(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部がコイルとコアとの間に配置され、前記コイルと前記コアとを電気的に絶縁するコイル装置用ボビンであって、
前記コイル内に挿入され、その中空部内に前記コアが挿入される、略筒状の胴部を有し、
前記胴部は、前記コアを構成する複数のコア断片が前記胴部から抜け落ちるのを阻止する、前記中空部内に突出した、コア係止部を有し、
前記コイル用ボビンが、前記胴部の軸方向中途において、第1のボビンと第2のボビンに分割されており、
前記コア係止部が、前記第1のボビン及び第2のボビンのそれぞれの前記胴部の軸方向における一端に筒の内側へ突出するように複数形成され、
前記第1のボビン及び第2のボビンの複数の前記コア係止部は、板状のギャップ部材を側方から挟み込んで、該ギャップ部材の板面と平行な方向への移動を規制するように形成されている、コイル装置用ボビン。
【請求項２】
前記胴部は、横断面が略矩形枠状の角筒状であり、
前記コア係止部が、略Ｌ字板状を有し、前記一端の四隅にそれぞれ形成され、
前記コア係止部の厚さが、前記ギャップ部材の厚さの半分以下である、ことを特徴とする請求項１に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項３】
前記第１ボビンと前記第２ボビンは同一形状である、ことを特徴とする請求項２に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項４】
前記第１ボビン及び前記第２ボビンの前記コア係止部は、前記第１ボビンと前記第２ボビンを組み立てたときに、互いに干渉しない位置に形成されている、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用ボビン。
【請求項５】
前記胴部は、横断面が略矩形枠状の角筒状であり、
前記コア係止部が、前記胴部の隣り合う２つの壁部同士を連結する帯状に形成され、連結する前記２つの壁部との間に空間を形成し、
前記第１ボビンと前記第２ボビンを組み立てたときに、前記第１ボビンのコア係止部が形成する空間内に前記第２ボビンのコア係止部が収容される、ことを特徴とする請求項４に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項６】
前記第1ボビン及び前記第２ボビンが、前記胴部の軸方向他端から該軸と垂直に外側へ突出し、前記コイルの両端にそれぞれ当接する、コイル係止部を更に備える、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項７】
コイルと、
複数のコア断片と複数のギャップ部材とを交互に貼り合わせたコアと、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載されたコイル装置用ボビンと
を備えたコイル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイル装置用ボビン、及びコイル装置用ボビンを備えたコイル装置（以下、「ボビン型コイル装置」という。）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）の多くには、例えば特許文献１に記載されているようなボビンが使用されている。コイル装置用のボビンは、コアとコイルとの間に介在して、両者を電気的に絶縁する部材であり、一般に樹脂から成形されている。
【０００３】
また、特に大容量のコイル装置では、磁気飽和を起こし難くするために、複数のコア断片を非磁性体のギャップ板又は空隙を介して配列した分割コアが使用されている。分割コアを使用したボビン型コイル装置においては、ボビンが分割コアの組み立て用の型枠として使用され、コアを構成する多数の部材（分割コア及びギャップ部材）がボビン内で積み上げられ、接着固定されることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０９４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ボビンにコイルを組み付けながら、ボビン内でコアを構成する多数の部材を一度に組み立てる作業は困難であり、長い作業時間を必要とした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係るコイル装置用ボビンは、少なくとも一部がコイルとコアとの間に配置され、コイルとコアとを電気的に絶縁するコイル装置用ボビンであって、コイル内に挿入され、その中空部内にコアが挿入される、略筒状の胴部を有し、胴部は、コアを構成する複数のコア断片が胴部から抜け落ちるのを阻止する、中空部内に突出した、コア係止部を有する。
