JPWO2011161769A1 - リアクトルおよびリアクトルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
本願は、外形を小さくでき、性能を向上させることができるリアクトルおよびリアクトルの製造方法を提供すること、を課題とする。そこで、本発明の一態様は、ケースと、前記ケースの内部に配置されコイルが樹脂で覆われるようにして形成された筒状のコイル成形体とを有し、鉄粉が混入された鉄粉混入樹脂によって前記コイル成形体を封止しているリアクトルであって、前記ケースと一体に設けられた支柱と、単一または複数のリング状コア部材と、を有し、前記リング状コア部材は、当該リング状コア部材の内周面の内側に前記支柱が挿入されるようにして前記支柱の外周面の外側に設けられ、前記コイル成形体は、当該コイル成形体の内周面の内側に前記リング状コア部材が挿入されるようにして前記リング状コア部材の外周面の外側に設けられ、前記リング状コア部材は前記鉄粉混入樹脂により封止されている。
Description
本発明は、例えばモータ駆動装置の昇圧回路に使用されるリアクトルおよびリアクトルの製造方法に関するものである。
電気自動車やハイブリッド車のモータ駆動装置の昇圧回路に使用されるリアクトルが知られている。このリアクトルは、誘導リアクタンスを利用して電気の変圧を行うものであり、コアとコイルを備えて構成される。リアクトルは、スイッチング回路に組み込まれて使用され、オン・オフを繰り返すことにより、オン時にコイルに蓄えられたエネルギーを、オフ時に逆起電力として発生させて高電圧を取り出すようになっている。
ここで、特許文献１には、鉄粉を混入させた鉄粉混入樹脂によりコイルをモールドしているリアクトルの技術が開示されている。このリアクトルでは、コイルをモールドする鉄粉混入樹脂がコアとしての役割を有している。
しかしながら、特許文献１の技術においては、鉄粉混入樹脂は鉄粉の含有率が低いので、コアの透磁率が低い。そのため、必要なインダクタンスを得るためにはコアの断面積を大きくするため、鉄粉混入樹脂の体積を大きくする必要がある。したがって、リアクトルの外形が大きくなってしまう。
また、インダクタンスを調整するために、コイルの巻き数や鉄粉混入樹脂の体積の大きさなどを調整することが考えられる。しかし、例えばモータ駆動装置の昇圧回路における限られた領域内にリアクトルを設ける場合などには、コイルの巻き数や鉄粉混入樹脂の体積の大きさに制限が課され、必要なインダクタンスを調整できないおそれがある。そのため、大きな電流変化にかかわらずインダクタンスの変化量が十分に小さくなるような特性、すなわち、使用電流範囲内でインダクタンスがほぼ一定の値（フラット）となるような直流重畳特性を安定して得ることができない。したがって、リアクトルの性能が低い。
また、鉄粉混入樹脂の材料費は高く、また、鉄粉混入樹脂の硬化時間は長い。そのため、充填する鉄粉混入樹脂の量が多い場合には、リアクトルの製造コストが高くなってしまう。
また、特許文献１の技術のようにケースの内部に鉄粉混入樹脂を充填するときにコイルを何らかの手段で拘束していないと、コイルが所定の位置から外れ易く、リアクトルの生産性が低下してしまう。
また、特許文献１の技術のようにケースの内部に鉄粉混入樹脂を充填するときにコイルを何らかの手段で拘束していないと、コイルが所定の位置から外れ易く、リアクトルの生産性が低下してしまう。
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、外形を小さくでき、性能を向上させることができるリアクトルおよびリアクトルの製造方法を提供すること、を課題とする。
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、ケースと、前記ケースの内部に配置されコイルが樹脂で覆われるようにして形成された筒状のコイル成形体とを有し、鉄粉が混入された鉄粉混入樹脂によって前記コイル成形体を封止しているリアクトルであって、前記ケースと一体に設けられた支柱と、単一または複数のリング状コア部材と、を有し、前記リング状コア部材は、当該リング状コア部材の内周面の内側に前記支柱が挿入されるようにして前記支柱の外周面の外側に設けられ、前記コイル成形体は、当該コイル成形体の内周面の内側に前記リング状コア部材が挿入されるようにして前記リング状コア部材の外周面の外側に設けられ、前記リング状コア部材は前記鉄粉混入樹脂により封止されていること、を特徴とする。
この態様によれば、コイル成形体を封止している鉄粉混入樹脂に加えて、リング状コア部材を有するので、磁気特性が向上する。そのため、鉄粉混入樹脂によって形成される樹脂コアの体積が小さくても大きなインダクタンスを得ることができる。したがって、リアクトルの外形を小型化することができる。そして、リング状コア部材の内周面の内側にケースと一体の支柱を挿入することにより、ケースとリング状コア部材との径方向の相対的な位置を調整しながら、リング状コア部材をケースに容易に取り付けることができ、リアクトルの生産性が向上する。
また、リング状コア部材は鉄粉混入樹脂により封止されているので、リング状コア部材の防錆や割れの防止を図ることができる。
また、鉄粉混入樹脂の体積をリング状コア部材の体積分減らすことができるので、鉄粉混入樹脂の充填時間と硬化時間とを短縮することができる。また、鉄粉混入樹脂の使用量を減らすことができるので、材料費を減らすことができる。そのため、製造コストを低減させることができる。
また、鉄粉混入樹脂の体積をリング状コア部材の体積分減らすことができるので、鉄粉混入樹脂の充填時間と硬化時間とを短縮することができる。また、鉄粉混入樹脂の使用量を減らすことができるので、材料費を減らすことができる。そのため、製造コストを低減させることができる。
上記の態様においては、前記支柱と前記ケースとの間に設けられ前記支柱よりも径が大きい座部を有し、前記リング状コア部材の軸方向の端面が前記座部に当接していること、が好ましい。
この態様によれば、リング状コア部材の軸方向の端面が座部に当接しているので、ケースとリング状コアとの軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、部品点数を増やすことなく、リング状コア部材を所定の位置に配置することができる。
上記の態様においては、端面部と前記端面部の縁から立ち上がるようにして設けられる側壁とを備えるような開口した形状のボビンを有し、前記ボビンは前記コイル成形体の内周面の内側にて前記リング状コア部材を覆うように設けられ、前記ボビンは開口側の端部に鍔部を備え、前記コイル成形体の軸方向の端面が前記鍔部に当接していること、が好ましい。
この態様によれば、コイル成形体の軸方向の端面がボビンの鍔部に当接しているので、ボビンとコイル成形体との軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、ケースに鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、コイル成形体を所定の位置に配置することができる。
また、コイル成形体の自重がボビンを介してリング状コア部材に作用する。そのため、ケースに鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、リング状コア部材の浮きやズレを防止することができ、リング状コア部材を所定の位置に配置することができる。
また、コイル成形体の自重がボビンを介してリング状コア部材に作用する。そのため、ケースに鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、リング状コア部材の浮きやズレを防止することができ、リング状コア部材を所定の位置に配置することができる。
上記の態様においては、前記ボビンは、前記端面部と前記側壁の少なくともいずれか一方に開口部を備えること、が好ましい。
この態様によれば、ケースの内部に鉄粉混入樹脂を充填するときに、ボビンの開口部からボビンの内周面の内側に鉄粉混入樹脂が流れ込むので、リング状コア部材の周囲に鉄粉混入樹脂を確実に充填させることができる。
そして、隣り合うリング状コア部材の間に非磁性のギャップ板が設けられている場合には、ボビンの開口部からボビンの内周面の内側に流れ込む鉄粉混入樹脂により、リング状コア部材とギャップ板との間の接着力を高めることができる。
そして、隣り合うリング状コア部材の間に非磁性のギャップ板が設けられている場合には、ボビンの開口部からボビンの内周面の内側に流れ込む鉄粉混入樹脂により、リング状コア部材とギャップ板との間の接着力を高めることができる。
上記の態様においては、非磁性のリング状のギャップ板を有し、前記ギャップ板は、前記複数のリング状コア部材における隣り合う前記リング状コア部材の間に設けられていること、が好ましい。
この態様によれば、ギャップ板の厚みや数を調整することによりインダクタンスを調整できるので、使用電流範囲内でインダクタンスがほぼ一定の値（フラット）となるような直流重畳特性を安定して得ることができ、リアクトルの性能が向上する。
上記の態様においては、前記ギャップ板は、当該ギャップ板の軸方向の端面にて内周面と外周面との間にわたって形成された溝を備えること、が好ましい。
この態様によれば、ケースの内部に充填した鉄粉混入樹脂は、溝を介してリング状コア部材とギャップ板との間に流れ込むので、リング状コア部材とギャップ板との間の接着力を高めることができる。
上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、ケースと、前記ケースの内部に配置されコイルが樹脂で覆われるようにして形成された筒状のコイル成形体とを有し、鉄粉が混入された鉄粉混入樹脂によって前記コイル成形体を封止しているリアクトルの製造方法であって、前記ケースと一体に設けられた支柱と、単一または複数のリング状コア部材と、を有し、前記リング状コア部材を、当該リング状コア部材の内周面の内側に前記支柱が挿入されるようにして前記支柱の外周面の外側に設け、前記コイル成形体を、当該コイル成形体の内周面の内側に前記リング状コア部材が挿入されるようにして前記リング状コア部材の外周面の外側に設け、前記リング状コア部材を前記鉄粉混入樹脂により封止すること、を特徴とする。
