(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記開口部の近傍に前記樹脂成型品に一体に形成された保護部が設けられ、前記開口部内に位置する導電部材の露出部分の外側に前記保護部が配置されている請求項1に記載のリアクトル。
前記樹脂成型品に端子台が一体に形成され、この端子台に前記導電部材に一体に設けられた第2の端子部が樹脂成型品の表面に露出した状態で配置され、この第2の端子部に外部機器の配線が接続される請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のリアクトル。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
板状の導電部材を埋設した樹脂成型品を、リアクトルのケースなどの他の部材に固定する場合、導電部材と他の部材との間には所定の絶縁距離が確保される必要がある。ところが、特許文献2に記載されるように、樹脂の注入圧力で導電部材が変形すると、必要な絶縁距離を確保できなくなる。そのため、従来技術では、導電部材の変形を考慮して、導電部材と他の部材との間の樹脂の厚みを大きくしたり、金型内部に導電部材の変形を防止する治具を配置しておくなどの対策が採られていた。
【0006】
しかし、樹脂の厚みを大きくすることは、部品の大型や使用する樹脂の増量に繋がり、リアクトルの設置スペースの増大を招く問題があった。一方、金型内部に治具を配置する対策は、金型の構成を複雑化する上、金型からの樹脂成型品を取り出す場合に、治具が邪魔にならぬように樹脂成型品や導電部材の形状を考慮しなければならず、適用できる樹脂成型品や導電部材が限られていた。また、金型内に治具を設けた場合、その部分には樹脂が充填されないため、導電部材の表面が外部に露出することになり、露出した導電部材と周囲の部材との絶縁性を損なうおそれもあった。
【0007】
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものである。本発明の目的は、成型時において樹脂の注入圧力によって導電部材が変形することがなく、導電部材と他の部材とを確実に絶縁することができる導電部材成型品と、それを使用したリアクトルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
(1)本発明のリアクトルは、次のような構成を有することを特徴とする。
(1) コアと前記コアに装着されたコイルとを有するリアクトル本体。
(2) このリアクトル本体を収容する収容部材。
(3) 次のような構成を備える導電部材成型品。
(
3-1) 導電部材。
(
3-2) 前記導電部材の少なくとも一部を埋設した樹脂成型品。
(3-3) 前記導電部材と前記
収容部材との間で、前記樹脂成型品に設けられた樹脂の注入部。
(
3-4)
前記樹脂成型品
において前記収容部材とは反対側に形成された開口部。
(3-5) 前記導電部材には、その一部を前記樹脂成型品から露出させてなる第1の端子部が設けられ、この第1の端子部に前記収容部材に固定されたコイルの端部が接続されている。
【0009】
(2)前記開口部の近傍に前記樹脂成型品に一体に形成された保護部が設けられ、前記開口部内に位置する前記導電部材の露出部分の外側に前記保護部が配置されていると良い。
【0010】
(3)前記保護部が、前記開口部の少なくとも一部を覆うように、開口部の縁から導電部材の表面とは反対方向に突出したアーチ状の部材であると良い。
【0011】
(4)前記樹脂成型品に、前記樹脂成型品を
前記収容部材に固定するための固定部が設けられていると良い。
【0012】
(5)前記樹脂成型品に設けられた前記固定部が、前記保護部を兼用していると良い。
【0013】
(6)前記導電部材が板状の部材であって、前記導電部材の表面が前記
収容部材における導電部材を固定する部分の表面と平行に配置され、前記注入部が、前記板状の導電部材と前記
収容部材の表面との間に設けられていると良い。
【0016】
(
7)前記樹脂成型品に端子台が一体に形成され、この端子台に前記導電部材に一体に設けられた第2の端子部が樹脂成型品の表面に露出した状態で配置され、この第2の端子部に外部機器の配線が接続されると良い。
