JP2019050273A - Reactor manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書が開示する技術は、リアクトルの製造方法に関する。 The technology disclosed herein relates to a method of manufacturing a reactor.
U字形状の一対のコアをリング状に配置し、リングの一対の平行部分にコイルを装着したリアクトルが知られている。特許文献1、2に、そのようなリアクトルが開示されている。ボビンは、U字のコアに射出成形で作られる。特許文献1には、リアクトルの製造方法も開示されている。まず、夫々のコアにボビンを射出成形する(1次成形)。ボビンは、コアのU字の湾曲部分を覆うとともにコアに対するコイルの軸線方向の相対位置を定めるフランジを備えている。次いでコイルの両側からボビン付コアを組み付ける。最後に、コイルとコアを一体的に覆う樹脂カバ−を射出成形する(2次成形)。 A reactor is known in which a pair of U-shaped cores are arranged in a ring, and a coil is mounted on a pair of parallel parts of the ring. Patent Literatures 1 and 2 disclose such a reactor. The bobbin is injection molded into the U-shaped core. Patent Document 1 also discloses a method of manufacturing a reactor. First, a bobbin is injection-molded on each core (primary molding). The bobbin is provided with a flange which covers the U-shaped curved portion of the core and which defines the axial relative position of the coil to the core. Next, the bobbin core is assembled from both sides of the coil. Finally, a resin cover integrally covering the coil and the core is injection molded (secondary molding).
樹脂パ−ツ(ボビンと樹脂カバ−)が射出成形されているのでボビンと樹脂カバ−はコアに密着している。その場合、樹脂パ−ツとコア(金属あるいは金属と樹脂の焼結体)の線膨張係数の差により、使用時の熱サイクルで樹脂パーツがコアから繰り返し荷重を受けて劣化する。樹脂パ−ツの強度を高めるべく樹脂にガラスフィラ−や金属フィラ−を混在させることがある。 Since the resin parts (the bobbin and the resin cover) are injection molded, the bobbin and the resin cover are in close contact with the core. In that case, due to the difference in coefficient of linear expansion between the resin part and the core (sintered body of metal or metal and resin), the resin part is repeatedly subjected to a load from the core and deteriorated in the thermal cycle during use. In order to increase the strength of the resin parts, glass filler and metal filler may be mixed with the resin.
樹脂カバ−を射出成形する場合、金型の樹脂射出ゲ−トが、ボビンのコア被覆面に対向する位置に設けられる場合がある。ここで、ボビンのコア被覆面とは、フランジのコイル対向側とは反対側にてコアを覆っている樹脂部分をいう。そのような位置に樹脂射出ゲートが配置されていると、樹脂射出ゲートから射出されたフィラ−含有樹脂は、フランジとコア被覆面との境界の角部に沿って流れて固化する。そうすると、フィラ−が一定の方向に揃ってしまい、樹脂カバ−の強度に異方性を生じてしまう。強度の異方性は、期待される強度よりも高い強度を発揮する方向と、期待される強度に満たない強度しか発揮できない方向を生じてしまう。その結果、相対的に弱い強度の方向の荷重で樹脂カバ−の劣化が進んでしまう。本明細書は、2次成形工程にて樹脂カバ−の強度異方性を解消する技術を提供する。 When injection molding a resin cover, the resin injection gate of the mold may be provided at a position facing the core coating surface of the bobbin. Here, the core coating surface of the bobbin refers to a resin portion covering the core on the side opposite to the coil facing side of the flange. When the resin injection gate is disposed at such a position, the filler-containing resin injected from the resin injection gate flows and solidifies along the corner of the boundary between the flange and the core covering surface. Then, the fillers are aligned in a fixed direction, and the strength of the resin cover is anisotropic. Anisotropy of strength causes a direction in which the strength is higher than the expected strength and a direction in which only strength less than the expected strength can be exhibited. As a result, deterioration of the resin cover proceeds with a load in the direction of relatively weak strength. The present specification provides a technique for eliminating the strength anisotropy of the resin cover in the secondary molding process.
