JP2011071466A - リアクトル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リアクトル1αは、巻線2wを螺旋状に巻回してなるコイルと、コイル内に挿通された内側コア部とこの内側コア部に連結される外側コア部32とを有し、両コア部で閉磁路を形成する磁性コア3とを具える。コイルは、その外周を内側樹脂部4により覆われて、その形状が保持されたコイル成形体20αになっている。コイル成形体20αと磁性コア3との組合体10の外周は、外側樹脂部5αに覆われている。リアクトル1αは、ケースを有しておらず、小型である。外側コア部32の設置側の面(コア設置面32d)が外側樹脂部5αから露出されており、固定対象に直接接触できるため、放熱性に優れる。コイル成形体20αを具えることで、リアクトル1αを組み立てる際、コイルを取り扱い易く、生産性に優れる。
【選択図】図1
Description
通常、リアクトルに組み付ける前のコイルは、そのままであると、形状が保持できず、伸縮したりする。そのため、リアクトルを組み立てる際、形状が不安定でコイルを取り扱い難く、リアクトルの生産性の低下を招く。特に、スプリングバックにより、隣り合うターン間に比較的大きな隙間があいているコイルでは、そのまま磁性コアに配置すると磁性コアにおけるコイルの配置箇所が長くなり、リアクトルが大型化する。そこで、リアクトルを小型にするために、所望の長さとなるようにコイルを圧縮しながらリアクトルを組み立てると、組立作業性が悪い。特許文献1に記載されるように一対の枠状部材でコイルを挟み、かつ中ケースに収納してコイルを圧縮状態に保持する場合、部品点数及び工程が多い。特許文献2,3ではいずれも、コイルの取り扱いについて十分に検討していない。以上から、作業性の改善、生産性の向上が望まれている。
昨今、ハイブリッド自動車などの車載部品には、小型化、軽量化が望まれている。特許文献1に記載されるように外ケースを具える場合、更なる小型化が困難である。特許文献2に記載されるようにケースを省略すると小型になるものの、コイルや磁性コアがむき出しの状態になるため、粉塵や腐食などの外部環境からの保護や強度などの機械的な保護などを図ることができない。
特許文献3に記載されるようにケースを省略し、かつコイルと磁性コアとの組立物の外周を樹脂により覆うことで、小型化及び組立物の保護が図れるものの、コイル及び磁性コアの全周を樹脂により覆うことで放熱性の低下を招く。ここで、ケースを具えるリアクトルでは、アルミニウムといった金属製のケースとすることで当該ケースを放熱経路にも利用できる。このようなケースを省略しても放熱性に優れるリアクトルの開発が望まれる。
(1) 上記コア設置面は、上記内側コア部において設置側となる面よりも突出されている。
(2) 上記コア設置面は、上記外側樹脂部から露出されている。
(2) 内側コア部が存在しない状態でコイルのみを内側樹脂部で成形した成形物のみに同様のヒートサイクル試験を行った場合、当該成形物におけるコイルの内周側の樹脂部分にはクラックが生じない。
以下、図1〜3を参照して、実施形態1のリアクトル1αを説明する。なお、図1(I)では、外側樹脂部の一部を切り欠いて外側樹脂部の内側に存在するコイル成形体及び磁性コアが見えるようにしている。
[磁性コア]
磁性コア3の説明は、図3を適宜参照して行う。磁性コア3は、コイル成形体20αが配置される一対の内側コア部31と、コイル成形体20αが配置されず、コイル成形体20αから露出されている一対の外側コア部32とを有する。ここでは、各内側コア部31はそれぞれ、直方体状体であり、各外側コア部32はそれぞれ、一対の台形状面を有する角柱状体である。磁性コア3は、離間して配置される内側コア部31を挟むように外側コア部32が配置され、各内側コア部31の端面31eと外側コア部32の内端面32eとを接合して環状に形成される。これら内側コア部31及び外側コア部32により、コイル2を励磁したとき、閉磁路を形成する。
(コイル)
