コイル装置用ボビン
【課題】歪みの少ないコイル装置用ボビンを提供する。
【解決手段】ボビン部材２０ａは、平行に配置された２つの略筒状の胴部２２と、各胴部２２の一端同士を連結する枠状の連結部２４を有している。連結部２４には、直線コイル部の軸（Ｙ軸）と垂直な平板状のフランジ部２４２が設けられている。コイルは、１対のボビン部材２０ａのフランジ部２４２によりＹ軸方向両側から挟みこまれて、保持される。連結部２４の上部には、Ｘ軸方向に延びる補強部材３０が埋め込まれている。補強部材３０は、Ｘ軸（長さ方向の軸）回りにＬ字状に折り曲げられた板金部材であり、Ｙ軸及びＺ軸回りの曲げに対して高い剛性を有している。胴部２２の内部にはコアの直線コア部が収容される。また、各胴部２２は、コイルの２つの直線コイル部内にそれぞれ差し込まれる。
【解決手段】ボビン部材２０ａは、平行に配置された２つの略筒状の胴部２２と、各胴部２２の一端同士を連結する枠状の連結部２４を有している。連結部２４には、直線コイル部の軸（Ｙ軸）と垂直な平板状のフランジ部２４２が設けられている。コイルは、１対のボビン部材２０ａのフランジ部２４２によりＹ軸方向両側から挟みこまれて、保持される。連結部２４の上部には、Ｘ軸方向に延びる補強部材３０が埋め込まれている。補強部材３０は、Ｘ軸（長さ方向の軸）回りにＬ字状に折り曲げられた板金部材であり、Ｙ軸及びＺ軸回りの曲げに対して高い剛性を有している。胴部２２の内部にはコアの直線コア部が収容される。また、各胴部２２は、コイルの２つの直線コイル部内にそれぞれ差し込まれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂から形成されたコイル装置用ボビンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車の駆動システム等で使用される大容量のコイル装置（例えばリアクトル）の多くには、例えば特許文献１に記載されているようなボビンが使用されている。コイル装置用のボビンは、コアとコイルとの間に介在して、両者を電気的に絶縁する部材であり、一般に樹脂の射出成形によって製造される。また、ボビンは、コアや放熱ケースに対してコイルを位置決めする機能も有している。
【０００３】
大容量のコイル装置では、一般にコイルと放熱ケースとの隙間には、コイルの熱を効率的に放熱ケースへ伝達させるために充填剤が充填される。充填剤で隙間を確実に充填するためには、充填剤の流動に必要な最小隙間以上の大きさの隙間を確保する必要がある。一方で、充填剤の層が厚くなると、放熱特性が低下し、コイルやコアの温度が上昇するため、コイル装置の電磁特性が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９８２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、樹脂の射出成形により形成されたボビンには、射出成形時の内側の金型と外側の金型との温度差等により、反り等の比較的に大きな歪みが生じる。従って、従来のボビン型コイル装置は、このようなボビンの歪みのため、放熱ケースに対するコイルの位置決め精度が低く、すなわち、放熱ケースとコイルとの隙間のバラツキが大きかった。隙間の設定値は、隙間を狭くする方向の最大誤差が生じたときでも充填剤の流動に必要な最小隙間が確保されるように、最小隙間にバラツキ分のマージンを乗せた値に設定される。従来のボビン型コイル装置では、ボビンの寸法精度が低いため、隙間の設定値に加えるマージンを大きく取る必要があり、隙間の設定値が大きなものとなっていた。そのため、コイルから放熱ケースへの熱の伝達速度が低く、コイルに熱が蓄積して温度が上昇するため、コイル装置の電磁的性能が低くなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、コアとコイルとを絶縁する、樹脂から形成されたコイル装置用ボビンであって、互いに筒軸を平行にして並べられた、コイル内に差し込まれる、複数の筒状の胴部と、複数の胴部の一端を連結する連結部とを備え、連結部には該連結部の連結方向における略全長に亘って延びる、連結部の歪みによる複数の胴部間の配置の誤差を防止する補強部材が埋め込まれている、コイル装置用ボビンが提供される。
【０００７】
この構成によれば、補強部材を備えることにより、成形後の樹脂の収縮等により連結部に反り等の歪みが生じることが防止される。これにより、コイル装置組み立て後の胴部の位置精度が向上し、その結果としてコイルの位置精度も向上する。
【０００８】
コイル装置用ボビンが、射出成形によって形成され、補強部材がインサート成形により連結部に埋め込まれた構成としてもよい。
【０００９】
この構成により、補強部材の取り付け作業が不要になり、少ない作業量で補強部材を組み込むことができる。また、ボビンの構造材である樹脂が補強部材と密着するため、強度も向上する。
【００１０】
補強部材が、連結方向から見てＬ字に折り曲げられた板金部材である構成としてもよい。
【００１１】
この構成により、安価で、尚且つ高い剛性の補強部材が得られる。
【００１２】
補強部材が、ボビンをコイル装置のベースに取り付けるための取付部を有する構成としてもよい。
【００１３】
このように、補強部材と固定部とを一体形成することにより、固定部の取り付け強度が向上すると共に、固定部の取り付け位置精度も向上する。
【００１４】
複数の胴部の一端同士及び他端同士をそれぞれ連結する一対の連結部を備え、連結部は、胴部の外周面と垂直に設けられた、コイルを挟み込むフランジ部をそれぞれ有し、複数の胴部の筒軸方向中途において２分割されており、補強部材の一部がフランジ部内に埋め込まれている構成としてもよい。
【００１５】
この構成により、コイルから比較的に大きな重量を受けるフランジ部の強度を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の実施形態によれば、コアとコイルとを絶縁する、樹脂から形成されたコイル装置用ボビンであって、互いに離間し筒軸を挟んで対向する２対の板状の壁部を備えた、コイル内に収容される略筒状の胴部と、胴部の２対の壁部を連結する連結部とを備え、連結部は略矩形の開口を有し、胴部の２対の壁部は、筒軸方向の一端において、開口の縁部にそれぞれ接続されている、コイル装置用ボビンが提供される。
【００１７】
この構成によれば、胴部を構成する壁部が、互いに離間して形成されており、コイル内に収容される胴部の四隅（コイルの内周面がコアの外周面に最も接近する箇所）に壁部が形成されない。そのため、より小さなサイズのコイルを使用することが可能になる。
【００１８】
壁部の隣接する２つ同士を連結する連結片を更に備える構成であってもよい。
【００１９】
この構成によれば、ボビンの加工時に生じる胴部の反り等の歪みを防止することができる。また、胴部の強度が向上する。
【００２０】
連結片が、筒軸方向の他端において、壁部の隣接する２つ同士を連結するように構成されてもよい。
【００２１】
この構成によれば、壁部の他端の剛性が向上する。また、この構成によれば、連結片の設計の自由度が高まる。
【００２２】
連結片は、胴部の内周面よりも内側に突出して形成され、コアが胴部内に一端からに差し込まれたときに胴部の他端からコアが抜け落ちるのを阻止する構成としてもよい。
【００２３】
この構成によれば、ボビン内でコアを組み立てる作業が容易になる。
【００２４】
連結片の筒軸方向の厚さが、コアに形成されるギャップの厚さの半分以下である構成としてもよい。
【００２５】
この構成によれば、２つのボビンを組み合わせてボビンセットとして使用する場合に、連結片同士が重なり合うことでコアのギャップ厚が拡がってしまうことが防止される。
【００２６】
連結片は、胴部の他端を略塞ぐ構成としてもよい。
【００２７】
この構成によれば、連結片はギャップ部材として機能する。このように連結片とギャップ部材を複合させることで、部品点数が削減され、コイル装置の組み立て性が向上する。
【００２８】
本発明の実施形態によれば、それぞれ上記のコイル装置用ボビンである第１及び第２のボビンを組み合わせたボビンセットにおいて、第１及び第２のボビンの連結片が、第１及び第２のボビンを胴部の他端同士で突き合わせたときの筒軸方向の投影が互いに重ならないように形成されたボビンセットが提供される。
【００２９】
この構成によれば、連結片の厚さをコアのギャップ厚以下まで厚くすることができ、胴部の剛性が向上する。
【００３０】
第１及び第２のボビンを胴部の他端同士で突き合わせたとき、第１のボビンの連結片と、該連結片で連結された壁部の隣接する２つとで囲まれた空間に、第２のボビンの連結片が収容されるように構成されてもよい。
