WO2016114236A1 - コア部品、コア部品の製造方法、およびリアクトル - Google Patents

コア部品、コア部品の製造方法、およびリアクトル Download PDF

Info

Publication number
WO2016114236A1
WO2016114236A1 PCT/JP2016/050544 JP2016050544W WO2016114236A1 WO 2016114236 A1 WO2016114236 A1 WO 2016114236A1 JP 2016050544 W JP2016050544 W JP 2016050544W WO 2016114236 A1 WO2016114236 A1 WO 2016114236A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
resin mold
core
core component
green compact
coupling agent
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/050544
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
平林　辰雄
康二 西
Original Assignee
株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社オートネットワーク技術研究所, 住友電装株式会社, 住友電気工業株式会社 filed Critical 株式会社オートネットワーク技術研究所
Priority to US15/540,083 priority Critical patent/US10748704B2/en
Priority to CN201680004648.3A priority patent/CN107112115A/zh
Publication of WO2016114236A1 publication Critical patent/WO2016114236A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/255—Magnetic cores made from particles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/266—Fastening or mounting the core on casing or support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/005—Impregnating or encapsulating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/22—Cooling by heat conduction through solid or powdered fillings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support

Definitions

  • the present invention uses a core part used in a reactor used in a DC-DC converter for a vehicle mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle or a component part of a power converter, a manufacturing method thereof, and a core part. Reactor related.
  • Patent Document 1 discloses a reactor used in a converter of a hybrid vehicle.
  • Patent Document 1 is a reactor that is used in a converter mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle, and is formed by press-molding a coil formed by winding a coil in a spiral and a raw material powder containing soft magnetic powder. What is provided with the magnetic core formed in cyclic
  • Patent Document 1 discloses a core component in which each powder compact is covered with an insulating coating layer (resin mold portion), a core component in which a plurality of powder compacts are integrally covered with a resin mold portion, and the like. Yes.
  • a core component that is excellent in bondability between a green compact and a resin mold part is desired.
  • ⁇ ⁇ ⁇ Coils in magnetic components generate heat due to Joule heat when energized and do not generate heat when de-energized.
  • the energizing current value is large, such as a reactor used in an in-vehicle converter, the heat generation of the coil is large. Therefore, the compacting body and the resin mold part arrange
  • positioned in the coil vicinity receive the heat cycle resulting from a coil, and are thermally expanded / contracted. Since the thermal expansion coefficient is different between the powder molded body mainly made of metal such as iron and the resin, the resin mold portion may be peeled off from the powder molded body due to thermal expansion and contraction.
  • the insulation between the green compact and the coil may be insufficient, or the gap length provided between the green compact may vary.
  • the magnetic characteristics of the reactor are impaired.
  • the resin mold part is peeled off and the integration of the plurality of green compacts is insufficient, the resonance frequency before and after peeling is changed, and there is a possibility that vibration and noise are increased as compared with those before peeling.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and one of its purposes is to provide a core component in which a green compact and a resin mold part are firmly joined. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a core component that is excellent in bondability with a resin mold portion. Furthermore, the other object of this invention is to provide the reactor using the core components excellent in bondability with the resin mold part.
  • the reactor which concerns on 1 aspect of this invention is equipped with the compacting body formed by pressure-molding the raw material powder containing soft-magnetic powder, and the resin mold part formed in the surface of the said compacting body, Reactor A core component that is a part of a magnetic core disposed inside and outside the coil included in the battery, and includes an intermediate layer formed of a silane coupling agent between the powder compact and the resin mold part.
  • a method for manufacturing a core part according to an aspect of the present invention includes a step ⁇ for preparing a powder compact formed by pressure-molding a raw material powder containing soft magnetic powder, and a surface of the powder compact with a silane coupling. And a process ⁇ for forming a resin mold part on the surface of the green compact processed with the silane coupling agent.
  • the reactor according to an aspect of the present invention is a reactor including an assembly including a coil and a magnetic core, and the magnetic core includes a core component according to an aspect of the present invention.
  • the core part is excellent in the bondability between the green compact and the resin mold part formed on the surface.
  • the above core component manufacturing method can produce a core component that is excellent in bondability with the resin mold part.
  • the above reactor is a reactor using a core component that is excellent in bondability with the resin mold part.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a core component shown in the first embodiment. It is the schematic of the chemical structure of a silane coupling agent. It is a schematic explanatory drawing explaining the formation method of a resin mold part. It is a schematic upper perspective view of the reactor of Embodiment 2. It is a disassembled perspective view of the union body with which the reactor of Embodiment 2 is equipped. It is a schematic longitudinal cross-sectional view of the 1st core component provided with a structure different from the 1st core component shown in FIG.
  • the core component of ⁇ 1> embodiment is provided with the compacting body formed by pressure-molding the raw material powder containing soft-magnetic powder, and the resin mold part formed in the surface of the said compacting body, A reactor A core component that is a part of a magnetic core disposed inside and outside the coil included in the battery, and includes an intermediate layer formed of a silane coupling agent between the powder compact and the resin mold part.
  • the green compact and the resin mold part can be firmly bonded via the intermediate layer formed of the silane coupling agent. Since the silane coupling agent chemically bonds with the surface of the green compact and also with the resin mold part, the bonding between the green compact and the resin mold part via the intermediate layer is extremely strong. It is.
  • the resin mold portion includes a bonding aid that strengthens the bonding between the intermediate layer and the resin mold portion, and the bonding aid includes an epoxy group, a carboxyl group, and an acid.
  • the form which has at least 1 sort (s) of functional group selected from an anhydride group, an amino group, and an isocyanate group can be mentioned.
  • the bonding between the intermediate layer and the resin mold part can be strengthened by including a bonding aid having a functional group chemically bonded to the silane coupling agent in the resin forming the resin mold part.
  • a bonding aid having a functional group chemically bonded to the silane coupling agent in the resin forming the resin mold part can be made even stronger.
  • the binding aid contained in the resin remains in the resin mold part.
  • a method for manufacturing a core component includes a step ⁇ for preparing a compact formed by pressing a raw material powder containing soft magnetic powder, and a surface of the compact formed body with a silane coupling agent. And a step ⁇ of forming a resin mold part on the surface of the green compact processed with the silane coupling agent.
  • the core component manufacturing method it is possible to manufacture the core component of the embodiment in which the intermediate layer is formed between the compacting body and the resin mold portion to firmly bond both.
  • the reactor of ⁇ 4> embodiment is a reactor provided with the assembly which has a coil and a magnetic core, Comprising:
  • the said magnetic core contains the core components which concern on embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a core component 10 according to an embodiment.
  • the core component 10 becomes a part of a magnetic core disposed inside and outside the coil provided in the reactor.
  • the core component 10 includes a green compact 11 that is a magnetic member and a resin mold portion 12 formed on the surface thereof. Further, the core component 10 includes an intermediate layer 13 formed between the green compact 11 and the resin mold portion 12.
  • the green compact 11 provided in the core part 10 is obtained by press molding raw material powder containing soft magnetic powder.
  • Soft magnetic powder is an aggregate of magnetic particles composed of an iron group metal such as iron or an alloy thereof (Fe—Si alloy, Fe—Ni alloy, etc.).
  • the average particle diameter (D50) of the magnetic particles is preferably 1 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less, particularly preferably 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • An insulating coating made of phosphate or the like of 10 nm or more and 1 ⁇ m or less may be formed on the surface of the magnetic particles.
