JP6215556B2 - リアクトル - Google Patents

Description

本発明は、センサのコネクタの配置に改良を施したリアクトルに関する。

車載用の昇圧回路に用いられるリアクトルとして、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納し、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。

この種のリアクトルの１つに、複数の分割コアを組み合わせることで、環状のコアを形成し、その左右の脚部にコイルを巻回したものがある。各分割コアは樹脂内部に埋設され、樹脂の部分がコアのカバーや、コイルのボビンになっている。コアの周囲に樹脂を配置するには、一般には、モールド成形法が採用されている。

この種のリアクトルでは、高電流を流し続けるとコイルが過熱して電気特性が低下するため、サーミスタなどの温度センサにより内部温度を測定して、コイルが一定温度以上に発熱しないように通電制御がなされる。

リアクトルにセンサを配置する場合、正確な温度検出を行うには、発熱体となるコイルやコアに近接してセンサを配置することが必要である。そのため、従来から特許文献１や特許文献２のように、左右のコイルの間にセンサを配置する構成が採用されていた。この従来技術によれば、リアクトルの中心部分にセンサを配置できることから、温度の検出精度が優れる利点があった。

特開２０１０−２０３９９８号公報 特開２０１２−２４３９１３号公報

ところで、この種のセンサを有するリアクトルにおいては、センサからのリード線と、車両内部の配線とを接続するためのコネクタが必要となる。このコネクタは、接続部分の絶縁を確保するため、及び手作業で簡単に接続できるように、ある程度の大きさが要求される。同時に、リアクトルの使用時に、振動などでコネクタが移動しないように、何らかのホルダを使用してコネクタを固定する必要がある。

前記のようなコアを樹脂内にモールド成形したリアクトルでは、この種のコネクタのホルダとして、樹脂の部分にコネクタを係止する突起や凹部などを設けることが簡単である。しかし、モールド成形を行う場合、使用する金型の形状や、樹脂内部に配置するコアの位置や形状により、ホルダの位置や形状も制限を受ける。図７及び図８に示す従来のリアクトルを参照して、その理由を説明する。

この種のリアクトルでは、環状をしたコア１０１の左右の脚部の外周にボビン１０２を設け、その外周にコイル１０３を巻回する。コイル１０３が巻回されていないコア１０１のヨーク部分は、ボビン１０２と一体に成形されたカバー１０４によって被覆する。左右のボビン１０２の間には、センサを保持するための支持板１０５を、ボビン１０２と一体に設ける。カバー１０４のボビン１０２の近傍には、センサのリード線を引っ掛けるための係止部１０６を設ける。

この種のリアクトルにおいて、コア１０１の周囲にボビン１０２を配置するには、通常、金型内にコア１０１を配置し、その周囲の金型内部に樹脂を注入して固化するモールド成形法を使用する。この場合、金型表面とコア１０１との間に隙間があると、その隙間に樹脂が入り込んで、成形後にバリとなる。特に、従来技術では、リアクトルを収納するアルミニウム製ケース１０８の底面にコア１０１を接触させて、コア１０１から直接放熱を行っていたため、バリが存在すると、ケース１０８とコア１０１とに隙間が生じ、伝熱性が低下する。そのため、従来技術では、コア１０１の上方からばねで押圧することで、金型表面とコア１０１との隙間をなくし、バリの発生を防止していた。

前記の様に、コア１０１を上方から押圧するためには、ばねとコア１０１を接触させる必要があることから、コア１０１の上部に樹脂を充填することができない。従来技術では、コア１０１を覆うカバー１０４の上部に樹脂の存在しない開口部１０７を形成して、金型内におけるコア１０１の位置決めを行っていた。しかし、コア１０１の上部に開口部１０７が存在すると、その部分にコネクタのホルダを設けることは不可能であるから、コア１０１の側方に張り出すようにホルダを樹脂で成形したり、リアクトルを収納するケース１０８の一部にホルダを設けていた。

このようなコア１０１の側方に設けられたホルダは、リアクトルの横方向の寸法を増加させるため、その小型化の妨げになる。また、樹脂の充填時に金型の表面にコアを加圧する従来技術は、金型とは別途加圧機構を設けたり、金型の構成が複雑になるため、好ましくない。