【００３１】
この構成によれば、ギャップ部材を配置するスペースを広く確保しつつ、胴部に高い剛性を与えることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の実施形態の構成により、歪みの少ないコイル装置用ボビンが提供される。このコイル装置用ボビンを使用することにより、放熱性能に優れ、その結果として電磁的性能に優れたボビン型コイル装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るリアクトルの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るリアクトルの分解図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るボビン部材の斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るボビン部材の平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るボビン部材の正面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る補強部材の斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るボビン部材の胴部の横断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るリアクトル本体の縦断面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の変形例に係るボビン部材の正面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る一方のボビン部材の正面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る他方のボビン部材の正面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る２つのボビン部材を組み合わせた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係るリアクトル１の斜視図であり、図２はその分解図である。なお、以下の説明において、図１及び図２における左上側から右下側に向かう方向を奥行き方向（Ｘ軸正方向）、左下側から右上側に向かう方向を幅方向（Ｙ軸正方向）、下側から上側に向かう方向を高さ方向（Ｚ軸正方向）と定義する。
【００３５】
図１及び図２に示すように、リアクトル１は、コイル１０、ボビン２０、コア４０、放熱ケース５０及び端子台６０を備えている。コイル１０、ボビン２０及びコア４０によりリアクトル本体が構成される。リアクトル本体は放熱ケース５０内に収容され、ボルト７２により放熱ケース５０に固定される。
【００３６】
コイル１０は、平角エナメル線から形成された２つの直線コイル部１２を平行に並べて、一端（Ｙ軸負方向の端）同士を連結したものである。直線コイル部１２は、平角エナメル線を一巻き当たり４箇所で直角に折り曲げて、矩形状に巻いたものである。後述するように、直線コイル部１２にはボビン２０の胴部２２（図３）が差し込まれ、ボビン２０を介して放熱ケース５０に固定される。また、各直線コイル部１２の他端からはリード部１４がＹ軸正方向へ延び、各リード部１４は端子台６０のバスバー６２に溶接される。端子台６０は、ボルト７４により放熱ケース５０に取り付けられる。
【００３７】
コア４０は、Ｙ軸方向に長い略Ｏ字状のリングコアが、Ｙ軸に垂直な３平面により６つのコアブロック４２、４４に分割され、分割部にギャップが設けられた分割コア（ギャップコア）である。具体的には、コア４０は、２つのＣ形コアブロック４２、４つのＩ型コアブロック４４及び６つのギャップ部材４６、４７から構成される。Ｃ形コアブロック４２及びＩ型コアブロック４４は、それぞれ略Ｃ字状及び略Ｉ字状（略直方体状）に形成された積層ケイ素鋼板磁心であり、ギャップ部材４６、４７は所定の厚さを有する非磁性体（例えば、アルミナ等の各種セラミックスや樹脂）の板材である。なお、各コアブロック４２、４４の種類は積層ケイ素鋼板磁心に限定されず、圧粉磁心やフェライト磁心であってもよい。
【００３８】
Ｃ形コアブロック４２及びＩ型コアブロック４４の両端には、平らなギャップ面が形成されている。各コアブロック４２、４４は、ギャップ面をＹ軸と直交する方向に向けて、Ｙ軸方向に並べられている。２つのＣ形コアブロック４２は、各ギャップ面がそれぞれ対向するように、間隔を空けて配置されている。また、２つのＣ形コアブロック４２の間には、２対のＩ型コアブロック４４が２列に配列されている。このようにして略Ｏ字形に配列された６つのコアブロック４２、４４は、ギャップ部材４６、４７を介して接着剤で貼り合わされている。Ｙ軸方向に２列に並べられたＩ型コアブロック４４は、コア４０の２つの直線コア部４５を構成する。２つの直線コア部４５は、ボビン２０の２つの胴部２２（後述）を介して、コイル１０の２つの直線コイル部１２内にそれぞれ収容される。コア４０も、ボビン２０を介して放熱ケース５０に固定される。
【００３９】
放熱ケース５０は、熱伝導性が良好で軽量な金属（例えばアルミニウム合金）から形成された略箱形の部材であり、リアクトル本体（コイル１０、ボビン２０及びコア４０）を収容する。
【００４０】
次に、本発明の第１の実施形態に係るボビン２０の構成を説明する。ボビン２０は、１対のボビン部材２０ａから構成される。図３、４及び５は、それぞれ一方のボビン部材２０ａの斜視図、平面図、及び先端側から見た正面図である。ボビン部材２０ａは、電気絶縁性及び耐熱性を有する樹脂（例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ））の射出成形により形成された部材である。また、ボビン部材２０ａには、インサート成形により、補強部材３０が埋め込まれている。図６は補強部材３０の斜視図である。
【００４１】
ボビン部材２０ａは、平行に配置された２つの略筒状の胴部２２と、各胴部２２の一端同士を連結する枠状の連結部２４を有している。連結部２４には、直線コイル部１２の軸（Ｙ軸）と垂直な平板状のフランジ部２４２が設けられている。コイル１０は、１対のボビン部材２０ａのフランジ部２４２によりＹ軸方向両側から挟みこまれて、保持される。
【００４２】
胴部２２の内部にはコア４０の直線コア部４５が収容される。また、各胴部２２は、コイル１０の２つの直線コイル部１２内にそれぞれ差し込まれる。図７は胴部２２の横断面図である。胴部２２は、連結部２４から垂直に突出した４つの平板状の壁部２２２と、隣接する２つの壁部２２２を連結する４つの連結片２２４を有している。
【００４３】
胴部２２の隣接する２つの壁部２２２は、互いに間隔を空けて配置されており、連結部２４及び連結片２２４のみを介して連結されている。すなわち、図７に示されるように、胴部２２の角部（横断面における四隅）には、樹脂の壁部が形成されておらず、開口部２２６が設けられている。
【００４４】
従来のボビンは、開口部２２６を有さず、胴部の角部にも樹脂により壁部が形成されていた。従来のように、胴部の角部に壁部が形成されると、ボビン部材２０ａを射出成形する際の内側の金型と外側の金型との温度差等により、射出成形後に生じる角部の壁部の収縮量に内側と外側とで差が生じる。そのため、従来のボビンでは、壁部２２２に図７において矢印Ｃで示される方向の反りが発生していた。本発明の第１の実施形態に係るボビン部材２０ａでは、胴部２２の角部に開口部２２６を設けることにより、従来のボビンで発生していた反り（矢印Ｃ）が防止され、胴部２２を高い寸法精度で形成することが可能になっている。
【００４５】
また、上述のように、連結部２４の上部には、Ｘ軸方向に延びる補強部材３０が埋め込まれている。補強部材３０は、Ｘ軸（長さ方向の軸）回りにＬ字状に折り曲げられた板金部材であり、Ｙ軸及びＺ軸回りの曲げに対して高い剛性を有している。
【００４６】
連結部２４はＹ軸方向の寸法が薄いため、連結部２４に補強部材３０が埋め込まれていない従来のボビンでは、射出成形時の金型の温度差等により、連結部２４に図４において矢印Ｂで示されるようなＺ軸回りの反りが生じていた。本発明の第１の実施形態に係るボビン部材２０ａでは、連結部２４に補強部材３０が埋め込まれているため、このような反り（矢印Ｂ）が防止され、ボビン２０を高い寸法精度で形成することが可能になっている。更に、連結部２４の強度が向上し、優れた耐振動・耐衝撃性が得られる。
