(57)【要約】【課題】本明細書は、筒部の軸線方向に分割されたボビンを採用するとともに、各部品が精度よく組み合わせることのできるリアクトルを提供する。【解決手段】本明細書が開示するリアクトル２は、一部が平行に伸びているリング状コア３０と、ボビン１０と、コイル３を備えている。ボビン１０は、コアの平行部分の夫々を覆う２本の筒部１２を有するとともに、２本の筒部の両端がフランジ１９ａ、１９ｂで連結されている。ボビン１０は、筒部１２の長手方向で第１パーツ１０ａと第２パーツ１０ｂに分割されている。第１パーツ１０ａの筒部先端から、第２パーツ１０ｂの筒部先端に嵌合する舌部１３が伸びている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部が平行に伸びているリング状コアと、
コアの平行部分の夫々を覆う２本の筒部を有するとともに、２本の筒部の両端がフランジで連結されているボビンと、
ボビンの夫々の筒部に巻回されているコイルと、
を備えており、
ボビンが筒部の長手方向で第１パーツと第２パーツに分割されており、
第１パーツの筒部先端から、第２パーツの筒部先端に嵌合する舌部が伸びていることを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
リング状コアは、端面を互いに対向させて配置される一対のＵ字コアと、一対のＵ字コアの端面の間に位置するとともにボビンの筒部に収められるＩ字コアとに分割されており、
Ｉ字コアを位置決めする突起がボビンの筒部の内周に設けられているとともに、筒部の内部で突起の内側にスペーサ板が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のリアクトル。
【請求項３】
筒部の外側に、コイルの径方向の位置を決める凸条が筒部軸線方向に伸びていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリアクトル。
【請求項４】
コイルの少なくとも一部とボビンの少なくとも一部が射出成形樹脂で覆われていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項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。リアクトルとは、コイルを利用した受動素子であり、「インダクタ」と呼ばれることもある。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車を含む電気自動車のモータ駆動系では電圧コンバータなどの回路にリアクトルが用いられることがある。リアクトルは、コイルと、コイルを巻回するためのボビンと、ボビンの内側を通るコアを備える。電気自動車に用いられるリアクトルの典型が特許文献１、２に開示されている。それらのリアクトルに共通の形状は次の通りである。リアクトルは、一部が平行に伸びているリング状コアと、コアの平行部分の夫々を覆う２本のボビンと、ボビンの夫々の筒部に巻回されているコイルで構成される。ここで、リング状コアは、端面を互いに対向させて配置される一対のＵ字コアと、一対のＵ字コアの対向する端面の間に配置されるとともにボビンの筒部に収められるＩ字コアとに分割されている。Ｕ字コアの端面とＩ字コアとの間にスペーサ板が配置されている。なお、コアには、金属軟磁性粉末や電磁鋼板、またはフェライトなどが用いられる。ボビンは樹脂で作られることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０７８２１９号公報
【特許文献２】特開２００６−３５１６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