【0017】
(
8)前記導電部材が板状の長尺部材であって、その長手方向に所定の間隔で複数の第1の端子部が設けられ、前記導電部材の幅が導電容量に応じて順次狭くなっていると良い。
【0018】
(
9)前記第1の端子部が、前記導電部材の長手方向の縁から前記
収容部材とは反対方向に分岐した張出部と、この張出部から前記導電部材の表面に対して直交方向に突出した接続部とから構成され、前記張出部が樹脂成型品によって被覆されていると良い。
【0019】
(1
0)前記第2の端子部と前記
収容部材との間に、前記樹脂成型品を前記
収容部材に固定するための固定部が、前記樹脂成型品に対して一体に形成されていると良い。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、前記導電部材を挟んで前記樹脂成型品の他の部材とは反対側に開口部を形成すると共に、他の部材と導電部材の間に注入部を配置することにより、樹脂成型品の成型時において、樹脂の注入圧力が導電部材に加わっても、他の部材とは反対側に配置した治具によって導電部材の変形が防止される。その結果、導電部材と他の部材との絶縁距離を確実に確保することででき、導電部材の変形を考慮して樹脂の厚さを余分に設ける必要がなくなり、導電部材成型品やそれを使用したリアクトルの小型化が可能になる。
【発明を実施するための形態】
【0023】
[1.第1実施形態]
[1.1 構成]
以下、本発明の第1実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態は、導電部材として、バスバーを使用したものである。
図1〜
図3に示すように、本実施形態のリアクトルは、上面が開口したアルミニウムなどの金属製のケース2と、その内部に収容されたリアクトル本体1と、ケース2とリアクトル本体1との間に注入固化された充填材3とを有する。
【0024】
(1)リアクトル
リアクトル本体1の収容部材であるケース2は、
図1〜
図3に示す通り、上面に開口を有する箱型に形成されており、リアクトル本体1の大きさに合わせた寸法の収容空間を有する。ケース2には、リアクトル本体1をケース2に固定するためのボルト71を締結するためのねじ穴21が設けられている。
【0025】
ケース2は熱伝導性の高い金属で形成され、リアクトル本体1を収容するとともにリアクトル本体1から発生する熱の放熱部材としての機能を有する。熱伝導性の高い金属としては、アルミニウムやマグネシウムを用いることができる。また、必ずしも金属である必要はなく、熱伝導性に優れた樹脂や、樹脂の一部に金属製の放熱板を埋設したものを使用することも可能である。
【0026】
リアクトル本体1とケース2との隙間には、
図3に示すように、充填材3が充填、固化されている。充填材3としては、固化しても多少の弾力性を有する樹脂を使用することが望ましい。例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウム等の放熱用の材料を混入したエポキシ系、ポリアクリレート系、シリコーン系の樹脂製のポッティング剤をその硬化度を調整することで使用できる。
【0027】
リアクトル本体1は、
図1〜
図3に示すように、コア用の樹脂成型品内部に設けられた2つの環状コア41,42と、各環状コア41,42の脚部に装着された4個のコイル51〜54を備えている。各コイル51〜54の巻き始めの端部51a〜54aと巻き終わりの端部51b〜54bは、ケース2の対向する2つの辺の縁に向かって、所定の間隔で引き出され、その上端はケース2の縁よりも上方に突出している。リアクトル本体1は、各環状コア41,42の四隅をボルト71によって締結することで、ケース2に固定されている。
【0028】
ケース2の対向する2辺の一方には、巻き始めの端部51a〜54aをリアクトル外部に設けられた電源側の配線に接続するための導電部材成型品6が固定されている。ケース2の対向する2辺の他方には、巻き終わりの端部51b〜54bをリアクトルの出力側の外部機器に接続するための2つの端子台7a,7bが設けられている。
【0029】
導電部材成型品6は、
図5及び
