JP2012114190A - リアクトル - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性をより向上できるリアクトルを提供する。
【解決手段】リアクトルは、複数のコア片１８，２０を第一接着剤で接着するとともに当該接着されたコア片１８，２０を樹脂３４で被覆した２以上のコア群１６ａ，１６ｂを、第二接着剤で接着することにより構成されるリアクトルコア１４と、前記リアクトルコア１４に巻回されるコイルと、第一接着剤の層３６および第二接着剤の層３８を挟んで離間した位置においてリアクトルコアを規定の設置部材に連結して固定する２以上の固定部材３２と、を備え、前記第一接着剤は、第二接着剤よりも接着力が弱い、ことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数のコア片からなるリアクトルコアに、コイルを巻回したリアクトルに関する。

従来から、複数のコア片からなるリアクトルコアにコイルを巻回し、これを、アルミケースなどの設置部材に設置したリアクトルが広く知られている。リアクトルコアを複数のコア片で構成する場合、通常、幾つかのコア片を互いに接着したコア群を２以上用意する。そして、この２以上のコア群を互いに接着することで一つのリアクトルコアが形成される。ここで、コア群は、２以上のコア片を、スペーサとして機能するギャップ板などを介在させた状態で接着剤で接着し、さらに、このコア片およびギャップ板などを樹脂などの被覆部材で被覆したものである。

リアクトルを構成する際には、この被覆部材で被覆されたコア群の一つに、巻回されたコイルを挿し込み、その後、当該コア群に他のコア群を接着する。そして、完成したリアクトルは、アルミケースなどの設置部材にネジなどを用いて組み付けられる。

特開２００８−１６００２０号公報 特開２００４−９５５７０号公報 特開２００４−１９３３２２号公報

こうしたリアクトルの周辺温度は、使用に伴う発熱や、周辺環境温度の変化によって大きく変化することがある。かかる温度変化が生じたとき、リアクトルコアとアルミケースとの熱膨張差により、コア片同士を接着する接着層が剥離することがあった。特に、コア群同士を接着している接着層が剥離すると、二つのコア群の位置がズレてしまい、リアクトルの破損等を引き起こすおそれがあった。つまり、従来のリアクトルは、その信頼性が乏しかったといえる。

ここで、特許文献１−３には、リアクトルに生じる温度変化に伴う問題を解決するための技術が幾つか開示されている。特許文献１には、コア片同士を樹脂モールドしていないリアクトルを対象とした技術が開示されている。また、特許文献２には、リアクトルの放熱性能を高めるために、コアの一部をヒートシンクとして機能する台座に接触させた状態で、コア、コイル、台座を一体的にモールドする技術が開示されている。また、特許文献３は、リアクトルのケースに封入した樹脂の冷却による体積収縮に伴うケースの歪み等を防止する為に、ケース内壁に、樹脂とケースとの剥離を促す被覆剤を塗布する技術が開示されている。こうした技術は、いずれもリアクトルの性能・信頼性向上に寄与する技術であるが、上述したコア群の位置ズレに伴うリアクトルの破損を効果的に防止し、ひいては、リアクトルの信頼性を向上する技術ではない。

そこで、本発明では、信頼性をより向上でき得るリアクトルを提供することを目的とする。

本発明のリアクトルは、複数のコア片を第一接着剤で接着するとともに当該接着されたコア片を被覆部材で被覆した２以上のコア群を、第二接着剤で接着することにより構成されるリアクトルコアと、前記リアクトルコアに巻回されるコイルと、第一接着剤の層および第二接着剤の層を挟んで離間した位置においてリアクトルコアを規定の設置部材に連結して固定する２以上の固定部材と、を備え、前記第一接着剤は、第二接着剤よりも接着力が弱い、ことを特徴とする。

好適な態様では、前記固定部材は、第二接着剤の層より、第一接着剤の層に近い位置に設けられる。他の好適な態様では、前記被覆部材は、樹脂材である。

他の好適な態様では、前記固定部材は、当該固定部材の少なくとも一部が前記複数のコア片とともに前記被覆部材により被覆されることにより、前記複数のコア片と一体化されている。他の好適な態様では、前記複数のコア片は、Ｉ字型のコア片およびＵ字型のコア片を含む。

本発明によれば、被覆部材で被覆された第一接着剤が、第二接着剤よりも接着力が弱いため、第二接着剤が剥離しにくい。その結果、リアクトルコアの破損が生じにくくなり、ひいては、リアクトルの信頼性が向上する。

