JPWO2019142838A1 - リアクトル - Google Patents

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Abstract

部分コア間のギャップの樹脂材料の変形を抑えたリアクトルを提供する。ギャップGを介して配置された少なくとも一対の部分コアであるT字形コア12a、12bを含むコア10と、T字形コア12a、12bの一部に装着されるコイル20と、樹脂材料により一体的に形成され、T字形コア12a、12bを覆うコアモールド部6であるコアケース62と、を有し、コアケース62は、ギャップGに対応する位置でT字形コア12a、12bの間に介在する連結部621を有し、連結部621は、貫通孔622と、貫通孔622を挟んで対向し、T字形コア12a、12b間を接続する一対の接続部624と、を有する。

Description

本発明は、リアクトルに関する。
リアクトルは、種々の電気機器に用いられ、コアと、コアの周囲に巻かれてなるコイルとを有するリアクトル本体と、リアクトル本体を収容するケースとを備える。コアは、複数の部分コアを組み合わせて構成される場合が多く、この場合に、部分コア同士の間に磁気的なギャップを設けることがある。このギャップは、空隙により形成する場合もあるが、スペーサ等の樹脂材料が介在する場合もある。
特開2016−66751号公報
コアは、コイルとの絶縁を確保するために、全部または一部をモールド成型により樹脂材料の内部に埋設することが行われている。この場合、部分コア間の磁気的なギャップにおいては、内部にコアが存在せず、全てが樹脂材料で充填された中実となるため、樹脂材料が厚肉となる。しかし、このようなギャップの中実部分の近傍の樹脂材料は、いわゆるヒケによって変形しやすい。つまり、この中実部分に隣接するコアの突起部分の周囲を覆う樹脂材料が、流動性のある高温の状態から硬化した低温となる際の収縮により薄肉になると、曲がりや凹みが生じて、部分コア同士の位置が正常な位置からずれる等の変化が生じる。
一方、ギャップの樹脂材料を肉薄とすると、当該箇所の強度が弱くなるため変形しやすく、部分コア同士の位置が不安定となる。部分コアの位置が変わると、コアとコイル、コイル同士の距離が変わり、互いの接触が生じて絶縁が確保できない場合が生じる。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、部分コア間のギャップの樹脂材料の変形を抑えたリアクトルを提供することにある。
本発明のリアクトルは、ギャップを介して配置された少なくとも一対の部分コアを含むコアと、前記コアの一部に装着されるコイルと、樹脂材料により形成され、前記一対の部分コアを覆うコアモールド部と、を有し、前記コアモールド部は、前記ギャップに対応する位置で前記一対の部分コアの間に介在する連結部を有し、前記連結部は、貫通孔と、前記貫通孔を挟んで対向し、前記一対の部分コア間を接続する一対の接続部と、を有する。
本発明によれば、部分コア間のギャップの樹脂材料の変形を抑えたリアクトルを提供することができる。
実施形態に係るリアクトルの平面図である。 実施形態に係るリアクトルの正面側斜視図である。 リアクトル本体及びケースを示す分解斜視図である。 リアクトル本体の分解斜視図である。 T字形コアが埋め込まれたコアケースの斜視図である。 図5の平面図である。 図5及び図6のB−B´矢視断面図である。 図1のA−A´矢視断面図である。 肉厚の連結部を有するコアケースの例を示す平面図である。 肉薄の連結部を有するコアケースの例を示す平面図である。 連結部の他の態様を示す斜視図である。 連結部の他の態様を示す斜視図である。 コアの他の構成例を示す平面図である。 貫通孔の一端部が拡大した例を示す斜視図である。 貫通孔の一端部が拡大した例を示す図14のB−B´矢視断面図(A)、貫通孔の両端部が拡大した例を示す断面図(B)、貫通孔の内面が傾斜した例を示す断面図(C)である。 コアモールド部に規制部を設けた例を示す斜視図である。 図16の側面図である。 連結部に連通口を形成した例を示す断面図である。
以下、本実施形態のリアクトルを、図面を参照して説明する。なお、本明細書において、図1に示すz軸に沿う一方向を「上」側、その逆方向を「下」側とする。各部材の構成を説明するのに、「下」は「底」とも称する。z軸に沿う方向は、リアクトルの「高さ方向」である。また、図1に示すx軸に沿う一方向及びその逆方向を「幅方向」、y軸に沿う一方向及びその逆方向を「奥行方向」とする。「幅方向」、「奥行方向」がなす平面を「水平方向」とする。これらの方向は、リアクトルの各構成の位置関係を述べるための表現であり、リアクトルが設置対象に設置された際の位置関係や方向を限定するものではない。
[構成]
図1の平面図、図2の正面側斜視図に示すように、リアクトル100は、リアクトル本体1、ケース3、バスバー4、端子台5を有する。
[リアクトル本体]
本実施形態のリアクトル本体1は、図1の平面図及び図3の分解斜視図に示すように、平面視で、全体として一対の長辺と一対の短辺とを有する略角丸長方形を成している。角丸長方形は、角が丸い長方形である。リアクトル本体1は、図4の分解斜視図に示すように、コア10及びコイル20を有する。
[コア]
コア10は、圧粉磁心、フェライト磁心又は積層鋼板などの磁性体であり、その内部が後述するコイル20により発生した磁束の通り道となって磁気回路を形成する。本実施形態のコア10は、ギャップを介して配置された少なくとも一対の部分コアを含んでいる。より具体的には、コア10は、図4に示すように、部分コアとして、2つのI字形コア11a、11bと2つのT字形コア12a、12bを有する。I字形コア11a、11bは略直方体形状である。T字形コア12a、12bは、略直方体形状の部分の対向する側面に、中央突起部Pa、Pbが形成されることにより、略T字形状となっている。コア10は、I字形コア11a、11bの一表面と、T字形コア12a、12bの両端部を、不図示の接着剤を介して突き合わせて接着することにより、環状コアを形成している。より具体的には、本実施形態では、中央突起部Pa、Pbが環状の内側に位置するため、全体として略θ状を形成している。
なお、I字形コア11a、11bの一表面とT字形コア12a、12bの両端部は、接着剤を使用せず、直接接触させて突き合わせてもよいし、磁気的なギャップを設けてもよい。磁気的なギャップは、スペーサを介在させることにより形成してもよいし、空隙により形成してもよい。
