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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2018-207051(P2018-207051A)
(43)【公開日】2018年12月27日
(54)【発明の名称】リアクトル
(51)【国際特許分類】
   H01F 37/00 20060101AFI20181130BHJP
【FI】
   H01F37/00 J
   H01F37/00 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2017-113830(P2017-113830)
(22)【出願日】2017年6月8日
(71)【出願人】
【識別番号】395011665
【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所
(71)【出願人】
【識別番号】000183406
【氏名又は名称】住友電装株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100100147
【弁理士】
【氏名又は名称】山野 宏
(72)【発明者】
【氏名】山本 伸一郎
(72)【発明者】
【氏名】舌間 誠二
(57)【要約】
【課題】コイルの巻回部の内周面と磁性コアの内側コア部との間に樹脂を充填して内側樹脂部を形成する際に巻回部内への樹脂の充填性を改善できるリアクトルを提供する。
【解決手段】巻回部を有するコイルと、内側コア部及び外側コア部を有する磁性コアとを備えるリアクトルであって、巻回部と内側コア部の間に充填される内側樹脂部と、巻回部の端面と外側コア部との間に介在され、内側コア部が挿入される貫通孔と、外側コア部との間に巻回部内に連通する樹脂充填孔とを有する端面介在部材と、を備え、外側コア部は、内側コア部の端面と対向する内端面の周縁部に少なくとも1つの凹部を有し、凹部は、内側コア部の端面よりも内側に入り込むように形成されている。
【選択図】図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
巻回部を有するコイルと、
前記巻回部の内側に配置される内側コア部及び前記巻回部の外側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であって、
前記巻回部の内周面と前記内側コア部との間に充填される内側樹脂部と、
前記巻回部の端面と前記外側コア部との間に介在され、前記内側コア部が挿入される貫通孔と、前記外側コア部との間に前記巻回部内に連通する樹脂充填孔とを有する端面介在部材と、を備え、
前記外側コア部は、前記内側コア部の端面と対向する内端面の周縁部に少なくとも1つの凹部を有し、
前記凹部は、前記内側コア部の端面よりも内側に入り込むように形成されているリアクトル。
【請求項2】
前記凹部が前記内端面の角部に設けられている請求項1に記載のリアクトル。
【請求項3】
前記凹部の深さが2mm以上である請求項1又は請求項2に記載のリアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、リアクトルに関する。
【背景技術】
【0002】
電圧の昇圧動作や降圧動作を行う回路の部品の一つに、リアクトルがある。例えば特許文献1には、巻回部を有するコイルと、コイル(巻回部)の内外に配置されて閉磁路を形成する環状の磁性コアと、コイル(巻回部)と磁性コアとの間に介在される絶縁介在部材とを備えるリアクトルが開示されている。上記磁性コアは、巻回部の内部に配置される内側コア部と、巻回部の外部に配置される外側コア部とを有する。上記絶縁介在部材は、巻回部の内周面と内側コア部との間に介在される内側介在部材と、巻回部の端面と外側コア部との間に介在される端面介在部材とを有する。
【0003】