【００４７】
また、連結部２４の両端には、ボビン２０を放熱ケース５０にボルトで固定するための貫通穴を有する取り付け部３４が設けられている。取り付け部３４は、樹脂に埋め込まれずに外部に露出している。２つの取り付け部３４と補強部材３０とを複合して１部品にすることにより、部品点数の減少によりインサート成形の作業効率が向上すると共に、各部の相対的な位置精度及びボビン２０の取り付け強度が向上する。また、２つの取り付け部３４は同一平板上に形成されており、２つの取り付け部３４の間には折り曲げ加工がなされていない。この構成により、２つの取り付け部３４の相対的な位置精度を高くすることができる。
【００４８】
また、ボビン部材２０ａの胴部２２の壁部２２２には、外側面及び内側面に、それぞれＹ軸方向に延びるリブ２２２ａ及び２２２ｂが形成されている。リブ２２２ａ及び２２２ｂは、それぞれコイル１０の直線コイル部１２の内周面及びコア４０の直線コア部４５の外側面と当接して、それぞれ直線コイル部１２及び直線コア部４５を支持する。このように、壁部２２２の外側面及び内側面の全体ではなく、リブ２２２ａ及び２２２ｂのみで直線コイル部１２及び直線コア部４５と当接する構成により、安定した支持が可能になると共に、ボビン部材２０ａの成形に必要な樹脂量が削減され、軽量化、省資源化が達成される。なお、各壁部２２２の内側面には２つのリブ２２２ｂが形成されているのに対して、外側面にはリブ２２２ａが１つのみ形成されている。胴部２２内に収容される直線コア部４５は、外側面の平面度が高いため、Ｚ軸方向又はＸ軸方向の両端付近の２箇所で支持したときに安定した支持が得られる。これに対して、胴部２２が収容される直線コイル部１２は、平角エナメル線の曲げ加工により形成されるために内側面の平面度が低く、外側に凸の反りを有しているため、Ｚ軸方向又はＸ軸方向の中央部の１箇所で支持したときに安定な支持が得られる。
【００４９】
また、一般に分割コアを使用するボビン型コイル装置では、分割コアの組み立て工程において、ボビンが組み立て型として使用される。具体的には、先ず、一対の直線コイル部に両端から１対のボビン部材の胴部を差し込み、ボビンを組み立てる。次に、筒状のボビン胴部の中心軸（筒軸）を上下方向に向けて、一方のＣ型コアブロックの両端をボビンの２つの胴部内に下側から差し込む。次に、ギャップ面に接着剤を塗布したギャップ部材とＩ型コアブロックとを交互にボビンの胴部内に上側から落とし込んで積み重ねる。最後に、他方のＣ型コアブロックの両端をボビンの胴部内に上側から差し込み、更に上下のＣ型コアブロック間に接着圧を加えて保持することで、コアが組み立てられる。このような従来の分割コアの組み立て方法は、コアの分割数が多い場合には、コアを構成する多数の部材（コアブロック及びギャップ部材）を一度に組み立てる必要があるため、組み立て作業が難しいという問題があった。
【００５０】
本発明の第１の実施形態に係るボビン２０においては、上述のように、各ボビン部材２０ａの胴部２２の先端（連結部２４と反対側の端）には、４つの連結片２２４が四隅に形成されている。図８（ａ）にコイル１０、ボビン２０及びコア４０から構成されるリアクトル本体１ａの縦断面図を示す。図８（ｂ）は、図８（ａ）における領域Ａ（連結片２２４近傍）の拡大図ある。連結片２２４は、胴部２２の内周面よりも内側に突出しているため、Ｉ型コアブロック４４をボビン部材２０ａの連結部２４側から胴部２２内の奥まで差し込んでも、Ｉ型コアブロック４４は連結片２２４に引っ掛かり、胴部２２の先端から抜け落ちることがない。そのため、ボビン２０を組み立てる前に、各ボビン部材２０ａ内でコア４０を部分的に組み立てて接着固定することができるため、コア４０の組み立て作業を容易に行うことができる。
【００５１】
連結片２２４は、Ｙ軸方向から見て略Ｌ字状に形成された板状部分である。図１に示されるように、胴部２２先端の四隅に配置された連結片２２４の内側の縁は、略矩形板状のギャップ部材４７の外周の角部と略同じ形状を有しており、ギャップ部材４７が４つの連結片２２４により囲まれた空間に略隙間なく収容されるようになっている。
【００５２】
また、図８（ｂ）に示されるように、ギャップ部材４７が両側のＩ型コアブロック４４と密着して確実に接着されるよう、２つのボビン部材２０ａの連結片２２４の厚さｄ１の和は、ギャップ部材４７の厚さｄ２よりも小さく設定されている。
【００５３】
次に、リアクトル１を組み立てる手順を説明する。先ず、連結部２４を上に向けてボビン部材２０ａを保持し、Ｉ型コアブロック４４を連結部２４側から各胴部２２内に挿入する。次に、Ｉ型コアブロック４４の上面に接着剤を塗布し、その上にギャップ部材４６を重ねる。次に、Ｃ形コアブロック４２の両端面（ギャップ面）に接着剤を塗布して、Ｃ形コアブロック４２の両端を連結部２４からボビン部材２０ａの各胴部２２内に差し込む。これにより、コア４０の半分ずつが、各ボビン部材２０ａ内で組み立てられる。次に、一方のボビン部材２０ａの各胴部２２先端から露出したＩ型コアブロック４４のギャップ面に接着剤を塗布し、その上にギャップ部材４７を重ねる。このとき、ギャップ部材４７はボビン部材２０ａの４つの連結片２２４により側方から挟み込まれ、ギャップ面と平行な方向（ＺＸ平面内）で位置決めされる。次に、他方のボビン部材２０ａの各胴部２２先端に露出したＩ型コアブロック４４のギャップ面に接着剤を塗布して、ギャップ部材４７の露出面に重ね合わせる。この状態で接着圧を加えながら接着剤を硬化させると、コア４０全体が一体化し、リアクトル本体１ａが形成される。このようにして組み立てられたリアクトル本体１ａは、放熱ケース５０内に収容され、ボビン２０の取り付け部３４により放熱ケース５０にボルト７４で固定される。次いで、端子台６０が放熱ケース５０に取り付けられて、コイル１０のリード部１４が端子台６０のバスバー６２に溶接される。最後に、放熱ケース５０とリアクトル本体１ａとの隙間が充填剤（例えばエポキシやシリコーン等の樹脂）で充填されて、リアクトル１が完成する。
【００５４】
本実施形態では、リアクトル本体１ａの固定構造として、リアクトル本体１ａが取り付け金具（取り付け部３４）によって放熱ケース５０から浮いた状態で支持される所謂フローティング構造が採用されている。フローティング構造は、リアクトル本体１ａが放熱ケース５０に直接接触しないため、リアクトル本体１ａで発生する振動や騒音が放熱ケース５０に伝達され難いという利点を有する。一方、フローティング構造では、リアクトル本体１ａで発生した熱が、リアクトル本体１ａと放熱ケース５０との隙間に充填される充填剤を介して外部に放出されるため、十分な放熱性能を得るためには、リアクトル本体１ａと放熱ケース５０との隙間を、充填剤の流動に必要な最小隙間に設定する必要がある。従来の樹脂製ボビンでは、成形時に生じる歪みにより加工精度が低いため、最小隙間を確保するために隙間の設定値に大きなマージンを設ける必要があり、フローティング構造の実現に必要な所定値以下の隙間を設定することが不可能であったが、上述した本発明の実施形態に係るボビン２０では、開口部２２６及び／又は補強部材４０を設けることにより、加工精度が向上し、フローティング構造に必要な所定値以下に隙間を設定することが可能になる。
【００５５】
なお、上記の実施形態においては、直線コア部４５を構成する２つのＩ型コアブロック４４の間にギャップを形成するために、ギャップ部材４７が用いられているが、ギャップ部材４７を使用せずにエアギャップを設けてもよい。
【００５６】
（変形例）
また、ギャップ部材をボビン部材と一体に樹脂で形成してもよい。図９は、連結片にギャップ部材の機能を与えた本発明の実施形態の変形例であるボビン部材１２０ａの正面図である。ボビン部材１２０ａの４つの壁部１２２２は、先端において略矩形平板状の連結片１２２４によって連結されている。連結片１２２４は、第１の実施形態における連結片２２４とギャップ部材４７の機能を併せ持つ。また、変形例の連結片１２２４は第１の実施形態の連結片２２４よりも幅が広いために剛性が高く、また各壁部１２２２との接続面積も広いため、本変形例の胴部１２２の剛性は第１の実施形態よりも高くなっている。また、ギャップ部材と連結片とを複合することにより部品点数が削減され、部品コストが削減されると共に、組み立て作業がより効率化される。
【００５７】
（第２実施形態）