この態様によれば、リング状コア部材の内周面の内側にケースと一体の支柱を挿入することにより、ケースとリング状コア部材との径方向の相対的な位置を調整しながら、リング状コア部材をケースに容易に取り付けることができ、リアクトルの生産性が向上する。
上記の態様においては、前記支柱と前記ケースとの間に設けられ前記支柱よりも径が大きい座部に前記リング状コア部材の軸方向の端面を当接させること、が好ましい。
この態様によれば、リング状コア部材の軸方向の端面を座部に当接させるので、ケースとリング状コアとの軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、部品点数を増やすことなく、リング状コア部材を所定の位置に配置することができる。
上記の態様においては、端面部と前記端面部の縁から立ち上がるようにして設けられる側壁とを備えるような開口した形状のボビンにより前記コイル成形体の内周面の内側にて前記リング状コア部材を覆い、前記ボビンの開口側の端部に備わる鍔部に前記コイル成形体の軸方向の端面を当接させること、が好ましい。
この態様によれば、コイル成形体の軸方向の端面をボビンの鍔部に当接させるので、ボビンとコイル成形体との軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、ケースに鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、コイル成形体を所定の位置に配置することができる。
また、コイル成形体の自重がボビンを介してリング状コア部材に作用する。そのため、ケースに鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、リング状コア部材の浮きやズレを防止することができ、リング状コア部材を所定の位置に配置することができる。
また、コイル成形体の自重がボビンを介してリング状コア部材に作用する。そのため、ケースに鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、リング状コア部材の浮きやズレを防止することができ、リング状コア部材を所定の位置に配置することができる。
上記の態様においては、前記ボビンは、前記端面部と前記側壁の少なくともいずれか一方に開口部を備えること、が好ましい。
この態様によれば、ケースの内部に鉄粉混入樹脂を充填するときに、ボビンの開口部からボビンの内周面の内側に鉄粉混入樹脂が流れ込むので、リング状コア部材の周囲に鉄粉混入樹脂を確実に充填させることができる。
そして、隣り合うリング状コア部材の間に非磁性のギャップ板が設けられている場合には、ボビンの開口部からボビンの内周面の内側に流れ込む鉄粉混入樹脂により、リング状コア部材とギャップ板との間の接着力を高めることができる。
そして、隣り合うリング状コア部材の間に非磁性のギャップ板が設けられている場合には、ボビンの開口部からボビンの内周面の内側に流れ込む鉄粉混入樹脂により、リング状コア部材とギャップ板との間の接着力を高めることができる。
上記の態様においては、非磁性のリング状のギャップ板を前記複数のリング状コア部材における隣り合う前記リング状コア部材の間に設けること、が好ましい。
この態様によれば、ギャップ板の厚みや数を調整することによりインダクタンスを調整できるので、使用電流範囲内でインダクタンスがほぼ一定の値（フラット）となるような直流重畳特性を安定して得ることができ、リアクトルの性能が向上する。
上記の態様においては、前記ギャップ板は、当該ギャップ板の軸方向の端面にて内周面と外周面との間にわたって形成された溝を備えること、が好ましい。
この態様によれば、ケースの内部に充填した鉄粉混入樹脂は、溝を介してリング状コア部材とギャップ板との間に流れ込むので、リング状コア部材とギャップ板との間の接着力を高めることができる。
本発明に係るリアクトルおよびリアクトルの製造方法によれば、外形を小さくでき、性能を向上させることができる。
以下、本発明を具体化した形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態に係るリアクトルは、ハイブリッド自動車の駆動制御システムにおいて、バッテリの電圧値から、モータジェネレータに印加する電圧値まで昇圧させる目的で搭載されている。
そこで、はじめに駆動制御システムの構成について説明した後、実施形態に係るリアクトルについて説明する。
本実施形態に係るリアクトルは、ハイブリッド自動車の駆動制御システムにおいて、バッテリの電圧値から、モータジェネレータに印加する電圧値まで昇圧させる目的で搭載されている。
そこで、はじめに駆動制御システムの構成について説明した後、実施形態に係るリアクトルについて説明する。
まず、駆動制御システムについて、図１及び図２を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係るリアクトルを含む駆動制御システムの構造の一例を概略的に示す図である。図２は、図１中、ＰＣＵの主要部を示す回路図である。
駆動制御システム１は、図１に示すように、ＰＣＵ１０（Power Control Unit）と、モータジェネレータ１２と、バッテリ１４と、端子台１６と、ハウジング１８と、減速機構２０と、ディファレンシャル機構２２と、ドライブシャフト受け部２４等とから構成されている。
図１は、本実施形態に係るリアクトルを含む駆動制御システムの構造の一例を概略的に示す図である。図２は、図１中、ＰＣＵの主要部を示す回路図である。
駆動制御システム１は、図１に示すように、ＰＣＵ１０（Power Control Unit）と、モータジェネレータ１２と、バッテリ１４と、端子台１６と、ハウジング１８と、減速機構２０と、ディファレンシャル機構２２と、ドライブシャフト受け部２４等とから構成されている。
ＰＣＵ１０は、図２に示すように、コンバータ４６と、インバータ４８と、制御装置５０と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、出力ライン５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗとを含む。
コンバータ４６は、バッテリ１４とインバータ４８との間に接続され、インバータ４８と電気的に並列に接続されている。インバータ４８は、出力ライン５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗを介してモータジェネレータ１２と接続されている。
コンバータ４６は、バッテリ１４とインバータ４８との間に接続され、インバータ４８と電気的に並列に接続されている。インバータ４８は、出力ライン５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗを介してモータジェネレータ１２と接続されている。
バッテリ１４は、例えば、ニッケル水素、リチウムイオン電池等の二次電池であり、直流電流をコンバータ４６に供給すると共に、コンバータ４６から流れる直流電流によって充電される。
コンバータ４６は、パワートランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、後に詳述するリアクトル１０１とからなる。パワートランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に直列に接続され、制御装置５０の制御信号をベースに供給する。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれパワートランジスタＱ１，Ｑ２のエミッタ側からコレクタ側へ電流が流れるよう、パワートランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間に接続されている。
リアクトル１０１は、その一端を、バッテリ１４の正極と接続する電源ラインＰＬ１に接続し、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に他端を接続して配置されている。
コンバータ４６は、リアクトル１０１によりバッテリ１４の直流電圧を昇圧し、昇圧後の電圧で直流電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。また、コンバータ４６は、インバータ４８から受ける直流電圧を降圧してバッテリ１４に充電する。
リアクトル１０１は、その一端を、バッテリ１４の正極と接続する電源ラインＰＬ１に接続し、パワートランジスタＱ１，Ｑ２の接続点に他端を接続して配置されている。
コンバータ４６は、リアクトル１０１によりバッテリ１４の直流電圧を昇圧し、昇圧後の電圧で直流電圧を電源ラインＰＬ２に供給する。また、コンバータ４６は、インバータ４８から受ける直流電圧を降圧してバッテリ１４に充電する。
インバータ４８は、Ｕ相アーム５４Ｕ、Ｖ相アーム５４Ｖ及びＷ相アーム５４Ｗからなる。各相アーム５４Ｕ，５４Ｖ，５４Ｗは、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に並列に接続される。Ｕ相アーム５４Ｕは、直列に接続されたパワートランジスタＱ３，Ｑ４からなり、Ｖ相アーム５４Ｖは、直列に接続されたパワートランジスタＱ５，Ｑ６からなり、Ｗ相アーム５４Ｗは、直列に接続されたパワートランジスタＱ７，Ｑ８からなる。ダイオードＤ３〜Ｄ８は、それぞれパワートランジスタＱ３〜Ｑ８のエミッタ側からコレクタ側へ電流が流れるよう、パワートランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間にそれぞれ接続されている。各相アーム５４Ｕ，５４Ｖ，５４Ｗにおいて各パワートランジスタＱ３〜Ｑ８の接続点は、出力ライン５２Ｕ，５２Ｖ，５２Ｗを介してモータジェネレータ１２の各Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の反中性点側にそれぞれ接続されている。
