特許 7605091 リアクトルの製造装置および製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-16

(45)【発行日】2024-12-24

(54)【発明の名称】リアクトルの製造装置および製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 33/12 20060101AFI20241217BHJP

   B29C 45/26 20060101ALI20241217BHJP

   B29C 45/33 20060101ALI20241217BHJP

   B29C 45/14 20060101ALI20241217BHJP

   H01F 41/04 20060101ALI20241217BHJP

【ＦＩ】

B29C33/12

B29C45/26

B29C45/33

B29C45/14

H01F41/04 A

H01F41/04 F

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021189255

(22)【出願日】2021-11-22

(65)【公開番号】P2023076075

(43)【公開日】2023-06-01

【審査請求日】2023-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】岸本 俊

(72)【発明者】

【氏名】横澤 諒

【審査官】松林 芳輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－０３９８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２３５０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０９６０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１７３９１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ３３／００－３３／７６

Ｂ２９Ｃ ３９／２６－３９／３６

Ｂ２９Ｃ ４１／３８－４１／４４

Ｂ２９Ｃ ４３／３６－４３／４２

Ｂ２９Ｃ ４３／５０

Ｂ２９Ｃ ４５／００－４５／８４

Ｂ２９Ｃ ４９／４８－４９／５６

Ｂ２９Ｃ ４９／７０

Ｂ２９Ｃ ５１／３０－５１／４０

Ｂ２９Ｃ ５１／４４

Ｈ０１Ｆ ３０／００－３８／１２

Ｈ０１Ｆ ３８／１６

Ｈ０１Ｆ ４１／００－４１／０４

Ｈ０１Ｆ ４１／０８

Ｈ０１Ｆ ４１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コアを備えるリアクトルの製造装置であって、
前記コアを収納するキャビティを有する金型を備え、
前記金型は、前記コアと接触して成形時の樹脂圧に対して前記コアを支持するコア支えピンを備え、
成形時の樹脂流路は、前記コアの内側を通る内側流路、および前記コアの外側を通る外側流路を含んでおり、
前記内側流路の幅が前記外側流路の幅よりも広い位置に、前記コア支えピンが配置され、
前記製造装置は、一対のＥ字形状のコアを備えるリアクトルの製造装置であり、
各Ｅ字形状のコアは、ベースコアから同一方向に突出する外脚コアおよび中脚コアを備え、
前記外脚コアの幅は、前記中脚コアの幅よりも小さく、
前記コア支えピンは、前記外脚コアを、前記外脚コアが前記ベースコアから突出する方向と直交する方向の樹脂圧に対して支持する
リアクトルの製造装置。

【請求項2】

前記中脚コアには、樹脂がモールドされたコイルモールドが組付けられており、
前記内側流路には、前記コイルモールドと前記外脚コアの間の隙間の流路が含まれ、
前記外側流路には、前記外脚コアの外側の流路が含まれ、
前記隙間の幅が、前記外脚コアの外側の流路の幅よりも広い、
請求項１に記載のリアクトルの製造装置。

【請求項3】

コアを備えるリアクトルの製造方法であって、
前記コアを収納するキャビティを有する金型を用いて成形品を成形するステップを含み、
前記金型は、前記コアと接触して成形時の樹脂圧に対して前記コアを支持するコア支えピンを備え、
前記成形するステップにおける樹脂流路は、前記コアの内側を通る内側流路、および前記コアの外側を通る外側流路を含んでおり、
前記内側流路の幅が前記外側流路の幅よりも広い位置に、前記コア支えピンが配置され、
前記製造方法は、一対のＥ字形状のコアを備えるリアクトルの製造方法であり、
各Ｅ字形状のコアは、ベースコアから同一方向に突出する外脚コアおよび中脚コアを備え、
前記外脚コアの幅は、前記中脚コアの幅よりも小さく、
前記コア支えピンは、前記外脚コアを、前記外脚コアが前記ベースコアから突出する方向と直交する方向の樹脂圧に対して支持する
リアクトルの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、リアクトルの製造装置および製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、一次成形工程と二次成形工程とを含むリアクトルの製造方法を開示している。特許文献１に記載された技術によると、共通の金型を一次成形および二次成形の両方に使用できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－１４９８４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

二次成形工程において、コアの外周側に樹脂が優先的に入ると、コアを樹脂圧に対して支持することができないため、コアに高い応力が生じてコアが割れてしまうという問題がある。

