JP2016171137A - Reactor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド自動車などの車両に搭載される車載用DC−DCコンバータや電力変換装置の構成部品などに利用されるリアクトルに関する。 The present invention relates to a reactor that is used in a vehicle-mounted DC-DC converter or a component of a power converter mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle.
リアクトルやモータといった、巻線を巻回してなるコイルと、そのコイルの内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コアと、を備える磁性部品が種々の分野で利用されている。そのような磁性部品として、例えば特許文献1には、車載用コンバータの回路部品に利用されるリアクトルが開示されている。
Magnetic parts such as a reactor and a motor, each of which includes a coil formed by winding a winding and a magnetic core that is disposed inside and outside the coil to form a closed magnetic path, are used in various fields. As such a magnetic component, for example,
特許文献1には、リアクトルの外周の大部分を樹脂でモールドしたモールドタイプのリアクトルが開示されている。このリアクトルは、コイルと磁性コアとの間に介在されるボビン(介在部材)を備え、介在部材には、隣接する部分コア(コア片)の間にギャップ(間隔)を確保するガイド部が設けられている。特許文献1には、このコア片の間隔にモールド樹脂を充填することが記載されている。
しかし、特許文献1のリアクトルでは、介在部材に成形された筒部がコア片の挿入方向の全長を覆うように成形されているため、コア片を筒部の開口から底部に落下させるように挿入すると、挿入の際にコア片を損傷する虞がある。コア片を損傷せずに筒部に挿入するには、コア片を把持した状態で筒部内に配置することが好ましいが、この場合は作業性に劣る。
However, in the reactor of
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、本発明の目的の一つは、コア片同士の所定位置での保持が容易であり、生産性に優れるリアクトルを提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said situation, and one of the objectives of this invention is to hold | maintain in the predetermined position of core pieces easily, and to provide the reactor excellent in productivity.
本発明の一態様に係るリアクトルは、巻回部を有するコイルと、複数のコア片及び各コア片間に介在されるギャップ材を組み合わせてなり、前記巻回部内に配置される部分を有する磁性コアと、前記巻回部の内面と前記磁性コアとの間に介在され、前記複数のコア片を所定位置に挟持する筒状の介在部材と、前記コイルと前記磁性コアとを一体化させる樹脂モールド部と、を備える。前記介在部材は、周方向が分断され、前記複数のコア片を挟持する一対の分割介在部材で構成されており、前記複数のコア片間の間隔を確保して、各コア片の位置決めを行うガイド部を備える。 The reactor which concerns on 1 aspect of this invention combines the coil which has a winding part, the gap material interposed between several core pieces and each core piece, and has the magnetic part which has a part arrange | positioned in the said winding part. A core, a cylindrical interposition member interposed between the inner surface of the winding portion and the magnetic core, and sandwiching the plurality of core pieces at a predetermined position; and a resin for integrating the coil and the magnetic core A mold part. The interposition member is constituted by a pair of divided interposition members that are divided in the circumferential direction and sandwich the plurality of core pieces, and each core piece is positioned by securing a space between the plurality of core pieces. A guide part is provided.
上記リアクトルは、コア片同士の所定位置での保持が容易であり、生産性に優れる。 The reactor is easy to hold the core pieces at predetermined positions, and is excellent in productivity.
[本発明の実施形態の説明]
最初に、本発明の実施態様を列記して説明する。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
First, embodiments of the present invention will be listed and described.
(1)本発明の実施形態に係るリアクトルは、巻回部を有するコイルと、複数のコア片及び各コア片間に介在されるギャップ材を組み合わせてなり、前記巻回部内に配置される部分を有する磁性コアと、前記巻回部の内面と前記磁性コアとの間に介在され、前記複数のコア片を所定位置に挟持する筒状の介在部材と、前記コイルと前記磁性コアとを一体化させる樹脂モールド部と、を備える。前記介在部材は、周方向が分断され、前記複数のコア片を挟持する一対の分割介在部材で構成されており、前記複数のコア片間の間隔を確保して、各コア片の位置決めを行うガイド部を備える。 (1) The reactor which concerns on embodiment of this invention combines the coil which has a winding part, several core pieces, and the gap material interposed between each core piece, and the part arrange | positioned in the said winding part A magnetic core having a cylindrical shape, a cylindrical interposition member interposed between an inner surface of the winding portion and the magnetic core, and sandwiching the plurality of core pieces at predetermined positions, and the coil and the magnetic core. And a resin mold part to be converted. The interposition member is constituted by a pair of divided interposition members that are divided in the circumferential direction and sandwich the plurality of core pieces, and each core piece is positioned by securing a space between the plurality of core pieces. A guide part is provided.
上記のリアクトルは、例えば、複数のコア片のうち巻回部内に配置される複数の内コア片を介在部材内に配置し、この内コア片と介在部材とを巻回部内に配置して組物とする⇒組物に磁性コアのうち巻回部外に配置される外コア片を組み付けて組合体とする⇒組合体を金型内に配置して、樹脂モールド部の未固化の構成樹脂を充填・固化する、という手順によって製造することができる。 The reactor includes, for example, a plurality of inner core pieces arranged in the winding portion among the plurality of core pieces in the interposed member, and the inner core piece and the interposed member arranged in the winding portion. ⇒ The assembled core is assembled with the outer core piece placed outside the winding part of the magnetic core in the assembly. ⇒ The resin mold part is not solidified by placing the assembly in the mold. Can be manufactured by the procedure of filling and solidifying.
