JP6005961B2 - リアクトル及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、電気自動車やハイブリッド車などの車両に使用されるリアクトル及びその製造方法に関する。

従来から、車載用のリアクトルとして、インダクタンスの低下を防止する目的で、複数のコア材間に所定の幅を有する磁気的なギャップを持たせたものが知られている。この種のリアクトルでは、各コア材間のギャップ部分にセラミックス等のスペーサを挟みこみ、隣り合うコア材とスペーサとを接着剤を用いて接着し、一体化したコアを使用している。

このようにして形成されたコアに対してコイルを巻回することでリアクトルが構成される。この場合、コアとコイルの絶縁には、樹脂製のボビン又はコア全体を樹脂でモールドするモールドコアが使用される。特に、車載用のリアクトルとしては、耐震性、耐候性を考慮して、下記の特許文献に示すように、モールドコアが使用されることが多い。

特開２００８−７８２１９号公報 特開２０１０−２６７９３２号公報 特開２０１０−２３８７９８号公報

ギャップ付きのコアは複数のコア材とスペーサとから構成されるため、この種のモールドコアを製造する場合、樹脂成形用の金型内に複数のコア材とスペーサをセットして、金型内に樹脂を充填する。しかし、複数のコア材とスペーサを金型内に正確に位置決めすることは困難であり、コア材間の位置ずれが生じたり、それを防止するために金型の形状が複雑になる問題がある。

コア材間の位置ずれを防止するため、予め各コア材とスペーサを接着剤で固定してから金型内にセットし、樹脂を充填することも行われている。しかし、この方法では、コア材とスペーサの接着工程が必要となり、製造工程が複雑化する。

このように、従来技術では、モールドコア内における各コア材の正確な位置決めが難しく、その製造が困難であるとか、製造されたモールドコアが設計通りの性能を発揮できないといった問題があった。

本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものである。すなわち、本発明は、金型内におけるコア材の位置決めが簡単で、複数のコア材をモールドした樹脂内に正確に配置することのできるリアクトル及びその製造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、次のような特徴を有する。
（１）２つのヨーク部側コア材とそれらをつなぐＩ字型の脚部型コア材を含む環状のモールドコアと、前記モールドコアの周囲を巻回するコイルとを有する。
（２）環状のモールドコアは２つの分割コアから成る。
（３）第１の分割コアは、樹脂からなる左右の脚部と一続きで、前記左右の脚部を繋ぐヨーク部を備えている。
（４）前記ヨーク部は、内部に第１のヨーク部側コア材を埋設して有している。
（５）前記左右の脚部は、前記ヨーク部側コア材の端面の外周から伸びる筒形中空のコア装着部を備えている。
（６）前記コア装着部内には、全てのＩ字形の脚部側コア材が挿通されている。
（７）第２の分割コアは、内部に第２のヨーク部側コア材を埋設して有するヨーク部を備える。

前記のような構成を有するリアクトルを製造する方法も、本発明の一態様である。

本発明によれば、次のような効果が発揮される。
（１）金型内にコア材をセットするのに先立って複数のコア材を接着しておく必要がなく、また、金型内にセットするコア材の数が少ないため、金型内におけるコア材の位置決めを容易且つ正確に行える。
（２）分割コアに後から装着されるコア材は、予めモールドされたコア材と一体に形成された樹脂製の装着部によって位置規制されるから、各コア材間の位置ずれの恐れがない。その結果、複数のコア材からなるモールドコアを容易に製造することができる。
（３）各コア材間の位置を高い精度で確保できるので、リアクトルの性能を設計通り発揮できる。
（４）第１の分割コアのみに脚部側コア材を装着し、第２の分割コアに対する脚部側コア材の装着作業が不要となり、装着作業が一度で済む利点がある。

本発明の実施形態のリアクトルの組立状態を示す斜視図。 図１のリアクトルの分解斜視図。 図１のリアクトルの製造方法を示す断面図。

１．実施形態の構成
図１及び図２に示すとおり、本実施形態のリアクトルは、モールドコア１と、このモールドコア１に巻回されたコイル１００と、モールドコア１及びコイル１００を収納するケース１０１とから構成される。モールドコア１は、第１の分割コア１１と第２の分割コア１２を突き合わせて一体化して環状としたものである。

