JP5212891B2 - リアクトル - Google Patents

Description

本発明は、車両等に搭載されるリアクトル及びその組立方法に関し、特に、部品点数の削減化と、製作工程の簡素化を図ったコンパクトなリアクトル及びその組立方法に関する。

電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載されるリアクトルは、コアと、コアに巻回されたコイルとを備え、そのコアとコイルは、通常、板状部材等からなる台座又は容器状の保護ケース内に固定される。このようなリアクトルは、主として外部環境からの保護のため、コアとコイルの全体が樹脂材によってモールドされることが多い。

例えば、コアのうちコイルが巻回された部分と、コアを台座に固定するための固定部材のコイルに対向する部分と、台座のうちコイルに対向する部分と、が樹脂材によって一体的にモールドされたリアクトル装置とその製造方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。その固定部材は、台座に固定状態に立設される４本の脚部の上に、外部機器と接続される端子台を搭載しており、端子台と台座の間に配設されるコイルの両側部が、樹脂材によって覆われる。つまり、端子台は、コイルの両側部の樹脂材による被覆とは別に成形されている。

特開２００４−９５５７０号公報

しかし、特許文献１に記載のリアクトル等では、端子台と、その端子台を搭載する固定部材が別部材であるため、部品点数が多く、かつ、固定部材の４本の脚部を、ビスによって台座に固定する工程が必要とされるため、作業工数が多く、総じて、コスト高になることが懸念される。また、全体の構成が複雑で嵩高くなるという難点もある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされ、部品点数の削減化と、製作工程の簡素化を図ったコンパクトなリアクトル及びその組立方法を提供することを目的とする。

本発明のリアクトルは、一対のコイル巻回部を有するコアと、前記コイル巻回部に巻回されるコイルと、外部機器と接続するために前記コイルに接続される端子台と、を備えたリアクトルに関する。このリアクトルは、前記コア及びコイルと共に、前記端子台が、第１の樹脂材により一体的に封止もしくは成形される。

このような構成によれば、第１の樹脂材によって、端子台と共にリアクトル全体がモールドされるため、耐衝撃性や耐腐食性の良好なリアクトルを得ることができる。そのため、端子台をコアやコイル側に固定するための固定部材が不要になり、部品点数を削減することができる。これにより、コンパクト化と軽量化を実現することができる。また、端子台をコアやコイルに別途固定する必要がない。従って、部品点数の削減化と相まって、コストの低減化も可能となる。

このようなリアクトルでは、前記コイルの端末に一端が接続され、他端を前記端子台が形成される位置に臨ませたバスバーが設けられることが好ましい。

このようにすれば、バスバーをコイルやコアと樹脂材で一体にでき、別途バスバーをコイルやコアに固定する必要がない。また、バスバーを用いることで、コイルの端部と外部機器に接続される端子の位置の自由度を確保したリアクトルの成形性を向上できる。

また、前記コイルの端末に一端が接続された前記バスバーの他端を、前記端子台が形成される位置に臨ませた状態にて、前記バスバーを、第２の樹脂材によりインサート成形した中継部品が形成されてもよい。

特に、リアクトルを保護ケースに収納する場合、その保護ケースの上部に金型を組み付けるのが難しくなるため、予めバスバーをインサート成形した中継部品を形成しておけば、第１の樹脂材による一体成形時に金型が不要になるため、リアクトルの製作が容易になるという利点がある。

本発明のリアクトルの組立方法は、一対のコイル巻回部を有するコアと、前記コイル巻回部に巻回されるコイルと、外部機器と接続するために前記コイルに接続される端子台と、を備えたリアクトルの組立方法に関する。この組立方法では、前記コイルの端末と、前記端子台が形成される位置と、にバスバーを差し渡す工程と、前記端子台を、前記コア及びコイルと共に、第１の樹脂材により一体成形する工程と、を備える。

このような方法によれば、端子台を、コア及びコイルと共に、第１の樹脂材によって一体成形するので、端子台をコアやコイルに固定するための固定部材が不要になり部品点数の削減が可能となる。これにより、コンパクト化と軽量化を実現することができる。また、端子台をコアやコイルに別途固定する必要がない。従って、部品点数の削減化と相まって、コストの低減化も可能となる。尚、バスバーとコイルの端末との溶接等による電気的な接続作業は、第１の樹脂材による一体成形の前に行ってもよく、その後に行ってもよい。