コイル成形体20αの説明は、図2を適宜参照して行う。コイル成形体20αは、図2に示すように、接合部の無い1本の連続する巻線2wを螺旋状に巻回してなる一対のコイル素子2a,2bを有するコイル2と、コイル2の外周を覆ってその形状を保持する内側樹脂部4とを具える。各コイル素子2a,2bは、互いに同一の巻数で、軸方向から見た形状(端面形状)がほぼ矩形状である。これら両コイル素子2a,2bは、各軸方向が平行するように横並びに並列されており、コイル2の他端側(図2では紙面奥側)において巻線2wの一部をU字状に折り返してなるコイル連結部2rにより連結されている。この構成により、両コイル素子2a,2bの巻回方向は同一となっている。
各コイル素子2a,2bは、その外周を内側樹脂部4により覆われて、コイル2の形状を固定している。また、各コイル素子2a,2bは、その一端側から他端側に亘って内側樹脂部4の構成樹脂が連続するように存在し、当該構成樹脂によりそれぞれが圧縮された状態に保持されている。ここでは、内側樹脂部4は、巻線2wの両端部を除き、コイル2の全体をコイル2の形状に概ね沿って覆っている。内側樹脂部4において両コイル素子2a,2bのターン形成部分を覆う箇所の厚さは、実質的に均一であり、1mm〜10mm程度が好ましい。コイル連結部2rを覆う箇所は、コイルの軸方向にせり出した形状である(図3)。
上記コイル成形体20αと磁性コア3とを組み合わせてなる組合体10は、図1に示すように、巻線2wの端部、磁性コア3の一部及びコイル成形体20αの一部を除き、その外周を外側樹脂部5αにより覆われて、リアクトル1αが構成される。ここでは、外側樹脂部5αは、上記組合体10を作製した後、エポキシ樹脂や不飽和ポリエステルをトランスファー成形することで形成している。外側樹脂部5αにより、コイル成形体20αと磁性コア3とを一体物として取り扱える。磁性コア3の外側コア部32の一面、具体的にはコア設置面32d、及びコイル成形体20αの一面、具体的には成形体設置面20dの両設置面が、図1(II)に示すように外側樹脂部5αから露出されている。ここでは、外側樹脂部5αにおいて、リアクトル1αを固定対象に設置したときに設置側となる面(以下、樹脂設置面50dと呼ぶ)がコア設置面32d及び成形体設置面20dに面一となるように外側樹脂部5αが形成されている。従って、リアクトル1αを固定対象に設置したとき、上記コア設置面32d、成形体設置面20d、樹脂設置面50dは、いずれも固定対象に接触する。
上記構成を具えるリアクトル1αは、大きく分けて以下の(1)〜(3)の工程を経て作製することができる。
(1) コイル2に対して内側樹脂部4を成形してコイル成形体20αを得る第一成形工程
(2) コイル成形体20αと磁性コア3とを組み合せて組合体10を得る組立工程
(3) 組合体10に対して外側樹脂部5αを成形してリアクトル1αを得る第二成形工程
まず、1本の巻線2wを巻回して、一対のコイル素子2a,2bがコイル連結部2rで連結されたコイル2を形成する。このコイル2を具えるコイル成形体20αは、以下のような成形金型(図示せず)を利用して製造することができる。
図3に示すように、コア片31mやギャップ材31gを接着剤などで固定して内側コア部31を形成する。そして、上述のようにして作製したコイル成形体20αの中空孔40hに、形成した内側コア部31を挿入配置する。中空孔40hは、上述のようにコイル成形体20αの内側樹脂部4の構成樹脂により所定の厚さに形成されているため、中空孔40hに挿入された各内側コア部31はそれぞれ、コイル素子2a,2b(図2)に対して適切な位置に配置される。次に、コイル成形体20αの両端面40eが一対の外側コア部32の内端面32eで挟まれるように外側コア部32を配置して、接着剤などで外側コア部32の内端面32eと内側コア部31の端面31eとを接合する。この工程により、組合体10が得られる。得られた組合体10において外側コア部32のコア設置面32d(図1)は、上述のようにコイル成形体20αの成形体設置面20d(図1)と面一である。
所定の形状のキャビティを有する成形型(図示せず)を用意し、この成形型に得られた組合体10を収納して、外側コア部32のコア設置面32d及びコイル成形体20αの成形体設置面20d、かつ巻線2wの端部が露出されるように外側樹脂部5αを成形する。また、外側樹脂部5αにおける設置側にフランジ部51を成形すると共に、貫通孔51hを同時に成形する。金属管を利用する場合、金属管をインサート成形したり、樹脂により貫通孔を成形した後、この貫通孔に金属管を挿入したりして、貫通孔51hを形成することができる。上記工程により、リアクトル1αが得られる。