さらに、本実施形態は、樹脂材料により形成され、部分コアを覆うコアモールド部6を有する。コアモールド部6は、コアケース61a、61b、62を有する。コアケース61aは、I字形コア11aを内部に収容する絶縁性の樹脂成型品である。コアケース61bは、I字形コア11bを内部に収容する絶縁性の樹脂成型品である。コアケース62は、T字形コア12a、12bを内部に収容する絶縁性の樹脂成型品である。コアケース61a、61b、62は、コア10とコイル20との間に介在して絶縁を確保する。
コアケース61aは、I字形コア11aを、金型内にセットした状態で樹脂材料を注入、固化することにより、一体的に形成されている。コアケース61bは、I字形コア11bを、金型内にセットした状態で樹脂材料を注入、固化することにより、一体的に形成されている。コアケース62は、T字形コア12a、12bを、金型内にセットした状態で樹脂材料を注入、固化することにより、一体的に形成されている。一体的に形成とは、樹脂材料に部分コアが埋設されていることをいう。なお、一体的に形成には、部分コアを樹脂材料に埋設したものを複数別々に形成してから合体させる場合も、複数の部分コアがまとめて樹脂材料に埋設されるように継ぎ目なく連続的に形成させる場合も含む。
但し、I字形コア11a、11bを覆うコアケース61a、61bは、I字形コア11a、11bのT字形コア12a、12bとの接合面に相当する部分に、開口が設けられている。T字形コア12a、12bを覆うコアケース62は、T字形コア12a、12bのI字形コア11a、11bとの接合面に相当する部分に開口が設けられている。これらのコアケース61a、61b、62の開口には、コア10を略θ形状に組み合わせる際に、互いに嵌合する嵌合部が形成されている。
コアケース61a、61bの外側面には、図3及び図4に示すように、ケース3への固定用の取付部15が形成されている。取付部15は、外方へ突出した板状の舌片であり、ボルトBを挿入する取付孔16が形成されている。ボルトBは、ねじを有する締結具である。取付部15は、コアケース61aのI字形の両端に2つ形成され、コアケース61bのI字形の中央に1つ形成されている。これらの取付部15は、コアケース61a、61bの成型加工とともに形成される。
部分コアである一対のT字形コア12aとT字形コア12bは、ギャップGを介して配置されている。つまり、T字形コア12aの中央突起部Paの端面と、T字形コア12bの中央突起部Pbの端面とは、空隙である磁気的なギャップGを介して対向している。T字形コア12a、12bを覆うコアモールド部6であるコアケース62は、ギャップGに対応する位置でT字形コア12a、12bの間に介在する連結部621を有している。これにより、コアケース62は、平面視で全体として略H形状となっている。そして、連結部621は、環状のコア10の内周側に配置される。
連結部621は、図5の斜視図、図6の平面図に示すように、貫通孔622、接続部623、624を有する。貫通孔622は、T字形コア12a、12bの長手方向、つまりコイル20の巻軸方向と平行に貫通した孔である。貫通孔622は、断面が高さ方向に長い矩形である。
接続部623、624は、貫通孔622を挟んで対向し、T字形コア12aとT字形コア12bとの間を接続する。本実施形態では、x軸に沿う方向、つまりI字形コア11a、11bの長手方向と平行な方向、T字形コア12a、12bの長手方向に直交する方向を、接続方向とする。接続部623、624の相反する縁部の間隔、つまり、接続部623の上縁と接続部624の下縁との間の高さ方向の長さは、T字形コア12a、12bの高さ方向の厚さ以上であることが好ましい。接続部623は、T字形コア12a、T字形コア12bの上部の間に架橋されている。接続部623は、開口625を有する。開口625は、貫通孔622に連通した孔である。本実施形態の開口625は、矩形である。このように、貫通孔622に連通する開口625を有することにより、接続部623は、接続方向に交差する方向、つまりy軸に沿う方向に間隔を空けて対向する一対の対向接続部623a、623bを有する。対向接続部623a、623bは板状であり、その平面方向が高さ方向(z軸に沿う方向)となっている。つまり、接続部623は、対向する板状部分を有している。
接続部624は、T字形コア12a、T字形コア12bの下部の間に架橋されている。接続部624は板状部分を有している。この板状部分は、その平面方向が水平方向となっている。つまり、接続部623と接続部624とは、互いに直交する方向の板状部分を有している。接続部624は、開口625と対向する位置に、開口625の幅以下で形成されている。つまり、接続部624は、対向接続部623a、623bの間に対向する位置に配置され、対向接続部623a、623bの間隔以下の幅で形成されている。ここでいう幅は、T字形コア12a、12bの長手方向の長さであり、リアクトル100及びリアクトル本体1の幅方向とは異なる。本実施形態では、図5及び図6のB−B´矢視断面図である図7に示すように、対向接続部623a、623bの間に位置する開口625と接続部624とが、貫通孔622を挟んで上下方向に対向しており、開口625の幅h1と接続部624の幅h2が略同一となっている。これにより、連結部621の開口625、貫通孔622及び接続部624を、スライドを用いることなく、上下の型M1、M2によって形成できる。
コアケース62は、さらに壁部626、傾斜部627を有する。壁部626は、開口625を挟んで対向する位置に立設された一対の壁である。より具体的には、壁部626は、一対の板状体626a、626bであり、T字形コア12a、12bの長手方向に直交する方向に互いに平行に設けられている。
傾斜部627は、開口625に向かって樹脂材料の厚みが薄くなることにより形成される。より具体的には、傾斜部627は、開口625から遠いほど樹脂材料が厚く、開口625に近いほど樹脂材料が薄くなることにより、水平方向に対して傾斜した面である。傾斜部627は、板状体626a、626bの間に設けられ、T字形コア12a側が表面が平坦な傾斜面627a、T字形コア12b側が表面が平坦な傾斜面627bとなっている。なお、板状体626a、626bは、その一部が対向接続部623a、623bと連続している。傾斜面627a、627bは、図1のA−A´矢視断面図である図8に示すように、その縦断面が略V字形を形成している。
[コイル]