組み立ての効率を考慮すると、ボビンは筒部の軸線方向（コイル軸線方向）で分割されているのがよい。他方、リアクトルの性能を高めるためには、各部品を精度よく組み合わせる必要がある。本明細書は、筒部の軸線方向に分割されたボビンを採用するとともに、各部品を精度よく組み合わせることのできるリアクトルを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書が開示するリアクトルも一部が平行に伸びているリング状コアを有する。従ってボビンは、コアの平行部分の夫々を覆う２本の筒部を有するとともに、２本の筒部の両端がフランジで連結されている。フランジは、コアに巻回されたコイルの端部を覆う部位である。なお、ボビンの２つの筒部の夫々にコイルが巻回される。本明細書が開示するリアクトルの特徴は、ボビンが筒部の長手方向で第１パーツと第２パーツに分割されており、第１パーツの筒部先端から、第２パーツの筒部先端に嵌合する舌部が伸びている。第２パーツの筒部内側には、第１パーツの舌部が嵌合する凹部が設けられている。ここで、「長手方向」とは、筒部の軸線の方向を意味する。筒部軸線は、コイル軸線にも相当する。なた、「舌部」は、筒部の先端から伸びている板状の部位である。
【０００６】
上記のリアクトルは、２つに分割されているボビンが、舌部と凹部で嵌合する。それゆえ、２つのパーツを精度よく組み合わせることができる。
【０００７】
リング状コアも分割されていることがある。典型的には、リング状のコアは、端面を互いに対向させて配置される一対のＵ字コアと、一対のＵ字コアの端面の間に位置するとともにボビンの筒部に収められるＩ字コアとに分割されている。Ｕ字コアの端面とＩ字コアの間には、スペーサ板が配置される。スペーサ板は絶縁体であり、例えばセラミックスで作られている。リング状コアがＩ字コアと一対のＵ字コアとに分割されている場合、ボビンの筒部の内側面に、Ｉ字コアの筒部軸線方向の位置を決める突起が設けられているとよい。そして、その突起の内側にスペーサ板が配置されているとよい。突起は、別言すれば、Ｉ字コアの軸線方向の一方向への移動を制限する。筒部内側の突起は、Ｉ字コアとスペーサ板の２部品の位置を正確に定める。
【０００８】
また、本明細書が開示するリアクトルは、さらに、ボビンの筒部の外側に、コイルの径方向の位置を決める凸条が筒部軸線方向に伸びているとよい。
【０００９】
本明細書が開示するリアクトルのボビンは、第１パーツと第２パーツに分割されており、それらのパーツの組み付け精度を高めることができるとともに、ボビンの形状が、コアやスペース板、さらにはコイルの高精度位置決めに寄与する。
【００１０】
なお、コイルの少なくとも一部とボビンの少なくとも一部が射出成形樹脂で覆われていることも好適である。
【００１１】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例のリアクトルの分解斜視図である。
【図２】リアクトルの斜視図である（樹脂カバーは除く）。
【図３】図２のIII−III線における断面図である。
【図４】図２のIV−IV線における断面図である。
【図５】リアクトルの斜視図である（樹脂カバーを含む）。
【実施例】
【００１３】
図面を参照して実施例のリアクトルを説明する。図１に、樹脂モールド前のリアクトル２の分解斜視図を示し、図２に樹脂モールド前のリアクトル２の斜視図を示す。リアクトル２は、例えば、電気自動車においてバッテリ電圧をモータ駆動に適した電圧まで昇圧するコンバータに用いられる。そのようなリアクトル２は、１００［Ａ］以上の電流許容値を有する大電流用であり、コイルの巻き線に平角線が用いられる。平角線は、断面が矩形の導線であり、電気抵抗が小さい。リアクトル２では、平角線の幅広の面をコイル長手方向に向けて巻く。別言すれば、幅の狭い面をコイル半径方向に向けて巻く。そのような巻き方はエッジワイズ、あるいは、縦巻きと呼ばれる。
【００１４】
リアクトル２の構造を概説する。リアクトル２は、電気的には直列に接続されているとともに物理的には軸線が平行となるように配置された２連のコイル３と、コイル３に挿通されるボビン１０と、ボビン１０の筒の内側を通るリング状のコア３０を備える。
【００１５】
リング状のコア３０は、一対のＵ字コア３１ａ、３１ｂと、Ｉ字コア３２で構成される。いずれのコアも、絶縁材でコーティングされたフェライトの粒子を樹脂とともに焼結したものである。一対のＵ字コア３１ａ、３１ｂは、端面同士を対向させて配置される。Ｉ字コア３２は、一対のＵ字コア３１ａ、３１ｂの端面の間に配置される。平行に並ぶ２個のＩ字コア３２が、リング状コアにおける平行部分を構成する。Ｕ字コア３１ａ、３１ｂの端面とＩ字コア３２の間には、スペーサ板３３が配置される。スペーサ板３３は、セラミックスで作られている。
