(57)【要約】【課題】リアクトルコアの周りに直接ボビンを樹脂モールド成形することによって齎される、成形時のリアクトルコアに生じ得るクラックの問題を解消することのできるリアクトルの製造方法を提供する。【解決手段】略環状に延びて断面が凹状の第１の絶縁体１のこの凹状１ａ内に磁性粉末Ｊを充填して磁性コア（リアクトルコア４）を形成し、第１の絶縁体１に対応する形状の第２の絶縁体２を該凹状１ａの開口を塞ぐように配し、第１、第２の絶縁体１，２からなるボビン３を形成してこのボビン３で磁性コア（リアクトルコア４）を閉塞し、ボビン３周りにコイル５を形成するリアクトル１０の製造方法である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略環状に延びて断面が凹状の第１の絶縁体の該凹状内に磁性粉末を充填して磁性コアを形成し、
略環状の第１の絶縁体に対応する形状の第２の絶縁体を該凹状の開口を塞ぐように配し、第１、第２の絶縁体からなるボビンを形成してこのボビンで磁性コアを閉塞し、
ボビン周りにコイルを形成するリアクトルの製造方法。
【請求項２】
前記磁性粉末の充填が磁性粉末を高速溶射する方法からなる請求項１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、電気自動車やハイブリッド車等に搭載されるリアクトルの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力変換回路のリアクトルは、一般に平面視が略環状のリアクトルコアの周囲にコイルが形成され、これがハウジング（ケース）内に収容された形態として、もしくはケースレスの形態としてその全体が構成されている。また、このリアクトルコアは複数の電磁鋼板の積層体もしくは圧粉磁心からなる分割コアから構成されており、各分割コア間にはたとえば非磁性素材のギャップ板や絶縁紙等が介装され、ギャップ板等とコアは接着剤にて接着固定されてリアクトルコアが形成されているのが一般的である。
【０００３】
従来のリアクトルにおいては、たとえば特許文献１で開示のリアクトルコアのごとく、成形されたリアクトルコアの周囲に薄層のモールド樹脂にてボビンを形成し、このボビン周りにコイルが形成されるものである。ここで、この薄層のボビンを樹脂モールドにて成形するに当たり、モールド樹脂が硬化収縮する際の引張応力がリアクトルコアに生じ、この引張応力に起因するクラックがリアクトルコアに生じ得るという問題が懸念される。
【０００４】
この問題はリアクトルコアの強度によるところが大きく、一般のリアクトルコアは、磁性粉末が所望形状に押し固められただけのものであることから、その強度（引張強度、せん断強度、曲げ強度など）もしくは剛性は樹脂モールド体に比して低く、そのために、樹脂モールドが硬化収縮する際にリアクトルコアにはこれに起因する引張応力が生じ、この引張応力に抗しきれずにクラックの発生に至るものである。
【０００５】
また、リアクトルコアの圧粉成形は比較的高い圧力でおこなわれることから、成形型の型耐久の低下が問題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−７８２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、リアクトルの製造方法に関し、リアクトルコアの周りに直接ボビンを樹脂モールド成形することによって齎される成形時のリアクトルコアに生じ得るクラックの問題を解消でき、さらには、圧粉磁心を成形する成形型の耐久低下を解消することのできるリアクトルの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成すべく、本発明によるリアクトルの製造方法は、略環状に延びて断面が凹状の第１の絶縁体の該凹状内に磁性粉末を充填して磁性コアを形成し、略環状の第１の絶縁体に対応する形状の第２の絶縁体を該凹状の開口を塞ぐように配し、第１、第２の絶縁体からなるボビンを形成してこのボビンで磁性コアを閉塞し、ボビン周りにコイルを形成するものである。
【０００９】
本発明のリアクトルの製造方法は、圧粉磁心の周りに樹脂モールドしてボビンを成形する代わりに、予め成形されてなる絶縁素材のボビン内に磁性粉末を充填して磁性コアを形成し、次いでボビン周りにコイルを形成するものであり、圧粉磁心周りにボビンを樹脂モールドする工程が廃されたことにより、樹脂モールドされたボビンの硬化収縮時の引張応力によってリアクトルコアにクラックが生じるといった問題は生じ得ない。
【００１０】
また、成形型内で圧粉磁心を成形するものでないことから、圧粉磁心を成形する成形型の耐久低下の問題は生じ得ない。
【００１１】
予め成形された絶縁素材のボビン内に圧粉磁心からなる磁性コアを成形するために、本発明の製造方法では、このボビンを２つのパーツに分割しておき、その一方は略環状に延びて断面が凹状の第１の絶縁体であり、他方は第１の絶縁体に対応する形状の第２の絶縁体であって、この凹状を塞ぐ蓋の役割を担う部材である。
【００１２】
ここで、「略環状」とは、平面視が円形、楕円形、直線領域と湾曲領域からなるトラック形、矩形、正方形などの無端状を示称するものである。