コイル20は、コア10に装着される導電性の部材である。本実施形態のコイル20は、図4の分解斜視図に示すように、絶縁被覆を有する平角線のエッジワイズコイルである。但し、コイル20の線材や巻き方は特に限定されず、他の形態であってもよい。
コイル20は、連結コイル21、22を有する。連結コイル21は、1本の導体を使用して一対の部分コイル21a、21bを形成している。連結コイル22は、1本の導体を使用して一対の部分コイル22a、22bを形成している。
部分コイル21a、21bは、T字形コア12a、12bの一端側に装着される。つまり、部分コイル21a、21bは、中央突起部Pa、PbよりもI字形コア11a側に配置される。部分コイル22a、22bは、T字形コア12a、12bの他端側に装着される。つまり、部分コイル22a、22bは、中央突起部Pa、PbよりもI字形コア11b側に配置される。
連結コイル21の巻回部分から引き出された巻き始めと巻き終わりの端部21c、21d、連結コイル22の巻回部分から引き出された巻き始めと巻き終わりの端部22c、22dは、それぞれリアクトル本体1の外方に引き出されている。より具体的には、端部21c、21dは、リアクトル本体1の長辺方向に沿って延び、一方の短辺側から突出している。端部22c、22dは、リアクトル本体1の長辺方向に沿って延び、他方の短辺側から突出している。
連結コイル21、連結コイル22は、それぞれに発生する磁束が互いに対向する方向となるように巻回されている。直流磁束が互いに対向する方向となるように巻回するとは、巻回方向を逆にして同一方向の電流を通電する場合も、巻回方向を同一にして逆方向の電流を通電する場合も含む。
[ケース]
ケース3は、図3の分解斜視図に示すように、リアクトル本体1を収容するとともに、一部に開口33を有する収容体である。ケース3は、熱伝導性が高く、磁気シールド効果が得られる材料で形成することが好ましい。例えば、アルミニウムやマグネシウム又はこれらの合金等の金属を用いることができる。また、ケース3は、必ずしも金属である必要はなく、熱伝導性に優れた樹脂や、樹脂の一部に金属製の放熱板を埋設したものを使用することも可能である。さらに、ケース3の全体又は一部に、磁性体を用いることもできる。アルミニウム等の金属に比べて、磁性体の方が磁気シールド効果は高い。
ケース3は、支持体31、壁32を有する。支持体31は、図示はしない設置面に支持される部材である。本実施形態では、支持体31は、略長方形の平板状の部材である。支持体31のリアクトル本体1が収容される側の面には、リアクトル本体1に沿う凹凸が形成されている。但し、リアクトル本体1は、支持体31との間には隙間が設けられるように収容される。そして、支持体31の四隅及び長辺の中央近傍には、設置面への固定用の固定孔31aが形成されている。
壁32は、支持体31に立設され、リアクトル本体1の周囲を覆う部材である。壁32は、支持体31と反対側が開放された開口33となっている。より具体的には、壁32は、リアクトル本体1の長辺方向の一対の側壁321、322と、短辺方向の一対の側壁323、324によって構成されている。支持体31及び壁32のリアクトル本体1に向かう面によって囲まれた空間が、リアクトル本体1の収容空間となる。
開口33は、壁32の支持体31と反対側に形成された開放部分である。本実施形態では、開口33により、ケース3の上部が開放され、リアクトル本体1の一部がケース3から突出している。つまり、コア10の高さよりも、壁32の上縁が低いため、リアクトル本体1が収容された状態では、コイル20、コアケース61a、61b、62の上部が、開口33から突出している。本実施形態では、リアクトル本体1の上半分が開口33の縁部よりも上に出ている。
壁32には、コアケース61a、61bの取付孔16に対応する位置に、3つの取付穴32aが形成されている。これらの取付穴32a内には、ねじ溝が切られている。リアクトル本体1とケース3の支持体31との間には、上記のように隙間が形成される。また、端子台5を取り付けるために、ケース3には、取付穴32b及びピン穴32cが設けられている。取付穴32b内には、ねじ溝が切られている。
[バスバー]
バスバー4は、コイル20に電気的に接続された導電性の部材である。バスバー4は、コイル20と外部電源などの不図示の外部機器との間に介在して、両者を電気的に接続する。バスバー4は、細長の帯状の部材であり、その材料としては、例えば、銅やアルミニウムなどを用いることができる。
本実施形態では、図1及び図2に示すように、3つのバスバー41、42、43が用いられている。バスバー41、43は、ケース3の開口33の縁部、つまり側壁321、322の上縁に沿う帯状の胴部41a、43aを有する。バスバー41の一端は、連結コイル21の端部21cの絶縁被覆が剥離された部分に、溶着等により接続された接続部411となっている。バスバー41の他端は、2つに分岐している。一方の分岐端は、外部機器との接続用の端子412となっている。端子412には、端子孔412aが形成されている。他方の分岐端は、連結コイル22の端部22cの絶縁被覆が剥離された部分に、溶着等により接続された接続部413となっている。これにより、端子412は、連結コイル21、22の共通の入力端子を構成している。
バスバー42の一端は、連結コイル22の端部22dの絶縁被覆が剥離された部分に、溶着等により接続された接続部421となっている。バスバー42の他端は、外部機器との接続用の端子422となっている。端子422には、端子孔422aが形成されている。
バスバー43の一端は、連結コイル21の端部21dの絶縁被覆が剥離された部分に、溶着等により接続された接続部431となっている。バスバー43の他端は、外部機器との接続用の端子432となっている。端子432には、端子孔432aが形成されている。
[端子台]
端子台5は、図1に示すように、バスバー4と外部との電気的な接続部分を支持する部材である。本実施形態では、ケース3の対向する側面に対応して、別体で設けられた端子台5A、端子台5Bが用いられている。
端子台5A、5Bは、全体が樹脂材料により形成されている。端子台5A、5Bは、台座部51A、51B、延設部52A、52Bを有する。つまり、端子台5Aは、台座部51A、延設部52Aを含み樹脂材料により一体的に形成され、端子台5Bは、台座部51B、延設部52Bを含み樹脂材料により一体的に形成されている。一体的に形成とは、両者を別々に形成してから合体させる場合も、継ぎ目なく連続的に形成させる場合も含む。
