ小さくすることができる。これにより、放熱部材６によって磁束の流れが阻害されにくくなり、インダクタンスの低下を防止することができる。
【００５２】
また、複数の放熱部材６は、コイル２の内周面２０１に沿って設けられた環状の連結部６３によって互いに連結されている。そのため、複数の放熱部材６が連結部６３によって連結されて一体となるため、放熱部材６の取扱いが容易となる。また、取り付け工程及び取り外し工程では、複数の放熱部材６をコイル巻付用治具７に対して容易に取り付けることができ、コイル巻付用治具７から容易に取り外しすることができる。
【００５３】
また、放熱部材６には、コイル２の内周面２０１に接触する接触面６１１を有する接触部６１が設けられている。そのため、接触部６１によって放熱部材６をコイル２に対して十分かつ確実に接触させることができる。また、接触部６１の接触面６１１によってコイル２と放熱部材６との接触面積を確保することができ、コイル２から放熱部材６への伝熱を高めることができる。
【００５４】
また、放熱部材６には、接触部６１の接触面６１１から外方に突出してなると共に、コイル２における軸線方向Ｘの一方の端面（下端面２０４）を支持するコイル支持部６２が設けられている。そのため、コイル支持部６２によって放熱部材６に対するコイル２の位置決めを容易に行うことができる。また、コイル形成工程では、導体線２１を放熱部材６に対して精度良く巻き付けることができる。
【００５５】
また、中芯部材５には、放熱部材６を係合する係合部５１が設けられている。そのため、係合部５１によって放熱部材６を中芯部材５に対して十分かつ確実に接触させることができる。また、放熱部材６から中芯部材５への伝熱を高めることができる。
【００５６】
このように、本例によれば、放熱性を高めることができるリアクトル１及びその製造方法を提供することができる。
【００５７】
なお、本例では、図２に示すごとく、放熱部材６は、コイル２の内周面２０１における軸線方向Ｘの全体に接触しているが、例えば、図１２に示すごとく、コイル２の内周面２０１における軸線方向Ｘの上側部分のみに接触していてもよいし、図１３に示すごとく、コイル２の内周面２０１における軸線方向Ｘの下側部分のみに接触していてもよい。
【００５８】
また、図１４に示すごとく、コイル２の内周面２０１における軸線方向Ｘ（図２）の中間部分のみに接触していてもよい。このとき、放熱部材６には、接触部６１の接触面６１１から外方に突出してなると共に、コイル２を構成する導体線２１同士の間に係止される係止部６４が設けておく。これにより、係止部６４によって放熱部材６をコイル２に対して十分かつ確実に固定することができる。
【００５９】
また、本例では、図４に示すごとく、連結部６３は、放熱部材６における軸線方向Ｘ（図２）の中間位置に設けられているが、例えば、図１５に示すごとく、放熱部材６における軸線方向Ｘの上端部に設けられていてもよいし、図１６に示すごとく、放熱部材６における軸線方向Ｘの下端部に設けられていてもよい。また、図１７に示すごとく、放熱部材６における軸線方向Ｘの上端部及び下端部の両方に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ リアクトル
２ コイル
２１ 導体線
３ コア
５ 中芯部材
６ 放熱部材
Ｘ 軸線方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体線を巻回してなると共に通電により磁束を発生する筒状のコイルと、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共に上記コイルを内部に埋設したコアと、上記コイルの内周側において該コイルの軸線方向に配設してある柱状の中芯部材とを有するリアクトルであって、
上記コイルと上記中芯部材との間には、両者に接触すると共に上記コアよりも熱伝導率の高い放熱部材を介設してあることを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
請求項１に記載のリアクトルにおいて、上記コイルと上記中芯部材との間には、板状の上記放熱部材を複数介設してあり、該放熱部材は、その両主面が上記コイルの周方向に対して略直交するように配置されていることを特徴とするリアクトル。
【請求項３】
請求項２に記載のリアクトルにおいて、上記複数の放熱部材は、上記コイルの内周面に沿って設けられた環状の連結部によって互いに連結されていることを特徴とするリアクトル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のリアクトルにおいて、上記放熱部材には、上記コイルの内周面に接触する接触面を有する接触部が設けられていることを特徴とするリアクトル。
【請求項５】
請求項４に記載のリアクトルにおいて、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルにおける上記軸線方向の少なくとも一方の端面を支持するコイル支持部が設けられていることを特徴とするリアクトル。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のリアクトルにおいて、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルを構成する上記導体線同士の間に係止される係止部が設けられていることを特徴とするリアクトル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のリアクトルにおいて、上記中芯部材には、上記放熱部材を係合する係合部が設けられていることを特徴とするリアクトル。
【請求項８】
導体線を巻回してなると共に通電により磁束を発生する筒状のコイルと、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共に上記コイルを内部に埋設したコアと、上記コイルの内周側において該コイルの軸線方向に配設してある柱状の中芯部材とを有し、上記コイルと上記中芯部材との間には、両者に接触すると共に上記コアよりも熱伝導率の高い放熱部材を介設してあるリアクトルを製造する方法であって、
上記コイルの内周面に接触する接触面を有する接触部が設けられた複数の上記放熱部材を柱状のコイル巻付用治具に取り付け、上記放熱部材の上記接触部を上記コイル巻付用治具の外周面に露出させると共に、上記放熱部材の上記接触部の上記接触面を上記コイル巻付用治具の外周面よりも外方に位置させる取り付け工程と、
上記コイル巻付用治具の外周において、上記導体線を上記複数の放熱部材の上記接触部の上記接触面上に巻き付け、上記コイルを形成するコイル形成工程と、
上記コイル及び上記放熱部材を互いに組み付けた状態で上記コイル巻付用治具から取り外す取り外し工程と、
