JP2006351662A

JP2006351662A - リアクトルの製造方法

Info

Publication number: JP2006351662A
Application number: JP2005173349A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Yamamoto; 伸一郎山本; Hajime Kawaguchi; 肇川口; Hiroyuki Imanishi; 啓之今西
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2006-12-28

Abstract

【課題】組立作業性及び組立精度等の向上が図れるリアクトルの製造方法を提供する。
【解決手段】この製造方法では、中間磁性体部１１ｃ，１１ｄ及びギャップ１３ａ〜１３ｃの接合、及び、中間磁性体部１１ｅ，１１ｆ及びギャップ１３ｄ〜１３ｆの接合が行われ、２つの直線ブロック１７Ａ，１７Ｂが形成される。そして、その直線ブロック１７Ａ，１７Ｂが、樹脂部材７Ａ，７Ｂ及びコイル５Ａ，５Ｂに挿入される。２つのターン磁性体部１１ａ，１１ｂのうちの一方の両端部を樹脂部材７Ａ，７Ｂ内に挿入し、先に樹脂部材７Ａ，７Ｂ内に挿入されている直線ブロック１７Ａ，１７Ｂの一方側端部と接合する。続いて、ほぼ同様にして、他方のターン磁性体部１１ａ，１１ｂの両端部を樹脂部材７Ａ，７Ｂ内に挿入し、先に樹脂部材７Ａ，７Ｂ内に挿入されている直線ブロック１７Ａ，１７Ｂの他方側端部と接合する。
【選択図】図６

Description

本発明は、リアクトルの製造方法に関する。

リアクトルとして、略Ｕ字形の平面形状を有する２つのターン磁性体部と、その２つのターン磁性体部の間に複数ずつ介挿される中間磁性体部とを備える環状のコアと、コアの中間磁性体部が介挿される部分の外周を略覆うように、コアに外装される２つのコイルとを備えるものがある。

この種のリアクトルでは、コイルが外装されるコアの直線部分において、磁性体部の接合部がコイルの内側に隠れるため、その接合作業が行いにくく、組立作業性の低下や、組立精度の低下等を招いている。

そこで、本発明の解決すべき課題は、組立作業性及び組立精度等の向上が図れるリアクトルの製造方法を提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明では、略Ｕ字形の平面形状を有する２つのターン磁性体部と、その２つのターン磁性体部の間に複数ずつ介挿される中間磁性体部とを備える環状のコアと、前記コアの前記中間磁性体部が介挿される部分の外周を略覆うように、前記コアに外装される２つコイルとを備えるリアクトルの製造方法であって、前記複数の中間磁性体部を直線状に接合して２つの直線ブロックを形成する工程と、前記各直線ブロックに前記各コイルを外装する工程と、前記各コイルが外装された前記各直線ブロックの一方側端部と前記２つのターン磁性体部の一方とを接合する工程と、前記各直線ブロックの他方側端部と前記２つのターン磁性体部の他方とを接合する工程とを備える。

また、請求項２の発明では、略Ｕ字形の平面形状を有する２つのターン磁性体部と、その２つのターン磁性体部の間に複数ずつ介挿される中間磁性体部とを備える環状のコアと、前記コアの前記中間磁性体部が介挿される部分の外周を略覆うように、前記コアに外装される２つのコイルとを備えるリアクトルの製造方法であって、前記複数の中間磁性体部を直線状に接合して２つの直線ブロックを形成する工程と、前記各直線ブロックの一方側端部と前記２つのターン磁性体部の一方とを接合する工程と、前記ターン磁性体部と接合された前記各直線ブロックに前記コイルを外装する工程と、前記各直線ブロックの他方側端部と前記２つのターン磁性体部の他方とを接合する工程とを備える。

また、請求項３の発明では、請求項１又は２の発明に係るリアクトルの製造方法において、前記各磁性体部間には、ギャップが介挿される。

請求項１ないし３に記載の発明によれば、コイルを外装する前に、中間磁性体部を直線状に接合して２つの直線ブロックを形成するため、コイルが障害となることなく、この直線ブロックにおける磁性体部の接合作業を行うことができ、その結果、組立作業性及び組立精度等の向上が図れる。

また、最後に２つのうちの残りのターン磁性体部を接合するときに、ギャップ長の調整等によるインダクタンスの調整を行いながらターン磁性体部の接合を行うことができ、リアクトルの信頼性を向上させることができる。

図１は本発明の一実施形態に係るリアクトルの製造方法が適用されるリアクトルを磁気経路と平行な面で切った断面図であり、図２は図１のリアクトルのＡ１−Ａ１線に沿った断面図である。このリアクトル１は、図１及び図２に示すように、略トロイダル形状（例えば、略矩形トロイダル形状）のコア３と、コア３の外周に外装された２つのコイル５Ａ，５Ｂと、樹脂部材（ボビン）７Ａ，７Ｂとを備えて構成されており、ハイブリッド車又は電気自動車の駆動用の電源系統（特に、昇圧コンバータ）に用いられる。