端子台5A、5Bを形成する樹脂材料としては、絶縁性を有する材料を用いる。例えば、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、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)、PBT(ポリブチレンテレフタラート)等を、樹脂材料として適用できる。
台座部51A、51Bは、バスバー41、42、43の端子412、422、432を支持する台である。台座部51A、51Bには、端子412、422、432の端子孔412a、422a、432aに対応する端子孔51aが形成されている。なお、図示はしないが、端子孔51aの下部には、端子孔51aと同軸に、ナットが埋め込まれている。また、台座部51Bには、ケース3の取付穴32bに対応する位置に、取付孔51bが設けられている。さらに、バスバー42の接続部421、端子422との間は、台座部51Bに埋め込まれている。
延設部52A、52Bは、バスバー41、43の胴部41a、43aの一部が埋め込まれ、開口33の縁部に沿って設けられた部材である。本実施形態の延設部52A、52Bは、壁32の支持体31と反対側に、壁32の上方に延長されるように搭載されている。延設部52Aは、ケース3の一方の短辺側の側壁324から、側壁321の上縁に沿って延びている。延設部52Bは、ケース3の一方の短辺側の側壁324から、側壁322の上縁に沿って延びている。上記のような延設部52A、52Bには、ケース3の複数の取付穴32bに対応する位置に、取付孔521が形成されている。
[リアクトル本体のケースへの収容と充填材による充填]
リアクトル本体1は、コア10とコイル20を組み合わせることにより、以下のように構成される。すなわち、あらかじめ巻回した連結コイル21、22に、コアケース62に埋設されたT字形コア12a、12bを挿入し、T字形コア12a、12bの接合面と、コアケース61a、61bに埋設されたI字形コア11a、11bの接合面とを、接着剤により接着する。そして、コアケース61a、61b、62の嵌合部を互いに嵌合させる。
このようなリアクトル本体1は、コアケース61a、61bの各取付孔16を、ケース3の各取付穴32aに合わせて、ボルトBを挿入してねじ込むことによりケース3に固定される。ケース3内に収容されたリアクトル本体1のコイル20は、その巻回部分の巻軸方向が、ケース3の開口33の縁部、つまり壁32と平行に配置される。本実施形態では、リアクトル本体1の長辺方向の側壁321、322と平行に配置されている。
端子台5A、5Bは、ケース3の取付穴32bに取付孔51b、取付孔521が合うように、ケース3上に搭載する。そして、取付孔51b、521にボルトBを挿入してねじ込むことにより、端子台5A、5Bがケース3に固定される。なお、端子台5Bは、ケース3のピン穴32cに、図示しないピンが挿入されるように、ケース3上に搭載される。さらに、バスバー42の接続部421を、連結コイル22の端部22dに接続し、バスバー42の接続部431を、連結コイル21の端部21dに接続する。
ケース3内のリアクトル本体1の収容空間には、充填材が充填され、固化される。すなわち、図1のA−A´矢視断面図である図8に示すように、ケース3とリアクトル本体1との隙間に充填材を固化してなる充填成形部Rが設けられている。充填材としては、リアクトル本体1の放熱性能の確保及びリアクトル本体1からケース3への振動伝搬の軽減のため、比較的柔らかく熱伝導性の高い樹脂が適している。
充填材は、図8の白塗りの矢印に示すように、コアケース62の接続部623に設けられた開口625に滴下することにより、ケース3内に流入させる。このとき、壁部626によって、コイル20の上部に充填材が流出することが防止される。また、傾斜部627によって、充填材が自重によって開口625に向かって流れる。さらに、開口625から流れ落ちる充填材は、貫通孔622によって、ケース3の底部に流出してコイル20及びコアケース62、さらにコアケース61a、61bの下部に広がって行く。
[作用効果]
(1)ギャップGを介して配置された少なくとも一対の部分コアであるT字形コア12a、12bを含むコア10と、コア10の一部に装着されるコイル20と、樹脂材料により一体的に形成され、T字形コア12a、12bを覆うコアモールド部6であるコアケース62と、を有し、コアケース62は、ギャップGに対応する位置でT字形コア12a、12bの間に介在する連結部621を有し、連結部621は、貫通孔622と、貫通孔622を挟んで対向し、T字形コア12a、12b間を接続する一対の接続部624と、を有する。
このように、本実施形態では、T字形コア12a、12bをまとめてモールドすることによって、1部品として構成しているため、組み立て工数の削減となる。そして、樹脂材料により一体的に形成されたコアケース62は、T字形コア12a、12bのギャップGの部分において、貫通孔622による肉抜きが形成されているため厚肉とならず、高温から低温となる際の収縮によるヒケが生じ難くなり、T字形コア12a、12bの位置の変位が防止される。貫通孔622を挟む一対の接続部624によって、単一で薄肉の接続部分に比べて強度が高くなり、変形が防止される。
例えば、図9に示すように、コアケースC1の連結部L1を樹脂材料によって中実で肉厚とすると、ヒケによって変形しやすい。また、図10に示すように、コアケースC2の連結部L2を肉薄とすると、強度が弱くなるため変形しやすい。このように、連結部L1、L2に変形が生じると、コアケースC1、C2に埋め込まれたコアの位置が変化するため、これに巻回されたコイル同士の接触や、コイルとケースとの接触が生じる等により、絶縁が確保できない場合が生じる。本実施形態では、上記のように、連結部621の変形が防止されるため、絶縁を確保できる。
(2)コア10は環状であり、連結部621は、環状のコア10の内周側に配置されている。このため、連結部621の変形によるコア10及びコイル20の位置の変化の影響が全体に及ぶことになるが、本実施形態では、上記のように変形を抑えることができるため、周囲への影響を防止できる。例えば、上記の態様では、I字形コア11a、11b、T字形コア12a、12bを覆うコアモールド部6は全体として環状であり、その中央に連結部621が設けられた略θ形状である。このため、連結部621の変形によるコア10及びコイル20の位置の変化の影響が多岐に及ぶので、これを抑えることが有効となる。例えば、連結部621の変形によって、I字形コア11a、11bとT字形コア12a、12bとが、面で接合されずに接着力不足が発生する。また、斜め方向で接着されることによって、意図しないギャップが生じることで、磁気等の特性が悪化する。本実施形態では、このような接着力不足や特性の悪化を防止できる。