特許文献1に記載のリアクトルは、コイルの巻回部の内周面と内側コア部との間に充填される内側樹脂部を備える。特許文献1に記載のリアクトルでは、外側コア部側から端面介在部材に形成された樹脂充填孔を介して、巻回部の端面側から巻回部の内周面と内側コア部の外周面との間に樹脂を充填することにより、内側樹脂部を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2017−28142号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述したような内側樹脂部を備えるリアクトルにおいて、端面介在部材と外側コア部との間に形成される樹脂充填孔から巻回部内に樹脂を充填して内側樹脂部を形成する際、樹脂充填孔が狭く、巻回部内へ樹脂が流れ込み難い。そのため、巻回部の内周面と内側コア部との間に樹脂が十分に充填され難く、内側樹脂部にボイドが発生する可能性が高くなる。したがって、巻回部内への樹脂の充填性を改善することが望まれる。
【0006】
本開示は、コイルの巻回部の内周面と磁性コアの内側コア部との間に樹脂を充填して内側樹脂部を形成する際に巻回部内への樹脂の充填性を改善できるリアクトルを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示に係るリアクトルは、
巻回部を有するコイルと、
前記巻回部の内側に配置される内側コア部及び前記巻回部の外側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であって、
前記巻回部の内周面と前記内側コア部との間に充填される内側樹脂部と、
前記巻回部の端面と前記外側コア部との間に介在され、前記内側コア部が挿入される貫通孔と、前記外側コア部との間に前記巻回部内に連通する樹脂充填孔とを有する端面介在部材と、を備え、
前記外側コア部は、前記内側コア部の端面と対向する内端面の周縁部に少なくとも1つの凹部を有し、
前記凹部は、前記内側コア部の端面よりも内側に入り込むように形成されている。
【発明の効果】
【0008】
上記リアクトルは、コイルの巻回部の内周面と磁性コアの内側コア部との間に樹脂を充填して内側樹脂部を形成する際に巻回部内への樹脂の充填性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】実施形態1に係るリアクトルの概略斜視図である。
図2図1に示す(II)−(II)線で切断した概略縦断面図である。
図3図1に示す(III)−(III)線で切断した概略平断面図である。
図4】実施形態1に係るリアクトルに備える組合体の概略分解斜視図である。
図5】実施形態1に係るリアクトルに備える外側コア部を内端面側から見た概略図である。
図6】実施形態1に係るリアクトルに備える組合体の概略側面図である。
図7】実施形態1に係るリアクトルに備える組合体の概略上面図である。
図8】実施形態1に係るリアクトルに備えるコイルと内側コア部との組物を巻回部の端面側から見た概略図である。
図9】実施形態1に係るリアクトルに備える組合体の概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
[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。
【0011】
(1)本発明の一態様に係るリアクトルは、
巻回部を有するコイルと、
前記巻回部の内側に配置される内側コア部及び前記巻回部の外側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であって、
前記巻回部の内周面と前記内側コア部との間に充填される内側樹脂部と、
前記巻回部の端面と前記外側コア部との間に介在され、前記内側コア部が挿入される貫通孔と、前記外側コア部との間に前記巻回部内に連通する樹脂充填孔とを有する端面介在部材と、を備え、
前記外側コア部は、前記内側コア部の端面と対向する内端面の周縁部に少なくとも1つの凹部を有し、
前記凹部は、前記内側コア部の端面よりも内側に入り込むように形成されている。
【0012】
上記リアクトルによれば、外側コア部の内端面の周縁部に凹部を有することで、端面介在部材と外側コア部との間に隙間が形成され、凹部によって樹脂充填孔へ樹脂を導入し易くなるため、樹脂充填孔から巻回部内へ樹脂が流れ込み易くなる。そのため、巻回部の内周面と内側コア部との間に樹脂が十分に充填され易い。したがって、上記リアクトルは、巻回部の内周面と内側コア部との間に樹脂を充填して内側樹脂部を形成する際に巻回部内への樹脂の充填性を改善できるので、内側樹脂部にボイドが発生し難い。
【0013】
(2)上記リアクトルの一形態として、前記凹部が前記内端面の角部に設けられていることが挙げられる。
【0014】
