(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの両端面の夫々がエアギャップを介して対向配置されることにより、環状の閉磁路を構成する一対のコア部と、
前記一対のコア部の外周側面に巻回されるコイルと、
前記一対のコア部及び前記コイルからなる本体部の少なくとも一部を収容する収容ケースと、
前記エアギャップのギャップ長が所定値となるように、前記収容ケース内における前記コア部の夫々の位置を決める位置決め部と、
を備え、
前記コア部は、少なくとも、前記コイルが巻回される外周側面の領域及び前記両端面が樹脂部材で被覆されていることを特徴とする、コイル装置。
【請求項２】
前記エアギャップのギャップ長が所定値となる位置で前記一対のコア部を連結して相対固定する連結部
を備えることを特徴とする、請求項１に記載のコイル装置。
【請求項３】
前記連結部は、
一方の前記コア部を被覆する樹脂部材によって形成された爪部と、
他方の前記コア部を被覆する樹脂部材によって形成された、前記爪部が係合可能な係合部と、
を備えることを特徴とする、請求項２に記載のコイル装置。
【請求項４】
前記収容ケース内に固定された一対のコア部のうち、該収容ケースの内壁面と対向する前記外周側面の少なくとも一部は、前記樹脂部材で被覆されていないことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項５】
前記位置決め部が、
前記収容ケースに立設されたガイドピンと、
前記樹脂部材に形成され、前記ガイドピンが挿通するガイド穴が形成された、突起部と、を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のコイル装置。
【請求項６】
前記突起部の前記収容ケース側の面における前記ガイド穴を囲う領域が、テーパガイド形状になっている、
ことを特徴とする請求項５に記載のコイル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の駆動システムに搭載されるリアクトル等のコイル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車の駆動システム等で使用される大容量のコイル装置（例えばリアクトル）において、コアとコイルとの絶縁の確保や外部衝撃に対するコアの保護のため、コアを樹脂モールドする構成が知られている。この種のコイル装置の具体的構成例は特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載のコイル装置は、コアを樹脂モールドした一対のＵ字形樹脂モールドコア（１６）を備えている。Ｕ字形樹脂モールドコア（１６）の端面（２０）は、射出成形中、金型の内面に圧せられているため、樹脂被覆されておらず、コア磁性材が外部に露出した露出面となっている。一対のＵ字形樹脂モールドコア（１６）は、コア磁性材の露出面である互いの端面（２０）が非磁性材製の中間ギャップ板を介して接着されており、環状樹脂モールドコア（１２）を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３８７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、Ｕ字形樹脂モールドコア（１６）の左右の足部は、製造誤差により、長さ寸法が一致しない場合がある。この場合、射出成形中、一方の足部の端面（２０）は全域に亘って金型のキャビティを規定する内壁面に圧せられるが、他方の足部の端面（２０）は少なくとも一部が金型の内壁面に対して僅かに浮くため、その浮き領域に樹脂が流入してしまう。特許文献１では、このように本来浮くべきでない領域に流入して硬化してしまった被覆樹脂（以下、「バリ」と記す。）を除去する必要があり、その分、製造工程が煩雑である。