上記のリアクトルは、複数のコア片を介在部材に配置するにあたり、ガイド部に沿って配置するため、隣り合うコア片間の間隔を確保して、各コア片同士の相対的な位置決めを精度良くできる。介在部材は、周方向が分断されて複数のコア片を挟持する一対の分割介在部材で構成されているため、一方の分割介在部材に複数のコア片を載置し、他方の分割介在部材を被せるだけで、複数のコア片を挟持できるので、コア片同士の所定位置での保持が容易である。また、リアクトルの製造過程における組物の作製では、一対の分割介在部材で挟持した複数のコア片は、各コア片の位置を保持した状態で取り扱えるため、作業性に優れる。 The above reactor is arranged along the guide portion when arranging the plurality of core pieces on the interposition member, so that the interval between the adjacent core pieces is secured and the relative positioning of each core piece is accurately performed. it can. Since the interposition member is composed of a pair of split interposition members that are divided in the circumferential direction and sandwich the plural core pieces, the plural interposition members are placed on one split interposition member, and the other split interposition member is Since the plurality of core pieces can be sandwiched simply by covering, it is easy to hold the core pieces at predetermined positions. Moreover, in the production of the assembly in the manufacturing process of the reactor, the plurality of core pieces sandwiched between the pair of split interposed members can be handled in a state in which the position of each core piece is maintained, so that the workability is excellent.
(2)上記のリアクトルの一例として、前記介在部材は、前記樹脂モールド部を成形する際に、前記樹脂モールド部の未固化の構成樹脂を前記複数のコア片間まで流入させる流路を備え、前記ギャップ材は、前記樹脂モールド部の構成樹脂によって形成されている形態が挙げられる。 (2) As an example of the reactor described above, the interposition member includes a flow path that allows unsolidified constituent resin of the resin mold portion to flow between the plurality of core pieces when the resin mold portion is molded. The gap material may be formed of a resin component of the resin mold part.
コイルと磁性コアと介在部材との組合体を配置した金型内に樹脂モールド部の未固化の構成樹脂を充填すると、この未固化の構成樹脂が複数のコア片間に流入し、各コア片間の間隔に応じた幅のギャップ材が形成される。このとき、介在部材に流路が形成されていることで、この流路に沿って各コア片間まで樹脂を確実に流入させることができる。この樹脂モールド部の成形時に、各コア片間のギャップ材を形成できると共に、コイルの外周や各コア片(磁性コア)の外周を樹脂で覆うことができ、コイルと磁性コアとを一体化することができる。そのため、例えば、予めコア片とギャップ材とを接着剤などで固定しておいたり、コア片やコイルを個別に樹脂でモールドしたりする作業を簡略化することができ、リアクトルの生産性に優れる。 When a mold in which a combination of a coil, a magnetic core, and an interposition member is placed is filled with an unsolidified constituent resin of the resin mold portion, the unsolidified constituent resin flows between a plurality of core pieces. A gap material having a width corresponding to the interval between them is formed. At this time, since the flow path is formed in the interposed member, the resin can surely flow into between the core pieces along the flow path. At the time of molding of the resin mold portion, a gap material between the core pieces can be formed, and the outer periphery of the coil and the outer periphery of each core piece (magnetic core) can be covered with resin, so that the coil and the magnetic core are integrated. be able to. Therefore, for example, the core piece and the gap material can be fixed in advance with an adhesive or the like, and the work of individually molding the core piece and the coil with resin can be simplified, and the reactor productivity is excellent. .
(3)前記流路を備える上記のリアクトルの一例として、前記流路は、前記介在部材の内周面又は外周面の少なくとも一方に、前記介在部材における前記巻回部の軸方向に沿った端部から内方に向かって形成された溝部を備える形態が挙げられる。 (3) As an example of the reactor including the flow path, the flow path is an end along the axial direction of the winding portion of the interposed member on at least one of the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of the interposed member. The form provided with the groove part formed toward the inward from the part is mentioned.
上記構成によれば、樹脂モールド部の未固化の構成樹脂が、各コア片間まで流入し易い。また、樹脂モールド部の未固化の構成樹脂が、介在部材とコア片との間や、介在部材とコイルとの間まで確実に流入するため、コア片(磁性コア)と樹脂モールド部との接触面積や、コイルと樹脂モールド部との接触面積を大きくすることができる。よって、樹脂モールド部を介したコイルと磁性コアとの接合強度を向上し易い。 According to the said structure, the non-solidified resin of a resin mold part tends to flow in between each core piece. In addition, since the unsolidified component resin of the resin mold part flows into between the interposed member and the core piece, or between the interposed member and the coil, the contact between the core piece (magnetic core) and the resin mold part is ensured. The area and the contact area between the coil and the resin mold portion can be increased. Therefore, it is easy to improve the bonding strength between the coil and the magnetic core via the resin mold part.
(4)前記流路を備える上記のリアクトルの一例として、前記流路は、前記介在部材の外面から内面に貫通する貫通孔を備える形態が挙げられる。 (4) As an example of the reactor including the flow path, a form in which the flow path includes a through hole penetrating from the outer surface to the inner surface of the interposition member can be given.
上記構成によれば、樹脂モールド部の未固化の構成樹脂が、各コア片間まで流入し易い。また、貫通孔を介して介在部材の内外に樹脂モールド部が嵌め合った状態となるため、コア片(磁性コア)と樹脂モールド部との接合強度、及びコイルと樹脂モールド部との接合強度を向上し易い。 According to the said structure, the non-solidified resin of a resin mold part tends to flow in between each core piece. In addition, since the resin mold part is fitted inside and outside of the interposed member through the through hole, the bonding strength between the core piece (magnetic core) and the resin mold part and the bonding strength between the coil and the resin mold part are increased. Easy to improve.
(5)上記のリアクトルの一例として、前記コイルは、横並びされた一対の前記巻回部を備え、前記介在部材は、一対の前記巻回部のそれぞれについて、前記複数のコア片のうち前記巻回部内に配置される複数の内コア片の全てを一体に保持する形態が挙げられる。 (5) As an example of the above-described reactor, the coil includes a pair of winding portions arranged side by side, and the interposed member includes the winding of the plurality of core pieces for each of the pair of winding portions. The form which hold | maintains all the several inner core pieces arrange | positioned in a rotation part integrally is mentioned.
上記構成によれば、内コア片の全てを所定位置に一体化して保持した状態で取り扱えるため、より作業性に優れる。 According to the said structure, since it can handle in the state hold | maintained by integrating all the inner core pieces in the predetermined position, it is excellent in workability | operativity.