磁性コアにおいて、外側コア部における内端面の角部の箇所は、磁束が比較的流れ難く、有効磁路として機能し難いため、有効磁路への影響が比較的小さい。そのため、外側コア部の内端面の角部に凹部が設けられていることで、樹脂の充填性を改善しつつ、有効磁路面積の減少を抑制できる。
【0015】
(3)上記リアクトルの一形態として、前記凹部の深さが2mm以上である。
【0016】
凹部の深さ(凹み量)が2mm以上であることで、凹部によって形成される端面介在部材と外側コア部との隙間を十分に確保でき、樹脂充填孔へ樹脂をより導入し易くなるため、樹脂充填孔から巻回部内への樹脂の充填性を向上できる。ここでいう「凹部の深さ」とは、巻回部の軸方向における外側コア部の内端面から凹部の底面までの距離をいう。凹部の深さが大き過ぎると、その分、外側コア部の体積が小さくなり、磁気飽和が起こり易くなるため、凹部の深さは、例えば10mm以下、更に5mm以下であることが好ましい。
【0017】
[本発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態に係るリアクトルの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、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でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0018】
[実施形態1]
<リアクトルの構成>
図1図9を参照して、実施形態1に係るリアクトル1を説明する。実施形態1のリアクトル1は、図1図4に示すように、巻回部2cを有するコイル2と、巻回部2cの内外に配置されて閉磁路を形成する磁性コア3と、コイル2と磁性コア3との間に介在される絶縁介在部材5とを備える組合体10(図4参照)を有する。コイル2は、2つの巻回部2cを有し、両巻回部2cが互いに横並びに配置されている。磁性コア3は、図2図3に示すように、巻回部2cの内側に配置される2つの内側コア部31と、巻回部2cの外側に配置されて両内側コア部31の各端部同士を接続する2つの外側コア部32とを有する(図4も参照)。絶縁介在部材5は、図4に示すように、巻回部2cの内周面と内側コア部31との間に介在される内側介在部材51と、巻回部2cの端面と外側コア部32との間に介在される端面介在部材52とを有する(図6図7も参照)。また、リアクトル1は、図2図3に示すように、磁性コア3(内側コア部31及び外側コア部32)を一体に覆うモールド樹脂部4を備える。モールド樹脂部4は、巻回部2cの内周面と内側コア部31との間に充填される内側樹脂部41と、外側コア部32の少なくとも一部を覆う外側樹脂部42とを有する。リアクトル1の特徴の1つは、図2図4に示すように、内側コア部31の端面と対向する内端面32eの周縁部に少なくとも1つの凹部320を有する点にある(図5図7も参照)。
【0019】
リアクトル1は、例えば、コンバータケースなどの設置対象(図示せず)に設置される。ここでは、リアクトル1(コイル2及び磁性コア3)において、図1図4における紙面下側が、設置対象に面する設置側であり、設置側を「下」、その反対側を「上」とし、上下方向を縦方向(高さ方向)とする。また、コイル2の巻回部2cの並び方向(図3の紙面左右方向)を横方向(幅方向)とし、コイル2(巻回部2c)の軸方向に沿った方向(図2の紙面左右方向、図3の紙面上下方向)を長さ方向とする。図2図6は、巻回部2cの軸方向に沿って縦方向に切断した縦断面図であり、図3は、巻回部2cを上下に分断する平面で切断した平断面図である。図8は、コイル2と内側コア部31との組物を巻回部2cの端面側から見た図であり、図9は、組合体10を外側コア部32側から巻回部2cの軸方向に見た正面図である。以下、リアクトルの構成について詳しく説明する。
【0020】
(コイル)
コイル2は、図1図4に示すように、2本の巻線2wをそれぞれ螺旋状に巻回してなる2つの巻回部2cを有し、両巻回部2cを形成するそれぞれの巻線2wの一方の端部同士が接合部2jを介して接続されている。両巻回部2cは、互いの軸方向が平行するように横並び(並列)に配置されている。接合部2jは、各巻回部2cから引き出された巻線2wの一方の端部同士を溶接や半田付け、ロウ付けなどの接合方法によって接合することで形成されている。巻線2wの他方の端部はそれぞれ、各巻回部2cから適宜な方向(この例では上方)に引き出されている。各巻線2wの他端部(即ち、コイル2の両端)には、端子金具(図示せず)が適宜取り付けられ、電源などの外部装置(図示せず)に電気的に接続される。コイル2は、公知のものを利用でき、例えば、両巻回部2cが1本の連続する巻線で形成されたものでもよい。