本明細書は、コアの少なくとも一部とコイルの少なくとも一部が樹脂に覆われているリアクトルの製造方法を開示する。その製造方法は、準備工程、1次成形工程、組立工程、2次成形工程を備えている。準備工程では、一対のコイルとU字形状の一対のコアとを準備する。1次成形工程では、コアのU字の湾曲部分を覆うとともにコアに対するコイルの軸線方向の相対位置を定めるフランジを備えるボビンをコアに成形する。組立工程では、コイルの軸線方向の両側から、ボビンを備えたコアを組み付ける。2次成形工程では、フランジの少なくとも一部とコイルの少なくとも一部を覆う樹脂カバ−を、フィラ−含有樹脂にて射出成形する。1次成形工程において、フランジのコイルに面する側とは反対側のフランジ面と、そのフランジ面に続くボビンのコア被覆面との境界に複数のリブを設ける。2次成形工程では、樹脂カバ−を成形する金型の樹脂射出ゲ−トがコア被覆面に対向する位置に設けられている。 The present specification discloses a method of manufacturing a reactor in which at least a portion of the core and at least a portion of the coil are covered with a resin. The manufacturing method includes a preparation process, a primary molding process, an assembly process, and a secondary molding process. In the preparation step, a pair of coils and a pair of U-shaped cores are prepared. In the primary forming step, the core is formed with a bobbin provided with a flange that covers the U-shaped curved portion of the core and defines the axial relative position of the coil with respect to the core. In the assembly process, the core provided with the bobbin is assembled from both sides in the axial direction of the coil. In the secondary molding step, a resin cover that covers at least a part of the flange and at least a part of the coil is injection molded with a filler-containing resin. In the primary forming step, a plurality of ribs are provided at the boundary between the flange surface opposite to the side facing the coil of the flange and the core coating surface of the bobbin following the flange surface. In the secondary molding process, a resin injection gate of a mold for molding a resin cover is provided at a position facing the core coating surface.
上記の製造方法によると、樹脂射出ゲートから射出された溶融樹脂の流れは、フランジ面のリブによって乱される。ゆえに樹脂が固化したときにフィラ−の方向がランダムになり、樹脂カバ−の強度が等方的になる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。 According to the above manufacturing method, the flow of the molten resin injected from the resin injection gate is disturbed by the rib on the flange surface. Therefore, when the resin solidifies, the direction of the filler becomes random, and the strength of the resin cover becomes isotropic. The details and further improvement of the technology disclosed in the present specification will be described in the following "Forms for Carrying Out the Invention".
図面を参照して実施例の製造方法を説明する。まず、リアクトルの全体構造を説明する。図1にリアクトル2の斜視図を示す。図2では、樹脂カバ−18を仮想線で描いてあり、樹脂カバ−2の内部構造が理解できるようにしてある。図中の座標系のX軸は、リアクトル2のコイル4a、4bの軸線方向に一致するように定義してある。
The manufacturing method of the embodiment will be described with reference to the drawings. First, the overall structure of the reactor will be described. FIG. 1 shows a perspective view of the reactor 2. In FIG. 2, the
リアクトル2は、リング状のコア3に一対のコイル4a、4bが捲回された受動素子である。コイル4a、4bは1本の巻線で作られており、電気的には一つのコイルである。コイル4a、4bは、平角線をエッジワイズに捲回したものである。平角線は、絶縁コーティングされており、隣り合うピッチの巻線と短絡しないようになっている。
The reactor 2 is a passive element in which a pair of
後述するようにリング状のコア3は、一対のU字形状のコア3a、3bで構成されている。コア3を覆うようにボビン10が射出成形で形成されており、ボビン10の筒状の部分にコイル4a、4bが捲回されている。ボビン10は、夫々のコア3a、3bに対して射出成形で作られる。コア3aにはボビン10をその軸線方向で半分にしたボビン10aが射出成形で作られ、コア3bにはボビン10の残りの部分(ボビン10b)が射出形成で作られる(1次成形工程)。ボビン10a、10bのそれぞれには、コイル4a、4bのコア3に対する軸線方向の相対位置を定めるフランジ11が設けられている。コイル4a、4bは予め平角線を捲回して作られており、それらコイル4a、4bの軸線方向の両側からボビン10a(10b)が形成されたコア3a(3b)が取り付けられる。ボビン10の両側のフランジ11の一部とコイル4a、4bの一部は樹脂カバ−18で覆われている。樹脂カバ−18も射出成形で作られる(2次成形工程)。
As described later, the ring-
図2−図6を参照しつつ、リアクトル2の製造方法を説明する。リアクトル2は、準備工程、1次成形工程、組立工程、2次成形工程を経て完成する。 The method for manufacturing the reactor 2 will be described with reference to FIGS. The reactor 2 is completed through a preparation process, a primary forming process, an assembly process, and a secondary forming process.