  • the raw material powder may contain a lubricant such as stearamide and a binder such as silicone resin. The lubricant and the binder may be lost during the heat treatment of the green compact to be described later.
  • the overall shape of the green compact 11 is typically a rectangular parallelepiped shape shown in FIG. 1, but is not particularly limited.
  • the green compact 11 may have a cylindrical shape, or may have a substantially semi-cylindrical shape like an outer core portion shown in the second embodiment described later.
  • the resin mold part 12 should just cover at least one part of the outer periphery of the compacting body 11, it is preferable to cover the perimeter of the compacting body 11. However, it may be configured such that a part of the outer periphery of the green compact 11 is not covered with the resin mold portion 12 depending on where the core component 10 is arranged on the magnetic core.
  • the second core part 320 (see FIG. 5) of the second embodiment to be described later is an example of a configuration in which a part of the outer core part 32 (a green compact) is exposed from the resin mold part 320m.
  • a plurality of powder compacts 11 may be integrated together by the resin mold portion 12.
  • the first core component 310 (see FIG. 5) of the second embodiment to be described later is an example of a configuration in which a plurality of divided cores 31m (a green compact) are covered with a resin mold portion 310m.
  • Examples of the resin constituting the resin mold portion 12 include polyphenylene sulfide (PPS) resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, liquid crystal polymer (LCP), polyamide (PA) resin such as nylon 6, nylon 66, and polybutylene terephthalate.
  • Thermoplastic resins such as (PBT) resin and acrylonitrile / butadiene / styrene (ABS) resin can be used.
  • thermosetting resins such as unsaturated polyester resins, epoxy resins, urethane resins, and silicone resins can be used. These resins may contain a ceramic filler such as alumina or silica to improve the heat dissipation of the resin mold portion 12.
  • the resin mold part 12 may further contain a bonding aid that strengthens the bonding between the intermediate layer 13 and the resin mold part 12 described later.
  • the binding aid will be described again in the item of the intermediate layer 13.
  • the intermediate layer 13 provided in the core component 10 is a layer that firmly bonds the both 11 and 12 between the surface of the green compact 11 and the resin mold portion 12.
  • the intermediate layer 13 is formed of a silane coupling agent, and is chemically bonded to the surface of the green compact 11 and is also chemically bonded to the resin mold portion 12.
  • FIG. OR in the figure is a hydrolyzable group (OCH 3 , OC 2 H 5 , OCOCH 3 etc.), and Y in the figure is also a reactive functional group (amino group, epoxy group, methacryl group, vinyl group, mercapto group). Etc.).
  • the hydrolyzable group chemically bonds to the surface of the green compact 11 through a hydrogen bond with a hydroxyl group on the surface of the green compact 11 and a dehydration condensation polymerization reaction.
  • the reactive functional group chemically bonds with the functional group of the resin mold part 12.
  • the green compact 11 and the resin mold part 12 are firmly joined by the intermediate layer 13 formed of the silane coupling agent.
  • the resin mold part 12 includes a binding aid having a functional group that easily forms a chemical bond with the reactive functional group of the silane coupling agent that forms the intermediate layer 13, the intermediate layer 13 and the resin mold part 12 are included. Can be made stronger.
  • the functional group that is easily chemically bonded to the reactive functional group of the silane coupling agent include an epoxy group, a carboxyl group, an acid anhydride group, an amino group, and an isocyanate group. That is, it is preferable to use a binding aid having at least one of the above functional groups as a binding aid.
  • binding aid examples include maleic anhydride modified ethylene copolymer, glycidyl methacrylate modified ethylene copolymer, glycidyl ether modified ethylene copolymer, epoxy resin, isocyanate compound and the like.
  • the core component 10 includes a process ⁇ for preparing a powder compact 11 formed by pressure-molding a raw material powder containing soft magnetic powder, and a process ⁇ for treating the surface of the powder compact 11 with a silane coupling agent. And a step ⁇ for forming the resin mold portion 12 on the surface of the green compact 11 treated with the silane coupling agent.
  • the green compact 11 can be obtained by a known method for producing a green compact. That is, the powder compact 11 can be obtained by filling the raw material powder containing the soft magnetic powder into the mold cavity and press-molding the raw material powder. As the raw material powder, those already described in the item of the green compact 11 can be used. The pressure of the pressure molding of the raw material powder can be 390 MPa or more and 1500 MPa or less.
  • the conditions for the heat treatment are 400 ° C. or more and 700 ° C. or less, and 30 minutes or more and 60 minutes or less.
  • a treatment liquid containing a silane coupling agent is applied to the surface of the green compact 11 or the green compact is applied to the treatment liquid. 11 may be immersed.
  • the solvent for the silane coupling agent may be water or a water-soluble organic solvent such as ethanol or acetone.
  • the concentration of the silane coupling agent in the solution can be selected as appropriate.
  • the content of the silane coupling agent in the treatment liquid is preferably 0.05% by mass to 2.0% by mass, or 0.1% by mass to 1.5% by mass.
  • the content of the silane coupling agent is less than 0.05% by mass, the sufficient intermediate layer 13 is not formed.
  • the silane coupling agent layer is formed in multiple layers, so that there is a possibility that peeling occurs between the silane coupling agent layers.
  • the surface of the green compact 11 is preferably pretreated with an alkaline solution or an acidic solution.
  • the pretreatment is for generating a functional group (hydroxyl group) advantageous for reaction with the silane coupling agent on the surface of the green compact 11.
  • the alkaline solution include aqueous solutions of sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate and the like.
  • the acidic solution include hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, and sulfuric acid solutions.
  • a mold 6 shown in FIG. 3 In order to form the resin mold part 12 on the surface of the green compact 11, for example, a mold 6 shown in FIG. 3 can be used.
  • the molding die 6 includes holding members 60 and 60 that hold the powder compact 11 in a state of being separated from the inner peripheral surface thereof, and an injection port 61 that injects a resin into the molding die 6.
  • the resin spreads along the outer periphery of the green compact 11 as shown by the thick arrow in the figure, and the resin mold portion 12 shown in FIG. 1 can be formed.
  • an intermediate layer 13 derived from the silane coupling agent is formed between the green compact 11 and the resin mold part 12.
  • the resin constituting the resin mold portion 12 contains a binding aid.
  • a binding aid in the resin, when the resin is cured, the bonding between the intermediate layer 13 and the resin mold portion 12 can be strengthened. Since the optimal content of the binding aid in the resin varies depending on the type of resin, the type of binding aid, and the type of silane coupling agent, it cannot be determined in general. For example, when the total mass of the resin and the binding aid is 100, it may be 1% to 50% by mass, 2% to 25% by mass.
  • ⁇ Test example ⁇ A plurality of green compacts 11 were prepared, and samples 1 to 7 (core components 10) in which the resin mold portion 12 was formed on the surface of each green compact 11 were produced.
  • the green compacts 11 of Samples 1 to 7 have the same configuration.
  • the material used for forming the resin mold part 12 of each sample 1 to 7 is any of the following.
  • the configurations of Samples 1 to 7 are shown in Table 1.
  • -Resin forming the resin mold part 12 PPS resin or PA9T resin (Kuraray Co., Ltd.
  • Binding aid Glycidyl methacrylate-modified ethylene copolymer (hereinafter referred to as Compound I) or maleic anhydride-modified ethylene copolymer (hereinafter referred to as Compound II)
  • Coupling agent A silane coupling agent having an amino group as a reactive functional group (hereinafter referred to as an amino coupling agent) or a silane coupling agent having an epoxy group as a reactive functional group (hereinafter referred to as an epoxy coupling agent) )
  • the bondability of samples 1 to 3 in which the resin mold part 12 includes a binding aid and the surface of the green compact 11 was treated with a silane coupling agent was evaluation A.
  • the bondability of the samples 5 and 7 in which the surface of the green compact 11 was treated with a silane coupling agent was evaluation B.
  • the bondability of Samples 4 and 6 in which the surface of the green compact 11 was not treated with the silane coupling agent although the resin mold part 12 contained a binding aid was Evaluation C. From these results, it became clear that the bondability between the green compact 11 and the resin mold part 12 is improved by treating the surface of the green compact 11 with a silane coupling agent. Further, in addition to the surface treatment of the powder compact 11 with the silane coupling agent, if the resin mold part 12 further contains a binding aid, the powder compact 11 and the resin mold part 12 can be further joined. It became clear that the sex improved.
