(57)【要約】      （修正有）【課題】リアクトルの製造方法において２次成形工程にて樹脂カバ−の強度異方性を解消する技術を提供する。【解決手段】本製造方法は、準備工程、１次成形工程、組立工程、２次成形工程を備える。準備工程では、一対のコイルとＵ字形状の一対のコアとを準備する。１次成形工程では、コアのＵ字の湾曲部分を覆うとともにフランジ１１を備えるボビン１０ａをコアに成形する。組立工程では、コイル４ａ、４ｂの軸線方向の両側から、ボビン１０ａを備えたコアを組み付ける。２次成形工程では、フランジ１１の少なくとも一部とコイルの少なくとも一部を覆う樹脂カバ−を、フィラ−含有樹脂にて射出成形する。１次成形工程において、外側フランジ面１２と、外側フランジ面１２に続くボビン１０ａのコア被覆面１４との境界に複数のリブ１３を設ける。２次成形工程では、樹脂カバ−を成形する金型の樹脂射出ゲ−ト３２をコア被覆面１４に対向する位置に設ける。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアの少なくとも一部とコイルの少なくとも一部が樹脂に覆われているリアクトルの製造方法であり、
一対のコイルとＵ字形状の一対のコアとを準備する準備工程と、
前記コアのＵ字の湾曲部分を覆うとともに前記コアに対する前記コイルの軸線方向の相対位置を定めるフランジを備えるボビンを前記コアに成形する１次成形工程と、
前記コイルの軸線方向の両側から前記ボビンを備えた前記コアを組み付ける組立工程と、
前記フランジの少なくとも一部と前記コイルの少なくとも一部を覆う樹脂カバ−を、フィラ−含有樹脂にて射出成形する２次成形工程と、
を備えており、
前記１次成形工程において、前記フランジの前記コイルに面する側とは反対側のフランジ面と、前記フランジ面に続く前記ボビンのコア被覆面との境界に複数のリブを成形し、
前記２次成形工程では、前記樹脂カバ−を成形する金型の樹脂射出ゲ−トが前記コア被覆面に対向する位置に設けられている、リアクトルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、リアクトルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｕ字形状の一対のコアをリング状に配置し、リングの一対の平行部分にコイルを装着したリアクトルが知られている。特許文献１、２に、そのようなリアクトルが開示されている。ボビンは、Ｕ字のコアに射出成形で作られる。特許文献１には、リアクトルの製造方法も開示されている。まず、夫々のコアにボビンを射出成形する（１次成形）。ボビンは、コアのＵ字の湾曲部分を覆うとともにコアに対するコイルの軸線方向の相対位置を定めるフランジを備えている。次いでコイルの両側からボビン付コアを組み付ける。最後に、コイルとコアを一体的に覆う樹脂カバ−を射出成形する（２次成形）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１４９８４１号公報
【特許文献２】特開２０１７−０４５８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂パ−ツ（ボビンと樹脂カバ−）が射出成形されているのでボビンと樹脂カバ−はコアに密着している。その場合、樹脂パ−ツとコア（金属あるいは金属と樹脂の焼結体）の線膨張係数の差により、使用時の熱サイクルで樹脂パーツがコアから繰り返し荷重を受けて劣化する。樹脂パ−ツの強度を高めるべく樹脂にガラスフィラ−や金属フィラ−を混在させることがある。
【０００５】