【0021】
〈巻回部〉
両巻回部2cは、同じ仕様の巻線2wからなり、形状・大きさ・巻回方向・ターン数が同じであり、巻回部2cを形成する隣り合うターン同士が密着している。巻線2wは、例えば、導体(銅など)と、導体の外周に絶縁被覆(ポリアミドイミドなど)とを有する被覆線(いわゆるエナメル線)である。この例では、各巻回部2cが被覆平角線の巻線2wをエッジワイズ巻きした四角筒状(具体的には、矩形筒状)のエッジワイズコイルであり、軸方向から見た巻回部2cの端面形状は角部が丸められた矩形状である(図8も参照)。巻回部2cの形状は、特に限定されるものではなく、例えば、円筒状や楕円筒状、長円筒状(レーストラック形状)などであってもよい。巻線2wや巻回部2cの仕様は適宜変更できる。
【0022】
この例では、図1に示すように、コイル2(巻回部2c)がモールド樹脂部4で覆われておらず、リアクトル1を構成したとき、コイル2の外周面が露出された形態になる(図2図3も参照)。そのため、コイル2から外部に放熱し易く、コイル2の放熱性を高めることができる。
【0023】
その他、コイル2は、電気絶縁性を有する樹脂でモールドされたモールドコイルであってもよい。この場合、コイル2を外部環境(粉塵や腐食など)から保護したり、コイル2の機械的強度や電気絶縁性を高めることができる。例えば、巻回部2cの内周面が樹脂で覆われていることで、巻回部2cと内側コア部31との間の電気的絶縁を高めることができる。コイル2をモールドする樹脂には、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂や、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、ポリイミド(PI)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が利用できる。
【0024】
或いは、コイル2は、巻回部2cを形成する隣り合うターン間に融着層を備え、隣り合うターン同士が熱融着された熱融着コイルであってもよい。この場合、隣り合うターン同士をより密着させることができる。
【0025】
(磁性コア3)
磁性コア3は、図2図4に示すように、巻回部2cの内側に配置される2つの内側コア部31と、巻回部2cの外側に配置される2つの外側コア部32とを有する。内側コア部31は、横並びに配置された巻回部2cの内側に位置し、コイル2が配置される部分である。つまり、両内側コア部31は、巻回部2cと同様に、横並び(並列)に配置される。内側コア部31は、その軸方向の端部の一部が巻回部2cから突出していてもよい。外側コア部32は、巻回部2cの外側に位置し、コイル2が実質的に配置されない(即ち、巻回部2cから突出(露出)する)部分である。外側コア部32は、両内側コア部31の各端部同士を接続するように設けられる。この例では、内側コア部31を両端から挟むように外側コア部32がそれぞれ配置され、両内側コア部31の各端面が外側コア部32の内端面32eにそれぞれ対向して接続されることによって環状の磁性コア3が構成されている。磁性コア3には、コイル2に通電して励磁した際に磁束が流れ、閉磁路が形成される。
【0026】
〈内側コア部〉
内側コア部31の形状は、巻回部2cの内周面に対応した形状である。この例では、内側コア部31が四角柱状(矩形柱状)に形成されており、軸方向から見た内側コア部31の端面形状は角部が面取りされた矩形状である(図8も参照)。内側コア部31の外周面は、図8に示すように、4つの平面(上面、下面及び2つの側面)と4つの角部とを有する。ここでは、両巻回部2cの互いに対向する側を内側、その反対側を外側とし、2つの側面のうち、両巻回部2cの互いに対向する内側の側面を内側面、その反対側に位置する外側の側面を外側面とする。また、この例では、図2図4に示すように、内側コア部31が複数の内コア片31mを有し、内コア片31mが長さ方向に連結されて構成されている。
【0027】
