JP2019110232A - リアクトル - Google Patents

Abstract

【課題】コア部材の接着作業を不要として生産性を向上させつつ、コイルを固定することのできるリアクトルを提供する。【解決手段】端面１１３を有する複数のコア部材１１を有し、端面１１３同士を突き合わせてなる環状のコア１と、コア部材１１の周囲を覆う樹脂体２１、２２を複数有し、樹脂体２１、２２を組み合わせてコア１の周囲を覆う第１の樹脂部材２と、第１の樹脂部材２を介してコア１の一部に装着されるコイル５ａ、５ｂと、端面１１３と交差する方向に延び、コイル５ａ、５ｂの周囲を覆うとともに、第１の樹脂部材２を介してコイル５ａ、５ｂが装着されていないコア１のヨーク部を覆う第２の樹脂部材３と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、コアとコイルを備えるリアクトルに関する。

リアクトルは、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池車の駆動システム等をはじめ、種々の用途で使用されている。例えば、車載用の昇圧回路に用いられるリアクトルとして、環状コアの周囲に配置した樹脂製のボビンにコイルを巻回した後、これらを金属製のケースに収容し、ケース内に充填材を流し込んで固めたものが多く用いられる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−１２４２６７号公報

従来から、コアとコイルとの絶縁は、両者の間に樹脂を介在させることで実現している。その方法の１つとして、コアとコイルを金型内に一緒に入れて固定し、その両方を同時に一体成型することが考えられる。しかし、コアとコイルの両方を同時に一体成型することは難しい。コイルはスプリングバックが生じるなど形状が一定せず、線材間も隙間が生じたりするなど金型内での固定が難しい。また、金型内でコアとコイルを固定していても、金型内に注入する樹脂の射出圧でコア又はコイルが煽られて動いてしまい、コアとコイルの間の絶縁距離を保つのが難しくなり、コアとコイルを同時に金型内に固定してモールドすることは困難である。

そこで、従来は、リアクトルを分割して構成する方法を採用していた。すなわち、まず、分割されたコア部材を樹脂モールドしてモールドコアを形成し、次に当該モールドコアにコイルをはめ込んで各モールドコアの端面同士を接着剤等により接着してリアクトルを作製していた。しかし、この接着作業は、接着剤の塗布やその乾燥のための時間や手間が必要であり、製造工数及び製造時間を増大させる要因となっていた。

一方、コイルは、外部からの振動を受けたり、リアクトル動作中の磁気吸引力を受けたりすることによってコイルを構成する電線が振動する。そのため、電線同士が擦れ合い、電線の被膜に傷が発生してしまう場合があった。特に、電線間に粉塵が紛れ込むとその損傷が著しくなる。また、コイルは、外部機器や部品と溶接等により電気的に接続される。そのため、コイルが振動等により動くと、外部機器や部品との接続部分に応力が加わり、接触不良や断線が生じ電気的な接続が維持できない虞があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、コア部材の接着作業を不要として生産性を向上させつつ、コイルを固定することのできるリアクトルを提供することにある。

本発明のリアクトルは、端面を有する複数のコア部材を有し、前記端面同士を突き合わせてなる環状のコアと、前記コア部材の周囲を覆う樹脂体を複数有し、前記樹脂体を組み合わせて前記コアの周囲を覆う第１の樹脂部材と、前記第１の樹脂部材を介して前記コアの一部に装着されるコイルと、前記コイルの周囲を覆うとともに、前記端面と交差する方向に延び、前記コイルが装着されていない前記コアのヨーク部を、前記第１の樹脂部材を介して覆う第２の樹脂部材と、を備えたことを特徴とする。

また、前記第２の樹脂部材は、前記コア部材の端面を挟むように前記端面とは反対側の前記ヨーク部の背面まで覆うようにしても良い。

前記第１の樹脂部材には、前記ヨーク部を覆う部分に凹部が設けられ、前記第２の樹脂部材は、前記端面と交差する方向に延びた一部が前記凹部に設けられ、前記ヨーク部における前記第１の樹脂部材と前記第２の樹脂部材の表面が同一平面上に位置して平坦にしても良い。

前記第１の樹脂部材には、前記端面とは反対側の前記ヨーク部の背面を露出する開口部が設けられ、前記第２の樹脂部材は、前記端面と平行に設けられた一部が前記開口部を覆うようにしても良い。

前記第２の樹脂部材は、前記コイルの底面が露出する開口部が設けられていても良い。

前記コア部材は、Ｕ字型コアであり、前記第１の樹脂部材は、前記Ｕ字型コアを覆うＵ字型形状の第１の樹脂体及び第２の樹脂体を有し、前記第２の樹脂部材は、前記コイルを覆うコイル被覆部と、前記コイル被覆部から前記端面と交差する方向に突出し、前記Ｕ字型コアの脚間を繋ぐヨークを覆うヨーク被覆部とを有するようにしても良い。

前記第１の樹脂部材には、前記ヨーク部を覆う部分に前記第１の樹脂部材を構成する樹脂の２つの注入痕が設けられ、前記第２の樹脂部材は、前記注入痕間を覆うようにしても良い。

前記第２の樹脂部材は、前記端面と前記コア部材を介して対向する前記ヨーク部の背面部分を覆うようにしても良い。

前記コイルは、その端部が前記ヨーク部の上方から外部に引き出され、前記第２の樹脂部材は、前記ヨーク部の上方の前記端部を被覆する端部被覆部を有し、前記端部被覆部が、前記第１の樹脂部材を介して前記ヨーク部を覆うようにしても良い。

本発明によれば、コア部材の接着作業を不要として生産性を向上させつつ、コイルを固定することのできるリアクトルを得ることができる。

実施形態に係るリアクトルの斜視図である。 実施形態に係るリアクトルの上面側分解斜視図である。 実施形態に係るリアクトルの底面側分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 コアモールド工程を説明するための図である。 リアクトル本体の組立工程を説明するための図である。 リアクトル本体モールド工程を説明するための図である。 第２の実施形態に係るリアクトルの斜視図である。 第２の実施形態に係るリアクトルの分解斜視図である。 図９のＣ−Ｃ断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るリアクトルについて説明する。