(6)上記のリアクトルの一例として、前記一対の分割介在部材は、互いに嵌合し合う嵌合部を備える形態が挙げられる。 (6) As an example of the reactor, the pair of split interposed members may include a fitting portion that fits each other.
上記構成によれば、一対の分割介在部材を嵌合部で嵌合することで、両者を確実に固定できる。そのため、樹脂モールド部の未固化の構成樹脂の充填時に、各内コア片同士の相対的な位置や、磁性コアとコイルとの相対的な位置がずれたりすることを確実に防止できる。また、一対の分割介在部材を嵌合することで一体物として取り扱い易く、リアクトルの作業性にさらに優れる。 According to the said structure, both can be reliably fixed by fitting a pair of division | segmentation interposition member by a fitting part. Therefore, it is possible to reliably prevent the relative positions of the inner core pieces and the relative positions of the magnetic core and the coil from being shifted when the resin mold portion is filled with the unsolidified constituent resin. Moreover, it is easy to handle as an integrated object by fitting a pair of division | segmentation interposition members, and is further excellent in the workability | operativity of a reactor.
(7)上記のリアクトルの一例として、前記コイルは、横並びされた一対の前記巻回部を備え、前記磁性コアは、前記巻回部外に配置される外コア基部と、前記外コア基部から突出して前記巻回部内にそれぞれ配置される一対の突出部と、が一体に成形されたU字状の外コア片を備え、前記外コア片の突出部は、前記介在部材における前記巻回部の軸方向に沿った端部から挿入されている形態が挙げられる。 (7) As an example of the reactor described above, the coil includes a pair of winding parts arranged side by side, and the magnetic core includes an outer core base disposed outside the winding part, and the outer core base. A pair of projecting portions that protrude and are respectively disposed in the winding portion, and a U-shaped outer core piece formed integrally with the projecting portion of the outer core piece, the winding portion of the interposition member The form inserted from the edge part along the axial direction of this is mentioned.
上記構成によれば、リアクトルの製造過程における組合体の作製では、U字状の外コア片の突出部を介在部材の両端部から挿入することで、各コア片同士の相対的な位置決めをより精度良くできる。また、リアクトルの構成部材同士の所定位置(各コア片同士の位置、各コア片(磁性コア)とコイルとの位置)を保持した状態で組合体を一体物として取り扱えるため、作業性により優れる。 According to the above configuration, in the production of the assembly in the process of manufacturing the reactor, the relative positioning of the core pieces is further increased by inserting the protruding portions of the U-shaped outer core pieces from both ends of the interposition member. Can be accurate. In addition, since the assembly can be handled as an integrated object while maintaining predetermined positions (positions of the core pieces, positions of the core pieces (magnetic core) and the coil) of the constituent members of the reactor, the workability is excellent.
[本発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態の詳細を、以下に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。図中の同一符号は、同一名称物を示す。
[Details of the embodiment of the present invention]
Details of the embodiment of the present invention will be described below. In addition, this invention is not limited to these illustrations, is shown by the claim, and intends that all the changes within the meaning and range equivalent to the claim are included. The same code | symbol in a figure shows the same name thing.
<実施形態1>
図1〜図3を参照して、実施形態1のリアクトル1を説明する。
<
With reference to FIGS. 1-3, the
〔リアクトル〕
・全体構成