【0005】

本開示は、このような問題を解決するためになされたものであり、成形時の樹脂圧によってコアが割れることを防止できるリアクトルの製造装置および製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本実施の形態におけるリアクトルの製造装置は、
コアを備えるリアクトルの製造装置であって、
前記コアを収納するキャビティを有する金型を備え、
前記金型は、前記コアと接触して成形時の樹脂圧に対して前記コアを支持するコア支えピンを備え、
成形時の樹脂流路は、前記コアの内側を通る内側流路、および前記コアの外側を通る外側流路を含んでおり、
前記内側流路の幅が前記外側流路の幅よりも広い位置に、前記コア支えピンが配置される。

【0007】

本実施の形態におけるリアクトルの製造方法は、
コアを備えるリアクトルの製造方法であって、
前記コアを収納するキャビティを有する金型を用いて成形品を成形するステップを含み、
前記金型は、前記コアと接触して成形時の樹脂圧に対して前記コアを支持するコア支えピンを備え、
前記成形ステップにおける樹脂流路は、前記コアの内側を通る内側流路、および前記コアの外側を通る外側流路を含んでおり、
前記内側流路の幅が前記外側流路の幅よりも広い位置に、前記コア支えピンが配置される。

【発明の効果】

【0008】

本開示により、成形時の樹脂圧によってコアが割れることを防止できるリアクトルの製造装置および製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】関連技術にかかる金型の概要を示す模式上面図である。

【図2】コアの構成を示す模式上面図である。

【図3】関連技術にかかる金型の内側流路と外側流路の寸法関係を示すための図である。

【図4】関連技術にかかる製造装置においてコアが割れる３つのモードを示すための図である。

【図5】実施形態１にかかる製造装置の金型を示す模式上面図である。

【図6】実施形態１にかかる金型の内側流路と外側流路の寸法関係を示すための図である。

【図7】実施形態１にかかる金型の各流路の好ましい寸法関係を示すための図である。

【図8】実施形態１にかかる金型の各流路の好ましい寸法関係を示すための図である。

【図9】実施形態１にかかる金型の各流路の好ましい寸法関係を示すための図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施形態にいたる検討
まず、本願の発明者が行った検討内容について説明する。図１は、関連する製造装置の金型２００の概要を示す模式上面図である。関連する製造装置は、コアを備えるリアクトルの製造装置である。なお、関連する製造装置は、金型２００の開閉装置（不図示）や、樹脂の射出装置（不図示）をさらに備えていてもよい。金型２００内には、コア１０、および樹脂がモールドされたコイルモールド２０がインサートされる。符号Ｒ１は、コイルモールド２０が有する樹脂を表している。そして、コア１０およびコイルモールド２０の周囲に樹脂が注入され、インサート成形が行われる。成形過程では、ボルト等の挿通穴である穴ｈも形成される。図１は、インサート成形時の金型２００内部の状態を表している。

【0011】

図１では、説明の明確化のため、ＸＹＺの３次元直交座標系を示している。尚、Ｚ方向が鉛直方向である。したがって、Ｚ方向が高さ方向となる。樹脂は、例えば、Ｚ軸負方向に射出される。

【0012】

金型２００は、コア１０を収納するキャビティを備える。キャビティには、例えば、一対のＥ字形状のコア１０がインサートされる。コア１０は、圧粉体を焼結した焼結品であってもよい。

【0013】

図２は、コア１０の構成を示す模式上面図である。コア１０は、ベースコア１１と、中脚コア１２と、外脚コア１３ａおよび１３ｂとを備える。以下では、外脚コア１３ａおよび１３ｂを互いに区別しない場合には、単に外脚コア１３と称する場合がある。中脚コア１２および外脚コア１３は、ベースコア１１から同一方向に突出する。図２では、Ｘ方向はベースコア１１の延在方向であり、Ｙ方向は中脚コア１２および外脚コア１３の延在方向である。中脚コア１２には、樹脂がモールドされたコイルモールド２０が組付けられる。

【0014】

ベースコア１１は、中脚コア１２と外脚コア１３ａとを接続する接続部１１１ａと、中脚コア１２と外脚コア１３ｂとを接続する接続部１１１ｂとを備えている。以下では、接続部１１１ａおよび１１１ｂを互いに区別しない場合には、単に接続部１１１と称する場合がある。