［１．実施形態］
［１−１．構成］
本実施形態のリアクトルは、例えばハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池車の駆動システム等で使用される大容量のリアクトルである。リアクトルは、これら自動車に搭載される電気回路の主要部品である。この電気回路は、リアクトルの他、ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子を有する。リアクトルは、半導体スイッチング素子のオンオフが高速に行われることにより、外部電源から供給される電気エネルギーを磁気エネルギーに変換し、当該エネルギーの蓄積及び放出を繰り返し、電流や電圧を抑制する。

図１は、本実施形態に係るリアクトルの斜視図である。図２は、本実施形態に係るリアクトルの上面側分解斜視図である。図３は、本実施形態に係るリアクトルの底面側分解斜視図である。図４は、図１のＡ−Ａ断面図である。図５は、図１のＢ−Ｂ断面図である。

本明細書において、図面に示すｚ軸方向を「上」側、その逆方向を「下」側とする。各部材の構成を説明するのに、「下」は「底」とも称する。「上」や「下」とは、リアクトルの各構成の位置関係をいうものであり、リアクトルが設置対象の実機に搭載された際の位置関係や方向を指すものではない。ｚ軸方向を高さ方向と称する場合もある。

図１〜図３に示すように、本リアクトルは、コア１と、第１の樹脂部材２と、コイル５と、第２の樹脂部材３とを備える。

コア１は、コイル５が装着される一対の脚部と、脚部の端部間を繋ぐ一対のヨーク部とを有し、圧粉磁心、フェライト磁心又は積層鋼板などの磁性体により環状に構成されている。コア１は、その内部がコイル５により発生した磁束の通り路となって磁気回路を形成する。

具体的には、図２及び図３に示すように、コア１は、複数のコア部材１１を有し、コア部材１１の端面を突き合わせて環状形状を成している。ここでは、コア部材１１は、Ｕ字型コア１１ａ、１１ｂであり、圧粉磁心で構成されている。Ｕ字型コア１１ａ、１１ｂは、一対の脚１１１と脚１１１の一端同士を繋ぐヨーク１１２とから構成され、全体としてＵ字型形状を成す。Ｕ字型コア１１ａ、１１ｂの、ヨーク１１２で繋がれていない脚１１１の端面１１３が他方のＵ字型コア１１ａ、１１ｂとの接合面となる。すなわち、コア１は、Ｕ字型コア１１ａの脚１１１の端面１１３と、Ｕ字型コア１１ｂの脚１１１の端面１１３とをそれぞれ突き合わせて環状形状を構成している。

コア１の脚部は、２つのコア部材１１の脚１１１が突き合わされて成る。コア１のヨーク部は、ヨーク１１２であり、コイル５が装着されていないコア１の部位である。

第１の樹脂部材２は、コア部材１１の周囲を覆う複数の（ここでは２つ）樹脂体２１、２２を有し、樹脂体２１、２２を組み合わせてコア１の周囲を覆う樹脂からなる部材である。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、ＢＭＣ（Ｂｕｌｋ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等を用いることができる。

樹脂体２１、２２は、Ｕ字型コア１１ａ、１１ｂに倣った形状を有する。具体的には、樹脂体２１、２２は、コア部材１１を覆うコア被覆部２０１と、固定部２０２とを有する。

コア被覆部２０１は、コア部材１１を覆う部位であり、ここではＵ字型コア１１ａ、１１ｂを覆うため全体としてＵ字型形状である。コア被覆部２０１は、脚１１１を覆う筒状のボビン２０ａ、２０ｂと、ボビン２０ａ、２０ｂを繋ぐヨーク被覆部２０ｃとを有する。

ボビン２０ａ、２０ｂは、コア１とコイル５との間に介在し、両方の絶縁を図る。ボビン２０ａ、２０ｂの一端は開口しており、当該開口から内部のＵ字型コア１１ａ、１１ｂの端面１１３が露出している。ここでは、ボビン２０ａ、２０ｂの端部と端面１１３とは面一になっている。ボビン２０ａ、２０ｂの外周には、筒が延びる方向（ｙ軸方向）に延びるスペーサ２０７が複数設けられている。スペーサ２０７は、図５に示すように、ボビン２０ａ、２０ｂの外周面から膨出しており、コイル５ａ、５ｂの内周との距離を保つ。ヨーク被覆部２０ｃは、ヨーク１１２を覆う筒状の部位である。

ヨーク被覆部２０ｃには、凹部２０３が設けられている。凹部２０３は、ヨーク被覆部２０ｃの上面及び背面に亘って凹んだ部分である。具体的には、凹部２０３は、ヨーク被覆部２０ｃの上面においては端面１１３と交差する方向に延び、ヨーク被覆部２０ｃの背面においては、上下方向に延びる。ここでは、上面における延び方向はボビン２０ａ、２０ｂの延び方向と同じであり、凹部２０３は、ヨーク被覆部２０ｃの上面の当該方向に亘って設けられている。

ヨーク被覆部２０ｃの底面には、コア部材１１の底面（すなわち、ヨーク１１２の底面）を露出させる開口部２０４が設けられている。ここでは、開口部２０４は、略台形状であるが、その形状は特に限定されない。また、ヨーク被覆部２０ｃの背面側の側面には、ヨーク１１２の背面を露出させる開口部２０５が設けられている。ここでいう「背面」とは、端面１１３とは反対側の側面のことをいう。ここでは開口部２０５は矩形状であり、２つ設けられている。但し、その形状及び数は特に限定されない。