また、本発明の別のリアクトルの組立方法は、一対のコイル巻回部を有するコアと、前記コイル巻回部に巻回されるコイルと、外部機器と接続するために前記コイルに接続される端子台と、を備えたリアクトルの組立方法に関する。この組立方法では、第２の樹脂材によりバスバーをインサート成形して中継部品を形成する工程と、前記コイルの端末と、前記端子台が形成される位置と、に前記中継部品にインサートされた前記バスバーを差し渡す工程と、前記端子台を、前記コア及びコイルと共に、第１の樹脂材により一体成形する工程と、を備える。

特に、リアクトルを保護ケースに収納する場合には、予めバスバーを第２の樹脂材によりインサート成形した中継部品を形成しておくことにより、保護ケースの上に金型を組み付ける面倒な手間を省いて、中継部品を所定の位置に配設した状態で、リアクトル全体を保護ケースと共に第１の樹脂材により一体成形することができる。これにより、リアクトル１の製作が容易になる。尚、この場合、中継部品の下部に第１の樹脂材に埋設される埋設部材を形成しておけば、中継部品の安定定着性が向上する。尚、バスバーとコイルの端末との溶接等による電気的な接続作業は、第１の樹脂材による一体成形の前に行ってもよく、その後に行ってもよい。

本発明のリアクトルは、端子台と共にリアクトル全体がモールドされるため、端子台を固定するための固定部材が不要になり、部品点数の削減が可能となる。

本発明のリアクトルの組立方法は、端子台と共にリアクトル全体がモールドされるため、端子台をコイルやリアクトルに固定する工程が省略できる。

本発明の別のリアクトルの組立方法は、予めバスバーをインサート成形した中継部品を含めてリアクトル全体を一体成形するので、リアクトルを保護ケースに収納する場合の製作が容易になる。

以下に、本発明の実施の形態に係るリアクトルについて図面を参照しつつ説明する。

図１（Ａ）はリアクトルの斜視図、（Ｂ）は樹脂材でモールドする前のリアクトルの斜視図、２（Ａ）バスバーの斜視図、（Ｂ）は巻回された状態のコイルの斜視図である。これらの図に示すように、このリアクトル１は、一対のコイル巻回部（符号省略）を有するコア２と、そのコイル巻回部に巻回されるコイル３１，３２と、外部機器と接続するためにコイル３１，３２に接続される端子台４と、を備えている。そして、その端子台４を、コア２及びコイル３１，３２と共に、樹脂材５（第１の樹脂材）によって一体成形している。その樹脂材５には、熱硬化性のものでは、例えばウレタン、エポキシ、シリコーン等を挙げることができる。

このような構成によれば、樹脂材５によって、端子台４を含めたリアクトル全体が一度にモールドされるため、効率的な成形で耐衝撃性や耐腐食性の良好なリアクトル１を得ることができる。また、端子台４をコアやコイルに固定するための固定部材等が不要になるため、部品点数を削減することができる。これにより、コンパクト化と軽量化を実現することができ、コストの低減化も可能となる。

より詳しく説明すると、樹脂材５によって一体成形する前の状態のリアクトル１を示す図１（Ｂ）に示すように、コイル３１，３２の端末３１ａ，３２ａと、バスバー６１，６２と、がそれぞれ接続されている。そのバスバー６１，６２は、図２（Ａ）に示すように、板金材の曲げ加工によって形成される。一方、図２（Ｂ）に示すように、巻線が巻回された状態のコイル３１，３２は、絶縁材からなるボビン７（図１（Ｂ）参照）を介して、コア２のコイル巻回部に巻装される。上述のバスバー６１，６２は、表面を露出させた状態で端子台４に一体化される孔付きの端部（他端）６１ｂ，６２ｂと、コイル３の端末３１ａ，３２ａに溶接等によって接続される端部（一端）６１ａ，６２ａと、を有している。その両端部６１ａ，６１ｂ間及び６２ａ，６２ｂ間には、下方に向けて折曲される下向きの凸部６１ｃ，６２ｃが形成される。このような立体形状のバスバー６１，６２は、樹脂材５によってモールドされたときに、その一部が樹脂材に埋設されることで固定状態が安定化する。なお、孔付きの端部（他端）６１ｂ，６２ｂは、図示しない外部機器が接続される端子になる。