第１の分割コア１１は、左右の脚部１１ａ，１１ｂとそれを繋ぐヨーク部１１ｃから成り、図３に示すように、Ｕ字形をした第１のヨーク部側コア材２１を樹脂３内部にモールドすることにより形成されている。第1の分割コア１１の左右の脚部１１ａ，１１ｂには、樹脂３の内部にモールドされているヨーク部側コア材２１の左右の端部の表面２１ａがそれぞれ露出している。

第1の分割コア１１の左右の脚部１１ａ，１１ｂには、前記ヨーク部側コア材２１の端部の表面の外周から伸びる筒形のコア装着部４ａ，４ｂが、前記ヨーク部側コア材２１の外周にモールドされている樹脂３によって、一体に形成されている。この筒形のコア装着部４ａ，４ｂ内には、それぞれＩ字形の脚部側コア材５１，５２，５３がスペーサ６を挟んで嵌め込まれている。また、樹脂３内部にモールドされている第１のヨーク部側コア材２１の端部の表面２１ａと、脚部側コア材５１の表面とがスペーサ６を挟んで配置されている。

第２の分割コア１２は、左右の脚部１２ａ，１２ｂとそれを繋ぐヨーク部１２ｃから成り、図３に示すように、Ｕ字形をした第２のヨーク部側コア材２２を樹脂３内部にモールドすることにより形成されている。第２の分割コア１２の左右の脚部１２ａ，１２ｂの端部には、樹脂３の内部にモールドされている第２のヨーク部側コア材２２の左右の端部の表面２２ａがそれぞれ露出している。

第１の分割コア１１に形成されたコア装着部４ａ，４ｂの先端には、第1の分割コア１１と第２の分割コア１２を突き合わせた場合に、両者の位置決めを行う係止部材が設けられている。すなわち、第１の分割コア１１のコア装着部４ａ，４ｂの上面と下面に凹部８が設けられ、第２の分割コア１２の脚部１２ａ．１２ｂの上面と下面にこの凹部８に係合する舌片７が設けられている。

第１と第２の分割コア１１，１２のヨーク部１１ｃ，１２ｃには、コイル１００を巻回したモールドコア１をケース１０１に固定するための固定金具９が一体に設けられている。この固定金具９の基部は、第１と第２の分割コア１１，１２を構成する樹脂３内部にヨーク部側コア材２１，２２と共にモールドされている。固定金具９にはボルト孔１０が開口しており、このボルト孔１０内に別途用意したボルトを挿入し、そのボルトの先端をケース１０１に設けたネジ穴（図示せず）にねじ込むことにより、モールドコア１はケース１０１に固定されている。

２．実施形態の作用
本実施形態のリアクトルは、前記のような構成を有するものであって、このリアクトルを製造する方法は、次の通りである。
（１）左右の脚部１１ａ，１１ｂとそれを繋ぐヨーク部１１ｃ、及び筒形のコア装着部４ａ，４ｂを形成することのできる金型内に、Ｕ字形をした第１のヨーク部側コア材２１と固定金具９をセットし、金型内に樹脂３を充填して固化した後、金型から取り出すことで第１の分割コア１１を作製する。

（２）左右の脚部１２ａ，１２ｂとそれを繋ぐヨーク部１２ｃを形成することのできる金型内に、Ｕ字形をした第２のヨーク部側コア材２２と固定金具９をセットし、金型内に樹脂３を充填して固化した後、金型から取り出すことで第２の分割コア１２を作製する。

（３）作製された第１の分割コア１１のコア装着部４ａ，４ｂ内にスペーサ６とＩ字形の脚部側コア材５１〜５３を挿入する。この場合、各コア材とスペーサとは、接着剤によって接合しても良いし、単にコア装着部４ａ，４ｂ内にスペーサ６と脚部側コア材５１〜５３をはめ込んでも良い。