(準備工程)まず、U字形状の一対のコア3a、3bと、一対のコイル4a、4bを準備する(図2)。コア3a、3bは、鉄粉と樹脂粉を焼結したものである。コイル4a、4bは、先に述べたように、コーティングされた平角線をエッジワイズに捲回したものである。コイル4a、4bは、1本の平角線で作られており、電気的には一つのコイルである。
(Preparation Step) First, a pair of
(1次成形工程)次に、夫々のコア3a、3bに対してボビン10a、10bを射出成形にて作成する(図3)。ボビン10aは、コア3aに対してインサート成形で作られる。即ち、コア3aを金型に入れ、その金型のキャビティへ溶融樹脂を射出する。ボビン10aは、コア3aのU字の腕の端面を除くコア側面を覆っている。別言すれば、ボビン10aは、コア3aのU字の腕の側面とU字の湾曲部分を覆っている。ボビン10aのコア3aを覆っている部分の数カ所に窓15、16が設けられている。別言すれば、ボビン10aの窓15、16からコア3aの側面が露出している。
(Primary Forming Step) Next,
ボビン10aには、コア3a、3bとコイル4a、4bを組み立てたときのコア3に対するコイル4a、4bの軸線方向の位置を定めるフランジ11が設けられている。説明の都合上、フランジ11のコイル4a、4bに面する側とは反対側の面を外側フランジ面12と称する。また、ボビン10aのコア3aを覆っている部分のうち、外側フランジ面12に続く平坦な面をコア被覆面14と称する。
The
ボビン10aには、外側フランジ面12とコア被覆面14の境界に、外側フランジ面12とコア被覆面14の両方に接している複数のリブ13が設けられている。なお、図3では、複数のリブの並びの両端のリブにのみ符号13を付し、残りのリブには符号を省略した。ボビン10aは、射出成形で作られるが、複数のリブ13も射出成形でボビン10aの全体を射出成形する際に同時に成形される。
The
ボビン10bも射出成形で作られる。ボビン10bも、コイル4a、4bの軸線方向の相対位置を定めるフランジ11を備えている。ボビン10bのフランジ11には、コイル4a、4bの引き出し線を通すスリット19が設けられている。ボビン10bには、ボビン10aが備えるリブ13は設けられていない。
The
(組立工程)コイル4a、4bの軸線方向の両側からボビン10a(10b)が成形されたコア3a(3b)を組み付ける(図4)。図4では、理解を助けるために樹脂カバー18で覆われている部分を隠れ線(破線)で示してある。樹脂カバ−18(図1参照)を成形する前のリアクトル(図4)を、アセンブリ21と称する。
(Assembly Process) The
(2次成形工程)アセンブリ21を金型に入れ、コイル4a、4bの一部と軸線方向の両側のフランジ11の少なくとも一部を覆う樹脂カバ−18を射出成形にて作成する(図5)。複数のリブ13も樹脂カバ−18に覆われる。2次成形工程で用いられる樹脂には、ガラスフィラ−が含有されている。ガラスフィラ−は、樹脂カバ−18の強度を高めるために混入されている。
(Secondary Forming Process) The
樹脂カバ−18を作るための金型の樹脂射出ゲートは、先に述べたボビン10aのコア被覆面14に対向する位置に設けられている。図6に、図中の座標系のXY平面に平行な平面であって金型30に入れたアセンブリ21のリブ13を横断する平面でカットした断面図を示す。図6は、コイルの軸線方向(X方向)でコイル4a、4bの途中までを示す部分断面図である。図6には、金型30のコア被覆面14に対向する位置に設けられている樹脂射出ゲート32を破線で描いてある。
A resin injection gate of a mold for producing the
図6には、樹脂射出ゲート32から射出された溶融樹脂のキャビティ31における流れを太矢印線で描いてある。キャビティ31は、金型30の内部で樹脂カバ−18を成形するための空間である。また、図6でも、複数のリブ13のうち、並び方向の両端のリブにのみ符号13を付し、残りのリブには符号を省略してある。図6に太矢印線で示すように、溶融樹脂の流れはリブ13にぶつかり方向が変化する。
In FIG. 6, the flow in the
先に述べたように、樹脂カバ−18を成形するための樹脂にはガラスフィラ−が混入されている。ガラスフィラ−は針状である。溶融樹脂が固化したときにガラスフィラ−が同一方向を向いていると、固化した樹脂の強度に異方性が生じる。具体的には、ガラスフィラ−を含有した樹脂は、針状のガラスフィラ−の長手方向の応力に対して高い強度を示し、長手方向と直交する方向の応力に対しては相対的に低い強度を示す。リブ13が設けられていない場合の溶融樹脂の流れを図7に示す。図7でも太矢印線が溶融樹脂の流れを示している。溶融樹脂は、外側フランジ面12に沿って一様に流れる。従ってガラスフィラ−の向きも同一方向を向き易い。ガラスフィラ−が同一方向を向いたまま樹脂が固化すると、樹脂カバ−18の外側フランジ面12とコア被覆面14を覆う部分の強度に異方性が生じてしまう。コア3と樹脂パーツ(ボビン10a、10b、樹脂カバ−18)は、線膨張係数が異なる。リアクトル2の使用時に熱サイクルを受けると線膨張係数の相違により樹脂パ−ツはコア3から荷重を受ける。樹脂パーツ(ボビン10a、10b、樹脂カバ−18)の強度が異方性を有していると、期待される強度よりも高い強度を発揮する方向と、期待される強度に満たない強度しか発揮できない方向とが生じてしまう。樹脂カバ−18は、期待される強度に満たない強度しか発揮できない方向の荷重を受けると、強度が等方的である場合と比較して、劣化が早く進む。実施例の製造方法では、図6に示したように、外側フランジ面12とコア被覆面14の境界に設けた複数のリブ13により、溶融樹脂の流れが乱され、ガラスフィラ−の向きがランダムとなる。それゆえ、樹脂カバ−18の強度は等方的になり、熱サイクルに対して劣化の進行が遅くなる。
As described above, the resin for molding the