【００１６】
ボビン１０は、コイル軸線方向で、第１パーツ１０ａと第２パーツ１０ｂの２つに分割されている。第１パーツ１０ａと第２パーツ１０ｂは、ともに、２個の筒部１２が、２連のコイル３に合わせて平行となるようにフランジ１９ａ（１９ｂ）に固定された構造を有する。フランジ１９ａ（１９ｂ）は、コイル巻回範囲の一方の端を規定する。コイル３は平角線を略矩形に巻回した形状であり、筒部１２も略矩形である。第１パーツ１０ａのそれぞれの筒部１２の先端からは２本の舌部１３が伸びている。その舌部１３が、第２パーツ１０ｂのそれぞれの筒部１２の先端で筒部の内側に設けられた凹部１４と嵌合する。なお、図１では、平行な筒部１２のうち、手前の筒部にのみ符号１３（舌部）と符号１４（凹部）を付し、奥側の筒部の舌部と凹部には符号を省略している。
【００１７】
舌部１３は、筒部１２の矩形断面の対向する２辺から伸びており、舌部１３と凹部１４が嵌合すると、第１パーツ１０ａと第２パーツ１０ｂが正確に組み合わさる。即ち、舌部１３と凹部１４は、ボビン１０を構成する第１パーツ１０ａと第２パーツ１０ｂを正確に位置合わせする。
【００１８】
リアクトル２の組立工程では、第１パーツ１０ａと第２パーツ１０ｂを組み合わせる前に、コイル３に筒部１２を通すとともに、筒部１２の内側にＩ字コア３２とスペーサ板３３が配置される。コイル３を挟んで第１パーツ１０ａと第２パーツ１０ｂを組み合わせ、ボビン１０が完成すると、一対のフランジ１９ａ、１９ｂがコイル巻回範囲を規定する。別言すれば、一対のフランジ１９ａ、１９ｂが、コイル３の端面を覆う。一対のＵ字コア３１ａ、３１ｂは、ボビン１０の両側から筒部１２へ差し込まれる。
【００１９】
第１パーツ１０ａのフランジ１９ａには、コイル３のリード部３ａが通るスリット１１が設けられている。リード部３ａはスリット１１を通るのであるが、スリット１１とリード部３ａとの間には小プレート４が配置される。小プレート４には、孔が設けられており、その孔にリード部３ａが通される。小プレート４はその周囲に段差が設けられており、その段差部分が、スリット１１に設けられた段差と係合する。小プレート４は段差を境に小径部と大径部で構成され、大径部がコイル３に面し、小径部がコイル３の反対側に位置する。小プレート４の孔はリード部３ａと密に嵌合する大きさであり、小プレート４によりリード部３ａの周囲が密封される。また、小プレート４の大径部がコイル側からスリット１１の周縁に当接し、スリットを塞ぐ。後述するように、一対のフランジ１９ａ、１９ｂの間でコイル３が樹脂でモールドされるが、図２に示す樹脂モールド前のリアクトル２を金型に入れて一対のフランジ１９ａ、１９ｂの間に樹脂を射出する際、小プレート４が、スリット１１とリード部３ａの間から樹脂が漏れることを防止する。
【００２０】
図３、図４を参照して、リング状コア３０とボビン１０の関係を説明する。図３は、図２のIII−III線における断面を示し、図４は、図２のIV−IV線における断面を示す。
【００２１】
筒部１２の内側には、突起１６が設けられている。突起１６は、筒部１２の内周を一巡するように設けられている。突起１６は、筒部１２の先端側から挿入されるＩ字コア３２の筒部軸線方向（コイル軸線方向）の位置を定める。また、突起１６は、フランジ１９ａ（１９ｂ）側から挿入されるＵ字コア３１ａ（３１ｂ）の筒部軸線方向の位置を定める。このように、筒部１２の内側の突起１６が、Ｉ字コア３２とＵ字コア３１ａ、３１ｂの筒部軸線方向の位置を定める。
【００２２】
また、Ｕ字コア３１ａ（３１ｂ）の端面とＩ字コア３２との間にスペーサ板３３が配置される。図３によく示されているように、スペーサ板３３は、筒部１２の内周を一巡している突起１６の内側に配置される。
【００２３】
図３には、ボビンの第１パーツ１０ａの筒部先端から伸びる舌部１３が第２パーツ１０ｂの筒部先端の内側に設けられた凹部１４に嵌合している状態が示されている。舌部１３は、一つの筒部１２において矩形断面の対向する二辺に設けられているので、舌部１３が凹部１４に嵌合すると、第１パーツ１０ａと第２パーツ１０ｂの相対位置が正確に定まる。