【０００６】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、コアの足部端面に形成されたバリを除去することなく製造することができるコイル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係るコイル装置は、互いの両端面の夫々が所定のギャップを介して対向配置されることによって環状の閉磁路を構成する一対のコア部と、一対のコア部の外周側面に巻回されるコイルとを備えており、コア部は、少なくとも、コイルが巻回される外周側面の領域及び両端面が樹脂部材で被覆されている。
【０００８】
このように、磁束が通過するコア部の両端面をも樹脂被覆する構成としたことにより、バリ（すなわち、両端面に形成された樹脂被覆）を除去する工程自体が不要となる。例えばコア部の両足部の長さ寸法が製造誤差により互いに異なる場合であっても、バリ除去工程を実施する必要がないため、製造工程の煩雑化は解消される。また、両端面を樹脂被覆部分としコア部が露出する部分を減らす構成とすることにより、コア部の磁歪による騒音が軽減される。
【０００９】
互いの両端面の夫々のギャップは、ギャップ部材をコア部の両端面の夫々に接着する接着工程を省くため、エアギャップとしてもよい。
【００１０】
本発明の一形態に係るコイル装置は、一対のコア部同士を接着させることなくコイル装置を組立可能とするため、エアギャップのギャップ長が所定値となる位置で一対のコア部を連結して相対固定する連結部を備えた構成としてもよい。連結部は、例えば、一方のコア部を被覆する樹脂部材によって形成された爪部と、他方のコア部を被覆する樹脂部材によって形成された、爪部が係合可能な係合部とを備えている。
【００１１】
本発明の一形態に係るコイル装置は、一対のコア部とコイルからなる本体部の少なくとも一部を収容する収容ケースと、エアギャップのギャップ長が所定値となるように、収容ケース内における一対のコア部の夫々の位置を決める位置決め部とを備えた構成としてもよい。
【００１２】
収容ケース内に固定された一対のコア部のうち、収容ケースの内壁面と対向する外周側面の少なくとも一部は、コア部にて発生した熱を収容ケースに効率的に伝えるため、例えば樹脂部材で被覆されていない。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コアの足部端面に形成されたバリを除去することなく製造することができるコイル装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るコイル装置の上面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るコイル装置の側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るコイル装置の側面図である。
【図４】図１におけるＡ−Ａ断面図（図４（ａ））、及び図４（ａ）における領域Ｂの拡大図（図４（ｂ））である。
【図５】本発明の実施形態に係るコイル装置の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るコイル装置について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係るコイル装置１の上面図である。図２及び図３は、コイル装置１の側面図である。図４（ａ）は、図１におけるＡ−Ａ断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）における領域Ｂの拡大図である。図５（ａ）、図５（ｂ）は、コイル装置１の分解斜視図である。本実施形態のコイル装置１は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車の駆動システム等で使用されるリアクトルである。以下の説明においては、図１における縦方向をＸ方向と定義し、縦方向に直交する横方向をＹ方向と定義し、縦横の二方向に直交しかつ紙面と垂直をなす方向をＺ方向と定義する。なお、コイル装置１を使用する際には、コイル装置１をどの方向に向けて配置してもよい。
【００１７】
図１に示されるように、コイル装置１は、リングコアユニット１０、コイル２０、及び放熱ケース３０を備えている。リングコアユニット１０及びコイル２０によってリアクトル本体４０が構成される。