図6に示すように、樹脂成型品61の内部に導電部材であるバスバー62をインサート成型法により埋設したものである。樹脂成型品61の主材料としては、例えば、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、BMC(バルクモールディングコンパウンド)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PBT(ポリブチレンテレフタラート)等を用いることができる。樹脂成型品61には、バスバー62の導体部分621の被覆部613と、バスバー62に設けた第1の端子部622a〜622dの根元部分の被覆部614と、バスバー62の一端に設けられた第2の端子部623を支持する端子台615が設けられている。
【0030】
導電部材成型品6は、全体として長尺の部材であって、
図4に示すように、その一方の端部近くに設けられた2箇所の挿入孔611a,611bと、他方の端部近くに設けられた1箇所の挿入孔612内に挿入したボルト72によって、ケース2の一方の辺に固定されている。すなわち、ケース2が請求項の他の部材に、その一方の辺が請求項における他の部材のバスバー固定部に相当する。また、挿入孔611a,611b,612が、請求項における導電部材成型品6の固定部に相当する。
【0031】
樹脂成型品61のケース2と反対側の面には、成型時において金型内でバスバー62を位置決めする治具によって形成された、6箇所の開口部616a〜616fが設けられている。このうち、端子台近傍の2箇所の開口部616a,616bは、
図5に示すように、樹脂成型品61の幅全体に形成された溝状のものである。開口部616a,616bの底には樹脂成型品61内部のバスバー62の表面が露出している。
【0032】
樹脂成型品61の中央にある2箇所の開口部616c,616dは、
図5及び
図9に示すように、樹脂成型品61の幅全体に形成された溝状のものであり、そのほぼ中央から下の部分には、樹脂成型品61の表面と一体に形成された断面アーチ状の保護部617が一体に形成されている。これにより、中央にある2箇所の開口部616c,616dでは、その底に露出しているバスバー62が、保護部617によって他の部材が接触することがないように覆われている。樹脂成型品61の端子台615とは反対側の端部近傍に設けられた2箇所の開口部616e,616fは、導電部材成型品6をケース2に固定する挿入孔612の両側に配置されている。そのため、樹脂成型品61に形成した挿入孔612の周囲が開口部616e,616fの縁を覆うように樹脂成型品61の表面から突出し、開口部616e,616fの底に露出しているバスバー62の保護部617として機能している。
【0033】
図7及び
図8に示すように、バスバー62は板状の長尺部材であって、バスバー62の表面がケース2のバスバーを固定する部分の表面と平行に配置されている。バスバー62の長手方向に所定の間隔で4つの第1の端子部622a〜622dが設けられている。バスバー62の幅が、これら4つの第1の端子部622a〜622dを設けた箇所から導電容量に応じて順次狭くなっている。
図7および
図8は、バスバーの幅が順次階段状に狭くなっていく場合の実施例を示したものであるが、その形状は、実施例に限定されない。導電要領に応じて階段状に狭くなっていく形状だけでなく、テーパー状に狭くなっていく形状など、種々の形状も含む。第1の端子部622a〜622dは、バスバー62の長手方向の縁から他の部材とは反対方向に分岐した張出部81と、この張出部からバスバー62の表面に対して直交方向に突出した接続部82とから構成され、張出部81が樹脂成型品61によって被覆されている。この4つの第1の端子部622a〜622dの接続部82がケース2内に固定されたコイルの巻き始めの端部51a〜54aと接続されている。
【0034】
樹脂成型品61の一端には端子台615が一体に形成され、この端子台615にバスバー62の一端に形成された第2の端子部623が、樹脂成型品61の表面に露出した状態で配置されている。この第2の端子部623は、ケース2の側面と平行に配置されたバスバー62の導体部分621に対して、ケース2の底面と平行になるように直角に形成され、その中央には外部機器の配線が接続するためのねじ穴624が設けられている。