リアクトル1αは、金属製のケースを有さないケースレス構造であることで小型・軽量でありながら、内側樹脂部4及び外側樹脂部5αからなる二層構造の被覆を具えることで、コイル2や磁性コア3の外部環境からの保護、機械的保護、電気的な保護を図ることができる。特に、内側樹脂部4の構成樹脂を放熱性に優れる樹脂とし、外側樹脂部5αを耐衝撃性に強い樹脂とすると、高い放熱性及び高い機械的強度を兼備したリアクトルとすることができる。
以下、図4,5を参照して、コイル成形体の変形例を説明する。なお、図4及び図5(II)は、コイル素子を連結するコイル連結部が紙面手前側となるようにコイル成形体を配置した状態を示す。
実施形態1では、各コイル素子2a,2bの内周の全面が内側樹脂部4の構成樹脂により覆われた構成を説明した。コイル2と磁性コアとの間に所定の絶縁距離を確保でき、かつ実施形態1で説明したように位置決めできるように内側樹脂部4の構成樹脂が存在すれば、各コイル素子2a,2bの内周の全面を内側樹脂部4の構成樹脂により覆っていなくてもよい。即ち、コイル素子2a,2bの内周面の一部が内側樹脂部4の構成樹脂から露出していてもよい。例えば、図4(II)に示すコイル成形体20Cでは、コイル素子2a,2bの内周を被覆する内側樹脂部4にそれぞれ、コイル2の軸方向に沿った凹溝43Cが、上下左右の合計四箇所に形成されている。各凹溝43Cは、その深さがコイル2と磁性コアとの間の所定の絶縁距離に相当しており、凹溝43Cの形成箇所から、内側樹脂部4の構成樹脂で覆われていないコイル素子2a,2bの一部が露出している。このようなコイル成形体20Cを得るには、上述した中子として、凹溝43Cを形成する突起を有するもの、即ち、断面が十字状であるものを利用するとよい。
実施形態1では、コイル2の外周の実質的に全面が内側樹脂部4の構成樹脂により覆われ、かつ内側樹脂部4の外形が平滑な面で形成された構成を説明した。この実施形態1のコイル成形体20αに代えて、例えば、図5(I)に示すコイル成形体20Dのように、内側樹脂部4の外周に凹溝43Dを具えた構成としてもよい。ここでは、凹溝43Dは、図5(I)において左右の側面及び上面にコイル2の軸方向に沿って形成されて、凹溝43Dの形成箇所から、内側樹脂部4の構成樹脂で覆われていないコイル素子2a,2bの一部(一方の側面の一部及び上面の一部)が露出している。凹溝43Dの深さは、適宜選択することができる。例えば、図5(II)に示すコイル成形体20Eに設けられた凹溝43Eのようにコイル素子が露出されないような深さとしてもよい。凹溝43Eは、図5(I)に示すコイル成形体20Dに具える凹溝43Dよりも幅が小さく、コイル成形体20Eの上面及び側面にそれぞれ複数設けられている。このようなコイル成形体20D,20Eを得るには、例えば、上述した第二金型の周側壁の内側に、上記凹溝43D,43Eを形成するための突条を具えるものを用いるとよい。
実施形態1では、コイル素子2a,2bが1本の巻線2wから形成されて内側樹脂部4により覆われた構成を説明した。各コイル素子を別々の巻線により作製し、各コイル素子を形成する巻線の端部を溶接などにより接合して一体のコイルとし、このコイルを内側樹脂部により被覆したコイル成形体とすることができる。この場合、コイル連結部が無いため、内側樹脂部の成形時、各コイル素子を押圧し易い。
実施形態1では、外側コア部32のコア設置面32dが冷却ベースといった固定対象に接触する構成を説明した。外側樹脂部から露出しているコア設置面と固定対象との間に放熱板が介在する形態とすることができる。放熱板の材質は、変形例1-1で説明した各種の金属材料や非金属材料といった無機材料が利用できる。この放熱板は、外側樹脂部の構成樹脂により固定された形態とすると、接着剤やボルトなどの固定部材が不要であり、部品点数の削減、リアクトルの生産性の向上を図ることができる。この放熱板により磁性コアの熱や磁性コアに伝えられたコイルの熱を効率よく冷却ベースといった固定対象に伝えられることから、この放熱板を具えるリアクトルは、放熱性に更に優れる。
