WO2018163869A1 - コイル成形体、およびリアクトル - Google Patents

コイル成形体、およびリアクトル Download PDF

Info

Publication number
WO2018163869A1
WO2018163869A1 PCT/JP2018/006786 JP2018006786W WO2018163869A1 WO 2018163869 A1 WO2018163869 A1 WO 2018163869A1 JP 2018006786 W JP2018006786 W JP 2018006786W WO 2018163869 A1 WO2018163869 A1 WO 2018163869A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
winding
coil
gap
molded body
reactor
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/006786
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
慎太郎 南原
和嗣 草別
悠作 前田
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 US16/491,029 priority Critical patent/US11615913B2/en
Priority to CN201880012549.9A priority patent/CN110402474B/zh
Publication of WO2018163869A1 publication Critical patent/WO2018163869A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00Fixed inductances not covered by group H01F17/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • H01F27/255Magnetic cores made from particles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/324Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
    • H01F27/325Coil bobbins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus 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
    • H01F41/02Apparatus 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
    • H01F41/04Apparatus 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 for manufacturing coils
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F2017/048Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with encapsulating core, e.g. made of resin and magnetic powder

Definitions

  • the present invention relates to a coil molded body and a reactor.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-041339 filed on Mar. 6, 2017, and incorporates all the contents described in the aforementioned Japanese application.
  • Patent Document 1 discloses a reactor that includes a coil having a pair of winding portions arranged in parallel and a magnetic core that forms a closed magnetic circuit, and is used as a component of a converter of a hybrid vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a reactor using a coil molded body in which an outer periphery of a winding portion is covered with an integrated resin.
  • the coil molded body of the present disclosure is: A coil molded body comprising a coil having a winding part and an integrated resin covering at least the inner peripheral surface of the winding part, A gap portion that is integrated with the inner peripheral surface and divides the inner space of the winding portion into two in the axial direction of the winding portion.
  • the reactor of the present disclosure is A coil molded body of the present disclosure; And a magnetic core having an inner core portion disposed inside the winding portion provided in the coil molded body and an outer core portion disposed outside the winding portion.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a perspective view of a coil molded body provided in the reactor according to the first embodiment. It is a partial longitudinal cross-sectional view of the coil molded object of FIG.
  • FIG. 5 is a partial vertical cross-sectional view of a coil molded body having a gap portion different from that in FIG. 4 and 5 are partial longitudinal cross-sectional views of a coil molded body having a different gap configuration.
  • Patent Document 1 a magnetic core is manufactured by integrating a plurality of core pieces and a gap member with an adhesive. Therefore, there is a problem that the gap length between the core pieces is easily changed depending on the thickness of the adhesive and the dimension of the gap member, and it is difficult to stabilize the inductance of the reactor. In addition, there is a problem that the process of bonding a plurality of core pieces and gap members is complicated and the productivity of the reactor is not good.
  • This disclosure is intended to provide a coil molded body in which a gap length can be easily adjusted to a predetermined length when a reactor is manufactured, and a reactor having a gap length adjusted to a predetermined length.
  • Another object of the present disclosure is to provide a coil molded body that can improve the productivity of the reactor and a reactor that is excellent in productivity.
  • the coil molded body according to the embodiment is A coil molded body comprising a coil having a winding part and an integrated resin covering at least the inner peripheral surface of the winding part, A gap portion that is integrated with the inner peripheral surface and divides the inner space of the winding portion into two in the axial direction of the winding portion.
  • the coil molded body it is easy to adjust the gap length when manufacturing the reactor. Since the gap portion is integrated with the inner peripheral surface of the winding portion, the position of the gap portion does not shift when the inner core portion is disposed inside the winding portion, and a predetermined gap length can be maintained. . In addition, since the position of the gap portion is already determined inside the winding portion, it is possible to eliminate the problem that the gap length changes due to variations in the thickness of the adhesive as in the prior art.
  • the coil molded body improves the productivity of the reactor. This is because the gap portion is integrated with the inner peripheral surface of the winding portion, thereby eliminating the trouble of separately preparing the gap portion and the trouble of assembling the gap portion to the magnetic core.
  • the said gap part can mention the form provided in the center of the axial direction of the said winding part.
  • the gap part in the center of the winding part there are cases where various advantages can be obtained by providing the gap part in the center of the winding part.
  • a weld is formed at the center of the winding part, and the weld is a machine of the inner core part. It may be a weak point.
  • the gap portion since the gap portion is originally located at a position where the weld is formed, it is possible to suppress the formation of the weld inside the winding portion.
  • the corner inside the winding portion can be changed without changing the filling pressure of the composite material from one end side and the filling pressure of the composite material from the other end side.
  • Each can be filled with a composite material.
  • the whole gap part can mention the form comprised by the said integral resin.
  • the productivity of the coil molded body can be improved by producing the gap portion using the integrated resin. This is because it is not necessary to separately prepare a member to be a gap portion.
  • the gap portion include a gap member made of a nonmagnetic material and the integrated resin that fixes the gap member to the inner peripheral surface of the winding portion.
  • the gap member is made of a material that has better thermal conductivity than the integrated resin, the heat dissipation of the inner core portion can be improved.
  • the reactor of the embodiment is A coil molded body according to the embodiment; And a magnetic core having an inner core portion disposed inside the winding portion provided in the coil molded body and an outer core portion disposed outside the winding portion.
  • the reactor according to the embodiment has a desired inductance. It is because it can be set as a reactor provided with the gap part adjusted to predetermined length by utilizing the coil molded object which concerns on embodiment.
  • the reactor according to the embodiment is excellent in productivity. This is because by using the coil molded body according to the embodiment, a reactor can be manufactured without separately preparing a gap portion.
  • a form in which the entire magnetic core is composed of a composite material containing soft magnetic powder and resin can be mentioned.
  • ⁇ Reactor productivity can be improved by composing the entire magnetic core with a composite material. This is because when the reactor is manufactured, the reactor can be manufactured simply by placing the coil molded body in a mold (or a case instead of the mold) and filling the mold with the composite material.
  • the inductance of the reactor can be easily adjusted by changing the amount of the soft magnetic powder contained in the composite material and the thickness of the gap portion.
  • a reactor 1 according to this embodiment shown in FIG. 1 has a configuration in which a combination 10 in which a magnetic core 3 and a coil molded body 4 are combined is housed in a case 6. Case 6 is not particularly essential.
  • each structure with which the reactor 1 is provided is demonstrated in detail, and the manufacturing method of the reactor 1 is demonstrated then.
  • the description of the coil molded body 4 is mainly made with reference to FIG.
  • the coil molded body 4 includes a coil 2 formed by winding a winding, and an integrated resin 5 that covers at least a part thereof.
  • the coil 2 used in the present embodiment includes a pair of winding parts 2A and 2B and a connecting part 2R (FIG. 2) that connects both the winding parts 2A and 2B.
  • Each winding part 2A, 2B provided in the coil 2 of this example is a part in which the winding is spirally wound, and is formed into a hollow cylindrical shape with the same number of turns and the same winding direction, and the respective axial directions are parallel. It is paralleled to become. The number of turns and the cross-sectional area of the winding may be different in each winding part 2A, 2B.
  • the coil 2 is manufactured with one coil