コア３は、複数（例えば、６つ）の磁性部１１ａ〜１１ｆ（これらを総称する場合には、符号「１１」を用いる）と、少なくとも１つ（例えば、６つ）のギャップ１３ａ〜１３ｆ（これらを総称する場合には、符号「１３」を用いる）とを備えて構成されている。

平面視略Ｕ字形の２つの磁性体部（ターン磁性体部）１１ａ，１１ｂが、コア３の４辺のうちの対向する２辺の部分と、その辺の両側のターン部と、残りの２辺（以下、コイル外装部１５Ａ，１５Ｂという）の両端部を構成し、略直方体形状を有する残りの２組の磁性体部（中間磁性体部）１１ｃ，１１ｄ及び１１ｅ，１１ｆが、コイル外装部１５Ａ，１５Ｂの中間部を構成するようになっている。

各磁性体部１１ａ〜１１ｆは、金属磁性粉末、又は所定の絶縁被膜で覆った金属磁性粉末を樹脂で結合した圧粉磁性体により構成されており、圧粉磁性材料を所定の成型用の型に充填して加圧、圧縮した後、加熱処理することにより形成される。なお、本実施形態では、磁性体部１１ａ〜１１ｆを圧粉磁性体で形成したが、これらを珪素鋼板で形成してもよい。

ギャップ１３ａ〜１３ｆは、耐熱性及び線膨張係数の点で良好なセラミック（アルミナ等）で形成された、厚みが１ｍｍ程度の板状部材であり、図１に示すように、コア３の各磁性体部１１ａ〜１１ｆ間にそれぞれ介挿されている。ギャップ１３ａ〜１３ｆの断面形状（なお、この「断面」とは磁気経路に垂直な断面をいう。以下同様。）及び断面サイズは、各磁性体部１１ａのギャップ１３ａ〜１３ｆと当接する端面の形状（例えば、矩形）及びサイズと一致されている。このため、コア３のコイル外装部１５Ａ，１５Ｂは、磁気経路に沿って直線的かつ寸胴な形状となっている。

コア３の各ギャップ介挿部における磁性体部１１とギャップ１３との接合は、次のようにして行われる。すなわち、各ギャップ介挿部では、図３及び図４に示すように、磁性体部１１とギャップ１３との当接部２１の外周にその全周にわたって接着剤２３を付与することにより、磁性体部１１とギャップ１３とが接着されている。接着剤２３には、耐熱性に優れたエポキシ系接着剤が用いられる。

より詳細には、各ギャップ介挿部において、接着剤２３は、各ギャップ１３の両側に位置する当接部２１ごとに独立して（互いに離間して）付与されている。この変形例として、各ギャップ介挿部において、接着剤２３が、各ギャップ１３の両側に位置する２箇所の当接部２１を一度に覆うように付与されるようにしてもよい。

コイル５Ａ，５Ｂは、例えばエッジワイズに巻回された平角線により構成され、コア３のコイル外装部１５Ａ，１５Ｂの３箇所のギャップ介挿部を一度に覆うように外装されている。なお、変形例としてコイル５Ａ，５Ｂを丸線により構成してもよい。

樹脂部材７Ａ，７Ｂは、耐熱性に優れた樹脂（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ））によって一体成形されており、内外周の形状が寸胴な形状となっている。樹脂部材７Ａ，７Ｂの内部空洞の断面形状は、コア３のコイル外装部１５Ａ，１５Ｂにぴったりと外嵌するような形状（例えば、矩形状）に設定されており、その外周部の断面形状はコイル５Ａ，５Ｂの内周部にぴったりと内嵌するような形状（例えば、矩形の角部が大きく丸められた形状）に設定されている。

このようなリアクトル１Ａの組み立ては次のようにして行われる。

まず、図５に示すように、コア３のコイル外装部１５Ａ，１５Ｂの組み立て（接合）を行う。すなわち、中間磁性体部１１ｃ，１１ｄ及びギャップ１３ａ〜１３ｃの接合、及び、中間磁性体部１１ｅ，１１ｆ及びギャップ１３ｄ〜１３ｆの接合が行われ、図５に示すような２つの直線ブロック１７Ａ，１７Ｂが形成される。そして、その直線ブロック１７Ａ，１７Ｂが、樹脂部材７Ａ，７Ｂに挿入される。このとき、コイル５Ａ，５Ｂは、直線ブロック１７Ａ，１７Ｂを樹脂部材７Ａ，７Ｂに挿入する前に樹脂部材７Ａ，７Ｂに外挿してもよいし、直線ブロック１７Ａ，１７Ｂを樹脂部材７Ａ，７Ｂに挿入した後に樹脂部材７Ａ，７Ｂに外挿してもよい。