固定部２０２は、リアクトルを設置対象物に固定するための部位であり、コア被覆部２０１の両脇に２つ突出して設けられている。そのため、固定部２０２は、第１の樹脂部材２を構成したときの四隅に位置する。固定部２０２には、ネジ穴２０２ａが設けられ、ネジ穴２０２ａにネジが差し込まれ、ネジ締結することで設置対象物に対してリアクトルを固定する。固定部２０２には、ネジ穴２０２ａが構成されるようにリング状又は円筒状の不図示のカラーが埋め込まれていても良い。

また、樹脂体２１、２２には、樹脂体２１、２２を構成する樹脂の注入痕２０６が設けられている。注入痕２０６は、樹脂体２１、２２を構成するための金型に樹脂が注入され、当該樹脂が固化した際に形成された痕であり、凹凸などによりなる。ここでは、注入痕２０６は、ヨーク被覆部２０ｃの上面に２カ所設けられ、外部に露出している。但し、注入痕２０６は、ヨーク被覆部２０ｃの上面に限らず、ヨーク被覆部２０ｃの底面又は側面に設けられていても良い。ヨーク被覆部２０ｃの注入痕２０６間には、ウェルドラインＷが設けられていても良い（図６参照）。ウェルドラインＷは、金型内で合流した樹脂同士が融着した箇所に発生する細い線である。ここでは、ヨーク被覆部２０ｃの注入痕２０６間にウェルドラインＷが設けられているものとする。

コイル５は、絶縁被覆を有する導線が巻回されてなる。ここでは、コイル５は、一対のコイル５ａ、５ｂを有する。本実施形態では、コイル５ａ、５ｂは、平角線のエッジワイズコイルである。但し、コイル５ａ、５ｂの線材や巻き方は平角線のエッジワイズコイルに限定されず、他の形態であっても良い。

コイル５ａ、５ｂは、端部がリアクトル外部に引き出され、外部電源などの外部機器の配線と接続される。外部電源から電力供給されると、コイル５ａ、５ｂに電流が流れてコイル５ａ、５ｂを突き抜ける磁束が発生し、コア１内に環状の閉じた磁気回路が形成される。

第２の樹脂部材３は、コイル５ａ、５ｂの周囲を覆うとともに、端面１１３と交差する方向（ここではｙ軸方向）に延び、コイル５ａ、５ｂが装着されていないコア１のヨーク部（ヨーク１１２）を、第１の樹脂部材２を介して覆う樹脂からなる部材である。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、ＢＭＣ（Ｂｕｌｋ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等を用いることができる。第２の樹脂部材３と第１の樹脂部材２とは、同じ種類の樹脂を用いても良いし、異なる種類の樹脂を用いても良い。第２の樹脂部材３に用いる樹脂としては、コイル５ａ、５ｂの振動に追従する柔らかい材質のものが好ましい。第２の樹脂部材３がコイル５ａ、５ｂの振動によって第１の樹脂部材２、コイル５ａ、５ｂから剥がれるのを抑制することができるからである。すなわち、剥離によって第２の樹脂部材３と第１の樹脂部材２又はコイル５ａ、５ｂとの間に空気層が形成され放熱性が悪化するのを抑制することができるからである。

第２の樹脂部材３は、具体的には、コイル５ａ、５ｂの周囲を覆うコイル被覆部３１と、コア１のヨーク部（ヨーク１１２）を覆うヨーク被覆部３２とを有する。

コイル被覆部３１は、コイル５ａ、５ｂの周囲を覆う部位である。本実施形態では、コイル５ａ、５ｂが２つ設けられているので、各コイル５ａ、５ｂに対するコイル被覆部３１をコイル被覆部３１ａ、３１ｂと称する。

コイル被覆部３１ａ、３１ｂは、図４及び図５に示すように、二重筒構造、すなわち、外筒３１１、内筒３１２及び連結部３１３を有している。外筒３１１は、コイル５ａ、５ｂの外周を覆う。但し、外筒３１１の上面及び下面には、コイル５ａ、５ｂの上面、底面を露出させる開口部３１１ａ、３１１ｂが設けられている。内筒３１２は、コイル５ａ、５ｂの内周を覆うとともに、第１の樹脂部材２の外周を覆う。外筒３１１と内筒３１２とは、ｙ軸方向に延びる中心軸を共通にして内筒３１２が内側に、外筒３１１が外側に配置されている。連結部３１３は、外筒３１１と内筒３１２の端部を連結する。また、連結部３１３は、ヨーク被覆部３２と連結しており、コイル被覆部３１ａ、３１ｂとヨーク被覆部３２とを一続きに継ぎ目なく繋いでいる。なお、本実施形態では、第２の樹脂部材３の作製後の熱収縮の影響を避けるため、外筒３１１間に空洞が設けられている。但し、当該空洞を埋めるように樹脂により一続きにしても良い。

ヨーク被覆部３２は、ヨーク被覆部２０ｃを介在させてコア１のヨーク部（ヨーク１１２）を覆う。言い換えれば、ヨーク被覆部３２は、ヨーク被覆部２０ｃの一部を覆う。

ヨーク被覆部３２は、ヨーク被覆部２０ｃの一部と固着している。ここでは、ヨーク被覆部３２は、コイル被覆部３１ａ、３１ｂの一端部に接続され、端面１１３と交差する方向に延びて設けられている。ここでは、端面１１３と交差する方向とは、端面１１３と直交する方向（ｙ軸方向）であり、コア１の脚部の延び方向又はコイル５ａ、５ｂの巻軸方向である。

具体的には、ヨーク被覆部３２は、Ｌ字形状を成し、ヨーク被覆部２０ｃの上面を覆う板状体３２１と、ヨーク被覆部２０ｃの背面を覆う板状体３２２とを有する。板状体３２１は、端面１１３と交差する方向に延びるヨーク被覆部３２の一部である。ここでは、ｘｙ平面上に拡がっている。板状体３２２は、一端が板状体３２１と接続されて、高さ方向に延びている。ここでは、板状体３２２は、ｘｚ平面上に拡がり、端面１１３と平行に、端面１１３を挟むように設けられている。