  • Each winding part 2A, 2B of the coil 2 used in 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.
  • 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.
  • the conductor is made of a copper rectangular wire (winding)
  • the insulating coating is made of enamel (typically polyimide resin) by edgewise winding, whereby each winding portion 2A, 2B is formed.
  • Both end portions 2a and 2b of the coil 2 are extended from the winding portions 2A and 2B and connected to a terminal member (not shown).
  • the insulating coating such as enamel is peeled off at both ends 2a and 2b.
  • An external device such as a power source for supplying power is connected to the coil 2 through the terminal member.
  • the integrated resin 5 has a function of suppressing the expansion of the winding portions 2A and 2B by being integrated so that the turns of the winding portions 2A and 2B are not separated, and the coil 2 and the magnetic core 3 (FIG. 1, FIG. 1). 2) has a function of ensuring insulation between the two.
  • the integrated resin 5 of this example can be formed by placing the coil 2 in a mold and molding the resin.
  • the integrated resin 5 includes, for example, polyphenylene sulfide (PPS) resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, liquid crystal polymer (LCP), polyamide (PA) resin such as nylon 6 and nylon 66, polybutylene terephthalate (PBT) resin, It can be composed of a thermoplastic resin such as acrylonitrile / butadiene / styrene (ABS) resin.
  • the integrated resin can be formed of a thermosetting resin such as an unsaturated polyester resin, an epoxy resin, a urethane resin, or a silicone resin.
  • a ceramic filler may be included in the resin to improve the heat dissipation of the integrated resin 5.
  • the ceramic filler for example, nonmagnetic powders such as alumina, silica, boron nitride, and aluminum nitride can be used.
  • the integrated resin 5 of this example is composed of a turn covering portion 50 for integrating the turns of the winding portions 2A and 2B, and an end surface covering interposed between the end surfaces of the winding portions 2A and 2B and the outer core portion 32. Part 51. Furthermore, the integrated resin 5 includes a connecting portion covering portion 52 that covers the connecting portion 2R (FIG. 2) of the winding portions 2A and 2B.
  • the turn covering portion 50 includes an inner peripheral covering portion 50A that covers the inner peripheral surfaces of the winding portions 2A and 2B, and an outer peripheral covering portion 50B that covers at least a part of the outer peripheral surfaces of the winding portions 2A and 2B. Yes.
  • the inner periphery covering portion 50A covers the entire inner peripheral surface of the winding portions 2A and 2B, suppresses the expansion of the winding portions 2A and 2B, and the winding portions 2A and 2B and the inner core disposed therein. The insulation between the part 31 (FIG. 2) is ensured.
  • the outer periphery covering portion 50B covers the four corners formed by bending the winding, of the outer peripheral surfaces of the winding portions 2A and 2B, and suppresses the expansion of the winding portions 2A and 2B.
  • the outer peripheral covering portion 50B is not formed in the flat portion where the winding is not bent, and is exposed to the outside of the integrated resin 5.
  • the heat radiation from the outer surfaces of the portions 2A and 2B is not hindered by the outer periphery covering portion 50B.
  • coated part 50B may not be sufficient.
  • the end face covering portion 51 is provided so as to connect the turn covering portion 50 of the winding portion 2A and the turn covering portion 50 of the winding portion 2B.
  • the end surface covering portion 51 is provided with a pair of through holes 51h and 51h communicating with the inside of the winding portions 2A and 2B.
  • the inner core portion 31 (FIG. 2) is disposed inside the winding portions 2A and 2B through the through hole 51h.
  • the end surface covering portion 51 has a frame portion 510 that protrudes in a frame shape toward the side away from the coil 2 in the axial direction of the winding portions 2A and 2B.
  • the outer surface of the frame portion 510 (the surface in the parallel direction of the winding portions 2A and 2B) abuts on the step of the coil facing wall of the case 6 (the portion facing the side surfaces of the winding portions 2A and 2B) (FIG. 1). reference).
  • the frame portion 510 has a function of suppressing the leakage of the composite material when the coil 2 is positioned in the case 6 and the reactor 1 is manufactured.
  • the integrated resin 5 of this example further constitutes part or all of the gap portion 31g (FIG. 2) formed inside each winding portion 2A, 2B.
  • One gap portion 31g is provided in each of the winding portions 2A and 2B, and the formation position is the center in the axial direction of the winding portions 2A and 2B.
  • the position of the gap portion 31g may be shifted from the center in the axial direction of the winding portions 2A and 2B to either the axial direction.
  • Examples of the configuration of the gap portion 31g include the configurations shown in FIGS. 4 to 6 are views showing a portion where the gap portion 31g is formed in the longitudinal section of the coil molded body 4 including the axis of the winding portion 2A. 4 to 6, the integrated resin 5 does not enter between the turns of the winding portion 2A, but the integrated resin 5 may enter between the turns. A method for manufacturing these configurations shown in FIGS. 4 to 6 will be described later.
  • the entire gap portion 31 g is configured by the integrated resin 5. According to the configuration shown in FIG. 4, it is not necessary to separately prepare a member that becomes the gap portion 31g, and the productivity of the coil molded body 4 can be improved.
  • a gap member 31p made of a material different from that of the integrated resin 5 and a part of the integrated resin 5 that fixes the gap member 31p to the inner peripheral surfaces of the winding portions 2A and 2B ( A gap portion 31g is formed at the gap forming portion 53).
  • the gap forming portion 53 covers the entire circumference of the gap member 31p and constitutes a part of the thickness of the gap portion 31g.
  • various effects can be obtained according to the material of the gap member 31p. For example, if the gap member 31p is made of a material that is more excellent in thermal conductivity than the integrated resin 5, the heat dissipation of the inner core portion 31 (FIG. 2) can be improved.
  • the gap member 31p made of a material different from that of the integrated resin 5 and the integrated resin 5 that fixes the outer peripheral edge of the gap member 31p to the inner peripheral surfaces of the winding portions 2A and 2B.
  • a gap member 31p is formed by a part (holding portion 54).
  • the holding part 54 covers only the outer peripheral edge part of the gap member 31p, and does not constitute a part of the thickness of the gap part 31g. According to the configuration of FIG. 6, the same effect as that of the configuration of FIG. 5 can be obtained.
  • a coating layer of a heat-fusible resin is formed on the outer periphery of the winding (further outer periphery of an insulating coating such as enamel), and the coating layer
  • the integrated resin 5 can also be formed by a fusion resin obtained by heat-sealing each other.
  • the integrated resin 5 can be made very thin, for example, 1 mm or less, further 100 ⁇ m or less, the heat dissipation of the coil 2 can be improved.
  • the winding portions 2A and 2B can be individually integrated, it is possible to easily release the heat of the coil 2 from between the winding portions 2A and 2B.
  • a heat radiating member can be arranged between the winding parts 2A and 2B, and various sensors for measuring the temperature of the coil 2 can be arranged.
  • the integrated resin 5 made of the fusion resin is very thin, even if each turn of the winding portions 2A and 2B is integrated with the integrated resin 5, the shape of the turns of the winding portions 2A and 2B , Turn boundaries are visible from the outside.
  • a thermosetting resin such as an epoxy resin, a silicone resin, or an unsaturated polyester can be used.
  • the magnetic core 3 is a magnetic body made of a powder compact or a composite material.
  • the magnetic core 3 can be divided into an inner core portion 31 (FIG. 2) disposed inside the winding portions 2A and 2B and an outer core portion 32 disposed outside the winding portions 2A and 2B. it can.
  • the inner core portion 31 and the outer core portion 32 may be made of different materials, or may be made of the same material.
  • the inner core part 31 is made of a green compact and the outer core part 32 is made of a composite material.
  • the inner core part 31 and the outer core part 32 are made of a composite material. Is mentioned.
  • the inner core portion 31 and the outer core portion 32 are integrally formed of the composite material by injection molding or filling the case 6 with the composite material.
  • the inner core portion 31 of the present example includes two magnetic portions 31m made of a composite material and a gap portion 31g sandwiched between the two magnetic portions 31m.
  • the composite material is a magnetic body containing soft magnetic powder and resin.
  • the 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—Si—Al alloy, Fe—Ni alloy, etc.).
  • the resin include thermosetting resins such as epoxy resins, phenol resins, silicone resins, and urethane resins, PA resins such as PPS resins, nylon 6, and nylon 66, thermoplastic resins such as polyimide resins, and fluorine resins. Can be used.