続いて、図６に示すように、２つのターン磁性体部１１ａ，１１ｂのうちの一方の両端部を樹脂部材７Ａ，７Ｂ内に挿入し、先に樹脂部材７Ａ，７Ｂ内に挿入されている直線ブロック１７Ａ，１７Ｂの一方側端部と接合する。続いて、ほぼ同様にして、他方のターン磁性体部１１ａ，１１ｂの両端部を樹脂部材７Ａ，７Ｂ内に挿入し、先に樹脂部材７Ａ，７Ｂ内に挿入されている直線ブロック１７Ａ，１７Ｂの他方側端部と接合する。このターン磁性体部１１ａ，１１ｂの接合作業は、例えば、磁性体部１１ａ，１１ｂと樹脂部材７Ａ，７Ｂとの間の隙間を介し、ギャップ１３ａ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｆとターン磁性体部１１ａ，１１ｂの一方との当接部２１の外周に接着剤２３を付与することにより行われる。

このとき、樹脂部材７Ａ，７Ｂによって直線ブロック１７Ａ，１７Ｂをコイル５Ａ，５Ｂが位置決めされた状態で、磁性体部１１ａ，１１ｂの両端部を樹脂部材７Ａ，７Ｂ内に挿入するだけで、その両端部が樹脂部材７Ａ，７Ｂにガイドされて適切に位置合わせされて直線ブロック１７Ａ，１７Ｂと当接するようになっているため、磁性体部１１ａ，１１ｂの接合作業を容易に行うことができるようになっているとともに、コイル５Ａ，５Ｂの位置決めも容易に行えるようになっている。

なお、変形例として、図７に示すように、直線ブロック１７Ａ，１７Ｂの一方側端部とをターン磁性体部１１ａ（又は１１ｂ）とを先に接合した状態で、直線ブロック１７Ａ，１７Ｂの外周に樹脂部材７Ａ，７Ｂ及びコイル５Ａ，５Ｂを外装するようにしてもよい。

以上のように、本実施形態によれば、コイル５Ａ，５Ｂ等を外装する前に、中間磁性体部１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆを直線状に接合して２つの直線ブロック１７Ａ，１７Ｂを形成するため、コイル５Ａ，５Ｂ等が障害となることなく、この直線ブロック１７Ａ，１７Ｂにおける磁性体部１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ等の接合作業を行うことができ、その結果、組立作業性及び組立精度等の向上が図れる。

また、最後に２つのうちの残りのターン磁性体部１１ａ，１１ｂを接合するときに、ギャップ長の調整等によるインダクタンスの調整を行いながらターン磁性体部１１ａ，１１ｂの接合を行うことができ、リアクトル１の信頼性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係るリアクトルの製造方法が適用されるリアクトルを磁気経路と平行な面で切った断面図である。図１のリアクトルのＡ１−Ａ１線に沿った断面図である。図１のリアクトルのギャップ介挿部の斜視図である。図３のギャップ介挿部の断面図である。図１のリアクトルの組立工程を示す図である。図１のリアクトルの組立工程を示す図である。図５及び図６の組立工程の変形例を示す図である。

符号の説明

１，１Ａ〜１Ｃリアクトル
３コア
５Ａ，５Ｂコイル
７Ａ，７Ｂ樹脂部材
１１，１１ａ〜１１ｆ磁性体部
１３，１３ａ〜１３ｆギャップ
１５Ａ，１５Ｂコイル外装部
１７Ａ，１７Ｂ直線ブロック
２３接着剤

Claims

略Ｕ字形の平面形状を有する２つのターン磁性体部と、その２つのターン磁性体部の間に複数ずつ介挿される中間磁性体部とを備える環状のコアと、
前記コアの前記中間磁性体部が介挿される部分の外周を略覆うように、前記コアに外装される２つコイルと、
を備えるリアクトルの製造方法であって、
前記複数の中間磁性体部を直線状に接合して２つの直線ブロックを形成する工程と、
前記各直線ブロックに前記各コイルを外装する工程と、
前記各コイルが外装された前記各直線ブロックの一方側端部と前記２つのターン磁性体部の一方とを接合する工程と、
前記各直線ブロックの他方側端部と前記２つのターン磁性体部の他方とを接合する工程と、
を備えることを特徴とするリアクトルの製造方法。
略Ｕ字形の平面形状を有する２つのターン磁性体部と、その２つのターン磁性体部の間に複数ずつ介挿される中間磁性体部とを備える環状のコアと、
前記コアの前記中間磁性体部が介挿される部分の外周を略覆うように、前記コアに外装される２つのコイルと、
を備えるリアクトルの製造方法であって、
前記複数の中間磁性体部を直線状に接合して２つの直線ブロックを形成する工程と、
前記各直線ブロックの一方側端部と前記２つのターン磁性体部の一方とを接合する工程と、
前記ターン磁性体部と接合された前記各直線ブロックに前記コイルを外装する工程と、
前記各直線ブロックの他方側端部と前記２つのターン磁性体部の他方とを接合する工程と、
を備えることを特徴とするリアクトルの製造方法。
請求項１又は２に記載のリアクトルの製造方法において、
前記各磁性体部間には、ギャップが介挿されることを特徴とするリアクトルの製造方法。