JP2020096025A - リアクトルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】端子台を備えるリアクトルの製造方法において、複雑な形状を減らして成型不良を抑制する。【解決手段】リアクトル１０の製造方法は、コイル２３及びコア２２をインサート部品として型内に配置して、リアクトル１０の端子台１２を含む樹脂部をインサート成形する工程を備え、当該工程において、端子台１２の形成位置に位置するように型に設けられたピン６４によってコア２２を押さえて樹脂部を形成する。【選択図】図１

Description

本発明は、共用ピンを用いたリアクトルの製造方法に関する。

特許文献１には、コイルを一次モールドした後に、リアクトル全体を射出成形するための二次モールドを行うリアクトルの製造方法が記載されている。

特開２０１８−１１０１９号公報

端子台等を射出成形によって成型しようとすると、ヒケ（成形品の収縮）、ショート（樹脂の不充填）又はボイド（樹脂内の気泡）等の成型不良が生じる可能性がある。

本発明は、端子台を備えるリアクトルの製造方法において、金型の複雑な形状を減らして成型不良を抑制することを目的とする。

本発明の一態様に係るリアクトルの製造方法は、コイル及びコアをインサート部品として型内に配置して、リアクトルの端子台を含む樹脂部をインサート成形する工程を備え、前記工程において、前記端子台の形成位置に位置するように前記型に設けられたピンによって前記コアを押さえて前記樹脂部を形成する。

組立体の概略分解斜視図。 リアクトルの概略斜視図。 リアクトルの概略側面図。 リアクトルの概略断面図。 水平方向における型構造の概略断面図。 垂直方向における型構造の概略断面図。 比較例のリアクトルの概略側面図。 比較例における型構造の概略断面図。 比較例における型構造の概略断面図。

以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態において説明する寸法、材料、形状及び構成要素の相対的な位置は任意に設定でき、本発明が適用される装置の構成又は様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に具体的に記載された実施形態に限定されない。

図１から図４を参照して本実施形態に係るリアクトル１０について説明する。図１はリアクトル１０内の組立体２０の概略分解斜視図であり、図２はリアクトル１０の概略斜視図である。また、図３はリアクトル１０の概略側面図であり、図４は図３のIV-IV線に沿ったリアクトル１０の概略断面図である。

図１に示すように、組立体２０は、一対のＷ字状のコア２２と、一次モールド樹脂２１に少なくとも一部が覆われた一対のコイル２３とを備えている。コア２２同士はその先端同士が対向するように突き合わされ、一対のコイル２３がコア２２に嵌め合わされることにより、組立体２０が構成されている。コア２２は、三つの突出部を有しており、コイル２３の内側に位置する中央の突出部は、両端の突出部よりも幅広に構成されている。一例として、コア２２は、金属軟磁性粉末、電磁鋼板、又はフェライトによって形成される。

コア２２の周囲には、ボビン２６の中空上の筒部を介して一対のコイル２３が巻き回されている。コア２２の中央の突出部は、当該筒部に挿入される。一例として、コイル２３は、絶縁被膜によってコーティングされている銅の平角線を巻回して形成される。そして、射出成形によって形成される一次モールド樹脂２１は、コイル２３の一部を露出させている。具体的に、一次モールド樹脂２１は、コイル２３の下面と上面の一部を露出させている。図１においては、一次モールド樹脂２１に形成された上側窓２４から、コイル２３の上面の一部が露出している。また、コイル２３からは、接続用の端子部２５が引き出されている。

図２に示すように、リアクトル１０は、組立体２０の少なくとも一部を覆う二次モールド樹脂１１と、端子締結用のナットを取り付ける穴２８を有する端子台１２（ナット取付ボス）とを含む樹脂部を備えている。インサート成形によって形成される二次モールド樹脂１１は、コア２２の少なくとも一部を覆っている。また、端子台１２には、一例として電流が流れるバスバーが締結される。そのため、端子台１２は、リアクトル１０の側面から側方に突出するボスとして形成されており、ナットを取り付けるための穴２８が形成された複雑な形状を有している。

二次モールド樹脂１１には、コア２２を押さえるための位置決めピン６５（図５）によって、二次モールド工程において窓２７が形成されている。この窓２７は、リアクトル１０の対向する一対の側面のそれぞれに形成されている。すなわち、二次モールド樹脂１１には、位置決めピン６５の数に対応して、四つの窓２７が形成されている。代替的に、位置決めピン６５の数は三つ以下又は五つ以上であってもよい。例えば、リアクトル１０の端子台１２の形成面に対向する側面に一つ又は二つの窓２７が形成されていてもよい。この場合、一つ又は二つの位置決めピン６５が、当該側面側においても、コア２２を位置決めするように配置される。