  • the composite material may contain a filler or the like.
  • a filler for example, calcium carbonate, talc, clay, various fibers such as aramid fiber, carbon fiber, glass fiber, other mica, glass flake, and the like can be used.
  • the outer core portion 32 of this example is formed by housing the coil molded body 4 in the case 6 and then injection-molding or filling the composite material inside the case 6. . Therefore, the outer core portion 32 of the magnetic core 3 is joined to the inner peripheral surface of the case 6.
  • the content of the soft magnetic powder in the composite material may be 50% by volume or more and 80% by volume or less when the composite material is 100%.
  • the magnetic powder is 50% by volume or more, since the ratio of the magnetic component is sufficiently high, it is easy to increase the saturation magnetic flux density.
  • the magnetic powder is 80% by volume or less, the mixture of the magnetic powder and resin has high fluidity, and a composite material excellent in moldability can be obtained.
  • the lower limit of the content of the magnetic powder is 60% by volume or more.
  • the upper limit of content of magnetic body powder is 75 volume% or less, Furthermore, 70 volume% or less is mentioned.
  • the green compact is a magnetic body obtained by pressure-molding raw material powder containing soft magnetic powder.
  • An insulating coating such as phosphate may be formed on the surface of the magnetic particles.
  • the raw material powder may contain a resin such as a binder, or may contain a filler.
  • the case 6 shown in FIGS. 1 and 2 is optional, but is used in the reactor 1 of this example.
  • the combined body 10, particularly the outer core portion 32 can be physically protected.
  • the case 6 of this example includes a bottom plate portion 60 and a side wall portion 61.
  • the bottom plate portion 60 and the side wall portion 61 may be integrally formed, or the separately prepared bottom plate portion 60 and the side wall portion 61 may be connected.
  • a material of the case 6 for example, aluminum or an alloy thereof, a nonmagnetic metal such as magnesium or an alloy thereof, or a resin can be used. If the bottom plate portion 60 and the side wall portion 61 are separated, the materials of the two 60 and 61 can be different.
  • the bottom plate portion 60 may be a nonmagnetic metal and the side wall may be a resin, or vice versa.
  • the reactor 1 of the embodiment is excellent in productivity because the coil molded body 4 of the embodiment is used for the production.
  • the inner core portion 31 is disposed inside the winding portions 2A and 2B. Further, the position of the gap portion 31g is not shifted and the gap length is not changed. Therefore, the reactor 1 having a desired inductance can be produced with a high yield.
  • the reactor 1 of this example can be used as a component of 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.
  • the reactor manufacturing method generally includes the following steps. ⁇ Coil compact manufacturing process ⁇ Magnetic core formation process
  • the coil 2 is prepared by preparing a winding and winding a part of the winding.
  • a known winding machine can be used for winding the winding.
  • the coil 2 is placed inside the mold, and resin is injection-molded to form the integrated resin 5 on the coil 2. Examples of the method for forming the integrated resin 5 include the following.
  • the coil 2 When the coil molded body 4 shown in FIG. 4 in which the entire gap portion 31g is formed of the integrated resin 5 is manufactured, the coil 2 is disposed in the mold and the mold is inserted from one end side of the winding portions 2A and 2B. A gap may be formed between the core and the core inserted from the other end. By doing so, when the coil 2 is molded with the integrated resin 5, the integrated resin 5 enters the gap between the end surfaces of the two cores facing each other, and the integrated resin 5 that has entered the gap portion 31g.
  • the coil 2 is disposed in the mold, and the gap member 31p is thinner in the gap between the one end side core and the other end side core than the length of the gap. Place. At that time, a spacing member made of the same material as the integrated resin 5 is arranged between the end face of each core and the gap member 31p, and the gap member 31p is held at the center of the facing end faces.
  • the integrated resin 5 enters between the gap member 31p and the end surface of the core, and the gap member 31p is formed of the integrated resin 5 in the winding portions 2A and 2B.
  • a gap portion 31g fixed to the peripheral surface is formed.
  • the separating member is preferably a small piece that does not hinder the flow of the mold resin.
  • the coil 2 is disposed in the mold, and the gap member 31p is sandwiched between the end surface of the core on one end side and the end surface of the core on the other end side.
  • the coil 2 is molded with the integrated resin 5
  • a gap portion 31 g in which the outer peripheral edge portion of the gap member 31 p is fixed with the integrated resin 5 is formed.
  • the coil molded body 4 in FIG. 6 can also be produced as follows. First, a winding having a coating layer of a heat-sealing resin is prepared on the outer periphery, and the coil 2 is manufactured using the winding. Subsequently, the gap member 31p is disposed inside the winding portions 2A and 2B of the coil 2, and the entire coil 2 is heat-treated while being supported by a support member or the like. The coating layer is melted by the heat treatment, and the turns of the winding portions 2A and 2B are integrated, and the outer peripheral edge portion of the gap member 31p is fused to the inner peripheral surface of the winding portions 2A and 2B. , 2B is formed with a gap 31g. In this case, the gap member 31p is made of a material that does not soften or melt at the heating temperature during heat fusion.
  • the coil molded body 4 is arranged inside the case 6 shown in FIG. 1, and between the one end surface covering portion 51 of the coil molded body 4 and the inner peripheral surface of the case 6 and between the other end surface covering portion 51 and the case 6.
  • the composite material is filled between the inner peripheral surface.
  • the composite material accumulates between the inner peripheral surface of the case 6 and the end surface covering portion 51 to form the outer core portion 32 and flows into the winding portions 2A and 2B via the through holes 51h (FIG. 3).
  • the magnetic portion 31m (FIG. 2) of the inner core portion 31 is formed.
  • the frame portion 510 of the end surface covering portion 51 serves as a resin stopper, and leakage of the composite material to the outer peripheral surface side of the winding portions 2A and 2B is suppressed.
  • the magnetic core 3 can also be formed by injection molding.
  • a mold that covers the entire outer peripheral surface of the case 6 is prepared, and between the one end surface covering portion 51 of the coil molded body 4 and the inner peripheral surface of the case 6 and between the other end surface covering portion 51 and the inner peripheral surface of the case 6.
  • a composite material is injected between the two.
  • the outer core part 32 and the magnetic part 31m (FIG. 2) of the inner core part 31 are integrally formed.
  • the gap part 31g of the coil molded body 4 is disposed at the center of the winding parts 2A and 2B, by providing a gate at a symmetrical position with the gap part 31g as the center, one of the gap parts 31g is sandwiched. There is no need to precisely control the filling pressure of the composite material and the filling pressure of the other composite material, and the pressure can be made substantially the same. Further, when the composite material is filled from both sides of the winding parts 2A and 2B, a weld is formed at the central position in the axial direction of the winding parts 2A and 2B, but no weld is formed in the configuration of this example.
  • the coil molded body 4 is arranged inside the mold, and the outer core portion 32 and the magnetic portion 31m of the inner core portion 31 are integrally formed by injection molding. You may do it. In this case, if the injection molded body is taken out from the mold, the reactor 1 without the case 6 can be obtained.
  • the filling or injection molding of the composite material is preferably performed in a reduced pressure environment. By doing so, it is easy to fill the composite material into every corner of the winding parts 2A and 2B in the coil molded body 4, and it is possible to suppress the mixing of bubbles into the composite material, so that the magnetic core 3 without defects It is easy to obtain the reactor 1 provided with.
  • Embodiment 1 demonstrated the reactor using the coil molded object provided with a pair of winding part. On the other hand, it can also be set as the reactor using the coil molded object provided with only one winding part.
  • a pot type reactor can be mentioned.
  • a pot-type reactor can be produced by placing a coil molded body in which a gap portion is integrated inside a winding portion in a case and filling the case with a composite material.
  • the composite material injection molded or filled into the case the composite material that has entered the inside of the winding portion becomes the inner core portion, and the composite material arranged outside the winding portion becomes the outer core portion.
  • the reactor of the second embodiment is also excellent in productivity for the same reason as the reactor 1 of the first embodiment.