板状体３２１、３２２は、凹部２０３に嵌まっており、ヨーク被覆部２０ｃの上面と板状体３２１とは同一平面（ｘｙ平面）上に位置して平坦であり、ヨーク被覆部２０ｃの背面と板状体３２２とは同一平面（ｘｚ平面）上に位置して平坦である。板状体３２１、３２２は、凹部２０３の表面と固着している。

板状体３２１の幅は、ヨーク１１２の幅より小さいことが好ましく、ヨーク１１２の直線部分の幅より小さいとより好ましい。後述する樹脂の収縮による応力が端面１１３の上側に集中するのを防止するためである。なお、ここにいう「幅」とはｘ軸方向の長さをいう。

板状体３２２は、ヨーク被覆部２０ｃの背面に設けられた開口部２０５を覆っており、ヨーク１１２の背面が外部に露出していない。ここでは、板状体３２２は、ヨーク１１２の背面に近い方の面に開口部２０５の形状に倣った形状（ここでは矩形状）を有する膨出部３２２ａが開口部２０５の数に合わせて設けられており、膨出部３２２ａが開口部２０５に嵌まり、ヨーク１１２の背面の外部への露出を防止する。

［１−２．製造方法］
本リアクトルの製造方法を図６〜図８を用いて説明する。本リアクトルは、金型を用いて作製する。但し、図６〜図８に金型は図示していない。

本リアクトルの製造方法は、(1)コア部材モールド工程、(2)リアクトル本体の組立工程、及び(3)リアクトル本体モールド工程を有する。図６は、コアモールド工程を説明するための図である。図７は、組立工程を説明するための図である。図８は、リアクトル本体モールド工程を説明するための図である。

(1)コア部材モールド工程
コア部材モールド工程は、コア部材１１を樹脂モールドする工程である。コア部材１１はここではＵ字型コア１１ａ、１１ｂとする。図６に示すように、Ｕ字型コア１１ａ、１１ｂに対して樹脂モールドを行い、Ｕ字型コア１１ａ、１１ｂの周囲を樹脂体２１、２２で覆ったコアユニット１ａ、１ｂを形成する。コアユニット１ａ、１ｂの基本構成は同じであるので、コアユニット１ａの製造方法を説明し、コアユニット１ｂについては説明を省略する。

コアユニット１ａの作製には、上型及び下型に二分割された金型を用いる。まず、下型内にＵ字型コア１１ａを載置する。このとき、図６の白塗り矢印で示すように、下型内から上方に膨出した略台形状の突起がヨーク１１２の底面を支持する。この載置の際には、Ｕ字型コア１１ａの脇に固定部２０２に埋められるカラー（不図示）を載置しても良い。次に、上型をセットするとともに、図６の白塗り矢印で示すように、治具によって、両側からＵ字型コア１１ａを挟み込む。すなわち、一方の側であるＵ字型コア１１ａの背面（ヨーク１１２の背面）を端面１１３の方向に押すとともに、他方の側である端面１１３をＵ字型コア１１ａの背面の方向に押す。この状態で、上型に設けられた樹脂注入用の貫通孔であるゲートから金型内に樹脂を充填し、固化させることでＵ字型コア１１ａと樹脂体２１とが一体化されたコアユニット１ａを作製する。

このとき、金型内に充填する樹脂の注入方向や速度の調整や、Ｕ字型コア１１ａの自重を利用することで金型内でのＵ字型コア１１ａの位置変動を抑制することができる。例えば、ゲートは、図６の黒塗り矢印で示すように、ヨーク１１２の上面の２カ所に位置しており、金型内に樹脂を、ヨーク１１２の上面側から下方に充填することで、樹脂による上からの射出圧と、下型内底面から膨出した突起との挟み込みで上下方向に押さえることができ、また、治具及び金型内壁による脚１１１の延び方向の押さえ込みにより、上下方向と直交した脚１１１の延び方向からもＵ字型コア１１ａを押さえることができる。

充填した樹脂を固化させた後、作製されたコアユニット１ａ、１ｂを金型内から取り出す。樹脂体２１、２２に形成された開口部２０４、２０５及びボビン２０ａ、２０ｂの端面１１３を露出させる開口は、治具や金型内の突起によってＵ字型コア１１ａが押さえられたことにより樹脂が被覆されずに形成されたものである。また、金型内には、ヨーク１１２の上面及び背面に接触しないものの両面に向かって膨出した突起が設けられており、この突起により凹部２０３が形成される。また、２つのゲートから注入された樹脂は、その中間位置付近で出会うことで凹部２０３の中央部分にウェルドラインＷが形成される。ウェルドラインＷは、その設けられる箇所が必ずしも凹部２０３の中央部分でなくても良く、２つのゲート間すなわち注入痕間２０６であれば良い。また、ウェルドラインＷは、直線状でなくても良く、例えば波線であっても良い。

以上のように、樹脂体２１、２２は樹脂モールド成形法により形成されているため、樹脂体２１、２２の各部の構成は、同じ樹脂により継ぎ目なく一続きに構成されている。

(2)リアクトル本体の組立工程
リアクトル本体の組立工程は、コアユニット１ａ、１ｂとコイル５ａ、５ｂとを組み立ててリアクトル本体１０を構成する工程である。すなわち、図７に示すように、上方に端部（不図示）を引き出したコイル５ａ、５ｂの空芯部に両側からコアユニット１ａ、１ｂのボビン２０ａ、２０ｂを嵌め込み、コアユニット１ａ、１ｂの端面１１３同士を突き合わせてリアクトル本体１０を構成する。このとき、端面１１３同士を接着剤での接着はしていない。