樹脂カバ−を射出成形する場合、金型の樹脂射出ゲ−トが、ボビンのコア被覆面に対向する位置に設けられる場合がある。ここで、ボビンのコア被覆面とは、フランジのコイル対向側とは反対側にてコアを覆っている樹脂部分をいう。そのような位置に樹脂射出ゲートが配置されていると、樹脂射出ゲートから射出されたフィラ−含有樹脂は、フランジとコア被覆面との境界の角部に沿って流れて固化する。そうすると、フィラ−が一定の方向に揃ってしまい、樹脂カバ−の強度に異方性を生じてしまう。強度の異方性は、期待される強度よりも高い強度を発揮する方向と、期待される強度に満たない強度しか発揮できない方向を生じてしまう。その結果、相対的に弱い強度の方向の荷重で樹脂カバ−の劣化が進んでしまう。本明細書は、２次成形工程にて樹脂カバ−の強度異方性を解消する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書は、コアの少なくとも一部とコイルの少なくとも一部が樹脂に覆われているリアクトルの製造方法を開示する。その製造方法は、準備工程、１次成形工程、組立工程、２次成形工程を備えている。準備工程では、一対のコイルとＵ字形状の一対のコアとを準備する。１次成形工程では、コアのＵ字の湾曲部分を覆うとともにコアに対するコイルの軸線方向の相対位置を定めるフランジを備えるボビンをコアに成形する。組立工程では、コイルの軸線方向の両側から、ボビンを備えたコアを組み付ける。２次成形工程では、フランジの少なくとも一部とコイルの少なくとも一部を覆う樹脂カバ−を、フィラ−含有樹脂にて射出成形する。１次成形工程において、フランジのコイルに面する側とは反対側のフランジ面と、そのフランジ面に続くボビンのコア被覆面との境界に複数のリブを設ける。２次成形工程では、樹脂カバ−を成形する金型の樹脂射出ゲ−トがコア被覆面に対向する位置に設けられている。
【０００７】
上記の製造方法によると、樹脂射出ゲートから射出された溶融樹脂の流れは、フランジ面のリブによって乱される。ゆえに樹脂が固化したときにフィラ−の方向がランダムになり、樹脂カバ−の強度が等方的になる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】リアクトルの斜視図である。
【図２】準備工程を説明する図である。
【図３】１次成形工程を説明する図である。
【図４】組立工程を説明する図である。
【図５】２次成形工程を説明する図である。
【図６】２次成形のための金型に入れたアセンブリを、リブを通る平面でカットした断面図である。
【図７】リブが無い場合の溶融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】
【０００９】
図面を参照して実施例の製造方法を説明する。まず、リアクトルの全体構造を説明する。図１にリアクトル２の斜視図を示す。図２では、樹脂カバ−１８を仮想線で描いてあり、樹脂カバ−２の内部構造が理解できるようにしてある。図中の座標系のＸ軸は、リアクトル２のコイル４ａ、４ｂの軸線方向に一致するように定義してある。
【００１０】
リアクトル２は、リング状のコア３に一対のコイル４ａ、４ｂが捲回された受動素子である。コイル４ａ、４ｂは１本の巻線で作られており、電気的には一つのコイルである。コイル４ａ、４ｂは、平角線をエッジワイズに捲回したものである。平角線は、絶縁コーティングされており、隣り合うピッチの巻線と短絡しないようになっている。
【００１１】
後述するようにリング状のコア３は、一対のＵ字形状のコア３ａ、３ｂで構成されている。コア３を覆うようにボビン１０が射出成形で形成されており、ボビン１０の筒状の部分にコイル４ａ、４ｂが捲回されている。ボビン１０は、夫々のコア３ａ、３ｂに対して射出成形で作られる。コア３ａにはボビン１０をその軸線方向で半分にしたボビン１０ａが射出成形で作られ、コア３ｂにはボビン１０の残りの部分（ボビン１０ｂ）が射出形成で作られる（１次成形工程）。ボビン１０ａ、１０ｂのそれぞれには、コイル４ａ、４ｂのコア３に対する軸線方向の相対位置を定めるフランジ１１が設けられている。コイル４ａ、４ｂは予め平角線を捲回して作られており、それらコイル４ａ、４ｂの軸線方向の両側からボビン１０ａ（１０ｂ）が形成されたコア３ａ（３ｂ）が取り付けられる。ボビン１０の両側のフランジ１１の一部とコイル４ａ、４ｂの一部は樹脂カバ−１８で覆われている。樹脂カバ−１８も射出成形で作られる（２次成形工程）。
