リアクトルおよびその製造方法
【課題】磁気特性をより精度良く設定することが出来ると共に、よりコスト効率良く製造することの出来る、新規な構造のリアクトル、およびその製造方法を提供する。
【解決手段】コイル１２が巻回される環状コア１４を、コア分割体３２とギャップ板３４とをシアノアクリレート系接着剤で相互に接着して熱可塑性樹脂３８でインサート成形して一体化したコアモールド部材２４ｂを含んで形成した。
【解決手段】コイル１２が巻回される環状コア１４を、コア分割体３２とギャップ板３４とをシアノアクリレート系接着剤で相互に接着して熱可塑性樹脂３８でインサート成形して一体化したコアモールド部材２４ｂを含んで形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車などの車両に搭載される車載用ＤＣ−ＤＣコンバータといった電力変換装置の構成部品に利用されるリアクトルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題への意識の高まりから、ハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）や電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等のように、従来のエンジンに加えて、或いは代えて、動力源として電気モータを利用した自動車が増加しつつある。これらの自動車には、直流電源からの電圧を電気モータの駆動電圧に昇圧するために、リアクトルが搭載されている。
【０００３】
リアクトルは、例えば特開２００８−２６３０６２号公報（特許文献１）や特開２０１０−２４５４５７号公報（特許文献２）等に記載されているように、環状コアにコイルが巻回された構造を備えている。リアクトルにはスイッチング回路が組み合わされており、コイルへの通電のＯＮ−ＯＦＦを繰り返すことにより、逆起電力を利用して高電圧を取り出す。
【０００４】
ところで、環状コアは、リアクトルのインダクタンスを所望の値にするために、磁性材料からなる複数のコア分割体の間に、非磁性材料からなるギャップ板を介在させることにより、磁路中にギャップが設けられている。リアクトルのインダクタンスはギャップ距離で規定されることから、ギャップ距離は、高精度に設定される必要がある。
【０００５】
しかし、特許文献１や特許文献２にも記載されているように、従来のリアクトルは、コア分割体とギャップ板が、熱硬化性接着剤で接着固定されていた。熱硬化性接着剤は粘度が大きいことから、コア分割体とギャップ板の間に厚みの大きな接着層を形成してしまう。それ故、実質的なギャップ距離が接着層で変化されてしまうと共に、接着層の厚みを高精度に管理することは困難であることから、インダクタンスを所望の値に精度良く設定することが困難になる場合があった。また、接着層の厚みのばらつきにより寸法誤差を生じて、リアクトルの組立が困難になるおそれがあった。
【０００６】
さらに、熱硬化性接着剤を熱硬化させるまで、コア分割体とギャップ板を接着固定用治具で保持しておく必要があると共に、接着剤を熱硬化槽内で熱硬化させるのに時間を要した。それ故、大量に生産するには、接着固定用治具および熱硬化槽を数多く用意する必要があって、設備費用や生産に要するスペースの大型化、延いてはリアクトルの製造コストの増加を招くという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２６３０６２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４５４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、磁気特性をより精度良く設定することが出来ると共に、よりコスト効率良く製造することの出来る、新規な構造のリアクトル、およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
リアクトルに関する本発明の第一の態様は、複数のコア分割体の間にギャップ板が介在された環状コアにコイルが巻回されているリアクトルにおいて、前記環状コアが、前記コア分割体と前記ギャップ板とがシアノアクリレート系接着剤で相互に接着されて熱可塑性樹脂でインサート成形されて一体化されたコアモールド部材を含んで形成されていることを、特徴とする。