実施形態1では、リアクトル1αを固定対象に固定するためのフランジ部51及び貫通孔51hを外側樹脂部5αに具える構成を説明した。その他、フランジ部及び貫通孔を設けずに、別途、固定用部材を用いてもよい。固定用部材は、例えば、一対の脚部と、両脚部間を連結するように配置されて、リアクトルにおける設置側の面との対向面(図1(I)では上面)を押え付ける弾性部とを具える]状部材が挙げられる。脚部の先端には、ボルト孔が設けられたフランジを具えておく。上記]状部材のボルト孔にボルトを締め付けると、上記弾性部によりリアクトルが固定対象側に押え付けられ、この押圧力により、リアクトルを強固に固定することができ、リアクトルと固定対象との密着性を高められる。
その他、リアクトルの固定にあたり、磁性コアにボルト孔を具える形態とすると、変形例1-6で説明した固定用部材が不要であり、部品点数を少なくできる。このボルト孔は、内側コア部以外の箇所、即ち、外側コア部に設けると、磁気特性に影響が及び難い。また、外側コア部において内側コア部から離れた箇所に突出部を設け、この突出部にボルト孔を設けると、磁気特性に更に影響が及び難い。このような複雑形状の磁性コアは、圧粉成形体とすると容易に成形できる。上記ボルト孔は、ネジ加工が成されていない貫通孔、ネジ加工がされたネジ孔のいずれも利用できる。
実施形態1では、内側コア部31とコイル成形体20αとが別の部材である構成を説明したが、内側コア部とコイル成形体とが一体に成形された形態とすることができる。この場合、内側コア部を予め作製しておき、コイル成形体の形成にあたり、コイル素子内に配置する中子に代えて、内側コア部を配置するとよい。すると、内側樹脂部の成形と同時に、コイルと内側コア部とを内側樹脂部により一体化することができる。この形態では、コイル成形体に内側コア部を嵌め込む工程を省略できることで、リアクトルの生産性を更に高められる。
特に、変形例1-8で説明した内側コア部を内蔵するコイル成形体とする場合、内側樹脂部及び外側樹脂部はそれぞれ、リアクトルの使用温度よりも高い温度で成形され、磁性コアの熱膨張率、内側樹脂部の熱膨張率、外側樹脂部の熱膨張率をそれぞれαc、αpi、αpoとするとき、上記成形温度においてαc<αpo及びαpi≦αpoの関係を満たす形態が挙げられる。特に、αc<αpi≦αpo、更にαc<αpi<αpoを満たすことが好ましい。
内側樹脂部の構成樹脂として、アルミナのフィラーを含有するエポキシ樹脂、外側樹脂部の構成樹脂として、ガラス繊維のフィラーを含有する不飽和ポリエステルを使用して、コイル成形体を具えるリアクトルを製造し、このリアクトルに対してヒートサイクル試験を実施して、樹脂の状態を調べた。
実施形態1では、コイル2を構成する巻線2wの両端部の引き出し方向が同一の方向(図1において上方)、かつ同じ高さである形態を説明した。このコイル2では、巻線2wの各端部に接続される端子金具を固定する端子台(図示せず)を巻線の引き出し箇所に近接させようとすると、当該端子台の配置箇所は、図1においてリアクトル1αの上部に制約される。一方、端子台をリアクトル1αの上部以外に配置することを考えた場合、端子台の位置によっては、端子台までの配線経路が長くなる傾向にある。ここで、リアクトルの周囲には他の機器や部品が配置されることが多く、長い配線を取り回すスペースが十分取れない恐れもある。従って、端子台までの配線経路をできるだけ短くなるように、端子台の配置位置などに応じて、コイルを構成する巻線の両端部の引き出し方向を実施形態1と異なる方向としたり、各端部の引き出し方向をそれぞれ異ならせたり、各端部の引き出し高さを異ならせた形態としてもよい。
以下、図8〜図13を参照して、実施形態2に係るリアクトル1βを説明する。リアクトル1βの基本的構成は、実施形態1のリアクトル1αと同様である。即ち、リアクトル1βは、巻線2w(図9,図11)を巻回してなるコイル2(図9,図11)とこのコイル2の外周を覆う内側樹脂部4(図9,図11)とを具えるコイル成形体20β(図9,図11)と、コイル2内に挿通された内側コア部31(図9,図10)と内側コア部31に連結された外側コア部32(図9)とにより閉磁路を形成する磁性コア3(図9)と、コイル成形体20βと磁性コア3との組合体10(図9,図12)の外周を覆う外側樹脂部5β(図8,図9)とを具える。このリアクトル1βは、実施形態1のリアクトル1αと同様に、図8(II)に示す平坦な下面を設置面として、例えば、車載用コンバータの回路部品に用いられる。