上述した第１の実施形態では、ボビン２０は、一対の同一形状のボビン部材２０ａから構成されており、一対のボビン部材２０ａを組み立てると、各ボビン部材２０ａの連結片２２４が胴部２２の筒軸方向（Ｙ軸方向）に重なり合う（図８（ｂ）参照）。そのため、ギャップ部材４７を両側のＩ型コアブロック４４と密着させて正確なギャップ幅を設けるためには、各ボビン部材２０ａの連結片２２４の厚さｄ１の和を、ギャップ部材４７の厚さｄ２よりも小さくする必要がある。以下に説明する第２の実施形態に係るボビン３２０は、ボビン部材を組み立てたときに各ボビン部材の連結片がＹ軸方向に重ならないように、連結片の形状が異なる２種類のボビン部材３２１、３２２から構成されている。なお、第２の実施形態は、ボビン部材３２１、３２２の連結片３２１ｃ、３２２ｃ（ストッパ部）及びギャップ部材３４７の形状及び配置を除いては、第１の実施形態と同様の構成を有している。以下の説明においては、第１の実施形態と共通する構成については、詳しい説明は省略する。
【００５８】
図１０及び図１１は、それぞれボビン部材３２１及びボビン部材３２２を胴部３２１ａ、３２２ａの先端側（ギャップ部材３４７が配置される側）から見た正面図である。また、図１２（ａ）は、ギャップ部材３４７を介してボビン部材３２１、３２２を重ねた状態をボビン部材３２１の基端側（連結部側）から見た図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。各胴部３２１ａ及び３２２ａの先端の四隅には、各胴部３２１ａ、３２２ａの隣り合う壁部を斜めに連結する長板状の連結片３２１ｃ及び３２２ｃがそれぞれ形成されている。ボビン部材３２１の連結片３２１ｃは、ボビン部材３２２の連結片３２２ｃよりも長く、また連結片３２２ｃよりも胴部３２１ａの中心軸（筒軸）寄りに配置されている。そのため、連結片３２１ｃと連結片３２１ｃが連結する胴部３２１ａの２つの壁部とで囲まれた比較的に広い空間３２１Ｓが形成される。図１２に示されるように、ボビン部材３２１とボビン部材３２２を重ね合わせると、空間３２１Ｓにはボビン部材３２２の連結片３２２ｃが収容されるようになっている。この構成により、連結片３２１ｃ及び連結片３２２ｃの厚さをギャップ部材３４７の厚さ以下に形成すれば、ボビン部材３２１とボビン部材３２２とを重ね合わせた際に、連結片３２１ｃと連結片３２２ｃが互いに干渉することはない（すなわち、連結片３２１ｃと連結片３２２ｃのＹ軸方向の投影が重なることが無い）。従って、連結片３２１ｃ及び連結片３２２ｃを十分に厚く形成することができるため、組み立て作業中に連結片３２１ｃ及び３２２ｃが破損することが防止される。また、胴部３２１ａ、３２２ａの剛性を向上させることができる。
【００５９】
また、ギャップ部材３４７が配置される胴部３２１ａ、３２２ａの先端には、四隅に連結片３２１ｃ、３２２ｃが設けられているため、第１の実施形態のような長方形状のギャップ部材４７を配置することができない。そこで、第２の実施形態では、連結片３２１ｃ、３２２ｃと干渉しないように、長方形の四隅を斜め４５°に切り落とした形状のギャップ部材先端が使用される。
【００６０】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施の形態は、上記に説明したものに限定されず、特許請求の範囲の記載により表現された技術的思想の範囲内で任意に変更することができる。
【００６１】
例えば、上記の実施形態では、連結片２２４がボビン部材２０ａの胴部２２の先端部に設けられているが、連結片２２４を胴部２２の長さ方向（Ｙ方向）の中途に設けてもよい。また、上記の実施形態では、連結片２２４は樹脂から形成されているが、インサート成形により金属部材（例えば隣接する壁部を連絡するワイヤ）を埋め込むことで連結片を設けてもよい。また、胴部２２には必ずしも連結片２２４を設けなくてもよい。
【００６２】
また、上記の実施形態では、補強部材４０がボルト固定用の取り付け部３４を有しているが、例えばコア及び／又はコイルを放熱ケースに接触させる構造（メタルタッチ構造）では補強部材４０に取り付け部３４を設ける必要は無い。
【００６３】
また、上記の実施形態では、リアクトル１は、ベース（底板）と４面の側壁を有する略箱形のケース５０に固定されているが、例えば側壁を有しないベースにリアクトル１を固定してもよい。
【００６４】
また、上記の実施形態のリアクトル１のコイル１０は、２つの直線コイル部１２を有しているが、直線コイル部の数はこれに限定されず、３つ以上の直線コイル部を有するコイル装置にも本発明を適用することができる。また、開口部２２６については、１つ以上の直線コイル部を有するコイル装置に適用することができる。
【００６５】
また、上記の実施形態は、本発明をリアクトルに適用した例であるが、本発明はリアクトルに限定されず、他の種類のコイル装置（例えば変圧器）に適用することもできる。
【符号の説明】
【００６６】
１ リアクトル
１０ コイル
２０ ボビン
３０ 補強部材
４０ コア
５０ 放熱ケース
６０ 端子台
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂から形成されたコイル装置用ボビンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車の駆動システム等で使用される大容量のコイル装置（例えばリアクトル）の多くには、例えば特許文献１に記載されているようなボビンが使用されている。コイル装置用のボビンは、コアとコイルとの間に介在して、両者を電気的に絶縁する部材であり、一般に樹脂の射出成形によって製造される。また、ボビンは、コアや放熱ケースに対してコイルを位置決めする機能も有している。
【０００３】
大容量のコイル装置では、一般にコイルと放熱ケースとの隙間には、コイルの熱を効率的に放熱ケースへ伝達させるために充填剤が充填される。充填剤で隙間を確実に充填するためには、充填剤の流動に必要な最小隙間以上の大きさの隙間を確保する必要がある。一方で、充填剤の層が厚くなると、放熱特性が低下し、コイルやコアの温度が上昇するため、コイル装置の電磁特性が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−９８２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、樹脂の射出成形により形成されたボビンには、射出成形時の内側の金型と外側の金型との温度差等により、反り等の比較的に大きな歪みが生じる。従って、従来のボビン型コイル装置は、このようなボビンの歪みのため、放熱ケースに対するコイルの位置決め精度が低く、すなわち、放熱ケースとコイルとの隙間のバラツキが大きかった。隙間の設定値は、隙間を狭くする方向の最大誤差が生じたときでも充填剤の流動に必要な最小隙間が確保されるように、最小隙間にバラツキ分のマージンを乗せた値に設定される。従来のボビン型コイル装置では、ボビンの寸法精度が低いため、隙間の設定値に加えるマージンを大きく取る必要があり、隙間の設定値が大きなものとなっていた。そのため、コイルから放熱ケースへの熱の伝達速度が低く、コイルに熱が蓄積して温度が上昇するため、コイル装置の電磁的性能が低くなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、コアとコイルとを絶縁する、樹脂から形成されたコイル装置用ボビンであって、互いに筒軸を平行にして並べられた、コイル内に差し込まれる、複数の筒状の胴部と、複数の胴部の一端を連結する連結部とを備え、連結部には該連結部の連結方向における略全長に亘って延びる、連結部の歪みによる複数の胴部間の配置の誤差を防止する補強部材が埋め込まれている、コイル装置用ボビンが提供される。
【０００７】
この構成によれば、補強部材を備えることにより、成形後の樹脂の収縮等により連結部に反り等の歪みが生じることが防止される。これにより、コイル装置組み立て後の胴部の位置精度が向上し、その結果としてコイルの位置精度も向上する。
【０００８】
コイル装置用ボビンが、射出成形によって形成され、補強部材がインサート成形により連結部に埋め込まれた構成としてもよい。
【０００９】
この構成により、補強部材の取り付け作業が不要になり、少ない作業量で補強部材を組み込むことができる。また、ボビンの構造材である樹脂が補強部材と密着するため、強度も向上する。
【００１０】
補強部材が、連結方向から見てＬ字に折り曲げられた板金部材である構成としてもよい。
【００１１】
この構成により、安価で、尚且つ高い剛性の補強部材が得られる。
【００１２】
補強部材が、ボビンをコイル装置のベースに取り付けるための取付部を有する構成としてもよい。
【００１３】