本発明の実施形態であるリアクトルの概略上面図である。 リアクトルコアの分解上面図である。 リアクトルの設置の様子を示す図である。 従来のリアクトルでの力の作用を示す図である。 他のリアクトルコアの一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態であるリアクトル１０の概略上面図である。また、図２はこのリアクトル１０に用いられるリアクトルコア１４の分解上面図であり、図３は、リアクトル１０の設置の様子を示すイメージ図である。

本実施形態のリアクトル１０は、複数のコア片１８，２０から構成されるリアクトルコア１４と、当該リアクトルコア１４に巻回されるコイル１２と、から構成される。

リアクトルコア１４は、上面視において、横長の楕円環形状となっており、二つの直線部分にコイル１２が巻回されるようになっている。本実施形態のリアクトルコア１４は、２以上のコア片１８，２０を接着して樹脂モールドした２つのコア群１６ａ，１６ｂ（以下、両者を区別しない場合は添字アルファベットを省略し「コア群１６」という）から構成されている。

各コア群１６は、一つのＵ型コア片１８、二つのＩ型コア片２０、各コア片１８，２０の間に介在するギャップ板３０、および、固定部材３２などを備えている。Ｕ型コア片１８は、上面視略Ｕ字型のコア片で、樹脂コーティングされた鉄系の軟磁性粉末を加圧成形してなる圧粉磁心から構成される。また、Ｉ型コア片２０は、上面視略Ｉ字型のコア片で、Ｕ型コア片１８と同様、圧粉磁心から構成される。二つのＩ型コア片２０は、それぞれＵ型コア片１８の両端に、ギャップ板３０を介して接着させられる。その結果、コア群１６全体としては、略Ｕ字の形状となる。なお、本実施形態では、圧粉磁心からなるコア片１８，２０（ダストコア）を用いているが、当然ながら、リアクトル１０のコア材として機能するものであれば、電磁鋼板を積層した積層型コアなどを用いてもよい。

ギャップ板３０は、スペーサとして機能するもので、樹脂などからなる。このＵ型コア片１８とＩ型コア片２０は、このギャップ板３０を介在した状態で接着剤により接着される。別の見方をすると、Ｕ型コア片１８とＩ型コア片２０との間には、ギャップ板３０を含む接着剤の層、接着層３６が形成されることになる。

固定部材３２は、リアクトル１０をケース５２に固定するための部材である。本実施形態では、締結用ネジ５０の通過を許容する締結孔３２ａが形成された金具を固定部材３２として用いている。ただし、この固定部材３２の形態は一例であり、コア群１６を、ケース５２に固定できるのであれば、他の形態、例えば、ケース５２に形成された凹部に嵌合される凸部を備えた金具などを固定部材３２として用いてもよい。

この固定部材３２は、リアクトルコア１４の四隅に配され、上述したＵ型コア片１８、Ｉ型コア片２０、ギャップ板３０とともに、被覆部材として機能する樹脂３４によりモールド（被覆）され、一体化される。そして、この固定部材３２を介して、コア群１６が、ケース５２に締結されることにより、コア群１６の位置が固定される。

樹脂モールドにより一体化された二つのコア群１６は、左右対称になるように並べられ、接着される。このとき、互いに接着される二つのＩ型コア片２０の間には、ギャップ板４０が介在する。換言すれば、互いに接着される二つのＩ型コア片２０の間には、ギャップ板４０を含んだ接着剤の層、接着層３８が形成されることになる。ここで、Ｕ型コア片１８とＩ型コア片２０との間にも接着層３６が存在している。したがって、一つのリアクトルコア１４には、樹脂モールド３４内に設けられる四つの接着層３６と、樹脂モールド３４外に設けられる二つの接着層３８と、が存在することになる。以下では、この樹脂モールド３４内に設けられる接着層を「第一接着層３６」、樹脂モールド３４外に設けられる接着層を「第二接着層３８」と呼ぶ。本実施形態では、この第一接着層３６と、第二接着層３８とを、接着力が異なる接着剤で構成しているが、これについては後述する。

予め巻回されたコイル１２は、接着前のコア群１６に差し込まれる。二つの直線部分にコイル１２が差し込まれた後、二つのコア群１６が、ギャップ板４０を介在させた状態で接着剤により接着されることで、リアクトル１０が構成される。

完成したリアクトル１０は、螺合などの手段により、設置部材として機能するケース５２に締結される。既述したように、本実施形態では、リアクトルコア１４の四隅に固定部材３２が設けられており、この四つの固定部材３２がケース５２に締結される。ケース５２は、アルミなどの金属からなる箱状部材で、固定部材３２に対応する位置には、締結用ネジ５０が螺合するネジ穴５４が形成されている。