(3)リアクトル本体モールド工程
リアクトル本体モールド工程は、リアクトル本体１０に第２の樹脂部材３を形成し、リアクトルを構成する工程である。第２の樹脂部材３の形成には、上型及び下型を使用する。ここでは、リアクトル本体１０は図８に示すように上下逆さまになるように下型に配置する。すなわち、下型に掘り下げられて設けられた４つの穴に、コイル５ａ、５ｂの端部をそれぞれ差し込む。当該穴はコイル５ａ、５ｂと同程度の大きさであり、コイル５ａ、５ｂの端部が当該穴に圧入される。そのため、リアクトル本体１０は、金型内で固定される。

コイル５ａ、５ｂの端部を当該穴に奥まで差し込むことで、コイル５ａ、５ｂの上面と、凹部２０３を除くヨーク被覆部２０ｃの表面とが下型の底面と当接する。さらに、上型の内壁面で、コイル５ａ、５ｂの底面と開口部２０４から露出したヨーク１１２の底面とヨーク被覆部２０ｃの表面とを押さえるように、上型をセットする。すなわち、図８の白塗り矢印で示すように、リアクトル本体１０は金型内で上下左右に固定される。この状態で、金型内に樹脂を充填し、固化させる。これにより、コイル５ａ、５ｂの周囲を覆うコイル被覆部３１が形成されるとともに、凹部２０３を埋め立てるようにコイル被覆部３１と繋がるヨーク被覆部３２が形成され、リアクトルを構成する。

このように、第２の樹脂部材３は樹脂モールド成形法により形成されているため、コイル被覆部３１及びヨーク被覆部３２、並びに、各部３１，３２の構成は、同じ樹脂により継ぎ目なく一続きに構成されている。

なお、樹脂を金型内に注入するゲートの位置は、ウェルドラインが第２の樹脂部材３に形成されても、第１の樹脂部材２のウェルドラインＷとは重複しない位置とする。例えば、ゲートを２カ所設ける場合には、各ヨーク１１２の背面側や底面側とし、ゲートを１カ所設ける場合にはコイル５ａ、５ｂ間などとすることができる。また、第２の樹脂部材３にボビン２０ａ、２０ｂなど第１の樹脂部材２の表面に第２の樹脂部材３の肉厚よりも小さな突起を、ジグザグに配置するなど複数設けるようにしても良い。これにより、第２の樹脂部材３を形成する際、金型内に注入した樹脂の流れを乱し、ウェルドラインの形成を防ぐことができる。

［１−３．作用・効果］
（１）本実施形態のリアクトルは、端面１１３を有する複数のコア部材１１を有し、端面１１３同士を突き合わせてなる環状のコア１と、コア部材１１の周囲を覆う樹脂体２１、２２を複数有し、樹脂体２１、２２を組み合わせてコア１の周囲を覆う第１の樹脂部材２と、第１の樹脂部材２を介してコア１の一部に装着されるコイル５ａ、５ｂと、コイル５ａ、５ｂの周囲を覆うとともに、端面１１３と交差する方向に延び、コイル５ａ、５ｂが装着されていないコア１のヨーク部を、第１の樹脂部材２を介して覆う第２の樹脂部材３と、を備えるようにした。

これにより、コア部材１１の接着作業を不要として生産性を向上させつつ、コイル５ａ、５ｂを固定することのできるリアクトルを得ることができる。すなわち、第２の樹脂部材３は、端面１１３と交差する方向に延びており、かつコア１のヨーク部まで覆っているため、リアクトル本体モールド工程後に生じる第２の樹脂部材３の熱収縮は、ヨーク部の背面側から端面１１３側に向かって生じる。そのため、第２の樹脂部材３がコアユニット１ａをコアユニット１ｂ側へ、かつ、コアユニット１ｂをコアユニット１ａ側に引きつけ、接着剤を用いずとも端面１１３同士が突き合わされる。従って、端面１１３に接着剤を塗布したり、その乾燥時間を設ける必要がないので生産性を向上させることができる。その上、コイル５ａ、５ｂが第２の樹脂部材３（ここではコイル被覆部３１）によって覆われるので、コイル５ａ、５ｂを固定することができる。従来、コイルの固定は、リアクトルをケースに収容し、ケース内に充填材を充填及び固化させることで行っていたが、本実施形態によれば、ケースも充填材も不要にすることができ、生産性の向上及び小型化を図ることができる。

なお、第２の樹脂部材３は、ヨーク１１２の上面（ヨーク被覆部２０ｃの上面）の一部を覆っていれば端面１１３を挟む熱収縮効果が得られるので、ヨーク１１２の背面まで覆う必要はない。また、樹脂モールド成形法により、ボビン２０ａ、２０ｂの内面とＵ字型コア１１ａ、１１ｂの表面が固着するとともに、コイル被覆部３１ａ、３１ｂの内筒３１２が、第１の樹脂部材２（具体的にはボビン２０ａ、２０ｂ）と固着しており、この構成によっても、内筒３１２の熱収縮により接着剤を用いずに端面１１３同士を突き合わせることができる。

（２）第２の樹脂部材３は、コア部材１１の端面１１３を挟むように端面１１３とは反対側のコア１のヨーク部（ヨーク１１２）の背面まで覆うようにした。これにより、リアクトル本体モールド工程後に生じる熱収縮によって、一対のヨーク１１２の背面が近づくように押されるので、端面１１３の突き合わせをより強固にすることができる。

（３）第１の樹脂部材２には、ヨーク部を覆う部分に凹部２０３が設けられ、第２の樹脂部材３は、端面１１３と交差する方向に延びた一部である板状体３２１が凹部２０３に設けられ、ヨーク部における第１の樹脂部材２と第２の樹脂部材３の表面が同一平面上に位置して平坦にするようにした。これにより、第２の樹脂部材３が、第１の樹脂部材２の全体を覆うことがないので、小型化を図ることができる。また、本実施形態では、板状体３２１が凹部２０３に設けられ、ヨーク部における第１の樹脂部材２と第２の樹脂部材３の表面が同一平面上に位置して平坦にするようにした。これによっても、リアクトルの小型化を図ることができる。