【００２４】
図４に示すように、筒部１２は、矩形断面の外周の各辺に、凸条１５を有する。凸条１５は、筒部軸線方向に沿って伸びている（図１参照）。また、図４に良く示されているように、凸条１５は、筒部１２の外周の四辺の夫々に設けられており、凸条１５の頭頂面がコイル３の内面に接している。凸条１５は、コイル３の径方向（コイル軸線に直交する方向）の位置を定める。なお、図４において符号ＳＰが示す空間には、コイル３を覆う樹脂モールド４０ａ（後述）を射出成形する際に樹脂が満たされる。
【００２５】
図５に、樹脂モールド後のリアクトル２、即ち、完成品のリアクトルの斜視図を示す。コイル３は、一対のフランジ１９ａ、１９ｂの間で、樹脂でモールドされる。符号４０ａが、コイル３を覆う樹脂モールドを示している。ただし、樹脂モールド４０ａは、上方に窓４１を有し、その窓からコイル３の一部が露出している。また、コイル３の下側も樹脂モールド４０ａから露出している。符号４２は、ゲート跡である。ゲート跡とは、射出成形のために、樹脂モールド前のリアクトルを金型に入れた際に、金型のキャビティ面に設けられた樹脂射出孔に相当するものである。
【００２６】
樹脂モールド４０ａは、フランジ１９ａの厚みのコイル側約半分までを覆っている。前述したように、フランジ１９ａに形成されたリード部引き出し用のスリット１１は、小プレート４により密封されているので、スリット１１とリード部３ａの間から樹脂が漏れることはない。
【００２７】
リアクトル２では、フランジ１９ａ（１９ｂ）の外側（コイル３とは反対側）にてＵ字コア３１ａ、３１ｂも樹脂で覆われる。符号４０ｂが、コアを覆う樹脂モールドを示している。樹脂モールド４０ｂは、リアクトル２を筐体に固定するための固定リブ４３を有する。樹脂モールド４０ｂも射出成形によって製造される。
【００２８】
以上説明したように、リアクトル２は、ボビン１０が第１パーツ１０ａと第２パーツ１０ｂに分割されている。第１パーツ１０ａの筒部先端から舌部１３が伸びており、第１パーツ１０ｂの筒部先端内側の凹部１４に嵌合するので、第１パーツ１０ａと第２パーツ１０ｂが正確に位置合わせされる。また、筒部の内側に内周を一巡する突起１６が設けられており、この突起が、Ｉ字コア３２とＵ字コア３１ａ、３１ｂの筒部軸線方向の位置を定める。さらに、筒部の外側に筒部軸線方向に沿って伸びている凸条１５が設けられており、この凸条１５がコイル３の径方向の位置を定める。このようにリアクトル２のボビン１０は、正確に組み合わせることができる２個の部品（１０ａ、１０ｂ）に分割されているとともに、他の部品（Ｕ字コア、Ｉ字コア、コイル）の位置を正確に定める突起１６や凸条１５を備えている。
【００２９】
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例のリアクトル２では、舌部１３は、筒部１２の矩形断面に対向する２辺から伸びている。舌部１３は、筒部１２の矩形断面の３辺から、あるいは、４辺から伸びていてもよい。また、筒部１２の断面は、矩形であることが好ましいが、楕円形や円であってもよい。実施例のリアクトル２のボビン１０は、筒部１２の長手方向（軸線方向）で２つのパーツ（第１パーツ１０ａ、第２パーツ１０ｂ）に分割する。ボビンの分割数は３個以上であってもよい。例えば、フランジ１９ａ（１９ｂ）が、筒部１２から分割可能であってもよい。
【００３０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００３１】
２：リアクトル
３：コイル
３ａ：リード部
４：小プレート
１０：ボビン
１０ａ：第１パーツ
１０ｂ：第２パーツ
１１：スリット
１２：筒部
１３：舌部
１４：凹部
１５：凸条
１６：突起
１９ａ、１９ｂ：フランジ
３０：リング状コア
３１ａ、３１ｂ：Ｕ字コア
３２：Ｉ字コア
３３：スペーサ板
４０ａ、４０ｂ：樹脂モールド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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