(57)【要約】【課題】  簡便かつ正確にリアクトルの組み立てを行なうことができるリアクトルとその組み立て方法を提供する。【解決手段】  本発明によるリアクトルの組み立て方法は、磁性体からなる複数のコア10同士を隣接し、これらコア10の外周にコイル30を形成する。このコイル30に通電することでコア10間に磁力を生じさせ、その磁力により複数のコア10同士を接合状態に保持する。また、コイル30への通電をやめるだけで、磁力によるコア10間の吸着を容易に解除することもできる。リアクトルのインダクタンス調整のためにコア10の間にギャップ20を介在させてもよい。【選択図】  図２
2006351722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体からなる複数のコア同士を隣接し、これらコアの外周にコイルを形成して、このコイルに通電することでコア間に磁力を生じさせ、その磁力により複数のコア同士を接合状態に保持することを特徴とするリアクトルの組み立て方法。
【請求項２】
前記コアの間に非磁性体からなるギャップを介在させ、これら複数のコアとギャップとを接合状態に保持することを特徴とする請求項１に記載のリアクトルの組み立て方法。
【請求項３】
前記コイルに通電する電流を変えることで、コアに生じさせる磁力を調整することを特徴とする請求項１または２に記載のリアクトルの組み立て方法。
【請求項４】
磁性体からなる複数のコアと、
これらコアの外周に形成されて、通電することでコア間に磁力を生じさせ、その磁力により複数のコア同士を接合状態とするコイルとを有することを特徴とするリアクトル。
【請求項５】
さらに前記コアの間に介在される非磁性体からなるギャップを有することを特徴とする請求項４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、リアクトルとその組み立て方法に関するものである。特に、ハイブリッド自動車のコンバータ部に用いられるリアクトルのコアを簡便かつ正確に組み立てることができるリアクトルの組み立て方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題からハイブリッド自動車が実用化されている。ハイブリッド自動車は、エンジンとモータを駆動源として備え、その一方または双方を用いて走行を行う自動車である。このようなハイブリッド自動車には、例えば図３に示すようにバッテリ110とインバータ120と走行用の3相交流モータ130とが用いられる。
【０００３】
そのうち、インバータ120は、直流の昇降圧を行うコンバータ部121と、直流と交流との相互変換を行うインバータ部122とを有する。コンバータ部121は、例えば走行時に約200Ｖのバッテリ電圧を最大約500Ｖにまで昇圧してインバータ部122に給電し、回生時にはモータ130からインバータ部122を介してから出力される直流をバッテリ110に適合した電圧に降圧して、バッテリ110に充電させている。また、インバータ部122は、走行時にコンバータ部121で昇圧された直流を所定の交流に変換してモータ130に給電し、回生時はモータ130からの交流出力を直流に変換してコンバータ部121に出力している。
【０００４】
このコンバータ部121は、FETなどの増幅素子121Aのオン・オフにより昇圧を行うが、その部品の一つにコイル部品であるリアクトル121Bがある。リアクトル121Bは、回路に流れようとする電流の変化を妨げようとするコイルの性質を利用し、スイッチのオン・オフなどの外的要因で電流が増減しようとしたとき、その変化を滑らかにする機能を有する（類似の技術として特許文献１）。リアクトル121Bを構成する主な材料には、図４に示すようにコア10とギャップ20とがある。通常、このようなリアクトルは、インダクタンス調整のために、磁性体からなる複数のコア20の間に非磁性体のギャップ20を挟み込み、これらを接着剤で接合して接合体を形成し、その接合体の外周に図示しない導線を巻回してコイルを形成している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−７８８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来、リアクトルの組み立てにおいて、コア同士の接合あるいはコアとギャップとの接合に確立された方法がなく、手作業においてこれらの接合を行った後、接着剤が硬化するまでの間、単に接合体を放置しておくなどしている。そのため、接合する部材同士を正確に位置合わせして接合体を形成することが難しいという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、簡便かつ正確にリアクトルの組み立てを行なうことができるリアクトルの組み立て方法を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、簡便かつ正確に組み立てできるリアクトルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、リアクトルの構成部材同士を電磁石の磁力を用いて接合することで上記の目的を達成する。