（４）第１の樹脂部材２には、端面１１３とは反対側のヨーク部の背面を露出する開口部２０５が設けられ、第２の樹脂部材３は、端面１１３と平行に設けられた一部である板状体３２２が開口部２０５を覆うようにした。これにより、コア１のヨーク１１２の背面が露出しないので、コア１の錆を防止することができ、当該錆がリアクトルの振動等により拡散することで生じ得る周辺機器の不具合を防止することができる。

（５）第２の樹脂部材３は、コイル５ａ、５ｂの底面が露出する開口部３１１ｂを設けるようにした。これにより、リアクトルの冷却効率を向上させることができる。例えば、リアクトルを放熱シートなどの放熱部材に配置することで、リアクトルの駆動により発生した熱をコイル５ａ、５ｂを介して外部の放出することができる。また、第１の樹脂部材２のヨーク１１２の底面部分には開口部２０４が設けられているので、ヨーク１１２の底面を直接放熱部材に押し当てることができ、リアクトルの冷却効率を向上させることができる。さらに、本実施形態では、第２の樹脂部材３は、コイル５ａ、５ｂの上面が露出する開口部３１１ａを設けるようにした。これにより、大気中などに発生した熱を放出でき、リアクトルの冷却効率を向上させることができる。

（６）第１の樹脂部材２には、ヨーク部を覆う部分に第１の樹脂部材２を構成する樹脂の２つの注入痕２０６が設けられ、第２の樹脂部材３は、注入痕２０６間を覆うようにした。具体的には、ヨーク被覆部３２により覆うようにした。これにより、第１の樹脂部材２に形成されたウェルドラインＷを第２の樹脂部材３で覆うことができる。

すなわち、注入痕２０６間では、各ゲートから注入された樹脂が合流し、ヨーク被覆部２０ｃ表面にウェルドラインＷが形成される。このウェルドラインＷは相対的に強度が弱い部分であり、当該部分にクラックが発生しやすい。特に、リアクトルは例えば−４０℃〜１７０℃の範囲で低温環境下、高温環境下が繰り返される過酷な環境下で使用されることがある。このような場合、第１の樹脂部材２が熱膨張、熱収縮を繰り返すことで第１の樹脂部材２に応力が加わり、相対的に強度が弱いウェルドラインＷの部分にクラックが発生する場合がある。また、リアクトルが受ける衝撃が度重なるとウェルドラインＷの部分にクラックが発生する場合がある。クラックが発生すると、コア１とコイル５との間の絶縁距離が保てなくなり、絶縁破壊が生じてしまう。

これに対し、本実施形態では、ヨーク被覆部３２により、ウェルドラインＷが発生し得るヨーク被覆部２０ｃの注入痕２０６間を覆うようにしたので、ウェルドラインＷの部分にクラックが発生したとしても、絶縁距離を保つことができ、信頼性を向上させることができる。なお、クラックの発生は、樹脂厚が厚い程生じにくい。そのため、技術常識からすれば、ヨーク被覆部２０ｃのウェルドラインＷが発生し得る箇所は肉厚にする。これに反して、本実施形態ではウェルドラインＷが形成されうるヨーク被覆部２０ｃに敢えて周囲より１段凹んだ凹部２０３を設けて肉薄にしている。その理由は、ヨーク被覆部３２が凹部２０３を埋めることで、ウェルドラインＷを覆って絶縁確保ができるとともに、小型化を図ることができ、双方の利点を享受できるからである。

このように、本発明の目的は、独立して２つある。すなわち、第１の目的は、上記の通り、コア部材の接着作業を不要として生産性を向上させつつ、コイルを固定することのできるリアクトルを提供することである。第２の目的は、ウェルドラインが形成されても絶縁距離を確保し、信頼性を向上させるリアクトルを提供することである。従って、第２の目的のみ達成することも本発明の範囲内である。

［２．第２の実施形態］
［２−１．構成］
第２の実施形態に係るリアクトルを図９〜図１１を用いて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態と基本構成は同じである。よって、第１の実施形態と異なる点のみを説明し、第１の実施形態と同じ部分については同じ符号を付して詳細な説明は省略する。

図９は、第２の実施形態に係るリアクトルの斜視図である。図１０は、第２の実施形態に係るリアクトルの分解斜視図である。但し、コアユニット１ａ、１ｂは組み立てた状態である。図１１は、図９のＣ−Ｃ断面図である。

図１０に示すように、本実施形態の凹部２０３は、ヨーク被覆部２０ｃの背面に設けられた凹んだ部分であり、端面１１３とコア部材１１を介して対向する。この凹部２０３は、ヨーク被覆部２０ｃの上面の縁まで及んでいる。ヨーク部の背面部分にヨーク１１２の背面を露出させる開口部２０５は、凹部２０３の底面に設けられている。なお、固定部２０２の１つは、第１の樹脂部材２を構成したときの隅よりもボビン２０ｂ側に設けられている。各ボビン２０ａ、２０ｂの各面には、スペーサ２０７が設けられ、スペーサ２０７の両側に肉抜き部２０８が設けられている。

図９、図１０に示すように、コイル５ａ、５ｂは、その両端部５１〜５４がヨーク１１２の上方から外部に引き出されている。ここでは、端部５１〜５４は、コイル５ａ、５ｂの導線の巻回部からｙ軸方向に突出した部位である。

第２の樹脂部材３は、端部被覆部３３を有し、端部被覆部３３は、ヨーク１１２の上方の端部５１〜５４を被覆する。但し、端子被覆部３３は、端部５１〜５４の先端は被覆せず、絶縁被膜がはぎ取られた線材が露出している。