Abstract

巻回部を有するコイルと、少なくとも前記巻回部の内周面を覆う一体化樹脂と、を備えるコイル成形体であって、前記内周面に一体化され、前記巻回部の軸方向に前記巻回部の内部空間を二つに仕切るギャップ部を備えるコイル成形体。また、前記コイル成形体と、前記コイル成形体に備わる前記巻回部の内部に配置される内側コア部、および前記巻回部の外部に配置される外側コア部を有する磁性コアと、を備えるリアクトル。

Description

コイル成形体、およびリアクトル
 本発明は、コイル成形体、およびリアクトルに関する。
 本出願は、2017年3月6日付の日本国出願の特願2017-041339に基づく優先権を主張し、前記日本国出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
 特許文献1には、並列された一対の巻回部を有するコイルと、閉磁路を形成する磁性コアとを備え、ハイブリッド自動車のコンバータの構成部品などに利用されるリアクトルが開示されている。また、特許文献1には、巻回部の外周を一体化樹脂で覆ったコイル成形体を用いたリアクトルが開示されている。
特開2013-179184号公報
 本開示のコイル成形体は、
 巻回部を有するコイルと、少なくとも前記巻回部の内周面を覆う一体化樹脂と、を備えるコイル成形体であって、
 前記内周面に一体化され、前記巻回部の軸方向に前記巻回部の内部空間を二つに仕切るギャップ部を備える。
 本開示のリアクトルは、
 本開示のコイル成形体と、
 前記コイル成形体に備わる前記巻回部の内部に配置される内側コア部、および前記巻回部の外部に配置される外側コア部を有する磁性コアと、を備える。
実施形態1のリアクトルの斜視図である。 図1のII-II断面図である。 実施形態1のリアクトルに備わるコイル成形体の斜視図である。 図3のコイル成形体の一部縦断面図である。 図4とはギャップ部の構成が異なるコイル成形体の一部縦断面図である。 図4,5とはギャップ部の構成が異なるコイル成形体の一部縦断面図である。
[本開示が解決しようとする課題]
 特許文献1では、複数のコア片とギャップ部材とを接着剤で一体化することで磁性コアを作製している。そのため、接着剤の厚みやギャップ部材の寸法によって、コア片間のギャップ長が変化し易く、リアクトルのインダクタンスを安定させ難いという問題がある。また、複数のコア片やギャップ部材を接着する工程が煩雑で、リアクトルの生産性が芳しくないという問題もある。
 本開示は、リアクトルを作製する際、所定長にギャップ長を調整し易いコイル成形体、および所定長に調整されたギャップ長を備えるリアクトルを提供することを目的の一つとする。また、本開示は、リアクトルの生産性を向上させることができるコイル成形体、および生産性に優れるリアクトルを提供することを目的の一つとする。
[本願発明の実施形態の説明]
 最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。
<1>実施形態に係るコイル成形体は、
 巻回部を有するコイルと、少なくとも前記巻回部の内周面を覆う一体化樹脂と、を備えるコイル成形体であって、
 前記内周面に一体化され、前記巻回部の軸方向に前記巻回部の内部空間を二つに仕切るギャップ部を備える。
 上記コイル成形体によれば、リアクトルの作製の際にギャップ長を調整し易い。巻回部の内周面にギャップ部が一体化されているため、巻回部の内部に内側コア部を配置する際などにギャップ部の位置がずれることがなく、所定のギャップ長を保持できる。また、巻回部の内部でギャップ部の位置が既に決まっているので、従来のように接着剤の厚みのばらつきなどによってギャップ長が変化するといった不具合を無くすことができる。
 また、上記コイル成形体は、リアクトルの生産性を向上させる。巻回部の内周面にギャップ部が一体化されているため、ギャップ部を別に用意する手間や、ギャップ部を磁性コアに組付ける手間を無くすことができるからである。
<2>実施形態のコイル成形体の一形態として、
 前記ギャップ部は、前記巻回部の軸方向の中央に設けられている形態を挙げることができる。
 ギャップ部を巻回部の中央に設けることで、種々の利点を得られる場合がある。例えば、ギャップ部が無い巻回部の両端部からそれぞれ複合材料を充填して内側コア部を作製する場合、巻回部の中央にウェルド(weld)が形成され、そのウェルドが内側コア部の機械的な弱点となる恐れもある。しかし、巻回部の中央にギャップ部があれば、本来であればウェルドが形成される位置にギャップ部があるため、巻回部の内部にウェルドが形成されることを抑制できる。また、巻回部の中央にギャップ部があれば、一端側からの複合材料の充填圧力と、他端側からの複合材料の充填圧力と、を変化させることなく、巻回部の内部の隅々に複合材料を充填させることができる。
<3>実施形態のコイル成形体の一形態として、
 前記ギャップ部全体が、前記一体化樹脂で構成される形態を挙げることができる。
 一体化樹脂を利用してギャップ部を作製することで、コイル成形体の生産性を向上させることができる。別途、ギャップ部となる部材を用意する必要がないからである。
<4>実施形態のコイル成形体の一形態として、
 前記ギャップ部が、非磁性材料のギャップ部材と、前記巻回部の内周面に前記ギャップ部材を固定する前記一体化樹脂と、で構成される形態を挙げることができる。
 上記構成によれば、ギャップ部材を構成する材料に応じて種々の効果を得ることができる。例えば、一体化樹脂よりも熱伝導性に優れる材料でギャップ部材を作製すれば、内側コア部の放熱性を向上させることができる。
<5>実施形態のリアクトルは、
 実施形態に係るコイル成形体と、
 前記コイル成形体に備わる前記巻回部の内部に配置される内側コア部、および前記巻回部の外部に配置される外側コア部を有する磁性コアと、を備える。
 実施形態に係るリアクトルは、所望のインダクタンスを備える。実施形態に係るコイル成形体を利用することで、所定長に調整されたギャップ部を備えるリアクトルとできるからである。
 実施形態に係るリアクトルは、生産性に優れる。実施形態に係るコイル成形体を利用することで、ギャップ部を別途用意することなく、リアクトルを作製することができるからである。
<6>実施形態のリアクトルの一形態として、
 前記磁性コア全体が、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料で構成される形態を挙げることができる。
