(57)【要約】【課題】騒音特性等を低下させることなく製造コストを低減させ、さらに、組付の作業性を向上させることのできるリアクトルを提供する。【解決手段】  複数のブロック６ａ，６ｂを組付けて構成される環状コア２と、上記各ブロック間に所定の隙間９を設定するスペーサ７ａと、上記コア２の外周に設けられるコイルとを備えるリアクトルであって、上記複数のブロックの一部又は全部が磁性粉体を用いて成形されているとともに、上記各ブロックは、上記隙間の一部に配置された１又は２以上のスペーサを介して保持されている。【選択図】  図２
2008028304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブロックを組付けて構成される環状コアと、上記各ブロック間に所定の隙間を設定するスペーサと、上記コアの外周に設けられるコイルとを備えるリアクトルであって、
上記複数のブロックの一部又は全部が磁性粉体を用いて成形されているとともに、
上記各ブロックは、上記隙間の一部に配置された１又は２以上のスペーサを介
して保持されている、リアクトル。
【請求項２】
上記ブロックの組付対向面の一方又は双方に、上記スペーサを位置決め保持できる凹部又は凸部を設けた、請求項１に記載のリアクトル。
【請求項３】
上記スペーサに位置決め凹部又は位置決め凸部を設けるとともに、
上記ブロックの組付対向面の一方又は双方に、上記位置決め凹部又は位置決め凸部に係合する凸部又は凹部を設けた、請求項２に記載のリアクトル。
【請求項４】
上記環状コアの外周部に配置されるボビンを備えるとともに、
上記スペーサを、上記ボビンを介して位置決め保持した、請求項１に記載のリアクトル。
【請求項５】
上記スペーサに上記コアの外周面から延出する延出部を設け、
上記スペーサを、上記延出部を介して上記ボビンに位置決め保持した、請求項４に記載のリアクトル。
【請求項６】
上記ボビンに上記隙間に延入する延入部を設け、
上記スペーサを、上記延入部を介して位置決め保持した、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】
本願発明は、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車のような電気自動車に搭載されるリアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題からハイブリッド車や燃料電池車等の直流電源でモータを駆動して走行する自動車が開発されている。上記のような自動車では、直流電源であるバッテリーの電圧を昇圧する昇圧コンバータが搭載されており、リアクトルはこの昇圧コンバータの主要部品である。
【０００３】
上記リアクトルは、環状コアの外周に絶縁部材であるボビンを介してコイルを装着して構成されている。たとえば、特許文献１に記載されているように、上記コアは、複数のブロックを環状に組付けて構成されており、上記各ブロックの間に非磁性体で形成されたスペーサが挿入されている。
【０００４】
上記スペーサは、周波数に応じてインダクタンスを調整するための部品であり、コア全体の隙間の合計厚み、すなわち、スペーサ厚みの合計が所定寸法に設定される。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１２４０３９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自動車用のリアクトルにおいては、スイッチング回路を適切に制御することにより、バッテリーとモータとの間で最適な電力を供給できるように構成されている。
【０００７】
ところが、上記スイッチング回路のオン−オフの繰り返しによってコアが周期的に収縮し、騒音が発生することがある。特に、上記各ブロック間に設定される隙間部分の変位によって騒音が発生することが多い。上記問題を緩和するために、上記隙間には、アルミナ等を焼結して形成される硬質のセラミック製スペーサを設け、対向面の変位を阻止できるように構成すのが好ましい。
【０００８】
しかしながら、硬質のセラミック製スペーサは高価である。このため、特許文献１に記載されているように上記隙間の全部を埋めるように設定すると、製造コストが増加する。また、上記スペーサとコアとは耐熱性の接着剤によって接合されることが多いが、隙間全部を埋めるようにスペーサを設定すると接着剤の使用量も多くなり、製造コストを押し上げる。しかも、接着工程における作業性も悪い。
【０００９】