[コイル成形体]
まず、主として図11を参照してコイル成形体20βを説明する。コイル成形体20βは、コイル2と、コイル2の外周の大半を覆う内側樹脂部4と、磁性コア3の内側コア部31と、緩衝部材6と、内側樹脂部4の構成樹脂により形成される位置決め部とを具える。
コイル2は、コイル連結部2rの形態を除き、実施形態1のリアクトル1αに具えるものとほぼ同様である。即ち、コイル2は、1本の連続する巻線2wから構成された一対のコイル素子2a,2bが並列状態でコイル連結部2rにより連結されて形成されている。コイル2の両端部は、コイル2のターン形成面2fの上方に引き出されて端子金具8(図12)が接続され、端子金具8と共に外側樹脂部5βに覆われている(図8(I))。コイル連結部2rは、変形例1-10で説明したコイル2A〜2Eのコイル連結部2rよりも、ターン形成面2fの上方に更に引き上げられている。
内側樹脂部4は、実施形態1のリアクトル1αのコイル成形体20αと同様に、コイル2の形状を保持すると共に、各コイル素子2a,2bをその自由長よりも圧縮状態に保持する機能を有する。この内側樹脂部4は、コイル2のターン部2tを覆うターン被覆部40tと、コイル連結部2rの外周を覆う連結部被覆部41とを具え、ターン被覆部40tと連結部被覆部41とは一体に成形され、ターン被覆部40tは実質的に均一な厚さでコイル2を覆っている。ここでは、内側樹脂部4により、緩衝部材6を装着した内側コア部31がコイル2と一体化されており、ターン被覆部40tのうち、緩衝部材6とコイル2との間の介在樹脂部分4iも厚さが実質的に均一とされている。但し、各コイル素子2a,2bの角部、及び巻線2wの両端部は、内側樹脂部4から露出されている。
緩衝部材6は、リアクトル1β(図8,図9)がヒートサイクルを受けた際、特に、降温時に内側樹脂部4の収縮が内側コア部31により妨げられ、内側樹脂部4の介在樹脂部分4i(図9)に過大な応力が作用することを緩和する機能を有する。
実施形態2のリアクトル1βに具える磁性コア3(図12)も、実施形態1のリアクトル1αと同様に、コア片31m(図9,図10)とギャップ材31g(図9,図10)とを交互に積層してなる一対の直方体状の内側コア部31と、一対の台形状の面を有する外側コア部32(図12)とを有し、環状に形成される。そして、上述のように内側コア部31は、その外周に緩衝部材6が設けられ、内側樹脂部4(図12)によりコイル2(図12)と一体化されてコイル成形体20β(図12)を構成する。この内側コア部31の両端面31eは、内側樹脂部4の端面40eからわずかに突出されている(図12)。
実施形態2のリアクトル1βは、図8(I),図9,図12に示すように、外側樹脂部5βにより、コイル2を構成する巻線2wの端部に接続された端子金具8を一体に成形すると共にナット穴52も成形し、このナット穴52に嵌め込まれたナット52n、端子金具8、及び外側樹脂部5βの構成樹脂により端子台を構成している。即ち、リアクトル1βは、端子台を一体に具える形態である。
外側樹脂部5βは、実施形態1のリアクトル1αと同様に、コイル成形体20βの成形体設置面20d及び外側コア部32のコア設置面32dとが露出され(図8(II))、かつコイル成形体20βと磁性コア3(外側コア部32)との組合体10(図12)における上面の大半と外側面の全部を覆うように形成されている。
上記構成を具えるリアクトル1βは、上述した実施形態1のリアクトル1αと基本的には同様にして構成することができる。但し、コイル成形体20βを得る第一成形工程において、緩衝部材6の装着された内側コア部31を用意し、この内側コア部31とコイル2とを内側樹脂部4により一体化する。以下に、概略を説明し、詳細な説明は実施形態1と共通するため、省略する。