(3)コア10、コイル20及びコアモールド部6を有するリアクトル本体1を収容するケース3と、リアクトル本体1とケース3との間に介在させた充填材からなる充填成形部Rと、を有し、一対の接続部624の一方は、貫通孔622に連通する開口625を有する。このため、開口625から充填材を導入すると、貫通孔622を介してケース3の内部に充填材を行き渡らせて、均一な充填や隙間のない充填を実現できる。なお、充填材の導入位置は、開口625には限らない。ケース3の内周壁とリアクトル本体1の周囲との間から導入することもできる。但し、リアクトル本体1の周囲からのみの導入では中央には回り込みにくいため、さらに開口625からの導入を行うことが有効となる。
(4)コアケース62は、開口625を挟んで対向する位置に立設された壁部626を有する。このため、充填材が、コイル20の上部に流出することが防止される。
(5)コアケース62は、開口625に向かって樹脂材料の厚みが薄くなることにより形成される傾斜部627を有する。このため、充填材が、開口625に向かって流れやすくなる。
(6)一対の接続部623の一方は、接続方向に交差する方向に間隔を空けて対向する一対の対向接続部623a、623bを有する。このため、一対の対向接続部623a、623b、他方の接続部623によって、少なくとも3か所の接続部分を有するため、強固な固定が実現できる。本実施形態では、y軸に沿う方向、z軸に沿う方向に強固な固定が可能となる。
(7)一対の接続部623の他方は、対向接続部623a、623bの間に対向する位置に配置され、対向接続部623a、623bの間隔以下の幅で形成されている。このため、スライドを用いることなく、上下の型M1、M2(図7参照)によってコアケース62を形成することができるので、製造の工数やコストを低減できる。
(8)一対の接続部623は、互いに直交する方向の板状部分を有している。このため、多方向の変形が防止され、より強固な固定が実現できる。
[他の実施形態]
本発明は、上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。また、本発明は、上記実施形態及び下記の他の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせた形態も包含する。さらに、これらの実施形態を発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができ、その変形も本発明に含まれる。
(1)連結部621に形成する貫通孔622の態様は、上記の態様には限定されない。例えば、図11に示すように、T字形コア12a、12bの長手方向、つまりコイル20の巻軸方向に直交する方向に貫通した孔であってもよい。この場合、連結部621の上部の開口から充填材を流し込むことができる。さらに、貫通孔622は複数であってもよい。
(2)開口625を設けなくてもよい。例えば、図12に示すように、T字形コア12a、12bの長手方向、つまりコイル20の巻軸方向に貫通した貫通孔622のみを形成し、貫通孔622を挟んで対向する接続部623、624を設けてもよい。
(3)リアクトル本体1のコア10、コイル20の形状、数等についても、上記の態様には限定されない。コア10を構成する部分コア間にギャップGがあり、少なくとも1つのコイル20があればよい。コア10を構成する部分コアの形状は、上記の態様には限定されない。例えば、図13(A)に示すように、一対のC字形コア13a、13bの間に、一対のI字形コア11a、11bを挟み、I字形コア11a、11bの間にギャップGが形成されるようにしてもよい。また、図13(B)に示すように、一対のC字形コア13a、13bの間に、一対のT字形コア12a、12bを挟み、T字形コア12a、12bの中央突起部Pa、Pbの間にギャップGが形成されるようにしてもよい。つまり、部分コアとしては、I字形コア11a、11b、T字形コア12a、12b、C字形コア13a、13bのいずれを組み合わせてもよく、いずれかの部分コア間のギャップGを連結する連結部を有するコアモールド部材を構成すればよい。また、コイル20の構成を、単純な巻回方法の一対のコイル21、22により構成してもよい。さらに、コイル20を、単巻の一つのコイルによって構成してもよい。
(4)上記のような貫通孔の一方の端部に、貫通孔の断面形状の断面積が拡大した拡大部が設けられていてもよい。例えば、ギャップを介して配置された少なくとも一対の部分コアを含むコアと、コアの一部に装着されるコイルと、樹脂材料により一体的に形成され、一対の部分コアを覆うコアモールド部と、を有し、コアモールド部は、ギャップに対応する位置で一対の部分コアの間に介在する連結部を有し、連結部は、貫通孔と、貫通孔を挟んで対向し、一対の部分コア間を接続する一対の接続部と、を有し、コア、コイル及びコアモールド部を有するリアクトル本体を収容する収容体と、リアクトル本体と収容体との間に介在させた充填材からなる充填成形部と、を有し、貫通孔の一方の端部に、貫通孔の断面形状の断面積が拡大した拡大部が設けられているリアクトルも、実施形態の一態様である。この態様でも、一対の接続部の一方が、貫通孔に連通する開口を有していてもよい。また、コアモールド部は、開口を挟んで対向する位置に立設された壁部を有していてもよい。また、コアモールド部は、開口に向かって樹脂材料の厚みが薄くなることにより形成される傾斜部を有していてもよい。また、一対の接続部の一方は、接続方向に交差する方向に間隔を空けて対向する一対の対向接続部を有していてもよい。一対の接続部の他方は、対向接続部の間に対向する位置に配置され、対向接続部の間隔以下の幅で形成されていてもよい。一対の接続部は、互いに直交する方向の板状部分を有していてもよい。
つまり、図14及び図14のB−B´矢視断面図である図15(A)に示すように、貫通孔622には、巻軸方向と平行な軸に直交する断面積が、連結部621の内部側から、一方の端部に向かうに従って拡大するように、拡大部628が設けられている。より具体的には、拡大部628は、貫通孔622の軸に対して平行な内面に連続して、貫通孔622の軸に対して傾斜した傾斜面628aによって構成されている。この傾斜面628aは、貫通孔622の一方の端部の全周に亘って設けられている。これにより、図15(A)の点線の矢印で示したように、貫通孔622の両端部のうち、他方の端部から流入した充填材が、一方の広い端部を介して流出しやすくなる。なお、貫通孔622の端部は、連結部621の相反する2側面に対応する端部であり、連結部621によって区切られる2つの領域に向かう端部である。