（４）コア材とスペーサを装着した第１の分割コア１１の２つのコア装着部４ａ，４ｂをコイル１００の内側に挿入することで、コアの脚部にコイル１００を装着する。

（５）第１の分割コア１１のコア装着部４ａ，４ｂの端部と第２の分割コア１２の脚部１２ａ，１２ｂの端部を、その内部に嵌め込まれているスペーサ６と第２のヨーク部側コア材２２の端部の表面２２ａが接触するように突き合わせて、環状のモールドコア１を形成する。この場合、第１の分割コア１１と第２の分割コア１２に形成した舌片７と凹部８とを嵌め合わせることで、２つの分割コア１１，１２の位置決めを行う。

（６）コイル１００を装着した環状のモールドコア１をケース１０１内に収納し、図示しないボルトと固定金具９を利用してモールドコア１とケース１０１を固定する。

３．実施形態の効果
本実施形態のリアクトル及びその製造方法は、次のような効果を奏する。
（１）樹脂３内にモールドするコア材はヨーク部側コア材２１または２２だけであるため、複数のコア材を同時にモールドする従来技術に比較して、金型内におけるヨーク部側コア材２１，２２の位置決めが容易かつ正確に行える。

（２）脚部側コア材５１〜５３及びスペーサ６は、第１の分割コア１１の樹脂３に形成された筒状のコア装着部４ａ，４ｂに案内されて、樹脂３内にモールドされた第１のヨーク部側コア材２１と位置決めされるので、各コア材及びスペーサを正確に位置決めできる。

（３）脚部側コア材５１〜５３及びスペーサ６は、第１の分割コア１１の樹脂３に形成された筒状のコア装着部４ａ，４ｂに嵌め込まれており、第２の分割コア１２側では脚部側コア材及びスペーサの装着作業が不要である。そのため、それぞれの分割コアに対して脚部側コア材及びスペーサを装着した後、分割コア同士を接合する場合に比較して、脚部側コア材及びスペーサの装着作業や２つのコアの接合作業が簡単に行える。

（４）脚部側コア材及びスペーサは、樹脂３に形成された筒状のコア装着部４ａ，４ｂによって周囲から保持されているので、接着剤を使用しなくても、各コア材とスペーサとの接触状態を確保でき、組み立て作業が簡便化する。もちろん、接着剤を使用することも可能である。

（５）脚部側コア材及びスペーサは、樹脂３に形成された筒状のコア装着部４ａ，４ｂによって被覆されているので、コイル１００とコア材との絶縁を確実に行うことができる。

（６）２つの分割コア１１，１２は、両端の固定金具９をケース１０１にボルト締めすることで固定されるため、分割コアの接合部分に、両者の接合状態を保持するような他の部材が不要である。特に、２つのコアが離れないように接合部分に係止部材を設けたり、接合部分の周囲を樹脂やコイルボビンで固定する必要が無く、リアクトルの構成を簡略化できる。

４．他の実施形態
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような他の実施形態も含有する。

（１）筒状のコア装着部４ａ，４ｂ内に装着する脚部側コア材及びスペーサの数は図示のものに限定されず、それ以上またはそれ以下の数でも良い。また、個々の脚部側コア材やスペーサの脚部軸方向の寸法（厚さ）を左右のコア装着部４ａ，４ｂで異なったものとしたり、同じコア装着部４ａ，４ｂ内でも異なった寸法のものを使用することができる。

（２）第１のヨーク部側コア材２１と第２のヨーク部側コア材２２をＵ字形ではなく、Ｉ字形の部材とすることもできる。その場合、Ｉ字形をしたヨーク部側コア材２１，２２の左右の表面に、環状のコアの脚部側に対向した露出部を設け、その部分にスペーサ６を挟んで脚部用のＩ字形コアを配置する。

（３）第１の分割コア１１に対する脚部側コア材やスペーサの装着と、コイルの装着は、いずれの作業を先に行っても良い。

（４）突き合わされた２つの分割コア１１，１２を、一体に固定する手段としては、モールドコアに設けた固定金具とケースとをボルト締めする以外に、他の手段を採用することができる。例えば、ベルト状の締結金具で２つの分割コア１１，１２を周囲から固定したり、環状のモールドコアとコイルの全体を更に樹脂でモールドしても良い。

