JP6798824B2 - コア及びコイルのモールド構造及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、コア及びコイルを一体的にモールドした構造及びその製造方法に関する。
従来から、車載用のリアクトルでは、インダクタンスの低下を防止する目的で、複数のコア材間に所定の幅を有する磁気的なギャップを持たせたものが知られている。この種のリアクトルでは、各コア材間のギャップ部分にセラミックス等のスペーサを挟みこみ、隣り合うコア材とスペーサとを接着剤を用いて接着し、複数のコア材を一体化させたコアを使用している。
一体化させたコアとしては、環状コアが知られている。環状コアでは、両端部にＵ字型コアが対向して配置され、これらＵ字型コアに挟まれてＩ字型コアが配置されている。このため、Ｉ字型コアとＵ字型コアを磁路とした略環状の閉磁路が構成される。以上のようなコアの周囲にコイルを巻回することでリアクトルが構成される。
また、コアとコイルとの間には、コアとコイルとの絶縁を行うために、樹脂製のボビンを設置しており、樹脂成形品であるボビンがコイルをモールドするようになっている。また、コア全体を樹脂でモールドしたモールドコアも知られている。さらには、自己融着電線を使用した自己融着コイルを用いて、コア及びコイルを一体的にモールドしたものが提案されている。
従来のリアクトルにおいて自己融着コイルを使用した場合、次のような課題が指摘されている。すなわち、自己融着コイルでは、コイルの層間の隙間を完全に無くすことは難しかった。特に、自己融着コイルに振動が加わると、コイルの融着固定を維持しづらくなり、コイル層間に隙間が生じてしまう。その結果、コイル層間へ異物が混入するおそれがある。また、自己融着コイルでは、リアクトルをケースに収容せず充填材を充填しない場合、もしくは、リアクトルをケースに収容しても充填液面が低い場合、コイルが振動に対して十分固定されないという懸念がある。
本発明は、上記の課題を解消するために提案されたものであり、コイル層間の隙間を無くして異物混入を防ぐことができ、且つリアクトルの耐振動性及び耐衝撃性の向上を図ったコア及びコイルのモールド構造及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、コアと、コイルと、前記コア及び前記コイルの少なくとも一部をモールドする樹脂部材と、を備えたコア及びコイルのモールド構造において、前記コイルの内周部にモールドされた前記樹脂部材に溝を形成し、前記樹脂部材のモールド時にコイルの位置決めを行う部材が前記コイルの内周部に存在した跡が、前記溝となり、前記コアは前記コイルの端部に向い合って配置されるコアヨーク部であり、前記コアヨーク部は、ブロック状であり、前記溝は、前記コアヨーク部に近づくに従い先細っていることを特徴とする。
前記溝は前記コイルの軸方向に平行に形成してもよい。また、前記コイルを角型コイルとして、前記角型コイル内径の各辺に、少なくとも１個ずつ、前記溝を形成してもよい。また、前記溝は、断面が半円状であってもよい。さらに、前記樹脂部材は熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・ｋ以上としてもよい。
本発明は、コア及びコイルのモールド構造の製造方法も一態様である。コア及びコイルのモールド構造の製造方法では、金型にコアを保持するコア保持工程と、金型にコイルを保持するコイル保持工程と、金型に樹脂部材を注入することで金型に保持されたコア及びコイルを樹脂部材により一体的にモールドする樹脂モールド工程と、前記樹脂モールド工程後に金型を外す金型抜き工程と、を含み、前記コア保持工程では、前記コイルの端部に向かい合って配置されたブロック状のコアヨーク部を保持し、前記コイル保持工程では、前記コイルの位置決め部材を前記コイルの内周部に挿入して金型における当該コイルの位置決めを行い、前記金型抜き工程では、前記金型の抜き方向は前記コイルの軸方向に直交する方向であり、前記位置決め部材は、先細っていることを特徴とする。