【０００７】
さらに、コイル装置用ボビンが、胴部の軸方向中途において、第１ ボビンと第２ ボビンに分割されており、コア係止部が、第１ ボビン及び第２ ボビンの胴部の軸方向における一端から筒の内側へ突出するように形成されている。
【０００８】
さらに、一端においてコイル装置用ボビンが分割されており、第１ボビン及び第２ボビンの各胴部の一端に複数のコア係止部が形成され、複数のコア係止部は、板状のギャップ部材を側方から挟み込んで、該ギャップ部材の板面と平行な方向への移動を規制するように形成されている。
【０００９】
この構成によれば、コイル装置用ボビンを組み立て用の型枠として分割コアを組み立てる際に、分割コア全体を一度に組み立てる必要が無くなり、例えば分割コアを構成する多数の部材（複数のコア断片及びギャップ部材）の半分ずつを積み重ねて固定する作業が可能になるため、コイル装置の組み立て作業の効率が向上する。
【００１０】
この構成によれば、分割した第１及び第２ボビン毎にコアの組み立て作業を行うことができるため、より効率的かつ短時間にコイル装置の組み立てを行うことが可能になる。
【００１１】
この構成によれば、ギャップ部材の位置決めを容易に、且つ正確に行うことが可能になる。
【００１２】
胴部は、横断面が略矩形枠状の角筒状であり、コア係止部が、略Ｌ字板状を有し、胴部の軸方向他端の四隅にそれぞれ形成され、コア係止部の厚さが、ギャップ部材の厚さの半分以下である構成としてもよい。また、この場合、第１ボビンと第２ボビンは同一形状としてもよい。
【００１３】
この構成によれば、第１ボビンと第２ボビンの胴部の形状を共通化することが可能になり、金型の設計や製作が容易になる。更に、第１ボビンと第２ボビンの全体を同一形状にすれば、同一の金型で第１ボビンと第２ボビンを成形することができるため、金型の製造コストが半減する。また、部材の共通化により、設計や製造のコストが減少し、必要な在庫量も削減することができる。
【００１４】
第１ボビン及び第２ボビンのコア係止部は、第１ボビンと第２ボビンを組み立てたときに、互いに干渉しない位置に形成されている構成としてもよい。
【００１５】
この構成によれば、コア係止部の厚さをギャップ部材より若干薄い程度まで厚くすることができるため、コア係止部に大きな強度を与えることができ、重量の大きなコアを使用するコイル装置にも適用可能になる。
【００１６】
胴部は、横断面が略矩形枠状の角筒状であり、コア係止部が、胴部の隣り合う２つの壁部同士を連結する帯状に形成され、連結する２つの壁部との間に空間を形成し、第１ボビンと第２ボビンを組み立てたときに、第１ボビンのコア係止部が形成する空間内に第２ボビンのコア係止部が収容される構成としてもよい。
【００１７】
この構成によれば、コア係止部により胴部の強度が補強される。
【００１８】
第１ボビン及び第２ボビンが、胴部の軸方向他端から該軸と垂直に外側へ突出し、コイルの両端にそれぞれ当接する、コイル係止部を更に備える構成としてもよい。
【００１９】
この構成によれば、コイルを取り付けるための専用部材が不要になると共に、一つの作業でボビンの組み立てとコイルの取り付けを行うことができるため、更に作業効率も向上する。
【００２０】
また、本発明の実施形態に係るコイル装置は、コイルと、複数のコア断片と複数のギャップ部材とを交互に貼り合わせたコアと、上記のいずれかのコイル装置用ボビンとを備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の実施形態の構成によれば、分割コア全体を一度に組み立てる必要が無くなり、コイル装置の組み立て作業の効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係るコイルの全体斜視図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施形態に係るコア及びボビンの分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施形態に係るコイルの分解斜視図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の第１の実施形態に係るコイルの断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の拡大図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態に係るコア及びボビンの分解斜視図である。
【図６】第１ボビンの正面図である。
【図７】第２ボビンの正面図である。
