(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のＵ字型コアと少なくとも一つのＩ字型コアが環状に連なって構成されるコアと、
前記Ｕ字型コアを覆う樹脂成形部と、
を備えており、
前記樹脂成形部に、前記Ｕ字型コアの端面に対向するように前記Ｉ字型コアを位置決めする筒状のガイド部が設けられており、
前記樹脂成形部は、前記Ｕ字型コアと位置決めされた前記Ｉ字型コアとの間の空間と外部を繋ぐ貫通孔を前記ガイド部の側面に有することを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
前記ガイド部は、内部に前記Ｉ字型コアを収める筒状であ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】
前記一対のＵ字型コアの夫々に対して同形状の樹脂成形部が取り付けられ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】
一対の樹脂成形部のそれぞれがガイド部を有しており、前記Ｉ字型コアを位置決めした状態で前記一対のＵ字型コアと前記Ｉ字型コアを環状に組み付けた際に夫々のガイド部同士が当接することを特徴とする請求項３に記載のリアクトル。
【請求項５】
一対のＵ字型コアと少なくとも一つのＩ字型コアが環状に連なるコアに樹脂成形部が形成されており、その樹脂成形部にコイルが捲回されたリアクトルの製造方法であり、
少なくとも一方の前記Ｕ字型コアの端部の周囲を覆うように前記樹脂成形部を成形する成形工程と、
前記一対のＵ字型コアの間に前記Ｉ字型コアを挟んで環状に連なるコアを組み立てる組立工程と、を備えており、
前記成形工程は前記組立工程に先立って行われ、
前記成形工程では、前記樹脂成形部の端部に、前記Ｕ字型コアの端面に対向するように前記Ｉ字型コアを位置決めする筒状のガイド部を形成し、
前記樹脂成形部は、前記Ｕ字型コアと位置決めされた前記Ｉ字型コアとの間の空間と外部を繋ぐ貫通孔を前記ガイド部の側面に有しており、前記Ｉ字型コアが前記樹脂成形部に組み付けられた後に、前記空間に樹脂を充填する二次成形工程をさらに備えていることを特徴とするリアクトルの製造方法。
【請求項６】
前記ガイド部は、内部に前記Ｉ字型コアを収める筒状に成形されることを特徴とする請求項５に記載のリアクトルの製造方法。
【請求項７】
前記一対のＵ字型コアの夫々に対して同形状の樹脂成形部が成形されることを特徴とする請求項５又は６に記載のリアクトルの製造方法。
【請求項８】
一対の樹脂成形部のそれぞれがガイド部を有しており、前記Ｉ字型コアを位置決めした状態で前記一対のＵ字型コアと前記Ｉ字型コアを環状に組み付けた際に夫々のガイド部同士が当接することを特徴とする請求項７に記載のリアクトルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアクトルとその製造方法に関する。なお、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】
近年、ハイブリッド自動車や電気自動車が本格的に実用化され、普及が拡大している。ハイブリッド自動車や電気自動車はモータを駆動源とするため、モータ用の電気回路にリアクトルを備えることが多い。リアクトルの本体は、内部に金属製のコアを有するボビンに巻き線（コイル）を巻いたものである。コアには、よくフェライトが用いられる。ボビンは樹脂で作られることが多い。
【０００３】
リアクトルの一種として、一対のＵ字型コアと少なくとも一つのＩ字型コアが環状に連なって構成されるコアを有するものがある。特許文献１〜３は、環状のコアを有するリアクトルを開示しており、それらの文献はいずれも環状のコアを分割している。環状のコアを分割することによって、製造のし易さを高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８０１４０号公報
【特許文献２】特開２００８−０７８２１９号公報
【特許文献３】特開２０１１−０８６８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本明細書は、環状のコアが分割されたリアクトルに関し、組み立て性の良さをさらに向上させる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