ところで、既述したように、本実施形態では、第一接着層３６と第二接着層３８とを異なる接着剤で構成している。これは、リアクトルコア１４の破損等を効果的に防止し、リアクトル１０の信頼性を向上するためである。

これについて、図４を参照して説明する。従来のリアクトル１０では、コア片１８，２０の接着には、全て同じ種類の接着剤を用いていた。別の言い方をすれば、モールド内の接着層も、モードルド外の接着層も、その接着力は等しかった。かかる構成のリアクトル１０を、ケース５２に取り付けた場合を考える。

通常、リアクトルコア１４は、圧粉磁心や電磁鋼板などからなるのに対し、ケース５２はアルミなど、リアクトルコア１４とは異なる金属から構成される。そのため、リアクトルコア１４とケース５２は、その熱膨張率が大きく異なることが多い。

ここで、リアクトル１０の周辺温度は、使用に伴う発熱や、周辺環境温度の変化によって大きく変化することがある。リアクトル１０の周辺温度が高くなると、当然、リアクトルコア１４およびケース５２が熱膨張する。しかし、既述したように、リアクトルコア１４とケース５２との熱膨張率は異なっているため、両者の膨張量に大きな差が生じることがある。例えば、リアクトルコア１４が圧粉磁心からなり、ケース５２がアルミからなり、リアクトル１０の周辺温度が常温（約２０℃）から約８５℃まで上昇した場合を考える。この場合、リアクトル１０の長手方向におけるケース５２の膨張量は、リアクトルコア１４の膨張量の約２倍にもなる。

ここで、ケース５２が膨張すると、当然ながら、このケース５２に形成されたリアクトル締結用の複数のネジ穴５４の間隔も広がることになる。記述したように、リアクトルコア１４は、アルミケース５２の膨張に追従できないため、熱膨張により、ケース５２に形成されたネジ穴５４間の距離が大きくなると、当該ネジ穴５４に螺合締結されたリアクトルコア１４が、ケース５２の膨張方向に引っ張られることになる。その結果、高温時、リアクトルコア１４には、長手方向に引っ張り応力が発生することになる。

この引っ張り応力を受けて、コア片１８，２０同士を接着する接着層が剥離することがある。モールド内の接着層が剥離した場合、ＮＶ（Noise and Vibration）性能の若干の悪化を招く。しかしながら、モールド内の接着層が剥離しても、当該接着層で接着されていたコア片１８，２０およびギャップ板３０は、樹脂により一体的にモールドされているため、大きな位置ズレを起こすことはなく、機械的な強度もさほど低下しない。そのため、モールド内の接着層が剥離したとしても、リアクトルコア１４の破損等を招く恐れはない。

一方、コア群１６同士を接着する接着層３８、すなわち、モールド外の接着層３８が剥離した場合、ＮＶ性能が悪化するだけでなく、リアクトルコア１４の破損を招く恐れもある。すなわち、モールド外の接着層３８で接着されていたコア片２０およびギャップ板３０は、樹脂によりモールドされていたわけではないので、当該接着層３８が剥離することにより、二つのコア群１６の相対位置がずれやすくなり、また、機械的強度も大幅に低下する。そして、場合によっては、リアクトルコア１４の破損を招くこともあった。

本実施形態では、こうした問題を避けるために、モールド外の接着層である第二接着層３８の接着力が、モールド内の接着層である第一接着層３６よりも強くなるようにしている。すなわち、本実施形態では、Ｉ型コア片２０同士（コア群１６同士）を接着する第二接着剤の接着力を、Ｕ型コア片１８とＩ型コア片２０とを接着する第一接着剤の接着力よりも強くしている。

具体的には、本実施形態では、モールド内で用いられる第一接着剤として、熱硬化なしの簡易接着剤を用いている。また、モールド外で用いられる第二接着剤としては、熱硬化式の接着剤や、２液混合型の高強度接着剤を用いている。

かかる構成とすることで、リアクトルコア１４に引っ張り応力が生じたとき、モールド外にある第二接着層３８よりもモールド内にある第一接着層３６が優先的に剥離することになる。そして、第一接着層３６が剥離し、Ｕ型コア片１８、Ｉ型コア片２０、および、これら二つのコア片１８，２０間にあるギャップ板３０が、樹脂モールド３４内で微小移動することで引っ張り応力が吸収され、第二接着層３８の剥離が効果的に防止される。その結果、コア群１６同士の位置ズレや、リアクトルコア１４の機械的強度の低下が防止され、リアクトル１０の破損が効果的に防止される。

以上の説明から明らかなとおり、本実施形態では、被覆部材（樹脂モールド３４）で被覆されない第二接着層３８の接着力を、被覆部材により被覆される第一接着層３６の接着力よりも強くしているため、リアクトルコア１４の破損等を効果的に防止でき、ひいては、リアクトル１０の信頼性を向上することができる。