【００１３】
ここで、第１の絶縁体の凹状内に充填される磁性粉末は、軟磁性金属粉末、軟磁性金属酸化物粉末や軟磁性金属粉末が樹脂バインダーで被覆された粉末などからなる。
【００１４】
また、第１、第２の絶縁体は、熱可塑性、熱硬化性の樹脂や絶縁性のセラミックスなどから成形できる。
【００１５】
予め第１、第２の絶縁体を用意しておき、この第１の絶縁体の凹状内に磁性コアを充填して第２の絶縁体で蓋をし、この段階で第１、第２の絶縁体からなるボビンが形成される。
【００１６】
最後にこのボビン周りの所望位置に導線を巻装してコイルを形成することにより、リアクトルが得られる。
【００１７】
上記する本発明のリアクトルの製造方法によれば、従来製法で危惧されていたボビン成形時のリアクトルコアで生じ得るクラックの問題と、この圧粉磁心成形用の成形型の耐久低下の問題の双方を解消することができる。
【００１８】
さらに、製造されたリアクトルは、既述するように比較的低強度のリアクトルコアの周りが予め成形されたボビンで包囲されていることから、リアクトルの強度もこのボビンによって高められる。
【００１９】
ここで、磁性粉末の充填方法は、この磁性粉末を第１の絶縁体の凹状内に注ぎ込む方法と、磁性粉末を凹状内に高速溶射する方法がある。
【００２０】
このうち、高速溶射とは、アーク溶射やプラズマ溶射のような高温溶射に対峙する溶射方法であり、したがって低温溶射もこの高速溶射に含まれるものであり、高速の噴射速度によって粉体を高速で飛ばして叩き付けることで、粉体間を物理的に密着させて所望形状で密な圧粉磁心を成形することができる溶射方法である。
【００２１】
この高速溶射の中には、高速フレーム溶射（HVOF : High Velocity Oxygen Fuelや、HVAF : High Velocity Air Fuel）などがあり、さらに、コールドスプレーガンを使用したコールドスプレー法なども高速溶射に含まれる。
【００２２】
単に磁性粉末を第１の絶縁体の凹状内に注ぎ込んで磁性コアを成形する場合には、磁性粉末同士が密に結合していないことから、成形された磁性コアの透磁率は低いものとなる。一方、上記する高速溶射にて磁性コアを成形した場合には、磁性粉末同士が密に結合された磁性コアとなることでその透磁率は高いものとなる。さらには、高速溶射を適用する場合でも、その噴射速度を調整することで磁性粉末同士の密な結合の程度をさらに細かく調整することが可能となる。
【００２３】
したがって、所望する透磁率に応じて、第１の絶縁体の凹状内への磁性粉末の充填方法として、磁性粉末を注ぎ込む方法と高速溶射法のいずれか一方を適用すればよい。
また、通常一般のリアクトルでは、リアクトルコアがＵ型やＩ型の磁性コアと非磁性のギャップ板とが接着されて構成されているが、本発明の製造方法でも、リアクトルコアの磁路長もしくは透磁率の調整のために、第１の絶縁体の凹状内にギャップ板を収容しておき、これに磁性粉末を充填するものであってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
以上の説明から理解できるように、本発明のリアクトルの製造方法によれば、予め成形されたボビン内に磁性粉末を充填してボビン付きのリアクトルコアを成形することから、リアクトルコア周りに樹脂モールドしてボビンを成形する際の課題である、樹脂モールドボビンが硬化収縮する際にリアクトルコアに生じ得る引張応力でこのリアクトルコアにクラックが生じるといった課題は解消され、さらには、このボビンによってリアクトルコアが完全に包囲されることでリアクトルの強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のリアクトルの製造方法を説明した図であって、（ａ）は予め成形された第１の絶縁体を説明した図であり、（ｂ）は図１ａのｂ−ｂ矢視図である。
【図２】図１に続いてリアクトルの製造方法を説明した図であって、（ａ）は第１の絶縁体の凹状内に磁性粉末を溶射している状態を説明した図であり、（ｂ）は溶射が終了した状態を説明した図である。
【図３】図２に続いてリアクトルの製造方法を説明した図であって、（ａ）は第１の絶縁体に第２の絶縁体を組み付けている状態を説明した図であり、（ｂ）は形成されたボビンを示した図である。
【図４】図３に続いてリアクトルの製造方法を説明した図であって、製造されたリアクトルを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明のリアクトルの製造方法の実施の形態を説明する。図１〜図４は順に、本発明のリアクトルの製造方法を説明した図である。
【００２７】
まず、図１ａ，ｂで示すように、平面視が円形で、その断面視が一方に開口を具備する凹状１ａをなす第１の絶縁体１を予め成形しておく。なお、この第１の絶縁体１の平面視形状は、円形以外にも、その他の略環状の形態である、楕円形、直線領域と湾曲領域からなるトラック形、矩形、正方形などであってもよい。
【００２８】