ここで、リアクトル本体を収容したケースには、充填材が充填され、リアクトル本体からの熱が、充填材を介してケースに伝達されることにより、放熱効果を高めることが行われている。このような放熱効果を得るためには、リアクトル本体とケースとの間に充填材が均等に行き渡ることが好ましい。すると、部分コア間の磁気的なギャップに対応して樹脂材料が介在している場合、部分コアの間の領域が、樹脂材料によって複数の領域に区切られてしまうので、複数の領域のそれぞれに充填材を滴下しなければならない。しかし、コイルの導体、その他の部材の配置位置がいずれかの領域を覆う場合、その領域に直接充填材を滴下できない。また、複数の領域のそれぞれに充填材を滴下する場合、充填機のノズル数を増やすか、共通のノズルを移動させる工程を増やす必要がある。これに対処するため、樹脂材料に貫通孔を設けて充填材を複数の領域間で流通できるようにすることも考えられるが、この場合にも、充填材の流通が十分でなく、各領域間で充填材が均等とならない場合も生じる。
より具体的には、一対の部分コアであるT字形コア12a、12bの間の領域には、連結部621が存在するため、充填材を行き渡らせる場合、連結部621によって区切られた2つの領域に、充填材を滴下する必要がある。以下の説明では、この2つの領域の一方の領域を第1の領域α、他方の領域を第2の領域βとする。しかし、コイル20の導体、その他の部材の配置位置が第1の領域α、第2の領域βのいずれか一方に重なるため、1つの領域からしか充填材を滴下できない場合がある。また、部材の配置位置から、連結部621に、充填材を流入させる開口625を設けることが難しい場合もある。さらに、このような滴下位置の制約がない場合であっても、複数のノズルを用意したり、一つのノズルを複数の滴下位置に移動させる必要が生じる。
本態様は、上記のように、複数の領域に充填材を行き渡らせることが難しいという課題を解決することができる。つまり、本態様では、一対の部分コアの間の領域が、連結部621により第1の領域α、第2の領域βに区切られ、そのうちの第1の領域αに対応する貫通孔622に拡大部628が設けられている。このため、第2の領域βから滴下した充填材は、貫通孔622を介して第2の領域βから第1の領域αに流入するが、第1の領域α側の貫通孔622に拡大部628が設けられ、開口の断面が広くなっているため、充填材が第2の領域βに流出しやすくなる。このため、連結部621を挟んだ一方の領域のみならず、他方の領域にも、充填材を行き渡らせることができる。また、2つの領域における充填成形部Rの高さのバラつきを抑えることができるので、放熱性の低下を防止できる。さらに、拡大部628によって、連結部621と充填材との接触面積が増えるので、放熱効果がより一層向上する。また、一方の領域からの充填で充填材を行き渡らせることができるため、他方の領域から充填するための充填機のノズル数の減少またはノズルの移動工数の削減が実現でき、生産性が向上する。
また、上記のような貫通孔の双方の端部に、貫通孔の断面形状の断面積が拡大した拡大部が設けられていてもよい。例えば、ギャップを介して配置された少なくとも一対の部分コアを含むコアと、コアの一部に装着されるコイルと、樹脂材料により一体的に形成され、一対の部分コアを覆うコアモールド部と、を有し、コアモールド部は、ギャップに対応する位置で一対の部分コアの間に介在する連結部を有し、連結部は、貫通孔と、貫通孔を挟んで対向し、一対の部分コア間を接続する一対の接続部と、を有し、コア、コイル及びコアモールド部を有するリアクトル本体を収容する収容体と、リアクトル本体と収容体との間に介在させた充填材からなる充填成形部と、を有し、貫通孔の双方の端部に、貫通孔の断面形状の断面積が拡大した拡大部が設けられているリアクトルも、実施形態の一態様である。双方の端部に拡大部を設けるとは、上記の態様で拡大部を設けた一方の端部のみならず、他方の端部にも拡大部を設けることをいう。この態様でも、一対の接続部の一方が、貫通孔に連通する開口を有していてもよい。また、コアモールド部は、開口を挟んで対向する位置に立設された壁部を有していてもよい。また、コアモールド部は、開口に向かって樹脂材料の厚みが薄くなることにより形成される傾斜部を有していてもよい。また、一対の接続部の一方は、接続方向に交差する方向に間隔を空けて対向する一対の対向接続部を有していてもよい。一対の接続部の他方は、対向接続部の間に対向する位置に配置され、対向接続部の間隔以下の幅で形成されていてもよい。一対の接続部は、互いに直交する方向の板状部分を有していてもよい。
つまり、図15(B)の断面図に示すように、貫通孔622には、巻軸方向と平行な軸に直交する断面積が、連結部621の内部側から、双方の端部に向かうに従って拡大するように、拡大部628が設けられている。より具体的には、拡大部628は、貫通孔622の軸に対して平行な内面に連続して、貫通孔622の軸に対して傾斜した傾斜面628aによって構成されている。この傾斜面628aは、貫通孔622の双方の端部のそれぞれの全周に亘って設けられている。これにより、図15(B)の点線の矢印に示したように、貫通孔622の他方の端部から充填材が流入しやすくなるので、双方の領域に充填材がより一層行き渡り易くなる。従って、本態様では、貫通孔622の一方の端部に拡大部628が設けられている上記の態様と同様の課題を解決できるとともに、より優れた効果を得ることができる。
なお、上記の態様における傾斜面628aは、貫通孔622の端部の一部に設けられていてもよい。貫通孔622の断面形状が矩形である場合に、傾斜面628aは、貫通孔622の端部のいずれか1辺にのみ設けられていても、z軸に沿う2辺にのみ設けられていても、x軸に沿う2辺にのみ設けられていてもよい。充填材の充填時、収容体であるケース3を重力が働く下方とすることを考慮すると、少なくとも底辺、つまり収容体であるケース3側の水平な一辺に、傾斜面628aが設けられていることが好ましい。さらに、ケース3側の一辺に加えて、これに直交する2辺にも、傾斜面628aが形成されていることが好ましい。また、貫通孔622の断面形状は、本態様では矩形であるが、これには限定されない。