内側コア部31(内コア片31m)は、軟磁性材料を含有する材料で形成されている。内コア片31mは、例えば、鉄又は鉄合金(Fe−Si合金、Fe−Si−Al合金、Fe−Ni合金など)といった軟磁性粉末や更に絶縁被覆を有する被覆軟磁性粉末などを圧縮成形した圧粉成形体や、軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体などで形成されている。複合材料の樹脂には、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、常温硬化性樹脂、低温硬化性樹脂などが利用できる。熱硬化性樹脂としては、例えば、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が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、PPS樹脂、PTFE樹脂、LCP、PA樹脂、PI樹脂、PBT樹脂、ABS樹脂などが挙げられる。その他、不飽和ポリエステルに炭酸カルシウムやガラス繊維が混合されたBMC(Bulk molding compound)、ミラブル型シリコーンゴム、ミラブル型ウレタンゴムなども利用できる。この例では、内コア片31mが圧粉成形体で形成されている。
【0028】
〈外側コア部〉
外側コア部32の各々は、1つのコア片で構成されている。外側コア部32は、内コア片31mと同様に、軟磁性材料を含有する材料で形成されており、上述した圧粉成形体や複合材料などが利用できる。この例では、外側コア部32が圧粉成形体で形成されている。
【0029】
外側コア部32の形状は、両内側コア部31の各端面にそれぞれ対向する内端面32eを有し、内側コア部31と組み合わされることで閉磁路を形成するものであれば、特に限定されない。この例では、図2に示すように、磁性コア3を構成したとき、外側コア部32が内側コア部31に対して下方向に突出しており、外側コア部32の下面がコイル2(巻回部2c)の下面と面一になっている。外側コア部32の上面は内側コア部31の上面と面一になっている。
【0030】
<凹部>
外側コア部32は、内端面32eの周縁部に少なくとも1つの凹部320を有する。この例では、外側コア部32の内端面32e側の四隅が切り欠かれて凹部320が形成されており、図5に示すように、凹部320が内端面32eの角部にそれぞれ設けられている。また、凹部320は、組合体10の状態において、外側コア部32を巻回部2cの軸方向に透視した場合、内側コア部31の端面、具体的には内側コア部31の端面の周縁(内側コア部の外周面)よりも内側に入り込むように形成されている(図6図7も参照)。この例に示す凹部320は、内端面32e側から見た凹部320の輪郭形状が矩形状であり、図6図7に示すように、底面32bから内端面32e側に向かって広がるように内周面が傾斜している。凹部320の輪郭形状は、特に限定されず、例えば、三角形状、台形状、扇形状などでもよい。
【0031】
外側コア部32に形成された凹部320は、図6図7に示すように、組合体10を構成したとき、端面介在部材52と外側コア部32との間に隙間cを形成し、後述する樹脂充填孔524へ樹脂を導入し易くするためのものである。凹部320の深さdは、凹部320の箇所で端面介在部材52と外側コア部32との間に隙間cが形成されるのであれば、特に限定されないが、例えば2mm以上であることが挙げられる。これにより、凹部320によって形成される端面介在部材52と外側コア部32との隙間cを十分に確保し易く、樹脂充填孔524へ樹脂をより導入し易くなる。より好ましくは、端面介在部材52と外側コア部32との間に少なくとも1mm以上の隙間cが形成されるように、凹部320の深さdを設定するとよい。一方で、凹部320の深さdが大き過ぎると、その分、外側コア部32の体積が小さくなり、磁気飽和が起こり易くなるため、凹部320の深さdは、例えば10mm以下、更に5mm以下であることが好ましい。「凹部の深さd」とは、巻回部2cの軸方向における外側コア部32の内端面32eから凹部320の底面32bまでの距離をいう。
【0032】
凹部320の大きさ(面積)は、磁路面積がある程度確保されるように設定されている。具体的には、内側コア部31の端面に実質的に対向する凹部320を除く内端面32eの各領域(図5中、ダブルハッチングで示す)の面積が、内側コア部31の端面の面積の60%以上、更に70%以上となるように、凹部320の面積を設定することが挙げられる。これにより、凹部320の箇所で発生する漏れ磁束を抑制できる。