【0035】
図11に示すように、樹脂成型品61の底部には、モールド成型時において金型内に樹脂を注入した際に形成された注入部618が設けられている。この注入部618は、樹脂成型品61の長さ方向に沿って所定の間隔、例えば4箇所の第1の端子部622a〜622dの近傍に、板状のバスバー62とケース2表面との間に位置するように設けられている。すなわち、バスバー62に対して、注入部618から金型内に流入した樹脂の圧力が、各開口部616a〜616fを形成する治具側に向かって加わる位置に設けられている。
【0036】
図2及び3に示すように、ケース2の導電部材成型品6とは反対側には、2つの端子台7a,7bがボルト73によってケース2に固定されている。この2つの端子台7a,7bには、それぞれ出力側バスバー91がモールド成型法により一体化されており、これら出力側バスバー91の一端が各コイルの巻き終わりの端部51b〜54bと溶着により接続されている。出力側バスバー91の他端は、2つの端子台7a,7b上に配置され、その部分に出力側の外部配線が接続される。
【0037】
[1.2 製造方法]
前記のような構成を有する本実施形態の導電部材成型品6とリアクトルは、次のようにして製造する。
【0038】
まず、樹脂成型品61の金型内に位置決め用の治具をセットした状態で、この治具にバスバー62のケース2とは反対側の面が当接するように、バスバー62を金型内にセットする。金型内におけるバスバー62の位置決めは、第1の端子部622a〜622dと、金型に第1の端子部622a〜622dが入り込むように設けられた切欠部の位置を対応させることにより行う。
【0039】
この場合、本実施形態では、
図11に示すように、導電部材成型品6の底部に樹脂の注入部618を設けたので、バスバー62や樹脂成型品61は
図4のケース2への固定状態とは上下が逆になって成型される。その後、金型内に樹脂を注入すると、注入部618がバスバー62よりもケース2側に設けられていることから、金型内に流入した樹脂の圧力でバスバー62が治具側に押圧され、バスバー62と樹脂成型品61のケース側表面との間に樹脂が確実に充填される。
【0040】
リアクトル本体1は、コア用の樹脂成型品の内部に埋設あるいは嵌め込んだ分割コアを、その外脚をコイル51〜54の内側に挿入しながら、全体を環状に接合することより作製する。作製されたリアクトル本体1を、四隅のボルト71をケース2に締結することで、リアクトル本体1とケース2とを固定する。 ケース2にリアクトル本体1が収容された後は、ケース2の一方の側面に対して導電部材成型品6をボルト72を用いて固定し、同様に、ケース2の反対側の側面に2つの端子台7a,7bをボルト73を用いて固定する。
【0041】
その後、第1の端子部622a〜622dとコイル51〜54の巻き始めの端部51a〜54aを溶着すると共に、2つの端子台7a,7bに一体化された出力側バスバー91の端部を、コイルの巻き終わりの端部51b〜54bに溶着する。このようにすると、ケース2の側面には、導電部材成型品6に設けられた第2の端子部623を支持する端子台615と、それぞれ2箇所の接続部を有する2つの端子台7a,7bが設けられるので、これら5箇所の端子台に露出しているバスバーの端子部に外部配線を接続することが可能になる。
【0042】
前記の様にして、導電部材成型品6と端子台7a,7bをケースに固定し、第1の端子部622a〜622dとコイル巻き始め端部51a〜54aを溶接し、端子台7a,7bの端部とコイル巻き終わり端部51b〜54bを溶接した後は、リアクトル本体1とケース2との隙間に充填材3を注入し、固化させる。
【0043】
[1.3 効果]
上記のような構成を有する本実施形態のリアクトルの効果は、以下のとおりである。
【0044】
(1)バスバー62とケース2との間に樹脂の注入部618を設け、樹脂成型品61の成型時には、樹脂の注入圧力によって金型内のバスバー62を治具側に押圧する構成としたので、バスバー62が樹脂の注入圧力でケース側に変形することがない。その結果、バスバー62とケースとの絶縁距離を確実に保持することができる。また、治具にバスバー62を押し付けることで、樹脂成型品61内部におけるバスバー62の位置決めが確実に行え、樹脂内部におけるバスバー62の位置のばらつきを抑え、精度の高い導電部材成型品6を得ることができる。
