(57)【要約】【課題】            接着力を増加させ電磁機械力に強く、製品の歩留まりを向上させて生産効率を改善し、長期的な騒音信頼性能を備えた小型且つ軽量なリアクトルおよびその製造方法を提供する。【解決手段】        鉄心間にギャップ材を有するリアクトルにおいて、耐熱性を有し樹脂含浸が可能なギャップ材を鉄心間に挿入してギャップ材及び鉄心を樹脂含浸により一体化する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心間にギャップ材を有するリアクトルであって、耐熱性を有し樹脂含浸が可能なギャップ材が鉄心間に挿入され、ギャップ材及び鉄心が樹脂含浸により一体化されてなることを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
上記ギャップ材がガラス繊維であることを特徴とする請求項１に記載のリアクトル。
【請求項３】
上記鉄心が積層コアであることを特徴とする請求項１又は２に記載のリアクトル。
【請求項４】
−２０℃と＋１５０℃のそれぞれの温度で１時間保持される作業を１サイクルとするヒートサイクル試験において、２００サイクル後の騒音値の増加率が７％以内であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項５】
鉄心間にギャップ材を有するリアクトルの製造方法であって、耐熱性を有し樹脂含浸が可能なギャップ材を鉄心間に挿入してギャップ材及び鉄心を樹脂含浸により一体化することを特徴とするリアクトルの製造方法。
【請求項６】
上記ギャップ材としてガラス繊維を用いることを特徴とする請求項５に記載のリアクトルの製造方法。
【請求項７】
上記鉄心として積層コアを用いることを特徴とする請求項５又は６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、インバータ回路等に用いられるリアクトルおよびその製造方法に関し、特に鉄心とギャップ材が樹脂含浸一体化されたリアクトルおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のリアクトルの構成は、コイルと、コイルに挿入された鉄心と、鉄心の間に挿入されたギャップ材と、これらを組み付けるための金具からなり、図３（ａ）の断面図に示すように、鉄心として用いる積層コア１３とギャップ材１１は接着剤１２を用いて固定されている。ギャップ材１１としては、液晶ポリマーやセラミック等の耐熱性に優れた材料が用いられている。
【０００３】
積層コア１３とギャップ材１１の固定に用いられた接着剤１２を熱硬化させ、その後、積層コア１３を樹脂等を用いて真空含浸を行い、積層コア１３の表面及びその間に樹脂を浸透させた後、樹脂を熱硬化させる。図３（ａ）において斜線で網掛けしている部分が樹脂含浸されている部分であり、従来のリアクトルでは積層コア１３のみが樹脂含浸されており、ギャップ材１１は樹脂含浸されていない。
【０００４】
上述の構造の従来のリアクトルは、積層コアの断面積を大きくして磁束密度をより小さく押え、さらにコイルに流れる電流密度を小さくすることで騒音特性を改善していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のリアクトルは、上述のように積層コアとギャップ材の間に接着剤を塗布して固定するので、積層コアとギャップ材は面接着となり、電磁機械力に弱いという問題点があった。
【０００６】
また、ギャップ材を接着するという作業におけるバラツキや、接着剤と積層コアおよびギャップ材の接着強度のバラツキなどにより製品の歩留まり問題や長期使用による騒音の増加といった問題点もあった。
【０００７】
そして、接着剤塗布後に積層コアに樹脂を加熱硬化させて積層コア間に樹脂を含浸させる工程が必要となるために、製作するのに時間が掛かるという問題点もあった。
【０００８】
上述のリアクトルは、積層コアの断面積を大きくして磁束密度をより小さく抑え、さらにコイルに流れる電流密度を小さくすることで騒音特性を改善できるが、これらを実現するためにはリアクトルが大きくそして重くなりコストも高くなるという問題点があり、長期的な騒音信頼性能が十分ではなかった。
【０００９】
本発明は、製品の歩留まりを向上させて生産効率を改善し、長期的な騒音信頼性能を備えた小型且つ軽量なリアクトルおよびそ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】
【００１０】
本発明のリアクトルは、鉄心間にギャップ材を有するリアクトルであって、耐熱性を有し樹脂含浸が可能なギャップ材が鉄心間に挿入され、ギャップ材及び鉄心が樹脂含浸により一体化されてなることを特徴とする。
【００１１】