  • a reactor 1 shown in FIG. 4 has a configuration in which an assembly 1 ⁇ having a coil 2 and a magnetic core 3 is fixed on a mounting plate 9 with a coupling layer 8.
  • the configuration of the core component 10 of the first embodiment is applied to the first core component 310 and the second core component 320 that configure the magnetic core 3 described later.
  • the coil 2 in the present embodiment includes a pair of winding portions 2A and 2B and a connecting portion 2R that connects both the winding portions 2A and 2B.
  • Each winding part 2A, 2B is formed in a hollow cylindrical shape with the same number of turns and the same winding direction, and is arranged in parallel so that the respective axial directions are parallel.
  • the connecting portion 2R is a portion bent in a U shape that connects the two winding portions 2A and 2B.
  • the coil 2 may be formed by spirally winding a single winding without a joint.
  • the windings 2A and 2B may be formed by separate windings, and the windings 2A and 2B You may form by joining the edge parts of a coil
  • Each winding part 2A, 2B of this embodiment is formed in a rectangular tube shape.
  • the rectangular tube-shaped winding parts 2A and 2B are winding parts whose end face shape is a square shape (including a square shape) with rounded corners.
  • the winding portions 2A and 2B may be formed in a cylindrical shape.
  • the cylindrical winding portion is a winding portion whose end face shape is a closed curved surface shape (an elliptical shape, a perfect circle shape, a race track shape, etc.).
  • the coil 2 including the winding portions 2A and 2B is a coated wire having an insulating coating made of an insulating material on the outer periphery of a conductor such as a flat wire or a round wire made of a conductive material such as copper, aluminum, magnesium, or an alloy thereof. Can be configured.
  • the windings 2A and 2B are formed by edgewise winding a rectangular wire made of copper and a conductor made of enamel (typically polyamideimide). Yes.
  • Both end portions 2a and 2b of the coil 2 are extended from the winding portions 2A and 2B and connected to the terminal members 7 and 7, respectively.
  • An external device such as a power source for supplying power to the coil 2 is connected via the terminal members 7 and 7.
  • the magnetic core 3 in this example includes a pair of first core components 310 formed in a columnar shape, and a pair of second core components 320 and 320 that connect the end faces 310e and 310e of the first core components 310 and 310. .
  • the first core components 310 and 310 and the second core components 320 and 320 are connected in a ring shape, so that the magnetic core 3 is formed.
  • the 1st core component 310 is a member provided with the inner core part 31 arrange
  • the inner core portion 31 is configured by alternately laminating a plurality of divided core pieces 31m and a plurality of gap members 31g (an exploded perspective view of the inner core portion 31 surrounded by a two-dot chain line in the lower right). See also).
  • the divided core pieces 31m are compacted bodies formed by pressure-molding raw material powder containing soft magnetic powder.
  • the first core component 310 is a core component obtained by integrating a plurality of powder compacts (divided core pieces) with the resin mold part 310m, and the same configuration as the core component 10 of the first embodiment is adopted.
  • the gap material 31g is a member for adjusting the magnetic characteristics of the inner core portion 31, and can be made of alumina, for example.
  • the inner core portion 31 in which the split core pieces 31m and the gap material 31g are laminated is immersed in a treatment liquid of a silane coupling agent, and then a resin mold is formed on the surface of the inner core portion 31.
  • the portion 310m may be formed.
  • the intermediate layer 13 (see FIG. 1) is formed between the split core 31m (a green compact) of the inner core portion 31 and the resin mold portion 310m, and the resin mold portion 310m is formed from the inner core portion 31. It can suppress peeling.
  • the first core component 310 may be in the form shown in the longitudinal sectional view of FIG.
  • the first core component 310 (core component 10) shown in FIG. 6 has a configuration in which three divided core pieces 31m (a green compact 11) are arranged in a separated state and integrated by a resin mold portion 310m (12). Prepare.
  • the resin mold part 310m that has entered between the adjacent two divided core pieces 31m functions as a gap material.
  • the productivity of the first core component 310 can be improved.
  • middle layer 13 is formed in the perimeter of the division
  • the 2nd core component 320 is a member which covered the outer periphery of the outer core part 32 arrange
  • the outer core part 32 is comprised by the division
  • the same configuration as the core component 10 of the first embodiment is also applied to the second core component 320.
  • the resin mold part 320m may be formed on the surface of the split core piece 32m after the split core piece 32m is immersed in a treatment liquid of a silane coupling agent.
  • the intermediate layer 13 is formed between the split core piece 32m (compact compact) and the resin mold part 320m, and the resin mold part 320m is formed from the split core piece 32m (outer core part 32). It can suppress peeling.
  • the first core component 310 and the second core component 320 in this example are a thin portion 311 formed at the axial end of the first core component 310, a frame portion 321 formed at the second core component 320, Are connected by mechanical fitting.
  • the thin part 311 is a part formed by the resin mold part 310m being thinner than the other part, and the frame part 321 is a part formed by the resin mold part 320m protruding.
  • the outer core portion 32 is exposed inside the frame portion 321 without being covered by the resin mold portion 320m.
  • the end surface 310e of the first core component 310 and the end surface 32e of the outer core portion 32 (divided core piece 32m) of the second core component 320 are used. And contact.
  • An adhesive may be used between the end surface 310e and the end surface 32e.
  • the end surface 310 e is configured by a resin mold portion 310 m that covers the end surface 31 e of the inner core portion 31. Therefore, in this example, the resin mold part 310m functions as a gap material between the end face 31e of the inner core part 31 and the end face 31e of the outer core part 32.
  • the reactor 1 includes a mounting plate 9 and a bonding layer 8.
  • the mounting plate 9 is a member that functions as a base when the reactor 1 is fixed to an installation target such as a cooling base. For this reason, the mounting plate 9 is required to have excellent mechanical strength. Further, the mounting plate 9 is required to play a role of releasing heat generated in the combined body 1 ⁇ to the installation target when the reactor 1 is used. Therefore, the mounting plate 9 is required to have excellent heat dissipation in addition to mechanical strength. In order to meet such a demand, the mounting plate 9 is made of metal. For example, aluminum or an alloy thereof, magnesium or an alloy thereof can be used as a constituent material of the mounting plate 9. These metals (alloys) have the advantage of being excellent in mechanical strength and thermal conductivity, lightweight and non-magnetic.
  • a bonding layer 8 is formed between the mounting plate 9 and the combined body 1 ⁇ .
  • the bonding layer 8 also has a function of conducting heat generated in the combined body 1 ⁇ when the reactor 1 is used to the mounting plate 9.
  • the constituent material of the bonding layer 8 is assumed to have insulating properties.
  • thermosetting resins such as epoxy resins, silicone resins, and unsaturated polyesters, and thermoplastic resins such as PPS resins and LCPs can be used.
  • the heat dissipation of the bonding layer 8 may be improved by incorporating the above-described ceramic filler or the like into these insulating resins.
  • the thermal conductivity of the bonding layer 8 is preferably 0.1 W / m ⁇ K or more, more preferably 1 W / m ⁇ K or more, and particularly preferably 2 W / m ⁇ K or more.
  • the bonding layer 8 may be formed by applying an insulating resin (or a ceramic filler-containing resin) on the mounting plate 9, or affixing a sheet material of the insulating resin on the mounting plate 9. May be formed. It is preferable to use a sheet-like bonding layer 8 because the bonding layer 8 can be easily formed on the mounting plate 9.
  • the reactor according to the second embodiment is used in applications where the energization conditions are, for example, maximum current (direct current): about 100 A to 1000 A, average voltage: about 100 V to 1000 V, and operating frequency: about 5 kHz to 100 kHz, typically an electric vehicle. It can be suitably used as a component part of a vehicle-mounted power conversion device such as a hybrid vehicle. In this application, it is expected that an inductance satisfying 10 ⁇ H or more and 2 mH or less of the inductance when the DC current is 0 A and 10% or more of the inductance when the maximum current is applied is 10% or more can be suitably used.
  • the core component of the present invention can be used for a reactor provided in a power conversion device such as a bidirectional DC-DC converter mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, or a fuel cell vehicle.
  • a power conversion device such as a bidirectional DC-DC converter mounted on an electric vehicle such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, or a fuel cell vehicle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)