また、貫通孔622の断面形状の断面積が、拡大部628に向かって広がるように、貫通孔622の少なくとも1つの内面が、貫通孔622の軸に対して傾斜していてもよい。貫通孔622の全ての内面が傾斜していても、貫通孔622のいずれか1つの内面のみが傾斜していても、z軸に沿う2つの内面のみが傾斜していても、x軸に沿う2つの内面にのみが傾斜していてもよい。充填材の充填時、収容体であるケース3を重力が働く下方とすることを考慮すると、少なくとも内底面、つまり収容体であるケース3側の水平な内面が傾斜していることが好ましい。さらに、ケース3側の1つの内面に加えて、これに直交する2つの内面も傾斜していることが好ましい。このような傾斜により、充填材の流動をさらに促進することができる。ここで、貫通孔622の軸に対する傾斜角度と、拡大部628を構成する傾斜面628aの軸に対する傾斜角度とは、異なっていても共通であってもよい。両者の傾斜角度が共通である場合、例えば、図15(C)に示すように、貫通孔622の内面と傾斜面628aとが連続することになるが、この場合、貫通孔622の端部及びその近傍の領域を拡大部628に相当する傾斜面628aとして捉えることができる。このような構成とすると、型の構成を簡素化できる。なお、充填材の流動を促進するための傾斜面を、上記の開口625の端部、内面等に設けて、貫通孔622及び複数の領域への充填材の流動性をさらに向上させてもよい。
(5)上記のようなコアモールド部に、部分コイルの間隔を規制する規制部が設けられていてもよい。例えば、ギャップを介して配置された少なくとも一対の部分コアを含むコアと、コアの一部に装着されるコイルと、樹脂材料により一体的に形成され、一対の部分コアを覆うコアモールド部と、を有し、コアモールド部は、ギャップに対応する位置で一対の部分コアの間に介在する連結部を有し、連結部は、貫通孔と、貫通孔を挟んで対向し、一対の部分コア間を接続する一対の接続部と、を有し、コア、コイル及びコアモールド部を有するリアクトル本体を収容する収容体と、リアクトル本体と収容体との間に介在させた充填材からなる充填成形部と、を有し、コイルは、連結部を挟んで装着された一対の部分コイルを有し、コアモールド部には、一対の部分コイルの間隔を規制する規制部が設けられているリアクトルも、実施形態の一態様である。この態様でも、一対の接続部の一方が、貫通孔に連通する開口を有していてもよい。また、コアモールド部は、開口を挟んで対向する位置に立設された壁部を有していてもよい。また、コアモールド部は、開口に向かって樹脂材料の厚みが薄くなることにより形成される傾斜部を有していてもよい。また、一対の接続部の一方は、接続方向に交差する方向に間隔を空けて対向する一対の対向接続部を有していてもよい。一対の接続部の他方は、対向接続部の間に対向する位置に配置され、対向接続部の間隔以下の幅で形成されていてもよい。一対の接続部は、互いに直交する方向の板状部分を有していてもよい。
規制部629は、図16に示すように、コアモールド部6に設けられた一対の突出部629a、629bによって構成されている。突出部629a、629bは、連結部621を挟んで装着された一対の部分コイル21a、22aの間に、外周面から突出するように設けられている。より具体的には、突出部629aは、コアモールド部6の高さ方向に延びたC字形状に隆起している。図17に示すように、突出部629aは、部分コイル21a、21bの端面に近接した位置に設けられ、突出部629bは、部分コイル22a、22bの端面に近接した位置に設けられている。突出部629aと突出部629bとの間は、充填材が滴下されて充填される領域となる。なお、一対の部分コイル21b、22bの間にも、同様に突出部629a、629bが設けられている。突出部629aは、部分コイル21a、21bの端面に近接した位置に設けられ、突出部629bは、部分コイル22a、22bの端面に近接した位置に設けられている。突出部629aと突出部629bとの間は、充填材が滴下されて充填される領域となる。
ここで、リアクトル本体を収容したケースには、充填材が充填され、リアクトル本体からの熱が、充填材を介してケースに伝達されることにより、放熱効果を高めることが行われている。このような放熱効果を得るためには、リアクトル本体とケースとの間に充填材が均等に行き渡ることが好ましい。しかし、コイルを構成する導体は、部分コアに装着された後にも変形しやすい。このような変形が生じた場合、部分コア間の充填材を充填する領域が狭まってしまい、充填材が十分に行き渡らない可能性がある。
より具体的には、コイル20を構成する導体は、コアモールド部6に装着された後にも、巻軸に対する傾斜角度が拡大するように倒れ易い。このような導体の倒れが生じると、一対の部分コイル21a、22aの間の充填材を充填する領域が狭まる。本態様は、上記のように、一対の部分コイルの間の充填材を充填する領域が狭まるという課題を解決することができる。つまり、本態様では、図17に示すように、一対の部分コイル21a、22aの導体に倒れが生じても、規制部629が導体の倒れが拡大することを防止して、部分コイル21a、22aの間隔を規制するので、充填材を充填する領域を確保できる。このような規制部629の機能は、一対の部分コイル21b、22bに対しても同様である。
(6)上記のような連結部に、貫通孔に連通し、コアがコアモールド部から露出した連通口が設けられていてもよい。例えば、ギャップを介して配置された少なくとも一対の部分コアを含むコアと、コアの一部に装着されるコイルと、樹脂材料により一体的に形成され、一対の部分コアを覆うコアモールド部と、を有し、コアモールド部は、ギャップに対応する位置で一対の部分コアの間に介在する連結部を有し、連結部は、貫通孔と、貫通孔を挟んで対向し、一対の部分コア間を接続する一対の接続部と、を有し、コア、コイル及びコアモールド部を有するリアクトル本体を収容する収容体と、リアクトル本体と収容体との間に介在させた充填材からなる充填成形部と、を有し、連結部に、貫通孔に連通し、コアがコアモールド部から露出する連通口が設けられているリアクトルも、実施形態の一態様である。この態様でも、一対の接続部の一方が、貫通孔に連通する開口を有していてもよい。また、コアモールド部は、開口を挟んで対向する位置に立設された壁部を有していてもよい。また、コアモールド部は、開口に向かって樹脂材料の厚みが薄くなることにより形成される傾斜部を有していてもよい。また、一対の接続部の一方は、接続方向に交差する方向に間隔を空けて対向する一対の対向接続部を有していてもよい。一対の接続部の他方は、対向接続部の間に対向する位置に配置され、対向接続部の間隔以下の幅で形成されていてもよい。一対の接続部は、互いに直交する方向の板状部分を有していてもよい。