【図８】図８（ａ）はセンターギャップ板を介して第１ボビンと第２ボビンを重ねた状態を示す図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るリアクトル１００の全体斜視図である。
【００２４】
図１に示されるように、リアクトル１００は、コア１１０、ボビン１２０及びコイル１３０を備えている。コア１１０は全体として略長円形状を呈するリングコアである。また、コイル１３０は、共に平角エナメル線から形成された第１直線コイル部１３１及び第２直線コイル部１３２を平行に並べて、コイル連結部１３３により一端同士を連結したものである。コイル１３０とコア１１０とを接触させないようにするため、コイル１３０の第１直線コイル部１３１及び第２直線コイル部１３２は、第１ボビン１２１及び第２ボビン１２２を介して、夫々コア１１０の対向する二辺に取り付けられる。
【００２５】
次に、コア１１０とボビン１２０の詳細な構成を説明する。図２は、コア１１０及びボビン１２０の分解斜視図である。
【００２６】
図２に示されるように、コア１１０は、共に全体としてＵ字状のコアである第１コア部１１１及び第２コア部１１２、並びにセンターギャップ板１１３を有する。コア１１０は、第１コア部１１１と第２コア部１１２とを向かい合わせた状態で、センターギャップ板１１３を介して端面同士を接着することによって、全体として略長円状に形成されたリングコアである。
【００２７】
第１コア部１１１は、略Ｃ字状のＣ型コア部１１１ａの両端に、それぞれサイドギャップ板１１１ｃを介して略Ｉ字状（略直方体状）のＩ型コア部１１１ｂを接着することによって、全体として略Ｕ字状に形成されている。同様に、第２コア部１１２は、Ｃ型コア部１１２ａの両端に、それぞれサイドギャップ板１１２ｃを介してＩ型コア部１１２ｂを接着することによって、全体として略Ｕ字状に形成されている。
【００２８】
なお、本実施形態においては、Ｃ型コア部１１１ａ、１１２ａ及びＩ型コア部１１１ｂ、１１２ｂには、それぞれダストコア、フェライトコア又は積層コア（積層ケイ素鋼板）等の各種磁心が適用される。また、センターギャップ板１１３及びサイドギャップ板１１１ｃ、１１２ｃは、セラミック（例えばアルミナ）や樹脂などの絶縁性の材料にて形成される。
【００２９】
ボビン１２０は、第１ボビン１２１と第２ボビン１２２に分かれている。第１ボビン１２１は、軸を平行にして並べられた一対の筒状部１２１ａを有する。一対の筒状部１２１ａは、その一端側でフランジ部１２１ｂにより連結され、第１ボビン１２１は上面側（図１における上側）から見て全体として略Ｕ字状に形成されている。フランジ部１２１ｂは、各筒状部１２１ａから筒の外側に広がる板状の部分である。
【００３０】
第１ボビン１２１は、第１コア部１１１の組み立て時に、組み立て用の型枠として機能する。第１コア部１１１の組み立ては、次のようにして行われる。先ず、第１コア部１１１のＩ型コア部１１１ｂ及びサイドギャップ板１１１ｃが、第１ボビン１２１のフランジ部１２１ｂ側から筒状部１２１ａ内に順次挿入される。なお、Ｉ型コア部１１１ｂのサイドギャップ板１１１ｃと対向する面には、予め接着剤が塗布される。次に、Ｃ型コア部１１１ａの端面に接着剤が塗布され、Ｃ型コア部１１１ａの先端部が第１ボビン１２１の各筒状部１２１ａ内に差し込まれる。この状態で第１コア部１１１が一体に接着固定される。このようにして、第１ボビン１２１内で第１コア部１１１が組み立てられる。
【００３１】
第２ボビン１２２は第１ボビン１２１と同一形状の部材である。すなわち、第２ボビン１２２は、一対の筒状部１２２ａを有すると共に、一対の筒状部１２２ａがその一端側でフランジ部１２２ｂにより連結され、上面側から見て全体としてＵ字状に形成されている。また、第２ボビン１２２も、第１ボビン１２１と同様に、第２コア部１１２の組み立て時に、組み立て用の型枠として機能する。
【００３２】
図２に示されるように、筒状部１２１ａ、１２２ａの軸方向他端側（すなわち、フランジ部１２１ｂ、１２２ｂが位置する端部とは反対側）には、筒の内側に向かって広がるストッパ部１２１ｃ、１２２ｃが形成されている。ストッパ部１２１ｃ、１２２ｃは、それぞれＩ型コア部１１１ｂ、１１２ｂを筒状部１２１ａ、１２２ａ内に差し込んだときに、Ｉ型コア部１１１ｂ、１１２ｂが筒状部１２１ａ、１２２ａの他端側から飛び出さないように保持するストッパとしての機能を有する。
【００３３】
また、各筒状部１２１ａ、１２２ａの内周には、軸方向に延びる複数の突起であるスペーサ部１２１ｄ、１２２ｄが形成されている。スペーサ部１２１ｄ、１２２ｄは、Ｉ型コア部１１１ｂ、１１２ｂを、その軸に直交する方向に位置決めする位置決め手段としての機能を有する。
【００３４】