本発明では、コイル内周部の樹脂部材に溝を形成するが、この溝は、成形段階でコイルの位置決め部材をコイル内周部に存在させ、樹脂部材を注入した後、引き抜くことで形成された跡である。つまり、成形段階では、コイルの位置決め部材がコイルの内周部側からのみ保持することが可能である。そのため、コイルの外周部側にはコイルの位置決め部材を設置する必要が無く、成形段階でコイルの外周部分を樹脂部材で確実に覆うことができ、コイル層間への異物混入を防止可能である。さらに、本発明では、コイルの外周部分を樹脂部材で確実に覆うので、コイルと樹脂部材との密着性が増し、たとえ充填材を使用しないリアクトルや充填液面の低いリアクトルであっても、優れた耐振動性及び耐衝撃性を発揮することができる。
［１］代表的な実施形態
以下、図１〜図１３を参照して、本発明に係る代表的な実施形態について説明する。図１〜図４は、本実施形態に係るコア及びコイルのモールド構造を組み込んだリアクトル１を示しており、図５及び図６は樹脂を除いたリアクトル１の内部部品を、図７はリアクトル１のコア部分を、図８〜図１０はコア及びコイルのモールド構造を持つ部材であるコア−コイル部材１０を示している。また、図１１は本実施形態に係るコア及びコイルのモールド構造の製造方法について説明するための図、図１２及び図１３は本実施形態の正面図及び底面図である。
以下、図１〜図１３を参照して、本発明に係る代表的な実施形態について説明する。図１〜図４は、本実施形態に係るコア及びコイルのモールド構造を組み込んだリアクトル１を示しており、図５及び図６は樹脂を除いたリアクトル１の内部部品を、図７はリアクトル１のコア部分を、図８〜図１０はコア及びコイルのモールド構造を持つ部材であるコア−コイル部材１０を示している。また、図１１は本実施形態に係るコア及びコイルのモールド構造の製造方法について説明するための図、図１２及び図１３は本実施形態の正面図及び底面図である。
（構成）
図１〜図４に示すように、リアクトル１は、例えばハイブリッド自動車や電気自動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１は、コア−コイル部材１０と、コア部材３０とが互いに接着することで構成される。コア−コイル部材１０は、本発明に係るコア及びコイルのモールド構造を持つ部材である。
図１〜図４に示すように、リアクトル１は、例えばハイブリッド自動車や電気自動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１は、コア−コイル部材１０と、コア部材３０とが互いに接着することで構成される。コア−コイル部材１０は、本発明に係るコア及びコイルのモールド構造を持つ部材である。
コア−コイル部材１０は、角型コイルであるコイル１１と、ブロック状のコアヨーク部１２（図５〜図９に図示）とを、樹脂部材１３によって一体的にモールドした部材である。コアヨーク部１２とは、コアの脚部を繋ぐためのコア材である。図８〜図１０に示すように、コイル１１の内周部にモールドされた樹脂部材１３には、コイル１１の軸方向に平行に溝１４が形成されている。図１１に示すように、溝１４は、成形段階で金型１８内でのコイル１１の位置決めを行う位置決め部材１５がコイル１１の内周部に存在し、樹脂部材１３を注入した後で、コイル１１の位置決め部材１５が引き抜かれたことで形成されたものである。
図８〜図１０に示すように、溝１４は、角形コイルであるコイル１１内周部の各辺のコイル分に２個ずつ形成されている。また、溝１４は、コアヨーク部１２に近づくに従い先細る、断面が半円形状から形成されている。このようなコア−コイル部材１０に対し、コア部材３０は、ブロック状のコアヨーク部３１（図５、図６、図８に図示）のみを樹脂部材３２にてモールドした部材である。
樹脂部材１３は、コイル１１の端面とコアヨーク部１２とを向かい合わせてコイル１１及びコアヨーク部１２を一体的にモールドするものである。樹脂部材１３は、コイル１１とコアヨーク部１２との間の絶縁を行うための部材であり、材料としては、例えば、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ＢＭＣ（バルクモールディングコンパウンド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）等がある。樹脂部材１３の熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・ｋ以上であるであることが望ましく、さらに熱伝導率は高ければ高いほど、より望ましい。