図２（Ｂ）に示すコイル３１，３２の図示後方側の一方の端末３１ｂは上方に立ち上げられ、他方の端末３２ｂは、図示左方に折曲されて、一方の端末３１ｂの手前側に重なり溶接等によって、その両端末３１ｂ，３２ｂ同士が接続される。そして、この両端末３１ｂ，３２ｂ同士の接続部の上に、所定の間隔をおいて、バスバー６１，６２の孔付きの端部６１ｂ，６２ｂが端子台４を形成する位置に配置される。このような状態で、リアクトル全体が樹脂材５によって覆われるモールドが施され、図１（Ａ）に示すようなリアクトル１が形成される。このようなモールドに先立って、そのコイル３１，３２間の間隙８には、例えばセラミック薄板（アルミナ、窒化アルミ等，窒化珪素等）やシリコーン樹脂シート等の絶縁性吸熱材を介装するのが好ましい。このようにすれば、コイル３１，３２からの発熱を効果的に吸収することができる。

モールドされた状態では、端子台４が、リアクトル１の上面に一体化されており、コイル３１，３２の端末３１ａ，３２ａとバスバー６１，６２の端部６１ａ，６２ａとの接続部が、端子台４より一段低い位置の平面から突出している。このように、その接続部を外部に露出させることによって、その接続部からの放熱性を良好にすることができる。尚、コア２の四隅には、冷媒が循環される冷却ベース(図示省略)に固定するためのボルト９を挿通させるボルト孔(図示省略)が形成されている。

また、図１（Ａ）に示すリアクトル１は、コア２の下部に配設する台座やコア２とコイル３１，３２を覆う保護ケースを不要としているが、本発明は、これに限定されることなく、台座や保護ケースを設けてもよい。その場合においても、板状の台座や容器状の保護ケースを樹脂材５のモールドによって同時に一体化することができる。例えば、保護ケースを用いる場合、まず、コア２とコイル３１，３２を保護ケース内に収納し、その状態でコイル３１，３２の端末３１ａ，３２ａにバスバー６１，６２を溶接する。そして、保護ケース内に樹脂材を充填する際に、同時にバスバー６１，６２をインサート成形して端子台４を成形すればよい。

台座や保護ケース(図示省略)を設ける場合、コイル３１，３２と、台座や保護ケースの底板との間には、セラミック薄板（アルミナ、窒化アルミ、窒化珪素等）やシリコーン系樹脂シート等の絶縁性吸熱材を介装させてもよく、ペースト状の樹脂を台板やコイルに塗布してもよい。このようにすれば、台座や保護ケースとコイル３１，３２との間の絶縁性が向上すると共に、コイル３１、３２で発生した熱を絶縁性吸熱材等によって効率よく吸収できるため放熱性が向上する。また、本実施の形態では、端子台４をリアクトル１の上面に配置しているが、本発明は、図示は省略するが、端子台４の配設位置を特定するものではなく、その端子台４は、例えばリアクトル１の側面に設けてもよい。

このようなリアクトル１の組立方法は、次のように成形する。まず、コイル３１，３２の端末３１ａ，３２ａにバスバー６１，６２の一端６１ａ，６２ａを溶接等によって接続し、他端６１ｂ，６２ｂを端子台４が形成される位置に臨ませる。そして、端子台４を、コア２及びコイル３１，３２と共に、樹脂材５の一体成形によって形成する。尚、コイル３１，３２の端末３１ａ，３２ａと、バスバー６１，６２の一端６１ａ，６２ａとの溶接等による電気的な接続は、樹脂材５の一体成形の後で行ってもよい。その場合、樹脂材５による成形時の金型でバスバー６１，６２を所定位置に保持すればよい。