このように、補強部材と固定部とを一体形成することにより、固定部の取り付け強度が向上すると共に、固定部の取り付け位置精度も向上する。
【００１４】
複数の胴部の一端同士及び他端同士をそれぞれ連結する一対の連結部を備え、連結部は、胴部の外周面と垂直に設けられた、コイルを挟み込むフランジ部をそれぞれ有し、複数の胴部の筒軸方向中途において２分割されており、補強部材の一部がフランジ部内に埋め込まれている構成としてもよい。
【００１５】
この構成により、コイルから比較的に大きな重量を受けるフランジ部の強度を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明の実施形態によれば、コアとコイルとを絶縁する、樹脂から形成されたコイル装置用ボビンであって、互いに離間し筒軸を挟んで対向する２対の板状の壁部を備えた、コイル内に収容される略筒状の胴部と、胴部の２対の壁部を連結する連結部とを備え、連結部は略矩形の開口を有し、胴部の２対の壁部は、筒軸方向の一端において、開口の縁部にそれぞれ接続されている、コイル装置用ボビンが提供される。
【００１７】
この構成によれば、胴部を構成する壁部が、互いに離間して形成されており、コイル内に収容される胴部の四隅（コイルの内周面がコアの外周面に最も接近する箇所）に壁部が形成されない。そのため、より小さなサイズのコイルを使用することが可能になる。
【００１８】
壁部の隣接する２つ同士を連結する連結片を更に備える構成であってもよい。
【００１９】
この構成によれば、ボビンの加工時に生じる胴部の反り等の歪みを防止することができる。また、胴部の強度が向上する。
【００２０】
連結片が、筒軸方向の他端において、壁部の隣接する２つ同士を連結するように構成されてもよい。
【００２１】
この構成によれば、壁部の他端の剛性が向上する。また、この構成によれば、連結片の設計の自由度が高まる。
【００２２】
連結片は、胴部の内周面よりも内側に突出して形成され、コアが胴部内に一端からに差し込まれたときに胴部の他端からコアが抜け落ちるのを阻止する構成としてもよい。
【００２３】
この構成によれば、ボビン内でコアを組み立てる作業が容易になる。
【００２４】
連結片の筒軸方向の厚さが、コアに形成されるギャップの厚さの半分以下である構成としてもよい。
【００２５】
この構成によれば、２つのボビンを組み合わせてボビンセットとして使用する場合に、連結片同士が重なり合うことでコアのギャップ厚が拡がってしまうことが防止される。
【００２６】
連結片は、胴部の他端を略塞ぐ構成としてもよい。
【００２７】
この構成によれば、連結片はギャップ部材として機能する。このように連結片とギャップ部材を複合させることで、部品点数が削減され、コイル装置の組み立て性が向上する。
【００２８】
本発明の実施形態によれば、それぞれ上記のコイル装置用ボビンである第１及び第２のボビンを組み合わせたボビンセットにおいて、第１及び第２のボビンの連結片が、第１及び第２のボビンを胴部の他端同士で突き合わせたときの筒軸方向の投影が互いに重ならないように形成されたボビンセットが提供される。
【００２９】
この構成によれば、連結片の厚さをコアのギャップ厚以下まで厚くすることができ、胴部の剛性が向上する。
【００３０】
第１及び第２のボビンを胴部の他端同士で突き合わせたとき、第１のボビンの連結片と、該連結片で連結された壁部の隣接する２つとで囲まれた空間に、第２のボビンの連結片が収容されるように構成されてもよい。
【００３１】
この構成によれば、ギャップ部材を配置するスペースを広く確保しつつ、胴部に高い剛性を与えることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の実施形態の構成により、歪みの少ないコイル装置用ボビンが提供される。このコイル装置用ボビンを使用することにより、放熱性能に優れ、その結果として電磁的性能に優れたボビン型コイル装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るリアクトルの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るリアクトルの分解図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るボビン部材の斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るボビン部材の平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るボビン部材の正面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る補強部材の斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るボビン部材の胴部の横断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るリアクトル本体の縦断面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の変形例に係るボビン部材の正面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る一方のボビン部材の正面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る他方のボビン部材の正面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る２つのボビン部材を組み合わせた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係るリアクトル１の斜視図であり、図２はその分解図である。なお、以下の説明において、図１及び図２における左上側から右下側に向かう方向を奥行き方向（Ｘ軸正方向）、左下側から右上側に向かう方向を幅方向（Ｙ軸正方向）、下側から上側に向かう方向を高さ方向（Ｚ軸正方向）と定義する。
【００３５】
図１及び図２に示すように、リアクトル１は、コイル１０、ボビン２０、コア４０、放熱ケース５０及び端子台６０を備えている。コイル１０、ボビン２０及びコア４０によりリアクトル本体が構成される。リアクトル本体は放熱ケース５０内に収容され、ボルト７２により放熱ケース５０に固定される。
【００３６】
コイル１０は、平角エナメル線から形成された２つの直線コイル部１２を平行に並べて、一端（Ｙ軸負方向の端）同士を連結したものである。直線コイル部１２は、平角エナメル線を一巻き当たり４箇所で直角に折り曲げて、矩形状に巻いたものである。後述するように、直線コイル部１２にはボビン２０の胴部２２（図３）が差し込まれ、ボビン２０を介して放熱ケース５０に固定される。また、各直線コイル部１２の他端からはリード部１４がＹ軸正方向へ延び、各リード部１４は端子台６０のバスバー６２に溶接される。端子台６０は、ボルト７４により放熱ケース５０に取り付けられる。
【００３７】
コア４０は、Ｙ軸方向に長い略Ｏ字状のリングコアが、Ｙ軸に垂直な３平面により６つのコアブロック４２、４４に分割され、分割部にギャップが設けられた分割コア（ギャップコア）である。具体的には、コア４０は、２つのＣ形コアブロック４２、４つのＩ型コアブロック４４及び６つのギャップ部材４６、４７から構成される。Ｃ形コアブロック４２及びＩ型コアブロック４４は、それぞれ略Ｃ字状及び略Ｉ字状（略直方体状）に形成された積層ケイ素鋼板磁心であり、ギャップ部材４６、４７は所定の厚さを有する非磁性体（例えば、アルミナ等の各種セラミックスや樹脂）の板材である。なお、各コアブロック４２、４４の種類は積層ケイ素鋼板磁心に限定されず、圧粉磁心やフェライト磁心であってもよい。
【００３８】
Ｃ形コアブロック４２及びＩ型コアブロック４４の両端には、平らなギャップ面が形成されている。各コアブロック４２、４４は、ギャップ面をＹ軸と直交する方向に向けて、Ｙ軸方向に並べられている。２つのＣ形コアブロック４２は、各ギャップ面がそれぞれ対向するように、間隔を空けて配置されている。また、２つのＣ形コアブロック４２の間には、２対のＩ型コアブロック４４が２列に配列されている。このようにして略Ｏ字形に配列された６つのコアブロック４２、４４は、ギャップ部材４６、４７を介して接着剤で貼り合わされている。Ｙ軸方向に２列に並べられたＩ型コアブロック４４は、コア４０の２つの直線コア部４５を構成する。２つの直線コア部４５は、ボビン２０の２つの胴部２２（後述）を介して、コイル１０の２つの直線コイル部１２内にそれぞれ収容される。コア４０も、ボビン２０を介して放熱ケース５０に固定される。