Abstract

圧粉成形体と樹脂モールド部とが強固に接合したコア部品を提供する。軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体と、前記圧粉成形体の表面に形成される樹脂モールド部と、を備え、リアクトルに備わるコイルの内外に配置される磁性コアの一部となるコア部品であって、前記圧粉成形体と前記樹脂モールド部との間に、シランカップリング剤で形成された中間層を備える。シランカップリング剤で形成される中間層を介して圧粉成形体と樹脂モールド部とを強固に結合することができる。シランカップリング剤は、圧粉成形体の表面と化学的に結合すると共に、樹脂モールド部とも化学的に結合するため、中間層を介した圧粉成形体と樹脂モールド部との接合は極めて強固である。

Description

コア部品、コア部品の製造方法、およびリアクトル
　本発明は、ハイブリッド自動車などの電動車両に搭載される車載用ＤＣ－ＤＣコンバータや電力変換装置の構成部品などに利用されるリアクトルに利用されるコア部品とその製造方法、並びにコア部品を用いたリアクトルに関する。
　リアクトルやモータといった磁性部品が種々の分野で利用されている。そのような磁性部品として、例えば特許文献１には、ハイブリッド自動車のコンバータに利用されるリアクトルが開示されている。
　特許文献１は、ハイブリッド自動車などの車両に載置されるコンバータに利用されるリアクトルとして、巻線を螺旋状に巻回してなるコイルと、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体（リアクトル用コア片）を複数組み合わせて環状に形成される磁性コアとを備えるものを開示している。また、特許文献１は、各圧粉成形体を絶縁被覆層（樹脂モールド部）で覆ったコア部品や、複数の圧粉成形体を一体に樹脂モールド部で覆ったコア部品などを開示している。
特開２０１２－１１９４５４号公報
　圧粉成形体と樹脂モールド部との接合性に優れるコア部品が望まれている。
　リアクトルなどの磁気部品に備わるコイルは、通電時にはジュール熱によって発熱し、非通電時には発熱しない。特に、車載用コンバータに利用されるリアクトルなどのように、通電電流値が大きい場合には、コイルの発熱が大きい。従って、コイル近傍に配置される圧粉成形体や樹脂モールド部は、コイルに起因するヒートサイクルを受けて熱伸縮する。鉄などの金属を主体とする圧粉成形体と樹脂とではその熱膨張係数が異なるため、熱伸縮に起因して樹脂モールド部が圧粉成形体から剥離する恐れがある。樹脂モールド部が剥離すると、例えば、圧粉成形体とコイルとの間の絶縁が不十分になる可能性や、圧粉成形体間に設けられるギャップ長が変動する可能性がある。これらの不具合が生じた場合、リアクトルの磁気特性が損なわれる。また、樹脂モールド部が剥離して複数の圧粉成形体の一体化が不十分になると、剥離前後の共振周波数が変化して、剥離前と比較して振動や騒音が大きくなる恐れがある。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、圧粉成形体と樹脂モールド部とが強固に接合したコア部品を提供することにある。また、本発明の他の目的は、樹脂モールド部との接合性に優れるコア部品の製造方法を提供することにある。さらに、本発明の別の目的は、樹脂モールド部との接合性に優れるコア部品を用いたリアクトルを提供することにある。
　本発明の一態様に係るリアクトルは、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体と、前記圧粉成形体の表面に形成される樹脂モールド部と、を備え、リアクトルに備わるコイルの内外に配置される磁性コアの一部となるコア部品であって、前記圧粉成形体と前記樹脂モールド部との間に、シランカップリング剤で形成された中間層を備える。
　本発明の一態様に係るコア部品の製造方法は、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体を準備する工程αと、前記圧粉成形体の表面をシランカップリング剤で処理する工程βと、前記シランカップリング剤で処理した前記圧粉成形体の表面に、樹脂モールド部を形成する工程γと、を備える。
　本発明の一態様に係るリアクトルは、コイルと磁性コアとを有する組合体を備えるリアクトルであって、前記磁性コアは、本発明の一態様に係るコア部品を含む。
　上記コア部品は、圧粉成形体とその表面に形成される樹脂モールド部との接合性に優れる。
　上記コア部品の製造方法は、樹脂モールド部との接合性に優れるコア部品を作製することができる。
　上記リアクトルは、樹脂モールド部との接合性に優れるコア部品を用いたリアクトルである。
実施形態１に示すコア部品の概略断面図である。 シランカップリング剤の化学構造の概略図である。 樹脂モールド部の形成方法を説明する概略説明図である。 実施形態２のリアクトルの概略上方斜視図である。 実施形態２のリアクトルに備わる組合体の分解斜視図である。 図５に示す第一コア部品とは別の構成を備える第一コア部品の概略縦断面図である。
・本発明の実施形態の説明
　最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
＜１＞実施形態のコア部品は、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体と、前記圧粉成形体の表面に形成される樹脂モールド部と、を備え、リアクトルに備わるコイルの内外に配置される磁性コアの一部となるコア部品であって、前記圧粉成形体と前記樹脂モールド部との間に、シランカップリング剤で形成された中間層を備える。
　上記コア部品によれば、シランカップリング剤で形成される中間層を介して圧粉成形体と樹脂モールド部とを強固に接合することができる。シランカップリング剤は、圧粉成形体の表面と化学的に結合すると共に、樹脂モールド部とも化学的に結合するため、中間層を介した圧粉成形体と樹脂モールド部との接合は極めて強固である。
＜２＞実施形態のコア部品として、前記樹脂モールド部は、前記中間層と前記樹脂モールド部との接合を強固にする結合助剤を含み、前記結合助剤は、エポキシ基、カルボキシル基、酸無水物基、アミノ基、およびイソシアネート基から選択される少なくとも１種の官能基を有する形態を挙げることができる。
　樹脂モールド部を形成する樹脂中に、シランカップリング剤と化学的に結合する官能基を有する結合助剤を含ませておくことで、中間層と樹脂モールド部との接合を強固にできる。その結果、中間層を介した圧粉成形体と樹脂モールド部との接合をより一層、強固なものにできる。樹脂中に含ませておいた結合助剤は、樹脂モールド部に残存する。
＜３＞実施形態のコア部品の製造方法は、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体を準備する工程αと、前記圧粉成形体の表面をシランカップリング剤で処理する工程βと、前記シランカップリング剤で処理した前記圧粉成形体の表面に、樹脂モールド部を形成する工程γと、を備える。
　上記コア部品の製造方法によれば、圧粉成形体と樹脂モールド部との間に、両者を強固に接合させる中間層が形成された実施形態のコア部品を作製することができる。
＜４＞実施形態のリアクトルは、コイルと磁性コアとを有する組合体を備えるリアクトルであって、前記磁性コアは、実施形態に係るコア部品を含む。