図３に示すように、端子台１２の形成面には、窓２７が形成されていない。代わりに、端子台１２の形成面には、図４に示すように、二次モールド樹脂１１をコア２２まで貫通する穴２８が形成されている。そして、二次モールド工程においては、当該穴２８を形成するようにコア２２を押さえるための共用ピン６４（図５）が配置される。そのため、端子台１２の形成面側には、位置決めピン６５を配置することを要しない。

また、図３に示すように、端子台１２の形成面には、リアクトル１０を外部に固定するためのカラー２９が設けられた突出部が二つ形成されている。さらに、図４に示すように、端子台１２の形成面と対向する面には、リアクトル１０を外部に固定するためのカラー２９が設けられた突出部が一つ形成されている。代替的に、カラー２９が設けられた突出部の数は二つ以下又は四つ以上であってもよい。

続いて、図５及び図６を参照して、リアクトル１０の製造方法について説明する。図５は、インサート成形によって製造されるリアクトル１０と金型との、水平方向に沿った概略断面図である。また、図６は、水平方向に直交する上下方向に沿ったリアクトル１０と金型との概略断面図であり、図５のVI-VI線に沿った断面を示している。

図５に示すように、組立体２０のコア２２は、Ｗ字の先端同士が対向するように配置されている。また、組立体２０のコイル２３は、コア２２の中央の突出部の周りに巻き回されている。そして、インサート部品としての組立体２０は、リアクトル１０を製造するときに、型内に、具体的には上型（不図示）及び下型６０の間に配置される。このような組立体２０は、公知の方法で製造できる。

一次モールド工程においては、コイル２３の少なくとも一部を覆うように樹脂モールドをする。一例として、コイル２３をインサート部品として、不図示の金型に収容する。そして、金型内に画定されたキャビティ空間に溶融樹脂を射出し、インサート成形を行う。その後、キャビティ空間に満たされた溶融樹脂が固化することにより、一次モールド樹脂２１が成形される。次に、Ｗ字状の形状を有するコア２２同士を、互いの先端同士が対向するようにコイル２３（ボビン２６）と組み合わせる。このとき、コイル２３が、コア２２の中央の突出部の周りに位置するように、コア２２同士を組み合わせる。

二次モールド工程においては、コア２２及びコイル２３を有する組立体２０を、下型６０上に配置する。このとき、共用ピン６４及び位置決めピン６５によって、組立体２０を位置決めする。これにより、組立体２０と金型との間には溶融樹脂が流れこむ隙間が生じる。そして、共用ピン６４によってコア２２を押さえて端子台１２を含む樹脂部を形成する。溶融樹脂は、一例としてポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂である。そして、金型によって画定されたキャビティ空間に満たされた溶融樹脂が固化することにより、リアクトル１０の二次モールド樹脂１１と端子台１２とを含む樹脂部が成型される。

図６に示すように、コア２２を押さえるためのピンとして、共用ピン６４が端子台１２の形成位置に位置するように下型６０に設けられている。また、共用ピン６４の周囲には、端子台１２を形成するための型部分が設けられている。これにより、端子台１２の内面が、端子締結用のナットを取り付けるように形作られる。さらに、二次モールド工程において、共用ピン６４は、コア２２と当接する位置まで延びている。これにより、溶融樹脂が固化すると、コア２２まで貫通する穴２８が端子台１２に形成される。換言すると、ナット取付用の穴２８が形成されるボス（端子台１２）において、当該穴２８がコア２２に至るまで二次モールド樹脂１１を貫通している。

これにより、樹脂成形型において、ナット取付穴を形成するピンと、コア２２を位置決めするピンとを共用化することができる。その結果、端子台１２の形成面側において、ピンを減らして型構造を簡素化することができる。一例として、ナット取付用の穴を形成する一本のピンと、コア２２を位置決めする二本のピンとを、一方の共用ピン６４で共用することができる。

さらに、共用ピン６４が二次モールド樹脂１１を貫通するため、端子台１２の肉厚Ｔを薄くすることができる。すなわち、穴２８には、肉厚が厚くなってしまう底がない。そのため、端子台１２の冷却効率が向上して、ヒケ、ショート又はボイド等の成型不良の発生を抑制できる。その結果、リアクトル１０の成形性を向上させることができる。また、共用ピン６４の径は位置決めピン６５よりも大きいため、熱衝撃時の応力を緩和して、耐クラック性を向上させることができる。また、コア２２を位置決めする共用ピン６４をコア２２の重心近くに配置することができる。これにより、コア２２の位置決め精度を向上させることができる。

溶融樹脂を固化した後は、成形されたリアクトル１０を金型から離型する。具体的には、閉じた金型の一方を他方から離間させて金型を開いた後に、払い出し用のスライドコアを突き出す。これにより、成形されたリアクトル１０を押し上げて金型から離型する。このようにして、成形体としてのリアクトル１０を製造することができる。

［比較例］
図７から図９を参照して、比較例について説明する。図７は比較例に係るリアクトル２１０の概略側面図である。図８はリアクトル２１０の位置決めピン２６５の概略断面図であり、図７のVIII-VIII線に沿った断面を示している。図９はリアクトル２１０のナット取付用の穴２２８を形成するピン２６４の概略断面図であり、図７のIX- IX線に沿った断面を示している。