【００３９】
放熱ケース５０は、熱伝導性が良好で軽量な金属（例えばアルミニウム合金）から形成された略箱形の部材であり、リアクトル本体（コイル１０、ボビン２０及びコア４０）を収容する。
【００４０】
次に、本発明の第１の実施形態に係るボビン２０の構成を説明する。ボビン２０は、１対のボビン部材２０ａから構成される。図３、４及び５は、それぞれ一方のボビン部材２０ａの斜視図、平面図、及び先端側から見た正面図である。ボビン部材２０ａは、電気絶縁性及び耐熱性を有する樹脂（例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ））の射出成形により形成された部材である。また、ボビン部材２０ａには、インサート成形により、補強部材３０が埋め込まれている。図６は補強部材３０の斜視図である。
【００４１】
ボビン部材２０ａは、平行に配置された２つの略筒状の胴部２２と、各胴部２２の一端同士を連結する枠状の連結部２４を有している。連結部２４には、直線コイル部１２の軸（Ｙ軸）と垂直な平板状のフランジ部２４２が設けられている。コイル１０は、１対のボビン部材２０ａのフランジ部２４２によりＹ軸方向両側から挟みこまれて、保持される。
【００４２】
胴部２２の内部にはコア４０の直線コア部４５が収容される。また、各胴部２２は、コイル１０の２つの直線コイル部１２内にそれぞれ差し込まれる。図７は胴部２２の横断面図である。胴部２２は、連結部２４から垂直に突出した４つの平板状の壁部２２２と、隣接する２つの壁部２２２を連結する４つの連結片２２４を有している。
【００４３】
胴部２２の隣接する２つの壁部２２２は、互いに間隔を空けて配置されており、連結部２４及び連結片２２４のみを介して連結されている。すなわち、図７に示されるように、胴部２２の角部（横断面における四隅）には、樹脂の壁部が形成されておらず、開口部２２６が設けられている。
【００４４】
従来のボビンは、開口部２２６を有さず、胴部の角部にも樹脂により壁部が形成されていた。従来のように、胴部の角部に壁部が形成されると、ボビン部材２０ａを射出成形する際の内側の金型と外側の金型との温度差等により、射出成形後に生じる角部の壁部の収縮量に内側と外側とで差が生じる。そのため、従来のボビンでは、壁部２２２に図７において矢印Ｃで示される方向の反りが発生していた。本発明の第１の実施形態に係るボビン部材２０ａでは、胴部２２の角部に開口部２２６を設けることにより、従来のボビンで発生していた反り（矢印Ｃ）が防止され、胴部２２を高い寸法精度で形成することが可能になっている。
【００４５】
また、上述のように、連結部２４の上部には、Ｘ軸方向に延びる補強部材３０が埋め込まれている。補強部材３０は、Ｘ軸（長さ方向の軸）回りにＬ字状に折り曲げられた板金部材であり、Ｙ軸及びＺ軸回りの曲げに対して高い剛性を有している。
【００４６】
連結部２４はＹ軸方向の寸法が薄いため、連結部２４に補強部材３０が埋め込まれていない従来のボビンでは、射出成形時の金型の温度差等により、連結部２４に図４において矢印Ｂで示されるようなＺ軸回りの反りが生じていた。本発明の第１の実施形態に係るボビン部材２０ａでは、連結部２４に補強部材３０が埋め込まれているため、このような反り（矢印Ｂ）が防止され、ボビン２０を高い寸法精度で形成することが可能になっている。更に、連結部２４の強度が向上し、優れた耐振動・耐衝撃性が得られる。
【００４７】
また、連結部２４の両端には、ボビン２０を放熱ケース５０にボルトで固定するための貫通穴を有する取り付け部３４が設けられている。取り付け部３４は、樹脂に埋め込まれずに外部に露出している。２つの取り付け部３４と補強部材３０とを複合して１部品にすることにより、部品点数の減少によりインサート成形の作業効率が向上すると共に、各部の相対的な位置精度及びボビン２０の取り付け強度が向上する。また、２つの取り付け部３４は同一平板上に形成されており、２つの取り付け部３４の間には折り曲げ加工がなされていない。この構成により、２つの取り付け部３４の相対的な位置精度を高くすることができる。
【００４８】
また、ボビン部材２０ａの胴部２２の壁部２２２には、外側面及び内側面に、それぞれＹ軸方向に延びるリブ２２２ａ及び２２２ｂが形成されている。リブ２２２ａ及び２２２ｂは、それぞれコイル１０の直線コイル部１２の内周面及びコア４０の直線コア部４５の外側面と当接して、それぞれ直線コイル部１２及び直線コア部４５を支持する。このように、壁部２２２の外側面及び内側面の全体ではなく、リブ２２２ａ及び２２２ｂのみで直線コイル部１２及び直線コア部４５と当接する構成により、安定した支持が可能になると共に、ボビン部材２０ａの成形に必要な樹脂量が削減され、軽量化、省資源化が達成される。なお、各壁部２２２の内側面には２つのリブ２２２ｂが形成されているのに対して、外側面にはリブ２２２ａが１つのみ形成されている。胴部２２内に収容される直線コア部４５は、外側面の平面度が高いため、Ｚ軸方向又はＸ軸方向の両端付近の２箇所で支持したときに安定した支持が得られる。これに対して、胴部２２が収容される直線コイル部１２は、平角エナメル線の曲げ加工により形成されるために内側面の平面度が低く、外側に凸の反りを有しているため、Ｚ軸方向又はＸ軸方向の中央部の１箇所で支持したときに安定な支持が得られる。
【００４９】
また、一般に分割コアを使用するボビン型コイル装置では、分割コアの組み立て工程において、ボビンが組み立て型として使用される。具体的には、先ず、一対の直線コイル部に両端から１対のボビン部材の胴部を差し込み、ボビンを組み立てる。次に、筒状のボビン胴部の中心軸（筒軸）を上下方向に向けて、一方のＣ型コアブロックの両端をボビンの２つの胴部内に下側から差し込む。次に、ギャップ面に接着剤を塗布したギャップ部材とＩ型コアブロックとを交互にボビンの胴部内に上側から落とし込んで積み重ねる。最後に、他方のＣ型コアブロックの両端をボビンの胴部内に上側から差し込み、更に上下のＣ型コアブロック間に接着圧を加えて保持することで、コアが組み立てられる。このような従来の分割コアの組み立て方法は、コアの分割数が多い場合には、コアを構成する多数の部材（コアブロック及びギャップ部材）を一度に組み立てる必要があるため、組み立て作業が難しいという問題があった。
【００５０】
本発明の第１の実施形態に係るボビン２０においては、上述のように、各ボビン部材２０ａの胴部２２の先端（連結部２４と反対側の端）には、４つの連結片２２４が四隅に形成されている。図８（ａ）にコイル１０、ボビン２０及びコア４０から構成されるリアクトル本体１ａの縦断面図を示す。図８（ｂ）は、図８（ａ）における領域Ａ（連結片２２４近傍）の拡大図ある。連結片２２４は、胴部２２の内周面よりも内側に突出しているため、Ｉ型コアブロック４４をボビン部材２０ａの連結部２４側から胴部２２内の奥まで差し込んでも、Ｉ型コアブロック４４は連結片２２４に引っ掛かり、胴部２２の先端から抜け落ちることがない。そのため、ボビン２０を組み立てる前に、各ボビン部材２０ａ内でコア４０を部分的に組み立てて接着固定することができるため、コア４０の組み立て作業を容易に行うことができる。
【００５１】
連結片２２４は、Ｙ軸方向から見て略Ｌ字状に形成された板状部分である。図１に示されるように、胴部２２先端の四隅に配置された連結片２２４の内側の縁は、略矩形板状のギャップ部材４７の外周の角部と略同じ形状を有しており、ギャップ部材４７が４つの連結片２２４により囲まれた空間に略隙間なく収容されるようになっている。
【００５２】
また、図８（ｂ）に示されるように、ギャップ部材４７が両側のＩ型コアブロック４４と密着して確実に接着されるよう、２つのボビン部材２０ａの連結片２２４の厚さｄ１の和は、ギャップ部材４７の厚さｄ２よりも小さく設定されている。
【００５３】