【0033】
図5を参照して、凹部320の寸法の一例を挙げる。巻回部2cの軸方向に直交する高さ方向(図6参照)における内側コア部31の外周面(上面又は下面)からの凹部320の入り込み量eは、例えば3mm以上、更に5mm以上となるように設定することが挙げられる。また、巻回部2cの軸方向に直交する幅方向(図7参照)における凹部320の幅wは、例えば3mm以上、更に5mm以上となるように設定することが挙げられる。凹部320の入り込み量eが3mm以上、幅wが3mm以上である場合、後述する樹脂充填孔524の流路面積を十分に確保し易い。一方、磁路面積を確保する観点から、例えば、凹部320の入り込み量eは10mm以下、凹部の幅wは10mm以下であることが好ましい。
【0034】
図5では、凹部320が内端面32eの角部に設けられている場合を例示しているが、凹部320の形成箇所は内端面32eの角部に限定されるものではなく、例えば、内端面32eの周縁を構成する辺に凹部320を設けてもよい。この場合、内端面32eの周縁の周方向の対向する位置に凹部320を設けることが好適である。また、凹部320の数は、各内側コア部31の端面に対応する位置に少なくとも1箇所あればよい。
【0035】
(絶縁介在部材)
絶縁介在部材5は、コイル2(巻回部2c)と磁性コア3(内側コア部31及び外側コア部32)との間に介在され、コイル2と磁性コア3との間の電気的絶縁を確保する部材であり、内側介在部材51と端面介在部材52とを有する。絶縁介在部材5(内側介在部材51及び端面介在部材52)は、電気絶縁性を有する樹脂、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、PPS樹脂、PTFE樹脂、LCP、PA樹脂、PI樹脂、PBT樹脂、ABS樹脂などで形成されている。この例では、内側介在部材51及び端面介在部材52がPPS樹脂で形成されている。
【0036】
〈内側介在部材〉
内側介在部材51は、図4図6及び図7に示すように、巻回部2cの内周面と内側コア部31の外周面との間に介在され、巻回部2cと内側コア部31との間の電気的絶縁を確保する。また、内側介在部材51は、巻回部2cの内周面と内側コア部31の外周面との間に、内側樹脂部41(図2図3参照)を形成する樹脂の流路となる隙間を形成する(図8も参照)。この例では、内側介在部材51は、図4に示すように、内コア片31m間に介在される板状の仕切り部510と、仕切り部510の角部に形成され、隣接する両内コア片31mの角部に沿って長さ方向に延在する突片511とを有する。この例に示す仕切り部510は、上側が開口したU字状に形成されている。仕切り部510は、内コア片31m間の間隔を保持し、内コア片31m間にギャップを形成する。突片511は、図6図7に示すように、内コア片31mの角部を保持すると共に、巻回部2cの内周面と内コア片31mの外周面との間に介在して、巻回部2c内に内コア片31m(内側コア部31)を位置決めする。突片511により巻回部2cの内周面と内側コア部31の外周面との間に隙間が形成され、図8に示すように、内側コア部31の4面(上面、下面及び両側面)にそれぞれ隙間が確保される。巻回部2cの内周面と内側コア部31の外周面との隙間に樹脂が充填されることで、内側樹脂部41(図2図3参照)が形成される。
【0037】
〈端面介在部材〉
端面介在部材52は、図4図6及び図7に示すように、巻回部2cの端面と外側コア部32の内端面32eとの間に介在され、巻回部2cと外側コア部32との間の電気的絶縁を確保する。端面介在部材52は、巻回部2cの両端にそれぞれ配置され、図4に示すように、内側コア部31が挿入される2つの貫通孔520を有する矩形状の枠状体である。この例では、内側コア部31(内コア片31m)の端面の角部に当接する位置に、貫通孔520から内方に張り出す突起523が形成されている。突起523が内側コア部31の端面の角部と外側コア部32の内端面32eとの間に介在して、内側コア部31の端面と外側コア部32の内端面32eとの間に隙間が形成される。また、図9に示すように、組合体10を構成したとき、外側コア部32との間に巻回部2c内に連通する樹脂充填孔524が形成されるように、貫通孔520が形成されている。この樹脂充填孔524を介して、巻回部2cの内周面と内側コア部31の外周面との隙間(図8参照)に樹脂を充填することが可能である。
