(57)【要約】【課題】全体が高強度で線膨張率の高い樹脂で覆われた耐候性の高いコイルユニットを提供する。【解決手段】表面２２に溝２１を有するボビン２０と、ボビン２０の溝２１に嵌め込まれてコイル３０を構成する導線３１と、導線３１の嵌め込まれたボビン２０の表面２２に載置した樹脂シートをボビン２０の表面２２と側面２４および導線３１を覆うように熱成形した樹脂製のカバー４０と、を含み、溝２１の深さを導線３１の高さと略同一とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルユニットであって、
表面に溝を有するボビンと、
前記ボビンの前記溝に嵌め込まれてコイルを構成する導線と、
前記導線の嵌め込まれた前記ボビンの前記表面に載置した樹脂シートを前記ボビンの前記表面と側面および前記導線を覆うように熱成形した樹脂製のカバーと、を含み、
前記溝の深さが前記導線の高さと略同一であること、
を特徴とするコイルユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のコイルユニットであって、
前記カバーが、ガラス繊維を含む樹脂であること、
を特徴とするコイルユニット。
【請求項３】
コイルユニットの製造方法であって、
表面に導線の高さと略同一の深さの溝が形成されるようにボビンを樹脂成形するボビン成形工程と、
前記導線の高さ方向の上端が前記ボビンの前記表面と略同一面上となるように前記ボビン成形工程で成形した前記溝に前記導線を嵌め込んでコイルを形成する導線嵌め込み工程と、
前記導線の嵌め込まれた前記ボビンの前記表面に樹脂シートを載置し、前記ボビンの前記表面と側面および前記導線を覆うように熱成形して樹脂製のカバーとするカバー成形工程と、を含むこと、
を特徴とするコイルユニットの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のコイルユニットの製造方法であって、
前記樹脂シートが、ガラス繊維を含む樹脂で構成されていること、
を特徴とするコイルユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の非接触充電装置に用いられるコイルユニットおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地上に設置された送電側コイルユニットと車両に搭載された受電側コイルユニットの間で結合共振あるいは電磁誘導により地上に設置された電源から車両に電力を伝送し、車両に搭載されたバッテリの充電を行う非接触充電が用いられている。受電側コイルユニットは、車両の床下に配置するので、厚さを薄くすることが必要である。また、受電側コイルは車両に床下の外気にさらされるため耐候性のカバーで覆うことが必要となる。
【０００３】
そこで、磁性体コアに導線を巻回したコイルを樹脂でインサート成型し、コイルの底面と側面を樹脂で覆う構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−８０３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両の床下に設置されるコイルユニットの耐候性を高めるには、高強度で線膨張率の高い樹脂でコイル３０を一体的に覆うことが望ましい。図７に示すようにコイル３０が巻回されたボビン２０を樹脂でインサート成形する場合、上型８１と下型８２の中にボビン２０を配置し、ゲート８３から溶融した樹脂を型の中に圧入する。上型８１と下型８２の中に圧入された溶融した樹脂は、ボビン２０とコイル３０の周囲を流れてボビン２０、コイル３０と上型８１、下型８２の内面との間に充満していく。高強度で線膨張率の高い樹脂は流動性が低いので、注入中にインサートしているボビン２０に大きな力がかかる。通常、インサート成形ではゲート８３が一つなので、インサートしているボビン２０の上側の面と下側の面とでは、図７の矢印８４、８５に示すように樹脂の流動方向が逆になる。このため、ボビン２０に曲げモーメントＭが加わりボビン２０にインサートされている磁性体１０が破損する場合がある。このため、インサート成形ではコイル３０の外面全体を高強度で線膨張率の高い樹脂で覆うことが難しいという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、全体が高強度で線膨張率の高い樹脂で覆われた耐候性の高いコイルユニット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】
【０００７】
本発明のコイルユニットは、表面に溝を有するボビンと、前記ボビンの前記溝に嵌め込まれてコイルを構成する導線と、前記導線の嵌め込まれた前記ボビンの前記表面に載置した樹脂シートを前記ボビンの前記表面と側面および前記導線を覆うように熱成形した樹脂製のカバーと、を含み、前記溝の深さが前記導線の高さと略同一であることを特徴とする。
