JP2020102538A

JP2020102538A - リアクトルの製造方法

Info

Publication number: JP2020102538A
Application number: JP2018239912A
Authority: JP
Inventors: 宏之宮内; Hiroyuki Miyauchi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: JP7196590B2

Abstract

【課題】コイルに一対のＥ字形状のコアが組み付けられており、コイルとコアが樹脂カバーで覆われているリアクトルの製造方法に関し、樹脂カバーの成形不良を防止する技術を提供する。【解決手段】本明細書が開示する製造方法は、一次モールド工程、組み立て工程、二次モールド工程を備えている。一次モールド工程では、コイルが樹脂で覆われたコイルモールド体を成形する。組み立て方向では、コイルモールド体に一対のＥ字形状のコアを組み付け、コアがコイルモールド体を囲むとともにコイルの内部を通っているアセンブリを組み立てる。二次モールド工程では、アセンブリを金型に入れ、コアの周囲を覆っているとともに、前記コイルモールド体と一体となる樹脂カバーを成形する。アセンブリは、コイルモールド体のコイル軸線方向の端とコアの間に隙間を備えている。この隙間は、二次モールド工程において溶融樹脂が流れる流路となる。【選択図】図６

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。

コイルにコアが組み付けられ、コイルとコアのアセンブリが樹脂で覆われているリアクトルが知られている。特許文献１に、そのようなリアクトルの製造方法の一例が開示されている。特許文献１は、リング状のコアに一対のコイルが取り付けられているリアクトルの製造方法を開示している。その製造方法は、２回の成形工程を備えている。一次モールド工程（第１成形工程）では、一対のコイルのそれぞれの内側にコアの一部（内側コア）を入れた構造体を第１金型に入れ、内部コアとコイルが樹脂で覆われたコイルモールド体を成形する。二次モールド工程（第２成形工程）では、一対の内側コアの端部同士を磁気的に連結する外側コアをコイルモールド体に組み付けたアセンブリを別の金型に入れ、アセンブリを覆う樹脂カバーを成形する。

特開２０１３−２２５６８８号公報

リアクトルの中には、コイルに一対のＥ字形状のコアが組み付けられているタイプがある。コイルとコアは樹脂カバーで覆われている。そのようなタイプのリアクトルを製造する際、まず、コイルが樹脂で覆われたコイルモールド体を成形する（一次モールド工程）。次に、一対のＥ字形状のコアをコイルモールド体に組み付けたアセンブリを組み立てる（組み立て工程）。次に、アセンブリを金型に入れ、コアを覆うとともにコイルモールド体に一体となる樹脂カバーを成形する（二次モールド工程）。二次モールド工程において、溶融樹脂が十分に充填されない箇所が生じるおそれがある。すなわち、樹脂カバーに成形不良箇所が発生するおそれがある。本明細書は、コイルに一対のＥ字形状のコアが組み付けられており、コイルとコアが樹脂カバーで覆われているリアクトルの製造方法に関し、樹脂カバーの成形不良を防止する技術を提供する。

本明細書が開示する製造方法は、一次モールド工程、組み立て工程、二次モールド工程を備えている。一次モールド工程では、コイルが樹脂で覆われたコイルモールド体を成形する。組み立て方向では、コイルモールド体に一対のＥ字形状のコアを組み付け、コアがコイルモールド体を囲むとともにコイルの内部を通っているアセンブリを組み立てる。二次モールド工程では、アセンブリを金型に入れ、コアの周囲を覆っているとともに、前記コイルモールド体と一体となる樹脂カバーを成形する。アセンブリは、コイルモールド体のコイル軸線方向の端とコアの間に隙間を備えている。この隙間は、二次モールド工程において溶融樹脂が流れる流路となる。アセンブリにそのような流路を設けることで、金型内で溶融樹脂はコアの周囲だけでなく、コイルモールド体の端とコアの間の隙間を通って金型内に拡がることができる。コイルモールド体の端とコアの間に溶融樹脂が通る隙間を確保することで、樹脂カバーの成形不良を防止することができる。