実施形態1のリアクトル1は、図1に示すように、巻線2wを螺旋状に巻回してなる巻回部2a,2bを有するコイル2と、巻回部2a,2b内に配置される部分を有する磁性コア3と、巻回部2a,2bの内面と磁性コア3との間に介在される筒状の介在部材5と、コイル2と磁性コア3とを一体化させる樹脂モールド部6と、を備える。磁性コア3は、巻回部2a,2bの内側に全体が配置される複数の内コア片31m,…と、巻回部2a,2bの外側に配置される部分を有する外コア片32m,32mと、各内コア片31m,31m間や内コア片31mと外コア片32mとの間に介在されるギャップ材31g,…と、を組み合わせてなる。実施形態1のリアクトル1は、介在部材5が、周方向に分断された一対の分割介在部材5A,5Bで構成され、この一対の分割介在部材5A,5Bにより、磁性コア3のうち巻回部2a,2b内に配置される部分のコアを挟持する点を特徴の一つとする。また、介在部材5が、複数のコア片31m,…,32m,32m間の間隔を確保して、各コア片31m,…,32m,32mの位置決めを行うガイド部を備える点を特徴の一つとする。さらに、実施形態1のリアクトル1は、各コア片31m,…,32m,32m間の間隔に樹脂モールド部6の未固化の構成樹脂を流入させる流路を備える点を特徴の一つとする。以下、各構成を詳細に説明する。なお、以下の説明において、組合体10を設置したときの設置側を下側、その対向側を上側とする。
[Reactor]
-Overall structure The
・コイル
コイル2は、図2に示すように、一本の連続する巻線2wを螺旋状に巻回して形成された一対の筒状の巻回部2a,2bと、両巻回部2a,2bを連結する連結部2rと、を備える。各巻回部2a,2bは、互いに同一の巻数、同一の巻回方向で中空筒状に形成され、各軸方向が平行になるように並列(横並び)されている。連結部2rは、両巻回部2a,2bを繋ぐU字状に屈曲された部分である。このコイル2は、接合部の無い一本の巻線を螺旋状に巻回して形成しても良いし、各巻回部2a,2bを別々の巻線により作製し、各巻回部2a,2bの巻線の端部同士を溶接や圧着などにより接合することで形成しても良い。コイル2の両端部は、巻回部2a,2bから適宜な方向に引き延ばされて、図示しない端子部材に接続される。この端子部材を介して、コイル2に電力供給を行なう電源などの外部装置が接続される。
-Coil As shown in FIG. 2, the
本実施形態の各巻回部2a,2bは角筒状に形成されている。角筒状の巻回部2a,2bとは、その端面形状が四角形状(正方形状を含む)の角を丸めた形状の巻回部のことである。もちろん、巻回部2a,2bは円筒状に形成しても構わない。円筒状の巻回部とは、その端面形状が閉曲面形状(楕円形状や真円形状、レーストラック形状など)の巻回部のことである。
Each winding
巻回部2a,2bを含むコイル2は、銅やアルミニウム、マグネシウム、あるいはその合金といった導電性材料からなる平角線や丸線などの導体の外周に、絶縁性材料からなる絶縁被覆を備える被覆線によって構成することができる。本実施形態では、導体が銅製の平角線からなり、絶縁被覆がエナメル(代表的にはポリアミドイミド)からなる被覆平角線をエッジワイズ巻きにすることで、各巻回部2a,2bを形成している。
The
・磁性コア
磁性コア3は、図2に示すように、複数の柱状の内コア片31m,…と、U字状の一対の外コア片32m,32mと、コア片間に介在される複数のギャップ材31g,…(図1を参照)と、を備える。内コア片31m,…は、巻回部2a,2b内に全体が配置される磁性片であり、外コア片32m,32mは、巻回部2a,2b外に配置される部分を有する磁性片のことである。外コア片32m,32mは、巻回部2a,2b内に部分的に配置される部分を有していてもよく、この例では、外コア片32,32mは、巻回部2a,2b外に配置される部分と、巻回部2a,2b内に配置される部分との双方を有する。外コア片32m,32mは、U字の開口部が向かい合うように配置され、内コア片31m,…は、外コア片32m,32m間に横並び(並列)に配置される。図2では、各内コア片31m,…間に間隔を有するが、この各内コア片31m,…間の間隔に、後述する樹脂モールド部6の構成樹脂が充填されることで、ギャップ材31g,…(図1を参照)が形成される。この配置によって、磁性コア3は環状に組み付けられ、コイル2を励磁したときに閉磁路を形成する。
-Magnetic core As shown in FIG. 2, the
・・内コア片
内コア片31mは、巻回部2a,2bの形状に合わせた形状であることが好ましい。ここでは、図2に示すように、内コア片31mの形状は直方体状であり、その角部は、巻回部2a,2bの内周面の角部に沿って丸められている。内コア片31mの個数は、適宜選択できる。
.. Inner core piece The
・・外コア片
一対の外コア片32m,32mは、同一の形状であり、図2の上方から見て略U字状である。外コア片32mは、巻回部2a,2b外に配置されて巻回部2a,2b間に跨るように配置される直方体状の外コア基部321と、この外コア基部321から突出して巻回部2a,2b内にそれぞれ配置される一対の突出部322と、を有する。外コア基部321と一対の突出部322,322とは一体に成形された一体物である。一対の突出部322,322の端面は、内コア片31mの端面とほぼ同じ形状及び大きさであり、その大きさ及び突出長さは、コイル2に応じた所定の磁路断面積を有するように適宜選択できる。一対の突出部322,322は、巻回部2a,2bの形状に合わせた形状であることが好ましく、ここでは、角部が実質的に巻回部2a,2bの内周面の角部に沿って丸められている。また、ここでは、外コア基部321は、一対の突出部322,322とは反対側に突出する部分(逆突出部分)が一体に成形されている。この逆突出部分は、コイル2に応じた所定の磁路断面積を有するように適宜選択できる。
.. Outer core piece The pair of
また、U字状の外コア片32m,32mにおける外コア基部321の下面は、内コア片31mの下面よりも突出しており、コイル2と磁性コア3とを組み付けると、外コア基部321の下面は、コイル2の下面と面一となる。即ち、コイル2と磁性コア3との組合体10の設置面は、コイル2の一面(下面)と、磁性コア3の外コア片32mの一面(外コア基部321の下面)によって構成される。そのため、リアクトル1は、組合体10が冷却ベースなどの設置対象(図示せず)に安定して配置される上、コイル2に加えて磁性コア3の一部も設置対象に接触することにより、放熱性を高められる。
Further, the lower surface of the outer
この例では、内コア片31m及び外コア片32mは、いずれも圧粉成形体である。圧粉成形体は、代表的には、鉄や鉄合金(Fe−Si合金、Fe−Ni合金など)といった軟磁性の金属の粉末と、適宜バインダ(樹脂など)や潤滑剤とを含む原料粉末を成形した後、成形に伴う歪みの除去などを目的とした熱処理を施して得られる。金属粉末に絶縁処理を施した被覆粉末や、金属粉末と絶縁材とを混合した混合粉末を原料粉末に用いることで、成形後、金属粒子と金属粒子間に介在する絶縁材とによって実質的に構成される圧粉成形体が得られる。この圧粉成形体は、絶縁材を含むことで、渦電流を低減できて低損失である。
In this example, both the
・・ギャップ材
ギャップ材31gは、各コア片31m,…,32m,32m間に形成された隙間に、後述する樹脂モールド部6の構成樹脂が充填されて形成されている。ギャップ材31gについては、後のリアクトルの製造方法の説明で詳述する。
.. Gap material The
・介在部材
介在部材5は、巻回部2a,2bの内面と磁性コア3のうち巻回部2a,2b内に配置されるコア部分との間に介在され、コイル2と磁性コア3との間を絶縁する部材である。ここでは、一対の介在部材5,5が、巻回部2a,2bのそれぞれに対して個別に配置される。以下、主に図2〜4を参照して、介在部材5の各構成を詳細に説明する。なお、一対の介在部材5,5は、同一の形状であるため、以下では、巻回部2a,2bの一方の巻回部に対して配置される一方の介在部材5について説明する。