　上記リアクトルでは、コア部品の圧粉成形体と樹脂モールド部とが強固に接合しているため、圧粉成形体から樹脂モールド部が剥離するなどの不具合が生じ難い。そのため、上記リアクトルでは、樹脂モールド部の剥離に伴う不具合が生じ難い。
・本発明の実施形態の詳細
　以下、本発明のリアクトルの実施形態を図面に基づいて説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本発明は実施形態に示される構成に限定されるわけではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内の全ての変更が含まれることを意図する。
＜実施形態１＞
　≪コア部品≫
　図１は、実施形態に係るコア部品１０の概略断面図である。コア部品１０は、リアクトルに備わるコイルの内外に配置される磁性コアの一部となる。このコア部品１０は、磁性部材である圧粉成形体１１と、その表面に形成される樹脂モールド部１２と、を備える。さらに、このコア部品１０は、圧粉成形体１１と樹脂モールド部１２との間に形成される中間層１３を備える。
　　［圧粉成形体］
　コア部品１０に備わる圧粉成形体１１は、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形することで得られる。軟磁性粉末は、鉄などの鉄属金属やその合金（Ｆｅ－Ｓｉ合金、Ｆｅ－Ｎｉ合金など）などで構成される磁性粒子の集合体である。磁性粒子の平均粒径（Ｄ５０）は、例えば１μｍ以上１０００μｍ以下、特に１０μｍ以上５００μｍ以下とすることが好ましい。磁性粒子の表面には、１０ｎｍ以上１μｍ以下のリン酸塩などで構成される絶縁被覆が形成されていても良い。また、原料粉末には、軟磁性粉末の他に、ステアリン酸アミドなどの潤滑剤や、シリコーン樹脂などのバインダが含まれていても良い。潤滑剤やバインダは、後述する圧粉成形体の熱処理の際に消失するものであっても良い。
　圧粉成形体１１の全体形状は、代表的には、図１に示す直方体状であるが、特に限定されない。直方体状の他に、圧粉成形体１１は、円柱状であっても良いし、後述する実施形態２に示す外側コア部のように概略半円柱状であっても良い。
　　［樹脂モールド部］
　樹脂モールド部１２は、圧粉成形体１１の外周の少なくとも一部を覆っていれば良いが、圧粉成形体１１の全周を覆っていることが好ましい。但し、コア部品１０を磁性コアのどの位置に配置するかによって、敢えて圧粉成形体１１の外周の一部を樹脂モールド部１２で覆わない構成としても良い。例えば、後述する実施形態２の第二コア部品３２０（図５参照）は、外側コア部３２（圧粉成形体）の一部が樹脂モールド部３２０ｍから露出する構成の一例である。
　図１とは異なり、樹脂モールド部１２によって、複数の圧粉成形体１１をまとめて一体化する構成とすることもできる。例えば、後述する実施形態２の第一コア部品３１０（図５参照）は、複数の分割コア３１ｍ（圧粉成形体）を樹脂モールド部３１０ｍで覆った構成の一例である。
　樹脂モールド部１２を構成する樹脂としては、例えば、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ナイロン６、ナイロン６６といったポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂などの熱可塑性樹脂を利用することができる。その他、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂を利用することも可能である。これらの樹脂にアルミナやシリカなどのセラミックスフィラーを含有させて、樹脂モールド部１２の放熱性を向上させても良い。
　樹脂モールド部１２はさらに、後述する中間層１３と樹脂モールド部１２との接合を強固にする結合助剤を含有していても良い。結合助剤については、中間層１３の項目で改めて説明する。
　　［中間層］
　コア部品１０に備わる中間層１３は、圧粉成形体１１の表面と樹脂モールド部１２との間で、両者１１，１２とを強固に接合させる層である。中間層１３は、シランカップリング剤で形成されており、圧粉成形体１１の表面に化学結合すると共に、樹脂モールド部１２とも化学結合する。
　シランカップリング剤の基本構造の一例を図２に示す。図中のＯＲは加水分解基（ＯＣＨ３、ＯＣ２Ｈ５、ＯＣＯＣＨ３など）であり、同じく図中のＹは、反応性官能基（アミノ基、エポキシ基、メタクリル基、ビニル基、メルカプト基など）である。加水分解基は、圧粉成形体１１の表面にある水酸基との水素結合、脱水縮重合反応を経て、圧粉成形体１１の表面に化学結合する。一方、反応性官能基は、樹脂モールド部１２の官能基と化学結合する。その結果、シランカップリング剤で形成される中間層１３によって、圧粉成形体１１と樹脂モールド部１２とが強固に接合される。
　ここで、中間層１３を形成するシランカップリング剤の反応性官能基と化学結合し易い官能基を備える結合助剤を樹脂モールド部１２に含ませておけば、中間層１３と樹脂モールド部１２との接合をより強固なものとすることができる。シランカップリング剤の反応性官能基と化学結合し易い官能基としては、例えば、エポキシ基や、カルボキシル基、酸無水物基、アミノ基、イソシアネート基などを挙げることができる。つまり、結合助剤として、上記官能基の少なくとも１種を有する結合助剤を利用することが好ましい。
　結合助剤の一例として、無水マレイン酸変性エチレン系共重合体や、グリシジルメタクリレート変性エチレン系共重合体、グリシジルエーテル変性エチレン系共重合体、エポキシ樹脂、イソシアネート化合物などを挙げることができる。
　≪コア部品の製造方法≫
　上記コア部品１０は、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体１１を準備する工程αと、圧粉成形体１１の表面をシランカップリング剤で処理する工程βと、シランカップリング剤で処理した圧粉成形体１１の表面に、樹脂モールド部１２を形成する工程γと、を備える。
　　［工程α］
　圧粉成形体１１は、公知の圧粉成形体の製造方法で得ることができる。即ち、金型のキャビティ内に、軟磁性粉末を含む原料粉末を充填し、当該原料粉末を加圧成形することで、圧粉成形体１１を得ることができる。原料粉末には、圧粉成形体１１の項目で既に述べたものを利用することができる。原料粉末の加圧成形の圧力は、３９０ＭＰａ以上１５００ＭＰａ以下とすることができる。
　加圧成形後の圧粉成形体１１には所定の熱処理を施すことが好ましい。加圧成形の際に、原料粉末に含まれる磁性粒子に歪が導入されるからである。この歪は、圧粉成形体１１のヒステリシス損失を増加させる恐れがあるが、熱処理によって除去することができる。熱処理の条件は、４００℃以上７００℃以下で、３０分以上６０分以下とすることができる。
　　［工程β］
　圧粉成形体１１の表面をシランカップリング剤で処理するには、例えば、シランカップリング剤を含有する処理液を圧粉成形体１１の表面に塗布したり、前記処理液に圧粉成形体１１を浸漬したりすれば良い。シランカップリング剤の溶媒は、水でも良いし、エタノールやアセトンなどの水溶性有機溶媒などでも良い。