 磁性コア全体を複合材料で構成することで、リアクトルの生産性を向上させることができる。リアクトルを作製する際、コイル成形体を金型(もしくは金型代わりのケース)に配置し、金型内に複合材料を充填するだけで、リアクトルを作製することができるからである。
 また、上記構成によれば、複合材料に含有される軟磁性粉末の量や、ギャップ部の厚さを変化させることで、リアクトルのインダクタンスの調整を容易に行なうことができる。
[本願発明の実施形態の詳細]
 以下、本願発明のコイル成形体および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、本願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、請求の範囲によって示され、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>
 図1に示す本実施形態のリアクトル1は、磁性コア3とコイル成形体4とを組み合わせた組合体10をケース6に収納した構成を備える。ケース6は特に必須ではない。以下、リアクトル1に備わる各構成を詳細に説明し、次いで、そのリアクトル1の製造方法を説明する。
 ≪コイル成形体≫
 コイル成形体4の説明は主として図3を参照する。コイル成形体4は、巻線を巻回してなるコイル2と、その少なくとも一部を覆う一体化樹脂5とを備える。
  [コイル]
 本実施形態に用いられるコイル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(図2)と、を備える。本例のコイル2に備わる各巻回部2A,2Bは、巻線を螺旋状に巻回した部分で、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。各巻回部2A,2Bで巻数や巻線の断面積が異なっても良い。また、本例では、一本の巻線でコイル2を製造しているが、別々の巻線により作製した巻回部2A,2Bを連結することでコイル2を製造しても構わない。
 本実施形態に用いられるコイル2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(巻線)からなり、絶縁被覆がエナメル(代表的にはポリイミド系樹脂)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、図示しない端子部材に接続される。両端部2a,2bではエナメルなどの絶縁被覆は剥がされている。この端子部材を介して、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。
  [一体化樹脂]
 一体化樹脂5は、巻回部2A,2Bの各ターンがばらけないように一体化することで巻回部2A,2Bの伸張を抑制する機能や、コイル2と磁性コア3(図1,2)との間の絶縁を確保する機能がある。本例の一体化樹脂5は、コイル2を金型に配置して樹脂をモールドすることで形成することができる。一体化樹脂5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やナイロン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で構成することができる。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などで一体化樹脂を形成することができる。上記樹脂にセラミックスフィラーを含有させて、一体化樹脂5の放熱性を向上させても良い。セラミックスフィラーとしては、例えば、アルミナやシリカ、窒化ホウ素、窒化アルミニウムなどの非磁性粉末を利用することができる。
 本例の一体化樹脂5は、巻回部2A,2Bの各ターンを一体化するターン被覆部50と、巻回部2A,2Bの端面と外側コア部32との間に介在される端面被覆部51とを備える。さらに、一体化樹脂5は、巻回部2A,2Bの連結部2R(図2)を覆う連結部被覆部52を備える。
 ターン被覆部50は、巻回部2A,2Bの内周面を覆う内周被覆部50Aと、巻回部2A,2Bの外周面の少なくとも一部を覆う外周被覆部50Bと、で構成されている。内周被覆部50Aは、巻回部2A,2Bの内周面全体を覆い、巻回部2A,2Bの伸張を抑制すると共に、巻回部2A,2Bと、その内部に配置される内側コア部31(図2)と、の間の絶縁を確保する。一方、外周被覆部50Bは、巻回部2A,2Bの外周面のうち、巻線が曲げられることで形成される四つの角部を覆い、巻回部2A,2Bの伸張を抑制する。ここで、巻回部2A,2Bのうち、巻線が曲げられていない平坦部には、外周被覆部50Bが形成されておらず、一体化樹脂5の外部に露出しているため、巻回部2A,2Bの外側面からの放熱が外周被覆部50Bによって阻害されることはない。なお、内周被覆部50Aによって巻回部2A,2Bの伸長を抑制できるのであれば、外周被覆部50Bは無くても構わない。
 端面被覆部51は、巻回部2Aのターン被覆部50と巻回部2Bのターン被覆部50を連結するように設けられる。端面被覆部51には、巻回部2A,2Bの内部に連通する一対の貫通孔51h,51hが設けられている。この貫通孔51hを介して、巻回部2A,2Bの内部に内側コア部31(図2)を配置する。
 端面被覆部51は、巻回部2A,2Bの軸方向にコイル2から離れる側に向って枠状に突出する枠部510を有する。その枠部510の外側面(巻回部2A,2Bの並列方向の面)は、ケース6のコイル対向壁(巻回部2A,2Bの側面に対向する部分)の段差に当接する(図1参照)。枠部510は、ケース6におけるコイル2の位置決め、およびリアクトル1の作製時の複合材料の漏れを抑制する機能を持っている。
 本例の一体化樹脂5は、更に各巻回部2A,2Bの内部に形成されるギャップ部31g(図2)の一部あるいは全部を構成する。ギャップ部31gは、各巻回部2A,2Bに一つずつ設けられており、その形成位置は巻回部2A,2Bの軸方向の中央となっている。なお、ギャップ部31gの位置は、巻回部2A,2Bの軸方向の中央から軸方向のいずれかにずれていても構わない。
 ギャップ部31gの構成としては、図4~6に示す構成を挙げることができる。図4~6は、巻回部2Aの軸線を含むコイル成形体4の縦断面のうち、ギャップ部31gが形成される部分を示す図である。図4~6では、巻回部2Aの各ターン間に一体化樹脂5が入り込んでいないが、各ターン間に一体化樹脂5が入り込んでいても構わない。これらの図4~6に示す構成の作製方法については後述する。
 図4に示す構成では、ギャップ部31g全体が一体化樹脂5で構成されている。図4に示す構成によれば、別途、ギャップ部31gとなる部材を用意する必要がなく、コイル成形体4の生産性を向上させることができる。
