JP2014192261A - リアクトル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造でコイルとコアとの絶縁性を確保することができ、コイルの放熱性に優れ、さらに耐久性・信頼性に優れた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、内部を貫通するスロット３２を有するコア３と、スロット３２を貫通しつつコア３に巻回された導線２０により構成されたコイル２とを備える。コイル２の導線２０は、複数の短導線部２０ａと短導線部２０ａよりも長い複数の長導線部２０ｂとにより構成されている。コア３のスロット３２内には、短導線部２０ａと長導線部２０ｂとが、コイル２の軸方向に交互に積層されて配置されている。長導線部２０ｂは、スロット３２の外において、一端が積層方向の一方側に隣接する短導線部２０ａの一端に接合され、他端が積層方向の他方側に隣接する短導線部２０ａの一端に接合されている。
【選択図】図１

Description

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。

従来、ハイブリッド自動車、電気自動車等に搭載される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。リアクトルとしては、例えば、導線を巻回してなる筒状のコイルと、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コアとを備え、コイルをコアの内部に埋設したものがある。

特許文献１には、コイルとコアとの電気的な絶縁性（以下、単に絶縁性という）を確保するため、絶縁包囲物で包囲したコイルをコアの内部に埋設したリアクトルが開示されている。また、特許文献２には、同じくコイルとコアとの絶縁性を確保するため、絶縁樹脂でモールドしたコイルをコアの内部に埋設したリアクトルが開示されている。

特開２００６−４９５７号公報 特開２００７−１９４０２号公報

しかしながら、上記特許文献１、２のリアクトルには、次のような問題がある。
すなわち、リアクトルの製造工程において、コイルをコアの内部に埋設する前に、予めコイルを絶縁包囲物で包囲したり、絶縁樹脂でモールドしたりしておく必要がある。そのため、製造工程における工数の増加を招いてしまう。また、コイルとコアとの絶縁構造が複雑なものになってしまう。

また、リアクトルの製造工程において、コイルをコアの内部に埋設する場合、例えば、コイルを磁性粉末混合樹脂で覆った後、磁性粉末混合樹脂を硬化させてコアを成形する。ところが、このコアの成形時に、磁性粉末混合樹脂の硬化収縮によってコイル側からコア側に応力が加わる。そのため、コアにクラック等の損傷が発生するおそれがある。

また、リアクトルの使用時に通電により発熱するコイルは、比較的熱伝導率が低い磁性粉末混合樹脂からなるコアの内部に埋設されている。そのため、コイルの放熱性が十分であるとはいえない。また、リアクトルの使用時には、コイルとコアとの温度差、線熱膨張係数差によってコイル側からコア側に熱応力が加わり、コアにクラック等の損傷が発生するおそれがある。

また、予め成形されたコアに対してコイルを巻回すれば、クラック等の問題は生じないが、そのような構成では、コイルの外側にもコアを配置できるという、上述のコイルをコアに埋設したリアクトルが有する利点が得られない。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、簡易な構造でコイルとコアとの絶縁性を確保することができ、コイルの放熱性に優れ、さらに耐久性・信頼性に優れた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。

本発明の一態様は、内部を貫通するスロットを有するコアと、
上記スロットを貫通しつつ上記コアに巻回された導線により構成されたコイルとを備え、
該コイルの上記導線は、複数の短導線部と該短導線部よりも長い複数の長導線部とにより構成されており、
上記コアの上記スロット内には、上記短導線部と上記長導線部とが、上記コイルの軸方向に交互に積層されて配置されており、
上記長導線部は、上記スロットの外において、一端が積層方向の一方側に隣接する上記短導線部の一端に接合され、他端が積層方向の他方側に隣接する上記短導線部の一端に接合されていることを特徴とするリアクトルにある（請求項１）。

本発明の他の態様は、上記リアクトルを製造する方法であって、
内部を貫通するスロットを有するコアを作製するコア作製工程と、
複数の上記短導線部及び複数の上記長導線部を作製する導線部作製工程と、
複数の上記短導線部と複数の上記長導線部とを、互いに交互に積層しつつ、それぞれの一部を上記スロットに挿通配置する導線部配置工程と、
上記長導線部を屈曲して、該長導線部の一端を積層方向の一方側に隣接する上記短導線部の一端に接合し、該長導線部の他端を積層方向の他方側に隣接する上記短導線部の一端に接合して、上記コアに巻回された状態の上記コイルを形成するコイル形成工程と、を備え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６）。

上記リアクトルにおいては、コアに、その内部を貫通してなるスロットが設けられている。そして、コイルを構成する導線は、コアのスロットを貫通しつつコアに巻回されている。すなわち、コイルは、従来のようにコアの内部に埋設されているわけではなく、予め作製されたコアのスロットに導線を通して巻回することにより構成されている。