実施形態1で説明したようにコイル2を用意する。また、実施形態1で説明したようにコア片31mやギャップ材31gを接着剤などで固定して内側コア部31を用意し(図10(I))、図10(II)に示すように内側コア部31の外周に緩衝部材6となる熱収縮チューブを嵌め、当該チューブを加熱収縮させて、内側コア部31の外周面に被着させる。次に、図11(I)に示すように、コイル2の各コイル素子2a,2bの内側に、緩衝部材6が装着された内側コア部31を挿入する。続いて、コイル2と緩衝部材6が装着された内側コア部31との組物の外周に内側樹脂部4を成形するために、実施形態1で説明した成形金型(第一金型と第二金型とから構成されるもの)と同様の成形金型に当該組物を収納する。但し、実施形態2では、直方体状の中子に代えて上記緩衝部材6が装着された内側コア部31を具えるため、当該中子は不要である。
まず、図12(I)に示すように、作製したコイル成形体20βの巻線2wの各端部にそれぞれ端子金具8を溶接する。この溶接を行う段階では、図13に示すように端子金具8の接続面81は溶接面82とほぼ平行に配され、図12,13の上下方向に伸びている。この接続面81は、外側樹脂部5βの成形後、ナット52nの上方を覆うようにほぼ90°屈曲される(図8(I))。
次に、組立工程で得られた組合体10の外周に外側樹脂部5βを形成するための成形型100を用意する。ここでは、成形型100は、図13に示すように上部に開口を有する容器状の基部100bと、基部100bの開口を閉じる蓋部100cとを具える。基部100bのキャビティ101内には、組合体10が図12(II)の上面を下向きにした倒立状態で収納される。
実施形態2のリアクトル1βでは、実施形態1のリアクトル1αが奏する効果(代表的には、ケースレス構造で小型でありながら機械的な保護などを図れる、コイルのハンドリング性に優れて生産性に優れる、磁性コアの一部を露出することで放熱性に優れる)に加えて、次の効果を奏することができる。
実施形態2では、緩衝部材6を装着した内側コア部31が内側樹脂部4でコイル2と一体化されたコイル成形体20βを用いたが、実施形態1で説明したコイル成形体20αのように、各内側コア部31がそれぞれ挿通される中空孔40hを具えるように内側樹脂部4を成形してもよい。図14に示すコイル成形体20γは、内側コア部31を内側樹脂部4により一体に成形されていないことを除いて、実施形態2のコイル成形体20βと同様の構成であり、実施形態1のコイル成形体20αのように中空孔40hを具える。但し、コイル成形体20γでは、中空孔40hの大きさを、緩衝部材6を装着した内側コア部31が挿入可能な大きさとしている。この形態では、内側樹脂部4を形成する成形金型にコイル2を配置し、このコイル2の内側に、実施形態1と同様に中子を配置した状態で、内側樹脂部4の構成樹脂を注入して内側樹脂部4を成形し、上述した所定の大きさの中空孔40hを形成すればよい。そして、内側樹脂部4で形成される当該中空孔40hに、緩衝部材6を装着した内側コア部31を挿入し、更に内側コア部31に外側コア部32を接合した後、外側樹脂部(図示せず)を成形することで、緩衝部材6を具えるリアクトルを構成できる。
実施形態2では、一対のコイル素子2a,2bを連結するコイル連結部2rをターン部2tから引き上げて高くし、内側樹脂部4においてこのコイル連結部2rの外周を覆う箇所(連結部被覆部41)を位置決め部とする構成を説明した。その他、位置決め部は、内側樹脂部の構成樹脂のみにより形成された形態としてもよい。例えば、コイル2のターン部2tにおいて上側のターン形成面2fから突出する突起部を内側樹脂部に一体に形成し、この突起部を位置決め部に利用することができる。また、このような突起部を複数設けてもよい。内側樹脂部を成形する成形金型には、上記突起部を形成するための凹溝を適宜設けておく。
実施形態2では、端子金具8を含む端子台を具える構成を説明したが、実施形態1のリアクトル1αのように、端子金具や端子台を別部材とした形態とすることができる。また、実施形態2で説明した端子金具や端子台に関する構成、後述する端子金具や端子台に関する各種の形態は、緩衝部材を有していない実施形態1のリアクトル1α及び変形例1-1〜1-10にも適用することができる。
実施形態2では、磁性コア3の内端面32eと側面32sとの稜線を丸めた切欠角部32gを有する形態を説明した。その他、切欠角部として、図16に示すような以下の形態とすることができる。なお、図16では、外側コア部32を実線で示し、内側コア部31は一方側の一部のみを破線で示して他方側は省略している。また、説明の便宜上、切欠角部32gは実際の寸法よりも大きく誇張して図示している。