【0045】
(2)板状のバスバー62を、バスバー62を固定するケースの表面と平行に配置し、注入部618を板状のバスバー62とケースの表面との間に設けたので、金型内に注入した樹脂が板状のバスバー62の広い面積で受け止められることになり、バスバーの治具に対する押し付け力を効果的に利用できる。また、ケース側に開口部ができないために、ケースと端子台との距離を確保する必要がなくなり、リアクトルを小型化できる。
【0046】
(3)長尺の板状部材から形成したバスバー62に、複数の第1の端子部622a〜622dを所定の間隔で設けたので、1本のバスバー62でリアクトルケースから突出しているコイルの複数の端部を簡単に接続でき、コイルの端部毎に専用のバスバー62を設ける場合に比較して、バスバー62とコイルの接続部分の構造が単純化し、接続作業も簡単になる。
【0047】
(4)樹脂成型品61に端子台が一体に形成され、この端子台にバスバー62に一体に設けられた第2の端子部623が樹脂成型品61の表面に露出した状態で配置されているので、バスバー62と外部機器の配線との接続を簡単に実施できる。
【0048】
(5)バスバー62が板状の長尺部材であって、その長手方向に所定の間隔で複数の第1の端子部622a〜622dが設けられ、バスバー62の幅が複数の第1の端子部622a〜622dの箇所から導電容量に応じて順次狭くしたので、バスバー62を導電容量に応じた最小限の寸法、形状とすることができ、バスバー62や樹脂成型品61の小型化や材料の削減が可能となる。
【0049】
(6)第1の端子部622a〜622dの根元に設けられた張出部が樹脂成型品61によって覆われているので、バスバーが露出している接続部に外部機器やその配線が接触するおそれが少なくなる。
【0050】
(7)バスバー62が露出する第2の端子部623とケースとの間に固定部となる挿入孔611a,611bを有する樹脂部分が配置されているので、バスバー62とケース2との絶縁性が高くなる。
【0051】
(8)開口部の近傍に樹脂成型品61に一体に形成された保護部617が設けられ、この保護部617によってバスバー62の露出部分に外部機器やケース2が接触することが防止される。特に、保護部617が開口部の縁からバスバー62の表面とは反対方向に突出したアーチ状の部材としたので、この保護部617が金型内における治具の配置の支障となることがなく、効果的にバスバー62の露出部分をカバーすることができる。
【0052】
(9)樹脂成型品61に設けられた固定部が保護部617を兼用しているため、専用の保護部617を樹脂成型品61に形成する場合に比較して、金型や樹脂成型品61の形状を単純化できると共に、固定部用の比較的大型の保護部617を形成することができる。
【0053】
(10)このような導電部材成型品6を使用することにより、全体の小型化と絶縁性能に優れたリアクトルを得ることができる。
【0054】
[2.第2実施形態]
本実施形態は、
図12に示すように、金型内の治具によって形成する開口部616a〜616cを、バスバー62の両側に設けたものである。本実施形態では、導電部材成型品6の両側に、導電部材成型品6を固定する他の部材2a,2bがそれぞれ配置されている場合、他の部材2a,2bを固定する箇所とは反対側に治具を配置し、この治具とバスバー62を挟んで反対側に樹脂の注入部618を設けている。
【0055】
このような構成とすることで、バスバー62を樹脂の注入圧力で治具側に押圧し、金型内におけるバスバー62の位置決めを行うと共に、バスバー62と他の部材2a,2bとの間に確実に樹脂が注入することができる。その結果、導電部材成型品6の両側に他の部材2a,2bを配置しても、バスバー62と他の部材2a,2bとの絶縁を確保できる。
【0056】
[3.他の実施形態]