本願発明は、騒音特性等を低下させることなく製造コストを低減させ、さらに、組付の作業性を向上させることのできるリアクトルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明に係るリアクトルは、複数のブロックを組付けて構成される環状コアと、上記各ブロック間に所定の隙間を設定するスペーサと、上記コアの外周に設けられるコイルとを備えるリアクトルであって、上記複数のブロックの一部又は全部が磁性粉体を用いて成形されているとともに、上記各ブロックは、上記隙間の一部に配置された１又は２以上のスペーサを介して保持されている。
【００１１】
本願発明においては、環状体を構成する複数のブロックの一部又は全部が磁性粉体を用いて成形されている。磁性粉体を圧粉成形したブロック採用することにより、従来の積層鋼板製のコアに比べて製造コストを低減させることができる。また、従来の積層鋼板からなるコアに比べて、形状等の自由度が高い。このため、要求される寸法形状等に合わせてリアクトルを製作することができる。なお、磁性粉体を圧粉成形したブロックと積層鋼板製のブロックを混在させてコアを形成することもできる。
【００１２】
上記各ブロックは、各隙間の一部に配置された１又は２以上のスペーサを介して所定の隙間をあけて保持される。すなわち、特許文献１に記載されているように、隙間の全域をスペーサで埋めるのではなく、各ブロック間に所定隙間を確保できるとともに振動特定等を低下させない範囲で、１又は２以上のスペーサを配置して構成されている。
【００１３】
上記スペーサの材料は特に限定されることはない。たとえば、非磁性体であるアルミナ等のセラミック粉体を焼結して形成することができる。
【００１４】
また、上記スペーサの形態も特に限定されることはない。矩形板状、円形板状等種々の形態のスペーサを採用できる。また、板状に限定されることもなく、球状のスペーサを採用することもできる。また、上記スペーサの数も限定されることはない。たとえば、中心部において１枚の板状スペーサ設けることもできるし、対向面の縁部近傍に複数のスペーサを所定間隔で配置することもできる。
【００１５】
上記構成を採用することにより、スペーサを製造するために必要な材料が少なくなり、製造費用を低減させることができる。また、スペーサのブロックに対する接着面が少なくなるため、接着剤の使用量も少なくなる。したがって、リアクトルの製造コストを低減させることが可能となる。
【００１６】
本願の請求項２に記載した発明は、上記ブロックの組付対向面の一方又は双方に、上記スペーサを位置決め保持できる凹部又は凸部を設けたものである。
【００１７】
各ブロック間の隙間の一部に複数のスペーサを設ける場合、これらを組付対向面の所定位置に位置決めするのが好ましい。本請求項に記載した発明は、上記ブロックの組付対向面の一方又は双方に上記スペーサを位置決め保持できる凹部又は凸部を設けたものである。特に、圧粉成形されたコアにおいては、上記凹部及び凸部を、きわめて容易に形成することができる。
【００１８】
上記凹部又は凸部を設けることにより、各ブロック間においてスペーサが所定位置に保持されるため、組付作業性が向上する。また、所定位置にスペーサが位置決め保持できるため、接着剤を使用することなく上記ブロックを組み付けることも可能となる。したがって、製造コストを低減することも可能となる。
【００１９】
上記凹部及び凸部の形態はスペーサを所定位置に位置決めできるものであれば限定ささることはない。また、スペーサの全体形状に対応した凹部又は凸部を設けることもできるし、スペーサの一部形状に対応した凹部又は凸部を設けることもできる。
【００２０】
たとえば、円板状のスペーサを採用した場合、上記円板の形態に対応するとともに位置決めできる程度の深さを備える円形凹部を設け、上記スペーサの所定厚みを埋め込むように構成することができる。また、たとえば、上記円板の周囲の３点以上を拘束する凸部をブロック側に設けて、位置決め保持することもできる。
【００２１】
請求項３に記載した発明は、上記スペーサに位置決め凹部又は位置決め凸部を設けるとともに、上記ブロックの組付対向面の一方又は双方に、上記位置決め凹部又は位置決め凸部に係合する凸部又は凹部を設けたものである。本請求項に記載した発明は、コア側にスペーサの全体形状に対応した凹部又は凸部を形成するのではなく、上記スペーサと上記コアの双方に位置決め用の凹部又は凸部を設け、これらを互いに嵌合させることにより、スペーサの位置決めを行うものである。
【００２２】
たとえば、円板形状のスペーサを採用する場合、円板形状の全体を埋め込む場合は埋め込む部分のスペーサ材料が増加することになる。一方、本請求項に記載した発明では、ブロック間の隙間に対応した厚さの円板の一部に位置決め凸部を設けるとともに、ブロック側に上記位置決め凸部を収容する凹部を設けることができる。この構成を採用することにより、スペーサを製造するための材料を少なくすることが可能となる。
【００２３】