そのため、コイルの少なくとも一部（コイルの導線の少なくとも一部）が必ずコアの外部に露出した状態となる。これにより、リアクトルの使用時に、通電によりコイルに発生した熱を容易に放熱させることができ、コイルの放熱性を高めることができる。また、コイルの少なくとも一部が必ずコアの外部に露出した状態となることから、リアクトルの使用時に、コイルとコアとの温度差、線熱膨張係数差によって発生する熱応力を抑制・分散することができる。これにより、コアにクラック等の損傷が発生することを防止することができ、リアクトルの耐久性・信頼性を向上させることができる。

また、上記リアクトルは、予め所定の形状に成形されたコアのスロットを貫通しつつコイルの導線が巻回されている。すなわち、コアは、コイルとは別に、予め所定の形状に成形しておくことができる。そのため、コイルをコアの内部に埋設する従来の構造の場合に生じていた問題、具体的には、コアの成形時にコイルを覆っている磁性粉末混合樹脂の硬化収縮によってコイル側からコア側に応力が加わったり、それによってコアにクラック等の損傷が発生したりするという問題が生じるおそれがなくなる。

また、上述したように、コイルの導線は、コアのスロットを貫通しつつ巻回されている。そのため、例えば、コイルの導線とコアとが接触する部分（コアにおいてコイルの導線が巻き付けられる部分）に予め絶縁紙等の絶縁部材を配置した上で、コイルの導線をコアのスロットを貫通しつつ巻回させれば、コイルとコアとの間に絶縁部材を容易に介在させることができる。これにより、簡易な構造でコイルとコアとの絶縁性を十分に確保することができる。

ただし、スロットを貫通しつつコアに巻回された導線により構成されたコイルは、仮に一本の導線によってこれを形成しようとした場合、極めて作業性が悪く、生産性の観点において現実的でない。これに対し、上記リアクトルにおいて、コイルの導線は、複数の短導線部と複数の長導線部とにより構成されている。つまり、コイルを構成する導線が、複数の導線部（複数の短導線部および複数の長導線部）からなる。それゆえ、各短導線部及び各長導線部を、それぞれ個別にコアのスロットに差し込むことにより、コイルの導線を容易にコアにセットできる。

また、コアのスロット内には、短導線部と長導線部とが、コイルの軸方向に交互に積層されて配置されている。そして、長導線部は、一端が積層方向の一方側に隣接する短導線部の一端に接合され、他端が積層方向の他方側に隣接する短導線部の一端に接合されている。このような短導線部と長導線部との積層配置および接合関係によって、螺旋状のコイルを容易に形成することができる。すなわち、スロットを貫通しつつコアに巻回された導線により構成されたコイルは、上記のような短導線部と長導線部との積層配置および接合関係によって生産性よく得ることができる。

上記リアクトルの製造方法は、上記導線部配置工程において、複数の短導線部と複数の長導線部とを、互いに交互に積層しつつ、それぞれの一部をスロットに挿通配置する。これにより、コイルの導線を容易にコアにセットできる。そして、上記コイル形成工程において、複数の短導線部と複数の長導線部とを、容易かつ確実に接合して、コイルを形成することができる。その結果、上述のごとく、簡易な構造でコイルとコアとの絶縁性を確保することができ、コイルの放熱性に優れ、さらに耐久性・信頼性に優れたリアクトルを、生産性よく得ることができる。

以上のごとく、簡易な構造でコイルとコアとの絶縁性を確保することができ、コイルの放熱性に優れ、さらに耐久性・信頼性に優れたリアクトル及びその製造方法を提供することができる。

実施例１における、リアクトル（特にコアの第１側面側）を示す斜視図。 実施例１における、リアクトル（特にコアの第３側面側）を示す斜視図。 実施例１における、リアクトルをコアの第１端面側から見た説明図。 実施例１における、リアクトルをコアの第１側面側から見た説明図。 実施例１における、図３のＶ−Ｖ線矢視断面図。 実施例１における、コアを示す斜視図。 実施例１における、リアクトルのＸ方向に直交する断面を示す説明図。 実施例１における、リアクトルのＺ方向に直交する断面を示す説明図。 実施例１における、短導線部及び長導線部を示す説明図。 実施例１における、コアのスロットに短導線部及び長導線部を配置した状態を示す斜視図。 実施例１における、別例のリアクトルを示す斜視図。 実施例２における、リアクトルを示す説明図。

上記リアクトルは、ハイブリッド自動車、電気自動車等に搭載されるインバータ等の電力変換装置等の構成部品として用いられるものである。
上記コイルは、通電により磁束を発生する。一方、上記コアは、コイルへの通電により発生した磁束の磁路となる。
上記コアは、単一のコア部材によって構成されていてもよいし、複数のコア部材によって構成されていてもよい。ただし、コアの内部を貫通するスロットは、複数のコア部材の間に形成されるものではなく、少なくとも一つの部材を貫通した状態にある。すなわち、コアの内部を貫通するとは、複数のコア部材の間に形成されることを意味するものではなく、少なくとも一つのコア部材を貫通することを意味する。