図５及び図６に示すように、コイル１１は、巻線が巻回された２つのコイル１１ａ、１１ｂが平行に配置されて構成されている。コイル１１は全て、樹脂部材１３にモールドされている（図１〜図４参照）。つまり、コイル１１ａ、１１ｂはその内周部及び外周部が樹脂部材１３によって覆われている。
コイル１１ａ、１１ｂは、同一構造の巻線から設けられており、その一端同士が同じ素材からなる連結線によって連結されている。この連結方法以外にも左右の巻線を溶接やはんだ付け、あるいは冷間圧接などで連結する方法などがある。コイル１１ａ、１１ｂは、例えば平角線を一巻き当たり４箇所で直角方向に折り曲げて略正方形状に巻いたエッジワイズコイルなどからなる。コイル１１ａ、１１ｂを構成する巻線としては、各種導体を使用可能であり、例えば略円形状や略楕円状に巻いたものでもよい。
図５、図６に示すように、コイル１１ａ側には、ブロックコア２１ａ、スペーサ２３ａ、ブロックコア２２ａが順次挿入されている。コイル１１ｂ側にはブロックコア２１ｂ、スペーサ２３ｂ、ブロックコア２２ｂが順次挿入されている。スペーサ２３ａ、２３ｂは、ブロックコア２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂに挟まれており、アルミナ等の各種セラミックスや樹脂等の非磁性体の板状部材からなる。なお、スペーサが無くても良く、例えば、ブロックコアを複数コイル側に挿入してスペーサは省く構成としてもよい。
図５〜図７に示すように、コア−コイル部材１０側のコアヨーク部１２と、コア部材３０側のコアヨーク部３１とは、互いに平行に配置されるコア部材である。コアヨーク部１２は、コイル１１のコイル１１ａ、１１ｂの端部を覆うような幅寸法を持つ横長のブロック状のコア部材である。また、コアヨーク部３１は、コアヨーク部１２と同様、横長のブロック状のコア部材である。
コアヨーク部１２は、コイル１１の端部と向かい合って配置されている。コアヨーク部１２においてコイル１１ａ、１１ｂの端部と向かい合う部分には、樹脂部材１３に覆われずブロックコア２１ａ、２１ｂの端面が当接可能な露出面１２ａ、１２ｂが形成されている（図８参照）。露出面１２ａにはブロックコア２１ａの端面が当接され、露出面１２ｂにはブロックコア２１ｂの端面が当接される。
図３〜図７に示すように、コアヨーク部１２、３１をつなぐコア脚部として、ブロックコア２１ａ、２２ａと、ブロックコア２１ｂ、２２ｂとが互いに平行に設けられている。ブロックコア２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂは、四隅に面取りされた面取り部を持ち、断面が四角形状であるブロック状のコア材である。
これらブロックコア２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂと、コアヨーク部１２及びコアヨーク部３１が一体化して接着剤で接着されることにより、環状コアが構成される（図７参照）。すなわち、コアヨーク部１２、３１とブロックコア２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂとが略環状に接合されることで、略環状の閉磁路が構成され、ブロックコア２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂの周囲にコイル１１が巻回されることでリアクトル１が構成される。
コア部材同士を接着する接着剤の材質としては、例えばエポキシ系接着剤を使用することが好ましい。特に、冷媒として車両用の冷却オイル、例えばトランスミッションの潤滑油であるＡＴＦ （Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）を使用した場合には、エポキシ系接着剤が耐油性能の点から好ましい。また、その他の冷媒を使用した場合などは、例えば、シリコーン系、アクリル系、ポリウレタン系の接着剤、又はこれらの二種以上の混合接着剤の使用も可能である。
以上のコア部材はいずれも、圧粉磁心からなる磁性粉末成形体であって、磁性粉末をプレス成形することで作製される。コア部材の材料としては、純鉄やシリコン−鉄合金、アルミ−シリコン−鉄合金などの金属粉末を適宜組み合わせて使用することができる。また、コア材はダストコアに限定されず、積層鋼板やアモルファス、フェライトにも適用可能である。これらの材料とギャップ寸法を調整することで、種々のリアクタ特性を有するリアクトル１を得るようになっている。