次に、リアクトル１を組み立てる手順を説明する。先ず、連結部２４を上に向けてボビン部材２０ａを保持し、Ｉ型コアブロック４４を連結部２４側から各胴部２２内に挿入する。次に、Ｉ型コアブロック４４の上面に接着剤を塗布し、その上にギャップ部材４６を重ねる。次に、Ｃ形コアブロック４２の両端面（ギャップ面）に接着剤を塗布して、Ｃ形コアブロック４２の両端を連結部２４からボビン部材２０ａの各胴部２２内に差し込む。これにより、コア４０の半分ずつが、各ボビン部材２０ａ内で組み立てられる。次に、一方のボビン部材２０ａの各胴部２２先端から露出したＩ型コアブロック４４のギャップ面に接着剤を塗布し、その上にギャップ部材４７を重ねる。このとき、ギャップ部材４７はボビン部材２０ａの４つの連結片２２４により側方から挟み込まれ、ギャップ面と平行な方向（ＺＸ平面内）で位置決めされる。次に、他方のボビン部材２０ａの各胴部２２先端に露出したＩ型コアブロック４４のギャップ面に接着剤を塗布して、ギャップ部材４７の露出面に重ね合わせる。この状態で接着圧を加えながら接着剤を硬化させると、コア４０全体が一体化し、リアクトル本体１ａが形成される。このようにして組み立てられたリアクトル本体１ａは、放熱ケース５０内に収容され、ボビン２０の取り付け部３４により放熱ケース５０にボルト７４で固定される。次いで、端子台６０が放熱ケース５０に取り付けられて、コイル１０のリード部１４が端子台６０のバスバー６２に溶接される。最後に、放熱ケース５０とリアクトル本体１ａとの隙間が充填剤（例えばエポキシやシリコーン等の樹脂）で充填されて、リアクトル１が完成する。
【００５４】
本実施形態では、リアクトル本体１ａの固定構造として、リアクトル本体１ａが取り付け金具（取り付け部３４）によって放熱ケース５０から浮いた状態で支持される所謂フローティング構造が採用されている。フローティング構造は、リアクトル本体１ａが放熱ケース５０に直接接触しないため、リアクトル本体１ａで発生する振動や騒音が放熱ケース５０に伝達され難いという利点を有する。一方、フローティング構造では、リアクトル本体１ａで発生した熱が、リアクトル本体１ａと放熱ケース５０との隙間に充填される充填剤を介して外部に放出されるため、十分な放熱性能を得るためには、リアクトル本体１ａと放熱ケース５０との隙間を、充填剤の流動に必要な最小隙間に設定する必要がある。従来の樹脂製ボビンでは、成形時に生じる歪みにより加工精度が低いため、最小隙間を確保するために隙間の設定値に大きなマージンを設ける必要があり、フローティング構造の実現に必要な所定値以下の隙間を設定することが不可能であったが、上述した本発明の実施形態に係るボビン２０では、開口部２２６及び／又は補強部材４０を設けることにより、加工精度が向上し、フローティング構造に必要な所定値以下に隙間を設定することが可能になる。
【００５５】
なお、上記の実施形態においては、直線コア部４５を構成する２つのＩ型コアブロック４４の間にギャップを形成するために、ギャップ部材４７が用いられているが、ギャップ部材４７を使用せずにエアギャップを設けてもよい。
【００５６】
（変形例）
また、ギャップ部材をボビン部材と一体に樹脂で形成してもよい。図９は、連結片にギャップ部材の機能を与えた本発明の実施形態の変形例であるボビン部材１２０ａの正面図である。ボビン部材１２０ａの４つの壁部１２２２は、先端において略矩形平板状の連結片１２２４によって連結されている。連結片１２２４は、第１の実施形態における連結片２２４とギャップ部材４７の機能を併せ持つ。また、変形例の連結片１２２４は第１の実施形態の連結片２２４よりも幅が広いために剛性が高く、また各壁部１２２２との接続面積も広いため、本変形例の胴部１２２の剛性は第１の実施形態よりも高くなっている。また、ギャップ部材と連結片とを複合することにより部品点数が削減され、部品コストが削減されると共に、組み立て作業がより効率化される。
【００５７】
（第２実施形態）
上述した第１の実施形態では、ボビン２０は、一対の同一形状のボビン部材２０ａから構成されており、一対のボビン部材２０ａを組み立てると、各ボビン部材２０ａの連結片２２４が胴部２２の筒軸方向（Ｙ軸方向）に重なり合う（図８（ｂ）参照）。そのため、ギャップ部材４７を両側のＩ型コアブロック４４と密着させて正確なギャップ幅を設けるためには、各ボビン部材２０ａの連結片２２４の厚さｄ１の和を、ギャップ部材４７の厚さｄ２よりも小さくする必要がある。以下に説明する第２の実施形態に係るボビン３２０は、ボビン部材を組み立てたときに各ボビン部材の連結片がＹ軸方向に重ならないように、連結片の形状が異なる２種類のボビン部材３２１、３２２から構成されている。なお、第２の実施形態は、ボビン部材３２１、３２２の連結片３２１ｃ、３２２ｃ（ストッパ部）及びギャップ部材３４７の形状及び配置を除いては、第１の実施形態と同様の構成を有している。以下の説明においては、第１の実施形態と共通する構成については、詳しい説明は省略する。
【００５８】
図１０及び図１１は、それぞれボビン部材３２１及びボビン部材３２２を胴部３２１ａ、３２２ａの先端側（ギャップ部材３４７が配置される側）から見た正面図である。また、図１２（ａ）は、ギャップ部材３４７を介してボビン部材３２１、３２２を重ねた状態をボビン部材３２１の基端側（連結部側）から見た図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。各胴部３２１ａ及び３２２ａの先端の四隅には、各胴部３２１ａ、３２２ａの隣り合う壁部を斜めに連結する長板状の連結片３２１ｃ及び３２２ｃがそれぞれ形成されている。ボビン部材３２１の連結片３２１ｃは、ボビン部材３２２の連結片３２２ｃよりも長く、また連結片３２２ｃよりも胴部３２１ａの中心軸（筒軸）寄りに配置されている。そのため、連結片３２１ｃと連結片３２１ｃが連結する胴部３２１ａの２つの壁部とで囲まれた比較的に広い空間３２１Ｓが形成される。図１２に示されるように、ボビン部材３２１とボビン部材３２２を重ね合わせると、空間３２１Ｓにはボビン部材３２２の連結片３２２ｃが収容されるようになっている。この構成により、連結片３２１ｃ及び連結片３２２ｃの厚さをギャップ部材３４７の厚さ以下に形成すれば、ボビン部材３２１とボビン部材３２２とを重ね合わせた際に、連結片３２１ｃと連結片３２２ｃが互いに干渉することはない（すなわち、連結片３２１ｃと連結片３２２ｃのＹ軸方向の投影が重なることが無い）。従って、連結片３２１ｃ及び連結片３２２ｃを十分に厚く形成することができるため、組み立て作業中に連結片３２１ｃ及び３２２ｃが破損することが防止される。また、胴部３２１ａ、３２２ａの剛性を向上させることができる。
【００５９】
また、ギャップ部材３４７が配置される胴部３２１ａ、３２２ａの先端には、四隅に連結片３２１ｃ、３２２ｃが設けられているため、第１の実施形態のような長方形状のギャップ部材４７を配置することができない。そこで、第２の実施形態では、連結片３２１ｃ、３２２ｃと干渉しないように、長方形の四隅を斜め４５°に切り落とした形状のギャップ部材先端が使用される。
【００６０】
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施の形態は、上記に説明したものに限定されず、特許請求の範囲の記載により表現された技術的思想の範囲内で任意に変更することができる。
【００６１】
例えば、上記の実施形態では、連結片２２４がボビン部材２０ａの胴部２２の先端部に設けられているが、連結片２２４を胴部２２の長さ方向（Ｙ方向）の中途に設けてもよい。また、上記の実施形態では、連結片２２４は樹脂から形成されているが、インサート成形により金属部材（例えば隣接する壁部を連絡するワイヤ）を埋め込むことで連結片を設けてもよい。また、胴部２２には必ずしも連結片２２４を設けなくてもよい。
【００６２】
また、上記の実施形態では、補強部材４０がボルト固定用の取り付け部３４を有しているが、例えばコア及び／又はコイルを放熱ケースに接触させる構造（メタルタッチ構造）では補強部材４０に取り付け部３４を設ける必要は無い。
【００６３】
また、上記の実施形態では、リアクトル１は、ベース（底板）と４面の側壁を有する略箱形のケース５０に固定されているが、例えば側壁を有しないベースにリアクトル１を固定してもよい。
【００６４】
また、上記の実施形態のリアクトル１のコイル１０は、２つの直線コイル部１２を有しているが、直線コイル部の数はこれに限定されず、３つ以上の直線コイル部を有するコイル装置にも本発明を適用することができる。また、開口部２２６については、１つ以上の直線コイル部を有するコイル装置に適用することができる。
【００６５】
また、上記の実施形態は、本発明をリアクトルに適用した例であるが、本発明はリアクトルに限定されず、他の種類のコイル装置（例えば変圧器）に適用することもできる。
【符号の説明】
【００６６】
１ リアクトル
１０ コイル
２０ ボビン
３０ 補強部材
４０ コア
５０ 放熱ケース
６０ 端子台
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアとコイルとを絶縁する、樹脂から形成されたコイル装置用ボビンであって、
互いに筒軸を平行にして並べられた、前記コイル内に差し込まれる、複数の筒状の胴部と、
前記複数の胴部の一端を連結する連結部と