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではない。以上の実施形態は例として提示したものであって、その他の様々な形態で実施されることが可能である。発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲、要旨、その均等の範囲に含まれる。以下、その一例を示す。
【0057】
(1)バスバー62は、長尺の板状部材に限定されるものではない。長方形や正方形、あるいは円柱、角柱のような棒材など自由な形状を採用できる。バスバー62に設ける第1の端子部622a〜622dの数も1つでも複数でも良く、バスバー62の一辺のみでなく、複数の辺に設けることができる。第2の端子部623やそれを支持する端子台615も、バスバー62に接続する外部機器の仕様に合わせて複数設けることもでき、樹脂成型品61の一方の端部のみでなく、両端や中央部分などに設けることもできる。樹脂成型品61内部に設けるバスバー62の数は1本に限定されない。第1の端子部622a〜622dのみあるいは第2の端子部623のみを有するバスバー62も使用可能である。
【0058】
(2)複数本のバスバー62を平行に配置したり、多段に配置することで、バスバー62の回路パターンを樹脂成型品61内部に形成することも可能である。ケース2などの2辺あるいは3辺を取り囲むように、樹脂成型品61及びその内部のバスバー62をL字形やU字形とすることもできる。ケース2の側面にバスバー62を配置する場合に限らず、ケース2の上面をカバーで覆った場合は、そのカバーが本発明の他の部材に相当することになり、カバーに対して本発明の導電部材成型品6を固定することもできる。
【0059】
(3)金型内でバスバー62の位置決めを行う治具の位置や形状を適宜変更することができる。図示の実施形態では、長尺のバスバー62の長手方向と直交する方向に複数の治具を設けることで、バスバー62の長手方向に沿って複数の溝状の開口部616a〜616fを形成したが、バスバー62の長手方向に沿った長尺の治具を用いることもでき、その場合、開口部はバスバー62の長手方向に沿った溝状となる。棒状をした治具の先端でバスバー62を点状に支持する場合には、開口部の形状も点状になる。
【0060】
(4)図示の実施形態は、リアクトル本体1の収容部材としてケース2を使用したが、本発明は必ずしも上面開口型のケースにバスバー62を固定する場合にのみ限定されるものではない。板状あるいはブロック状の収容部材にリアクトル本体を固定する場合にも適用することもできる。バスバー62を接続するコイルなどの部材がバスバー62を固定する他の部材に収容されている必要はなく、壁状の支持部材にバスバー62を固定し、支持部材とは離れた位置にある他の電気機器とバスバー62を接続する場合も使用できる。
【0061】
(5)コアに巻回するコイルの形状も適宜変更可能であり、図示の実施形態では、複数のコイルとバスバー62とを接続しているが、コイルやその端部の数は適宜変更可能である。バスバー62を接続する相手はリアクトルのコイルに限らず、他の電気部品の導体一般に適用することができる。
【0062】
(6)樹脂成型品61に設ける固定部材の挿入孔は、図示の場所や数に限定されない。挿入孔には必ずしもカラーを設けることなく、樹脂成型品61に挿入孔のみを開口させて、ボルトなどの固定部材を挿入しても良い。固定部材としては、ボルトなどのねじ止めに限定されず、溶着、接着、リベット、ピンの圧入、固定部材に設けた突起をケースの孔に圧入するなど、種々の構成を採用できる。
【0063】
(7)樹脂成型品61の固定部として、ボルトなどの固定部材の挿入孔を設ける代わりに、フック状の突起などを利用した係合構造や、接着剤などで樹脂成型品61を他の部材に固定することも可能である。
【0064】
(8)樹脂の注入部618の設置場所は、樹脂成型品61の底部に限られない。
図13の矢印Aに示すように樹脂成型品の側面61aに設けてもよいし、
図13の矢印Bに示すように樹脂成型品の端面61bに設けてもよい。
【0065】
(9)前記各実施形態は、導電部材としてバスバーを使用したものであるが、本発明では、導電部材成型品6の成型時において、樹脂の注入圧力で変形する導電部材であれば、バスバー以外の他の導電部材、例えば丸線、撚り線、あるいは耐熱性のプリント配線基板などを使用することも可能である。