リアクトルの多くは、金属製のコアの周囲を囲んでいるとともにコイルを巻き付けるボビン（樹脂成形部）を備える。本明細書が開示する技術は、樹脂成形部の形状を工夫し、分割されたコアの組み立て性を向上させる。
【０００７】
本明細書が開示する技術は、一つにはリアクトルに具現化することができる。そのリアクトルは、一対のＵ字型コアと少なくとも一つのＩ字型コアが環状に連なって構成されるコアと、Ｕ字型コアの端部の周囲を覆う樹脂成形部を備えている。そして、樹脂成形部に、Ｕ字型コアの端面に対向するようにＩ字型コアを位置決めする筒状のガイド部が設けられている。ガイド部５にＩ字型コア３を嵌め込み、一対のＵ字型樹脂成形部４ａ、４ｂを合わせることで、環状の樹脂成形部が完成する。樹脂成形部にガイド部を備えることによって、Ｉ字型コアの組み立て易さが向上する。
【０００８】
上記のリアクトルにおいて、ガイド部は、内部にＩ字型コアを収める筒状であることが好ましい。筒状のガイド部の中にＩ字型コアを収めることでＩ字型コアの位置を簡単に定めることができる。即ち、組み立て性がさらに向上する。
【０００９】
本明細書が開示するリアクトルはさらに、一対のＵ字型コアの夫々に対して同一形状の樹脂成形部が備えられているとよい。樹脂成形部は、金型にＵ字型のコアを入れ、コアの周囲に射出成形で形成される場合が多い。一対のＵ字型コアの夫々に対して成形される樹脂成形部を同一形状とすれば、一つの金型で一対の樹脂成形部を製造することが可能となる。
【００１０】
本明細書が開示するリアクトルはさらに、一対の樹脂成形部のそれぞれがガイド部を有しており、Ｉ字型コアを位置決めした状態で一対のＵ字型コアとＩ字型コアを環状に組み付けた際に夫々のガイド部同士が当接するように構成されているとよい。ガイド部が、Ｉ字型コアの位置決めだけでなく、一対の樹脂成形部の相互位置決めにも役立つ。
【００１１】
上記の樹脂成形部は、Ｕ字型コアと位置決めされたＩ字型コアとの間の空間と外部を繋ぐ貫通孔をガイド部の側面に有している。Ｕ字型コアとＩ字型コアの間に空間を設けることがある。その場合、貫通孔を通じて後から樹脂をその空間に流し込むことができる。
【００１２】
本明細書は、上記したリアクトルの製造方法も提供する。その製造方法は、少なくとも一方のＵ字型コアの端部の周囲を覆うように樹脂成形部を成形する成形工程と、一対のＵ字型コアの間にＩ字型コアを挟んで環状に連なるコアを組み立てる組立工程を備える。成形工程は組立工程の前に行われる。成形工程では、樹脂成形部の端部に、Ｕ字型コアの端面に対向するようにＩ字型コアを位置決めする筒状のガイド部を成形する。この製造方法は、Ｕ字型コアとＩ字型コアを金型に入れて両者を固定する樹脂成形部を射出成形する場合と比較して、Ｉ字型コアの寸法ばらつきによるバリの発生を回避するという利点を有する。即ち、コアには寸法ばらつきがあり、金型内にＵ字型コアとＩ字型コアの両者を入れて樹脂を射出成形する場合、Ｉ字型コアの寸法が小さいと金型内に余分な空間が生じ、その空間に樹脂が充填されてバリとなる。樹脂成形部を射出成形した後にＩ字型コアを組み付ける工法によって、バリの発生を回避することができる。
【００１３】
ガイド部は、内部にＩ字型コアを収める筒状に成形されているとよい。また、一対のＵ字型コアの夫々に対して同形状の樹脂成形部が備えられているとよい。あるいは、一対の樹脂成形部のそれぞれがガイド部を有しており、Ｉ字型コアを位置決めした状態で一対のＵ字型コアとＩ字型コアを環状に組み付けた際に夫々のガイド部同士が当接するように構成されていてもよい。
【００１４】
また、樹脂成形部は、Ｕ字型コアと位置決めされたＩ字型コアとの間の空間と外部を繋ぐ貫通孔をガイド部の側面に有しており、Ｉ字型コアが樹脂成形部に組み付けられた後に、その空間に樹脂を充填する二次成形工程をさらに備えている。Ｕ字型コアの端面とＩ字型コアの間を容易に樹脂で充填できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】リアクトルの斜視図である。
【図２】分割されたコアの斜視図である。
【図３】樹脂成形部の分解図である。
【図４】コアと樹脂成形部の断面図である。
【図５】リアクトルの断面図である。
【図６】第２実施例における樹脂成形部の分解図。