【００１０】
本発明に従う構造とされたリアクトルにおいては、環状コアを構成するコア分割体とギャップ板が、シアノアクリレート系の瞬間接着剤で相互に接着される。瞬間接着剤は粘度が小さいことから、コア分割体の表面とギャップ板の表面の間の微小隙間に入り込むことが可能であり、実質的に接着層を形成することなく、コア分割体とギャップ板を相互に接着することが出来る。これにより、接着層の層厚を管理することが不要となり、環状コアにおけるギャップ距離を精度良く設定することが出来る。その結果、リアクトルの磁気特性をより精度良く設定することが出来る。また、コア分割体とギャップ板の間に接着層が実質的に存しないことから、環状コアの寸法精度を向上することが出来て、組み立ての容易性やコイル等の各部材の位置決め精度を向上することもできる。
【００１１】
さらに、瞬間接着剤を用いることにより、コア分割体とギャップ板を常温環境下で瞬時に接着することが出来る。その結果、熱硬化性接着剤を用いる場合のように、熱硬化槽等の設備を要したり、熱硬化に時間を要したりすることもなく、接着作業を極めて容易且つ迅速に行うことが可能であり、製造コストの低減を図ることが出来る。
【００１２】
そして、相互に接着されたコア分割体とギャップ板がインサート成形されて、熱可塑性樹脂で一体化されたコアモールド部材とされている。これにより、複数のコア分割体とギャップ板の積層構造体を一体として取り扱うことが可能であり、環状コアの組立作業を容易に行うことが出来る。更に、コア分割体とギャップ板が樹脂で覆われることから、コア分割体とギャップ板の剛性や耐久性を確保することが出来る。また、樹脂で覆われることによって、コア分割体とギャップ板を積層状態で安定的に固定することが出来る。即ち、本発明におけるシアノアクリレート系接着剤は、コア分割体とギャップ板のインサート成形が完了するまでの仮固定力が得られれば足り、インサート成形完了後には必ずしも接着力が維持されている必要はない。
【００１３】
リアクトルに関する本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記環状コアは、前記コイルが巻回される一対の内側コアと、それら内側コアの両端部を相互に連結する一対の外側コアとを含んで構成されており、前記一対の内側コアのそれぞれが、前記コアモールド部材で形成されているものである。
【００１４】
本態様によれば、コイルが巻回される内側コアを構成するコア分割体とギャップ板を、コアモールド部材として一体的に取り扱うことが出来る。これにより、リアクトルの組立時において、内側コアのコイルへの挿通作業を容易に行うことが出来る。また、コイルが巻回される内側コアにおいて、コア分割体とギャップ板が樹脂で覆われることから、該樹脂によってコア分割体とコイルとを絶縁するボビンを構成することが出来る。その結果、部品点数を削減出来ると共に、ボビンの組み付け作業を不要とすることが出来る。
【００１５】
リアクトルに関する本発明の第三の態様は、前記第二の態様に記載のものにおいて、前記一対の内側コアの一方と、前記外側コアを前記内側コアに対して位置決めするサイドボビンとが一体化されて前記コアモールド部材が形成されており、互いに同形状とされた一対の該コアモールド部材を用いて前記環状コアが形成されているものである。
【００１６】
本態様によれば、外側コアを内側コアに対して位置決めするサイドボビンも、内側コアを構成するコア分割体とギャップ板を覆う熱可塑性樹脂によって、コアモールド部材に一体形成される。これにより、更なる部品点数の削減と、組み立て作業の効率化を図ることが出来る。また、一対のコアモールド部材が互いに同形状の同一部品とされていることから、コア分割体とギャップ板をインサート成形する成形型が１種類で足り、金型費の削減を図ることが出来ると共に、部品管理の手間を軽減することも出来る。
【００１７】
リアクトルに関する本発明の第四の態様は、前記第三の態様に記載のものにおいて、前記一対の内側コアの一方と、前記サイドボビンと、該サイドボビンで位置決めされる前記外側コアとが一体化されて前記コアモールド部材が形成されているものである。
【００１８】
本態様によれば、内側コアに加えて、外側コアもコアモールド部材として一体化されている。これにより、一対のコアモールド部材による２点の部品のみで環状コアを形成することが出来て、更なる部品点数の削減を図ることが出来ると共に、組み立て作業の効率化を図ることが出来る。また、内側コアと外側コアが樹脂で覆われることから、内側コアと外側コアとの相互の固定力をより安定的に確保することも出来る。