　溶液中のシランカップリング剤の濃度は適宜選択することができる。例えば、処理液中のシランカップリング剤の含有量は、０．０５質量％以上２．０質量％以下、あるいは０．１質量％以上１．５質量％以下とすると良い。シランカップリング剤の含有量が０．０５質量％より少ないと十分な中間層１３が形成されない。またシランカップリング剤の含有量が２．０質量％より多いとシランカップリング剤層が多層に形成されるため、シランカップリング剤層間で剥離が生じる恐れがある。
　圧粉成形体１１の表面をシランカップリング剤で処理する前に、圧粉成形体１１の表面をアルカリ性溶液、または酸性溶液で前処理することが好ましい。前処理は、シランカップリング剤との反応に有利な官能基（水酸基）を圧粉成形体１１の表面に生成させるためのものである。アルカリ性溶液としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウム、炭酸ナトリウムなどの水溶液を挙げることができる。また、酸性溶液としては、塩酸や硝酸、リン酸、硫酸の溶液などを挙げることができる。
　　［工程γ］
　圧粉成形体１１の表面に樹脂モールド部１２を形成するには、例えば、図３に示すモールド用金型６を用いることができる。モールド用金型６は、その内周面から圧粉成形体１１を離隔させた状態で保持する保持部材６０，６０と、モールド用金型６の内部に樹脂を注入する注入口６１と、を備える。注入口６１から樹脂を充填することで、図中の太線矢印に示すように、圧粉成形体１１の外周に沿って樹脂が行き渡り、図１に示す樹脂モールド部１２を形成することができる。その際、圧粉成形体１１と樹脂モールド部１２との間に、シランカップリング剤に由来する中間層１３が形成される。
　ここで、既に述べたように、樹脂モールド部１２を構成する樹脂には結合助剤を含有させておくことが好ましい。樹脂に結合助剤を含有させておくことで、樹脂が硬化したときに、中間層１３と樹脂モールド部１２との接合を強固なものとすることができる。樹脂における結合助剤の最適な含有量は、樹脂の種類や、結合助剤の種類、シランカップリング剤の種類によって変化するため、一概に決定することはできない。例えば樹脂と結合助剤の合計質量を１００としたとき、１質量％以上５０質量％以下、２質量％以上２５質量％以下とすることが挙げられる。
　≪試験例≫
　複数の圧粉成形体１１を用意し、各圧粉成形体１１の表面に樹脂モールド部１２を形成した試料１～７（コア部品１０）を作製した。試料１～７の圧粉成形体１１は同じ構成のものを使用した。各試料１～７の樹脂モールド部１２の形成に使用する材料は以下のいずれかである。試料１～７の構成は表１に記載する。
・樹脂モールド部１２を構成する樹脂
…ＰＰＳ樹脂、あるいはＰＡ９Ｔ樹脂（株式会社クラレ製のポリアミド樹脂）
・結合助剤
…グリシジルメタクリレート変性エチレン系共重合体（以下、化合物Ｉ）、あるいは無水マレイン酸変性エチレン系共重合体（以下、化合物ＩＩ）
・カップリング剤
…反応性官能基としてアミノ基を持つシランカップリング剤（以下、アミノ系カップリング剤）、または反応性官能基としてエポキシ基を持つシランカップリング剤（以下、エポキシ系カップリング剤）
　作製した試料１～７について、樹脂モールド部１２の剥離試験（ＪＩＳ　Ｋ　６８５０）を行った。剥離試験の結果、圧粉成形体１１と樹脂モールド部１２との接合が強固なものから順に評価Ａ，Ｂ，Ｃとした。評価Ａは、樹脂モールド部１２を剥離したときに、圧粉成形体１１が破壊されたり圧粉成形体１１の表面が剥離したもの、評価Ｃは、圧粉成形体１１に特に損傷が生じることがなかったものである。また、評価Ｂは、評価Ａほどの損傷が圧粉成形体１１に生じなかったものの、樹脂モールド部１２を剥離し難かったものである。剥離試験の結果も表１に合わせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、樹脂モールド部１２に結合助剤を含み、かつ圧粉成形体１１の表面をシランカップリング剤で処理した試料１～３の接合性は、評価Ａであった。また、樹脂モールド部１２に結合助剤を含まないものの、圧粉成形体１１の表面をシランカップリング剤で処理した試料５，７の接合性は、評価Ｂであった。一方、樹脂モールド部１２に結合助剤を含むものの、圧粉成形体１１の表面をシランカップリング剤で処理しなかった試料４，６の接合性は、評価Ｃであった。これらの結果から、圧粉成形体１１の表面をシランカップリング剤で処理することで、圧粉成形体１１と樹脂モールド部１２との接合性が向上することが明らかになった。また、シランカップリング剤での圧粉成形体１１の表面処理に加え、さらに樹脂モールド部１２に結合助剤を含有させれば、より一層、圧粉成形体１１と樹脂モールド部１２との接合性が向上することが明らかになった。
＜実施形態２＞
　実施形態２では、実施形態１で説明したコア部品１０を用いたリアクトル１の一例を図４，５を参照して説明する。
　≪全体構成≫
　図４に示すリアクトル１は、コイル２と磁性コア３とを有する組合体１αを、載置板９上に結合層８で固定した構成を備える。本例のリアクトル１では、後述する磁性コア３を構成する第一コア部品３１０および第二コア部品３２０に、実施形態１のコア部品１０の構成を適用する。
　≪組合体≫
　コイル２と磁性コア３とを機械的に組み合わせた組合体１αの説明では主として図５の分解斜視図を参照する。
　　［コイル］
　本実施形態におけるコイル２は、一対の巻回部２Ａ，２Ｂと、両巻回部２Ａ，２Ｂを連結する連結部２Ｒと、を備える。各巻回部２Ａ，２Ｂは、互いに同一の巻数、同一の巻回方向で中空筒状に形成され、各軸方向が平行になるように並列されている。また、連結部２Ｒは、両巻回部２Ａ，２Ｂを繋ぐＵ字状に屈曲された部分である。このコイル２は、接合部の無い一本の巻線を螺旋状に巻回して形成しても良いし、各巻回部２Ａ，２Ｂを別々の巻線により作製し、各巻回部２Ａ，２Ｂの巻線の端部同士を溶接や圧着などにより接合することで形成しても良い。
　本実施形態の各巻回部２Ａ，２Ｂは角筒状に形成されている。角筒状の巻回部２Ａ，２Ｂとは、その端面形状が四角形状（正方形状を含む）の角を丸めた形状の巻回部のことである。もちろん、巻回部２Ａ，２Ｂは円筒状に形成しても構わない。円筒状の巻回部とは、その端面形状が閉曲面形状（楕円形状や真円形状、レーストラック形状など）の巻回部のことである。
　巻回部２Ａ，２Ｂを含むコイル２は、銅やアルミニウム、マグネシウム、あるいはその合金といった導電性材料からなる平角線や丸線などの導体の外周に、絶縁性材料からなる絶縁被覆を備える被覆線によって構成することができる。本実施形態では、導体が銅製の平角線からなり、絶縁被覆がエナメル（代表的にはポリアミドイミド）からなる被覆平角線をエッジワイズ巻きにすることで、各巻回部２Ａ，２Ｂを形成している。
　コイル２の両端部２ａ，２ｂは、巻回部２Ａ，２Ｂから引き延ばされて、端子部材７，７に接続される。この端子部材７，７を介して、コイル２に電力供給を行なう電源などの外部装置が接続される。
　　［磁性コア］
　本例における磁性コア３は、柱状に形成される一対の第一コア部品３１０と、これら第一コア部品３１０，３１０の端面３１０ｅ，３１０ｅを繋ぐ一対の第二コア部品３２０，３２０と、を備える。これら第一コア部品３１０，３１０と第二コア部品３２０，３２０とが環状に繋がることで、磁性コア３が形成されている。
　　［［第一コア部品］］