【００１２】
図２−図６を参照しつつ、リアクトル２の製造方法を説明する。リアクトル２は、準備工程、１次成形工程、組立工程、２次成形工程を経て完成する。
【００１３】
（準備工程）まず、Ｕ字形状の一対のコア３ａ、３ｂと、一対のコイル４ａ、４ｂを準備する（図２）。コア３ａ、３ｂは、鉄粉と樹脂粉を焼結したものである。コイル４ａ、４ｂは、先に述べたように、コーティングされた平角線をエッジワイズに捲回したものである。コイル４ａ、４ｂは、１本の平角線で作られており、電気的には一つのコイルである。
【００１４】
（１次成形工程）次に、夫々のコア３ａ、３ｂに対してボビン１０ａ、１０ｂを射出成形にて作成する（図３）。ボビン１０ａは、コア３ａに対してインサート成形で作られる。即ち、コア３ａを金型に入れ、その金型のキャビティへ溶融樹脂を射出する。ボビン１０ａは、コア３ａのＵ字の腕の端面を除くコア側面を覆っている。別言すれば、ボビン１０ａは、コア３ａのＵ字の腕の側面とＵ字の湾曲部分を覆っている。ボビン１０ａのコア３ａを覆っている部分の数カ所に窓１５、１６が設けられている。別言すれば、ボビン１０ａの窓１５、１６からコア３ａの側面が露出している。
【００１５】
ボビン１０ａには、コア３ａ、３ｂとコイル４ａ、４ｂを組み立てたときのコア３に対するコイル４ａ、４ｂの軸線方向の位置を定めるフランジ１１が設けられている。説明の都合上、フランジ１１のコイル４ａ、４ｂに面する側とは反対側の面を外側フランジ面１２と称する。また、ボビン１０ａのコア３ａを覆っている部分のうち、外側フランジ面１２に続く平坦な面をコア被覆面１４と称する。
【００１６】
ボビン１０ａには、外側フランジ面１２とコア被覆面１４の境界に、外側フランジ面１２とコア被覆面１４の両方に接している複数のリブ１３が設けられている。なお、図３では、複数のリブの並びの両端のリブにのみ符号１３を付し、残りのリブには符号を省略した。ボビン１０ａは、射出成形で作られるが、複数のリブ１３も射出成形でボビン１０ａの全体を射出成形する際に同時に成形される。
【００１７】
ボビン１０ｂも射出成形で作られる。ボビン１０ｂも、コイル４ａ、４ｂの軸線方向の相対位置を定めるフランジ１１を備えている。ボビン１０ｂのフランジ１１には、コイル４ａ、４ｂの引き出し線を通すスリット１９が設けられている。ボビン１０ｂには、ボビン１０ａが備えるリブ１３は設けられていない。
【００１８】
（組立工程）コイル４ａ、４ｂの軸線方向の両側からボビン１０ａ（１０ｂ）が成形されたコア３ａ（３ｂ）を組み付ける（図４）。図４では、理解を助けるために樹脂カバー１８で覆われている部分を隠れ線（破線）で示してある。樹脂カバ−１８（図１参照）を成形する前のリアクトル（図４）を、アセンブリ２１と称する。
【００１９】
（２次成形工程）アセンブリ２１を金型に入れ、コイル４ａ、４ｂの一部と軸線方向の両側のフランジ１１の少なくとも一部を覆う樹脂カバ−１８を射出成形にて作成する（図５）。複数のリブ１３も樹脂カバ−１８に覆われる。２次成形工程で用いられる樹脂には、ガラスフィラ−が含有されている。ガラスフィラ−は、樹脂カバ−１８の強度を高めるために混入されている。
【００２０】
樹脂カバ−１８を作るための金型の樹脂射出ゲートは、先に述べたボビン１０ａのコア被覆面１４に対向する位置に設けられている。図６に、図中の座標系のＸＹ平面に平行な平面であって金型３０に入れたアセンブリ２１のリブ１３を横断する平面でカットした断面図を示す。図６は、コイルの軸線方向（Ｘ方向）でコイル４ａ、４ｂの途中までを示す部分断面図である。図６には、金型３０のコア被覆面１４に対向する位置に設けられている樹脂射出ゲート３２を破線で描いてある。