【００１９】
リアクトルに関する本発明の第五の態様は、前記第二の態様に記載のものにおいて、前記一対の外側コアの一方と前記一対の内側コアが一体化されて前記コアモールド部材が形成されていると共に、該コアモールド部材と前記一対の外側コアの他方とによって前記環状コアが形成されているものである。
【００２０】
本態様によれば、コアモールド部材が、一方の外側コアに一対の内側コアが連結されたＵ字形状とされる。これにより、コイルを一対の内側コアに一度に挿通することが出来て、リアクトルの組立作業性をより向上することが出来る。
【００２１】
リアクトルの製造方法に関する本発明は、複数のコア分割体の間にギャップ板が介在された環状コアにコイルが巻回されているリアクトルの製造方法において、前記コア分割体と前記ギャップ板とを、シアノアクリレート系接着剤で相互に接着して熱可塑性樹脂でインサート成形して一体化したコアモールド部材を形成して、該コアモールド部材を用いて前記環状コアを形成することを、特徴とする。
【００２２】
本発明に従うリアクトルの製造方法によれば、シアノアクリレート系の瞬間接着剤を用いることによって、コア分割体とギャップ板を、実質的に接着層を形成すること無しに積層状態で固定することが出来る。これにより、接着層の厚みを管理することが不要とされて、環状コアにおけるギャップ距離を精度良く設定することが出来る。その結果、リアクトルの磁気特性をより精度良く設定することが出来る。また、環状コアの寸法精度が向上されることから、組み立て容易性やコイル等の各部材の位置決め精度を向上することも出来る。
【００２３】
また、瞬間接着剤を用いることにより、コア分割体とギャップ板を常温環境下で速やかに接着することが出来る。これにより、熱硬化性接着剤を用いる場合のように、熱硬化槽等の設備を要したり、熱硬化に時間を要したりすることもなく、接着作業を極めて容易且つ迅速に行うことが可能であり、リアクトルの製造コストの低減を図ることが出来る。そして、コア分割体とギャップ板を熱可塑性樹脂でインサート成形することにより、コア分割体とギャップ板との固定力を樹脂で担保することが出来る。従って、本発明におけるシアノアクリレート系接着剤による接着作業は、コア分割体とギャップ板のインサート成形が完了するまでの仮固定力が得られるものであれば足り、インサート成形完了後には必ずしも接着力が維持されている必要はない。
【００２４】
そして、コア分割体とギャップ板を熱可塑性樹脂でインサート成形したコアモールド部材を形成することにより、コア分割体とギャップ板を、積層状態で一体品として取り扱うことが出来る。これにより、環状コアの組み立てを容易に行うことが出来る。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に従う構造とされたリアクトルおよびその製造方法によれば、コア分割体とギャップ板を、実質的に接着層を介することなく積層状態で固定することが出来る。これにより、環状コアにおけるギャップ距離をより精度良く設定することが出来て、リアクトルの磁気特性をより精度良く設定することが出来る。また、熱硬化槽のような設備や熱硬化処理も不要となることから、よりコスト効率良くリアクトルを製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一の実施形態としてのリアクトルの上面図。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】図１に示したリアクトルの分解斜視図。
【図４】コア分割体とギャップ板の接着状態を説明するための断面拡大説明図。
【図５】図１に示したコアモールド部材の上面図。
【図６】本発明の第二の実施形態としてのリアクトルの上面図。
【図７】図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図。
【図８】図６に示したリアクトルの分解斜視図。
【図９】本発明の第三の実施形態としてのリアクトルの上面図。
【図１０】図９におけるＸ−Ｘ断面図。
【図１１】図９に示したリアクトルの分解斜視図。