しかも、上記コア及び上記スペーサを圧粉成形により形成する場合は、上記凹部及び凸部を容易に形成することができる。また、形状の自由度が高い。なお、組付対向面の一方に凹部又は凸部を設けることもできるし、組付対向面の双方に設けることもできる。
【００２４】
請求項４に記載した発明は、上記環状コアの外周部に配置されるボビンを備えるとともに、上記スペーサを、上記ボビンを介して位置決め保持したものである。
【００２５】
上記ボビンは樹脂成形によって形成されるため、設計の自由度が高い。また、コアやスペーサに比べて製造コストも低い。本請求項に記載した発明は、上記ボビンを利用して、上記スペーサを所定位置に保持するように構成したものである。
【００２６】
たとえば、請求項５に記載した発明のように、上記スペーサに上記コアの外周面から延出する延出部を設け、上記スペーサを、上記延出部を介して上記ボビンに位置決め保持することができる。たとえば、スペーサが介挿される組付対向面からコアの外側へ延出する延出部を一体形成する一方、上記ボビンに上記延出部を係止あるいは保持できる凹部等を設けることができる。
【００２７】
また、請求項６に記載した発明のように、上記ボビンに、スペーサが介挿されている隙間に延入する延入部を設け、上記スペーサを、上記延入部を介して位置決め保持することができる。たとえば、組付対向面の中央部に円板状のスペーサを配置する場合、上記円板の周縁部に当接して、上記円板状スペーサを組付対向面の中央部に位置決めできる延入部を設けることができる。上記ボビンを利用してスペーサを所定位置に保持できるため、接着剤が不用になり、製造コストを低減させることができる。
【００２８】
なお、上記延出部及び上記延入部を、上記スペーサ及び上記ボビンに一体成形する必要はない。上記ボビンと上記スペーサとを連結して位置決めする位置決め部材を、延出部あるいは延入部として設けることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１に、リアクトルの内部構造を理解できるように一部を破断した外観図を示す。リアクトル１は、コア２と、このコア２の周囲を環状に巻き回されたコイル３と、上記コア２と上記コイル３との間に介挿されるボビン４と、これら部材を収容するケース５とを備えて構成されている。
【００３０】
図２に示すように、上記記コア２は、複数のブロックを組付けることにより形成されている。実施例では、上記コア２の長手方向直線部に配置される直方体状のブロック６ａと、長手方向両端部に配置される平面視Ｃ字状のブロック６ｂとを組付けてトラック状に構成されている。上記各ブロック間にはスペーサ７ａが配置されており、上記各ブロック６ａ、６ｂが所定の隙間９をあけて組付けられている。上記スペーサ７ａは、アルミナ粉体のような非磁性体を焼結して形成することができる。
【００３１】
図２及び図３に第１の実施例を示す。図２はコア２の分解斜視図であり、図３は上記コア２をスペーサ配置位置で切断した断面図である。第１の実施例では、各ブロック間に、矩形板状の４枚のスペーサ７ａを設けることにより、各ブロック間に所定の隙間９を確保している。これらの図から明らかなように、上記スペーサ７ａは、組付対向面間の矩形状隙間９の四隅に配置されており、組付対向面８の中央部分は空間を介して隣接ブロックと対向させられている。
【００３２】
上記構成を採用することにより、組付対向面間の隙間９の全てを埋めるように形成された従来スペーサに比べて、スペーサ７ａを製作するのに必要な粉体材料が少なくなる。このため、スペーサの製造コストを低減させることができる。また、上記スペーサ７ａを組付対向面８に接着するための接着面積が少なくなり、接着剤の使用量も少なくなる。このため、リアクトルの製造コストを低減させることもできる。
【００３３】
上記スペーサの形態及び配置は限定されることはない。たとえば、図４に示す第２の実施例のように、略ロ字状の板状スペーサ７ｂを採用することができる。また、図５に示す第３の実施例のように、円板状のスペーサ７ｃを対向面の中央部に配置して構成することができる。
【００３４】
図６及び図７に、第４の実施例を示す。この実施例は、磁性粉体を圧粉成形して形成されるブロック６ａの組付対向面８に、スペーサ７ｄを所定深さに埋め込み収容できる凹部１０を設けたものである。図７は、上記スペーサ７ｄを上記凹部１０ｄに埋め込み保持させた状態を示す断面図である。この図に示すように、上記凹部１０ｄを設けることにより、上記スペーサ７ｄを所定位置に位置決めして保持することができる。このため、組付作業性が格段に向上する。また、接着剤を用いることなく、スペーサ７ｄを所定位置に保持することが可能となる。このため、リアクトル１の製造コストを低減させることができる。
【００３５】