（製造方法）
前記のようなコア−コイル部材１０とコア部材３０とから成るリアクトル１では、コア−コイル部材１０とコア部材３０とが別々に製造される。コア−コイル部材１０の成形と、コア部材３０の成形は、１つの金型内で同時に行っても良いし、別々の金型を使用して異なるタイミングで行っても良い。
前記のようなコア−コイル部材１０とコア部材３０とから成るリアクトル１では、コア−コイル部材１０とコア部材３０とが別々に製造される。コア−コイル部材１０の成形と、コア部材３０の成形は、１つの金型内で同時に行っても良いし、別々の金型を使用して異なるタイミングで行っても良い。
コイル１１と、ブロック状のコアヨーク部１２とを樹脂部材１３により一体的にモールドしたコア−コイル部材１０の製造方法には、（Ａ）コイル保持工程、（Ｂ）コア保持工程、（Ｃ）樹脂モールド工程、（Ｄ）金型抜き工程が含まれている。コア−コイル部材１０の製造方法について、図１１を用いて説明する。
図１１において、符号１８は金型である。金型１８は上側の上型１８ａと、下側の下型１８ｂとからなり、例えば上型１８には樹脂部材１３を金型１８の内側に注入するためのゲート２４が設けられている。図１１に示すように、金型１８は、上側の上型１８ａを上側に外し、下側の下型１８ｂを下側に外すようになっている。つまり、金型１８の抜き方向はコイル１１の軸方向と直交した方向である。なお、下型１８ｂはコアヨーク部１２を下面から支持するようになっている。
（Ａ）コイル保持工程
符号１５、１６ａ、１６ｂはコイル１１の位置決め部材である。前述したように、溝１４の形成要因となる部材がコイル１１の位置決め部材１５である。溝１４はコイル１１の位置決め部材１５の形状を反映したものなので、コイル１１の位置決め部材１５は、コアヨーク部１２に近づくに従って先細る、８本の円柱形のピン状部材からなる。
符号１５、１６ａ、１６ｂはコイル１１の位置決め部材である。前述したように、溝１４の形成要因となる部材がコイル１１の位置決め部材１５である。溝１４はコイル１１の位置決め部材１５の形状を反映したものなので、コイル１１の位置決め部材１５は、コアヨーク部１２に近づくに従って先細る、８本の円柱形のピン状部材からなる。
コイル１１の位置決め部材１５は、金型１８内でのコイル１１の位置決めを行う部材である。コイル１１の位置決め部材ピン１５は、コア−コイル部材１０の成形段階で、コイル１１の内周部に挿入される。このとき、上側の位置決め部材ピン１５がコイル１１の内周部に乗り上がることでコイル１１が下型１８ｂから浮き上がり、所定の隙間を有している。また、位置決めされたコイル１１は、上型１８ａとも所定の隙間を有している。
コイル１１の位置決め部材１６ａ、１６ｂは、位置決め部材１５に比べて、径が細いピン状の部材から構成されている。位置決め部材１６ａ、１６ｂは、コイル１１の端面を、図１１の左右方向から挟み込むことで、コイル１１の軸方向の位置決めを行っている。なお、位置決め部材１６ａ、１６ｂは、コイル１１と接触するので、位置決め部材１６ａ、１６ｂを外した跡として、コイル１１が露出する開口部あるいは樹脂部材１３側の凹みが生じることになる。
（Ｂ）コア保持工程
コア保持工程では、コイル１１と向かい合って配置したコアヨーク部１２を金型１８内に保持する。図１１に示す符号１９、２０は、コアヨーク部材の位置決めを行う第１及び第２のスライド部材である。
コア保持工程では、コイル１１と向かい合って配置したコアヨーク部１２を金型１８内に保持する。図１１に示す符号１９、２０は、コアヨーク部材の位置決めを行う第１及び第２のスライド部材である。
このうち、第１のスライド部材１９は、コイル１１の内周部に挿入可能な、先端面を有する角柱状の部材である。第１のスライド部材１９は、側面部がコイル１１の内周部全体に当接し、先端面がコアヨーク部１２の露出面１２ａ、１２ｂに当接する（図１１参照）。スライド部材１９が露出面１２ａ、１２ｂに相当する面に当接していることで、樹脂モールド工程を実施しても、当接している面に樹脂部材１３が流れ込まず、露出面１２ａ、１２ｂが樹脂部材１３から露出することになる（図８参照）。
第２のスライド部材２０は、上型１８ａと、下型１８ｂとに挟まれる、２本の円柱状部材であり、コアヨーク部１２の背面を押える。第２のスライド部材２０が当接した跡として、コアヨーク部１２を覆う樹脂部材１３の背面に２か所、開口部２６が形成されることになる（図１２参照）。