実施形態2では、成形型100の蓋部100cに複数の樹脂注入ゲートを具える形態を説明したが、基部のキャビティの底面に複数の樹脂注入ゲートを具える形態とすることができる。例えば、上記底面に同一直線上に設けられた合計3つの樹脂注入ゲートを具え、3つのゲートのうち、中間に位置する内側ゲートを、基部内にコイル成形体と磁性コアとの組合体を配置した際、並列される一対のコイル素子間の間隙に開口させ、上記内側ゲートを挟む残り二つの外側ゲートをそれぞれ、上記内側ゲートとの間に外側コア部を挟む位置に開口させることが挙げられる。成形型の底面から湧出するように成形型に樹脂を注入すると、樹脂に気泡が混入することを抑制することができる。この形態の場合、蓋部に、上述した成形型100の基部100bのキャビティ101の底面に設けられた位置決め部となる連結部被覆部41が嵌合される凹溝や端子金具8などが差し込まれる凹部と同様の凹溝や凹部を設けたり、これら凹溝などに代えて窓部を設けておく。また、この蓋部も、成形型を閉じたときに空気抜き用の隙間が適宜設けられるように適宜な外形としたり、空気抜き用の貫通孔などを設けてもよい。
上記実施形態1,2では、コイル成形体の形成にあたり、複数の棒状体により、コイル2を押圧して圧縮する形態を説明した。その他、別途、形状保持治具を利用して、成形金型に収納する前にコイル2を押圧して圧縮した状態とし、この圧縮状態のコイルを成形金型に収納してもよい。例えば、図17に示す形状保持治具300を利用することができる。形状保持治具300は、]状のブロック体であり、成形金型(図示せず)に収納される一対の挟持部材310,311にボルト305により固定可能である。挟持部材310,311は、形状保持治具300が取り付けられることで、挟持部材310,311間の間隔が固定される。形状保持治具300には、ボルト305が挿通される長孔、挟持部材310,311には、ボルト305がねじ込まれるボルト孔(図示せず)がそれぞれ設けられている。
実施形態1,2では、コイル2として、一対のコイル素子2a,2bを具える形態を説明したが、コイル(素子)を一つのみ具える形態とすると、更に小型なリアクトルとすることができる。また、コイルが一つであることで、この形態では、コイル連結部が無く、コイル成形体を形成し易く、リアクトルの生産性に優れる。
実施形態1,2では、ケースを省略した構成を説明したが、ケースを具えるリアクトルとすることができる。ケースはコイル成形体と磁性コアとの組合体の機械的な保護部材として機能する他、放熱経路に利用されることから、ケースの構成材料は、アルミニウム又はアルミニウム合金などの放熱性に優れ、軽量な金属材料が好適に利用できる。ケースを具える形態では、上述した成形型100に代わって、ケースを利用することができる。そして、このケースに実施形態2で説明したような凹溝を形成しておくと共に、コイル成形体の内側樹脂部により適宜な突起などを形成して、この突起を上記凹溝に嵌め込むことで、上記組合体におけるケースに対する位置決めを行えるようにすることができる。こうすることで、上記組合体におけるケースに対する位置決めが容易に、かつ確実に行え、実施形態2の位置決め部を具えるリアクトル1βと同様に、リアクトルの生産性を高められる。上記組合体が収納されたケース内には、上記組合体を封止する樹脂(外側樹脂部)を充填する。
10 組合体
2,2A,2B,2C,2D,2E,2F,2G,2H コイル
2w 巻線 2a,2b コイル素子 2r コイル連結部 2t ターン部
2f ターン形成面 21 始端 22 終端
20α,20β,20γ,20δ,20B,20C,20D,20E コイル成形体
20d 成形体設置面
3 磁性コア
31 内側コア部 31e 端面 31m コア片 31g ギャップ材
32 外側コア部 32d コア設置面 32e 内端面 32s 側面 32u 上面
32g 切欠角部
4 内側樹脂部
4i 介在樹脂部分 40h 中空孔 40t ターン被覆部 40e 端面
41 連結部被覆部 42 凹み 43C,43D,43E 凹溝