次に、リアクトル１００を組み立てる手順を説明する。図３は、リアクトル１００の分解斜視図である。最初に、第１ボビン１２１の各筒状部１２１ａ内に、第１コア部１１１を構成する各部材を順次差し込み、接着剤で固定する。具体的には、先ずＩ型コア部１１１ｂを筒状部１２１ａ内に挿入し、次いでサイドギャップ板１１１ｃを筒状部１２１ａ内に挿入する。なお、Ｉ型コア部１１１ｂのサイドギャップ板１１１ｃと接する面には、予め接着剤が塗布される。次に、Ｃ型コア部１１１ａの端面に接着剤が塗布され、Ｃ型コア部１１１ａの先端が第１ボビン１２１の各筒状部１２１ａ内に差し込まれる。この状態で第１コア部１１１を一体に接着固定する。同様に、第２ボビン１２２の筒状部１２２ａ内に、ギャップ面に接着剤を塗布したＩ型コア部１１２ｂ、サイドギャップ板１１２ｃ、及びＣ型コア部１１２ａの両端部を順番に差し込み、第２コア部１１２を一体化する。次に、第２ボビン１２２の先端から露出したＩ型コア部１１２ｂのギャップ面にセンターギャップ板１１３を接着する。次に、第２ボビン１２２の各筒状部１２２ａを、コイル１３０のコイル連結部１３３とは反対側から第１直線コイル部１３１及び第２直線コイル部１３２にそれぞれ差し込む。最後に、第１コア部１１１が組み込まれた第１ボビン１２１の各筒状部１２１ａを、コイル連結部１３３側から第１直線コイル部１３１及び第２コイル部１３２に差し込み、センターギャップ板１１３を介して第１コア部１１１と第２コア部１１２とを接着する。
【００３５】
なお、図２に示されるように、ストッパ部１２１ｃ、１２２ｃの夫々には、開口１２１ｅ、１２２ｅが形成されている。開口１２１ｅ、１２２ｅの寸法は、センターギャップ板１１３よりもわずかに大きく形成されているので、センターギャップ板１１３は、ストッパ部１２１ｃ、１２２ｃと干渉することなく第１コア部１１１のＩ型コア部１１１ｂと第２コア部１１２のＩ型コア部１１２ｂとの間に取り付けられる。また、センターギャップ板１１３が開口１２１ｅ、１２２ｅに略隙間なく収容されることで、センターギャップ板１１３は開口１２１ｅ、１２２ｅにより面内（筒状部１２１ａの軸と垂直な面内）で位置決めされる。
【００３６】
図４（ａ）は本実施形態に係るコイル１３０の断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）における領域Ａの拡大図である。図４（ｂ）に示されるように、センターギャップ板１１３が確実に第１コア部１１１のＩ型コア部１１１ｂと第２コア部１１２のＩ型コア部１１２ｂの双方に接着されるよう、第１ボビン１２１のストッパ部１２１ｃの厚さｄ１と、第２ボビン１２２のストッパ部１２２ｃの厚さｄ２の和は、センターギャップ板１１３の厚さｄ３よりも小さく設定されている。
【００３７】
なお、本実施形態においては、上記のようにセンターギャップ板１１３を用いて第１コア部１１１と第２コア部１１２との間にギャップを形成している。しかしながら、本発明においては上記の構成に限定されるものではなく、センターギャップ板１１３を使用しない構成としてもよい。この場合は、第１ボビン１２１のストッパ部１２１ｃと第２ボビン１２２のストッパ部１２２ｃとが突き合わされた状態となり、厚さｄ１とｄ２の和に等しい厚さのエアギャップが形成される。
【００３８】
以上説明した本発明の第１の実施形態においては、第２コア部１１２に第２ボビン１２２を夫々取り付けた後、第２コア部１１２にセンターギャップ板１１３を接着する構成となっている。しかしながら、本発明は上記の構成に限定されるものではなく、次に説明する本発明の第２の実施形態のような構成とすることも可能である。
【００３９】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係るコア及びボビンの分解斜視図である。本実施形態の構成は、第１の実施形態における第２ボビン１２２及びセンターギャップ板１１３の代わりに、樹脂から形成されたギャップ板を備えた第２ボビン１２２´を使用するものである。本実施形態の他の構成については第１の実施形態と同様であるため、詳しい説明は省略する。
【００４０】
図５に示されるように、第２ボビン１２２´は、第１の実施形態の第２ボビン１２２（図２）の開口１２２ｄに相当する領域が、センターギャップ板１２２ｆによって塞がれているという点を除き、第１の実施形態の第２ボビン１２２と同一形状となっている。なお、センターギャップ板１２２ｆは、樹脂の射出成形により、第２ボビン１２２と一体に形成されている。
【００４１】
このように本実施形態は、センターギャップ板１２２ｆが第２ボビン１２２´と一体に形成されているものであるため、第１の実施形態と比べて、コイルを組み立てる際の工数を減少させることができるという効果を有する。