（Ｃ）樹脂モールド工程
樹脂モールド工程では、上型１８ａ側に設けた３か所のゲート２４から樹脂部材１３を注入することで、金型１８内に保持されたコイル１１及びコアヨーク部１２を樹脂部材１３により一体的にモールドする。ゲート２４からの樹脂部材１３の注入跡２５が、コアヨーク部１２を覆う樹脂部材１３に３か所、形成される（図８及び図１３参照）。また、コアヨーク部１２は、コアヨーク部１２の自重、第１及び第２のスライド部材１９、２０による左右からの圧力、ゲート２４から注入される樹脂部材１３の注入圧により、下型１８ｂ側に保持される。
樹脂モールド工程では、上型１８ａ側に設けた３か所のゲート２４から樹脂部材１３を注入することで、金型１８内に保持されたコイル１１及びコアヨーク部１２を樹脂部材１３により一体的にモールドする。ゲート２４からの樹脂部材１３の注入跡２５が、コアヨーク部１２を覆う樹脂部材１３に３か所、形成される（図８及び図１３参照）。また、コアヨーク部１２は、コアヨーク部１２の自重、第１及び第２のスライド部材１９、２０による左右からの圧力、ゲート２４から注入される樹脂部材１３の注入圧により、下型１８ｂ側に保持される。
（Ｄ）金型抜き工程
上型１８ａ、下型１８ｂ、第１及び第２のスライド部材１９、２０、コイル１１の位置決め部材１５、１６ａ、１６ｂを、順次外すことで、金型抜き工程を実施する。
上型１８ａ、下型１８ｂ、第１及び第２のスライド部材１９、２０、コイル１１の位置決め部材１５、１６ａ、１６ｂを、順次外すことで、金型抜き工程を実施する。
このように製造されたコア−コイル部材１０においては、樹脂部材１３にモールドされたコイル１１ａに対し、ブロックコア２１ａ、スペーサ２３ａ及びブロックコア２２ａを順次挿入して接着剤などにより接着する。また、樹脂部材１３にモールドされたコイル１１ｂに対し、ブロックコア２１ｂ、スペーサ２３ｂ及びブロックコア２２ｂを順次挿入して接着剤などにより接着する。
一方、コア部材３０についても、同様にして金型内にコアヨーク部３１をセットした後、金型１８内に樹脂部材３２を充填することによりモールド成形を行う。コア−コイル部材１０の成形と、コア部材３０の成形は１つの金型内で同時に行っても、別々の金型を使用して異なるタイミングで行っても良い。
上記のように製造したコア−コイル部材１０（ブロックコアなどを接着済みのもの）とコア部材３０とを接着することでリアクトル１を組み立てる。このとき、図２〜図４などに示すように、コア−コイル部材１０側に収納されたブロックコア２２ａ、２２ｂに、コア部材３０側のコアヨーク部３１を接着することでコア−コイル部材１０とコア部材３０とを一体化してリアクトル１とする。
（作用と効果）
本実施形態の作用と効果は、次の通りである。
（１）本実施形態では、コイル１１の内周部を覆う樹脂部材１３に溝１４を形成するが、この溝１８は、成形段階で、コイル１１の位置決めを行う位置決め部材１５がコイル１１の内周部に存在し、これを引き抜いたことで形成されるものである。つまり、コア−コイル部材１０の成形段階では、位置決め部材１５がコイル１１を内周部側から保持していることになる。
本実施形態の作用と効果は、次の通りである。
（１）本実施形態では、コイル１１の内周部を覆う樹脂部材１３に溝１４を形成するが、この溝１８は、成形段階で、コイル１１の位置決めを行う位置決め部材１５がコイル１１の内周部に存在し、これを引き抜いたことで形成されるものである。つまり、コア−コイル部材１０の成形段階では、位置決め部材１５がコイル１１を内周部側から保持していることになる。
そのため、コイル１１の外周部側には、コイル１１の位置決めを行う部材を設置する必要が無い。したがって、樹脂モールド工程に際して、コイル１１の外周部分を樹脂部材１３で確実に覆うことができる。その結果、コイル１１の層間へ異物が混入することがなく、コイル１１のレアショートを防止することができる。また、コイル１１のフレッティングも防止できる。これにより、製品としての信頼性をより高めることが可能である。