本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものである。本発明は、コアの上部に樹脂によってホルダを一体に成形することで、リアクトルの小型化を可能にすると共に、コアを金型表面に加圧する作業を不要として、金型の構成及び樹脂の成形作業の単純化を可能としたリアクトルを提供することを目的とする。

本発明は、環状コアと、この環状コアの脚部の外周に巻かれたコイルと、リアクトルの状態を検出するセンサと、このセンサの信号を出力するコネクタを備えたリアクトルにおいて、前記環状コアの周囲には、環状コアを埋設してなる樹脂成形品が設けられ、前記樹脂成形品には、コイルのボビンとコアの周囲を接触して覆う被覆部が前記樹脂成形品の樹脂で一体に形成され、前記被覆部の下面には、前記樹脂がコアの底部を被覆することがない露出部が形成され、前記被覆部の上部には、前記センサのコネクタを固定するホルダが前記樹脂によって一体に形成されている、ことを特徴とする。

前記ホルダとしては、それによって固定するコネクタの形状に合わせて、スライド式、嵌め込み式、フック状のものなど、適宜の構成を採用することができる。

本発明によれば、モールド成形時にコアを金型に押し付ける必要がないので、コアの上方に樹脂によってホルダを一体に成形することが可能になる。その結果、ホルダやそれによって固定されるコネクタをコアの上方に配置することで、リアクトルの小型化が可能になる。また、コアを金型に押し付けるための機構も不要になり、リアクトルの製造工数を削減できる。

第１実施形態のリアクトルの分解斜視図。 図１のリアクトルを右前方から見た斜視図。 図１のリアクトルを右後方から見た斜視図。 図１のリアクトルにコネクタを取り付けた状態を右前方から見た斜視図。 図１のリアクトルにコネクタを取り付けた状態を右後方から見た斜視図。 図１のリアクトルの断面図。 従来のリアクトルの一例を示す斜視図。 従来のリアクトルの一例を示す断面図。

１．第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態を図１から図６に従って具体的に説明する。

（１）構成
本実施形態のリアクトルは、環状コア１を有するもので、この環状コア１は、そのヨーク部を構成する２つのＵ字型コア１ａ，１ｂと、左右の脚部を構成する各３個のＩ字型コア１ｃとから成る。これらＵ字型コア１ａ，１ｂとＩ字型コア１ｃは、スペーサ１ｄを介して接続されている。

環状コア１は、その外周に設けられたボビン側と端子側の２つの樹脂成形品２，３によって被覆されている。ボビン側の成形品２は、筒状をした左右のボビン２２ａ，２２ｂと、これらを繋ぐように設けられたコア被覆部２１を有する。被覆部２１の内部に第１のＵ字型コア１ａがモールド成形法によって埋設されている。左右のボビン２２ａ，２２ｂ内には、各３個のＩ字型コア１ｃがボビン先端の開口部から挿入されている。端子側の成形品３は、コア被覆部３１を備え、その内部に第２のＵ字型コア１ｂがモールド成形法によって埋設されている。

被覆部２１，３１の外側の面には、モールド成形時において、Ｕ字型コア１ａ，１ｂを金型内に保持する際に使用する開口部２１ａ，３１ａが設けられており、開口部２１ａ，３１ａに内部のＵ字型コア１ａ，１ｂの表面が露出している。被覆部２１，３１の底部には、Ｕ字型コア１ａ，１ｂを金型表面にセットするため樹脂が存在せず、Ｕ字型コア１ａ，１ｂの底部が現れた露出部１ｅになっている。但し、本実施形態においては、Ｕ字型コア１ａ，１ｂを上方から金型表面に押圧することがないため、この部分にバリとなった樹脂が存在する可能性はある。

ボビン側と端子側の被覆部２１，３１には、環状コア１をケース４に固定するための金具２３，３３が埋設されている。金具２３，３３の先端は、被覆部２１，３１の表面から突出し、その部分に環状コア１をケース４に固定するためのねじ挿入穴２４，３４が設けられている。このねじ挿入穴２４，３４に差し込んだねじ４１ａ，４１ｂを、ケース４のねじ穴４２ａ，４２ｂに締結することで、環状コア１とケース４は固定される。