なお、コアが単一のコア部材によって構成されるものとしては、例えば、後述する磁性粉末混合樹脂によって一体成形したものがある。また、コアが複数のコア部材によって構成されるものとしては、例えば、複数の積層鋼板を積層して構成するものがある。この場合において、スロットは、積層鋼板を厚み方向に貫通したものとすることができる。
短導線部と長導線部との接合は、例えば溶接、はんだ付け、かしめ等によって行うことができる。

上記コアには、上記スロットが少なくとも１つ以上設けられている。すなわち、該スロットは１つでもよいし、複数でもよい。
また、上記コアは、少なくとも一対の上記スロットを有し、上記短導線部及び上記長導線部は、それぞれ上記一対のスロットの双方を貫通しているものとすることもできる（請求項２）。
この場合には、コアにおける一対のスロットの周囲の部分を、磁路として有効に利用することができるため、リアクトルの磁気特性を向上させやすい。また、短導線部及び長導線部が、それぞれ一対のスロットの双方を貫通していることにより、短導線部及び長導線部を安定してコアにセットしやすく、生産性を向上させることができる。

また、上記長導線部と上記短導線部との接合部が、上記コイルの軸方向と平行に並んでいることが好ましい（請求項３）。
この場合には、複数の接合部を、効率的に形成することができる。すなわち、接合部が、軸方向に平行に並んでいる場合、その方向に沿って複数の接合部（短導線部と長導線部との端部同士）の接合を順次行いやすい。それゆえ、より生産性に優れたリアクトルを得ることができる。
また、接合部を例えばスロットの開口部近傍に揃えることにより、短導線部と長導線部との接合を一層効率良く行うことができる。

また、上記コアは、その外形が直方体形状を有する一部材によって構成されているものとすることができる（請求項４）。
この場合には、コアに対してコイルを安定して配置しやすい。

また、上記コアは、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂により一体成形されているものとすることができる（請求項５）。
この場合には、磁気特性に優れたリアクトルを、容易かつ確実に得ることができる。また、コアを磁性粉末混合樹脂によって構成する場合にはコアにおけるクラックの発生に留意する必要があるが、上述のごとく、クラックの生じ難い構造を採用することで、耐久性、信頼性に優れたリアクトルを容易に得ることができる。

次に、上記リアクトルの製造方法において、上記コア作製工程においては、少なくとも一対の上記スロットを有する上記コアを作製し、上記導線部配置工程においては、上記短導線部及び上記長導線部を、それぞれ上記一対のスロットの双方に挿通配置することができる（請求項７）。
この場合には、磁気特性に優れたリアクトルを容易に得ることができる。また、短導線部及び長導線部を、それぞれ一対のスロットの双方に挿通配置することにより、短導線部及び長導線部を安定してコアにセットしやすく、生産性を向上させることができる。

また、上記コイル作製工程においては、上記長導線部と上記短導線部との接合部を、上記コイルの軸方向と平行に並べた状態で、上記長導線部と上記短導線部との接合を行うことができる（請求項８）。
この場合には、複数の接合部を、効率的に形成することができる。

また、上記コア作製工程においては、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂により上記コアを一体成形することができる（請求項９）。
この場合には、磁気特性に優れたリアクトルを、容易かつ確実に得ることができる。

また、上記リアクトルは、さらに上記コイル及び上記コアを収容するケースを備え、上記コイルは、上記コアの外部に露出した部分の少なくとも一部が上記ケースに対して当接していてもよい。
この場合には、リアクトルの使用時、通電によりコイルに発生した熱をコイルにおけるコアの外部に露出した部分（以下、適宜、単に露出部分という）からケースを介して効率良く放熱させることができる。これにより、コイルの放熱性をより一層高めることができる。

また、上記コアは、その少なくとも一部が上記ケースに対して当接していてもよい。
すなわち、リアクトルの使用時、通電によりコイルが発熱するが、そのコイルが巻回されているコアも発熱する。したがって、上記構成とすることにより、コアに発生した熱をケースを介して効率良く放熱させることができる。これにより、コアの放熱性を高めることができる。

また、上記コイル及び上記コアを収容した上記ケース内には、充填用絶縁樹脂が充填されていてもよい。
この場合には、充填用絶縁樹脂によってケース内の隙間を埋めることにより、リアクトルの耐振性を向上させることができる。また、充填用絶縁樹脂によってコアのスロット内の隙間を埋めることにより、コイルとコアとの絶縁性をより一層高めることができる。また、熱伝導率の高い充填用絶縁樹脂をケース内に充填すれば、コイル及びコアの放熱性をより一層高めることができる。
なお、上記ケース内に充填する充填用絶縁樹脂としては、例えば、アルミナ等の高熱伝導率を有する無機質フィラーを含んだエポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂等を用いることができる。