【図７】組み立てられた樹脂成形部の斜視図である。
【図８】第３実施例のリアクトルにおけるコアと樹脂成形部の断面図である。
【図９】第３実施例のリアクトルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１６】
図１に第１実施例のリアクトル１０の斜視図を示す。リアクトル１０は、金属製のコアを包む樹脂成形部４（４ａ、４ｂ）に、コイル８を捲回したものである。樹脂成形部４は、ほぼ平行な２つのコイル捲回部分と、２つのコイル捲回部分の端部同士を連結する湾曲部分とで構成されており、全体は環状である。２つのコイル捲回部分にコイル８が捲回される。コイル８は樹脂成形部の２箇所に捲回されているが、１本の巻き線で繋がっているため、電気的には一つのコイルである。リアクトル１０は、例えば、電気自動車のインバータや電圧コンバータに用いられる。
【００１７】
図２に示すように、コアは、一対のＵ字型コア２ａ、２ｂと、２個のＩ字型コア３で構成されている。一対のＵ字型コア２ａ、２ｂは、端面同士が対向するように配置され、一方のＵ字型コア２ａの端面と他方のＵ字型コア２ｂの端面との間に、Ｉ字型コア３が配置され、コアは全体で環状となる。Ｕ字型コア２ａとＩ字型コア３の間、及び、Ｕ字型コア２ｂとＩ字型コア３の間には、ギャップ板７が配置される。ギャップ板７は、セラミック等で形成される。
【００１８】
図３に示すように、Ｕ字型コア２ａ、２ｂとＩ字型コア３、及び、ギャップ板７は、樹脂成形部４ａ、４ｂに覆われる。樹脂成形部４ａ（４ｂ）は、金型内にＵ字型コア２ａ（２ｂ）を入れ、Ｕ字型コア２ａ（２ｂ）の端面を除く周囲に樹脂を射出し、成形される。即ち、樹脂成形部４ａ（４ｂ）もＵ字型に形成される。Ｕ字型コア２ａ（２ｂ）の端面のみが露出し、他は樹脂で覆われる。Ｕ字型の樹脂成形部４ａ（４ｂ）の端部には、Ｉ字型コア３を位置決めするガイド部５が形成されている。ガイド部５は、Ｕ字型コア２ａ（２ｂ）の両方の端部から平行に伸びるように筒状に形成されている。ガイド部５の周囲にコイルが捲回されることになる。ガイド部５の端面には、切欠２１が形成されている。
【００１９】
図４は、図３の分解図において図中の座標系のＸＹ平面におけるコアと樹脂成形部の断面図である。図５は、図１のＹＸ平面におけるリアクトル１０の断面図である。図４、図５は、切欠２１を横断する断面を示している。一方の樹脂成形部４ａのガイド部５の筒には、ギャップ板７を挟んでＩ字型コア３の半分が収まる。Ｉ字型コア３の残り半分に、他のギャップ板７を挟んで他方の樹脂成形部４ｂのガイド部５を被せるように嵌め込むと、一対のＵ字型コア２ａ、２ｂと、Ｉ字型コア３がギャップ板７を挟んで環状の配置となる（図５参照）。
【００２０】
間にＩ字型コア３を挟んで一対の樹脂成形部４ａ、４ｂを対向させて組み合わせると、一対の樹脂成形部４ａ、４ｂそれぞれのガイド部５の端面が当接する。ガイド部５及びＩ字型コア３の端面に接着剤を塗布し、ギャップ板７を挟んで一対の樹脂成形部４ａ、４ｂを対向させて組み合わせることによって、一対の樹脂成形部４ａ、４ｂが接合される。なお、コイル８は、前もってコイル状に形成されており、一対の樹脂成形部４ａ、４ｂを組み合わせるのに先立って、Ｕ字型の樹脂成形部４ａ、４ｂの端部に通しておく。
【００２１】
上記のとおり、第１実施例のリアクトル１０では、Ｕ字型コア２ａ（２ｂ）を埋め込んだＵ字型の樹脂成形部４ａ（４ｂ）の端部に筒状のガイド部５が形成されており、そのガイド部５にＩ字型コア３が嵌め込まれ、位置決めされる。Ｉ字型コア３は、その端面が、Ｕ字型コア２ａ（２ｂ）の端面に対面するように位置決めされる。Ｉ字型コア３は、Ｕ字型コア２ａ（２ｂ）をその端面を除いて覆う樹脂成形部４ａ（４ｂ）を成形した後に、嵌め込まれる。上記のリアクトル１０では、Ｉ字型コア３を簡単に組み込むことができる。なお、ガイド部５の端面に形成された切欠２１は、一対の樹脂成形部４ａ、４ｂを接合した後、樹脂成形部の内外を連通する貫通孔となる。その貫通孔を通じて内部に隙間が残った場合に樹脂等が充填される。即ち、切欠２１は、一対の樹脂成形部を接合した後に内部に残った隙間に樹脂等を充填するために設けられている。
【実施例２】
【００２２】