【００１０】
本発明リアクトルの組み立て方法は、磁性体からなる複数のコア同士を隣接し、これらコアの外周にコイルを形成して、このコイルに通電することでコア間に磁力を生じさせ、その磁力により複数のコア同士を接合状態に保持することを特徴とする。
【００１１】
複数のコアを隣接した状態で、その外周にコイルを形成し、コイルに通電すれば電磁石が形成され、コアに磁力が発生する。そのため、この磁力によりコア同士を吸着することができ、複数のコアを所定の接合状態に容易に保持することができる。
【００１２】
また、リアクトルのインダクタンス調整のためにコアの間にギャップを介在する場合、コアの間に非磁性体からなるギャップを介在させ、上記と同様にコイルに通電して、これら複数のコアとギャップとを接合状態に保持すればよい。
【００１３】
コアの間に非磁性体のギャップが介在される場合でも、コア同士の間には磁力が作用して互いに吸着されるため、ギャップが介在されたままでもコアとギャプの接合状態を保持することができる。
【００１４】
コアは、磁性体からなるものであれば、その形状、サイズ、数は特に限定されない。例えば、ブロック状のコアを複数組み合わせてコイルの巻回可能な棒状部を形成する。
【００１５】
コイルは、例えば絶縁被覆を有する導線を複数のコアが接合された接合体（ギャップがある場合はコア間にギャップが介在された接合体）の外周に巻回して形成する。このコイルは、理論上、コア同士やコアとギャップといった接合対象を接合状態に保持するためのみ必要なターン数のものでもよいが、リアクトルとして求められる所要のターン数を有するものとすることが好ましい。通常、コア同士あるいはコアとギャップは接着剤により位置合わせした状態で固定されて接合体とされるが、この固定後に接合体の外周にコイルを形成してDC-DCコンバータなどの構成部品であるリアクトルとして利用される。そのため、このリアクトルの仕様に応じたコイルに通電して接合対象の接合を行えば、接着剤硬化後の接合体やコイルをそのままリアクトルの構成部品として利用することができる。
【００１６】
複数のコアの間にギャップを介在する場合、ギャップは非磁性体で構成する。ギャップのサイズ、形状、数は特に限定されないが、代表的には、コアと同じ外形を有するような板材が利用される。
【００１７】
コア同士の接合の場合、コアとギャップの接合の場合のいずれであっても、コイルに通電する電流を変えることで、コアに生じさせる磁力を調整し、適切な吸着力で接合対象を接合状態に保持することができる。もちろん、コイルのターン数を変えることでもコアに生じる磁力調整ができるが、リアクトルの仕様上、コイルのターン数が決まっているため、コイル電流の可変により磁力調整する方が実用的である。
【００１８】
本発明方法は、上記の接着剤を塗布する前に接合対象同士を位置決めして保持しておく場合や、接着剤が塗布された接合対象を接合し、その接着剤が硬化するまでの間に接合対象を所定の接合状態に保持しておく場合のいずれにも利用できる。
【００１９】
一方、本発明リアクトルは、磁性体からなる複数のコアと、これらコアの外周に形成されて、通電することでコア間に磁力を生じさせ、その磁力により複数のコア同士を接合状態とするコイルとを有することを特徴とする。このリアクトルによれば、電磁石の磁力により複数のコアを接合状態に保持することが容易にできる。
【００２０】
上記の構成のリアクトルにおいて、さらに前記コアの間に介在される非磁性体からなるギャップを設けてもよい。このリアクトルによれば、電磁石の磁力により複数のコアとギャップを接合状態に保持することが容易にできる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明方法によれば、次の効果を奏することができる。
(1)複数のコアを隣接した状態で、その外周にコイルを形成し、コイルに通電すれば電磁石が形成され、コアに磁力が発生する。そのため、この磁力によりコア同士を吸着することができ、複数のコアを所定の接合状態に容易に保持することができる。
【００２２】
(2)複数のコアの間にギャップを介在させた場合でも、コイルへの通電によりギャップを介してコア同士が吸着する磁力を作用させることで、複数のコアとギャップの組合せも所定の接合状態に保持することができる。
【００２３】
(3)コア、コイル（ギャップを設ける場合はギャップ）といったリアクトルの構成部材さえ用意すれば、単にコイルに通電するだけという極めて簡便な構成でコア同士、あるいは複数のコアとギャップとを所定の接合状態に保持することができる。また、コイルへの通電をやめるだけで、磁力によるコア間の吸着を容易に解除することもできる。
【００２４】
(4)リアクトルを構成するコイルへの通電という簡便な構成でコア同士あるいは複数のコアとギャップを正確に接合状態に保持できるため、接合対象の位置ずれを容易に抑制できる。
【００２５】