 図5に示す構成では、一体化樹脂5とは異なる材料で構成されたギャップ部材31pと、そのギャップ部材31pを巻回部2A,2Bの内周面に固定する一体化樹脂5の一部(ギャップ形成部53)と、でギャップ部31gが形成されている。ギャップ形成部53は、ギャップ部材31pの全周を覆い、ギャップ部31gの厚みの一部を構成する。この構成によれば、ギャップ部材31pの材質に応じて種々の効果を得ることができる。例えばギャップ部材31pを、一体化樹脂5よりも熱伝導性に優れる材料で構成すれば、内側コア部31(図2)の放熱性を向上させることができる。
 図6に示す構成では、一体化樹脂5とは異なる材料で構成されたギャップ部材31pと、そのギャップ部材31pの外周縁部を巻回部2A,2Bの内周面に固定する一体化樹脂5の一部(保持部54)と、でギャップ部材31pが形成されている。保持部54は、ギャップ部材31pの外周縁部のみを覆っており、ギャップ部31gの厚みの一部を構成していない。図6の構成によれば、図5の構成と同様の効果を得ることができる。
 コイル2に樹脂をモールドして一体化樹脂5を形成することの他に、巻線の外周(エナメルなどの絶縁被覆のさらに外周)に熱融着性樹脂の被覆層を形成し、その被覆層同士を熱融着させた融着樹脂によって一体化樹脂5を形成することもできる。この場合、一体化樹脂5を非常に薄くできる、例えば1mm以下、さらには100μm以下とできるため、コイル2の放熱性を向上させることができる。また、巻回部2A,2Bをそれぞれ個別に一体化できるため、巻回部2A,2Bの間からコイル2の熱を逃がし易くできる。その他、巻回部2A,2Bの間に放熱部材を配置したり、コイル2の温度などを測定する各種センサを配置したりすることができる。
 融着樹脂で構成される一体化樹脂5は非常に薄いため、巻回部2A,2Bの各ターンが一体化樹脂で5一体化されていても、巻回部2A,2Bのターンの形状や、ターンの境界が外観上から分かる状態になっている。この融着樹脂として、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を利用することもできる。
  [磁性コア]
 磁性コア3は、圧粉成形体や複合材料などで構成される磁性体である。この磁性コア3は、巻回部2A,2Bの内部に配置される内側コア部31(図2)と、巻回部2A,2Bの外側に配置される外側コア部32と、に分けることができる。内側コア部31と外側コア部32はそれぞれ別々の材料で構成されていても良いし、同じ材料で構成されていても良い。前者の例として、内側コア部31を圧粉成形体、外側コア部32を複合材料で構成すること、後者の例として、内側コア部31と外側コア部32を複合材料で一体に構成することが挙げられる。本例では、ケース6内に複合材料を射出成形または充填することで、内側コア部31と外側コア部32を複合材料で一体に構成している。
 本例の内側コア部31は、図2に示すように、複合材料で構成される二つの磁性部31mと、二つの磁性部31mに挟まれるギャップ部31gと、で構成されている。ここで、複合材料は、軟磁性粉末と樹脂とを含む磁性体である。軟磁性粉末は、鉄などの鉄族金属やその合金(Fe-Si合金、Fe-Si-Al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。一方、樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂や、PPS樹脂、ナイロン6、ナイロン66といったPA樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などの熱可塑性樹脂などを利用できる。複合材料にはフィラーなどが含有されていても良い。フィラーとしては、例えば炭酸カルシウム、タルク、クレー、あるいはアラミド繊維やカーボンファイバー、グラスファイバーなどの各種ファイバー、その他マイカ、ガラスフレークなどを利用できる。本例の外側コア部32は、後述するリアクトルの製造方法に示すように、ケース6にコイル成形体4を収納した後、ケース6の内部に複合材料を射出成形または充填することで形成される。そのため、磁性コア3の外側コア部32は、ケース6の内周面に接合している。
 複合材料における軟磁性粉末の含有量は、複合材料を100%とするとき、50体積%以上80体積%以下が挙げられる。磁性体粉末が50体積%以上であることで、磁性成分の割合が十分に高いため、飽和磁束密度を高め易い。磁性体粉末が80体積%以下であると、磁性体粉末と樹脂との混合物の流動性が高く、成形性に優れた複合材料とすることができる。磁性体粉末の含有量の下限は、60体積%以上とすることが挙げられる。また、磁性体粉末の含有量の上限は、75体積%以下、更に70体積%以下とすることが挙げられる。
 複合材料に対し、圧粉成形体は、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる磁性体である。磁性粒子の表面にはリン酸塩などの絶縁被膜が形成されていても良い。原料粉末には、バインダなどの樹脂が含まれていても良いし、フィラーなどが含まれていても良い。
 ≪ケース≫
 図1,2に示すケース6はオプションであるが、本例のリアクトル1では使用している。ケース6を用いることで、組合体10、特に外側コア部32を物理的に保護することができる。
 本例のケース6は、底板部60と側壁部61とで構成されている。底板部60と側壁部61とは一体に形成しても良いし、別々に用意した底板部60と側壁部61とを連結しても良い。ケース6の材料としては、例えばアルミニウムやその合金、マグネシウムやその合金などの非磁性金属、あるいは樹脂などを利用することができる。底板部60と側壁部61とを別体とするのであれば、両者60,61の材料を異ならせることもできる。例えば、底板部60を非磁性金属、側壁を樹脂とする、あるいはその逆とすることが挙げられる。
 ≪リアクトルの効果≫
 実施形態のリアクトル1は、その作製にあたり実施形態のコイル成形体4を利用していることで、生産性に優れる。実施形態のコイル成形体4では、巻回部2A,2Bの内周面にギャップ部31gが一体に形成されているため、巻回部2A,2Bの内部に内側コア部31を配置する際などに、ギャップ部31gの位置がずれたり、ギャップ長が変化したりすることが無いからである。そのため、所望のインダクタンスを備えるリアクトル1を歩留り良く、生産することができる。
 ≪用途≫