【００４２】
なお、本実施形態においては一対のセンターギャップ板１２２ｆの双方が第２ボビン１２２´と一体に形成されたものであるが、本発明は上記の構成に限定されるものではない。例えば、第１ボビンと第２ボビンの双方の夫々に１枚のセンターギャップ板が形成される構成としてもよい。このような構成とすると、第１ボビンと第２ボビンとが同一形状となるため、コイルの製造コストを低下させることが可能であり、また、組み立て時に第１ボビンと第２ボビンを取り違えるといったエラーが防止される。
【００４３】
（第３実施形態）
上述した第１の実施形態では、第１ボビン１２１と第２ボビン１２２が同一形状を有しており、第１ボビン１２１と第２ボビン１２２を組み立てると、各ストッパ部１２１ｃ、１２２ｃが各筒状部１２１ａ、１２２ａの軸方向に重なり合うように構成されている。そのため、第１ボビン１２１のストッパ部１２１ｃの厚さｄ１と、第２ボビン１２２のストッパ部１２２ｃの厚さｄ２の和を、センターギャップ板１１３の厚さｄ３よりも小さくする必要がある。以下に説明する第３の実施形態（図６〜図８）は、第１ボビンと第２ボビンを組み立てた際に、各ボビンのストッパ部が互いに干渉しないように、第１ボビン２２１と第２ボビン２２２に異なる形状のストッパ部２２１ｃ、２２２ｃを設けたものである。なお、第３の実施形態は、第１ボビン２２１及び第２ボビン２２２のストッパ部２２１ｃ、２２２ｃ及びセンターギャップ板２１３の形状を除いては、第１の実施形態と同様の構成を有している。以下の第３の実施形態の説明においては、第１の実施形態と共通する構成については、詳しい説明は省略する。
【００４４】
図６及び図７は、それぞれ第１ボビン２２１及び第２ボビン２２２を筒状部２２１ａ、２２２ａの他端側（センターギャップ板２１３が配置される側）から見た正面図である。また、図８（ａ）は、センターギャップ板２１３を介して第１ボビン２２１と第２ボビン２２２を重ねた状態を第１ボビン２２１の一端側（フランジ部２２１ｂ側）から見た図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。各筒状部２２１ａ及び２２２ａの他端の四隅には、ストッパ部の代わりに、各筒状部２２１ａ、２２２ａの隣接する筒壁を斜めに連結する長板状のストッパ部２２１ｃ及び２２２ｃがそれぞれ形成されている。第１ボビン２２１のストッパ部２２１ｃは、第２ボビン２２２のストッパ部２２２ｃよりも長く、筒状部２２１ａの中心軸寄りに配置されている。そのため、ストッパ部２２１ｃと筒状部２２１ａの隅とで囲まれた比較的に広い空間２２１ｓが形成される。図８に示されるように、第１ボビン２２１と第２ボビン２２２を重ね合わせると、空間２２１ｓには第２ボビン２２２のストッパ部２２２ｃが収容されるようになっている。この構成により、ストッパ部２２１ｃ及びストッパ部２２２ｃの厚さをセンターギャップ板２１３の厚さ以下に形成すれば、第１ボビン２２１と第２ボビン２２２とを重ね合わせる際に、ストッパ部２２１ｃとストッパ部２２２ｃが互いに干渉することはない。従って、ストッパ部２２１ｃ及びストッパ部２２２ｃを十分に厚く形成することができるため、組み立て作業中にストッパ部２２１ｃ及び２２２ｃが破損することが防止される。また、筒状部２２１ａ、２２２ａの剛性を向上させることができる。
【００４５】
また、センターギャップ板２１３が配置される筒状部２２１ａ、２２２ａの他端には、四隅にストッパ部２２１ｃ、２２２ｃが設けられているため、第１の実施形態のような長方形状のセンターギャップ板１１３を配置することができない。そこで、第３の実施形態では、ストッパ部２２１ｃ、２２２ｃと干渉しないように、長方形の四隅を斜め４５°に切り落とした形状のセンターギャップ板２１３が使用される。
【符号の説明】
【００４６】
１００    コイル装置
１１０    コア
１１１    第１コア部
１１１ａ、１１２ａ  Ｃ型コア部
１１１ｂ、１１２ｂ  Ｉ型コア部
１１１ｃ、１１２ｃ  サイドギャップ板
１１３、１２２ｆ  センターギャップ板
１２１    第１ボビン
１２１ａ、１２２ａ、２２１ａ、２２２ａ  筒状部
１２１ｂ、１２２ｂ  フランジ部
１２１ｃ、１２２ｃ、２２１ｃ、２２２ｃ  ストッパ部
１２１ｄ、１２２ｄ  スペーサ部
１２１ｅ、１２２ｅ  開口
１２２、１２２´  第２ボビン
１３０    コイル
１３１    第１直線コイル部
１３２    第２直線コイル部
１３３    コイル連結部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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