【0038】
端面介在部材52の外側コア部32側(正面側)には、図4に示すように、外側コア部32の内端面32e側が嵌合される凹状の嵌合部525が形成されており、嵌合部525により端面介在部材52に対して外側コア部32が位置決めされる。また、端面介在部材52の内側コア部31側(裏面側)には、内側コア部31の端部に位置する内コア片31mの角部に沿って長さ方向に延在する突片521が形成されている。突片521は、図6図7に示すように、内側コア部31の端部に位置する内コア片31mの角部を保持すると共に、巻回部2cの内周面と内コア片31mの外周面との間に介在して、巻回部2c内に内コア片31m(内側コア部31)を位置決めする。突片521により端面介在部材52に対して内側コア部31が位置決めされ、結果的に、端面介在部材52を介して内側コア部31と外側コア部32とが位置決めされる。
【0039】
(モールド樹脂部)
モールド樹脂部4は、図2図3に示すように、磁性コア3(内側コア部31及び外側コア部32)を一体に覆い、内側樹脂部41と外側樹脂部42とを有する。モールド樹脂部4は、電気絶縁性を有する樹脂、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、PPS樹脂、PTFE樹脂、LCP、PA樹脂、PI樹脂、PBT樹脂、ABS樹脂などで形成されている。この例では、内側樹脂部41及び外側樹脂部42がPPS樹脂で形成されている。
【0040】
〈内側樹脂部〉
内側樹脂部41は、巻回部2cの内周面と内側コア部31の外周面との隙間に樹脂が充填されることで形成されており、巻回部2cの内周面及び内側コア部31の外周面に密着している。また、この例では、図2に示すように、内側介在部材51の仕切り部510によって形成される内コア片31m間の空間にも内側樹脂部41を形成する樹脂が充填されている。
【0041】
〈外側樹脂部〉
外側樹脂部42は、外側コア部32の少なくとも一部を覆うように形成されている。この例では、組合体10を構成したとき、外部に露出する外側コア部32の全体を覆うように外側樹脂部42が形成されている。具体的には、外側コア部32の端面介在部材52に接する内端面32eを除く、外側コア部32の外周面、上面及び下面が外側樹脂部42で覆われており、外側コア部32の表面が外部に露出していない。
【0042】
モールド樹脂部4は、例えば射出成形により形成されている。本実施形態では、端面介在部材52に形成された樹脂充填孔524(図9参照)を通じて、外側樹脂部42及び内側樹脂部41が一体に形成されている。このモールド樹脂部4により、内側コア部31及び外側コア部32が一体化されると共に、組合体10を構成するコイル2、磁性コア3及び絶縁介在部材5が一体化される。また、図2図3に示すように、外側コア部32の内端面32eと内側コア部31の端面との隙間にも樹脂が充填されている。
【0043】
<リアクトルの製造方法>
リアクトル1の製造方法の一例を説明する。リアクトルの製造方法は、大別すると、組合体組立工程と、樹脂モールド工程とを備える。
【0044】
(組合体組立工程)
組合体組立工程では、コイル2と磁性コア3と絶縁介在部材5との組合体10を組み立てる(図4図9参照)。
内コア片31m間に内側介在部材51を配置して内側コア部31を作製し、コイル2の両巻回部2cに内側コア部31をそれぞれ挿入して、コイル2と内側コア部31及び内側介在部材51の組物を用意する(図8参照)。その後、巻回部2cの両端に端面介在部材52をそれぞれ配置して、内側コア部31を両端から挟むように外側コア部32をそれぞれ配置する(図6図7参照)。これにより、内側コア部31と外側コア部32とで環状の磁性コア3を構成する。以上のようにして、コイル2と磁性コア3と絶縁介在部材5とを備える組合体10を組み立てる。組合体10の状態において、外側コア部32側からコイル2(巻回部2c)の軸方向に見た場合、端面介在部材52に樹脂充填孔524が形成されている(図9参照)。
【0045】
(樹脂モールド工程)
樹脂モールド工程では、外側コア部32を樹脂で被覆すると共に、巻回部2cの内周面と内側コア部31との間に樹脂を充填して、外側樹脂部42及び内側樹脂部41を一体成形する(図1図3参照)。