そして、上記ギャップ材がガラス繊維であることが好ましい。
【００１２】
また、上記鉄心が積層コアであることが好ましい。
【００１３】
そして、本発明のリアクトルは、−２０℃と＋１５０℃のそれぞれの温度で１時間保持される作業を１サイクルとするヒートサイクル試験の２００サイクル後の騒音値の増加率が７％以内であることが好ましい。
【００１４】
本発明のリアクトルの製造方法は、鉄心間にギャップ材を有するリアクトルの製造方法であって、耐熱性を有し樹脂含浸が可能なギャップ材を鉄心間に挿入してギャップ材及び鉄心を樹脂含浸により一体化することを特徴とする。
【００１５】
そして、上記ギャップ材としてガラス繊維を用いることが好ましい。
【００１６】
そして、上記鉄心として積層コアを用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のリアクトルは、鉄心間にギャップ材を有するリアクトルであって、耐熱性を有し樹脂含浸が可能なギャップ材が鉄心間に挿入され、ギャップ材及び鉄心が樹脂含浸により一体化されてなることにより、ギャップ材と鉄心が面接着ではなく、立体的に接着されて一体化されるので、接着剤を用いなくても接着力が増加し電磁機械力に強く、長期使用における騒音信頼性が向上し、歩留まりを向上させ生産効率が改善でき、小型且つ軽量なリアクトルを実現できる。
【００１８】
そして、上記ギャップ材がガラス繊維であることにより、ギャップ材に樹脂が浸透し接着力がより増加する。
【００１９】
また、上記鉄心が積層コアであることにより、積層コア間に樹脂が浸透し、より接着力が増加される。
【００２０】
そして、本発明のリアクトルは、−２０℃と＋１５０℃のそれぞれの温度で１時間保持される作業を１サイクルとするヒートサイクル試験の２００サイクル後の騒音値の増加率が７％以内であることにより、長期的な騒音信頼性能を得ることができる。
【００２１】
本発明のリアクトルの製造方法は、鉄心間にギャップ材を有するリアクトルの製造方法であって、耐熱性を有し樹脂含浸が可能なギャップ材を鉄心間に挿入してギャップ材及び鉄心を樹脂含浸により一体化することにより、接着剤を用いないでも接着力が増加し電磁機械力に強く、長期使用における騒音信頼性が向上し、歩留まりを向上させ生産効率が改善できる。
【００２２】
そして、上記ギャップ材としてガラス繊維を用いることにより、ギャップ材と鉄心との接着力を高めることができる。
【００２３】
また、上記鉄心として積層コアを用いることにより、さらにギャップ材と鉄心との接着力を高めることができる。
【本発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、図を用いて本発明のリアクトルおよびその製造方法の実施形態について説明する。
【００２５】
図１はリアクトル１の正面図と側面図であり、図２がリアクトル１を分解した状態の斜視図である。
【００２６】
図１に示すように、本発明のリアクトル１は、鉄心（脚鉄４、継鉄３）の間にギャップ材２が挟まれて、脚鉄４がコイル５に挿入された状態で、金具（フレーム６、上部フレーム７）によって組み立てられている。ギャップ材２としては、耐熱性を有し樹脂含浸が可能なガラス繊維を用い、鉄心として積層コアを用いる。
【００２７】
銅線を螺旋状に巻いたコイル５に脚鉄４の積層コアを挿入したものを一組とし、もう一組のコイル５と脚鉄４の組合わせとで一対とし、上下に継鉄３の積層コアを配置する。この時、脚鉄４と継鉄３の間にギャップ材２を配置して全体を金具（フレーム６、上部フレーム７）にて固定する。
【００２８】
このようにして、リアクトル１を組み立てた後、所定温度にする予熱工程を経て、脚鉄４と継鉄３の積層コアとギャップ材２を熱硬化性樹脂を用いて樹脂含浸一体化を行う。これにより、積層コアの鋼板間とギャップ材２のガラス繊維の隙間に樹脂が浸透し、鉄心（脚鉄４、継鉄３）とギャップ材２が樹脂で一体化され接着剤による面接着ではなく立体的に接着されるようになる。
【００２９】
図３の断面図は、樹脂含浸されている部分を斜線の網掛けにより明示しているが、（ａ）の従来のリアクトルでは、ギャップ材１１が樹脂含浸されていないのに対し、（ｂ）の本発明のリアクトル１では、脚鉄４、継鉄３およびギャップ材２が樹脂含浸されて一体化されているのがわかる。
【００３０】
上述のように本発明のリアクトル１は、鉄心とギャップ材２の間には接着剤を用いないで樹脂含浸により完全に一体化されているので、接着力が増加され電磁機械力に対し強くなる。
【００３１】
本実施形態のリアクトルは、騒音信頼性能が従来に較べて大幅に向上されており、−２０℃と＋１５０℃のそれぞれの温度で１時間保持される作業を１サイクルとするヒートサイクル試験の２００サイクル後の騒音値の増加率が７％以内となっている。