【図１２】本発明の第四の実施形態としてのリアクトルの分解上面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２８】
先ず、図１〜図３に、本発明の第一の実施形態としてのリアクトル１０を示す。リアクトル１０は、コイル１２と、コイル１２が巻回される環状コア１４を含んで構成されている。なお、以下の説明では、リアクトル１０を設置したときの設置側（図２中、下側）を下側、その対向側（図２中、上側）を上側として説明する。
【００２９】
コイル１２は、接合部の無い１本の連続する巻線１６を螺旋状に巻回してなる一対のコイル素子１８ａ，１８ｂと、両コイル素子１８ａ，１８ｂを連結するコイル連結部２０とを有している。各コイル素子１８ａ，１８ｂは、互いに同一の巻数で、軸方向から見た形状（端面形状）が略矩形状である。これら両コイル素子１８ａ，１８ｂは、各軸方向が平行するように横並びに並列されており、コイル１２の他端側（図３では紙面奥側）において巻線１６の一部がＵ字状に屈曲されてコイル連結部２０が形成されている。この構成により、両コイル素子１８ａ，１８ｂの巻回方向は同一となっている。
【００３０】
巻線１６は、銅やアルミニウムといった導電性材料からなる導体の外周に、絶縁性材料からなる絶縁被覆を有する被覆線が好適である。ここでは、導体が銅製の平角線からなり、絶縁被覆がエナメル（代表的にはポリアミドイミド）からなる被覆平角線を利用している。絶縁被覆の厚さは、２０μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、厚いほどピンホールを低減できて電気絶縁性を高められる。両コイル素子１８ａ，１８ｂは、上記被覆平角線をエッジワイズ巻きにして、中空の角筒状に形成されている。巻線１６は、導体が平角線からなるもの以外に、断面が円形状、楕円形状、多角形状などの種々の形状のものを利用できる。平角線は、断面が円形状の丸線を用いた場合よりも占積率が高いコイルを形成し易い。なお、各コイル素子を別々の巻線により作製し、各コイル素子を形成する巻線の端部を溶接などにより接合して一体のコイルとした形態とすることができる。
【００３１】
コイル１２を形成する巻線１６の両端部２２ａ，２２ｂは、コイル１２の一端側（図３において紙面手前側）においてターン形成部分から適宜引き延ばされて上方に引き出される。引き出された巻線１６の両端部２２ａ，２２ｂは、絶縁被覆が剥がされて露出された導体部分に、導電材料からなる図示しない端子金具が接続される。この端子金具を介して、コイル１２に電力供給を行う電源などの図示しない外部装置が接続される。
【００３２】
環状コア１４は、各コイル素子１８ａ，１８ｂがそれぞれ巻回される一対の内側コア２４ａ，２４ｂと、コイル１２が配置されず、コイル１２から露出されている一対の外側コア２６ａ，２６ｂとを有する。ここでは、各内側コア２４ａ，２４ｂはそれぞれ略直方体状であり、各外側コア２６ａ，２６ｂはそれぞれ、斜辺が湾曲された一対の台形状面を有する角柱状体である。環状コア１４は、離間して互いに略平行に配置される内側コア２４ａ，２４ｂを挟むように外側コア２６ａ，２６ｂが配置されており、各内側コア２４ａ，２４ｂにおける両端部の端面２８，２８が外側コア２６ａ，２６ｂの内端面３０，３０と接触されることにより、内側コア２４ａ，２４ｂの同じ側に位置する端面２８，２８が外側コア２６ａ，２６ｂでそれぞれ相互に連結されて環状に形成される。これら内側コア２４ａ，２４ｂ及び外側コア２６ａ，２６ｂにより、環状コア１４は、コイル１２を励磁したときに、閉磁路を形成する。
【００３３】
内側コア２４ａ，２４ｂおよび外側コア２６ａ，２６ｂは、それぞれ、互いに同一の部材とされていることから、特に区別する必要の無い場合には、内側コア２４、外側コア２６として説明する。図２に示したように、内側コア２４は、磁性材料からなる略直方体形状のコア片であるコア分割体３２と、代表的には非磁性材料からなる板状のギャップ板３４とを交互に積層して構成された積層体である。一方、外側コア２６は、磁性材料からなるコア片である。各コア片は、磁性粉末を用いた成形体や、絶縁被膜を有する磁性薄板（例えば、電磁鋼板）を複数積層した積層体が利用できる。
【００３４】