を備え、
前記連結部には、該連結部の連結方向における略全長に亘って延びる、該連結部の歪みによる前記複数の胴部間の配置の誤差を防止する補強部材が埋め込まれている、コイル装置用ボビン。
【請求項２】
前記コイル装置用ボビンが射出成形によって形成され、
前記補強部材がインサート成形により前記連結部に埋め込まれた、ことを特徴とする請求項１に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項３】
前記補強部材が、連結方向から見てＬ字に折り曲げられた板金部材である、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項４】
前記補強部材が、前記ボビンをコイル装置のベースに取り付けるための取付部を有する、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項５】
前記複数の胴部の一端同士及び他端同士をそれぞれ連結する一対の連結部を備え、
前記一対の連結部は、前記胴部の外周面と垂直に設けられた、前記コイルを挟み込むフランジ部をそれぞれ有し、
前記複数の胴部の筒軸方向中途において２分割されており、
前記補強部材の一部が前記フランジ部内に埋め込まれている、ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項６】
コアとコイルとを絶縁する、樹脂から形成されたコイル装置用ボビンであって、
互いに離間し筒軸を挟んで対向する２対の板状の壁部を備えた、前記コイル内に収容される略筒状の胴部と、
前記胴部の２対の壁部を連結する連結部と
を備え、
前記連結部は略矩形の開口を有し、前記胴部の２対の壁部は、前記筒軸方向の一端において、該開口の縁部にそれぞれ接続されている、ことを特徴とするコイル装置用ボビン。
【請求項７】
前記壁部の隣接する２つ同士を連結する連結片を更に備える
、ことを特徴とする請求項６に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項８】
前記連結片が、前記筒軸方向の他端において、前記壁部の隣接する２つ同士を連結する、ことを特徴とする請求項７に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項９】
前記連結片は、前記胴部の内周面よりも内側に突出して形成され、前記コアが前記胴部内に一端からに差し込まれたときに該胴部の他端から該コアが抜け落ちるのを阻止する、ことを特徴とする請求項８に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項１０】
前記連結片の前記筒軸方向の厚さが、前記コアに形成されるギャップの厚さの半分以下である、ことを特徴とする請求項９に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項１１】
前記連結片は、前記胴部の他端を略塞ぐことを特徴とする、請求項９又は請求項１０に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項１２】
それぞれ請求項８又は請求項９に記載のコイル装置用ボビンである第１及び第２のボビンを組み合わせたボビンセットにおいて、
前記第１及び第２のボビンの連結片が、該第１及び第２のボビンを前記胴部の他端同士で突き合わせたときの前記筒軸方向の投影が互いに重ならないように形成されている、ことを特徴とするボビンセット。
【請求項１３】
前記第１及び第２のボビンを前記胴部の他端同士で突き合わせたとき、前記第１のボビンの連結片と、該連結片で連結された前記壁部の隣接する２つとで囲まれた空間に、前記第２のボビンの連結片が収容される、ことを特徴とする請求項１２に記載のボビンセット。
【請求項１】
コアとコイルとを絶縁する、樹脂から形成されたコイル装置用ボビンであって、
互いに筒軸を平行にして並べられた、前記コイル内に差し込まれる、複数の筒状の胴部と、
前記複数の胴部の一端を連結する連結部と
を備え、
前記連結部には、該連結部の連結方向における略全長に亘って延びる、該連結部の歪みによる前記複数の胴部間の配置の誤差を防止する補強部材が埋め込まれている、コイル装置用ボビン。
【請求項２】
前記コイル装置用ボビンが射出成形によって形成され、
前記補強部材がインサート成形により前記連結部に埋め込まれた、ことを特徴とする請求項１に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項３】
前記補強部材が、連結方向から見てＬ字に折り曲げられた板金部材である、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項４】
前記補強部材が、前記ボビンをコイル装置のベースに取り付けるための取付部を有する、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項５】
前記複数の胴部の一端同士及び他端同士をそれぞれ連結する一対の連結部を備え、
前記一対の連結部は、前記胴部の外周面と垂直に設けられた、前記コイルを挟み込むフランジ部をそれぞれ有し、
前記複数の胴部の筒軸方向中途において２分割されており、
前記補強部材の一部が前記フランジ部内に埋め込まれている、ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項６】
コアとコイルとを絶縁する、樹脂から形成されたコイル装置用ボビンであって、
互いに離間し筒軸を挟んで対向する２対の板状の壁部を備えた、前記コイル内に収容される略筒状の胴部と、
前記胴部の２対の壁部を連結する連結部と
を備え、
前記連結部は略矩形の開口を有し、前記胴部の２対の壁部は、前記筒軸方向の一端において、該開口の縁部にそれぞれ接続されている、ことを特徴とするコイル装置用ボビン。
【請求項７】
前記壁部の隣接する２つ同士を連結する連結片を更に備える
、ことを特徴とする請求項６に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項８】
前記連結片が、前記筒軸方向の他端において、前記壁部の隣接する２つ同士を連結する、ことを特徴とする請求項７に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項９】
前記連結片は、前記胴部の内周面よりも内側に突出して形成され、前記コアが前記胴部内に一端からに差し込まれたときに該胴部の他端から該コアが抜け落ちるのを阻止する、ことを特徴とする請求項８に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項１０】
前記連結片の前記筒軸方向の厚さが、前記コアに形成されるギャップの厚さの半分以下である、ことを特徴とする請求項９に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項１１】
前記連結片は、前記胴部の他端を略塞ぐことを特徴とする、請求項９又は請求項１０に記載のコイル装置用ボビン。
【請求項１２】
それぞれ請求項８又は請求項９に記載のコイル装置用ボビンである第１及び第２のボビンを組み合わせたボビンセットにおいて、
前記第１及び第２のボビンの連結片が、該第１及び第２のボビンを前記胴部の他端同士で突き合わせたときの前記筒軸方向の投影が互いに重ならないように形成されている、ことを特徴とするボビンセット。
【請求項１３】
前記第１及び第２のボビンを前記胴部の他端同士で突き合わせたとき、前記第１のボビンの連結片と、該連結片で連結された前記壁部の隣接する２つとで囲まれた空間に、前記第２のボビンの連結片が収容される、ことを特徴とする請求項１２に記載のボビンセット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−４５３１（Ｐ２０１３−４５３１Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０４７３（Ｐ２０１１−１３０４７３）
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（３９０００５２２３）株式会社タムラ製作所 (526)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（３９０００５２２３）株式会社タムラ製作所 (526)
【Ｆターム（参考）】
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