つまり、図18(A)、(B)に示すように、連結部621の貫通孔622の対向する内側面に、部分コアであるT字形コア12a、12bがそれぞれ露出する連通口630を形成する。図18の例では、T字型コア12a、12bの中央突起部Pa、Pbの端面が露出している。充填材を充填した場合、貫通孔622に流入した充填材は、貫通孔622の内部において、連通口630を介してT字形コア12a、12bに接触して、充填成形部Rを構成する。
ここで、リアクトル本体を収容したケースには、充填材が充填され、リアクトル本体からの熱が、充填材を介してケースに伝達されることにより、放熱効果を高めることが行われている。しかし、部分コア間の磁気的なギャップに対応して樹脂材料が介在している場合、樹脂材部分における部分コアの熱を充填材に効率良く伝達できない場合が生じる。
より具体的には、コイル20は充填成形部Rに直接接しているので、充填成形部Rを介して収容体であるケース3に伝達されやすいが、一対の部分コアであるT字形コア12a、12bは、ギャップ部分も含めて樹脂材料のコアモールド部6に覆われているので、充填成形部Rに熱が伝達し難い。本態様は、上記のように、コアからの熱を充填材に効率良く伝達できないという課題を解決することができる。つまり、本態様では、充填成形部Rが連通口630を介して部分コアに直接接触するので、コア10からの熱を充填材に効率良く伝達して、放熱効果を高めることができる。
100 リアクトル
1 リアクトル本体
10 コア
11a、11b I字形コア
12a、12b T字形コア
13a、13b C字形コア
15 取付部
16 取付孔
Pa、Pb 中央突起部
20 コイル
21、22 連結コイル
21a、21b、22a、22b 部分コイル
21c、21d、22c、22d 端部
3 ケース
31 支持体
31a 固定孔
32 壁
32a、32b 取付穴
32c ピン穴
321、322、323、324 側壁
33 開口
4、41、42、43 バスバー
411、413、421、431 接続部
412、422、432 端子
412a、422a、432a 端子孔
5、5A、5B 端子台
51A、51B 台座部
51a 端子孔
51b 取付孔
52A、52B 延設部
521 取付孔
6 コアモールド部
61a、61b、62 コアケース
621 連結部
622 貫通孔
623、624 接続部
623a、623b 対向接続部
625 開口
626 壁部
626a、626b 板状体
627 傾斜部
627a、627b 傾斜面
628 拡大部
628a 傾斜面
629 規制部
629a、629b 突出部
630 連通口
R 充填成形部

Claims (12)

  1. ギャップを介して配置された少なくとも一対の部分コアを含むコアと、
    前記コアの一部に装着されるコイルと、
    樹脂材料により一体的に形成され、前記一対の部分コアを覆うコアモールド部と、
    を有し、
    前記コアモールド部は、前記ギャップに対応する位置で前記一対の部分コアの間に介在する連結部を有し、
    前記連結部は、
    貫通孔と、
    前記貫通孔を挟んで対向し、前記一対の部分コア間を接続する一対の接続部と、
    を有することを特徴とするリアクトル。
  2. 前記コアは環状であり、
    前記連結部は、環状の前記コアの内周側に配置されていることを特徴とする請求項1記載のリアクトル。
  3. 前記コア、前記コイル及び前記コアモールド部を有するリアクトル本体を収容する収容体と、
    前記リアクトル本体と前記収容体との間に介在させた充填材からなる充填成形部と、
    を有し、
    前記一対の接続部の一方は、前記貫通孔に連通する開口を有することを特徴とする請求項1又は請求項2記載のリアクトル。
  4. 前記コアモールド部は、前記開口を挟んで対向する位置に立設された壁部を有することを特徴とする請求項3記載のリアクトル。
  5. 前記コアモールド部は、前記開口に向かって樹脂材料の厚みが薄くなることにより形成される傾斜部を有することを特徴とする請求項3又は請求項4記載のリアクトル。
  6. 前記一対の接続部の一方は、接続方向に交差する方向に間隔を空けて対向する一対の対向接続部を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のリアクトル。
  7. 前記一対の接続部の他方は、前記対向接続部の間に対向する位置に配置され、前記対向接続部の間隔以下の幅で形成されていることを徴とする請求項6記載のリアクトル。
  8. 前記一対の接続部は、互いに直交する方向の板状部分を有していることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のリアクトル。
  9. 前記コア、前記コイル及び前記コアモールド部を有するリアクトル本体を収容する収容体と、
    前記リアクトル本体と前記収容体との間に介在させた充填材からなる充填成形部と、
    を有し、
    前記貫通孔には、一方の端部に前記貫通孔の断面形状の断面積が拡大した拡大部が設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のリアクトル。
  10. 前記コア、前記コイル及び前記コアモールド部を有するリアクトル本体を収容する収容体と、
    前記リアクトル本体と前記収容体との間に介在させた充填材からなる充填成形部と、
    を有し、
    前記貫通孔には、双方の端部に前記貫通孔の断面形状の断面積が拡大した拡大部が設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のリアクトル。
  11. 前記コイルは、前記連結部を挟んで装着された一対の部分コイルを有し、前記コアモールド部は、一対の前記部分コイルの間隔を規制する規制部が設けられていることを特徴とする請求項3乃至10のいずれかに記載のリアクトル。
  12. 前記連結部には、前記貫通孔に連通し、前記コアが前記コアモールド部から露出した連通口が設けられていることを特徴とする請求項3乃至10のいずれかに記載のリアクトル。
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