Interposition member The
介在部材5は、筒状であり、その周方向が分断されて、複数のコア片を挟持する一対の分割介在部材5A,5Bで構成されている。換言すれば、介在部材5は、巻回部2a,2bの軸を中心として、その放射(外周)方向に分断される一対の分割介在部材5A,5Bで構成されている。ここでは、分割介在部材5A,5Bは、図4に示すように、巻回部2a(2b)の軸心Cを基準として、巻回部2a(2b)の上下面に平行となる直線P−Pで分割されている(ただし、嵌合部54部分を除く)。つまり、分割介在部材5A,5Bは、巻回部2a(2b)の軸方向に沿って分割面を有するように直線P−Pで分割されている。直線P−Pは、巻回部2a(2b)の左右面に平行としてもよいし、巻回部2a(2b)の対角線などの直線としてもよい。介在部材5は、一対の分割介在部材5A,5Bを組み付けたとき、磁性コア3のうち巻回部2a,2b内に配置される部分のコアを挟持して収納する筒状の収納部51と、複数のコア片31m,…,32m,32m間の間隔を確保して位置決めを行うガイド部52と、樹脂モールド部6の未固化の構成樹脂を複数のコア片31m,…,32m,32m間まで流入させる流路53と、を備える。
The
・・収納部
収納部51は、一対の分割介在部材5A,5Bを組み付けたときに筒状であり、内コア片31m,…の全て及び外コア片32mの突出部322を収納可能な部材である。一対の分割介在部材5A,5Bは、それぞれ断面U状体により構成されており、U状体の開口部を突き合わせることで、筒状の収納部51となる。一対の分割介在部材5A,5Bは、図3に示すように同一形状の部材であり、分割介在部材5Aを分割面に対して180°回転させれば、分割介在部材5Bとなる。
.. Storage part The
分割介在部材5A,5Bの収納部51は、両端の端部帯片と、その端部帯片の間で等間隔に設けられた2本の]状帯片と、各側面において両端の端部帯片を繋ぐ2本の直線状片と、底面(上面)において両端の端部帯片及び2本の]状帯片を繋ぐ1本の直線状片と、を備える。上記端部帯片は、それぞれU状部分と、そのU状部分と一体に成形されてU状部分よりも脚が短い]状部分と、を有する。この]状部分の脚の長さと、上記]状帯片の脚の長さとが同一となっている。各側面における2本の直線状片は、端部帯片のU状部分を繋ぐ外側直線状片と、端部帯片の]状部分と2本の]状帯片とを繋ぐ内側直線状片である。この外側直線状片と内側直線状片のほぼ中央部には、両直線状片を繋ぐ矩形状片51r(図3を参照)を備える。端部帯片のU状部分は、外コア片32mの突出部322が配置される部分である。]状帯片は、複数の内コア片31m,…の個数に対応して設けられる。この例では、3つの内コア片31m,…が、端部帯片の間に配置されるように2本の]状帯体が設けられている。各側面に配置される外側直線状片及び内側直線状片は、後述する流路53に対応して設けられる。底面(上面)に配置される直線状片は、収納部51に収納した各内コア片31m,…及び外コア片32mの突出部322が脱落したり、位置ずれしたりすることがないように設けられる。矩形状片51rには、後述する嵌合部54が形成されている。
The
分割介在部材5A,5Bの収納部51の内面は、各コア片の形状に合わせた形状であり、上記端部帯片や]状帯片の角部が実質的に各コア片の外周面の角部に沿って丸められている。つまり、分割介在部材5A,5Bを組み付けて形成される介在部材5の収納部51は、図3の右図に示すように、各内コア片の形状に沿った形状であり、その端面形状が四角形状の角を丸めた角筒状となる。
The inner surfaces of the
介在部材5への各コア片の収納は、一対の分割介在部材5A,5Bを組み付けるにあたり、一方の分割介在部材5B(5A)に複数の内コア片31m,…を載置し、他方の分割介在部材5A(5B)をその複数の内コア片31m,…に被せて、複数の内コア片31m,…を一対の分割介在部材5A,5Bで挟持することで行える。一対の分割介在部材5A,5Bを組み付けると筒状の収納部51となり、両端部に挿入孔が形成される(図3の右図を参照)。外コア片32mの突出部322は、この挿入孔から挿入・収納することができる。
Each core piece is housed in the
収納部51における内面と外面との間の厚みは、内コア片31mの外面と巻回部の内面との間の隙間と実質的に同等であり、内コア片31m,…を一対の分割介在部材5A,5Bで挟み込んだ状態で巻回部内に介在部材5を挿入して配置することができる程度であることが挙げられる。
The thickness between the inner surface and the outer surface of the
一対の分割介在部材5A,5Bは、互いに嵌合し合う嵌合部54を備える。一対の分割介在部材5A,5Bを嵌合部54で嵌合することで、両部材5A,5Bを確実に固定でき、後述する樹脂モールド部6の未固化の構成樹脂の充填時に、各コア片同士の位置ずれや分割介在部材5A,5B同士の位置ずれなどを確実に防止できる。また、一対の分割介在部材5A,5Bを嵌合することで一体物として取り扱い易く、リアクトル1の作業性にさらに優れる。
A pair of division |
・・嵌合部
嵌合部54は、分割介在部材5A,5Bの一側面において矩形状片51rがU状体の開口側外方に延びて成形された延長部54eと、延長部54eに設けられた嵌合孔54aと、分割介在部材5A,5Bの他側面において矩形状片51rに設けられた嵌合突起54bと、を備える。延長部54eは、大きさが矩形状片51rとほぼ同一の枠状片であり、一対の分割介在部材5A,5Bを組み付けたときに、一方の分割介在部材5A(5B)の延長部54eが、他方の分割介在部材5B(5A)の矩形状片51rに重なる。延長部54eと矩形状片51rとは、両者54e,51rが重なったときの両者54e,51rの合計厚みが収納部51における内面と外面との間の厚みとなるように、形成されている。嵌合孔54aは、ここでは、延長部54eの延長方向に亘って形成されているが、延長部54eの延長方向の先端部分にのみ形成されていてもよい。嵌合突起54bは、矩形状片51rから突出し、突出方向及び嵌合孔54a方向に向かって先細る傾斜面を有するくさび状に形成されている。この嵌合突起54bの突出長さは、延長部54eの厚みとほぼ同一である。嵌合突起54bは、一対の分割介在部材5A,5Bを組み付けたときに、延長部54eに設けられた嵌合孔54aの周縁(延長部54eの延長方向の先端部分の周縁)に当接する位置に設けられている。
..Fitting part The fitting part 54 is provided on an
この例では、一対の分割介在部材5A,5Bの固定手段として、一対の分割介在部材5A,5Bが、互いに嵌合し合う嵌合部54を備える形態を説明したが、他に、粘着テープで張り付けて両者5A,5Bを固定することもできるし、接着剤で両者5A,5Bを固定することもできる。
In this example, as a fixing means for the pair of split interposed
・・ガイド部