端部被覆部３３は、コイル被覆部３１と板状体３２２と接続されており、第１の樹脂部材２（ここではヨーク被覆部２０ｃ）を介してヨーク１１２を覆う。具体的には、端部被覆部３３の下面でヨーク被覆部２０ｃを介してヨーク１１２の上面を、端面１１３側からヨーク１１２の背面側の縁まで覆い、この覆っている部分がヨーク被覆部２０ｃの表面と固着している。端部被覆部３３は、必ずしも注入痕２０６間を被覆していなくても良い。

板状体３２２は、端部被覆部３３のヨーク１１２の背面側の先端部と接続されており、凹部２０３に嵌まっている。すなわち、第２の樹脂部材３（ここでは板状体３２２）が、端面１１３とコア部材１１を介して対向するヨーク部の背面部分を覆っている。また、板状体３２２に設けられた膨出部３２２ａが開口部２０５に嵌まることでヨーク１１２の背面の外部への露出を防止する。

また、第２の樹脂部材３には、後述のセンサユニット９を被覆するセンサユニット被覆部３４が設けられている。センサユニット被覆部３４は、ここでは、コイル被覆部３１ａ、３１ｂ間に、コイル５ａ、５ｂの巻回部の中程からヨーク１１２の上面を覆う程度までｙ軸方向に延び、両部３１ａ、３１ｂを繋ぐように設けられている。また、センサユニット被覆部３４は、樹脂体２２側においてコイル被覆部３１ａ、３１ｂ間を繋ぐ連結部３１３と交差している。換言すれば、連結部３１３は、センサユニット被覆部３４を介してコイル被覆部３１ａ、３１ｂ間を繋ぐ。

本実施形態のリアクトルには、センサユニット９が設けられ、第１の樹脂部材２には、センサユニット９を取り付ける取付け部２０９が設けられている。

センサユニット９は、リアクトル内部の温度を検出する温度センサ９１と、温度センサ９１の周囲を樹脂で被覆してなり、取付け部２０９と接続するコネクタ９２と、を有する。

温度センサ９１は、コネクタ９２が取付け部２０９に取り付けられることで、コイル５ａ、５ｂ間に配置される。温度センサ９１は、リアクトル内部の温度を検出する温度検出部９１ａと、温度検出部９１ａと接続され、温度検出部９１ａが検出した温度情報をリアクトル外部に伝達するリード線９１ｂとからなる。温度検出部９１ａとしては、例えば、温度変化に対して電気抵抗が変化するサーミスタを用いることができるが、これに限定されない。リード線９１ｂは、例えば、温度検出部９ａが検出した温度情報を、コイル５ａ、５ｂに流す電流をオンオフする制御回路に出力する。

コネクタ９２は、例えば一端が塞がれた筒形状であり、その中程には、取付け部２０９と接続するための外側に張り出した張り出し部９２ａが設けられている。取付け部２０９は、樹脂体２２のヨーク被覆部２０ｃのコイル５ａ、５ｂ間に立設され、ここでは、二枚の板状体２０９ａが張り出し部９２ａの厚み程度離間して平行に設けられている。板状体２０９ａには、切り欠き２０９ｂが設けられており、この切り欠き２０９ｂにコネクタ９２を嵌めるとともに、張り出し部９２ａを板状体２０９ａの隙間に差し込むことで、温度センサ９１がリアクトル本体１０に固定される。

本実施形態のリアクトルの製造方法は、基本的には第１の実施形態と同様である。すなわち、第１の樹脂部材２、第２の樹脂部材３は、樹脂モールド成形法により作製することができる。そのため、取付け部２０９は、樹脂体２２各部の構成と同じ樹脂により継ぎ目なく一続きに構成されている。また、コイル被覆部３１、連結部３１３、端子被覆部３３、センサユニット被覆部３４及び板状体３２２は、同じ樹脂により継ぎ目なく一続きに構成されている。

本実施形態の製造方法が第１の実施形態と異なる点は、第一に、コア部材モールド工程において、樹脂体２２に取付け部２０９が設けられる点、第二に、リアクトル本体１０の組立工程において、別途作製した温度センサ９１を取付け部２０９に取り付ける工程が加えられる点、第三に、リアクトル本体モールド工程において、端子被覆部３３が設けられる点である。

［２−２．作用・効果］
本実施形態の第２の樹脂部材３は、端面１１３とコア部材１１を介して対向するヨーク部の背面部分を覆うようにした。このように、端面１１３と対向するようにヨーク被覆部３２（板状体３２２）が配置されているため、より効率的に端面１１３同士を押しつける方向に熱収縮力を作用させることができ、端面１１３の突き合わせをより強固にすることができる。

また、この熱収縮力の効率的な作用により、ヨーク被覆部３２のヨーク部上部を覆う樹脂量を削減することができ、その結果、熱収縮の際に、ヨーク被覆部２０ｃの上面に固着したヨーク部上部の樹脂がヨーク被覆部２０ｃ上面を端面１１３の方へ引っ張ることで生じる端面１１３上部への応力集中を防止し、リアクトルの信頼性を向上させることができる。

換言すれば、ヨーク被覆部３２のヨーク部上部を覆う樹脂を、第１の実施形態と比べてｘ軸方向に細くすることができる。具体的に、本実施形態のリアクトルは、コイル５ａ、５ｂの端部５１〜５４をヨーク部の上方から外部に引き出し、第２の樹脂部材２は、ヨーク部の上方の端部５１〜５４を被覆する端部被覆部３３を有し、端部被覆部３３が、第１の樹脂部材２を介してヨーク部を覆うようにした。

このように、端子被覆部３３により第１の樹脂部材２を介してヨーク部を覆うので、端子被覆部３３が、端子５１〜５４を被覆する機能の他、ヨーク被覆部３２の機能を兼ね備える。そのため、端面１１３上部への応力集中を防止することができるとともに、ヨーク被覆部３２を設けるための樹脂量を削減することができ、製造コストを低減することができる。