コイルモールド体は、コイルのコイル軸線方向の端面が樹脂で覆われているとともに、コイルの端面を覆っている樹脂の角部が面取りされている。アセンブリは、コイルの端面を覆っている樹脂のコイル軸線方向を向いている面がコアに当接しているとともに面取りされた部分に上記した隙間が確保される。コイルの端面を覆っている樹脂のコイル軸線方向を向いている面がコアと当接することで、コアとコイルモールド体の相対位置が定まるとともに、面取りされた部分で樹脂が流れることのできる隙間が確保される。

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。

リアクトルの斜視図である。コイルモールド体の斜視図である。コイルモールド体とコアの斜視図である。コイルモールド体とコアのアセンブリの斜視図である。金型にセットされたアセンブリの断面図である（図４のＶ−Ｖ線に沿った断面に相当）。金型にセットされたアセンブリの断面図である（図４のVI−VI線に沿った断面に相当）。

最初に、完成したリアクトル２を説明する。図１に、リアクトル２の斜視図を示す。リアクトル２は、矩形筒状に巻回されたコイル１１と、コイル１１の周囲を囲むとともにコイル１１の内側を通過しているコア２０と、コイル１１とコア２０を覆っている樹脂カバー３０を備えている。図１では、コア２０は樹脂カバー３０に覆われているので見えない。なお、詳しくは後述するが、コイル１１を覆う樹脂（コイル保護部１２）は、樹脂カバー３０の成形に先立って作成される。コイル１１がコイル保護部１２で覆われた構造体をコイルモールド体１０と称する。コイル保護部１２と樹脂カバー３０は、インサート形成にて成形される。以下、リアクトル２の製造方法を説明する。

（一次モールド工程）コイル１１が樹脂（コイル保護部１２）で覆われたコイルモールド体１０を成形する。図２に、コイルモールド体１０の斜視図を示す。コイル１１は、平角線をエッジワイズに巻回したものである。コイル１１は、矩形筒状をなしている。コイル保護部１２は、コイル１１の一部を覆っており、コイル１１の一部は露出している。コイル保護部１２は、矩形筒状のコイル１１の側面の角部と、コイル１１の内側と、コイル軸線方向のコイル端面を覆っている。図の座標系においてＸ方向がコイル軸線方向に相当する。Ｘ軸の向きは、他の図でもコイル軸線方向に相当する。

コイル保護部１２において、コイル端面を覆う部分を端面保護部１５と称する。端面保護部１５は、コイル１１の矩形筒状の４辺の端面のうち、対向する２辺に相当する端面を覆っている。端面保護部１５は、コイル１１の矩形筒状の辺に沿って面取りされている。面取りされた部分をチャンファ１４と称し、残った平面を端平面１３と称する。端平面１３は、コイル軸線方向（Ｘ方向）を向いている。端面保護部１５は、コイル１１の両方の端面に設けられている。コイルモールド体１０は、コイル１１を金型に入れて溶融樹脂を射出するインサート成形によって作られる。

（組み立て工程）図３と図４を参照して組み立て工程を説明する。図３は、コイルモールド体１０とコア２０の斜視図である。コア２０は、一対のＥ字形状の分割コア２１で構成される。図４は、コイルモールド体１０に一対のＥ字形状の分割コア２１を組み付けたアセンブリ４０の斜視図である。組み立て工程では、コイルモールド体１０に一対のＥ字形状の分割コア２１を組み付け、コア２０がコイルモールド体１０を囲むとともにコイル１１の内部を通っているアセンブリ４０を組み立てる。

説明の都合上、図３に示すように、Ｅ字形状の分割コア２１において、Ｅ字の上側と下側の梁の部分を側方梁部２２と称し、中央の梁の部分を中央梁部２３と称する。上側と下側の側方梁部２２と中央梁部２３を連結する部分を連結部２４と称する。

Ｅ字形状の一対の分割コア２１は、中央梁部２３がコイル１１の内側を通るとともに、それぞれの側方梁部２２の先端面が対向するように、コイルモールド体１０に組み付けられる。そうすると、側方梁部２２と連結部２４が環状になってコイルモールド体１０を囲む。また、中央梁部２３は、コイル１１の内側を通ることになる。すなわち、コア２０がコイルモールド体１０を囲むとともにコイル１１の内部を通っているアセンブリ４０が得られる。

（二次モールド工程）アセンブリ４０を金型に入れて、コア２０を覆うとともにコイルモールド体１０と一体となる樹脂カバー３０（図１参照）を成形する。すなわち、樹脂カバー３０も、アセンブリ４０を金型に入れて溶融樹脂を射出するインサート成形によって作られる。

