JP6638586B2 - リアクトルの製造方法 - Google Patents

Description

本明細書は、コイルの平坦な一側面が露出しているとともに、コイルの一部が樹脂モールドで覆われているリアクトルの製造方法を開示する。

特許文献１、２に、コイルの平坦な一側面が露出しているとともに、そのコイルの一部が樹脂モールドで覆われているリアクトルが開示されている。平坦な一側面は、コイルを冷却すべく、放熱板を当てるために露出させてある。樹脂モールドは、コイルとボビンの間の隙間、コイルの一部、及び、コアの一部を覆っている。樹脂モールドは、コイルやコアを保護するためと、コイルとボビンとコアを結合するために備えられている。樹脂モールドは、平坦な一側面の所定範囲を露出するためと、コイルとボビンの間の複雑な形状の隙間を埋めるために、溶融樹脂の射出成形工程で作られる。なお、以下では、説明の便宜上、コイルの平坦な一側面を平坦側面と表記する。

特開２０１４−１２３６８０号公報 特開２０１５−０４１６８６号公報

射出成形工程では、金型内にコイルとコアとボビンのアセンブリを入れ、キャビティに溶融樹脂が射出される。完成品のリアクトルにおいてコイルの平坦側面の所定範囲を正確な形状で樹脂モールドから露出させるには、射出成形工程において、露出させる範囲に溶融樹脂が漏れ出さないようにすることが重要である。ここで、露出させる範囲に金型を当てる場合、金型を強くコイルに当てないとコイルと金型の間に隙間が生じてしまい、その隙間に溶融樹脂が入り込むおそれがある。しかし一方、強く当てすぎると、コイル表面の絶縁被覆がダメージを受ける可能性がある。本明細書は、樹脂モールドの射出成形時、コイルの平坦側面の露出予定範囲に金型を当てることなく、その露出予定面を露出させたリアクトルを製造する技術を提供する。

本明細書が開示するリアクトル製造方法では、リアクトルの形状と、射出成形用の金型の双方に工夫を施す。リアクトルは、コイルとボビンとコアと樹脂モールドを備えている。コイルは、平坦側面を備えているとともに、コイル周方向で平坦側面の夫々の端から続く湾曲面を備えている。ボビンは、コイルを貫通している筒部と、筒部の両端に設けられているフランジと、コイル側面カバーを備えている。コイル側面カバーは、コイルの平坦側面に続く湾曲面に沿って、一方のフランジから他方のフランジまで延びている。コアは、ボビンの筒部を貫通している。樹脂モールドは、平坦側面を露出させているとともに、コイルと筒部の間の隙間、及び、コイルとコイル側面カバーの間の隙間を埋めている。そして、そのようなリアクトルの製造方法は、次の工程を備えている。まず、コイルとコアとボビンのアセンブリを、平坦側面を下に向けて、樹脂モールド成形用の金型に入れる。次に、金型内にて、平坦側面の下に空間（コイル下空間）を確保しつつ、平坦側面を囲むようにコイル側面カバーの下面及びフランジ下面を金型に当接させる。そして、コイルの湾曲面がコイル側面カバーに密着するようにコイルを下方へ押し付けて、コイル下空間を金型のキャビティから隔離する。その状態で、コイルと筒部の間の隙間、及び、コイルとコイル側面カバーの間の隙間を含むキャビティに溶融樹脂を射出する。

上記の製造方法では、コイル下空間に面している平坦なコイル側面（平坦側面）が完成品において樹脂モールドから露出する。射出成形において、平坦側面の露出予定範囲は、フランジとコイル側面カバーに密着した金型によって、溶融樹脂が射出されるキャビティから隔離される。このとき、コイル側面カバーとコイルの間の隙間から平坦側面へ溶融樹脂が漏れ出さないようにすべく、コイルを下方へ押し付け、コイル側面カバーをコイルの湾曲面に密着させる。こうして、コイルの露出予定面に金型を当てることを不要とし、射出成形時にコイルの露出予定範囲の絶縁被覆がダメージを受けることを防止する。特に、上記の製造方法では、コイルを下方に押し付けることによって、コイル側面カバーの内側面がコイルの湾曲面と密着する。このことによって、コイル側面カバーとコイルとの隙間から露出予定範囲へ溶融樹脂が漏れることを防止する。上記の製造方法により、コイルの絶縁被覆にダメージを与えることなく、平坦側面の露出予定範囲をきれいに露出させたリアクトルを製造することができる。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。