このインバータ４８は、制御装置５０の制御信号に基づいて、電源ラインＰＬ２に流れる直流電流を交流電流に変換してモータジェネレータ１２に出力する。また、インバータ４８は、モータジェネレータ１２で発電された交流電流を整流して直流電流に変換し、変換した直流電流を電源ラインＰＬ２に供給する。
コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ１，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ１における電圧レベルを平滑化する。また、コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２，ＰＬ３間に接続され、電源ラインＰＬ２における電圧レベルを平滑化する。
制御装置５０は、モータジェネレータ１２の回転子の回転角度、モータトルク指令値、モータジェネレータ１２のＵ相、Ｖ相及びＷ相における電流値、インバータ４８の入力電圧に基づいて、モータジェネレータ１２のＵ相、Ｖ相及びＷ相におけるコイル電圧を演算する。また、制御装置５０は、その演算結果に基づいて、パワートランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするＰＷＭ（Pulse Width Modulation）を生成して、インバータ４８へ出力する。
また、制御装置５０は、インバータ４８の入力電圧を最適にするため、パワートランジスタＱ１，Ｑ２のデューティ比を、上述したモータトルク指令値、及びモータ回転数に基づいて演算し、その演算結果に基づいて、パワートランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフを行うＰＷＭ信号を生成してコンバータ４６へ出力する。
さらに、制御装置５０は、モータジェネレータ１２で発電された交流電流を直流電流に変換してバッテリ１４に充電させるため、コンバータ４６及びインバータ４８においてパワートランジスタＱ１〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。
さらに、制御装置５０は、モータジェネレータ１２で発電された交流電流を直流電流に変換してバッテリ１４に充電させるため、コンバータ４６及びインバータ４８においてパワートランジスタＱ１〜Ｑ８のスイッチング動作を制御する。
上記構成を有するＰＣＵ１０では、コンバータ４６は、制御装置５０の制御信号に基づいて、バッテリ１４の電圧を昇圧させ、昇圧後の電圧を電源ラインＰＬ２に印加する。コンデンサＣ１は、電源ラインＰＬ２にかかる電圧を平滑化し、インバータ４８は、コンデンサＣ１により平滑化された直流電圧を、交流電圧に変換してモータジェネレータ１２に出力する。
その一方で、インバータ４８は、モータジェネレータ１２の回生で発電された交流電圧を、直流電圧に変換して電源ラインＰＬ２に出力する。コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２にかかる電圧を平滑化し、コンバータ４６は、コンデンサＣ２により平滑化された直流電圧を降圧してバッテリ１４に充電する。
その一方で、インバータ４８は、モータジェネレータ１２の回生で発電された交流電圧を、直流電圧に変換して電源ラインＰＬ２に出力する。コンデンサＣ２は、電源ラインＰＬ２にかかる電圧を平滑化し、コンバータ４６は、コンデンサＣ２により平滑化された直流電圧を降圧してバッテリ１４に充電する。
〔実施例１〕
次に、本実施形態に係るリアクトルについて、説明する。
＜リアクトルの構造の説明＞
図３は、実施例１のリアクトル１０１の外観斜視図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図５は、本実施例のリアクトル１０１を構成する各部品をケース１１０に組み込む様子を示す図である。なお、以下の説明において、「径方向」とは図４におけるＸ方向を意味し、「軸方向」とは図４におけるＹ方向を意味するものとする。
後述する実施例２のリアクトル１０２の外観は、図３に示すように、本実施例のリアクトル１０１の外観と同じである。図３と図４とに示すように、本実施例のリアクトル１０１は、ケース１１０、圧粉コア部材１１２、ギャップ板１１４、ボビン１１６、コイル成形体１１８、樹脂コア１２０などを有する。
次に、本実施形態に係るリアクトルについて、説明する。
＜リアクトルの構造の説明＞
図３は、実施例１のリアクトル１０１の外観斜視図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。図５は、本実施例のリアクトル１０１を構成する各部品をケース１１０に組み込む様子を示す図である。なお、以下の説明において、「径方向」とは図４におけるＸ方向を意味し、「軸方向」とは図４におけるＹ方向を意味するものとする。
後述する実施例２のリアクトル１０２の外観は、図３に示すように、本実施例のリアクトル１０１の外観と同じである。図３と図４とに示すように、本実施例のリアクトル１０１は、ケース１１０、圧粉コア部材１１２、ギャップ板１１４、ボビン１１６、コイル成形体１１８、樹脂コア１２０などを有する。
ケース１１０は、材質がアルミニウムであり、鋳造品である。図５に示すように、ケース１１０は、円形状の底面部１２２と、この底面部１２２の縁から立ち上がるようにして設けられる側壁１２４とを備えるような開口した箱形状に形成されている。そして、底面部１２２の内面１２３における中央部分に、座部１２８を介して支柱１２６が設けられている。支柱１２６は、中実円筒状であってもよく、中空円筒状であってもよい。このように、支柱１２６はケース１１０と一体に形成されており、支柱１２６の根元部分には座部１２８が設けられている。そして、座部１２８における支柱１２６が設けられる側の面である上面１３０の径は、支柱１２６の径よりも大きく形成されている。そして、図４に示すように、圧粉コア部材１１２Ａの軸方向の下側（ケース１１０の底面部１２２側）の端面１２９が座部１２８に当接している。
圧粉コア部材１１２は、磁性粉末を高密度に加圧成形した圧粉磁心（ＨＤＭＣ）であり、円形のリング状に形成されている。圧粉コア部材１１２は、その内周面１３１の径方向の内側に、軸方向に貫通する貫通孔１３２を備えている。そして、圧粉コア部材１１２は、貫通孔１３２に支柱１２６が挿入されるようにして、支柱１２６の外周面１３３の径方向の外側に設けられている。また、圧粉コア部材１１２は、樹脂コア１２０を形成する鉄粉混入樹脂により封止されている。本実施例では、圧粉コア部材１１２が４つ設けられ、図中、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄと示している。そして、隣り合う圧粉コア部材１１２は、その間にギャップ板１１４が挟まれていることにより、軸方向に互いに所定の間隔を保つように設けられている。なお、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄは、本発明の「リング状コア部材」の一例である。
ギャップ板１１４は、非磁性素材により形成された板であり、円形のリング状に形成されている。ギャップ板１１４は、その内周面１３５の径方向の内側に、軸方向に貫通する貫通孔１３４が形成されている。ギャップ板１１４の材質としては、例えばアルミナセラミックスなどが考えられる。本実施例では、ギャップ板１１４が３つ設けられ、図中、ギャップ板１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃと示している。なお、ギャップ板１１４Ａ〜Ｃの厚みを調整することにより、リアクトル１０１のインダクタンスを調整することができる。また、圧粉コア部材１１２の数とギャップ板１１４の数によって、リアクトル１０１のインダクタンスを調整することができる。
そして、ケース１１０と一体の支柱１２６が圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの貫通孔１３２とギャップ板１１４Ａ〜Ｃの貫通孔１３４とに挿入されるように、圧粉コア部材１１２とギャップ板１１４とが支柱１２６の外周面１３３の径方向の外側において軸方向に交互に設けられている。具体的には、ケース１１０の底面部１２２側から、圧粉コア部材１１２Ａ、ギャップ板１１４Ａ、圧粉コア部材１１２Ｂ、ギャップ板１１４Ｂ、圧粉コア部材１１２Ｃ、ギャップ板１１４Ｃ、圧粉コア部材１１２Ｄの順に設けられている。なお、ケース１１０の底面部１２２に最も近い位置にある圧粉コア部材１１２Ａは、座部１２８の上面１３０に配置されている。このように、ギャップ板１１４Ａ〜Ｃを挟みながら複数の圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄを積み重ねた筒状の中芯部１３６が、座部１２８の上面１３０に配置されている。
ボビン１１６は、円形状の端面部１３８と、この端面部１３８の縁から立ち上がるようにして設けられる（図４においては下方に延びるようにして設けられる）側壁１４０とを備えるような開口した箱形状に形成されている。そして、ボビン１１６は、開口側の端部において、円環状に形成された鍔部１４２を備えている。そして、コイル成形体１１８の軸方向の端面１４１が鍔部１４２に当接している。ボビン１１６の材質は、耐熱性を有する樹脂であって電気絶縁性の高いものが望ましく、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）などが考えられる。