図５と図６に、金型にセットしたアセンブリ４０の断面図を示す。図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿ったアセンブリ４０の断面に相当する。図６は、図４のVI−VI線に沿った断面に相当する。図６は、また、図５（Ａ）のVI−VI線に沿った断面にも相当する。

図６に示すように、金型５０は、下型５１と上型５２で構成される。上型５２に、溶融樹脂を流し入れるゲート５３が設けられている。図５（Ａ）は、下型５１を通る平面でアセンブリ４０をカットした断面である。金型５０の内部空間がキャビティＣａに相当する。キャビティＣａの形状が樹脂カバー３０の形状に相当する。ゲート５３から溶融樹脂を射出する。溶融樹脂が固まると、樹脂カバー３０を備えたリアクトル２が完成する（図１参照）。溶融樹脂は、予め作成されたコイルモールド体１０のコイル保護部１２と一体になる。すなわち、樹脂カバー３０は、コイルモールド体１０のコイル保護部１２の樹脂と一体になる。

図５（Ａ）にて破線矩形Ｂで囲んだ領域の拡大図を図５（Ｂ）に示す。破線矩形Ｂで囲んだ領域は、コイル１１のコイル軸線方向の端面１１ａを覆う端面保護部１５の周辺の拡大図である。先に述べたように、端面保護部１５は、コイル１１の矩形筒状の辺に沿って面取りされており、面取りされた部分をチャンファ１４と称し、残った平面を端平面１３と称する。端平面１３は、コイルモールド体１０のコイル軸線方向（Ｘ方向）の端に相当する。端平面１３は、コイル軸線方向を向いている。端平面１３にコア２０が当接している。コイルモールド体１０のコイル軸線方向の端に相当する端平面１３がコア２０に当接することで、コイルモールド体１０に対するコア２０の相対位置が精度良く定まる。

チャンファ１４が面する領域には、隙間Ｓｐが確保されている。隙間Ｓｐは、端面保護部１５の角の面取りされた部分に相当する。

図６の太矢印線が溶融樹脂の流れを示している。ゲート５３から注入される溶融樹脂は、コア２０の外側を通るとともに、コア２０と端面保護部１５の間に確保された隙間Ｓｐを通り、キャビティＣａの全体にいきわたる。特に、隙間Ｓｐを通じて溶融樹脂が流れ込むことで、コア２０を挟んでゲート５３とは反対側に位置するキャビティ溝５４へも溶融樹脂がよくいきわたる。コア２０と端面保護部１５の間に隙間が確保されていないと、キャビティ溝５４へは溶融樹脂がいきわたり難くなり、樹脂が十分に満たされない成形不良が生じるおそれがある。コア２０と端面保護部１５の間に隙間Ｓｐを確保することで、樹脂カバー３０の成形不良を防止することができる。

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。

２：リアクトル
１０：コイルモールド体
１１：コイル
１２：コイル保護部
１３：端平面
１４：チャンファ
１５：端面保護部
２０：コア
２１：分割コア
２２：側方梁部
２３：中央梁部
２４：連結部
３０：樹脂カバー
４０：アセンブリ
５０：金型
５１：下型
５２：上型
５３：ゲート
５４：キャビティ溝
Ｃａ：キャビティ
Ｓｐ：隙間

Claims

コイルが樹脂で覆われたコイルモールド体を成形する一次モールド工程と、
前記コイルモールド体に一対のＥ字形状のコアを組み付け、前記コアが前記コイルモールド体を囲むとともに前記コイルの内部を通っているアセンブリを組み立てる組み立て工程と、
前記アセンブリを金型に入れ、前記コアを覆うとともに、前記コイルモールド体と一体となる樹脂カバーを成形する二次モールド工程と、
を備えており、
前記コイルモールド体は、前記コイルの前記コイル軸線方向の端面が前記樹脂で覆われているとともに、前記コイルの前記端面を覆っている樹脂の角部が面取りされており、
前記アセンブリは、前記コイルの前記端面を覆っている樹脂のコイル軸線方向を向いている面が前記コアに当接しているとともに、前記面取りされた部分に隙間が確保されている、リアクトルの製造方法。