ボビン側と端子側の被覆部２１，３１の内側には、左右のボビン２２ａ，２２ｂに挟まれるような位置に、センサを保持するための支持板２５，３５が設けられている。この支持板２５，３５は、それぞれ三角形の部材で、環状コア１の組立時において、両者の隙間にセンサ６を挿入する。センサ６のリード線６１は、ボビン側の被覆部２１側に引き出され、その先端にコネクタ６２が接続されている。

ボビン２２ａ，２２ｂの外周には、左右のコイル５１ａ，５１ｂが巻回されている。これら左右のコイル５１ａ，５１ｂは、１本の導体によって構成され、その両端は、端子側の被覆部３１方向に引き出されている。端子側の被覆部３１には、コイル５１ａ，５１ｂの端部を挿入する溝部３６ａ，３６ｂが、一体に成形されている。

端子側の被覆部３１の外側には、それと別体に樹脂製の端子台７１が設けられている。端子台７１には、２個の凹部７２ａ，７２ｂが設けられ、その内側にそれぞれ金属製の端子７３ａ，７３ｂが固定されている。端子７３ａ，７３ｂの一部は、上方に立ち上がっており、その立ち上がり部分にコイル５１ａ，５１ｂの端部が接続されている。端子台７１には、ねじ挿入穴７４が設けられ、このねじ挿入穴７４に差し込んだねじ４３を、ケース４のねじ穴４４に締結することで、端子台７１はケース４に固定される。

ボビン側の被覆部２１の上部には、コネクタ６２のホルダ８が被覆部２１と一体に成形されている。このホルダ８の形状は、コネクタ６２を被覆部２１に固定できるものであればどのようなものでも良いが、本実施形態では、コネクタ６２の形状に合わせて次のようなものを採用する。

図２及び図３に示すように、被覆部２１上面のボビン側の部分に、垂直に立ち上がった壁８１が設けられ、この壁８１の上縁にセンサのリード線を引っ掛けるための係止部８１ａが設けられている。係止部８１ａに隣接して、壁８１と一体にブロック８２が形成され、このブロック８２に、ボビンの軸方向と直角に伸びる上下２本のガイド８３ａ，８３ｂが、一定の間隔を保って平行に設けられている。上下２本のガイド８３ａ，８３ｂは断面がＬ字型の部材で、その垂直部分がコネクタ６２に設けられた２本の溝６３ａ，６３ｂの内側にスライド自在に挿入される。上下２本のガイド８３ａ，８３ｂの間には、基端がブロック８２に固定され、先端が自由になったフック８４が設けられている。このフック８４の先端がコネクタ６２の２本の溝６３ａ，６３ｂの間に設けられた凸部６４に係合する。

前記のような構成を有する環状コア１、樹脂成形品２，３及び左右のコイル５１ａ，５１ｂは、組み立てられた状態でケース４内に収納され、金具２３，３３をねじ止めすることでケース４に固定される。この場合、樹脂成形品２，３及び左右のコイル５１ａ，５１ｂの外周とケース４の内面との間に所定の隙間が保たれるように固定する。その隙間に充填材９を充填して固化することで、ケース４と組み立てられた環状コア１を一体化する。

（２）作用効果
前記のような構成を有する第１実施形態によれば、図６の断面図に示すように、被覆部２１，３１の底部に露出していたＵ字型コア１ａ，１ｂの底部（露出部１ｅ）は、充填された充填材９によって被覆される。その結果、たとえモールド成形時にＵ字型コア１ａ，１ｂの底部バリとなった樹脂が存在しても、その部分は充填材９によって被覆され、トラブルを起こすことがない。一方、被覆部２１の上部に開口部を設ける必要がないので、その部分にホルダ８を設けてコネクタ６２を固定することができる。その結果、コネクタ６２を樹脂成形品２の平面投影範囲内に収納することが可能となり、リアクトルの小型化を達成できる。

２．他の実施形態
本発明は、前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。

（１）前記実施形態は、リアクトルに対してコネクタが大型のものであるため、コネクタをボビンの軸方向と直角に配置したが、コネクタが小型のものであれば、ボビンの軸方向と平行に配置するようなホルダを設けることもできる。

（２）前記実施形態は、コネクタの全体が樹脂成形品２の平面投影範囲内に収まるようなものとしたが、コネクタの一部が樹脂成形品２の平面投影範囲から突出したり、ケースの周囲から突出しても構わない。