ボビン１１６は、コイル成形体１１８の内周面１６０の径方向の内側にて、圧粉コア部材１１２Ｄの軸方向の上側の端面１４４側から中芯部１３６を覆うようにして設けられている。そして、ボビン１１６の端面部１３８の内側の面１４６は、中芯部１３６の最も上にある圧粉コア部材１１２Ｄの端面１４４と当接している。また、ボビン１１６の内周面１４８における径は圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの径よりも大きく形成されている。これにより、ボビン１１６の内周面１４８と圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの外周面１５０との間には隙間が設けられ、この隙間に鉄粉混入樹脂が充填されている。
コイル成形体１１８は、円筒形状に形成されており、エッジワイズコイル１５２と樹脂膜１５４とを備えている。エッジワイズコイル１５２は、電極端子となる端部１５６と端部１５８とを除いて樹脂膜１５４により覆われている。これにより、エッジワイズコイル１５２は、端部１５６と端部１５８とを除いて外部と絶縁されている。なお、樹脂膜１５４を形成する樹脂としては、耐熱性が高い熱硬化性の樹脂が好ましく、例えば、エポキシ樹脂などが考えられる。なお、樹脂コア１２０を形成する鉄粉混入樹脂により、コイル成形体１１８を封止している。このようなコイル成形体１１８は、内周面１６０の径方向の内側に圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄが挿入されるようにして、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの外周面１５０の径方向の外側に設けられている。
コイル成形体１１８は、内周面１６０の径方向の内側にボビン１１６を挿入するようにして、ボビン１１６に取り付けられている。これにより、ボビン１１６とコイル成形体１１８との径方向の相対的な位置が決まる。そして、支柱１２６に案内されて圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄとボビン１１６とコイル成形体１１８とを同軸上に配置することが容易になる。ここで、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄとボビン１１６とコイル成形体１１８とを同軸に配置するとは、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの中心軸とボビン１１６の中心軸とコイル成形体１１８の中心軸とを同じ位置に配置することをいう。
樹脂コア１２０は、ケース１１０内に充填された鉄粉混入樹脂が硬化して形成されたものであり、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄとギャップ板１１４Ａ〜Ｃとボビン１１６とコイル成形体１１８とを封止している。そして、樹脂コア１２０は、ボビン１１６の内周面１４８と圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの外周面１５０との間に設けられた隙間にも形成されている。なお、鉄粉混入樹脂としては、耐熱性が高い熱硬化性を有し、かつ熱伝導性の高い樹脂が好ましく、例えば、エポキシ樹脂に鉄粉を混入させたものなどが考えられる。
本実施例のリアクトル１０１によれば、ケース１１０の内部に鉄粉混入樹脂を充填させて形成された樹脂コア１２０とともに、中芯部１３６にて高い透磁率を有する圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄを備える。そのため、本実施例のリアクトル１０１は、外形設計の自由度が高い樹脂コア１２０の特徴を維持しながら、磁気特性が向上するので、樹脂コア１２０の体積が小さくても大きなインダクタンスを得ることができる。したがって、本実施例のリアクトル１０１は、その外形を小さくすることができる。
そして、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの貫通孔１３２やギャップ板１１４Ａ〜Ｃの貫通孔１３４に支柱１２６を挿入することにより、ケース１１０と圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄとの径方向の相対的な位置を調整しながら、およびケース１１０とギャップ板１１４Ａ〜Ｃの径方向の相対的な位置を調整しながら、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄやギャップ板１１４Ａ〜Ｃをケース１１０に容易に取り付けることができ、リアクトル１０１の生産性が向上する。
そして、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの貫通孔１３２やギャップ板１１４Ａ〜Ｃの貫通孔１３４に支柱１２６を挿入することにより、ケース１１０と圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄとの径方向の相対的な位置を調整しながら、およびケース１１０とギャップ板１１４Ａ〜Ｃの径方向の相対的な位置を調整しながら、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄやギャップ板１１４Ａ〜Ｃをケース１１０に容易に取り付けることができ、リアクトル１０１の生産性が向上する。
また、堅牢な樹脂コア１２０で圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄを封止しているため、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの防錆や割れ防止を図ることができる。
また、樹脂コア１２０の体積を圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの体積分減らすことができるので、樹脂コア１２０を形成する鉄粉混入樹脂の充填時間と硬化時間とを短縮することができる。また、鉄粉混入樹脂の使用量を減らすことができるので、材料費を減らすことができる。そのため、製造コストを低減させることができる。
また、圧粉コア部材１１２Ａの端面１２９が座部１２８に当接し、圧粉コア部材１１２Ａの上に圧粉コア部材１１２Ｂ〜Ｄとギャップ板１１４Ａ〜Ｃとを配置しているので、ケース１１０と圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄとギャップ板１１４Ａ〜Ｃとの軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、部品点数を増やすことなく、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄを所定の位置に配置することができる。
そして、ボビン１１６の端面部１３８の内側の面１４６は、中芯部１３６の最も上にある圧粉コア部材１１２Ｄの端面１４４と当接しているので、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄとギャップ板１１４Ａ〜Ｃとボビン１１６との軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、ボビン１１６を所定の位置に配置することができる。
そして、ボビン１１６の端面部１３８の内側の面１４６は、中芯部１３６の最も上にある圧粉コア部材１１２Ｄの端面１４４と当接しているので、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄとギャップ板１１４Ａ〜Ｃとボビン１１６との軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、ボビン１１６を所定の位置に配置することができる。
そして、コイル成形体１１８の端面１４１がボビン１１６の鍔部１４２に当接しているので、ボビン１１６とコイル成形体１１８との軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、ケース１１０に鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、コイル成形体１１８を所定の位置に配置することができる。
また、コイル成形体１１８の自重がボビン１１６を介して圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄに作用する。そのため、ケース１１０に鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの浮きやズレを防止することができ、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄを所定の位置に配置することができる。
また、コイル成形体１１８の自重がボビン１１６を介して圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄに作用する。そのため、ケース１１０に鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの浮きやズレを防止することができ、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄを所定の位置に配置することができる。
また、非磁性のギャップ板１１４が隣り合う圧粉コア部材１１２の間に設けられているので、隣り合う圧粉コア部材１１２同士の間隔を保つことができる。そのため、コイルに大電流が印加された際の磁束密度の飽和を抑止することができるので、磁気性能が向上する。
また、圧粉コア部材１１２とギャップ板１１４の厚みや数を調整することによりインダクタンスを容易に調整できるので、使用電流範囲内でインダクタンスがほぼ一定の値（フラット）となるような直流重畳特性を安定して得ることができ、リアクトル１０１の性能が向上する。
また、圧粉コア部材１１２とギャップ板１１４の厚みや数を調整することによりインダクタンスを容易に調整できるので、使用電流範囲内でインダクタンスがほぼ一定の値（フラット）となるような直流重畳特性を安定して得ることができ、リアクトル１０１の性能が向上する。