また、上記ケースの内部には、冷媒を流通させるための冷媒流路が設けられていてもよい。
この場合には、ケースを介したコイルやコアの放熱をより一層効率良く行うことができる。これにより、コイルやコアの放熱性をより一層高めることができる。

また、上記リアクトルは、複数の上記コイルを備えていてもよい。すなわち、１つの上記コアに対して複数の上記コイルが巻回されていてもよい。
この場合には、複数のコイルを直列に接続する構成とすれば、リアクトルのインダクタンス性能を高めることができる。また、各コイルによって発生した磁束が共通のコアを通過するため、磁束の有効活用を図ることができる。また、これによってリアクトルの小型化を図ることも可能となる。

（実施例１）
上記リアクトルに係る実施例について、図を用いて説明する。
図１〜図８に示すように、本例のリアクトル１は、内部を貫通するスロット３２を有するコア３と、スロット３２を貫通しつつコア３に巻回された導線２０により構成されたコイル２とを備えている。

コイル２の導線２０は、複数の短導線部２０ａと短導線部２０ａよりも長い複数の長導線部２０ｂとにより構成されている。
コア３のスロット３２内には、短導線部２０ａと長導線部２０ｂとが、コイル２の軸方向に交互に積層されて配置されている。
長導線部２０ｂは、スロット３２の外において、一端２０１ｂが積層方向の一方側に隣接する短導線部２０ａの一端に接合され、他端２０２ｂが積層方向の他方側に隣接する短導線部２０ａの一端に接合されている。
以下、これを詳説する。

図１〜図５に示すように、リアクトル１は、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車等に搭載されるインバータ等の電力変換装置等の構成部品として用いられるものである。
リアクトル１は、通電により磁束を発生するコイル２と、コイル２への通電により発生した磁束の磁路となるコア３と、コイル２とコア３との間に介在させた絶縁部材４とを備えている。なお、図１〜図４では、絶縁部材４の図示を省略している。

図６に示すように、コア３は、絶縁樹脂に磁性粉末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、磁性粉末混合樹脂により一体的に成形されており、直方体形状を呈している。
なお、磁性粉末混合樹脂における絶縁樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を用いることができる。また、磁性粉末としては、例えば、フェライト粉末、鉄粉、珪素合金鉄粉等を用いることができる。

同図に示すように、コア３は、互いに対向する一対の端面（第１端面３０１、第２端面３０２）と、その一対の端面（第１端面３０１、第２端面３０２）をつなぐ４つの側面（第１側面３１１、第２側面３１２、第３側面３１３、第４側面３１４）とを有する。第１側面３１１と第３側面３１３とは互いに対向しており、第２側面３１２と第４側面３１４とは互いに対向している。
なお、本例では、第１端面３０１と第２端面３０２とが対向する方向をＸ方向、第２側面３１２と第４側面３１４とが対向する方向をＹ方向、第１側面３１１と第３側面３１３とが対向する方向をＺ方向とする。

同図に示すように、コア３には、その内部を貫通してなる２つのスロット３２（第１スロット３２ａ、第２スロット３２ｂ）が設けられている。第１スロット３２ａ及び第２スロット３２ｂは、互いに対向する第１側面３１１と第３側面３１３との間を貫通するようにＺ方向に形成されている。第１スロット３２ａは、第２側面３１２側に形成されており、第２スロット３２ｂは、第４側面３１４側に形成されている。また、第１スロット３２ａ及び第２スロット３２ｂにおけるＺ方向に直交する断面の形状は、Ｘ方向の幅が大きく、Ｙ方向の幅が小さい略長方形である。
第１スロット３２ａと第２スロット３２ｂとは、互いに平行に形成されている。また、これらは、第２側面３１２及び第４側面３１４に平行に形成されている。

図７、図８に示すように、コイル２とコア３の間には、絶縁紙からなる３つの絶縁部材４（第１絶縁部材４ａ、第２絶縁部材４ｂ、第３絶縁部材４ｃ）が配設されている。絶縁部材４は、コイル２の導線２０とコア３とが接触する部分、すなわちコア３においてコイル２の導線２０が巻き付けられる部分に配置されている。なお、図７、図８では、コイル２の図示を省略している。

具体的に、第１絶縁部材４ａは、コア３において、第１スロット３２ａの内側の壁面３２１ａ、第１側面３１１における第１スロット３２ａと第２スロット３２ｂとの間、第２スロット３２ｂの内側の壁面３２１ｂ、第３側面３１３における第１スロット３２ａと第２スロット３２ｂとの間を覆うように配置されている。また、第２絶縁部材４ｂは、コア３の第１スロット３２ａにおける内側の壁面３２１ａ以外の壁面を覆うように配置されている。また、第３絶縁部材４ｃは、コア３の第２スロット３２ｂにおける内側の壁面３２１ｂ以外の壁面を覆うように配置されている。