ガイド部52は、収納部51の内方に突出され、複数の内コア片31m,…間の間隔及び内コア片31mと外コア片32mとの間の間隔を確保して、各コア片31m,…,32mの位置決めを行う部材である。この例では、ガイド部52は、端部帯片の]状部分及び各]状帯体の角部に成形されたL型の突条である。よって、複数の内コア片31m,…を収納部51に収納すると、ガイド部52は、各内コア片31m,…間の隙間の四隅に介在されることになる。
.. Guide part The
ガイド部52は、各内コア片31m,…及び外コア片32mを所望の位置に配置可能に成形されている。ガイド部52の厚み(巻回部の軸方向の厚み)は、ギャップ材31g(図1を参照)の厚みに対応している。よって、内コア片31m,…を一対の分割介在部材5A,5Bで挟み込むだけで、各内コア片31m,…の位置決めを行うことができると共に、各内コア片31m,…間にギャップ材31gの厚みに対応した隙間を形成することができる。
The
また、一対の分割介在部材5A,5Bを組み付けることで両端部に形成される挿入孔から外コア片32mの突出部322を挿入するだけで、端部にあるガイド部52に突出部322の端面が当て止めされることで、外コア片32mの位置決めを行うことができる。よって、一対の分割介在部材5A,5Bのガイド部52によって、各コア片31m,…,32m,32mのそれぞれの位置決めができる。
Moreover, the end surface of the
各コア片31m,…,32m,32m間の間隔は、内コア片31mや突出部322とガイド部52との接触面積が大きいほど安定して確保し易い。しかし、内コア片31mや突出部322とガイド部52との接触面積を大きくするためにガイド部52の突出面積を大きくすると、各コア片間の隙間の横断面積は小さくなる。そうすると、各内コア片間に充填される樹脂モールド部6の未固化の構成樹脂の充填量が少なくなり、樹脂モールド部6の構成樹脂によって形成されるギャップ材31g(図1を参照)の横断面積は小さくなる。各コア片間に充填される樹脂モールド部6の未固化の構成樹脂の充填量が少なくなると、各コア片同士が樹脂モールド部6で固定される領域が小さくなるため、各コア片同士を強固に固定することができず、リアクトル1の動作時に各コア片が振動する虞がある。そのため、各内コア片31m,…間の間隔を確保でき、かつ樹脂モールド部6の構成樹脂によって形成されるギャップ材31gの横断面積が、内コア片31mの横断面積の50%以上となるように、ガイド部52の突出量を調整することが好ましい。樹脂モールド部6の構成樹脂によって形成されるギャップ材31gの横断面積は、内コア片31mの横断面積の60%以上、さらに70%以上、特に80%以上であることが挙げられる。
The intervals between the
この例では、ガイド部52は、各]状帯体の角部に成形されたL型の突条としたが、ガイド部52によって各コア片31m,…,32mの位置決めができるのであれば、ガイド部52の形状は特に問わない、例えば、各]状体の周方向に沿ったU型の突条としてもよい。
In this example, the
・・流路
流路53は、後述する樹脂モールド部6を成形する際に、樹脂モールド部6の未固化の構成樹脂を、ガイド部52によって形成された各コア片31m,…32m間の隙間まで流入させる空間である。この例では、流路53として、収納部51の内周面及び外周面に形成された溝部53dと、収納部51に形成された貫通孔53hと、を備える。溝部53dと貫通孔53hとの組み合わせにより、樹脂モールド部6の未固化の構成樹脂を各コア片31m,…32m間の隙間まで効率的に流入させることができる。
.. Flow path The
樹脂モールド部6の成形は、後のリアクトルの製造方法の説明で詳述するが、コイル2と磁性コア3と介在部材5とを組み付けた組合体10を金型内に配置して、樹脂モールド部6の未固化の構成樹脂を金型内に充填・固化することで行われる。
The molding of the
溝部53dは、この例では、収納部51の両端縁部から巻回部の軸方向の内方に向かって形成された横溝部53dxと、収納部51の周方向に沿って形成された縦溝部53dyと、を備える。横溝部53dxを備えることで、樹脂モールド部6の未固化の構成樹脂が各コア片31m,…32m間まで流入し易い。上記未固化の構成樹脂の金型内への充填は、通常、金型の上側(組合体の上側)から行われる。よって、縦溝部53dyを備えることで、上記未固化の構成樹脂が各コア片31m,…32m間までより効率的に流入し易い。
In this example, the
貫通孔53hを備えることで、樹脂モールド部6の未固化の構成樹脂が各コア片31m,…32m間まで流入し易い。特に、横溝部53dxに続いて形成された貫通孔53hを備えることで、上記未固化の構成樹脂が各コア片31m,…32m間までさらに流入し易い。また、各コア片31m,…32m間の隙間が露出されるように形成された貫通孔53hを備えることで、上記未固化の構成樹脂が各コア片31m,…32m間までさらに流入し易い。貫通孔53hを備えることで、上記未固化の構成樹脂の充填時に、貫通孔53hから脱気することが可能であり、樹脂モールド部6の脱気が行い易い。
By providing the through
溝部53dや貫通孔53hなどの流路53を備えることで、樹脂モールド部6の未固化の構成樹脂を、介在部材5とコア片31m,…32mとの間や、介在部材5とコイル2との間まで確実に流入させることができる。そのため、コア片31m,…32m(磁性コア3)と樹脂モールド部6との接触面積や、コイル2と樹脂モールド部6との接触面積を大きくすることができる。よって、樹脂モールド部6を介したコイル2と磁性コア3との接合強度も向上できる。
By providing the
介在部材5の構成材料には、例えば、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、液晶ポリマー(LCP)、ナイロン6、ナイロン66といったポリアミド(PA)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂などの熱可塑性樹脂を利用することができる。その他、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂を利用することも可能である。介在部材5は、上記の樹脂を射出成形するなど、公知の成形方法によって容易に製造できる。
Examples of the constituent material of the interposing
・樹脂モールド部
樹脂モールド部6は、図1に示すように、コイル2の外周や外コア片32m,32mを含む磁性コア3の外周を覆うように設けられ、かつコイル2と磁性コア3との間にも介在するように設けられている。つまり、樹脂モールド部6によって、コイル2と磁性コア3とが一体化されると共に、コイル2と磁性コア3との間の絶縁性も確保される。また、樹脂モールド部6の構成樹脂は、図1の下図に示すように、上述したガイド部52によって形成された複数のコア片31m,…32m間の隙間に充填されている。この樹脂モールド部6の構成樹脂によって、各コア片間に介在されるギャップ材31gが形成されている。
-Resin mold part The
この例では、樹脂モールド部6は、コイル2の上面の一部と、コイル2及び外コア片32mの外コア基部321の下面が覆われずに外部に露出するように設けられている。そうすることで、リアクトル1の動作時、通電によりコイル2と磁性コア3とが発熱しても放熱できるため、放熱性に優れる。
In this example, the