また、この第１の絶縁体１は、文字通り絶縁素材から成形されるものであり、熱可塑性、熱硬化性の樹脂である、たとえばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂（変成シリコーンを含む）、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などから成形でき、これらの樹脂以外にも、アルミナやジルコニアなどの絶縁性のセラミックスから成形できる。
【００２９】
用意された第１の絶縁体１の凹状１ａ内に、図２ａで示すように、リアクトルコア成形用の磁性粉末Ｊを溶射ガンＭを使用して高速溶射にて充填し、凹状１ａ内で磁性粉末Ｊ同士を物理的に密に密着させることにより、図２ｂで示すように透磁率の高い圧粉磁心からなるリアクトルコア４を成形する。
【００３０】
ここで、適用される高速溶射法としては、高速フレーム溶射であるHVOF法（High Velocity Oxygen Fuel）や、HVAF法（High Velocity Air Fuel）、コールドスプレー法などを挙げることができる。
【００３１】
また、第１の絶縁体１の凹状１ａ内に充填される磁性粉末は、軟磁性金属粉末、軟磁性金属酸化物粉末や軟磁性金属粉末が樹脂バインダーで被覆された粉末などであり、この軟磁性金属粉末としては、鉄、鉄−シリコン系合金、鉄−窒素系合金、鉄−ニッケル系合金、鉄−炭素系合金、鉄−ホウ素系合金、鉄−コバルト系合金、鉄−リン系合金、鉄−ニッケル−コバルト系合金および鉄−アルミニウム−シリコン系合金などを用いることができる。また軟磁性金属酸化物粉末としては、マンガン系、ニッケル系、マグネシウム系などのフェライトを用いることができる。
【００３２】
なお、透磁率の高低調整は、溶射ガンＭからの磁性粉末の噴射速度を調整することで実施可能であるが、この高速溶射によって成形されるものよりもより一層透磁率の低いリアクトルコアを成形したい場合には、凹状１ａ内に磁性粉末を流し込む等の方法を適用すればよい。
【００３３】
第１の絶縁体１の凹状１ａ内でリアクトルコア４が成形されたら、図３ａで示すように、凹状１ａの上方の開口を塞ぐように、たとえば第１の絶縁体１と同形かつ同寸の第２の絶縁体２を取り付ける（Ｘ方向）。
【００３４】
ここで、第２の絶縁体２は第１の絶縁体１と同様の絶縁素材から成形しておいてもよいし、別途の絶縁素材から成形しておいてもよい。
【００３５】
また、第１の絶縁体１に対して、第２の絶縁体２が接着固定されるもの、嵌め合い固定されるものなど、その固定形態も任意である。
【００３６】
第１の絶縁体１と第２の絶縁体２が組み付けられることにより、図３ｂで示すようにリアクトルコア４を完全に包囲するように絶縁性のボビン３が形成されることになる。
【００３７】
このように、本発明の製造方法によれば、リアクトルコアの周囲に樹脂モールドにてボビンを成形するのではなく、既に成形されている第１、第２の絶縁体１，２からなるボビン３の内部に磁性粉末Ｊを充填してリアクトルコア４を成形することから、樹脂モールドボビンの場合のように、その硬化収縮の際に生じ得る引張応力によってリアクトルコアにクラックが生じるといった問題は生じ得ない。
【００３８】
また、リアクトルコア４は成形型内で圧粉成形されるものでないことから、圧粉成形の際の高い圧力負荷によって成形型の型耐久が低下するといった問題は生じ得ないし、そもそもこのように高圧成形が要求される成形型そのものが不要となる。
【００３９】
ところで、成形されたリアクトルコア４自体は、磁性粉末がプレス加工や焼結等されるわけではなく、単に高速噴射で第１の絶縁体１内に飛ばして叩き付けられて成形されるのみであることから、その強度は一般に低い。
【００４０】
しかし、本発明の製造方法によれば、リアクトルコア４がその全周囲を予め成形された第１、第２の絶縁体１，２からなるボビン３で包囲されることから、その強度を高めることができる。
【００４１】
本発明者等によれば、リアクトルコア単独の圧環強度に対して、図３ｂで示すリアクトルコア４とボビン３のユニット構造の圧環強度は２０％程度も向上するとの試算結果が得られている。
【００４２】
図３ｂで示すリアクトルコア４とボビン３のユニット構造が形成されたら、最後にボビン３の所望位置に所望基数のコイル５を導線を巻装することによって形成して、図４で示すようなリアクトル１０が製造される。
【００４３】
図示する本発明のリアクトルの製造方法は、ボビンを２つのパーツに分割して予め製作しておき、その一方の凹状内に磁性粉末を充填してリアクトルコアを成形し、他方のパーツで蓋をしてコイルを形成するという、極めて簡易な製法改良により、この製造過程でリアクトルコアにクラックを生じさせることなく、したがって高品質なリアクトルを効率的に製造することができるものである。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００４５】
１…第１の絶縁体、１ａ…凹状、２…第２の絶縁体、３…ボビン、４…リアクトルコア（磁性コア）、５…コイル、１０…リアクトル、Ｊ…磁性粉末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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