【００３２】
本発明のリアクトルの騒音信頼性能の確認のために、ヒートサイクル試験を実施した。ヒートサイクル試験は、始めにリアクトルの騒音レベルを測定し初期値とした後、リアクトルを−２０℃と＋１５０℃のそれぞれの温度で１時間保持する作業を１サイクルとし、２００サイクル繰り返した後に騒音レベルを再度測定し初期値と比較して騒音レベルがどの程度変化しているかを測定する試験である。この試験には冷熱衝撃装置を用いる。この装置は、冷熱空気切換えによるワンチャンバー方式であり、温度範囲は、低温さらし温度が−６５℃〜−１０℃、高温さらし温度が＋６０℃〜＋２００℃の性能を有する。
【００３３】
実施例として本発明のリアクトル２種類、比較例として従来のリアクトル２種類をそれぞれヒートサイクル試験を行い比較する。各試験は２０サンプル行い、騒音レベルは２０サンプルの平均値を用いる。
【実施例１】
【００３４】
実施例１として、上述のリアクトル１の構造において、ギャップ材としてガラスマット（樹脂切り無し）を用い、ギャップ材と積層コア（鉄心）を樹脂含浸一体化したものを使用する。
【００３５】
騒音レベルの初期値は５９ｄｂであるのに対し、２００サイクル後の騒音レベルは６２ｄｂとなった。結果、３ｄｂの騒音レベルの増加となり、その増加率は５．１％となる。
【実施例２】
【００３６】
実施例２として、上述のリアクトル１の構造において、ギャップ材としてガラスクロス（樹脂切り無し）を用い、ギャップ材と積層コア（鉄心）を樹脂含浸一体化したものを使用する。
【００３７】
騒音レベルの初期値は５８ｄｂであるのに対し、２００サイクル後の騒音レベルは６１ｄｂとなった。結果、３ｄｂの騒音レベルの増加となり、その増加率は５．１％となる。
【比較例１】
【００３８】
比較例１として、ギャップ材を接着剤で積層コア（鉄心）に接着し、積層コアとギャップ材の固定に用いられた接着剤を熱硬化させ、その後、積層コアを樹脂等を用いて真空含浸を行い、積層コアの表面及びその間に樹脂を浸透させた後、樹脂を熱硬化させたリアクトルを使用する。
【００３９】
騒音レベルの初期値は５９ｄｂであるのに対し、２００サイクル後の騒音レベルは７５ｄｂとなった。結果、１６ｄｂの騒音レベルの増加となり、その増加率は２７．１％となる。
【比較例２】
【００４０】
比較例２として、ギャップ材を接着剤で積層コア（鉄心）に接着し、積層コアとギャップ材の固定に用いられた接着剤を熱硬化させたリアクトルを使用する。比較例２では、真空含浸は行わない。
【００４１】
騒音レベルの初期値は６３ｄｂであるのに対し、５０サイクル後の騒音レベルは７３ｄｂとなった。比較例２ではヒートサイクル試験を２００サイクル行うまでにリアクトルが耐えることができなかったので、５０サイクル後の結果を使用している。その結果、１０ｄｂの騒音レベルの増加となり、その増加率は１５．９％となる。
【００４２】
上記ヒートサイクル試験の結果を表にすると以下のようになる。
【００４３】
【表１】
2007081184.tif 000003
【００４４】
表１を見るとわかるように、騒音レベルの初期値は、実施例１，２と比較例１，２ではそれほど差はありませんが、２００サイクル後の騒音レベルを見ると大きく異なります。この差を騒音レベルの増加率で比較すると、実施例は６％以下であるのに対し、比較例は１５％以上となっており、２倍以上の差がある。
【００４５】
このように本発明のリアクトルでは、鉄心とギャップ材が樹脂含浸一体化されることにより、騒音信頼性能が大幅に向上していることが良くわかる。このことから、実際にリアクトルを長期間使用した場合でも、騒音レベルが大幅に変化することは無く騒音信頼性能に優れたリアクトルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】（ａ）は本発明のリアクトルの正面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図２】本発明のリアクトルを分解した状態を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は従来のリアクトルの鉄心とギャップ材の接着状況を示す断面図であり、（ｂ）は本発明のリアクトルの鉄心とギャップ材が樹脂含浸一体化された状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    リアクトル
２    ギャップ材
３    継鉄
４    脚鉄
５    コイル
６    フレーム
７    上部フレーム
８    端子台部
１１  ギャップ材
１２  接着剤
【図１】
2007081184.tif 000004
【図２】
2007081184.tif 000005
【図３】
2007081184.tif 000006