樹脂モールド部6を構成する樹脂としては、例えば、PPS樹脂、PTFE樹脂、LCP、PA樹脂(ナイロン6、ナイロン66など)、PBT樹脂、ABS樹脂などの熱可塑性樹脂を利用することができる。その他、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂を利用することも可能である。不飽和ポリエステルは、割れ難く、安価であるなどの利点がある。また、これらの樹脂にアルミナやシリカなどのセラミックスフィラーを含有させて、樹脂モールド部6の放熱性を向上させても良い。また、介在部材5の構成樹脂と樹脂モールド部6の構成樹脂とを同一樹脂とすると、介在部材5と樹脂モールド部6との一体性に優れる。
As the resin constituting the
〔リアクトルの製造方法〕
上記構成を備えるリアクトル1は、例えば、収納部51に収納した複数の内コア片31m,…を巻回部内に配置して組物とする⇒組物に磁性コア3のうち巻回部外に配置される外コア片32mを組み付けて組合体10とする⇒組合体10を金型内に配置して、樹脂モールド部6の未固化の構成樹脂を充填・固化する、という手順によって製造することができる。
[Reactor manufacturing method]
The
・組物の作製
まず、図2に示すように、複数の内コア片31m,…を一対の分割介在部材5A,5Bで挟持する。その際、一対の分割介在部材5A,5Bに設けられた嵌合部54で互いを嵌合し合う。具体的には、両介在部材5A,5Bの近接に伴って、一方の介在部材5B(5A)の嵌合突起54bの傾斜面に他方の介在部材5A(5B)の延長部54eがスライドすることで、延長部54eが枠状片の外側に弾性変形して広がる。そして、この延長部54eに形成された嵌合孔54aに嵌合突起54bが嵌め込まれることで、弾性変形されていた延長部54eが変形前の状態に復帰される。それにより、延長部54eの嵌合孔54aに嵌合突起54bが掛け止めされ、両部材5A,5Bが固定される。そうすることで、各内コア片31m,…は、筒状の収納部51に収納された状態となる。このとき、一対の分割介在部材5A,5Bによって、各内コア片31m,…間にギャップ材31gの厚みに対応した隙間が形成され、各内コア片31m,…の位置決めが行われる。収納部51に収納した複数の内コア片31m,…をコイル2の各巻回部2a,2b内に挿入して、組物とする。
-Production of assembly First, as shown in
・組合体の作製
次に、上記組物に一対の外コア片32m,32mを組み付けて組合体10とする。外コア片32m,32mは、その各突出部322,322を、筒状の収納部51の両端部に形成された挿入孔から挿入する。このとき、収納部51に成形された端部にあるガイド部52に突出部322,322の端面が当て止めされるため、巻回部2a,2b内に突出部322,322が位置決めされた状態で配置される。この組合体10は、介在部材5によって各コア片31m,…32m,32mのそれぞれの位置決めがなされた状態の一体物として取り扱える。
-Production of union Next, a pair of
巻回部2a,2bは、図示しない治具によって、介在部材5,5に対して位置決めされた状態を保持されることが好ましい。他に、介在部材5,5に巻回部2a,2bの位置決めを行う位置決め部を設けて、この位置決め部によって、介在部材5,5に対して巻回部2a,2bが位置決めされた状態を保持してもよい。
The winding
・樹脂モールド部の形成
上記組合体10を金型内に配置して、樹脂モールド部6の未固化の構成樹脂を金型内に充填する。金型内に充填された上記未固化の構成樹脂は、コイル2の外周や磁性コア3の外周を覆うと共に、コイル2と磁性コア3との隙間に行き渡る。そして、上記未固化の構成樹脂は、介在部材5に備わる流路53に沿って、上記複数のコア片31m,…32m間に形成された隙間まで流入して充填される。この状態で、上記構成樹脂を固化することで、コイル2と磁性コア3とを一体化すると共に、各コア片間に介在されるギャップ材31gが形成される。
-Formation of resin mold part The said
〔主要な効果〕
以上説明したリアクトル1は、樹脂モールド部6の成形時に、各コア片31m,…32m,32m間のギャップ材31g,…を形成できると共に、コイル2の外周や磁性コア3の外周を樹脂で覆うことができ、コイル2と磁性コア3とを一体化することができる。そのため、例えば、予めコア片とギャップ材とを接着剤などで固定しておいたり、コア片やコイルを個別に樹脂でモールドしたりする作業を簡略化することができ、リアクトル1の生産性に優れる。特に、介在部材5が、一対の分割介在部材5A,5Bで構成されているため、複数の内コア片31m,…は、一対の分割介在部材5A,5Bで挟持することで容易に収納できる。複数の内コア片31m,…を一対の分割介在部材5A,5Bで挟持して収納するため、内コア片31m,…は筒状の収納部51によって固定されることになり、樹脂モールド部6を射出成形によって成形する際の圧力などによって位置ずれすることなどを抑制できる。
[Main effects]
The
・その他の構成
上記リアクトル1は、温度センサ、電流センサ、電圧センサ、磁束センサなどのリアクトル1の物理量を測定するセンサ(図示せず)を備えることができる。例えば、両巻回部2a,2bの間に形成される空間にセンサを配置することができる。
Other Configurations The
<実施形態2>
実施形態2では、図5に示すように、介在部材5が、流路53として、溝部53dがより多く形成されており、貫通孔53hがより小さく分割して形成されている形態を説明する。
<
In the second embodiment, as illustrated in FIG. 5, a description will be given of a mode in which the
溝部53dは、横溝部53dxと、縦溝部53dyと、を備える。横溝部53dxは、収納部51の外周面及び内周面の双方に形成されている。また、横溝部53dxは、収納部51の両端部のU状帯片の内周面に多く形成されている。このU状帯片の外周面に形成された横溝部53dxと、U状帯片の内周面に形成された横溝部53dxとは、内外を平面透視した場合に重ならない位置に設けている。そうすることで、収納部51の強度を確保しつつ、樹脂モールド部の未固化の構成樹脂を各コア片間までより効率的に流入することができる。縦溝部53dyは、収納部51の周方向に沿って形成されている。
The
貫通孔53hは、実施形態1の介在部材に形成された貫通孔よりもより小さく分割して形成されている。貫通孔53hがより小さく分割されていることで、介在部材5と樹脂モールド部とが複雑に絡んだ状態となるため、介在部材5と樹脂モールド部との接合強度をより向上することができる。また、嵌合突起54bが形成された矩形状片51rにも貫通孔53hが形成されている。矩形状片51rと延長部54eとを重ねたとしても、延長部54eに形成された嵌合孔54aが延長部54eの延長方向に亘って広く形成されているため、矩形状片51rに形成された貫通孔53hが、延長部54eによって塞がれることはない。収納部51に上述したような流路53が形成されていることで、この流路53に沿って各コア片間まで樹脂を流入し易い。
The through