（２）コイル１１とコアヨーク部１２とを向かい合わせて配置した上で、樹脂部材１３により一体的にモールドする。このとき、コイル１１は位置決め部材１５、１６ａ、１６ｂによって金型１８内に浮かせて保持し、コアヨーク部１２は、コアヨーク部位置決め用の第１及び第２のスライド部材１９、２０によって金型１８内に保持している。そのため、コイル１１とコアヨーク部１２とをそれぞれ独立して、金型１８内の所望の位置に高い精度で保持することが可能である。
このような本実施形態によれば、リアクトル１の組立効率の向上に寄与することができる。また、樹脂部材１３によりコイル１１及びコアヨーク部１２の一体的なモールド成形が容易に実現するので、コイル１１及びコアヨーク部１２間の距離を十分に取ることができ、部分放電の発生を抑止して信頼性の高い製品を製造することができる。
（３）本実施形態では、コイル１１とコアヨーク部材１２とを樹脂部材１３により一体成形することが可能となる。したがって、リアクトル１において、充填材を使用しない場合や充填液面が低い場合であっても、コイル１１を強固に固定することができる。その結果、コイル１１の耐振動性及び耐衝撃性が向上し、リアクトル１の動作信頼性を高めることが可能である。
（４）図１１にて示したように、本実施形態の樹脂モールド工程では、図１１の左右方向から、スライド部材１９、２０をコアヨーク部１２に当接させて荷重を加えることで、当接部分におけるスライド部材１９、２０と、コアヨーク部１２とは、それぞれ密着されている。これにより一体成形時に、スライド部材１９、２０とコアヨーク部１２との密着面には樹脂部材１３が流れ込むことがなく、露出面１２ａ、１２ｂが形成される。言い換えると、樹脂部材１３が形成されていない故に露出面１２ａ、１２ｂとなっている。そのため、ブロックコア２１ａ、２１ｂ、スペーサ２３ａ、２３ｂ及びブロックコア２２ａ、２２ｂの接着面には樹脂部材１３が流れ込むことがない。したがって、ブロックコア２１ａ、２１ｂ、スペーサ２３ａ、２３ｂ及びブロックコア２２ａ、２２ｂを接着剤などにより確実に接着することが可能である。
（５）本実施形態では、コアヨーク部１２の表面部分に、ブロックコア２１ａ、２１ｂの端面が当接可能な露出面１２ａ、１２ｂを形成したので、ブロックコア２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂと、コアヨーク部１２及びコアヨーク部３１が一体化した環状コアを簡単に製造することができる。
（６）本実施形態では、コイル１１内周部にコイル１１の軸方向に沿った溝１４を形成したことで、ブロックコア２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂの外周部がコイル１１内周面に当たる面積が少なくなり、両者の摩擦が小さくなる。したがって、コイル１１内周部へブロックコア２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂをスムーズに挿入することができ、組立性がいっそう向上する。
（７）また、コイル１１ａ、１１ｂの内周部にブロックコア２１ａ、２１ｂ、スペーサ２３ａ、２３ｂ、ブロックコア２２ａ、２２ｂを挿入する時、ブロックコアやスペーサの外周部は、溝１４の凹んだ部分には直接当らない。したがって、コイル１１の位置決め部材１５が存在したことで溝１４の凹んだ部分が樹脂部材１３により覆われていなかったとしても、コイル１１内周部に挿入されるコア部材の外周部がコイル１１内周部に直接触れないので、絶縁性能が低下しない。
（８）本実施形態では、溝１４をコイル１１内周部の各辺に２個ずつ、合計８個設けている。これは、成形時にはコイル１１を８本のコイル１１の位置決め部材１５で支えていることを意味する。このような多数の位置決め部材１５にてコイル１１を保持することで、コイル１１の支持性が増す。
しかも、角型コイルであるコイル１１は、内径側に治具を当てて巻線するため、内径側のコイルの寸法安定性が高く、コイル１１を支持した場合の位置決め精度は極めて高い。したがって、位置決め部材１５に支えられるコイル１１の位置決め精度は非常に高く、リアクトル１の組立効率をさらに高めることができる。
（９）ピン状であるコイル１１の位置決め部材１５はコアヨーク部１２に近づくに従って先細っている。したがって、位置決め部材１５はコイル１１に対する挿入性が高い。また、位置決め部材１５をコイル１１の内周部にスムーズに挿入することができるため、コイル１１の内周部が確実に位置決め部材１５に乗り上がる。したがって、コイル１１の被膜を傷つけにくい。また、円柱状である位置決め部材１５は断面が半円状で角がないのでこの点からも位置決め部材１５はコイル１１の被膜を傷つけにくい。