特に、リアクトル１を保護ケース(図示省略)に収納する場合、次のように２段階にモールドを行っても良い。例えば、樹脂材５による一体成形の前に、例えば図２（Ａ）のように成形したバスバー６１，６２を、第２の樹脂材により、略端子台形状にインサート成形して中継部品(図示省略)を形成する。次いで、この中継部品を所定の位置に配設した後、中継部品を含むリアクトル全体を第１の樹脂材（樹脂材５）でモールドしてもよい。その中継部品の一体化に際して、バスバー６１，６２の下向きの凸部６１ｃ，６２ｃを中継部品から下方に突出させて第１の樹脂材に埋設させるようにすれば、中継部品の第１の樹脂材への安定定着を図ることができる。また、このような下向きの凸部６１ｃ，６２ｃとは別に、第１の樹脂材に埋設させるための埋設部材（金属材，樹脂材等からなる）を中継部品の下部に突出させておいてもよい。この埋設部材は、第２の樹脂材の一部で成形されてもよい。

このような中継部品を介したリアクトル１の一体成形では、保護ケースの上に金型を組み付ける面倒な作業工程が不要になるため、リアクトル１の製作が容易になる利点がある。また、その中継部品におけるバスバー６１，６２の近傍等に、複雑な形状の部分が存在しても、その部分に予め確実に第２の樹脂材を充填させておくことができる利点もある。尚、第２の樹脂材は、第１の樹脂材（樹脂材５）と同一の樹脂材であっても異なる樹脂材であっても構わない。また、この場合においても、尚、コイル３１，３２の端末３１ａ，３２ａと、バスバー６１，６２の一端６１ａ，６２ａとの溶接等による電気的な接続は、第１の樹脂材の一体成形の前に行ってもよく、後で行ってもよい。

尚、本発明は、実施の形態に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜、必要に応じて改良、変更等は自由である。

本発明のリアクトルは、コスト安で軽量・コンパクトに形成されるため、例えば車載用等に好適に適用することができる。また、本発明のリアクトルの組立方法は、少ない工程で軽量化とコンパクト化を実現できるため、リアクトルの製作段階に好適に適用することができる。さらに、本発明の別のリアクトルの組立方法は、リアクトルを保護ケースに収納する場合に、金型を不要として、製作が容易になるため、リアクトルの製作段階に好適に適用することができる。

（Ａ）は本発明の実施の形態に係るリアクトルの斜視図、（Ｂ）は同リアクトルのモールド前の斜視図である。 （Ａ）はバスバーの斜視図、（Ｂ）は巻回された状態のコイルの斜視図である。

符号の説明

１ リアクトル ２ コア ３１，３２ コイル
３１ａ，３２ａ，３１ｂ，３２ｂ 端末
４ 端子台 ５ 樹脂材 ６１，６２ バスバー
６１ａ，６２ａ 一端 ６１ｂ，６２ｂ 他端 ６１ｃ，６２ｃ 凸部
７ ボビン ８ 間隙 ９ ボルト

Claims (5)

1. 一対のコイル巻回部を有するコアと、前記コイル巻回部に巻回されるコイルと、前記コイルに接続される端子台と、を備えたリアクトルであって、
   前記コイルの端末に一端が接続されるバスバーと、
   前記バスバーを第２の樹脂材によりインサート成形して前記端子台とする中継部品と、
   前記コア及びコイルと、前記中継部品とを一体的に封止もしくは成形する第１の樹脂材と、
   この一体的にした状態において、前記中継部品側からコイル側に突出して前記第１の樹脂材に埋設される埋設部材とを備えることを特徴とするリアクトル。
2. 前記バスバーは、その両端の途中にコイル側へ突出した凸部を有し、
   この凸部を中継部品からコイル側に突出させることで前記埋設部材を構成したことを特徴とする請求項1に記載のリアクトル。
3. 前記コアとコイルとを収納する保護ケースを備え、これら収納された部材の所定位置に前記中継部品を配置した状態で、保護ケース内に充填された前記第１の樹脂材により前記収納された部材及び中継部品を一体に成形してなることを特徴とする請求項１又は２に記載のリアクトル。
4. 前記コアは、リアクトルを設置対象に固定するためのボルトが挿通されるボルト孔を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリアクトル。
5. 前記一対のコイル巻回部の各々を覆うコイル同士の間に絶縁性吸熱材が介装されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のリアクトル。

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