コイルとコアとボビンのアセンブリの平面図である。 図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。 図１Ａの１Ｃ−１Ｃ線に沿った断面図である。 完成品のリアクトルの平面図である。 図２Ａの２Ｂ−２Ｂ線に沿った断面図である。 図２Ａの２Ｃ−２Ｃ線に沿った断面図である。 金型内でのアセンブリのＹＺ平面における断面図である（コイル押し下げ前）。 金型内でのアセンブリのＸＺ平面における断面図である（コイル押し下げ前）。 金型内でのアセンブリのＹＺ平面における断面図である（コイル押し下げ時）。 金型内でのアセンブリのＸＺ平面における断面図である（コイル押し下げ時）。

図面を参照して実施例の製造方法を説明する。製造方法の説明に先立って、まず、図１Ａ−図２Ｃを参照してリアクトルそのものを説明する。図１Ａは、樹脂モールド成形前の、コア３とボビン４とコイル５のアセンブリ２ａの平面図である。図１Ｂは、図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。図１Ｃは、図１Ａの１Ｃ−１Ｃ線に沿った断面図である。図２Ａは、リアクトル２の平面図である。図２Ｂは、図２Ａの２Ｂ−２Ｂ線に沿った断面図である。図２Ｃは、図２Ａの２Ｃ−２Ｃ線に沿った断面図である。説明の便宜上、図中の座標系のＺ軸正方向を上と定義する。

リアクトル２は、コア３と、ボビン４と、コイル５と、樹脂モールド９を備えている。コイル５は、平角線をエッジワイズに巻回したものである。コイル５は、軸線方向（図中のＸ方向）からみると、角丸の矩形である。別言すると、コイル５は、角の丸い四角筒の形状をなしている。従って、コイル５は、その側面に、４つの平坦面を備えている。コイル５の平坦な下面５ａと上面５ｃの一部が露出しており、コイル５の側面の残部は樹脂モールド９に覆われている。コイル５の内周面も樹脂モールド９に覆われている。コイル５の巻線は樹脂被膜で覆われている。

リアクトル２のボビン４は、筒部４１と、一対のフランジ４３ａ、４３ｂと、一対のコイル側面カバー４４ａ、４４ｂで構成されている。筒部４１は、コイル５の内側を貫通している。一対のフランジ４３ａ、４３ｂは、筒部４１の両端に設けられている。夫々のフランジ４３ａ、４３ｂは、コイル５の端面に対向している。一対のコイル側面カバー４４ａ、４４ｂは、コイル５の図中Ｙ方向を向く夫々の側面に沿って、コイル軸線方向に延びている。一対のコイル側面カバー４４ａ、４４ｂは、一方のフランジ４３ａから他方のフランジ４３ｂまで延びている。別言すれば、一対のコイル側面カバー４４ａ、４４ｂの夫々の端は、フランジ４３ａ、４３ｂの夫々に接続されている。一対のコイル側面カバー４４ａ、４４ｂの夫々の下部４４ｃは、コイル周方向で下面５ａに続く丸角の湾曲面５ｂに沿ってコイル軸線方向に延びている。一対のコイル側面カバー４４ａ、４４ｂの夫々の下部４４ｃの内側面（コイルに対向する面）は、湾曲面５ｂに対向するように湾曲している。別言すれば、一対のコイル側面カバー４４ａ、４４ｂの下部４４ｃのコイル側を向く面は、湾曲面５ｂに対向しているとともに、湾曲面５ｂに概ね平行に湾曲している。ボビン４の全体は、樹脂で作られている。