【0015】

外脚コア１３ａおよび１３ｂの幅（例えば、Ｘ方向の長さ）は、中脚コア１２の幅よりも狭い。より小さいサイズのリアクトルを製造する場合には、外脚コア１３が細くなり、外脚コア１３が成形時に折れてしまう可能性がある。

【0016】

図１に戻り説明を続ける。成形時の樹脂流路には、コア１０の内部を通る内側流路３１ａおよび３１ｂと、コア１０の外部を通る外側流路３２と、コイルモールド２０の内側を通る流路３３と、２つのコア１０の間を通る流路３４とを含んでいる。以下では、内側流路３１ａおよび３１ｂを互いに区別しない場合には、単に内側流路３１と称する場合がある。また、内側流路３１、外側流路３２、流路３３、および流路３４を互いに区別しない場合には、単に流路３０と称する場合がある。関連する金型２００では、外側流路３２に優先的に樹脂が注入される。したがって、コア１０が矢印で示されるように外側から内側に向かって加圧され、コア１０が割れてしまうという問題がある。

【0017】

図３は、金型２００における外側流路３２と内側流路３１ａとの寸法関係を示す模式図である。関連する金型２００では、外側流路３２のＸ方向の幅Ｗ１は、内側流路３１ａのＸ方向の幅Ｗ２よりも広い。このような場合、コア１０の外脚コア１３ａは、右向き矢印で示される方向に加圧される。同様に、外側流路３２のＹ方向の幅も、内側流路３１ａのＹ方向の幅よりも広い。したがって、コア１０のベースコア１１は、下向き矢印で示す方向に加圧される。金型２００は樹脂圧に対してコア１０を支える機構を備えていないため、コア１０に高い応力が発生して割れてしまう可能性がある。

【0018】

発明者は、コア１０の割れを防ぐために、各流路３０の寸法とコア１０の割れモードとの関係について検討を行った。図４は、コア１０の３つの割れモードを示す模式図である。モード１は、外側流路３２から先に樹脂を充填した場合に発生する。モード１では、外脚コア１３が、矢印で示されるようにＸ方向に加圧され、部位Ｘ１に高応力が発生する。モード１が発生する原因としては、外脚コア１３の内側に支持機構がないことが考えられる。

【0019】

モード２も、外側流路３２から先に樹脂を充填した場合に発生する。モード２では、ベースコア１１が、矢印で示されるようにＹ方向に加圧され、部位Ｘ２に高応力が発生する。モード２が発生する原因として、ベースコア１１の内側に支持機構がないことが考えられる。

【0020】

モード３は、コア１０の上側から先に樹脂を充填した場合に発生する。モード３では、コア１０が矢印で示されるように下向きに加圧され、部位Ｘ３に高応力が発生する。モード３が発生する原因として、コア１０の下側（例えば、Ｚ軸負方向側）に支持機構がないことが考えられる。

【0021】

本願の発明者は、以上の検討に基づき、実施形態にかかる発明に想到した。以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。

【0022】

実施形態１
以下、図面を参照して実施形態１にかかる製造装置について説明する。図５は、実施形態１にかかる製造装置の金型１００の概要を示す模式上面図である。なお、以下では、上述した関連する製造装置の金型２００と異なる点を中心に説明する。

【0023】

金型１００は、コア支えピン１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｆ、および１１０ｇを備えている。以下では、コア支えピン１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｆ、および１１０ｇを互いに区別しない場合には、単にコア支えピン１１０と称する場合がある。コア支えピン１１０と接触している部分には樹脂が流れないため、成形品にはコア支えピン１１０に対応する窓が形成される。

【0024】

コア支えピン１１０は、コア１０と接触し、成形時の樹脂圧に対してコア１０を支持する。コア支えピン１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、および１１０ｄは、±Ｘ方向の矢印で示される成形時の樹脂圧に対して外脚コア１３を支持する。コア支えピン１１０ｅ、１１０ｆ、および１１０ｇは、±Ｙ方向の矢印で示される成形時の樹脂圧に対してベースコア１１を支持している。下向き矢印は、２つの内側流路３１の両方から樹脂圧を受けることを表している。コア支えピン１１０ｅおよび１１０ｆは、ベースコア１１に含まれる接続部１１１を支持している。

【0025】

コア支えピン１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、および１１０ｆは、外側流路３２よりも内側流路３１の幅が広い位置に配置されている。なお、一部のコア支えピン１１０（例えば、コア支えピン１１０ｅ）は、それ以外の位置に配置されていてもよい。