【００２１】
図６には、樹脂射出ゲート３２から射出された溶融樹脂のキャビティ３１における流れを太矢印線で描いてある。キャビティ３１は、金型３０の内部で樹脂カバ−１８を成形するための空間である。また、図６でも、複数のリブ１３のうち、並び方向の両端のリブにのみ符号１３を付し、残りのリブには符号を省略してある。図６に太矢印線で示すように、溶融樹脂の流れはリブ１３にぶつかり方向が変化する。
【００２２】
先に述べたように、樹脂カバ−１８を成形するための樹脂にはガラスフィラ−が混入されている。ガラスフィラ−は針状である。溶融樹脂が固化したときにガラスフィラ−が同一方向を向いていると、固化した樹脂の強度に異方性が生じる。具体的には、ガラスフィラ−を含有した樹脂は、針状のガラスフィラ−の長手方向の応力に対して高い強度を示し、長手方向と直交する方向の応力に対しては相対的に低い強度を示す。リブ１３が設けられていない場合の溶融樹脂の流れを図７に示す。図７でも太矢印線が溶融樹脂の流れを示している。溶融樹脂は、外側フランジ面１２に沿って一様に流れる。従ってガラスフィラ−の向きも同一方向を向き易い。ガラスフィラ−が同一方向を向いたまま樹脂が固化すると、樹脂カバ−１８の外側フランジ面１２とコア被覆面１４を覆う部分の強度に異方性が生じてしまう。コア３と樹脂パーツ（ボビン１０ａ、１０ｂ、樹脂カバ−１８）は、線膨張係数が異なる。リアクトル２の使用時に熱サイクルを受けると線膨張係数の相違により樹脂パ−ツはコア３から荷重を受ける。樹脂パーツ（ボビン１０ａ、１０ｂ、樹脂カバ−１８）の強度が異方性を有していると、期待される強度よりも高い強度を発揮する方向と、期待される強度に満たない強度しか発揮できない方向とが生じてしまう。樹脂カバ−１８は、期待される強度に満たない強度しか発揮できない方向の荷重を受けると、強度が等方的である場合と比較して、劣化が早く進む。実施例の製造方法では、図６に示したように、外側フランジ面１２とコア被覆面１４の境界に設けた複数のリブ１３により、溶融樹脂の流れが乱され、ガラスフィラ−の向きがランダムとなる。それゆえ、樹脂カバ−１８の強度は等方的になり、熱サイクルに対して劣化の進行が遅くなる。
【００２３】
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。複数のリブ１３は、ボビン１０ａのコア被覆面１４とは反対側にも設けることが好ましいが、少なくとも、樹脂射出ゲート３２が存在する側のコア被覆面１４に設けてあればよい。複数のリブ１３は、ボビン１０ａ、１０ｂの夫々に設けることが望ましいが、少なくとも、金型３０に入れたときに樹脂射出ゲート３２に近い側のフランジ１１に設けてあればよい。
【００２４】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、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。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し得るものであり、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】
【００２５】
２：リアクトル
３：コア
３ａ、３ｂ：コア
４ａ、４ｂ：コイル
１０、１０ａ、１０ｂ：ボビン
１１：フランジ
１２：外側フランジ面
１３：リブ
１４：コア被覆面
１５、１６：窓
１９：スリット
２１：アセンブリ
３０：金型
３１：キャビティ
３２：樹脂射出ゲート
【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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