＜リアクトルの製造方法の説明＞
前記のように、図５は、本実施例のリアクトル１０１を構成する各部品をケース１１０に組み込む様子を示す図である。図６は、本実施例のリアクトル１０１を構成する各部品をケース１１０に組み込んだ後であって鉄粉混入樹脂を充填する前の様子を示す図である。
前記のように、図５は、本実施例のリアクトル１０１を構成する各部品をケース１１０に組み込む様子を示す図である。図６は、本実施例のリアクトル１０１を構成する各部品をケース１１０に組み込んだ後であって鉄粉混入樹脂を充填する前の様子を示す図である。
本実施例のリアクトル１０１は、以下のように製造される。まず、図５に示すように、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの貫通孔１３２やギャップ板１１４Ａ〜Ｃの貫通孔１３４にケース１１０と一体の支柱１２６を挿入しながら、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄとギャップ板１１４Ａ〜Ｃとを交互に配置する。具体的には、ケース１１０の底面部１２２側から、圧粉コア部材１１２Ａ、ギャップ板１１４Ａ、圧粉コア部材１１２Ｂ、ギャップ板１１４Ｂ、圧粉コア部材１１２Ｃ、ギャップ板１１４Ｃ、圧粉コア部材１１２Ｄの順に配置する。
これにより、ギャップ板１１４Ａ〜Ｃを挟みながら複数の圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄを積み重ねた筒状の中芯部１３６を形成する。このとき、中芯部１３６を座部１２８の上面１３０に配置する。詳しくは、中芯部１３６を構成する圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄのうちケース１１０の底面部１２２に最も近くに配置される圧粉コア部材１１２Ａを座部１２８の上面１３０に配置して、座部１２８の上面１３０に圧粉コア部材１１２Ａの端面１２９を当接させる。なお、ケース１１０の底面部１２２に最も近くに配置される圧粉コア部材１１２Ａの内周面１３１の内径は、座部１２８の上面１３０の外径よりも小さく形成しておく。これにより、確実に、圧粉コア部材１１２Ａを座部１２８の上面１３０に配置することができる。
これにより、ギャップ板１１４Ａ〜Ｃを挟みながら複数の圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄを積み重ねた筒状の中芯部１３６を形成する。このとき、中芯部１３６を座部１２８の上面１３０に配置する。詳しくは、中芯部１３６を構成する圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄのうちケース１１０の底面部１２２に最も近くに配置される圧粉コア部材１１２Ａを座部１２８の上面１３０に配置して、座部１２８の上面１３０に圧粉コア部材１１２Ａの端面１２９を当接させる。なお、ケース１１０の底面部１２２に最も近くに配置される圧粉コア部材１１２Ａの内周面１３１の内径は、座部１２８の上面１３０の外径よりも小さく形成しておく。これにより、確実に、圧粉コア部材１１２Ａを座部１２８の上面１３０に配置することができる。
このように中芯部１３６を構成する圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄのうちケース１１０の底面部１２２に最も近くに配置される圧粉コア部材１１２Ａを座部１２８の上面１３０に配置することにより、ケース１１０と中芯部１３６を構成する圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄやギャップ板１１４Ａ〜Ｃとの軸方向の相対的な位置が決まる。また、ケース１１０と圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄとの径方向の相対的な位置について、支柱１２６の外周面１３３と圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの内周面１３１との間の隙間の大きさの範囲内で調整することができ、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄを所定の位置に配置することできる。また、ケース１１０とギャップ板１１４Ａ〜Ｃとの径方向の相対的な位置について、支柱１２６の外周面１３３とギャップ板１１４Ａ〜Ｃの内周面１３５との間の隙間の大きさの範囲内で調整することができ、ギャップ板１１４Ａ〜Ｃを所定の位置に配置することできる。このように、ケース１１０と一体の支柱１２６や座部１２８を利用することにより、部品点数を増やすことなく、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄとギャップ板１１４Ａ〜Ｃとを所定の位置に配置することができる。
次に、図５に示すように、中芯部１３６を覆うようにボビン１１６を被せる。このとき、ボビン１１６の端面部１３８の内側の面１４６を中芯部１３６の最も上にある圧粉コア部材１１２Ｄの端面１４４に当接させる。また、ボビン１１６の内周面１４８と圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの外周面１５０との間に、隙間を設けておく。
次に、コイル成形体１１８の内周面１６０の径方向の内側にボビン１１６を挿入するようにして、ボビン１１６の外周面１４９の径方向の外側にコイル成形体１１８を配置する。このとき、コイル成形体１１８の端面１４１をボビン１１６の鍔部１４２に当接させる。
次に、ケース１１０の内部に溶融状態の鉄粉混入樹脂を充填し、ケース１１０を不図示の加熱炉に設置して、所定の温度にて所定の時間加熱することにより、鉄粉混入樹脂を固化させて樹脂コア１２０を形成する。これにより、中芯部１３６とボビン１１６とコイル成形体１１８とが樹脂コア１２０により封止される。
以上により、リアクトル１０１が製造される。
次に、ケース１１０の内部に溶融状態の鉄粉混入樹脂を充填し、ケース１１０を不図示の加熱炉に設置して、所定の温度にて所定の時間加熱することにより、鉄粉混入樹脂を固化させて樹脂コア１２０を形成する。これにより、中芯部１３６とボビン１１６とコイル成形体１１８とが樹脂コア１２０により封止される。
以上により、リアクトル１０１が製造される。
本実施例のリアクトル１０１の製造方法によれば、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの貫通孔１３２やギャップ板１１４Ａ〜Ｃの貫通孔１３４に支柱１２６を挿入することにより、ケース１１０と圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄとの径方向の相対的な位置を調整しながら、およびケース１１０とギャップ板１１４Ａ〜Ｃの径方向の相対的な位置を調整しながら、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄやギャップ板１１４Ａ〜Ｃをケース１１０に容易に取り付けることができ、リアクトル１０１の生産性が向上する。
また、圧粉コア部材１１２Ａの端面１２９を座部１２８に当接させ、圧粉コア部材１１２Ａの上方に圧粉コア部材１１２Ｂ〜Ｄを配置するので、ケース１１０と圧粉コア１１２Ａ〜Ｄとの軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、部品点数を増やすことなく、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄを所定の位置に配置することができる。
そして、ボビン１１６の端面部１３８の内側の面１４６を、中芯部１３６の最も上にある圧粉コア部材１１２Ｄの端面１４４と当接させるので、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄとギャップ板１１４Ａ〜Ｃとボビン１１６との軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、ボビン１１６を所定の位置に配置することができる。
そして、ボビン１１６の端面部１３８の内側の面１４６を、中芯部１３６の最も上にある圧粉コア部材１１２Ｄの端面１４４と当接させるので、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄとギャップ板１１４Ａ〜Ｃとボビン１１６との軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、ボビン１１６を所定の位置に配置することができる。
そして、コイル成形体１１８の端面１４１をボビン１１６の鍔部１４２に当接させるので、ボビン１１６とコイル成形体１１８との軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、ケース１１０に鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、コイル成形体１１８を所定の位置に配置することができる。
また、コイル成形体１１８の自重がボビン１１６を介して圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄに作用する。そのため、ケース１１０に鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの浮きやズレを防止することができ、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄを所定の位置に配置することができる。
また、コイル成形体１１８の自重がボビン１１６を介して圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄに作用する。そのため、ケース１１０に鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄの浮きやズレを防止することができ、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄを所定の位置に配置することができる。