（１０）樹脂部材１３は熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・ｋ以上であるため、コイル１１の放熱性が向上する。
（１１）本実施形態では、金型１８の抜き方向をコイル１１の軸方向と直交した方向としたので、コイル１１の外周部を浮かせて金型１８内で保持でき、確実にコイル１１の外周部を樹脂部材１３で覆うことができる。また、固定部材（カラー）の端面と金型１８の分割面とを平行とすることにより、固定部材（カラー）の成形も同時に実施できるという効果がある。
（１２）コイル１１ａ、１１ｂは、その一端同士が連結線で連結されているので、別途接続が不要なため、連結部分の形状や寸法が安定する。したがって、コイル１１に対して樹脂部材１３が均一にモールドされ易く、コア１１が樹脂部材１３と一体成形しやすいという効果がある。
（１３）本実施形態では、樹脂モールド工程において、コアヨーク部１２が、コアヨーク部１２の自重、第１及び第２のスライド部材１９、２０による左右からの圧力、ゲート２４から注入される樹脂部材１３の注入圧によって下型１８ｂ側に保持される。つまり、樹脂部材１３の注入圧で下型１８ｂ側に押さえつけているので、コイル１１とコアヨーク部１２について上側から金型などで当接して押える必要がなくなる。
そのため、ゲート２４側には樹脂部材１３の注入跡２５は残ったとして、コイル１１及びコアヨーク部１２が露出する開口部は生じることがない。ここで開口部が存在しない側とは、リアクトル１としては設置対象への設置面になる。したがって、リアクトルとしての設置面側には、コイル１１及びコアヨーク部１２の露出箇所が形成されることはない。その結果、設置面への絶縁確保が容易となるという効果がある。
［２］他の実施形態
本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせるようにしてもよい。具体的には、下記のような他の実施形態も包含する。
本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせるようにしてもよい。具体的には、下記のような他の実施形態も包含する。
（１）コア−コイル部材１０やコア部材３０に使用するコア部材としては、コアヨーク部１２に限らず、コアの形状や寸法、数量さらには材料やコアの製造方法などについては適宜選択可能である。例えば、コイル１１と一体成形するコアとしては、図１４に示すようなＵ字型コア３３、さらにはＩ字型コアなどを使用してもよい。この場合、Ｕ字型コア３３あるいはＩ字型コアにおいて、上記の効果を得ることができる。さらに、Ｕ字型コアの間に、Iコアやギャップを挟んで、環状コアとしなくてもよい。
（２）コイルに関しても形状や構成が適宜選択自由である。例えばコイルの形状としては、θ状のコアの左右の脚部にそれぞれコイルを巻回するものや、θ状のコアのヨーク部分にコイルを巻回するものでもよい。円形あるいは角状のループ状のコアを使用した場合には、左右の脚部のそれぞれにコイルを巻回しても良いし、２つの脚部の一方にのみコイルを巻回しても良い。コイル１１は角型コイルでなくてもよく、例えば円筒型のコイルでもよい。この場合、円筒型のコイルに形成される溝は、コイルの位置決め部材がコイルを固定できる位置であれば、適宜選択可能である。
具体的には、９０度ずつずらしてコイルの４箇所に位置決め部材を均等配置して、４つの溝を均等配置するようにしてもよい。角型コイル内径の各辺のコイル部分に１個ずつ配置する場合に、各辺のコイル部分の中央部分に１個ずつ配置するようにしてもよいし、角型コイルの角部分に１個ずつ配置するようにしてもよい。また、コイルは連結コイルでなくてもよい。
（３）上記実施形態では溝を８個、つまりコイルの位置決め部材を８本としたが、最低限対向する２組の位置決め部材つまり合計４本の位置決め部材が設けられるのであれば、コイルの位置が最低限決まるため、好適である。また、溝の位置や数については適宜変更可能であり、コイル内周部の中央ではなく、内周部の上部にまとめて形成してもよいし、角部にまとめて形成してもよい。溝の形状は、先端が先細ってなくてもよく、例えば先端まで断面積が等しい円柱でもよいし、角柱であってもよい。