　第一コア部品３１０は、コイル２の巻回部２Ａ（２Ｂ）の内部に配置される内側コア部３１と、その外周を覆う樹脂モールド部３１０ｍと、を備える部材である。内側コア部３１は、複数の分割コア片３１ｍと、複数のギャップ材３１ｇと、を交互に積層することで構成されている（右下の二点鎖線で囲った内側コア部３１の分解斜視図も合わせて参照）。分割コア片３１ｍは、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体である。つまり、第一コア部品３１０は、複数の圧粉成形体（分割コア片）を樹脂モールド部３１０ｍで一体化したコア部品であって、実施形態１のコア部品１０と同様の構成が採用されている。ギャップ材３１ｇは、内側コア部３１の磁気特性を調整するための部材であって、例えばアルミナなどで構成することができる。
　上記第一コア部品３１０を作製するには、分割コア片３１ｍとギャップ材３１ｇとを積層した内側コア部３１をシランカップリング剤の処理液に浸漬した後、内側コア部３１の表面に樹脂モールド部３１０ｍを形成すれば良い。その結果、内側コア部３１の分割コア３１ｍ（圧粉成形体）と、樹脂モールド部３１０ｍと、の間に中間層１３（図１参照）が形成され、内側コア部３１から樹脂モールド部３１０ｍが剥離することを抑制できる。
　ここで、第一コア部品３１０は、図６の縦断面図に示す形態とすることもできる。図６に示す第一コア部品３１０（コア部品１０）は、三つの分割コア片３１ｍ（圧粉成形体１１）を離隔させた状態で並べ、樹脂モールド部３１０ｍ（１２）で一体化した構成を備える。この場合、隣接する二つの分割コア片３１ｍの間に入り込んだ樹脂モールド部３１０ｍが、ギャップ材として機能する。この構成であれば、ギャップ材を別途用意する手間がなく、第一コア部品３１０の生産性を向上させることができる。また、分割コア片３１ｍの全周に中間層１３が形成されるため、樹脂モールド部３１０ｍの剥離を効果的に抑制できる。
　　［［第二コア部品］］
　第二コア部品３２０は、巻回部２Ａ，２Ｂの外側に配置される外側コア部３２の外周を樹脂モールド部３２０ｍで覆った部材である。外側コア部３２は、概略半円柱状の圧粉成形体である分割コア片３２ｍで構成されている。この第二コア部品３２０にも、実施形態１のコア部品１０と同様の構成が作用されている。
　上記第二コア部品３２０を作製するには、分割コア片３２ｍをシランカップリング剤の処理液に浸漬した後、分割コア片３２ｍの表面に樹脂モールド部３２０ｍを形成すれば良い。その結果、分割コア片３２ｍ（圧粉成形体）と樹脂モールド部３２０ｍとの間に中間層１３（図１参照）が形成され、分割コア片３２ｍ（外側コア部３２）から樹脂モールド部３２０ｍが剥離することを抑制できる。
　　［［コア部品に関するその他の構成］］
　本例における第一コア部品３１０と第二コア部品３２０とは、第一コア部品３１０の軸方向端部に形成される薄肉部３１１と、第二コア部品３２０に形成される枠部３２１と、の機械的な嵌め合いによって連結されている。薄肉部３１１は、他の部分よりも樹脂モールド部３１０ｍが薄くなることで形成される部分であり、枠部３２１は、樹脂モールド部３２０ｍが突出することで形成される部分である。枠部３２１の内側には、外側コア部３２が樹脂モールド部３２０ｍに覆われることなく露出している。
　第一コア部品３１０と第二コア部品３２０とを連結する本例の構成では、第一コア部品３１０の端面３１０ｅと、第二コア部品３２０の外側コア部３２（分割コア片３２ｍ）の端面３２ｅと、が接触する。端面３１０ｅと端面３２ｅとの間に接着剤を用いても構わない。ここで、端面３１０ｅは内側コア部３１の端面３１ｅを覆う樹脂モールド部３１０ｍで構成されている。そのため、本例では、樹脂モールド部３１０ｍが、内側コア部３１の端面３１ｅと外側コア部３２の端面３１ｅとの間でギャップ材として機能する。
　≪その他の構成≫
　本実施形態１のリアクトル１は、図４に示すように、載置板９や結合層８などを備える。
　　［載置板］
　載置板９は、リアクトル１を冷却ベースなどの設置対象に固定する際の台座として機能する部材である。そのため、載置板９は、機械的強度に優れることが求められる。また、載置板９には、リアクトル１の使用時に組合体１αで発生した熱を設置対象に逃がす役割が求められる。そのため、載置板９は、機械的強度に加えて、放熱性に優れることが求められる。このような要請に応えるため、載置板９は金属で構成する。例えば、載置板９の構成材料として、アルミニウムやその合金、マグネシウムやその合金を利用することができる。これらの金属（合金）は、機械的強度と熱伝導性に優れ、かつ軽量で非磁性であるという利点を有する。
　　［結合層］
　上記載置板９と組合体１αとの間には、両者１，９を接合させる結合層８が形成されている。この結合層８は、リアクトル１の使用時に組合体１αで発生した熱を載置板９に伝導する機能も持つ。
　結合層８の構成材料は、絶縁性を有するものとする。例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂や、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。これら絶縁性樹脂に、上述したセラミックスフィラーなどを含有させることで、結合層８の放熱性を向上させても良い。結合層８の熱伝導率は、例えば０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましく、更に１Ｗ／ｍ・Ｋ以上、特に２Ｗ／ｍ・Ｋ以上が好ましい。
　結合層８は、載置板９上に絶縁性樹脂（セラミックスフィラー含有樹脂でも可）を塗布することによって形成しても良いし、載置板９上に絶縁性樹脂のシート材を貼り付けることで形成しても良い。結合層８としてシート状のものを用いると、載置板９上に結合層８を形成し易いため、好ましい。
　≪リアクトルの効果≫
　以上説明した構成を備えるリアクトル１では、その使用に伴う磁性コア３の熱伸縮が生じても、磁性コア３の樹脂モールド部３１０ｍ，３２０ｍが剥離し難い。そのため、樹脂モールド部３１０ｍ，３２０ｍの剥離に伴う不具合、例えばリアクトル１の磁気特性の低下や振動・騒音などの問題が生じ難い。
　実施形態２に係るリアクトルは、通電条件が、例えば、最大電流（直流）：１００Ａ～１０００Ａ程度、平均電圧：１００Ｖ～１０００Ｖ程度、使用周波数：５ｋＨｚ～１００ｋＨｚ程度である用途、代表的には電気自動車やハイブリッド自動車などの車載用電力変換装置の構成部品に好適に利用することができる。この用途では、直流通電が０Ａのときのインダクタンスが、１０μＨ以上２ｍＨ以下、最大電流通電時のインダクタンスが、０Ａのときのインダクタンスの１０％以上を満たすものが好適に利用できると期待される。
　本発明のコア部品は、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池自動車といった電動車両に搭載される双方向ＤＣ－ＤＣコンバータなどの電力変換装置に備わるリアクトルに利用することができる。
１０　コア部品
　１１　圧粉成形体　１２　樹脂モールド部　１３　中間層
１　リアクトル　１α　組合体
２　コイル
　２Ａ，２Ｂ　巻回部　２Ｒ　連結部　２ａ，２ｂ　端部
３　磁性コア
　３１０　第一コア部品　３１０ｍ　樹脂モールド部　３１０ｅ　端面
　３１１　薄肉部
　３１　内側コア部　３１ｍ　分割コア片　３１ｇ　ギャップ材　
　３１ｅ　端面
　３２０　第二コア部品　３２０ｍ　樹脂モールド部
　３２１　枠部
　３２　外側コア部　３２ｍ　分割コア片　３２ｅ　端面
６　モールド用金型
　６０　保持部材　６１　注入口
７　端子部材
８　結合層
９　載置板