 本例のリアクトル1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の構成部材に利用することができる。
 ≪リアクトルの製造方法≫
 次に、実施形態1に係るリアクトル1を製造するためのリアクトルの製造方法の一例を説明する。リアクトルの製造方法は、大略、次の工程を備える。
・コイル成形体作製工程
・磁性コア形成工程
  [コイル成形体作製工程]
 この工程では、巻線を用意し、巻線の一部を巻回することでコイル2を作製する。巻線の巻回には、公知の巻線機を利用することができる。次いで、金型の内部にコイル2を配置し、樹脂を射出成形することで、コイル2に一体化樹脂5を形成する。一体化樹脂5の形成方法としては、例えば以下に示すものを挙げることができる。
 ギャップ部31g全体が一体化樹脂5で構成された図4のコイル成形体4を作製する場合、コイル2を金型内に配置すると共に、巻回部2A,2Bの一端側から挿入した金型の中子と、他端側から挿入した金型の中子との間に隙間を形成すると良い。そうすることで、コイル2を一体化樹脂5でモールドする際、向かい合う二つの中子の端面の隙間に一体化樹脂5が浸入し、その浸入した一体化樹脂5がギャップ部31gとなる。
 図5のコイル成形体4を作製する場合、金型内にコイル2を配置すると共に、一端側の中子と他端側の中子との隙間に、その隙間の長さよりも薄いギャップ部材31pを配置する。その際、各中子の端面とギャップ部材31pとの間に、一体化樹脂5と同じ材質で構成される離隔部材を配置して、向かい合う端面の中央にギャップ部材31pを保持する。そして、コイル2を一体化樹脂5でモールドすると、ギャップ部材31pと中子の端面との間に一体化樹脂5が浸入し、ギャップ部材31pが一体化樹脂5で巻回部2A,2Bの内周面に固定されたギャップ部31gが形成される。離隔部材は、モールド樹脂の流れを阻害しない程度の小片とすることが好ましい。
 図6のコイル成形体4を作製する場合、金型内にコイル2を配置すると共に、一端側の中子の端面と、他端側の中子の端面との間にギャップ部材31pを挟み込む。そして、コイル2を一体化樹脂5でモールドすると、ギャップ部材31pの外周縁部が一体化樹脂5で固定されたギャップ部31gが形成される。
 図6のコイル成形体4は、次のようにして作製することもできる。まず、外周に熱融着樹脂の被覆層を有する巻線を用意し、その巻線でコイル2を作製する。次いで、コイル2の巻回部2A,2Bの内部にギャップ部材31pを配置し、支持部材などで支持した状態でコイル2全体を熱処理する。熱処理によって被覆層が溶融し、巻回部2A,2Bの各ターンが一体化すると共に、ギャップ部材31pの外周縁部が巻回部2A,2Bの内周面に融着し、巻回部2A,2Bの内部にギャップ部31gが形成される。この場合、ギャップ部材31pは、熱融着時の加熱温度で軟化・溶融しない材質で構成する。
  [磁性コア形成工程]
 図1に示すケース6の内部にコイル成形体4を配置し、コイル成形体4の一方の端面被覆部51とケース6の内周面との間、および他方の端面被覆部51とケース6の内周面との間に複合材料を充填する。複合材料は、ケース6の内周面と端面被覆部51との間に溜まって外側コア部32を形成すると共に、貫通孔51h(図3)を介して巻回部2A,2Bの内部に流れ込んで内側コア部31の磁性部31m(図2)を形成する。ここで、端面被覆部51の枠部510が樹脂止めとなって、複合材料が巻回部2A,2Bの外周面側に漏れることが抑制される。
 磁性コア3は、射出成形によって形成することもできる。ケース6の外周面全体を覆う金型を用意し、コイル成形体4の一方の端面被覆部51とケース6の内周面との間、および他方の端面被覆部51とケース6の内周面との間に複合材料を射出する。この場合も、外側コア部32と、内側コア部31の磁性部31m(図2)とが一体に形成される。射出成形では充填バランスを考慮して最適な位置にゲートを設けることが好ましい。本例ではコイル成形体4のギャップ部31gが巻回部2A,2Bの中央に配置されているため、ギャップ部31gを中心に対称な位置にゲートを設けることで、ギャップ部31gを挟む一方の複合材料の充填圧力と、他方の複合材料の充填圧力とを精密に制御する必要がなく、ほぼ同じ圧力とすることができる。また、巻回部2A,2Bの両側から複合材料を充填した場合、巻回部2A,2Bの軸方向の中央の位置にウェルドが形成されるが、本例の構成ではウェルドは形成されない。本来ウェルドが形成される巻回部2A,2Bの軸方向の中央にギャップ部31gがあることで、巻回部2A,2Bの内部にウェルドが形成されることが無いからである。ウェルドが形成されないことで、ウェルドの形成に伴う不具合を抑制できる。
 その他、ケース6を備えないリアクトル1を作製する場合、金型の内部にコイル成形体4を配置し、射出成形によって、外側コア部32と、内側コア部31の磁性部31mとを一体に形成しても良い。この場合、金型から射出成形体を取り出せば、ケース6を備えないリアクトル1を得ることができる。
 上記複合材料の充填もしくは射出成形は減圧環境下で行うことが好ましい。そうすることで、コイル成形体4における巻回部2A,2Bの内部の隅々にまで複合材料を充填し易く、また複合材料に気泡が混入することを抑制できるので、欠陥の無い磁性コア3を備えるリアクトル1を得易い。
<実施形態2>
 実施形態1では、一対の巻回部を備えるコイル成形体を用いたリアクトルを説明した。これに対して、巻回部を一つだけ備えるコイル成形体を用いたリアクトルとすることもできる。
 一つの巻回部を備えるコイル成形体を用いたリアクトルとして、例えばポット型のリアクトルを挙げることができる。ポット型のリアクトルは、巻回部の内部にギャップ部を一体化したコイル成形体をケース内に配置し、ケース内に複合材料を充填することで作製できる。ケースに射出成形または充填した複合材料のうち、巻回部の内部に浸入した複合材料が内側コア部となり、巻回部の外部に配置された複合材料が外側コア部になる。
 実施形態2のリアクトルも、実施形態1のリアクトル1と同様の理由により、生産性に優れる。
1 リアクトル
10 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
 31 内側コア部 32 外側コア部
 31m 磁性部 31g ギャップ部 31p ギャップ部材
4 コイル成形体
5 一体化樹脂
 50 ターン被覆部 50A 内周被覆部 50B 外周被覆部
 51 端面被覆部 52 連結部被覆部
 53 ギャップ形成部 54 保持部
 51h 貫通孔 510 枠部
6 ケース
 60 底板部 61 側壁部