（４）コア−コイル部材１０側にブロックコア２２ａ、２２ｂなどを収納する際、コア−コイル部材１０側の端面にギャップ面を予め設けるようにしてもよい。あるいは、コア部材３０側にコアヨーク部３１をモールドする時、コア部材３０側の端面にギャップ面を予め設けるようにしてもよい。
これらの実施形態によれば、コア−コイル部材１０とコア部材３０とを接着するだけで、コア−コイル部材１０側に収納したブロックコア２２ａ、２２ｂと、コア部材３０側のコアヨーク部３１と間に、ギャップ部を空間として確保することが可能となる。この場合、スペーサを使用しなくてもギャップ部を形成できる利点がある。特に、コア−コイル部材１０とコア部材３０は金型により精度良く作成できるので、ギャップ部の寸法精度が高くなり、寸法を確保するためのスペーサが不要となる。
１ リアクトル
１０ コア−コイル部材
１１、１１ａ、１１ｂ コイル
１２、３１ コアヨーク部
１２ａ、１２ｂ 露出面
１３、３２ 樹脂部材
１４ 溝
１５、１６ａ、１６ｂ コイルの位置決め部材
１７ 間隙部
１８ 金型
１８ｂ 上型
１８ｂ 下型
１９、２０ コアヨーク部位置決め部材用のスライド部材
２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂ ブロックコア
２３ａ、２３ｂ スペーサ
２４ ゲート
２５ 注入跡
２６ 開口部
３０ コア部材
３３ Ｕ字型コア
１０ コア−コイル部材
１１、１１ａ、１１ｂ コイル
１２、３１ コアヨーク部
１２ａ、１２ｂ 露出面
１３、３２ 樹脂部材
１４ 溝
１５、１６ａ、１６ｂ コイルの位置決め部材
１７ 間隙部
１８ 金型
１８ｂ 上型
１８ｂ 下型
１９、２０ コアヨーク部位置決め部材用のスライド部材
２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂ ブロックコア
２３ａ、２３ｂ スペーサ
２４ ゲート
２５ 注入跡
２６ 開口部
３０ コア部材
３３ Ｕ字型コア
Claims (6)
- コアと、コイルと、前記コア及び前記コイルの少なくとも一部をモールドする樹脂部材と、を備えたコア及びコイルのモールド構造において、
前記コイルの内周部にモールドされた前記樹脂部材に溝を形成し、
前記樹脂部材のモールド時にコイルの位置決めを行う部材が前記コイルの内周部に存在した跡が、前記溝となり、
前記コアは前記コイルの端部に向い合って配置されるコアヨーク部であり、
前記コアヨーク部は、ブロック状であり、
前記溝は、前記コアヨーク部に近づくに従い先細っていることを特徴とするコア及びコイルのモールド構造。 - 前記溝は前記コイルの軸方向に平行に形成したことを特徴とする請求項１に記載のコア及びコイルのモールド構造。
- 前記コイルを角型コイルとして、
前記角型コイルの内周部の各辺に、少なくとも１個ずつ、前記溝を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のコア及びコイルのモールド構造。 - 前記溝は、断面が半円状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコア及びコイルのモールド構造。
- 前記樹脂部材は、熱伝導率０．５Ｗ／ｍ・ｋ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコア及びコイルのモールド構造。
- 金型にコアを保持するコア保持工程と、金型にコイルを保持するコイル保持工程と、金型に樹脂部材を注入することで金型に保持されたコア及びコイルを樹脂部材により一体的にモールドする樹脂モールド工程と、前記樹脂モールド工程後に金型を外す金型抜き工程と、を含むコア及びコイルのモールド構造の製造方法において、
前記コア保持工程では、前記コイルの端部に向かい合って配置されたブロック状のコアヨーク部を保持し、
前記コイル保持工程では、前記コイルの位置決め部材を前記コイルの内周部に挿入して金型における当該コイルの位置決めを行い、
前記金型抜き工程では、前記金型の抜き方向は前記コイルの軸方向に直交する方向であり、
前記位置決め部材は、先細っていることを特徴とするコア及びコイルのモールド構造の製造方法。
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