【０００８】
本発明のコイルユニットにおいて、前記カバーはガラス繊維を含む樹脂で構成してもよい。
【０００９】
本発明のコイルユニットの製造方法は、表面に導線の高さと略同一の深さの溝が形成されるようにボビンを樹脂成形するボビン成形工程と、前記導線の高さ方向の上端が前記ボビンの前記表面と略同一面上となるように前記ボビン成形工程で成形した前記溝に前記導線を嵌め込んでコイルを形成する導線嵌め込み工程と、前記導線の嵌め込まれた前記ボビンの前記表面に樹脂シートを載置し、前記ボビンの前記表面と側面および前記導線を覆うように熱成形して樹脂製のカバーとするカバー成形工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明のコイルユニットの製造方法において、前記樹脂シートが、ガラス繊維を含む樹脂で構成されていること、としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、全体が高強度で線膨張率の高い樹脂で覆われた耐候性の高いコイルユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態におけるコイルユニットの平面図（ａ）と断面図（ｂ）と詳細断面図（ｃ）である。
【図２】図１に示すコイルユニットのボビン成形工程において、ボビンを樹脂成形する型の中に磁性体をインサートした状態を示す断面図である。
【図３】図１に示すコイルユニットの導線嵌めこみ工程において、樹脂成形したボビンの溝への導線の嵌め込みと導線が嵌め込まれた状態を示す断面図（ａ）と詳細断面図（ｂ）、（ｃ）である。
【図４】図１に示すコイルユニットのカバー成形工程において、導線を嵌めこんだボビンの表面に樹脂シートを載置した状態を示す断面図（ａ）と詳細断面図（ｂ）である。
【図５】図１に示すコイルユニットのカバー成形工程において、樹脂シートを熱成形している状態を示す断面図（ａ）と詳細断面図（ｂ）である。
【図６】他の実施形態のコイルユニットの断面図（ａ）と詳細断面図（ｂ）である。
【図７】インサート成形の際の樹脂の流れを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本実施形態のコイルユニット１００について説明する。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、コイルユニット１００は、磁性体１０がインサート成形された樹脂製のボビン２０と、ボビン２０に巻回された導線３１によって構成されるコイル３０と、コイル３０が巻回されたボビン２０の外面を覆う樹脂製のカバー４０とで構成されている。コイル３０の一端と他端とはカバー４０の上面から外部に突出する入出力線３３，３４となっている。カバー４０は図４、図５に示すように樹脂シート７０を熱成形したもので、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、カバー４０は、ボビン２０の表面２２、側面２４、導線３１の外面を一体に覆っている。
【００１４】
次に図２〜図５を参照しながら、コイルユニット１００の製造方法について説明する。図２に示すように、内面に逆Ｕ字型の突起５２が設けられた上型５１と、内面に逆Ｕ字型の突起５６が設けられた下型５５とを準備する。突起５２，５６の高さは、図３に示す導線３１の直径ｄと同一である。つまり、突起５２，５６の高さは導線３１の高さと同一となっている。そして、下型５５と上型５１とを合わせ、内部に形成される空間に磁性体１０をインサートする。そして、ゲート５３，５７から溶融した樹脂を注入して成形する。樹脂は、例えば、エポキシ樹脂等の注入圧力をかけずに成形できる樹脂を用いる。樹脂の注入が終了したら冷却して上型５１と下型５５を外すと図３（ａ）に示すように表面２２にＵ字型の溝２１を有するボビン２０ができる（ボビン成形工程）。
【００１５】
導線３１は、直径ｄの円形断面のリッツ線で、図３（ｂ）に示すように、溝２１の深さｈ、幅ｗはいずれも導線３１の直径ｄと同一となっている。つまり、溝２１の深さｈは導線３１の高さと同一で、溝２１の幅ｗは導線３１の幅と同一となっている。そして、図３（ｂ）に示すように、溝２１に導線３１を嵌めこんでいく。導線３１を溝２１に嵌め込むと導線３１の高さ方向の上端である頂点３２は、ボビン２０の表面２２と略同一面となる。また、溝２１の上半分の内面と導線３１の外面との間には隙間２３が形成される。全ての溝２１に導線３１を嵌め込むと導線３１は、ボビン２０に巻回されたコイル３０を形成する（導線嵌め込み工程）。