なお、上述の説明では、Ｕ型コア片１８、Ｉ型コア片２０を用いた略楕円環状のリアクトルコア１４を例示したが、当然、他の形状のコア片を用いた、他の形状のリアクトルコアであってもよい。例えば、図５に示すように、一つのＥ型コア片４２と、二つのＩ型コア片２０で、略Ｅ字状のコア群１６を形成し、このＥ型のコア群１６を二つ、互いに接着したリアクトルコア１４であってもよい。この場合、二つのコア群１６を接着する接着層が第二接着層３８、Ｅ型コア片４２とＩ型コア片２０との間に形成される接着層が第一接着層３６となる。そして、かかる構成の場合であっても、樹脂モールド３４外にある第二接着層３８の接着力を、樹脂モールド内にある第一接着層３６の接着力よりも強くすることが望ましい。

また、本実施形態では、コア群１６を構成するコア片を被覆する被覆部材として、樹脂モールドを例示したが、コア群１６を構成するコア片同士の相対位置関係を規制できるものであれば、当然、他の部材を被覆部材として用いてもよい。例えば、コア群１６を構成するコア片を収容するプラスチックケース（カセット）を被覆部材として用いてもよい。この場合であっても、２以上のコア片を第一接着剤で接着したうえでカセットに収容することでコア群１６を構成し、２以上のコア群１６を第一接着剤よりも接着力が強い第二接着剤で互いに接着して、一つのリアクトルコア１４を構成すればよい。

また、本実施形態では、リアクトルコア１４を、ケース５２の底面に締結しているが、リアクトルコア１４を、ケース５２の蓋部分に締結する吊り下げ固定方式であってもよい。また、上述の実施形態では、固定部材３２（リアクトル締結用の金具）を、コア片１８，２０、ギャップ板３０とともに一体的にモールドしているが、コア片１８，２０と連結されるのであれば、必ずしも一体的にモールドされていなくてもよい。例えば、固定部材３２は、コア片１８，２０、ギャップ板３０が一体的に樹脂モールドされたコア群１６の表面に貼着されるのであってもよい。また、上述の実施形態では、リアクトルコア１４の四隅に固定部材３２を設けている。しかし、固定部材３２の数や位置は、少なくとも二つの固定部材３２の間に、１以上の第一接着層３６および１以上の第二接着層３８が存在するのであれば、特に限定されない。例えば、固定部材３２は、リアクトルコア１４の長手方向の両端に一つずつ合計二つであってもよいし、六つの固定部材３２が左右対称に配置された構成であってもよい。ただし、高温時に生じる引っ張り応力を、左右対称に作用させるためには、固定部材３２も左右対称に配置されることが望ましい。また、引っ張り応力が第二接着層３８よりも第一接着層３６に優先的に作用するように、固定部材３２は、第二接着層３８よりも第一接着層３６に近い位置に設けられることが望ましい。

１０ リアクトル、１２ コイル、１４ リアクトルコア、１６ コア群、１８，２０，４２ コア片、３０，４０ ギャップ板、３２ 固定部材、３４ 樹脂モールド、３６ 第一接着層、３８ 第二接着層、５０ 締結用ネジ、５２ ケース。

Claims (5)

1. 複数のコア片を第一接着剤で接着するとともに当該接着されたコア片を被覆部材で被覆した２以上のコア群を、第二接着剤で接着することにより構成されるリアクトルコアと、
   前記リアクトルコアに巻回されるコイルと、
   第一接着剤の層および第二接着剤の層を挟んで離間した位置においてリアクトルコアを規定の設置部材に連結して固定する２以上の固定部材と、
   を備え、
   前記第一接着剤は、第二接着剤よりも接着力が弱い、
   ことを特徴とするリアクトル。
2. 請求項１に記載のリアクトルであって、
   前記固定部材は、第二接着剤の層より、第一接着剤の層に近い位置に設けられる、ことを特徴とするリアクトル。
3. 請求項１または２に記載のリアクトルであって、
   前記被覆部材は、樹脂材である、ことを特徴とするリアクトル。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のリアクトルであって、
   前記固定部材は、当該固定部材の少なくとも一部が前記複数のコア片とともに前記被覆部材により被覆されることにより、前記複数のコア片と一体化されている、ことを特徴とするリアクトル。
5. 請求項１から４のいずれ１項に記載のリアクトルであって、
   前記複数のコア片は、Ｉ字型のコア片およびＵ字型のコア片を含む、ことを特徴とするリアクトル。

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