図１〜図３に示すように、コイル２は、導線２０をスロット３２（第１スロット３２ａ、第２スロット３２ｂ）に通しつつ、コア３に螺旋状に巻回することにより、筒状に形成されている。具体的に、コイル２の導線２０は、コア３の第１スロット３２ａと第２スロット３２ｂとを交互に通過するように（第１スロット３２ａ内、第１側面３１１上、第２スロット３２ｂ内、第３側面３１３上の順に通過するように）巻回されている。また、コイル２の導線２０は、その一部がコア３の外部（第１側面３１１上、第３側面３１３上）に露出している。

なお、コイル２の導線２０は、断面形状が略長方形の平角導線であり、その表面がエナメルからなる絶縁被膜によって被覆されている。
また、図４、図５に示すように、コイル２の導線２０は、複数の短導線部２０ａと、短導線部２０ａよりも長い複数の長導線部２０ｂとを有し、これらを連結して構成されている。コア３の第１スロット３２ａ内及び第２スロット３２ｂ内には、短導線部２０ａと長導線部２０ｂとが交互に積層されている。短導線部２０ａ及び長導線部２０ｂは、それぞれ一対のスロット３２の双方を貫通している。なお、図４、図５では、短導線部２０ａと長導線部２０ｂとを簡略化して図示している。

図１、図４に示すように、各長導線部２０ｂの一端２０１ｂは、コア３における第２スロット３２ｂの第１側面３１１側の開口部３２２ｂ近傍において、積層方向（Ｘ方向）の一方側（第１端面３０１側）に隣接する短導線部２０ａの一端に溶接により接合されている。また、各長導線部２０ｂの他端２０２ｂは、コア３における第１スロット３２ａの第１側面３１１側の開口部３２２ａ近傍において、積層方向（Ｘ方向）の他方側（第２端面３０２側）に隣接する短導線部２０ａの一端に溶接により接合されている。長導線部２０ｂと短導線部２０ａとの接合部（溶接箇所Ｐ）は、コイル３の軸方向と平行に並んでいる。なお、図４には、短導線部２０ａと長導線部２０ｂとの溶接箇所Ｐを示してある。

次に、本例のリアクトル１の製造方法について説明する。
本例のリアクトルの製造方法は、以下の、コア作製工程と、導線部作製工程と、導線部配置工程と、コイル形成工程と、を備える。
コア作製工程においては、図６に示すごとく、内部を貫通するスロット３２を有するコア３を作製する。導線部作製工程においては、図９に示すような、短導線部２０ａ及び長導線部２０ｂを、それぞれ複数個作製する。導線部配置工程においては、図１０に示すごとく、複数の短導線部２０ａと複数の長導線部２０ｂとを、互いに交互に積層しつつ、それぞれの一部をスロット３２に挿通配置する。そして、コイル形成工程においては、図１に示すごとく、長導線部２０ｂを屈曲して、長導線部２０ｂの一端２０１ｂを積層方向の一方側に隣接する上記短導線部２０ａの一端に接合し、該長導線部２０ｂの他端２０２ｂを積層方向の他方側に隣接する短導線部２０ａの一端に接合して、コア３に巻回された状態のコイル２を形成する。

より具体的に説明すると、図９に示すように、Ｕ字状に加工した複数の短導線部２０ａ及び複数の長導線部２０ｂを準備する。短導線部２０ａおよび長導線部２０ｂの表面は、絶縁被膜によって被覆されているが、それぞれの両端部は、絶縁被膜から露出している。また、磁性粉末混合樹脂を用いて、第１スロット３２ａ及び第２スロット３２ｂを有する所定の形状のコア３を一体的に成形する（図６参照）。
次いで、コア３の所定の場所、具体的にはコア３においてコイル２の導線２０が巻き付けられる部分に絶縁部材４（４ａ〜４ｃ）を配置する（図７、図８参照）。

次いで、図１０に示すように、コア３の第１スロット３１ａ及び第２スロット３２ｂに、短導線部２０ａと長導線部２０ｂとを交互に積層して配置する。短導線部２０ａ及び長導線部２０ｂは、それぞれ一対のスロット３２の双方に挿通配置する。また、積層方向の両端には、長導線部２０ｂが配置されるようにする。このとき、短導線部２０ａの両端及び長導線部２０ｂの両端がコア３における第１スロット３２ａの開口部３２２ａ及び第２スロット３２ｂの開口部３２２ｂから突出するように配置する。短導線部２０ａと長導線部２０ｂとは、互いに同じ方向にそれぞれの両端部を突出させている。

次いで、コア３における第１スロット３２ａの開口部３２２ａから突出した長導線部２０ｂの一端を第２スロット３２ｂ側に折り曲げた後、第２スロット３２ｂの開口部３２２ｂ近傍において、積層方向（Ｘ方向）の一方側（第１端面３０１側）に隣接する短導線部２０ｂの一端に溶接する（図１、図４参照）。