（３）コアとしては、２つのＵ字型コアを環状に組み合わせたものや、２つのＵ字型コアと複数のＩ字型コアを環状に組み合わせたものを使用できる。環状のコアに、左右の脚部と平行に中心脚を設け、その部分にコイルを巻回したコアも使用可能である。環状のコアを１部材から構成したものでも良い。

（４）ボビン内部にＩ字型コアを嵌め込んで固定したが、Ｕ字型のコアと同様に、Ｉ字型コアを成形品２内にモールド成形法により埋設しても良い。

（５）センサとしては、温度センサ以外に、他の物理量を検出するものを使用できる。

（６）ホルダの形状としては、コネクタ全体を挿入する溝や凹部、貫通穴などが使用できる。コネクタ側にフックや凹部を設けておき、それに係合する突起やフックによってホルダを構成することも可能である。コネクタをバンドやワイヤなどで固定する場合には、バンドなどを通す穴をホルダとして使用することもできる。端子台を設けた樹脂成形品にホルダを設けることもできる。

（７）ケースとしては、アルミニウム製以外の金属製ケースや、熱伝導性に優れた樹脂製のケースを使用することができる。ケースの形状は、図示のような上面が開口した箱形のもの以外に、縁が浅い皿状、あるいは板状のものを使用することもできる。また、ケースやその隙間に樹脂を使用することなく、環状コア、樹脂成形品及びコイルの組立体のみの実施も、本発明の一形態である。

（８）本発明におけるコネクタは、図示の構成に限定されない。センサのリード線と外部配線とを接続する部材であって、リアクトルに対して固定する必要のあるすべての形状、例えば、嵌め込み式、スライド式、溶接や締結による接合構造を含む。１つのリアクトルに複数のコネクタを設けたリアクトルに適用することもできる。

１…環状コア
１ａ，１ｂ…Ｕ字型コア
１ｃ…Ｉ型コア
１ｄ…スペーサ
１ｅ…露出部
２，３…樹脂成形品
２１，３１…被覆部
２１ａ，３１ａ…開口部
２２ａ，２２ｂ…ボビン
２３，３３…金具
２４，３４…ねじ挿入穴
２５，３５…支持板
３６ａ，３６ｂ…溝部
４…ケース
４１ａ，４１ｂ，４３…ねじ
４２ａ，４２ｂ，４４…ネジ穴
５１ａ，５１ｂ…コイル
６…センサ
６１…リード線
６２…コネクタ
６３ａ，６３ｂ…溝
６４…凸部
７１…端子台
７２ａ，７２ｂ…凹部
７３ａ，７３ｂ…端子
７４…挿入穴
８…ホルダ
８１…壁
８１ａ…係止部
８２…ブロック
８３ａ，８３ｂ…ガイド
８４…フック
９…充填材

Claims (5)

1. 環状コアと、
   この環状コアの脚部の外周に巻かれたコイルと、
   リアクトルの状態を検出するセンサと、
   このセンサの信号を出力するコネクタを備えたリアクトルにおいて、
   前記環状コアの周囲には、環状コアを埋設してなる樹脂成形品が設けられ、
   前記樹脂成形品には、コイルのボビンとコアの周囲を接触して覆う被覆部が前記樹脂成形品の樹脂で一体に形成され、
   前記被覆部の下面には、前記樹脂がコアの底部を被覆することがない露出部が形成され、
   前記被覆部の上部には、前記センサのコネクタを固定するホルダが前記樹脂によって一体に形成されている、
   ことを特徴とするリアクトル。
2. 前記環状コアを埋設した樹脂成形品と、そのボビンに巻かれたコイルとを有する組立体が、ケースに収納されていることを特徴とする請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記組立体とケースとの間に隙間が形成され、その隙間に充填材が充填され固化され、この充填材によってコア底部の露出部が被覆されていることを特徴とする請求項２に記載のリアクトル。
4. 前記環状コアが２個のＵ字型コアを備え、前記樹脂成形品がそれぞれＵ字型コアを埋設した端子側とボビン側の樹脂成形品を備え、
   ボビン側の樹脂成形品には左右一対のボビンと前記ホルダが一体に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
5. 被覆部上面にブロックが形成され、このブロックにボビンの軸方向と直角に伸びるガイドが設けられ、このガイドにコネクタが挿入されると共に、前記ブロックに基端がブロックに固定されたフックが設けられ、このフックがコネクタに係合されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のリアクトル。