また、非磁性のリング状のギャップ板１１４を複数の圧粉コア部材１１２における隣り合う圧粉コア部材１１２の間に設けるので、ギャップ板１１４の厚みや数を調整することによりインダクタンスを調整できるので、使用電流範囲内でインダクタンスがほぼ一定の値（フラット）となるような直流重畳特性を安定して得ることができ、リアクトル１０１の性能が向上する。
また、ケース１１０の内部に各部品を配置した後に充填する溶融状態の鉄粉混入樹脂は、各部品の接着剤としての役割も兼ねるので、圧粉コア部材１１２Ａ〜Ｄとギャップ板１１４Ａ〜Ｃとを接着材で接着する工程を省略することができる。
なお、圧粉コア部材１１２の数とギャップ板１１４の数は特に限定されるものではなく、図７に示すように、圧粉コア部材１１２を２個、ギャップ板１１４を１個設けた実施例も考えられる。
なお、圧粉コア部材１１２の数とギャップ板１１４の数は特に限定されるものではなく、図７に示すように、圧粉コア部材１１２を２個、ギャップ板１１４を１個設けた実施例も考えられる。
〔実施例２〕
図８は、実施例２のリアクトル１０２を構成する各部品をケース１１０に組み込む様子を示す図である。なお、実施例２のリアクトル１０２の外観は、前記の図３に示すように、実施例１の外観と同じである。また、図８では、説明の便宜上、圧粉コア部材１１２を省略して示している。また、以下の説明では、実施例１と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に述べる。
図８は、実施例２のリアクトル１０２を構成する各部品をケース１１０に組み込む様子を示す図である。なお、実施例２のリアクトル１０２の外観は、前記の図３に示すように、実施例１の外観と同じである。また、図８では、説明の便宜上、圧粉コア部材１１２を省略して示している。また、以下の説明では、実施例１と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に述べる。
実施例２のリアクトル１０２は、実施例１のリアクトル１０１と異なる点として、ボビン１１６の軸方向の端面部１３８に開口部１６２を備え、側壁１４０に開口部１６４を備えている。図８に示す例においては、開口部１６２は端面部１３８の中央部にて円形状に形成され、また、開口部１６４は端面部１３８の外周に沿って４箇所形成されているが、開口部１６２や開口部１６４の位置や形状は図８に示す例に限定されない。また、端面部１３８または側壁１４０のいずれか一方にのみ、開口部を備える例も考えられる。
実施例２のリアクトル１０２によれば、ケース１１０の内部に各部品を配置した後に溶融状態の鉄粉混入樹脂を充填する際に、開口部１６２と開口部１６４とからボビン１１６の内周面１４８の径方向の内側に鉄粉混入樹脂が流れ込む。そして、流れ込んだ鉄粉混入樹脂を固化させることにより、圧粉コア部材１１２とギャップ板１１４とを確実に接着させることができる。
また、図８に示すように、ギャップ板１１４は、軸方向の端面１５９にて内周面１６６の位置と外周面１６８の位置との間にわたって放射状に形成された溝１７０を備えている。そのため、ボビン１１６の内周面１４８の径方向の内側に流れ込んだ鉄粉混入樹脂は、溝１７０を介して確実に圧粉コア部材１１２とギャップ板１１４との間に流れ込む。そして、溝１７０を介して圧粉コア部材１１２とギャップ板１１４との間に流れ込んだ鉄粉混入樹脂を固化させることにより、圧粉コア部材１１２とギャップ板１１４との間の接着力を高めることができる。
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
上記の実施例では圧粉コア部材１１２が複数設けられた例を挙げたが、圧粉コア部材１１２が１つのみ設けれたリアクトルにも適用ができる。
上記の実施例では圧粉コア部材１１２が複数設けられた例を挙げたが、圧粉コア部材１１２が１つのみ設けれたリアクトルにも適用ができる。
１ 駆動制御システム
１０ ＰＣＵ
１２ モータジェネレータ
１４ バッテリ
１０１ リアクトル
１０２ リアクトル
１１０ ケース
１１２ 圧粉コア部材
１１４ ギャップ板
１１６ ボビン
１１８ コイル成形体
１２０ 樹脂コア
１２６ 支柱
１２８ 座部
１３６ 中芯部
１４２ 鍔部
１６２ 開口部
１６４ 開口部
１７０ 溝
１０ ＰＣＵ
１２ モータジェネレータ
１４ バッテリ
１０１ リアクトル
１０２ リアクトル
１１０ ケース
１１２ 圧粉コア部材
１１４ ギャップ板
１１６ ボビン
１１８ コイル成形体
１２０ 樹脂コア
１２６ 支柱
１２８ 座部
１３６ 中芯部
１４２ 鍔部
１６２ 開口部
１６４ 開口部
１７０ 溝
【０００２】
は、コイルの巻き数や鉄粉混入樹脂の体積の大きさに制限が課され、必要なインダクタンスを調整できないおそれがある。そのため、大きな電流変化にかかわらずインダクタンスの変化量が十分に小さくなるような特性、すなわち、使用電流範囲内でインダクタンスがほぼ一定の値（フラット）となるような直流重畳特性を安定して得ることができない。したがって、リアクトルの性能が低い。
［０００７］
また、鉄粉混入樹脂の材料費は高く、また、鉄粉混入樹脂の硬化時間は長い。そのため、充填する鉄粉混入樹脂の量が多い場合には、リアクトルの製造コストが高くなってしまう。
また、特許文献１の技術のようにケースの内部に鉄粉混入樹脂を充填するときにコイルを何らかの手段で拘束していないと、コイルが所定の位置から外れ易く、リアクトルの生産性が低下してしまう。
［０００８］
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、外形を小さくでき、性能を向上させることができるリアクトルおよびリアクトルの製造方法を提供すること、を課題とする。
課題を解決するための手段
［０００９］
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、ケースと、前記ケースの内部に配置されコイルが樹脂で覆われるようにして形成された筒状のコイル成形体とを有し、鉄粉が混入された鉄粉混入樹脂によって前記コイル成形体を封止しているリアクトルであって、前記ケースと一体に設けられた支柱と、単一または複数のリング状コア部材と、を有し、前記リング状コア部材は、当該リング状コア部材の内周面の内側に前記支柱が挿入されるようにして前記支柱の外周面の外側に設けられ、前記コイル成形体は、当該コイル成形体の内周面の内側に前記リング状コア部材が挿入されるようにして前記リング状コア部材の外周面の外側に設けられ、前記リング状コア部材は前記鉄粉混入樹脂により封止され、端面部と前記端面部の縁から立ち上がるようにして設けられる側壁とを備えるような開口した形状のボビンを有し、前記ボビンは前記コイル成形体の内周面の内側にて前記リング状コア部材を覆うように設けられ、前記ボビンは開口側の端部に鍔部を備え、前記コイル成形体の軸方向の端面が前記鍔部に当接していること、を特徴とする。
［００１０］
この態様によれば、コイル成形体を封止している鉄粉混入樹脂に加えて、リング状コア部材を有するので、磁気特性が向上する。そのため、鉄粉混入
は、コイルの巻き数や鉄粉混入樹脂の体積の大きさに制限が課され、必要なインダクタンスを調整できないおそれがある。そのため、大きな電流変化にかかわらずインダクタンスの変化量が十分に小さくなるような特性、すなわち、使用電流範囲内でインダクタンスがほぼ一定の値（フラット）となるような直流重畳特性を安定して得ることができない。したがって、リアクトルの性能が低い。
［０００７］
また、鉄粉混入樹脂の材料費は高く、また、鉄粉混入樹脂の硬化時間は長い。そのため、充填する鉄粉混入樹脂の量が多い場合には、リアクトルの製造コストが高くなってしまう。
また、特許文献１の技術のようにケースの内部に鉄粉混入樹脂を充填するときにコイルを何らかの手段で拘束していないと、コイルが所定の位置から外れ易く、リアクトルの生産性が低下してしまう。
［０００８］
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、外形を小さくでき、性能を向上させることができるリアクトルおよびリアクトルの製造方法を提供すること、を課題とする。
課題を解決するための手段
［０００９］
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、ケースと、前記ケースの内部に配置されコイルが樹脂で覆われるようにして形成された筒状のコイル成形体とを有し、鉄粉が混入された鉄粉混入樹脂によって前記コイル成形体を封止しているリアクトルであって、前記ケースと一体に設けられた支柱と、単一または複数のリング状コア部材と、を有し、前記リング状コア部材は、当該リング状コア部材の内周面の内側に前記支柱が挿入されるようにして前記支柱の外周面の外側に設けられ、前記コイル成形体は、当該コイル成形体の内周面の内側に前記リング状コア部材が挿入されるようにして前記リング状コア部材の外周面の外側に設けられ、前記リング状コア部材は前記鉄粉混入樹脂により封止され、端面部と前記端面部の縁から立ち上がるようにして設けられる側壁とを備えるような開口した形状のボビンを有し、前記ボビンは前記コイル成形体の内周面の内側にて前記リング状コア部材を覆うように設けられ、前記ボビンは開口側の端部に鍔部を備え、前記コイル成形体の軸方向の端面が前記鍔部に当接していること、を特徴とする。
［００１０］
この態様によれば、コイル成形体を封止している鉄粉混入樹脂に加えて、リング状コア部材を有するので、磁気特性が向上する。そのため、鉄粉混入
【０００３】
樹脂によって形成される樹脂コアの体積が小さくても大きなインダクタンスを得ることができる。したがって、リアクトルの外形を小型化することができる。そして、リング状コア部材の内周面の内側にケースと一体の支柱を挿入することにより、ケースとリング状コア部材との径方向の相対的な位置を調整しながら、リング状コア部材をケースに容易に取り付けることができ、リアクトルの生産性が向上する。