本発明のリアクトルは、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車などの車両に搭載される車載用コンバータ(代表的にはDC−DCコンバータ)や、空調機のコンバータなどの種々のコンバータ、並びに電力変換装置の構成部品に好適に利用することができる。 The reactor of the present invention includes various on-vehicle converters (typically DC-DC converters) mounted on vehicles such as hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, electric vehicles, and fuel cell vehicles, and converters for air conditioners. It can utilize suitably for the component of a converter and a power converter device.
1 リアクトル 10 組合体
2 コイル
2a,2b 巻回部 2r 連結部 2w 巻線
3 磁性コア
31m 内コア片 31g ギャップ材
32m 外コア片 321 外コア基部 322 突出部
5 介在部材
5A,5B 分割介在部材
51 収納部 51r 矩形状片
52 ガイド部 53 流路
53d 溝部 53dx 横溝部 53dy 縦溝部
53h 貫通孔
54 嵌合部 54e 延長部 54a 嵌合孔 54b 嵌合突起
6 樹脂モールド部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
複数のコア片及び各コア片間に介在されるギャップ材を組み合わせてなり、前記巻回部内に配置される部分を有する磁性コアと、
前記巻回部の内面と前記磁性コアとの間に介在され、前記複数のコア片を所定位置に挟持する筒状の介在部材と、
前記コイルと前記磁性コアとを一体化させる樹脂モールド部と、を備え、
前記介在部材は、
周方向が分断され、前記複数のコア片を挟持する一対の分割介在部材で構成されており、
前記複数のコア片間の間隔を確保して、各コア片の位置決めを行うガイド部を備えるリアクトル。 A coil having a winding part;
A magnetic core comprising a plurality of core pieces and a gap material interposed between each core piece, and having a portion disposed in the winding portion;
A cylindrical interposition member interposed between an inner surface of the winding portion and the magnetic core, and sandwiching the plurality of core pieces at a predetermined position;
A resin mold part for integrating the coil and the magnetic core;
The interposition member is
The circumferential direction is divided and is composed of a pair of divided interposing members that sandwich the plurality of core pieces,
A reactor including a guide portion that secures a space between the plurality of core pieces and positions each core piece.
前記ギャップ材は、前記樹脂モールド部の構成樹脂によって形成されている請求項1に記載のリアクトル。 The interposition member includes a flow path that allows unsolidified constituent resin of the resin mold portion to flow between the plurality of core pieces when the resin mold portion is molded.
The reactor according to claim 1, wherein the gap material is formed of a constituent resin of the resin mold portion.
前記介在部材は、一対の前記巻回部のそれぞれについて、前記複数のコア片のうち前記巻回部内に配置される複数の内コア片の全てを一体に保持する請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のリアクトル。 The coil includes a pair of winding portions arranged side by side,
The said interposition member hold | maintains all the some inner core pieces arrange | positioned in the said winding part among these several core pieces about each of a pair of said winding parts integrally. The reactor of any one of Claims.
前記磁性コアは、前記巻回部外に配置される外コア基部と、前記外コア基部から突出して前記巻回部内にそれぞれ配置される一対の突出部と、が一体に成形されたU字状の外コア片を備え、
前記外コア片の突出部は、前記介在部材における前記巻回部の軸方向に沿った端部から挿入されている請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のリアクトル。 The coil includes a pair of winding portions arranged side by side,
The magnetic core has a U-shape in which an outer core base disposed outside the winding part and a pair of projecting parts protruding from the outer core base and disposed in the winding part are integrally formed. With an outer core piece
The reactor according to any one of claims 1 to 6, wherein the protruding portion of the outer core piece is inserted from an end portion of the interposed member along the axial direction of the winding portion.
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