Claims (6)

  1.  巻回部を有するコイルと、少なくとも前記巻回部の内周面を覆う一体化樹脂と、を備えるコイル成形体であって、
     前記内周面に一体化され、前記巻回部の軸方向に前記巻回部の内部空間を二つに仕切るギャップ部を備えるコイル成形体。
  2.  前記ギャップ部は、前記巻回部の軸方向の中央に設けられている請求項1に記載のコイル成形体。
  3.  前記ギャップ部全体が、前記一体化樹脂で構成される請求項1または請求項2に記載のコイル成形体。
  4.  前記ギャップ部が、非磁性材料のギャップ部材と、前記巻回部の内周面に前記ギャップ部材を固定する前記一体化樹脂と、で構成される請求項1または請求項2に記載のコイル成形体。
  5.  請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のコイル成形体と、
     前記コイル成形体に備わる前記巻回部の内部に配置される内側コア部、および前記巻回部の外部に配置される外側コア部を有する磁性コアと、を備えるリアクトル。
  6.  前記磁性コア全体が、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料で構成される請求項5に記載のリアクトル。
PCT/JP2018/006786 2017-03-06 2018-02-23 コイル成形体、およびリアクトル WO2018163869A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/491,029 US11615913B2 (en) 2017-03-06 2018-02-23 Coil molded article and reactor
CN201880012549.9A CN110402474B (zh) 2017-03-06 2018-02-23 线圈成型体及电抗器

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-041339 2017-03-06
JP2017041339A JP6610964B2 (ja) 2017-03-06 2017-03-06 コイル成形体、およびリアクトル

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018163869A1 true WO2018163869A1 (ja) 2018-09-13

Family

ID=63448141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/006786 WO2018163869A1 (ja) 2017-03-06 2018-02-23 コイル成形体、およびリアクトル

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11615913B2 (ja)
JP (1) JP6610964B2 (ja)
CN (1) CN110402474B (ja)
WO (1) WO2018163869A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7104538B2 (ja) * 2018-03-29 2022-07-21 株式会社小松製作所 リアクトルの製造方法及びリアクトル
JP7367516B2 (ja) 2019-12-23 2023-10-24 Tdk株式会社 コイル構造
JP7331770B2 (ja) * 2020-04-30 2023-08-23 トヨタ自動車株式会社 リアクトルの製造方法及びリアクトル

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011210812A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Toyota Industries Corp リアクトル
JP2011249427A (ja) * 2010-05-24 2011-12-08 Toyota Motor Corp リアクトルの固定構造
JP2016152368A (ja) * 2015-02-18 2016-08-22 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル
WO2016143729A1 (ja) * 2015-03-11 2016-09-15 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08194015A (ja) * 1995-01-13 1996-07-30 Tokin Corp 電流検出器
CA2180992C (en) * 1995-07-18 1999-05-18 Timothy M. Shafer High current, low profile inductor and method for making same
US8279035B2 (en) * 2009-03-25 2012-10-02 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Reactor
JP5465151B2 (ja) * 2010-04-23 2014-04-09 住友電装株式会社 リアクトル
WO2011148458A1 (ja) * 2010-05-25 2011-12-01 トヨタ自動車株式会社 リアクトル
JP5397339B2 (ja) * 2010-07-22 2014-01-22 株式会社豊田自動織機 誘導機器における樹脂モールド方法
JP2012028572A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Toyota Industries Corp 誘導機器
JP2013118352A (ja) * 2011-11-02 2013-06-13 Sumitomo Electric Ind Ltd リアクトル、リアクトル用コイル部品、コンバータ、及び電力変換装置
JP2013179184A (ja) 2012-02-28 2013-09-09 Sumitomo Electric Ind Ltd リアクトル、コンバータ、および電力変換装置
JP6361884B2 (ja) * 2015-04-14 2018-07-25 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル、及びリアクトルの製造方法
JP6519741B2 (ja) * 2015-07-15 2019-05-29 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル、コンバータ、および電力変換装置
JP6358565B2 (ja) * 2015-07-24 2018-07-18 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル、およびリアクトルの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011210812A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Toyota Industries Corp リアクトル
JP2011249427A (ja) * 2010-05-24 2011-12-08 Toyota Motor Corp リアクトルの固定構造
JP2016152368A (ja) * 2015-02-18 2016-08-22 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル
WO2016143729A1 (ja) * 2015-03-11 2016-09-15 株式会社オートネットワーク技術研究所 リアクトル

Also Published As

Publication number Publication date
US11615913B2 (en) 2023-03-28
JP2018148020A (ja) 2018-09-20
CN110402474A (zh) 2019-11-01
JP6610964B2 (ja) 2019-11-27
CN110402474B (zh) 2021-06-15
US20200013542A1 (en) 2020-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107683514B (zh) 电抗器以及电抗器的制造方法
JP6478065B2 (ja) リアクトル、およびリアクトルの製造方法
WO2018163869A1 (ja) コイル成形体、およびリアクトル
WO2018159503A1 (ja) リアクトル
WO2018159254A1 (ja) リアクトル
JP6621056B2 (ja) リアクトル、およびリアクトルの製造方法
JP2017126679A (ja) リアクトル
WO2017135319A1 (ja) リアクトル
CN111344822B (zh) 电抗器
JP7072788B2 (ja) リアクトル
WO2016208441A1 (ja) リアクトル、及びリアクトルの製造方法
JP7022342B2 (ja) リアクトル
JP6508622B2 (ja) リアクトル、およびリアクトルの製造方法
US11521781B2 (en) Reactor
WO2019168151A1 (ja) リアクトル
WO2017213196A1 (ja) リアクトル、およびリアクトルの製造方法
JP7026883B2 (ja) リアクトル
JP6899999B2 (ja) リアクトル
US11342105B2 (en) Coil, magnetic core, and reactor
WO2019168152A1 (ja) リアクトル、及びリアクトルの製造方法
WO2019102840A1 (ja) リアクトル

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: 18764271

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18764271

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1