コイル側面カバー４４ａ、４４ｂの下部４４ｃの内側面とコイル５の湾曲面５ｂは、樹脂モールド９を形成する前は離れている（図１Ｃ参照）。コイル側面カバー４４ａ、４４ｂの下部４４ｃの内側面とコイル５の湾曲面５ｂは、樹脂モールド９の成形後では、接している。図２Ｃの符号Ｐの矢印が、コイル側面カバー４４ａ、４４ｂの下部４４ｃとコイル５の湾曲面５ｂが接している箇所を示している。コイル側面カバー４４ａ、４４ｂの下部４４ｃの内側面とコイル５の湾曲面５ｂは、樹脂モールド９の射出成形時に、コイルが下方へ押されることで当接する。

リアクトル２のコア３は、コイル５が巻回される柱状のＩ型コア３１と、コイル５を囲むリングコア３２に分けられる。Ｉ型コア３１は、リングコア３２のリング内周の対向する２か所に掛け渡されている。Ｉ型コア３１は、ボビン４の筒部４１を貫通している。筒部４１は、コイル５の内周面とＩ型コア３１を隔てている。また、コイル側面カバー４４ａ、４４ｂは、リングコア３２の内周面とコイル５の側面を隔てている。

樹脂モールド９は、コイル５の一部と、コア３の一部と、ボビン４の一部を覆っている。樹脂モールド９は、コイル５の下面５ａと上面５ｃの一部を除き、コイル５の内外を覆っている。樹脂モールド９は、ボビン４のコイル側面カバー４４ａ、４４ｂの外側も覆っている。樹脂モールド９は、リングコア３２の下面を除き、コア３も覆っている。樹脂モールド９は、ボビン４の筒部４１の外面とコイル５の内面との間の隙間、及び、コイル側面カバー４４ａ、４４ｂの内側面とコイル５の外面との間の隙間も埋めている。樹脂モールド９は、コア３とコイル５を保護するためと、ボビン４とコイル５とコア３を結合するために備えられている。

リアクトル２の製造方法を説明する。コア３、ボビン４、及び、コイル５は、従来の方法で製造できるので、それらの製造方法については説明を省略する。ここでは、樹脂モールド９の製造方法を説明する。まず、コア３とボビン４とコイル５を組み付け、それらのアセンブリ２ａを金型６０の中にセットする。金型６０は、固定型６１とスライド型６２を備えている。なお、固定型６１は、２個、あるいはそれ以上に分割されているが、図では、分割面は図示を省略している。スライド型６２は、上下にスライドできるようになっている。図では、スライド型６２を動かすアクチュエータは図示を省略している。

固定型６１は、ボビン４のフランジ４３ａ、４３ｂに対向する位置に、スライド棒６６を備えている。スライド棒６６は、初期状態では、その先端面がキャビティ面と面一になるように位置している。スライド棒６６はキャビティ面へ突出することができる。図では、スライド棒６６を進退させるアクチュエータは図示を省略している。

アセンブリ２ａは、コイル５の平坦な下面５ａを下に向けて金型６０に入れられる。図３Ａと図３Ｂに示すように、金型６０の内部にて、下面５ａを囲むように、ボビン４のフランジ４３ａ、４３ｂの下面、及び、コイル側面カバー４４ａ、４４ｂの下面が固定型６１に当接する。その結果、コイル５の下面５ａの下方に、キャビティ６４から隔離された空間（コイル下空間６５）が確保される。キャビティ６４は、金型６０の内部にて、溶融樹脂が射出される空間を意味する。別言すれば、キャビティ６４は、金型６０の内部にて、樹脂射出孔６３と連通している空間を意味する。コイル側面カバー４４ａ、４４ｂの内側面とコイル５の外周面の間の隙間、及び、筒部４１の外周面とコイル５の内周面の間の隙間もキャビティ６４と通じている。従って、図３Ａに示すように、この段階では、コイル側面カバー４４ａ、４４ｂの内側面とコイル５の外周面の間の隙間を通じて、キャビティ６４とコイル下空間６５とは通じており、両者は完全には隔離されていない。両者の完全な隔離は、次の工程で達成される。