（変形例）
本実施形態では、端子被覆部３３の下面をヨーク被覆部３２の機能を兼ね備えるようにしたが、これに限定されず、端子被覆部３３はヨーク被覆部３２と独立に設けても良い。例えば、端子５１〜５４がヨーク部の上方を介して外部に引き出されるのではなく、コイル５ａ、５ｂの巻回部の端部から真上に引き出されていても良い。この場合、端子被覆部３３は、ヨーク部の上方に位置しないので、ヨーク被覆部３２とは独立する。

［３．他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、下記に示す他の実施形態も包含する。また、本発明は、上記実施形態及び下記の他の実施形態の少なくともいずれか２つを組み合わせた形態も包含する。

（１）上記実施形態では、コア部材１１をＵ字型コア１１ａ、１１ｂとしたが、これに限定されず、環状のコア１を構成できれば、Ｉ字型コア、Ｅ字型コア、Ｔ字型コア、Ｃ字型コア、Ｊ字型コアとしても良く、また、いずれのコア部材１１の組み合わせを用いても良い。

（２）上記実施形態では、注入痕２０６は外部に露出するようにしたが、第２の樹脂部材３で覆っても良い。

（３）上記実施形態では、ヨーク被覆部２０ｃの表面にウェルドラインＷが設けられるようにしたが、ウェルドラインＷは必ずしも設けられていなくても良い。例えば、樹脂体２１、２２を構成する際に使用する金型に設けられたゲートの数を１つとし、注入痕２０６を１つとすることで、ゲートから注入した樹脂が合流することをなくすことができる。

（４）上記実施形態では、注入痕２０６をヨーク被覆部２０ｃに設けたが、ボビン２０ａ、２０ｂの表面に設けられていても良い。

１ コア
１０ リアクトル本体
１１ コア部材
１１ａ、１１ｂ Ｕ字型コア
１１１ 脚
１１２ ヨーク
１１３ 端面
２ 第１の樹脂部材
２１，２２ 樹脂体
２０１ コア被覆部
２０ａ、２０ｂ ボビン
２０ｃ ヨーク被覆部
２０２ 固定部
２０２ａ ネジ穴
２０３ 凹部
２０４ 開口部
２０５ 開口部
２０６ 注入痕
２０７ スペーサ
２０８ 肉抜き部
２０９ 取付け部
Ｗ ウェルドライン
５ コイル
５ａ、５ｂ コイル
３ 第２の樹脂部材
３１ コイル被覆部
３１ａ、３１ｂ コイル被覆部
３１１ 外筒
３１１ａ 開口部
３１１ｂ 開口部
３１２ 内筒
３１３ 連結部
３２ ヨーク被覆部
３２１、３２２ 板状体
３２２ａ 膨出部
３３ 端部被覆部
３４ センサユニット被覆部
９ センサユニット
９１ 温度センサ
９１ａ 温度検出部
９１ｂ リード線
９２ コネクタ
９２ａ 張り出し部

Claims (9)

1. 端面を有する複数のコア部材を有し、前記端面同士を突き合わせてなる環状のコアと、
   前記コア部材の周囲を覆う樹脂体を複数有し、前記樹脂体を組み合わせて前記コアの周囲を覆う第１の樹脂部材と、
   前記第１の樹脂部材を介して前記コアの一部に装着されるコイルと、
   前記コイルの周囲を覆うとともに、前記端面と交差する方向に延び、前記コイルが装着されていない前記コアのヨーク部を、前記第１の樹脂部材を介して覆う第２の樹脂部材と、
   を備えたことを特徴とするリアクトル。
2. 前記第２の樹脂部材は、前記コア部材の端面を挟むように前記端面とは反対側の前記ヨーク部の背面まで覆うこと、
   を特徴とする請求項１記載のリアクトル。
3. 前記第１の樹脂部材には、前記ヨーク部を覆う部分に凹部が設けられ、
   前記第２の樹脂部材は、前記端面と交差する方向に延びた一部が前記凹部に設けられ、前記ヨーク部における前記第１の樹脂部材と前記第２の樹脂部材の表面が同一平面上に位置して平坦であること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載のリアクトル。
4. 前記第１の樹脂部材には、前記端面とは反対側の前記ヨーク部の背面を露出する開口部が設けられ、
   前記第２の樹脂部材は、前記端面と平行に設けられた一部が前記開口部を覆うこと、
   を特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のリアクトル。
5. 前記第２の樹脂部材は、前記コイルの底面が露出する開口部が設けられていること、
   を特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のリアクトル。
6. 前記コア部材は、Ｕ字型コアであり、
   前記第１の樹脂部材は、前記Ｕ字型コアを覆うＵ字型形状の第１の樹脂体及び第２の樹脂体を有し、
   前記第２の樹脂部材は、前記コイルを覆うコイル被覆部と、前記コイル被覆部から前記端面と交差する方向に突出し、前記Ｕ字型コアの脚間を繋ぐヨークを覆うヨーク被覆部とを有すること、
   を特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のリアクトル。
7. 前記第１の樹脂部材には、前記ヨーク部を覆う部分に前記第１の樹脂部材を構成する樹脂の２つの注入痕が設けられ、
   前記第２の樹脂部材は、前記注入痕間を覆うこと、
   を特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のリアクトル。
8. 前記第２の樹脂部材は、前記端面と前記コア部材を介して対向する前記ヨーク部の背面部分を覆うこと、
   を特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のリアクトル。
9. 前記コイルは、その端部が前記ヨーク部の上方から外部に引き出され、
   前記第２の樹脂部材は、前記ヨーク部の上方の前記端部を被覆する端部被覆部を有し、
   前記端部被覆部が、前記第１の樹脂部材を介して前記ヨーク部を覆うこと、
   を特徴とする請求項１〜８の何れかに記載のリアクトル。

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