［００１１］
また、リング状コア部材は鉄粉混入樹脂により封止されているので、リング状コア部材の防錆や割れの防止を図ることができる。
また、鉄粉混入樹脂の体積をリング状コア部材の体積分減らすことができるので、鉄粉混入樹脂の充填時間と硬化時間とを短縮することができる。また、鉄粉混入樹脂の使用量を減らすことができるので、材料費を減らすことができる。そのため、製造コストを低減させることができる。
また、コイル成形体の軸方向の端面がボビンの鍔部に当接しているので、ボビンとコイル成形体との軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、ケースに鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、コイル成形体を所定の位置に配置することができる。
また、コイル成形体の自重がボビンを介してリング状コア部材に作用する。そのため、ケースに鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、リング状コア部材の浮きやズレを防止することができ、リング状コア部材を所定の位置に配置することができる。
［００１２］
上記の態様においては、前記支柱と前記ケースとの間に設けられ前記支柱よりも径が大きい座部を有し、前記リング状コア部材の軸方向の端面が前記座部に当接していること、が好ましい。
［００１３］
この態様によれば、リング状コア部材の軸方向の端面が座部に当接しているので、ケースとリング状コアとの軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、部品点数を増やすことなく、リング状コア部材を所定の位置に配置することができる。
［００１４］
［００１５］
樹脂によって形成される樹脂コアの体積が小さくても大きなインダクタンスを得ることができる。したがって、リアクトルの外形を小型化することができる。そして、リング状コア部材の内周面の内側にケースと一体の支柱を挿入することにより、ケースとリング状コア部材との径方向の相対的な位置を調整しながら、リング状コア部材をケースに容易に取り付けることができ、リアクトルの生産性が向上する。
［００１１］
また、リング状コア部材は鉄粉混入樹脂により封止されているので、リング状コア部材の防錆や割れの防止を図ることができる。
また、鉄粉混入樹脂の体積をリング状コア部材の体積分減らすことができるので、鉄粉混入樹脂の充填時間と硬化時間とを短縮することができる。また、鉄粉混入樹脂の使用量を減らすことができるので、材料費を減らすことができる。そのため、製造コストを低減させることができる。
また、コイル成形体の軸方向の端面がボビンの鍔部に当接しているので、ボビンとコイル成形体との軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、ケースに鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、コイル成形体を所定の位置に配置することができる。
また、コイル成形体の自重がボビンを介してリング状コア部材に作用する。そのため、ケースに鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、リング状コア部材の浮きやズレを防止することができ、リング状コア部材を所定の位置に配置することができる。
［００１２］
上記の態様においては、前記支柱と前記ケースとの間に設けられ前記支柱よりも径が大きい座部を有し、前記リング状コア部材の軸方向の端面が前記座部に当接していること、が好ましい。
［００１３］
この態様によれば、リング状コア部材の軸方向の端面が座部に当接しているので、ケースとリング状コアとの軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、部品点数を増やすことなく、リング状コア部材を所定の位置に配置することができる。
［００１４］
［００１５］
【０００４】
［００１６］
上記の態様においては、前記ボビンは、前記端面部と前記側壁の少なくともいずれか一方に開口部を備えること、が好ましい。
［００１７］
この態様によれば、ケースの内部に鉄粉混入樹脂を充填するときに、ボビンの開口部からボビンの内周面の内側に鉄粉混入樹脂が流れ込むので、リング状コア部材の周囲に鉄粉混入樹脂を確実に充填させることができる。
そして、隣り合うリング状コア部材の間に非磁性のギャップ板が設けられている場合には、ボビンの開口部からボビンの内周面の内側に流れ込む鉄粉混入樹脂により、リング状コア部材とギャップ板との間の接着力を高めることができる。
［００１８］
上記の態様においては、非磁性のリング状のギャップ板を有し、前記ギャップ板は、前記複数のリング状コア部材における隣り合う前記リング状コア部材の間に設けられていること、が好ましい。
［００１９］
この態様によれば、ギャップ板の厚みや数を調整することによりインダクタンスを調整できるので、使用電流範囲内でインダクタンスがほぼ一定の値（フラット）となるような直流重畳特性を安定して得ることができ、リアクトルの性能が向上する。
［００２０］
上記の態様においては、前記ギャップ板は、当該ギャップ板の軸方向の端面にて内周面と外周面との間にわたって形成された溝を備えること、が好ましい。
［００２１］
この態様によれば、ケースの内部に充填した鉄粉混入樹脂は、溝を介してリング状コア部材とギャップ板との間に流れ込むので、リング状コア部材とギャップ板との間の接着力を高めることができる。
［００２２］
上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、ケースと、前記ケースの内部に配置されコイルが樹脂で覆われるようにして形成された筒状
［００１６］
上記の態様においては、前記ボビンは、前記端面部と前記側壁の少なくともいずれか一方に開口部を備えること、が好ましい。
［００１７］
この態様によれば、ケースの内部に鉄粉混入樹脂を充填するときに、ボビンの開口部からボビンの内周面の内側に鉄粉混入樹脂が流れ込むので、リング状コア部材の周囲に鉄粉混入樹脂を確実に充填させることができる。
そして、隣り合うリング状コア部材の間に非磁性のギャップ板が設けられている場合には、ボビンの開口部からボビンの内周面の内側に流れ込む鉄粉混入樹脂により、リング状コア部材とギャップ板との間の接着力を高めることができる。
［００１８］
上記の態様においては、非磁性のリング状のギャップ板を有し、前記ギャップ板は、前記複数のリング状コア部材における隣り合う前記リング状コア部材の間に設けられていること、が好ましい。
［００１９］
この態様によれば、ギャップ板の厚みや数を調整することによりインダクタンスを調整できるので、使用電流範囲内でインダクタンスがほぼ一定の値（フラット）となるような直流重畳特性を安定して得ることができ、リアクトルの性能が向上する。
［００２０］
上記の態様においては、前記ギャップ板は、当該ギャップ板の軸方向の端面にて内周面と外周面との間にわたって形成された溝を備えること、が好ましい。
［００２１］
この態様によれば、ケースの内部に充填した鉄粉混入樹脂は、溝を介してリング状コア部材とギャップ板との間に流れ込むので、リング状コア部材とギャップ板との間の接着力を高めることができる。
［００２２］
上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、ケースと、前記ケースの内部に配置されコイルが樹脂で覆われるようにして形成された筒状
【０００５】
のコイル成形体とを有し、鉄粉が混入された鉄粉混入樹脂によって前記コイル成形体を封止しているリアクトルの製造方法であって、前記リアクトルは、前記ケースと一体に設けられた支柱と、単一または複数のリング状コア部材と、を有し、前記リング状コア部材を、当該リング状コア部材の内周面の内側に前記支柱が挿入されるようにして前記支柱の外周面の外側に設け、端面部と前記端面部の縁から立ち上がるようにして設けられる側壁とを備えるような開口した形状のボビンにより前記コイル成形体の内周面の内側にて前記リング状コア部材を覆い、前記コイル成形体を、当該コイル成形体の内周面の内側に前記ボビンが挿入されるようにして前記ボビンの外周面の外側に設け、前記ボビンの開口側の端部に備わる鍔部に前記コイル成形体の軸方向の端面を当接させ、前記リング状コア部材を前記鉄粉混入樹脂により封止すること、を特徴とする。
［００２３］
この態様によれば、リング状コア部材の内周面の内側にケースと一体の支柱を挿入することにより、ケースとリング状コア部材との径方向の相対的な位置を調整しながら、リング状コア部材をケースに容易に取り付けることができ、リアクトルの生産性が向上する。
また、コイル成形体の軸方向の端面をボビンの鍔部に当接させるので、ボビンとコイル成形体との軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、ケースに鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、コイル成形体を所定の位置に配置することができる。
また、コイル成形体の自重がボビンを介してリング状コア部材に作用する。そのため、ケースに鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、リング状コア部材の浮きやズレを防止することができ、リング状コア部材を所定の位置に配置することができる。
［００２４］
上記の態様においては、前記支柱と前記ケースとの間に設けられ前記支柱よりも径が大きい座部に前記リング状コア部材の軸方向の端面を当接させること、が好ましい。
［００２５］