次に、スライド型６２を下方へ動かし、コイル５に押し付ける。スライド型６２をさらに下方へ動かし、コイル５を下方へ下げる。コイル５は下向きの荷重を受け、湾曲面５ｂが、コイル側面カバー４４ａ、４４ｂの下部４４ｃの内側面に密着する。図３Ａに示されているように、スライド型６２を動かす前は、コイル側面カバー４４ａ、４４ｂと湾曲面５ｂは離れている。図４Ａの符号Ｐの矢印が、金型６０の内部にて、コイル側面カバー４４ａ、４４ｂの内側面と湾曲面５ｂの接触箇所を示している。

次に、前述したスライド棒６６を前進させ、その先端をフランジ４３ａ、４３ｂに押し付ける。スライド棒６６が両側からフランジ４３ａ、４３ｂに押し当てられると、フランジ４３ａ、４３ｂの夫々がコイル５の端面に密着する。なお、図２Ｃには、コイル側面カバー４４ａ、４４ｂの下部４４ｃの外側を覆う樹脂モールド９に、スライド棒６６に対応する孔が存在するが、その孔は図示を省略してある。

金型６０の内部において、溶融樹脂の射出前に、スライド棒６６がコイル５とフランジ４３ａ、４３ｂをコイル軸線方向の両側から押圧する。また、スライド型６２がコイル５を押し下げ、フランジ４３ａ、４３ｂの下面とコイル側面カバー４４ａ、４４ｂを固定型６１に押し当てるとともに、コイル側面カバー４４ａ、４４ｂと湾曲面５ｂを密着させる。コイル側面カバー４４ａ、４４ｂの内側面とコイル５の外側面の間の隙間はキャビティ６４と通じているが、その隙間もコイル下空間６５から隔離される。仮に、コイル５の巻線間に隙間がある場合、ボビン４の筒部４１の外側面とコイル５の内側面の間の隙間とコイル下空間６５が通じることになる。しかし、スライド棒６６がコイル軸線方向にコイル５を押圧するため、その隙間が消失し、上記隙間もコイル下空間６５から隔離される。なお、筒部４１の外側面とコイル５の内側面の間の隙間とキャビティ６４は、フランジ４３ａ、４３ｂに設けられた貫通孔によって連通しているが、その孔は図の断面には表れない。

上記の通り、スライド棒６６とスライド型６２を動かすことによって、コイル下空間６５が、キャビティ６４から完全に隔離される。なお、スライド棒６６は、コイル５の巻線間の密着性とコイル端面とフランジ４３ａ、４３ｂの密着性を確実にする。アセンブリ２ａの段階でコイル５の巻線間の密着性とコイル端面とフランジ４３ａ、４３ｂの密着性が確保されている場合には、スライド棒６６は必ずしも必要ではない。従って重要なのは、コイル５の湾曲面５ｂがコイル側面カバー４４ａ、４４ｂに密着するようにコイル５を下方へ押し下げることによって、コイル下空間６５をキャビティ６４から隔離することである。

上記した状態で、樹脂射出孔６３を通じて溶融樹脂をキャビティ６４へ射出する。コイル５と筒部４１の間の隙間、及び、コイル５とコイル側面カバー４４ａ、４４ｂの間の隙間を含むキャビティ６４が溶融樹脂で満たされる。溶融樹脂が固化すると、キャビティ６４の形状に樹脂モールド９が形成される。コイル下空間６５に面している下面５ａは、溶融樹脂に覆われず、リアクトル２が完成したときに露出面となる。コイル下空間６５がキャビティ６４から隔離されているので、コイル下空間６５に溶融樹脂が漏れることがない。溶融樹脂が固まった後に樹脂モールド９が形成されたアセンブリ２ａを取り出し、リアクトル２が完成する。