また、コア３における第２スロット３２ｂの開口部３２２ｂから突出した長導線部２０ｂの他端を第１スロット３２ａ側に折り曲げた後、第１スロット３２ａの開口部３２２ａ近傍において、積層方向（Ｘ方向）の他方側（第２端面３０２側）に隣接する短導線部２０ａの一端に溶接する（図１、図４参照）。

なお、長導線部２０ｂと短導線部２０ａとの接合部は、コイル３の軸方向と平行に並べた状態とする。この状態で、長導線部２０ｂと短導線部２０ａとの接合（溶接）を行う。
また、本例では、コア３における第１スロット３２ａの開口部３２２ａ近傍及び第２スロット３２ｂの開口部３２２ｂ近傍において、短導線部２０ａと長導線部２０ｂとを一段飛ばしで連続的にアーク溶接する（図１、図４参照）。
以上により、本例のリアクトル１（図１〜図５参照）を得る。

次に、本例の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、磁性粉末混合樹脂により一体的に成形されたコア３には、その内部を貫通してなるスロット３２（第１スロット３２ａ、第２スロット３２ｂ）が設けられている。そして、コイル２を構成する導線２０は、コア３のスロット３２（第１スロット３２ａ、第２スロット３２ｂ）に対して巻回されている。すなわち、コイル２は、従来のようにコア３の内部に埋設されているわけではなく、予め一体的に成形されたコア３のスロット３２（第１スロット３２ａ、第２スロット３２ｂ）に導線２０を通して巻回することにより構成されている。

そのため、コイル２の一部（コイル２の導線２０の一部）が必ずコア３の外部に露出した状態となる。これにより、リアクトル１の使用時に、通電により発生したコイルの熱を容易に放熱させることができ、コイル２の放熱性を高めることができる。また、コイル２の一部が必ずコア３の外部に露出した状態となることから、リアクトル１の使用時に、コイル２とコア３との温度差、線熱膨張係数差によって発生する熱応力を抑制・分散することができる。これにより、コア３にクラック等の損傷が発生することを防止することができ、リアクトル１の耐久性・信頼性を向上させることができる。

また、リアクトル１は、予め所定の形状に成形されたコア３のスロット３２（第１スロット３２ａ、第２スロット３２ｂ）を貫通した状態でコイル２の導線２０が巻回されている。すなわち、コア３は、コイル２とは別に、予め所定の形状に成形しておく。そのため、コイルをコアの内部に埋設する従来の構造の場合に生じていた問題、具体的には、コアを成形時にコイルを覆っている磁性粉末混合樹脂の硬化収縮によってコイル側からコア側に応力が加わったり、それによってコアにクラック等の損傷が発生したりするという問題が生じるおそれがなくなる。

また、上述したように、コイル２の導線２０は、コア３のスロット３２（第１スロット３２ａ、第２スロット３２ｂ）を貫通しつつ巻回されている。そのため、例えば、コイル２の導線２０とコア３とが接触する部分（コア３においてコイル２の導線２０が巻き付けられる部分）に予め絶縁部材４（４ａ〜４ｃ）を配置した上で、コイル２の導線２０をコア３のスロット３２（第１スロット３２ａ、第２スロット３２ｂ）に挿通しつつ巻回すれば、コイル２とコア３２との間に絶縁部材４（４ａ〜４ｃ）を容易に介在させることができる。これにより、簡易な構造でコイル２とコア３との絶縁性を十分に確保することができる。

ただし、スロット３２を貫通しつつコア３に巻回された導線２０により構成されたコイル２は、仮に一本の導線によってこれを形成しようとした場合、極めて作業性が悪く、生産性の観点において現実的でない。これに対し、リアクトル１において、コイル２の導線２０は、複数の短導線部２０ａと複数の長導線部２０ｂとにより構成されている。つまり、コイル２を構成する導線２０が、複数の導線部（複数の短導線部２０ａおよび複数の長導線部２０ｂ）からなる。それゆえ、各短導線部２０ａ及び各長導線部２０ｂを、それぞれ個別にコア３のスロット３２に差し込むことにより、コイル２の導線２０を容易にコア３にセットできる。

また、コア３のスロット３２（第１スロット３２ａ、第２スロット３２ｂ）内には、短導線部２０ａと長導線部２０ｂとが、コイル２の軸方向に交互に積層されて配置されている。そして、長導線部２０ｂは、一端が積層方向の一方側に隣接する短導線部２０ａの一端に接合され、他端が積層方向の他方側に隣接する短導線部２０ａの一端に接合されている。このような短導線部２０ａと長導線部２０ｂとの積層配置および接合関係によって、螺旋状のコイル２を容易に形成することができる。すなわち、スロット３２を貫通しつつコア３に巻回された導線２０により構成されたコイル２は、上記のような短導線部２０ａと長導線部２０ｂとの積層配置および接合関係によって生産性よく得ることができる。