【００１８】
図５（ａ）に示されるように、コイル２０は、同一構造の直線コイル部２２、２４を平行に並べて一端同士を連結した構成を有している。直線コイル部２２、２４は、平角エナメル線を一巻き当たり４箇所で直角方向に折り曲げて略正方形状に巻いたものである。
【００１９】
リングコアユニット１０は、略Ｕ字状に形成された一対のＵ型コアモジュール１０Ａと１０Ｂを備えている。Ｕ型コアモジュール１０Ａは、Ｕ字状（図１中破線）のコアブロック１１Ａとステイ１２Ａ（図５（ｂ）参照）とをインサート成形により一体に樹脂被覆したものであり、Ｕ型コアモジュール１０Ｂは、Ｕ字状（図１中破線）のコアブロック１１Ｂとステイ１２Ｂ（図５（ｂ）参照）とをインサート成形により一体に樹脂被覆したものである。被覆樹脂は、コアとコイルとの電気的絶縁を確保するために従来使用されていた絶縁ボビンの代替であり、コアに一体に形成された絶縁ボビンに相当する。
【００２０】
樹脂は、インサート成形により、各コアブロック１１Ａ、１１Ｂの略全体を被覆している。説明を加えると、樹脂は、磁束が通過しない各コアブロック１１Ａ、１１Ｂの側面のみならず、磁束が通過する足部の端面（コア足部端面）をも被覆している。すなわち、Ｕ型コアモジュール１０Ａのコア足部端面１０Ａａ、及びＵ型コアモジュール１０Ｂのコア足部端面１０Ｂａは何れも、樹脂被覆部分となっている。なお、Ｕ型コアモジュール１０Ａ及び１０Ｂの被覆樹脂には、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の耐熱樹脂が使用される。また、各コアブロック１１Ａ及び１１Ｂには、例えばフェライトコアが使用される。フェライトコアは、電磁鋼板や圧粉磁心等の別の軟磁性材に代えてもよい。
【００２１】
Ｕ型コアモジュール１０Ａの足部側面（図５（ａ）における手前側の足部端面）には、コア足部端面１０Ａａから突出する方向に延びた爪部１３１Ａが形成されており、Ｕ型コアモジュール１０Ｂの足部側面（図５（ａ）における奥側の足部端面）には、コア足部端面１０Ｂａから突出する方向に延びた爪部１３１Ｂが形成されている。また、Ｕ型コアモジュール１０Ａの足部側面（図５（ａ）における奥側の足部端面）には、爪部１３１Ｂに対応する爪係合部１３２Ａ（図面上不可視）が形成されており、Ｕ型コアモジュール１０Ｂの足部側面（図５（ａ）における手前側の足部端面）には、爪部１３１Ａに対応する爪係合部１３２Ｂが形成されている。爪部１３１Ａ及び爪係合部１３２Ａは、Ｕ型コアモジュール１０Ａを被覆する樹脂材料によって形成されており、爪部１３１Ｂ及び爪係合部１３２Ｂは、Ｕ型コアモジュール１０Ｂを被覆する樹脂材料によって形成されている。
【００２２】
図５（ａ）に示されるように、Ｕ型コアモジュール１０Ａ及び１０Ｂが直線コイル部２２、２４の中空部に差し込まれて、爪部１３１Ａと爪係合部１３２Ｂとが係合されると共に爪部１３１Ｂと爪係合部１３２Ａとが係合されると、Ｕ型コアモジュール１０Ａと１０Ｂは連結し、互いのコア足部端面１０Ａａと１０Ｂａとがエアギャップａｇを介して対向する位置で相対固定される。これにより、略環状のリングコアユニット１０が完成すると共にリアクトル本体４０が完成し、Ｕ型コアモジュール１０Ａ内のコアブロック１１Ａと、Ｕ型コアモジュール１０Ｂ内のコアブロック１１Ｂは、環状の閉磁路（閉磁路内には一対のエアギャップａｇを含む）を構成する。このように、二対の爪部と爪係合部とが係合することによってＵ型コアモジュール１０Ａと１０Ｂとが互いに相対固定される構成とすることにより、Ｕ型コアモジュール１０Ａと１０Ｂとを接着することなく、コイル装置１を組み立てることができる。
【００２３】
コア足部端面１０Ａａと１０Ｂａとのギャップ長（エアギャップａｇ）は、二対の爪部と爪係合部とが係合することによって規定される（図４（ｂ）参照）。但し、本実施形態では、コイル装置１の生産管理上、これらの爪部及び爪係合部の公差を特別狭く設定しているわけではない。そのため、本実施形態では、夫々の爪部と爪係合部とを係合させただけでは、ギャップ長は完全には決まらない。