上記ブロック６ａの組付対向面８に凹部を設ける場合においても、スペーサの形態、個数及び凹部形態が限定されることはない。また、スペーサの配置位置が限定されることはない。たとえば、図８に示す第５の実施例のように、球状のスペーサ７ｅを採用するとともに、ブロック６ａの組付対向面８に、上記球状スペーサ７ｄの一部を埋め込み保持できる凹部１０ｄを形成することができる。
【００３６】
上記第４の実施例及び第５の実施例では、組付対向面８の双方に凹部を設けたが、対向面８，８の一方にのみ凹部を設けてもよい。
【００３７】
図９に、第６の実施例を示す。この実施例は、スペーサ７ｆの縁部から上記組付対向面間に形成される隙間９から外方へ延出する延出部１１を一体的に形成し、この延出部１１を、上記ボビン４に設けた係合凹部１２に位置決め保持させたものである。上記ボビン４は樹脂材料で形成されているため、上記延出部１２を弾性的に保持させることも可能となる。したがって、接着剤を使用することなく、スペーサを所定位置に確実に保持することができる。
【００３８】
図１０に、第７の実施例を示す。この実施例は、上記ボビン４の内周部に、上記ブロック６の組付対向面間の隙間９に延入する延入部１３を設け、隙間９の中央部に配置されたスペーサ７ｇを隙間９の中央部に位置決め保持できるように構成したものである。
【００３９】
上記構成を採用することにより、上記第６の実施例と同様に、スペーサ７ｇを、接着剤を使用せずに保持することが可能となり、製造コストを低減させることができる。
【００４０】
図１１及び図１２に、第８の実施例を示す。この実施例は、隣接する一方のブロック６ａの対向面８ａに位置決め凸部１０ｆを設けるとともに、他方のブロック６ｂの対向面８ｂに位置決め凹部１０ｇを設け、これら対向面８ａ，８ｂの間に、上記位置決め凸部１０ｆ及び上記位置決め凹部１０ｇに嵌合する凹部１４及び凸部１５を備えるスペーサ７ｈを配置したものである。
【００４１】
上記構成を採用することにより、各ブロックとこれらの間に挟持されるスペーサとを接着剤を使用することなく一体的に保持することが可能となり、製造コストを低減させることができる。また、コアの組付け作業性も向上する。
【００４２】
なお、スペーサの両側面に位置決め凹を設け、上記ブロックの対向面の双方に、上記位置決め凹部に嵌合する位置決め凸部を設けることもできる。この構成を採用すると、上記スペーサに上記凹部を設けた分スペーサの形成材料を少なくすることも可能となる。
【００４３】
本願発明は、上記実施例に限定されることはない。実施例では、コアとスペーサとに互いに嵌合する凹凸を設けたが、ブロックにスペーサとの外周部等に当接して位置決め保持できる凸部を設けることもできる。
【００４４】
また、第６の実施例ではスペーサに延出部１１を設け、第７の実施例ではボビンに延入部を設けたが、これら延入部あるいは延出部を別途部材により形成することができる。特に、各スペーサを所定位置に位置決め保持できるとともに、複数のスペーサを一体的に組付できる組付部材を設け、この組付部材をボビンによって位置決めすることより、製造作業性を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】一部を破断して内部構造を表したリアクトルの全体斜視図である。
【図２】第１の実施例に係るスペーサの組付構造を示す分解斜視図である。
【図３】図２に示すスペーサの組付状態を示す断面図である。
【図４】第２の実施例に係るスペーサの組付状態を示す断面図である。
【図５】第３の実施例に係るスペーサの組付状態を示す断面図である。
【図６】第４の実施例に係るコア及びスペーサの組付構造を示す分解斜視図である。
【図７】図６に示すスペーサの組付状態を示す断面図である。
【図８】第５の実施例に係るスペーサの組付状態を示す断面図である。
【図９】第６の実施例に係るスペーサの組付状態を示す断面図である。
【図１０】第７の実施例に係るスペーサの組付状態を示す断面図である。
【図１１】第８の実施例に係るコア及びスペーサの組付構造を示す図であり、図６に相当する分解斜視図である。
【図１２】図１１に示すスペーサの組付状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
２  コア
６ａ  ブロック
６ｂ  ブロック
７ａ  スペーサ
９  隙間
【図１】
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【図２】
2008028304.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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