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。複数のリブ13は、ボビン10aのコア被覆面14とは反対側にも設けることが好ましいが、少なくとも、樹脂射出ゲート32が存在する側のコア被覆面14に設けてあればよい。複数のリブ13は、ボビン10a、10bの夫々に設けることが望ましいが、少なくとも、金型30に入れたときに樹脂射出ゲート32に近い側のフランジ11に設けてあればよい。
Points to note regarding the technology described in the embodiment will be described. The plurality of
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 As mentioned above, although the specific example of this invention was described in detail, these are only an illustration and do not limit a claim. The art set forth in the claims includes various variations and modifications of the specific examples illustrated above. The technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness singly or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of application. In addition, the techniques exemplified in the present specification or the drawings can simultaneously achieve a plurality of purposes, and achieving one of the purposes itself has technical utility.
2:リアクトル
3:コア
3a、3b:コア
4a、4b:コイル
10、10a、10b:ボビン
11:フランジ
12:外側フランジ面
13:リブ
14:コア被覆面
15、16:窓
19:スリット
21:アセンブリ
30:金型
31:キャビティ
32:樹脂射出ゲート
2: Reactor 3:
Claims (1)
一対のコイルとU字形状の一対のコアとを準備する準備工程と、
前記コアのU字の湾曲部分を覆うとともに前記コアに対する前記コイルの軸線方向の相対位置を定めるフランジを備えるボビンを前記コアに成形する1次成形工程と、
前記コイルの軸線方向の両側から前記ボビンを備えた前記コアを組み付ける組立工程と、
前記フランジの少なくとも一部と前記コイルの少なくとも一部を覆う樹脂カバ−を、フィラ−含有樹脂にて射出成形する2次成形工程と、
を備えており、
前記1次成形工程において、前記フランジの前記コイルに面する側とは反対側のフランジ面と、前記フランジ面に続く前記ボビンのコア被覆面との境界に複数のリブを成形し、
前記2次成形工程では、前記樹脂カバ−を成形する金型の樹脂射出ゲ−トが前記コア被覆面に対向する位置に設けられている、リアクトルの製造方法。 A method of manufacturing a reactor, wherein at least a portion of the core and at least a portion of the coil are covered with resin,
Preparing a pair of coils and a pair of U-shaped cores;
Forming a bobbin on the core including a flange covering a U-shaped curved portion of the core and defining an axial relative position of the coil with respect to the core;
Assembling the core including the bobbin from both sides in the axial direction of the coil;
A secondary molding step of injection molding a resin cover covering at least a part of the flange and at least a part of the coil with a filler-containing resin;
Equipped with
In the primary forming step, a plurality of ribs are formed at the boundary between the flange surface opposite to the side facing the coil of the flange and the core covering surface of the bobbin following the flange surface;
The method of manufacturing a reactor, wherein in the secondary molding step, a resin injection gate of a mold for molding the resin cover is provided at a position facing the core coating surface.
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JP2013149841A (en) * | 2012-01-20 | 2013-08-01 | Toyota Motor Corp | Manufacturing method of reactor |
JP2015095565A (en) * | 2013-11-12 | 2015-05-18 | 株式会社タムラ製作所 | Reactor |
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