【0026】

図６は、金型１００における外側流路３２と内側流路３１ａとの寸法関係を示す模式図である。外側流路３２には、外脚コア１３ａの外側の流路が含まれている。内側流路３１ａには、コイルモールド２０と外脚コア１３ａの間の隙間の流路が含まれている。

【0027】

金型１００では、内側流路３１ａのＸ方向の幅Ｗ２は、外側流路３２のＸ方向の幅Ｗ１よりも広い。換言すると、上述した隙間の幅が、外脚コア１３ａの外側の流路の幅よりも広い。このような場合、コア１０の外脚コア１３ａは、左向き矢印で示される方向に加圧される。コア支えピン１１０ａは、外脚コア１３ａを、左向き矢印の方向の圧力に対して支持し、外脚コア１３ａの変形を防いでいる。

【0028】

同様に、内側流路３１ａのＹ方向の幅は、外側流路３２のＹ方向の幅よりも広い。したがって、コア１０のベースコア１１は、上向き矢印で示す方向に加圧される。コア支えピン１１０ｆは、ベースコア１１を、上向き矢印の方向の圧力に対して支持し、ベースコア１１の変形を防いでいる。

【0029】

金型１００は、内側流路３１の幅が外側流路３２の幅よりも広くなるように設計されており、コア１０が内側に変形して割れることを防止できる。また、コア１０がコア支えピン１１０によって外側から支持されており、金型１００は、コア１０が外側に変形して割れることを防止できる。したがって、実施形態１にかかる製造装置は、成形時の樹脂圧によってコア１０が割れることを防止できる。

【0030】

次に、図７から図９を参照して、各流路３０の好ましい寸法関係について説明する。図７から図９は、各流路３０の好ましい寸法関係を示すための図である。なお、図７から図９では、コア支えピン１１０の図示が省略されている。図７の符号Ａは、内側流路３１のＸ方向の幅を示している。図７の符号Ｂは、外側流路３２のＸ方向の幅Ｂを示している。図８の符号Ｃは、内側流路３１のＹ方向の幅を示している。図８の符号Ｄは、外側流路３２のＹ方向の幅を示している。図９の符号Ｈは、上述した流路３４の幅を示している。発明者は、以下の第１～第３の寸法関係を満たすことにより、上述したモード１から３による割れを防ぐことができることを発見した。

【0031】

図７を参照して、第１の寸法関係は、Ａ＞Ｂ、かつ０．５≦Ｂ≦２（単位はｍｍ）を満たすことである。上述したモード１との関係で、内側流路３１のＸ方向の幅が、外側流路３２のＸ方向の幅よりも広く設定されている。外側流路３２のＸ方向の幅は、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲から選択可能である。

【0032】

図８を参照して、第２の寸法関係は、Ｃ＞Ｄ、かつ０．５≦Ｄ≦２（単位はｍｍ）を満たすことである。上述したモード２との関係で、内側流路３１のＹ方向の幅が、外側流路３２のＹ方向の幅よりも広く設定される必要がある。また、上述したモード３との関係で、外側流路３２のＹ方向の幅を適切に設定する必要がある。

【0033】

図９を参照して、第３の寸法関係は、０．４≦Ｈ≦２（単位はｍｍ）を満たし、外脚コア１３ａ同士、および外脚コア１３ｂ同士のうち少なくとも一方が接触していることである。上述したモード２および３との関係で、流路３４の幅は、０．４ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲から選択される必要がある。

【0034】

実施形態１にかかる製造装置は、外側流路よりも内側流路の寸法を広くすることでコア１０の内側に先に樹脂を入れ、樹脂圧を受けたコアを金型に設けたピンで支持する。したがって、実施形態１にかかる製造装置は、コアの変形を抑制してコア内部の応力を低下させることで、コア１０が割れることを防ぐことができる。

【0035】

なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

【符号の説明】

【0036】

１０ コア
１１ ベースコア
１１１、１１１ａ、１１１ｂ 接続部
１２ 中脚コア
１３、１３ａ、１３ｂ 外脚コア
２０ コイルモールド
３０ 流路
３１、３１ａ、３１ｂ 内側流路
３２ 外側流路
３３、３４ 流路
１００ 金型
２００ 金型
１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｆ、１１０ｇ コア支えピン
ｈ 挿通穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】