上記コイル及び上記放熱部材を互いに組み付けた状態で、該放熱部材を上記中芯部材に設けられた係合部に係合させる係合工程と、
上記コイル、上記放熱部材及び上記中芯部材を互いに組み付けた状態で成形型内に収容する収容工程と、
上記成形型内に上記磁性粉末混合樹脂を充填して硬化させ、上記コアを成形するコア成形工程とを有することを特徴とするリアクトルの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のリアクトルの製造方法において、上記複数の放熱部材は、上記コイルの内周面に沿って設けられた環状の連結部によって互いに連結されていることを特徴とするリアクトルの製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のリアクトルの製造方法において、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルにおける上記軸線方向の少なくとも一方の端面を支持するコイル支持部が設けられていることを特徴とするリアクトルの製造方法。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載のリアクトルの製造方法において、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルを構成する上記導体線同士の間に係止される係止部が設けられていることを特徴とするリアクトルの製造方法。
【請求項１】
導体線を巻回してなると共に通電により磁束を発生する筒状のコイルと、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共に上記コイルを内部に埋設したコアと、上記コイルの内周側において該コイルの軸線方向に配設してある柱状の中芯部材とを有するリアクトルであって、
上記コイルと上記中芯部材との間には、両者に接触すると共に上記コアよりも熱伝導率の高い放熱部材を介設してあることを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
請求項１に記載のリアクトルにおいて、上記コイルと上記中芯部材との間には、板状の上記放熱部材を複数介設してあり、該放熱部材は、その両主面が上記コイルの周方向に対して略直交するように配置されていることを特徴とするリアクトル。
【請求項３】
請求項２に記載のリアクトルにおいて、上記複数の放熱部材は、上記コイルの内周面に沿って設けられた環状の連結部によって互いに連結されていることを特徴とするリアクトル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のリアクトルにおいて、上記放熱部材には、上記コイルの内周面に接触する接触面を有する接触部が設けられていることを特徴とするリアクトル。
【請求項５】
請求項４に記載のリアクトルにおいて、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルにおける上記軸線方向の少なくとも一方の端面を支持するコイル支持部が設けられていることを特徴とするリアクトル。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のリアクトルにおいて、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルを構成する上記導体線同士の間に係止される係止部が設けられていることを特徴とするリアクトル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のリアクトルにおいて、上記中芯部材には、上記放熱部材を係合する係合部が設けられていることを特徴とするリアクトル。
【請求項８】
導体線を巻回してなると共に通電により磁束を発生する筒状のコイルと、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂からなると共に上記コイルを内部に埋設したコアと、上記コイルの内周側において該コイルの軸線方向に配設してある柱状の中芯部材とを有し、上記コイルと上記中芯部材との間には、両者に接触すると共に上記コアよりも熱伝導率の高い放熱部材を介設してあるリアクトルを製造する方法であって、
上記コイルの内周面に接触する接触面を有する接触部が設けられた複数の上記放熱部材を柱状のコイル巻付用治具に取り付け、上記放熱部材の上記接触部を上記コイル巻付用治具の外周面に露出させると共に、上記放熱部材の上記接触部の上記接触面を上記コイル巻付用治具の外周面よりも外方に位置させる取り付け工程と、
上記コイル巻付用治具の外周において、上記導体線を上記複数の放熱部材の上記接触部の上記接触面上に巻き付け、上記コイルを形成するコイル形成工程と、
上記コイル及び上記放熱部材を互いに組み付けた状態で上記コイル巻付用治具から取り外す取り外し工程と、
上記コイル及び上記放熱部材を互いに組み付けた状態で、該放熱部材を上記中芯部材に設けられた係合部に係合させる係合工程と、
上記コイル、上記放熱部材及び上記中芯部材を互いに組み付けた状態で成形型内に収容する収容工程と、
上記成形型内に上記磁性粉末混合樹脂を充填して硬化させ、上記コアを成形するコア成形工程とを有することを特徴とするリアクトルの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のリアクトルの製造方法において、上記複数の放熱部材は、上記コイルの内周面に沿って設けられた環状の連結部によって互いに連結されていることを特徴とするリアクトルの製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載のリアクトルの製造方法において、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルにおける上記軸線方向の少なくとも一方の端面を支持するコイル支持部が設けられていることを特徴とするリアクトルの製造方法。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか１項に記載のリアクトルの製造方法において、上記放熱部材には、上記接触部の上記接触面から外方に突出してなると共に、上記コイルを構成する上記導体線同士の間に係止される係止部が設けられていることを特徴とするリアクトルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−２０９３２４（Ｐ２０１２−２０９３２４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７２１５５（Ｐ２０１１−７２１５５）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
[ Back to top ]