（５）２つの分割コアの位置決めを行う係止部材は、分割コア１１，１２のコア装着部以外の箇所に設けることもできる。また、係止部材としては、前記のように単に位置決めを行うための舌片７と凹部８以外に、凹部と係止爪のように互いに係合して、組み合わせた２つの分割コア１１，１２が外れないようにする構造の部材も使用可能である。一方のコア装着部に舌片と凹部を設け、他方のコア装着部にこれと対応する舌片と凹部を設けることもできる。更に、一方のコア装着部の先端に他方のコア装着部の先端がはまり込む筒状の部材を設けても良い。また、係止部材は、図示のように必ずしもコア装着部に限らず、脚部の他の位置に設けることもできる。

１…モールドコア
１１…第１の分割コア
１２…第２の分割コア
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ…脚部
１１ｃ，１２ｃ…ヨーク部
２１…第１のヨーク部側コア材
２２…第２のヨーク部側コア材
３…樹脂
４ａ，４ｂ…コア装着部
５１〜５３…脚部側コア材
６…スペーサ
７…舌片
８…凹部
９…固定金具
１００…コイル
１０１…ケース

Claims (7)

1. ２つのヨーク部側コア材とそれらをつなぐＩ字型の脚部型コア材を含む環状のモールドコアと、前記モールドコアの周囲を巻回するコイルとを有するリアクトルであって、
   前記環状のモールドコアは、２つの分割コアから成り、
   第１の分割コアは、樹脂からなる左右の脚部と一続きで、前記左右の脚部を繋ぐヨーク部を備え、
   前記ヨーク部は、内部に第１のヨーク部側コア材を埋設して有し、
   前記左右の脚部は、前記ヨーク部側コア材の端面の外周から伸びる筒形中空のコア装着部を備え、
   前記コア装着部内には、全てのＩ字形の脚部側コア材が挿通され、
   第２の分割コアは、内部に第２のヨーク部側コア材を埋設して有するヨーク部を備える ことを特徴とするリアクトル。
2. 前記筒形中空のコア装着部内にスペーサが装着され、前記Ｉ字形の脚部側コア材の表面と、前記第１のヨーク部側コア材の表面との間に前記スペーサが配置されていることを特徴とする請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記分割コアに設けられた脚部に、他の分割コアとの位置決めを行う係止部材が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリアクトル。
4. 前記分割コアの樹脂に、固定金具が埋設されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
5. ２つのヨーク部側コア材とそれらをつなぐＩ字型の脚部型コア材を含む環状のモールドコアと、前記モールドコアの周囲を巻回するコイルとを有するリアクトルの製造方法であって、
   金型内に第１のヨーク部側コア材をセットし、この金型内に樹脂を充填して固化することで、樹脂の内部に第１のヨーク部側コア材をモールドすると共に、モールド樹脂における第１のヨーク部側コア材の端部に筒形をした一対のコア装着部を一続きで形成して成る第１の分割コアを作製する工程と、
   金型内に第２のヨーク部側コア材をセットし、この金型内に樹脂を充填して固化することで、樹脂の内部に第２のヨーク部側コア材をモールドして成る第２の分割コアを作製する工程と、
   第１の分割コアに形成された一対の筒形をしたコア装着部内に、全てのＩ字形の脚部側コア材を装着する工程と、
   コア材を装着した第１の分割コアに設けられた２つのコア装着部をコイルの内側に挿入する工程と、
   コイルを装着した第１の分割コアと、第２の分割コアの脚部の端部同士を突き合わせて環状のモールドコアを形成する工程と、
   を有することを特徴とするリアクトルの製造方法。
6. 前記Ｉ字型の脚部側コア材を装着する工程が、スペーサと前記Ｉ字型の脚部側コア材を装着する工程であることを特徴とする請求項５に記載のリアクトルの製造方法。
7. コイルが巻回された環状のモールドコアをケースに固定する工程を有することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のリアクトルの製造方法。

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