【００２４】
Ｕ型コアモジュール１０Ａ、１０Ｂの各足部の根元付近の側面部分には、夫々、被覆樹脂で形成された樹脂フランジ１４Ａ、１４Ｂが設けられている。樹脂フランジ１４Ａ、１４Ｂは、ＸＺ平面に広がる板状部分である。Ｕ型コアモジュール１０Ａ及び１０Ｂが直線コイル部２２、２４の中空部に差し込まれて二対の爪部と爪係合部とが係合されると、直線コイル部２２及び２４は、樹脂フランジ１４Ａと１４Ｂとの間に挟み込まれて、リングコアユニット１０に対するＹ方向の動きが規制される。
【００２５】
Ｕ型コアモジュール１０Ａの両側面には、被覆樹脂で形成された一対の突起部１５Ａが形成されており、各突起部１５Ａにはガイド穴１６Ａが形成されている。また、Ｕ型コアモジュール１０Ｂの両側面には、被覆樹脂で形成された一対の突起部１５Ｂが形成されており、各突起部１５Ｂにはガイド穴１６Ｂが形成されている。また、放熱ケース３０は、熱伝導性が高く軽量な金属（例えばアルミニウム合金）で形成されており、略直方体の収容スペースを有している。上記収容スペースは、放熱ケース３０が持つ四辺の側壁部と底部によって規定されている。上記収容スペースの上方は、リアクトル本体４０を放熱ケース３０に収容するための収容口（開口）３１となっている。放熱ケース３０の側壁部の上端面の四隅には、ガイドピン３２が立設されている。
【００２６】
上記のように組み立てられたリアクトル本体４０が放熱ケース３０内に収容されると、四本のガイドピン３２がガイド穴１６Ａ及びガイド穴１６Ｂの夫々に挿通される。ガイド穴１６Ａ、１６Ｂ、及びガイドピン３２は、他の部位よりも狭い公差で管理されている。そのため、四本のガイドピン３２が各ガイド穴の夫々に挿通されると、Ｕ型コアモジュール１０Ａと１０Ｂとの位置関係が精密に決まり、コア足部端面１０Ａａと１０Ｂａとのギャップ長（エアギャップａｇ）が精度良く決まる。突起部１５Ａの下面内のガイド穴１６Ａを囲う領域は、ガイド穴１６Ａに対するガイドピン３２の円滑な挿通を補助するため、テーパガイド形状となっている。突起部１５Ｂの下面内のガイド穴１６Ｂを囲う領域も同様の理由により、テーパガイド形状となっている。
【００２７】
一対のガイド穴１６Ａ又は一対のガイド穴１６Ｂを幅方向（Ｘ方向）に長い長穴形状とし、Ｕ型コアモジュール１０Ａと１０Ｂの一方を他方に対して幅方向に移動できるようにし、Ｕ型コアモジュール１０Ａと１０Ｂとの幅方向の位置を合わせることができる構成としてもよい。また、一対のガイド穴１６Ａ又は一対のガイド穴１６Ｂを長さ方向（Ｙ方向）に長い長穴形状とし、Ｕ型コアモジュール１０Ａと１０Ｂの一方を他方に対して長さ方向に移動できるようにし、エアギャップａｇを微調節することができる構成としてもよい。また、一対のガイド穴１６Ａ又は一対のガイド穴１６Ｂをガイドピン３２に対して大きめの丸穴に形成し、Ｕ型コアモジュール１０Ａと１０Ｂの一方を他方に対して幅方向及び長さ方向に移動できるようにし、Ｕ型コアモジュール１０Ａと１０Ｂとの幅方向の位置合わせ、及びエアギャップａｇの微調節ができる構成としてもよい。また、一対のガイド穴１６Ａの一方は、他方のガイド穴１６Ａを中心とした円弧状の長穴形状としてもよい。この場合、各ガイドピン３２を各ガイド穴１６Ａに挿通させ易くなると共に、ガイドピン３２が長穴内で移動するようにＵ型コアモジュール１０Ａを移動させることにより、Ｕ型コアモジュール１０Ｂに対するＵ型コアモジュール１０Ａの位置を微調節することができる。また、一対のガイド穴１６Ｂの一方も上記の同様の長穴形状とし、Ｕ型コアモジュール１０Ａに対するＵ型コアモジュール１０Ｂの位置を微調節できるようにしてもよい。Ｕ型コアモジュール１０ＡとＵ型コアモジュール１０Ｂとの位置関係を微調節することにより、例えば公差から外れていたギャップ長（エアギャップａｇ）を公差内に収めることができる。
【００２８】
コアブロック１１Ａと共にインサート成形されたステイ１２Ａの両端は、樹脂被覆されておらず、外観として露出している。また、コアブロック１１Ｂと共にインサート成形されたステイ１２Ｂの両端も樹脂被覆されておらず、外観として露出している。ステイ１２Ａの両端の夫々には、固定用穴１２Ａａが形成されており、ステイ１２Ｂの両端の夫々には、固定用穴１２Ｂａが形成されている。