45 センサ用穴
5α,5β,5δ 外側樹脂部
50d 樹脂設置面 51 フランジ部 51h 貫通孔 52 ナット穴
52n ナット 53 保護部 54 ゲート痕
6 緩衝部材
7 放熱板
8 端子金具
81 接続面 81h 挿通孔 82 溶接面
100 成形型 100b 基部 100c 蓋部 101 キャビティ 110 凹溝
111,112,113 凹部
210 端子 220 ボルト
300 形状保持治具 305 ボルト 310,311 挟持部材
Claims (12)
- 巻線を螺旋状に巻回してなるコイルと、前記コイル内に挿通された内側コア部とこの内側コア部に連結された外側コア部とにより閉磁路を形成する磁性コアとを具えるリアクトルであって、
前記コイルと、このコイルの外周を覆ってその形状を保持する内側樹脂部とを有するコイル成形体と、
前記コイル成形体と前記磁性コアとの組合体の外周の少なくとも一部を覆う外側樹脂部とを具え、
前記外側コア部において、当該リアクトルを設置したときに設置側となる一面は、前記内側コア部において設置側となる面よりも突出され、かつ前記外側樹脂部から露出されていることを特徴とするリアクトル。 - 前記内側樹脂部は、前記コイルと前記内側コア部との間に介在される介在樹脂部分を有しており、
前記介在樹脂部分と内側コア部との間に介在され、かつ前記外側コア部を覆わない緩衝部材を具えることを特徴とする請求項1に記載のリアクトル。 - 前記内側樹脂部に一体に形成され、前記外側樹脂部を成形型で形成するときに前記組合体を前記成形型に対して位置決めするために用いられる位置決め部を具え、
前記位置決め部の少なくとも一部が前記外側樹脂部に覆われないことを特徴とする請求項1又は2に記載のリアクトル。 - 前記外側コア部のうち、前記コイル成形体の端面に対向する内端面と、この内端面につながる隣接面とが形成する稜線に、前記コイル成形体の端面と前記外側コア部の内端面との間に前記外側樹脂部の構成樹脂を導入するための切欠角部を具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。
- 前記外側コア部において、当該リアクトルを設置したときに設置側となる一面と、前記コイル成形体において設置側となる一面とが面一であり、これらの両面が前記外側樹脂部から露出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。
- 前記コイルは、一対のコイル素子を具え、各コイル素子は、各軸方向が平行するように横並びに形成されており、
前記内側樹脂部において、前記両コイル素子間を覆う箇所であって、当該リアクトルを設置したときに設置側となる箇所に凹みを具えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のリアクトル。 - 前記緩衝部材の構成材料は、前記内側樹脂部の構成樹脂よりもヤング率が小さいことを特徴とする請求項2に記載のリアクトル。
- 前記緩衝部材が、熱収縮チューブ、常温収縮チューブ、モールド層、コーティング層、及びテープ巻き層の少なくとも一種であることを特徴とする請求項2又は7に記載のリアクトル。
- 前記コイルは、一対のコイル素子と、両コイル素子を連結するコイル連結部とを具え、
前記コイル連結部は、前記両コイル素子のターン形成面よりも突出して設けられており、
前記位置決め部は、前記内側樹脂部において前記コイル連結部を覆う箇所に形成されていることを特徴とする請求項3に記載のリアクトル。 - 前記位置決め部は、前記内側樹脂部の構成樹脂のみにより形成されていることを特徴とする請求項3又は9に記載のリアクトル。
- 前記切欠角部は、前記稜線を丸めることで構成されていることを特徴とする請求項4に記載のリアクトル。
- 前記外側コア部のうち、前記コイル成形体の端面に対向する内端面と、前記コイル成形体の端面との間に0.5mm以上4mm以下の隙間を有し、この隙間に前記外側樹脂部の構成樹脂が存在することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のリアクトル。
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