図６と図７を参照して第２実施例のリアクトル１０ａを説明する。なお、図ではコイルは図示を省略している。図６に、第２実施例のリアクトル１０ａの樹脂成形部１４ａ、１４ｂとコア２ａ、２ｂ、３の斜視図を示す。このリアクトル１０ａでは、Ｉ字型コア３を６個用いる。一対のＵ字型コア２ａ、２ｂの夫々の端面に対し３個のＩ字型コア３が一列に配置される。隣接するＩ字型コア３の間、及び、Ｉ字型コア３とＵ字型コア２ａ（２ｂ）の間に、ギャップ板７が配置される。一対の樹脂成形部１４ａ、１４ｂの夫々は、Ｕ字溝状のガイド部１５ａ、１５ｂを備える。一方の樹脂成形部１４ａのＵ字溝（ガイド部１５ａ）とこれに対応する他方の樹脂成形部１４ｂのＵ字溝（ガイド部１５ｂ）は、相補的であり、それらが組み合わさると、一つの筒が形成される（図７参照）。その筒の内部に、ギャップ板７を挟んで３個のＩ字型コア３が収納される。なお、第２実施例のリアクトル１０ａでも、コイルは前もってコイル状に形成されており、一対の樹脂成形部１４ａ、１４ｂを組み合わせるのに先立って、樹脂成形部４ａ、４ｂの端部に通しておく。ガイド部１５ａ、１５ｂの端面には切欠２１が設けられており、一対の樹脂成形部１４ａ、１４ｂを接合した後、切欠２１は、コアを収めた内部空間と外部とを連通する孔となる（図７参照）。接合された樹脂成形部１４ａ、１４ｂの内部に隙間が残った場合、切欠２１から樹脂等が充填される。
【実施例３】
【００２３】
図８と図９を参照して第３実施例のリアクトル１０ｂを説明する。図８と図９でもコイルは図示を省略している。図８は、第３実施例のリアクトル１０ｂの樹脂成形部２４ａ、２４ｂとコア（Ｕ字型コア２ａ、２ｂと６個のＩ字型コア３）の断面図である。第３実施例のリアクトル１０ｂは、概ね、第１実施例のリアクトル１０と同じ形状であるが、樹脂成形部２４ａ（２４ｂ）のガイド部５の側面に貫通孔２２を有する点で異なる。貫通孔２２は、切欠２１と同様、樹脂成形部２４ａ、２４ｂを接合した後に内部に隙間が残った場合に樹脂等を充填するために設けられている。第３実施例のリアクトル１０ｂでは、一対の樹脂成形部２４ａ、２４ｂを組み合わせた後、第二次成形として、貫通孔２２及び切欠２１を通じて、樹脂成形部の内部に残った隙間に樹脂を充填する。第二次成形によって樹脂を充填することで、樹脂成形部内部に隙間が残らないようにすることができる。第３実施例のリアクトル１０ｂは、Ｉ字型コア３の大きさがばらついても、樹脂成形部２４ａ、２４ｂを接合した後に第二次成形として樹脂を充填することによって、Ｉ字型コア３をしっかり固定できる利点がある。
【００２４】
実施例の技術に関する留意点を述べる。図３に示されているように、第１実施例の樹脂成形部４ａ、４ｂでは、一つのガイド部５に４箇所の切欠２１を設けた。図６に示されているように、第２実施例の樹脂成形部１４ａ、１４ｂにおいては、Ｕ字溝状のガイド部１５ａ、１５ｂの上段と下段の夫々に切欠２１を設けた。切欠の場所と数は、実施例の態様に限られない。例えば、一つのガイド部に一つの切欠のみを設けるだけでもよい。あるいは、図３では、ガイド部５の一つの面に上下２つの切欠を設けたが、１つの面に一つの切欠だけを設けてもよい。さらには、また、平行に延びるガイド部において他方のガイド部に対向する面（内側面）には切欠を設けず、外側面にのみ切欠を設けてもよい。
【００２５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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。また、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するものであり、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】
【００２６】
２ａ、２ｂ：Ｕ字型コア
３：Ｉ字型コア
３ａ：段差部
４ａ、４ｂ、１４ａ、１４ｂ、２４ａ、２４ｂ：樹脂成形部
５、１５ａ、１５ｂ：ガイド部
７：ギャップ板
８：コイル
１０、１０ａ、１０ｂ：リアクトル
２１：貫通孔
２２：空間
【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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【図９】
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