また、本例のように、短導線部２０ａと長導線部２０ｂとの溶接箇所をコア３の露出部分に設定することにより、短導線部２０ａと長導線部２０ｂとの溶接が容易となる。また、本例のように、その溶接箇所をコア３の第１スロット３２ａの開口部３２２ａ及び第２スロット３２ｂの開口部３２２ｂ近傍に揃えることにより、短導線部２０ａと長導線部２０ｂとの溶接を連続的に効率良く行うことができる。

また、コア３は一対のスロット３２（第１スロット３２ａ、第２スロット３２ｂ）を有し、短導線部２０ａ及び長導線部２０ｂは、それぞれ一対のスロット３２（第１スロット３２ａ、第２スロット３２ｂ）の双方を貫通している。それゆえ、コア３における一対のスロット３２の周囲の部分を、磁路として有効に利用することができるため、リアクトル１の磁気特性を向上させやすい。また、短導線部２０ａ及び長導線部２０ｂが、それぞれ一対のスロット３２（第１スロット３２ａ、第２スロット３２ｂ）の双方を貫通していることにより、短導線部２０ａ及び長導線部２０ｂを安定してコア３にセットしやすく、生産性を向上させることができる。

また、長導線部２０ｂと短導線部２０ａとの接合部（溶接箇所Ｐ）が、コイル３の軸方向と平行に並んでいる。これにより、複数の接合部を、効率的に形成することができる。すなわち、接合部（溶接箇所Ｐ）が、軸方向に平行に並んでいる場合、その方向に沿って複数の接合部（短導線部２０ａと長導線部２０ｂとの端部同士）の接合を順次行うことができる。それゆえ、より生産性に優れたリアクトル１を得ることができる。

また、コア３は、その外形が直方体形状を有する一部材によって構成されているため、コア３に対してコイル２を安定して配置しやすい。
また、コア３は磁性粉末混合樹脂により一体成形されているため、磁気特性に優れたリアクトル１を、容易かつ確実に得ることができる。また、コア３を磁性粉末混合樹脂によって構成する場合にはコア３におけるクラックの発生に留意する必要があるが、上述のごとく、クラックの生じ難い構造を採用することで、耐久性、信頼性に優れたリアクトル１を容易に得ることができる。

このように、簡易な構造でコイル２とコア３との絶縁性を確保することができ、コイル２の放熱性に優れ、さらに耐久性・信頼性に優れたリアクトル１及びその製造方法を提供することができる。

なお、本例のリアクトル１では、図１に示すように、Ｘ方向の幅とＹ方向の幅とがほぼ同じような直方体形状のコア３を用いているが、例えば、図１１に示すように、Ｘ方向の幅を小さく、Ｙ方向の幅を大きくした直方体形状のコア３を用いることもできる。このとき、スロット３２（第１スロット３２ａ、第２スロット３２ｂ）のＸ方向の幅を大きくすることにより、コイル２の巻き数を増やすことができる。この場合には、磁気性能の最適化、ならびに、リアクトル１を搭載する電力変換装置における部品配置の最適化が図りやすい。

（実施例２）
本例は、図１２に示すように、コイル２及びコア３を収容するケース５を備えたリアクトル１の例である。
同図に示すように、ケース５は、底部５１と底部５１から立設された側壁部５２とを有し、底部５１とは反対側を開口した箱型形状を呈している。底部５１の内部には、冷媒Ｗを流通させるための複数の冷媒流路５３が設けられている。

同図に示すように、コイル２を巻回させた状態のコア３は、第３側面３１３がケース５の底部５１側となるような向きでケース５内に収容されている。コア３の第１端面３０１、第２端面３０２、第２側面３１２、第４側面３１４は、ケース５の側壁部５２に当接している。また、コイル２の露出部分の一部は、ケース５の底部５１に当接している。

同図に示すように、コイル２及びコア３を収容したケース５内には、アルミナ等の高熱伝導率を有する無機質フィラーを含んだエポキシ樹脂、あるいはシリコーン樹脂からなる充填用絶縁樹脂６が充填されている。充填用絶縁樹脂６は、ケース５内に形成された隙間、さらにはコア３のスロット３２（第１スロット３２ａ、第２スロット３２ｂ）内に形成された隙間を埋めるように充填されている。
その他の基本的な構成は、実施例１と同様である。また、実施例１と同様の構成については、同様の符号を付し、その説明を省略している。

次に、本例のリアクトル１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は、コイル２及びコア３を収容するケース５を備えている。そして、コイル２は、コア３の外部に露出した部分の一部がケース５に対して当接している。そのため、リアクトル１の使用時、通電によりコイル２に発生した熱をコイル２の露出部分からケース５を介して効率良く放熱させることができる。これにより、コイル２の放熱性をより一層高めることができる。

また、コア３は、その一部がケース５に対して当接している。すなわち、リアクトルの使用時、通電によりコイル２が発熱するが、そのコイル２が巻回されているコア３も発熱する。したがって、上記構成とすることにより、コア３に発生した熱をケース５を介して効率良く放熱させることができる。これにより、コア３の放熱性を高めることができる。