上記した製造方法の利点を説明する。樹脂モールド９を形成する際、露出面となる下面５ａには金型（固定型６１）が当接しない。上記した製造方法では、フランジ４３ａ、４３ｂの下面とコイル側面カバー４４ａ、４４ｂの下面が固定型６１に当接し、さらに、コイル側面カバー４４ａ、４４ｂがコイル５の湾曲面５ｂに当接し、下面５ａをキャビティ６４から隔離する。下面５ａが金型（固定型６１）に接することがないので、下面５ａにてコイルの巻線の被覆がダメージを受けることがない。露出面となった下面５ａは放熱板に接することになるが、被覆がダメージを受けていると、隣接する巻線が短絡するおそれがある。実施例の製造方法では、樹脂モールドの射出成形時に、下面５ａの巻線の被覆がダメージを受けることがない。なお、コイル５の上面５ｃはスライド型６２に当接する。上面５ｃにおいては、スライド型６２に接する巻線がダメージを受けるおそれがある。しかし、上面５ｃには放熱板や他の部材を当接させる予定がないので、ある程度のダメージは許容される。

上記の製造方法では、溶融樹脂の射出前に、樹脂製のボビン４のコイル側面カバー４４ａ、４４ｂの内側面を下面５ａに続く湾曲面５ｂに当接させる。ボビン４と湾曲面５ｂとの接触箇所が、樹脂モールド９と露出範囲（下面５ａ）との境界を画定する。ボビン４に、湾曲面５ｂに沿って湾曲するコイル側面カバー４４ａ、４４ｂを設けることで、露出予定範囲と金型（固定型６１）を接触させることなしに、露出予定範囲と樹脂モールドの境界を画定することができる。

コイル側面カバー４４ａ、４４ｂを含めボビン４は樹脂で作られている。それゆえ、コイル側面カバー４４ａ、４４ｂは、コイル５の巻線の被覆にダメージを与えることなくコイル５に密着する。

実施例のコイル５の下面５ａが請求項の「平坦側面」の一例に対応する。実施例のリアクトル２のコイル５は、角丸の四角筒状をなしており、４つの平坦な側面を有している。コイルは少なくとも一つの平坦な側面を備えており、その側面が露出していればよい。

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
２ａ：アセンブリ
３：コア
４：ボビン
５：コイル
５ａ：下面
５ｂ：湾曲面
９：樹脂モールド
４１：筒部
４３ａ、４３ｂ：フランジ
４４ａ、４４ｂ：コイル側面カバー
６０：金型
６１：固定型
６２：スライド型
６３：樹脂射出孔
６４：キャビティ
６５：コイル下空間
６６：スライド棒

Claims (1)

1. コイルの平坦な一側面が露出しているとともに、コイルの一部が樹脂モールドで覆われているリアクトルの製造方法であり、
   前記リアクトルは、
   平坦側面を備えているとともに、コイル周方向で前記平坦側面の夫々の端から続いている湾曲面を備えているコイルと、
   前記コイルを貫通している筒部と、当該筒部の両端に設けられているフランジと、前記コイルの前記湾曲面に沿って、一方の前記フランジから他方の前記フランジまで延びているコイル側面カバーと、を備えているボビンと、
   前記ボビンの筒部を貫通しているコアと、
   前記コイルと前記筒部の間の隙間、及び、前記コイルと前記コイル側面カバーの間の隙間を埋めている樹脂モールドと、
   を備えており、当該製造方法は、
   前記コイルと前記コアと前記ボビンのアセンブリを、前記平坦側面を下に向けて、樹脂モールド成形用の金型に入れ、
   前記金型内にて、前記平坦側面の下に空間を確保しつつ、前記平坦側面を囲むように前記コイル側面カバーの下面及び前記フランジの下面を前記金型に当接させ、
   前記コイルの前記湾曲面が前記コイル側面カバーに密着するようにコイルを下方へ押し付けて前記空間を前記金型のキャビティから隔離した状態で、前記コイルと前記筒部の間の隙間、及び、前記コイルと前記コイル側面カバーの間の隙間を含む前記キャビティに溶融樹脂を射出する、
   ことを特徴とするリアクトルの製造方法。

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