Claims (4)

  1. 　軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体と、前記圧粉成形体の表面に形成される樹脂モールド部と、を備え、リアクトルに備わるコイルの内外に配置される磁性コアの一部となるコア部品であって、
    　前記圧粉成形体と前記樹脂モールド部との間に、シランカップリング剤で形成された中間層を備えるコア部品。
  2. 　前記樹脂モールド部は、前記中間層と前記樹脂モールド部との接合を強固にする結合助剤を含み、
    　前記結合助剤は、エポキシ基、カルボキシル基、酸無水物基、アミノ基、およびイソシアネート基から選択される少なくとも１種の官能基を有する請求項１に記載のコア部品。
  3. 　軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体を準備する工程αと、
    　前記圧粉成形体の表面をシランカップリング剤で処理する工程βと、
    　前記シランカップリング剤で処理した前記圧粉成形体の表面に、樹脂モールド部を形成する工程γと、
    　を備えるコア部品の製造方法。
  4. 　コイルと磁性コアとを有する組合体を備えるリアクトルであって、
    　前記磁性コアは、請求項１に記載のコア部品を含むリアクトル。
PCT/JP2016/050544 2015-01-13 2016-01-08 コア部品、コア部品の製造方法、およびリアクトル WO2016114236A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/540,083 US10748704B2 (en) 2015-01-13 2016-01-08 Core component, method for manufacturing core component, and reactor
CN201680004648.3A CN107112115A (zh) 2015-01-13 2016-01-08 铁芯部件、铁芯部件的制造方法及电抗器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-004512 2015-01-13
JP2015004512A JP6478149B2 (ja) 2015-01-13 2015-01-13 コア部品、コア部品の製造方法、およびリアクトル

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016114236A1 true WO2016114236A1 (ja) 2016-07-21

Family

ID=56405783

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/050544 WO2016114236A1 (ja) 2015-01-13 2016-01-08 コア部品、コア部品の製造方法、およびリアクトル

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10748704B2 (ja)
JP (1) JP6478149B2 (ja)
CN (1) CN107112115A (ja)
WO (1) WO2016114236A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102004805B1 (ko) * 2017-10-18 2019-07-29 삼성전기주식회사 코일 전자 부품
JP7191535B2 (ja) * 2018-03-29 2022-12-19 株式会社小松製作所 リアクトルコア、リアクトル及びリアクトルコアの製造方法
CN108389705A (zh) * 2018-05-17 2018-08-10 无锡应达工业有限公司 一种限流电抗器
CN108711507A (zh) * 2018-05-17 2018-10-26 无锡应达工业有限公司 一种限流电抗器的生产方法
JP7379066B2 (ja) 2019-10-09 2023-11-14 株式会社村田製作所 インダクタ部品
CN114613567B (zh) * 2022-04-13 2023-07-07 湖南金磁电子有限公司 塑性软磁性导磁、无线充电隔磁器件及其制备方法和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010267932A (ja) * 2009-05-18 2010-11-25 Sumitomo Electric Ind Ltd リアクトル
JP2012044156A (ja) * 2010-07-23 2012-03-01 Toyota Central R&D Labs Inc 圧粉磁心の製造方法および磁心用粉末の製造方法
JP2012119454A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Sumitomo Electric Ind Ltd リアクトル
JP2014072367A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Hitachi Chemical Co Ltd 被覆金属粉及び圧粉磁心

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101067731B1 (ko) * 2004-12-03 2011-09-28 니타 가부시키가이샤 전자 간섭 억제체, 안테나 장치, 및 전자 정보 전달 장치
JP4654881B2 (ja) * 2005-11-02 2011-03-23 住友電気工業株式会社 軟磁性材料を用いて製造された圧粉磁心
WO2008018179A1 (en) * 2006-08-11 2008-02-14 Mitsui Chemicals, Inc. Antenna core and antenna
JP4858035B2 (ja) * 2006-09-19 2012-01-18 トヨタ自動車株式会社 リアクトルのコアおよびリアクトル
WO2012101977A1 (ja) * 2011-01-25 2012-08-02 パナソニック株式会社 モールド構造体およびモータ
CN103946936A (zh) * 2011-09-20 2014-07-23 大同特殊钢株式会社 电抗器及用于电抗器的复合物
JP5874959B2 (ja) * 2011-10-11 2016-03-02 住友電装株式会社 リアクトルおよびその製造方法
JP5957950B2 (ja) * 2012-02-24 2016-07-27 住友電気工業株式会社 リアクトル、コンバータ、電力変換装置、及びリアクトル用コア部品
JP6098786B2 (ja) * 2012-09-21 2017-03-22 住友電気工業株式会社 複合材料、リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置
JP6069070B2 (ja) * 2013-03-28 2017-01-25 日東電工株式会社 軟磁性熱硬化性接着フィルム、磁性フィルム積層回路基板、および、位置検出装置
JP2015082554A (ja) * 2013-10-22 2015-04-27 日東電工株式会社 軟磁性樹脂組成物、および、軟磁性フィルム
CN106233401B (zh) * 2014-10-10 2019-08-13 株式会社村田制作所 软磁性材料粉末及其制造方法、磁芯及其制造方法
JP6330692B2 (ja) * 2015-02-25 2018-05-30 株式会社村田製作所 電子部品

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010267932A (ja) * 2009-05-18 2010-11-25 Sumitomo Electric Ind Ltd リアクトル
JP2012044156A (ja) * 2010-07-23 2012-03-01 Toyota Central R&D Labs Inc 圧粉磁心の製造方法および磁心用粉末の製造方法
JP2012119454A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Sumitomo Electric Ind Ltd リアクトル
JP2014072367A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Hitachi Chemical Co Ltd 被覆金属粉及び圧粉磁心

Also Published As

Publication number Publication date
US10748704B2 (en) 2020-08-18
CN107112115A (zh) 2017-08-29
JP2016131200A (ja) 2016-07-21
JP6478149B2 (ja) 2019-03-06
US20170352478A1 (en) 2017-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016114236A1 (ja) コア部品、コア部品の製造方法、およびリアクトル
WO2016129487A1 (ja) リアクトル用コア片、リアクトル用コア片の製造方法、およびリアクトル
JP5874959B2 (ja) リアクトルおよびその製造方法
JP6176516B2 (ja) リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置
JP2009033051A (ja) リアクトル用コア
JP7133685B2 (ja) リアクトル及びその製造方法
JP2008288370A (ja) 面実装インダクタおよびその製造方法
CN104078193A (zh) 电感器和该电感器的制造方法
JP2008042051A (ja) リアクトル
WO2013118524A1 (ja) リアクトル、コンバータ及び電力変換装置、並びにリアクトル用コア材料
JP2011129593A (ja) リアクトル
JP2012238634A (ja) コイル成形体及びリアクトル
JP2013179186A (ja) リアクトル、リアクトル用部品、コンバータ、及び電力変換装置
JP2012238659A (ja) リアクトル、およびリアクトルの製造方法
CN1856847B (zh) 磁性基材的层压体及其制造方法
JP6557527B2 (ja) リアクトル
JP2012119454A (ja) リアクトル
JP6974282B2 (ja) リアクトル
CN110226208B (zh) 电抗器
WO2013128762A1 (ja) リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置
JP2015050298A (ja) リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置
JP2012227288A (ja) コイル成形体、リアクトル用部品、およびリアクトル
JP7503402B2 (ja) リアクトル及びその製造方法
JP2013077845A (ja) リアクトル、及び昇圧コンバータ
JP2006080127A (ja) コイル素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16737307

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15540083

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16737307

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1