また、本発明リアクトルは、コイルに通電するだけという極めて簡易な構成にてコアの組み立てを行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図１、図２に基づいて説明する。ここでは、図３に示したハイブリッド自動車用のコンバータ部に用いるリアクトルを組み立てる場合を例として説明を行なう。
【００２７】
本発明方法で組み立てられるリアクトルは、図１に示すように、複数のコア10を組み合わせたコアアセンブリ1と、コアアセンブリ1の外周に導線31を巻回して形成したコイル30とから構成される。
【００２８】
コアアセンブリ1は、磁性材料からなる環状の部材である。このコアアセンブリ1にテープ状の導線31がエッジワイズ巻きされている。ここでは、コアアセンブリ1の一方の巻回部に一方向に導線31を巻き、さらに他方の巻回部にも同様の巻回方向として導線を巻いてコイル30を形成している。一方の巻回部の導線31と他方の巻回部の導線31とは一連長である。この導線31にはエナメル被覆を施したものを用いた。
【００２９】
このようなコアアセンブリ1は、図２に示すように、合計6個のコア10（10A、10B）と、各コアの間に介在される合計6枚のギャップ20とを有し、これらコア10とギャップ20の接合体の外周にコイル30が形成されている。
【００３０】
コア10は、4つの円筒状コア10Aと、2つの半円状コア10Bとからなり、いずれも磁性体（鉄系金属）で構成されている。一方、ギャップ20は、各コア10A、10Bの断面と同一形状の板材であり、非磁性体（セラミック）で構成されている。上記のコアのうち、2つの円筒状コア10Aを直列状態に配列し、これらコア10Aの間および両端に合計3枚のギャップ20を介在する。この配列体を2組並列し、各配列体の一端側に一方の半円状コア10Bを、各配列体の他端側に他方の半円状コア10Bを配列する。この配列により、コア10とギャップ20が交互に配置されて全体として細長い環状体が形成される。
【００３１】
この環状体のうち、円筒状コア10Aとギャップ20の配列箇所の外周に導線を巻回してコイル30を形成する。ここでは、銅線にエナメル被覆を設けた導線を用いた。コイル30のターン数は、ハイブリッド自動車用のコンバータ部に用いるリアクトルの仕様に応じたターン数とした。
【００３２】
この状態で、コイルを構成する銅線に図示しない直流電源から所定の電流を流すと、電磁石が形成されて各コア10A,10Bには互いに吸着しようとする磁力が作用する。図2では、コア10同士を互いに吸着しようとする磁力を矢印で示している。この磁力により、各コア同士が吸着されるため、ギャップ20を挟み込んだ状態で全てのコア10およびギャップ20が所定の配列に接合された状態となる。
【００３３】
このように、リアクトルの構成部材であるコイル30に通電することで、同じくリアクトルの構成部材であるコア10同士を電磁石の磁力を利用して吸着し、コア間に介在されるギャップも併せて一体の接合状態に保持することができる。
【００３４】
コア10とギャップ20は、互いの接合面に接着剤を塗布して接合されるが、この接着剤の塗布を行う前にコア10とギャップ20を位置決めして保持しておくことや、接着剤を塗布して接合体を形成した後、その接着剤が硬化するまでの間に接合体を保持しておくことのいずれにも、上記の電磁石による保持方法を利用できる。
【００３５】
そして、接着剤の硬化後にはコイル30への通電を停止することで、容易にコア10間に作用する磁力を解除することができる。
【００３６】
なお、本例では、各コア間にギャップを介在させた場合を例として説明したが、ギャップを用いず、複数のコア同士を接合状態に保持することも、コイルへの通電により容易に行なうことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、コア同士あるいはコアとギャップを接合して形成するリアクトルの組み立て方法に利用することができる。特に、ハイブリッド自動車や電気自動車のコンバータ部におけるリアクトルの組み立て方法として利用することができる。また、本発明リアクトルは、ハイブリッド自動車や電気自動車のコンバータ部におけるリアクトルとして好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明方法により組み立てられるリアクトルの斜視図である。
【図２】本発明リアクトルの組み立て方法を示す模式説明図である。
【図３】ハイブリッド自動車の電源系統を示す概略回路図である。
【図４】従来のリアクトルの組み立て方法を示す模式説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  コアアセンブリ
10,10A,10B  コア
20  ギャップ
30  コイル  31  導線
110  バッテリ  120  インバータ  121  コンバータ部  122  インバータ部
121A  増幅素子  121B  リアクトル  130  ３相交流モータ
【図１】
2006351722.tif 000003
【図２】
2006351722.tif 000004
【図３】
2006351722.tif 000005
【図４】
2006351722.tif 000006