また、コイル２及びコア３を収容したケース５内には、充填用絶縁樹脂６が充填されている。そのため、充填用絶縁樹脂６によってケース５内の隙間を埋めることにより、リアクトル１の耐振性を向上させることができる。また、充填用絶縁樹脂６によってコア３のスロット３２（第１スロット３２ａ、第２スロット３２ｂ）内の隙間を埋めることにより、コイル２とコア３との絶縁性をより一層高めることができる。また、本例のように、熱伝導率の高い充填用絶縁樹脂６をケース５内に充填すれば、コイル２及びコア３の放熱性をより一層高めることができる。

また、ケース５の内部には、冷媒Ｗを流通させるための冷媒流路５３が設けられている。そのため、ケース５を介したコイル２やコア３の放熱をより一層効率良く行うことができる。これにより、コイル２やコア３の放熱性をより一層高めることができる。
その他の基本的な作用効果は、実施例１と同様である。

１ リアクトル
２ コイル
２０ 導線
２０ａ 短導線部
２０ｂ 長導線部
３ コア
３２ スロット

Claims (9)

1. 内部を貫通するスロット（３２）を有するコア（３）と、
   上記スロット（３２）を貫通しつつ上記コア（３）に巻回された導線（２０）により構成されたコイル（２）とを備え、
   該コイル（２）の上記導線（２０）は、複数の短導線部（２０ａ）と該短導線部（２０ａ）よりも長い複数の長導線部（２０ｂ）とにより構成されており、
   上記コア（３）の上記スロット（３２）内には、上記短導線部（２０ａ）と上記長導線部（２０ｂ）とが、上記コイル（２）の軸方向に交互に積層されて配置されており、
   上記長導線部（２０ｂ）は、上記スロット（３２）の外において、一端（２０１ｂ）が積層方向の一方側に隣接する上記短導線部（２０ａ）の一端に接合され、他端（２０２ｂ）が積層方向の他方側に隣接する上記短導線部（２０ａ）の一端に接合されていることを特徴とするリアクトル（１）。
2. 請求項１に記載のリアクトル（１）において、上記コア（３）は、少なくとも一対の上記スロット（３２）を有し、上記短導線部（２０ａ）及び上記長導線部（２０ｂ）は、それぞれ上記一対のスロット（３２）の双方を貫通していることを特徴とするリアクトル（１）。
3. 請求項１又は２に記載のリアクトル（１）において、上記長導線部（２０ｂ）と上記短導線部（２０ａ）との接合部（Ｐ）が、上記コイル（３）の軸方向と平行に並んでいることを特徴とするリアクトル（１）。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のリアクトル（１）において、上記コア（３）は、その外形が直方体形状を有する一部材によって構成されていることを特徴とするリアクトル（１）。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のリアクトル（１）において、上記コア（３）は、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂により一体成形されていることを特徴とするリアクトル（１）。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のリアクトル（１）を製造する方法であって、
   内部を貫通するスロット（３２）を有するコア（３）を作製するコア作製工程と、
   複数の上記短導線部（２０ａ）及び複数の上記長導線部（２０ｂ）を作製する導線部作製工程と、
   複数の上記短導線部（２０ａ）と複数の上記長導線部（２０ｂ）とを、互いに交互に積層しつつ、それぞれの一部を上記スロット（３２）に挿通配置する導線部配置工程と、
   上記長導線部（２０ｂ）を屈曲して、該長導線部（２０ｂ）の一端（２０１ｂ）を積層方向の一方側に隣接する上記短導線部（２０ａ）の一端に接合し、該長導線部（２０ｂ）の他端（２０２ｂ）を積層方向の他方側に隣接する上記短導線部（２０ａ）の一端に接合して、上記コアに巻回された状態の上記コイルを形成するコイル形成工程と、を備えることを特徴とするリアクトルの製造方法。
7. 請求項６に記載のリアクトルの製造方法において、上記コア作製工程においては、少なくとも一対の上記スロット（３２）を有する上記コア（３）を作製し、上記導線部配置工程においては、上記短導線部（２０ａ）及び上記長導線部（２０ｂ）を、それぞれ上記一対のスロット（３２）の双方に挿通配置すすることを特徴とするリアクトルの製造方法。
8. 請求項６又は７に記載のリアクトルの製造方法において、上記コイル作製工程においては、上記長導線部（２０ｂ）と上記短導線部（２０ａ）との接合部（Ｐ）を、上記コイル（３）の軸方向と平行に並べた状態で、上記長導線部（２０ｂ）と上記短導線部（２０ａ）との接合を行うことを特徴とするリアクトルの製造方法。
9. 請求項６〜９に記載のリアクトルの製造方法において、上記コア作製工程においては、絶縁樹脂に磁性粉末を混合した磁性粉末混合樹脂により上記コア（３）を一体成形することを特徴とするリアクトルの製造方法。

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