比較例のリアクトル２１０も、コア２２２及びコイル２２３を備えており（図８）、図７に示すようにコイル２２３からは端子部２２５が引き出されている。また、リアクトル２１０には端子台２１２が形成されている。そして、端子台２１２の形成面には、ナット取付用の穴２２８と、コア２２２を押さえるための位置決めピン２６５によって形成された窓２２７とが形成されている。この窓２２７が形成されている点で、比較例のリアクトル２１０は、上記実施形態とは異なる。比較例のリアクトル２１０においても、端子台２１２は、リアクトル２１０と一体的に形成されている。これにより、リアクトル２１０が端子台機能を有している。

比較例に係るリアクトル２１０において、端子台２１２の形成面には二つの窓２２７が形成されている。これらの窓２２７は、位置決めピン２６５によって形成される。すなわち、比較例では、図８に示すように、二次モールド工程において、端子台２１２の形成面側に配置された位置決めピン２６５によってコア２２２を位置決めする。そのため、位置決めピン２６５の周囲において溶融樹脂が固化して、端子台２１２の形成面に二次モールド樹脂２１１を貫通する窓２２７が形成される。

このように、比較例においては、端子台２１２の形成面に対応して二本の位置決めピン２６５が配置される。そのため、上記実施形態よりも金型の構造が複雑化してしまう。すなわち、端子台２１２の形成面側において、穴２２８を形成するためのピン２６４の他に、コア２２２を位置決めするための位置決めピン２６５を金型に設ける必要がある。そのため、熱衝撃時には、位置決めピン２６５が形成する窓２２７からクラックが発生してしまう可能性がある。すなわち、端子台２１２を避けて設定される位置決めピン２６５の径を比較的小さくしなければならないため、樹脂を冷却する際の低温時に応力が大きくなってしまう。

また、図９に示すように、二次モールド工程において、ピン２６４によって端子台２１２にナット取付用の穴２２８が形成される。この穴２２８は、二次モールド樹脂２１１を貫通していない。すなわち、穴２２８には比較的に肉厚が厚い底が形成されている。これにより、冷却が不足するため、端子台２１２において、ヒケ、ショート又はボイド等の成型不良が発生しやすくなってしまう。

一方、上記実施形態に係るリアクトル１０の製造方法によれば、共用ピン６４によって、ピンを減らして型構造を簡素化できる。さらに、端子台１２の肉厚Ｔを薄くできるため、端子台１２の冷却効率が向上して成型不良の発生を抑制できる。さらに、共用ピン６４の径が大きいため、熱衝撃時の応力を緩和して、耐クラック性を向上させることができる。また、共用ピン６４をコア２２の重心近くに配置して、コア２２の位置決め精度を向上させることができる。

以上、各実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、各実施形態及び各変形形態は、本発明に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。

例えば、二次モールド工程に使用する金型は、上型および下型に加えて、他の型を用いて３分割以上で構成してもよい。また、コア２２と、当該コア２２に組み付けられたコイル２３とを備える組立体２０を予め準備して、一次モールド工程を省略してもよい。なお、当該コア２２は、Ｕ字状のコアに対してコイルを巻くものであってもよい。この場合であっても、組立体２０を樹脂モールドする工程において、共用ピン６４を用いることによってピンを減らして型構造を簡素化できる。

以下、上述した各実施形態及び各変形例から導き出される各種の態様を記載する。なお、各態様の理解を容易にするため、添付図面に図示された参照符号を付記する。ただし、参照符号は、本発明を図示の形態に限定する意図で付記するものではない。

リアクトル１０の製造方法は、コイル２３及びコア２２をインサート部品として型内に配置して、リアクトル１０の端子台１２を含む樹脂部をインサート成形する工程を備え、前記工程において、前記端子台１２の形成位置に位置するように前記型に設けられたピン６４によって前記コア２２を押さえて前記樹脂部を形成する。このリアクトル１０の製造方法によれば、共用ピン６４によって、ピンを減らして型構造を簡素化できる。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
コイルと、前記コイルが組み付けられたコアとを含む組立体をインサート部品として、リアクトルの端子台をインサート成形するための金型であって、
前記コアを押さえ且つ前記端子台を形成するための共用ピンと、
前記コアを位置決めする位置決めピンとを備え、
前記共用ピンは、前記コアに当接する位置まで延びている、金型。

１０：リアクトル
１２：端子台
２２：コア
２３：コイル
６４：ピン（共用ピン）

Claims (1)

1. コイル及びコアをインサート部品として型内に配置して、リアクトルの端子台を含む樹脂部をインサート成形する工程を備え、
   前記工程において、前記端子台の形成位置に位置するように前記型に設けられたピンによって前記コアを押さえて前記樹脂部を形成する、リアクトルの製造方法。