【００１６】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ボビン２０の表面２２に樹脂シート７０を載置する。樹脂シート７０は、ボビン２０の表面２２と導線３１の頂点３２に接する。溝２１の上半分の内面と導線３１の外面との間の隙間２３は樹脂シート７０で覆われた空洞となる。同様に、ボビン２０の下面にも樹脂シート７０を載置し、図４（ａ）に示すように、熱成形用の上型６１、下型６２の間に挟み込む。上型６１、下型６２は、樹脂シート７０に接する面が底面となる開放箱型で、コイル３０が巻回されたボビン２０の上下面に樹脂シート７０を挟み込んだ状態では上型６１の周辺部６１ａと下型６２の周辺部６２ａの間に隙間が開いている。樹脂シート７０は、例えば、ガラス繊維を含む高強度で線膨張率の高い樹脂で構成された熱硬化樹脂である。
【００１７】
図４（ａ）に示す状態で、ヒータによって温度を上昇させると、樹脂シート７０が軟化し始める。樹脂シート７０が軟化しだしたら、上型６１を下型６２に押し付けていく。すると、樹脂シート７０は次第に偏平に押しつぶされ、ボビン２０の側面２４に向かって延びていく。更に温度を上げると樹脂シート７０は流動するようになる。そして、樹脂シート７０は図４の矢印７１〜７４に示すように左右に向かってゆっくりと流れていく。その際、樹脂シート７０の流動に合わせて上型６１を下型６２にゆっくりと押し付けていてく。
【００１８】
図５（ａ）に示すように、上型６１の周辺部６１ａと下型６２の周辺部６２ａとが接すると、樹脂シート７０は、ボビン２０の表面２２、側面２４およびコイル３０の外面全体を覆う。また、図５（ｂ）に示すように、溝２１の上半分の内面と導線３１の外面との間の隙間２３にも樹脂シート７０が流動して入り込んでいく。
【００１９】
樹脂シート７０が左右に向かって流動する際、ボビン２０の表面２２、導線３１、隙間２３には、樹脂シート７０の流動によって左右に向かう力が加わる。しかし、ボビン２０の表面２２が平面であることと、導線３１の頂点３２がボビン２０の表面２２と同一面となるようにしていることで、流動によりボビン２０の左右に向かう力が低減される。また、図５（ａ）の矢印７１〜７４に示すように、ボビン２０の上面と下面とで樹脂シート７０の流動方向が同一で、ボビン２０の上面に掛かる力の方向と下面に掛かる力の方向も同一となる。このため、樹脂シート７０の流動によりボビン２０あるいはボビン２０にインサートされている磁性体１０に曲げモーメントが加わらず、熱成形中の樹脂シート７０の流動によって磁性体１０が損傷することがない。
【００２０】
樹脂シート７０が流れてボビン２０とコイル３０の外面を完全に覆ったら、樹脂シート７０の硬化開始温度以上に温度を上げる。すると、樹脂シート７０は急速に硬化を開始し、しばらくすると硬化してカバー４０が形成される（カバー成形工程）。
【００２１】
以上説明したように、本実施形態のコイルユニット１００は、ガラス繊維を含む高強度で線膨張率の高い樹脂で構成された樹脂シート７０を用いて熱成形によりカバー４０を形成するので、製造中に磁性体１０を損傷させることなく高い耐候性を有する。また、樹脂の線膨張率が磁性体１０の線膨張率と略同一なので、コイル３０に電流が流れて磁性体１０の温度が上昇した際に磁性体１０が損傷することもない。
【００２２】
図６を参照しながら、他の実施形態のコイルユニット２００について説明する。先に図１〜図５を参照して説明したのと同様の部位には同様の符号を付して説明は省略する。
【００２３】
図６に示すコイルユニット２００は、ボビン２０の一方の表面２２の上に渦巻き状に円形断面のリッツ線の導線３６を巻回したコイル３５を組み込み、上半分のみに熱成形でカバー４０を構成したものである。
【００２４】
以上説明したコイルユニット１００，２００では、導線３１、３６は円形断面のリッツ線として説明したが、例えば、平角線等の多角形断面のものを用いてもよい。その場合、溝２１は、導線３１、３６の断面形状と同一形状とし、溝２１の深さｈ、幅ｗが導線３１，３６の高さ、幅と同一となるようにする。
【符号の説明】
【００２５】
１０  磁性体、２０  ボビン、２１  溝、２２  表面、２３  隙間、２４  側面、３０，３５  コイル、３１，３６  導線、３２  頂点、３３，３４  入出力線、４０  カバー、５１，６１，８１  上型、５２，５６  突起、５３，５７，８３  ゲート、５５，６２，８２  下型、６１ａ，６２ａ  周辺部、７０  樹脂シート、７１−７４，８４  矢印、１００，２００  コイルユニット。
【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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