【００２９】
四本のガイドピン３２がガイド穴１６Ａ及びガイド穴１６Ｂの夫々に挿通されて、放熱ケース３０に対するリングコアユニット１０の位置が決まると、一対の固定用穴１２Ａａ及び一対の固定用穴１２Ｂａの夫々にボルト３３が通されて、放熱ケース３０の収容スペース内の底面の四隅（図面上不可視の位置）に形成されたボルト用固定穴にボルト３３が締結される。これにより、リアクトル本体４０は、放熱ケース３０内に固定された状態となる。
【００３０】
放熱ケース３０にリアクトル本体４０が固定された後、比較的柔軟で熱伝導性の高い樹脂である充填材（便宜上不図示）が放熱ケース３０内の隙間に充填される。これにより、リアクトル本体４０の必要な放熱性能が確保されつつリアクトル本体４０から放熱ケース３０への振動伝搬が軽減される。
【００３１】
なお、放熱ケース３０は、側壁部が低く形成されており、リアクトル本体４０を完全には収容しない構成となっている。リアクトル本体４０は、一部（具体的には、突起部１５Ａ及び１５Ｂよりも下側の部分）が放熱ケース３０に収容されており、残りの部分が放熱ケース３０の収容口３１から突出し大気に露出している。そのため、リアクトル本体４０にて発生した熱は、大気に効率的に放射される。また、Ｕ型コアモジュール１０Ａ及び１０Ｂの底面は、リアクトル本体４０を放熱ケース３０に対して固定したとき、放熱ケース３０の収容スペース内の底面に対向及び近接する。Ｕ型コアモジュール１０Ａの底面の一部（コア底面１０Ａｂ）は、コアブロック１１Ａにて発生した熱を放熱ケース３０へ効率的に伝えるため、樹脂被覆されておらず、コアブロック１１Ａが露出している。Ｕ型コアモジュール１０Ｂの底面の一部（コア底面１０Ｂｂ）も同様の理由により、樹脂被覆されておらず、コアブロック１１Ｂが露出している。
【００３２】
このように、本実施形態に係るコイル装置１では、磁束が通過するコアブロック１１Ａ及び１１Ｂの足部端面（コア足部端面１０Ａａ及び１０Ｂａ）をも樹脂被覆する構成としたため、バリを除去する工程自体不要である。例えばコアブロック１１Ａや１１Ｂの両足部の長さ寸法が製造誤差により互いに異なる場合であっても、バリ除去工程を実施する必要がないため、製造工程の煩雑化は解消される。また、コア足部端面１０Ａａ及び１０Ｂａを樹脂被覆部分としコアブロック１１Ａ及び１１Ｂが露出しない構成とすることにより、コアブロック１１Ａ及び１１Ｂの磁歪による騒音が軽減される。
【００３３】
また、本実施形態に係るコイル装置１では、Ｕ型コアモジュール１０Ａのコア足部端面１０ＡａとＵ型コアモジュール１０Ｂのコア足部端面１０Ｂａとの間をエアギャップａｇとしたため、ギャップ部材をコア足部端面間に接着するなどの接着工程が不要である。
【００３４】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、特許請求の範囲の記載により表現された技術的思想の範囲内で任意に変更することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  コイル装置
１０  リングコアユニット
１０Ａ、１０Ｂ  Ｕ型コアモジュール
１０Ａａ、１０Ｂａ  コア足部端面
１０Ａｂ、１０Ｂｂ  コア底面
１１Ａ、１１Ｂ  コアブロック
１２Ａ、１２Ｂ  ステイ
１２Ａａ、１２Ｂａ  固定用穴
１３１Ａ、１３１Ｂ  爪部
１３２Ａ、１３２Ｂ  爪嵌合部
１４Ａ、１４Ｂ  樹脂フランジ
１５Ａ、１５Ｂ  突起部
１６Ａ、１６Ｂ  ガイド穴
２０  コイル
２２、２４  直線コイル部
３０  放熱ケース
３１  収容口
３２  ガイドピン
３３  ボルト
４０  リアクトル本体
【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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