組合体10を金型内に配置し、組合体10の外側コア部32側から金型内に樹脂を注入して樹脂モールドする。例えば、外側コア部32のコイル2及び内側コア部31が配置される側とは反対側から樹脂を射出することが挙げられる。この例では、金型に対して外側コア部32及び端面介在部材52を固定しない。そして、外側コア部32を樹脂で覆い、端面介在部材52の樹脂充填孔524(図9参照)を介して、巻回部2c内に樹脂を充填する。これにより、巻回部2cの内周面と内側コア部31の外周面との隙間(図6図7参照)に樹脂が充填される。このとき、内コア片31m間の空間や、外側コア部32の内端面32eと内側コア部31の端面との隙間にも樹脂が充填される。その後、充填した樹脂を固化させることで、外側樹脂部42及び内側樹脂部41を一体成形する(図2図3参照)。これにより、内側樹脂部41と外側樹脂部42とでモールド樹脂部4を構成し、内側コア部31及び外側コア部32を一体化すると共に、コイル2、磁性コア3及び絶縁介在部材5を一体化する。
【0046】
樹脂の充填は、一方の外側コア部32側から他方の外側コア部32側に向かって巻回部2c内に樹脂を充填してもよいし、両方の外側コア部32側から巻回部2c内に樹脂を充填してもよい。
【0047】
本実施形態では、外側コア部32に凹部320が形成されており、図6図7に示すように、凹部320によって端面介在部材52と外側コア部32との間に隙間cが形成されている。そのため、樹脂充填孔524へ樹脂を導入し易く、樹脂充填孔524から巻回部2c内へ樹脂が流れ込み易くなることから、巻回部2cの内周面と内側コア部31との間に樹脂を十分に充填することが可能である。
【0048】
{作用効果}
実施形態1のリアクトル1は、次の作用効果を奏する。
【0049】
外側コア部32の内端面32eの周縁部に凹部320を有することで、端面介在部材52と外側コア部32との間に隙間cが形成され、凹部320によって樹脂充填孔524へ樹脂を導入し易くなる。そのため、樹脂充填孔524から巻回部2c内へ樹脂が流れ込み易く、巻回部2cの内周面と内側コア部31との間に樹脂が十分に充填され易い。したがって、内側樹脂部41を形成する際に巻回部2c内への樹脂の充填性を改善できるので、内側樹脂部41におけるボイドの発生を抑制できる。
【0050】
更に、凹部320が内側コア部31の端面よりも内側に入り込むように形成されていることで、凹部320の箇所で樹脂充填孔524の流路面積が大きくなり、樹脂充填孔524から巻回部2c内へ樹脂が充填され易くなる。
【0051】
外側コア部32の内端面32eの角部に凹部320が設けられている場合、樹脂の充填性を改善しつつ、有効磁路面積の減少を抑制できる。これは、磁性コア3において、外側コア部32における内端面32eの角部の箇所は、磁束が比較的流れ難く、有効磁路として機能し難いため、有効磁路への影響が比較的小さいからである。
【0052】
本実施形態のリアクトルでは、外側コア部32の内端面32eの周縁が端面介在部材52の貫通孔520の内周縁よりも外側に位置する場合は勿論、内端面32eの周縁の少なくとも1辺が端面介在部材52の貫通孔520の内周縁よりも内側に位置するリアクトルの場合においても凹部320を設けることが有効である。
【0053】
〈用途〉
実施形態1のリアクトル1は、例えば、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車などの車両に搭載される車載用コンバータ(代表的にはDC−DCコンバータ)や、空調機のコンバータなど種々のコンバータ、並びに電力変換装置の構成部品に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【0054】
1 リアクトル
10 組合体
2 コイル
2w 巻線
2c 巻回部
2j 接合部
3 磁性コア
31 内側コア部
31m 内コア片
32 外側コア部
32e 内端面
320 凹部
32b 底面
4 モールド樹脂部
41 内側樹脂部
42 外側樹脂部
5 絶縁介在部材
51 内側介在部材
510 仕切り部
511 突片
52 端面介在部材
520 貫通孔
521 突片
523 突起
524 樹脂充填孔
525 嵌合部
c 隙間
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9