この態様によれば、リング状コア部材の軸方向の端面を座部に当接させるので、ケースとリング状コアとの軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、部品点数を増やすことなく、リング状コア部材を所定の位置に配置することができる。
［００２６］
［００２７］
のコイル成形体とを有し、鉄粉が混入された鉄粉混入樹脂によって前記コイル成形体を封止しているリアクトルの製造方法であって、前記リアクトルは、前記ケースと一体に設けられた支柱と、単一または複数のリング状コア部材と、を有し、前記リング状コア部材を、当該リング状コア部材の内周面の内側に前記支柱が挿入されるようにして前記支柱の外周面の外側に設け、端面部と前記端面部の縁から立ち上がるようにして設けられる側壁とを備えるような開口した形状のボビンにより前記コイル成形体の内周面の内側にて前記リング状コア部材を覆い、前記コイル成形体を、当該コイル成形体の内周面の内側に前記ボビンが挿入されるようにして前記ボビンの外周面の外側に設け、前記ボビンの開口側の端部に備わる鍔部に前記コイル成形体の軸方向の端面を当接させ、前記リング状コア部材を前記鉄粉混入樹脂により封止すること、を特徴とする。
［００２３］
この態様によれば、リング状コア部材の内周面の内側にケースと一体の支柱を挿入することにより、ケースとリング状コア部材との径方向の相対的な位置を調整しながら、リング状コア部材をケースに容易に取り付けることができ、リアクトルの生産性が向上する。
また、コイル成形体の軸方向の端面をボビンの鍔部に当接させるので、ボビンとコイル成形体との軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、ケースに鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、コイル成形体を所定の位置に配置することができる。
また、コイル成形体の自重がボビンを介してリング状コア部材に作用する。そのため、ケースに鉄粉混入樹脂を充填して当該鉄粉混入樹脂が硬化するまでの間において、リング状コア部材の浮きやズレを防止することができ、リング状コア部材を所定の位置に配置することができる。
［００２４］
上記の態様においては、前記支柱と前記ケースとの間に設けられ前記支柱よりも径が大きい座部に前記リング状コア部材の軸方向の端面を当接させること、が好ましい。
［００２５］
この態様によれば、リング状コア部材の軸方向の端面を座部に当接させるので、ケースとリング状コアとの軸方向の相対的な位置が決まる。そのため、部品点数を増やすことなく、リング状コア部材を所定の位置に配置することができる。
［００２６］
［００２７］
【０００６】
［００２８］
上記の態様においては、前記ボビンは、前記端面部と前記側壁の少なくともいずれか一方に開口部を備えること、が好ましい。
［００２９］
この態様によれば、ケースの内部に鉄粉混入樹脂を充填するときに、ボビンの開口部からボビンの内周面の内側に鉄粉混入樹脂が流れ込むので、リング状コア部材の周囲に鉄粉混入樹脂を確実に充填させることができる。
そして、隣り合うリング状コア部材の間に非磁性のギャップ板が設けられている場合には、ボビンの開口部からボビンの内周面の内側に流れ込む鉄粉混入樹脂により、リング状コア部材とギャップ板との間の接着力を高めることができる。
［００３０］
上記の態様においては、非磁性のリング状のギャップ板を前記複数のリング状コア部材における隣り合う前記リング状コア部材の間に設けること、が好ましい。
［００３１］
この態様によれば、ギャップ板の厚みや数を調整することによりインダクタンスを調整できるので、使用電流範囲内でインダクタンスがほぼ一定の値（フラット）となるような直流重畳特性を安定して得ることができ、リアクトルの性能が向上する。
［００３２］
上記の態様においては、前記ギャップ板は、当該ギャップ板の軸方向の端面にて内周面と外周面との間にわたって形成された溝を備えること、が好ましい。
［００３３］
この態様によれば、ケースの内部に充填した鉄粉混入樹脂は、溝を介してリング状コア部材とギャップ板との間に流れ込むので、リング状コア部材とギャップ板との間の接着力を高めることができる。
発明の効果
［００３４］
本発明に係るリアクトルおよびリアクトルの製造方法によれば、外形を小
［００２８］
上記の態様においては、前記ボビンは、前記端面部と前記側壁の少なくともいずれか一方に開口部を備えること、が好ましい。
［００２９］
この態様によれば、ケースの内部に鉄粉混入樹脂を充填するときに、ボビンの開口部からボビンの内周面の内側に鉄粉混入樹脂が流れ込むので、リング状コア部材の周囲に鉄粉混入樹脂を確実に充填させることができる。
そして、隣り合うリング状コア部材の間に非磁性のギャップ板が設けられている場合には、ボビンの開口部からボビンの内周面の内側に流れ込む鉄粉混入樹脂により、リング状コア部材とギャップ板との間の接着力を高めることができる。
［００３０］
上記の態様においては、非磁性のリング状のギャップ板を前記複数のリング状コア部材における隣り合う前記リング状コア部材の間に設けること、が好ましい。
［００３１］
この態様によれば、ギャップ板の厚みや数を調整することによりインダクタンスを調整できるので、使用電流範囲内でインダクタンスがほぼ一定の値（フラット）となるような直流重畳特性を安定して得ることができ、リアクトルの性能が向上する。
［００３２］
上記の態様においては、前記ギャップ板は、当該ギャップ板の軸方向の端面にて内周面と外周面との間にわたって形成された溝を備えること、が好ましい。
［００３３］
この態様によれば、ケースの内部に充填した鉄粉混入樹脂は、溝を介してリング状コア部材とギャップ板との間に流れ込むので、リング状コア部材とギャップ板との間の接着力を高めることができる。
発明の効果
［００３４］
本発明に係るリアクトルおよびリアクトルの製造方法によれば、外形を小
Claims (12)
- ケースと、前記ケースの内部に配置されコイルが樹脂で覆われるようにして形成された筒状のコイル成形体とを有し、鉄粉が混入された鉄粉混入樹脂によって前記コイル成形体を封止しているリアクトルであって、
前記ケースと一体に設けられた支柱と、
単一または複数のリング状コア部材と、を有し、
前記リング状コア部材は、当該リング状コア部材の内周面の内側に前記支柱が挿入されるようにして前記支柱の外周面の外側に設けられ、
前記コイル成形体は、当該コイル成形体の内周面の内側に前記リング状コア部材が挿入されるようにして前記リング状コア部材の外周面の外側に設けられ、
前記リング状コア部材は前記鉄粉混入樹脂により封止されていること、
を特徴とするリアクトル。 - 請求項１に記載するリアクトルであって、
前記支柱と前記ケースとの間に設けられ前記支柱よりも径が大きい座部を有し、
前記リング状コア部材の軸方向の端面が前記座部に当接していること、
を特徴とするリアクトル。 - 請求項１または２に記載するリアクトルであって、
端面部と前記端面部の縁から立ち上がるようにして設けられる側壁とを備えるような開口した形状のボビンを有し、
前記ボビンは前記コイル成形体の内周面の内側にて前記リング状コア部材を覆うように設けられ、
前記ボビンは開口側の端部に鍔部を備え、
前記コイル成形体の軸方向の端面が前記鍔部に当接していること、
を特徴とするリアクトル。 - 請求項３に記載するリアクトルであって、
前記ボビンは、前記端面部と前記側壁の少なくともいずれか一方に開口部を備えること、
を特徴とするリアクトル。 - 請求項１乃至４のいずれか一項に記載するリアクトルであって、
非磁性のリング状のギャップ板を有し、
前記ギャップ板は、前記複数のリング状コア部材における隣り合う前記リング状コア部材の間に設けられていること、
を特徴とするリアクトル。 - 請求項５に記載するリアクトルであって、
前記ギャップ板は、当該ギャップ板の軸方向の端面にて内周面と外周面との間にわたって形成された溝を備えること、
を特徴とするリアクトル。 - ケースと、前記ケースの内部に配置されコイルが樹脂で覆われるようにして形成された筒状のコイル成形体とを有し、鉄粉が混入された鉄粉混入樹脂によって前記コイル成形体を封止しているリアクトルの製造方法であって、
前記ケースと一体に設けられた支柱と、単一または複数のリング状コア部材と、を有し、
前記リング状コア部材を、当該リング状コア部材の内周面の内側に前記支柱が挿入されるようにして前記支柱の外周面の外側に設け、
前記コイル成形体を、当該コイル成形体の内周面の内側に前記リング状コア部材が挿入されるようにして前記リング状コア部材の外周面の外側に設け、
前記リング状コア部材を前記鉄粉混入樹脂により封止すること、
を特徴とするリアクトルの製造方法。 - 請求項７に記載するリアクトルの製造方法であって、
前記支柱と前記ケースとの間に設けられ前記支柱よりも径が大きい座部に前記リング状コア部材の軸方向の端面を当接させること、
を特徴とするリアクトルの製造方法。 - 請求項７または８に記載するリアクトルの製造方法であって、
端面部と前記端面部の縁から立ち上がるようにして設けられる側壁とを備えるような開口した形状のボビンにより前記コイル成形体の内周面の内側にて前記リング状コア部材を覆い、
前記ボビンの開口側の端部に備わる鍔部に前記コイル成形体の軸方向の端面を当接させること、
を特徴とするリアクトルの製造方法。 - 請求項９に記載するリアクトルの製造方法であって、
前記ボビンは、前記端面部と前記側壁の少なくともいずれか一方に開口部を備えること、
を特徴とするリアクトルの製造方法。 - 請求項７乃至１０のいずれか一項に記載するリアクトルの製造方法であって、
非磁性のリング状のギャップ板を前記複数のリング状コア部材における隣り合う前記リング状コア部材の間に設けること、
を特徴とするリアクトルの製造方法。 - 請求項１１に記載するリアクトルの製造方法であって、
前記ギャップ板は、当該ギャップ板の軸方向の端面にて内周面と外周面との間にわたって形成された溝を備えること、
を特徴とするリアクトルの製造方法。
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