上記成形体は、例えば、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉといった鉄族金属、Ｆｅ−Ｓｉ，Ｆｅ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｏ，Ｆｅ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｓｉ−ＡｌなどのＦｅ基合金、希土類金属やアモルファス磁性体といった軟磁性材料からなる粉末を用いた圧粉成形体、上記粉末をプレス成形後に焼結した焼結体、上記粉末と樹脂との混合体を射出成形や注型成型などした成形硬化体が挙げられる。その他、コア片は、金属酸化物の焼結体であるフェライトコアなどが挙げられる。成形体は、種々の立体形状の磁性コアを容易に形成することができる。
【００３５】
圧粉成形体は、上記軟磁性材料からなる粉末の表面に絶縁被膜を有するものを好適に利用することができ、この場合、当該粉末を成形後、上記絶縁被膜の耐熱温度以下で焼成することにより得られる。絶縁被膜は、代表的には、シリコーン樹脂やリン酸塩からなるものが挙げられる。
【００３６】
内側コア２４のコア分割体３２の材質と外側コア２６の材質とを異ならせた形態とすることができる。例えば、内側コア２４のコア分割体３２を上記圧粉成形体や上記積層体とし、外側コア２６を上記成形硬化体とすると、内側コア２４の飽和磁束密度を外側コア２６よりも高め易い。ここでは、コア分割体３２および外側コア２６は、鉄や鋼などの鉄を含有する軟磁性粉末の圧粉成形体としている。
【００３７】
ギャップ板３４は、積層方向視でコア分割体３２と略等しい大きさとされて、インダクタンスの調整のためにコア分割体３２間に設けられる隙間に配置される板状材であり、アルミナやガラスエポキシ樹脂、不飽和ポリエステルなど、上記コア分割体３２よりも透磁率が低い材料、代表的には非磁性材料により構成される。
【００３８】
内側コア２４において、複数のコア分割体３２とギャップ板３４が交互に積層されており、コア分割体３２，３２の間にギャップ板３４が介在されている。図４に示すように、コア分割体３２とギャップ板３４は、接着剤３６で相互に接着されている。接着剤３６は、瞬間接着剤として用いられるシアノアクリレート系接着剤である。接着剤３６がコア分割体３２の表面３７とギャップ板３４の表面３９との微小な隙間に入り込むことによって、コア分割体３２とギャップ板３４が相互に接着される。
【００３９】
そして、図２にも示したように、積層されたコア分割体３２とギャップ板３４が熱可塑性樹脂３８でインサート成形されることにより、積層方向（図２中、左右方向）の略全長および全周に亘って熱可塑性樹脂３８で被覆されている。これにより、複数のコア分割体３２とギャップ板３４が、熱可塑性樹脂３８で相互に固定されて一体化されてコアモールド部材が形成されており、本実施形態においては、内側コア２４ａ，２４ｂが、コアモールド部材で形成されている。なお、図５にも示すように、内側コア２４の両端部４０ａ，４０ｂにはギャップ板３４，３４が配設されており、熱可塑性樹脂３８から僅かに外方に突出されている。また、内側コア２４の両端部４０ａ，４０ｂは、後述するサイドボビン４４ａ，４４ｂの筒状部４６，４６への挿し込みと位置決めのために、肉厚がやや小さくされている。更に、熱可塑性樹脂３８の外周面上には、必要に応じて、内側コア２４の長手方向（図５中、左右方向）に延びる突条部４２が適宜に形成されており、コイル１２との接触面積を小さくして挿通が容易となるようにされている。
【００４０】
熱可塑性樹脂３８としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの絶縁性材料が利用できる。
【００４１】
コア分割体３２やギャップ板３４の個数は、リアクトル１０が所望のインダクタンスとなるように適宜選択することができる。また、コア分割体３２、外側コア２６やギャップ板３４の形状は適宜選択することができる。更に、図２から明らかなように、環状コア１４では、外側コア２６ａ，２６ｂが内側コア２４ａ，２４ｂよりも下方に突出されている。これにより、コイル１２における下面と外側コア２６ａ，２６ｂの下面が略面一となるようにされている。
【００４２】
内側コア２４ａ，２４ｂと外側コア２６ａの間、内側コア２４ａ，２４ｂと外側コア２６ｂの間には、それぞれ、サイドボビン４４ａ，４４ｂが設けられて、内側コア２４に対して外側コア２６を位置決めすると共に、コイル１２と環状コア１４との絶縁性が高められている。サイドボビン４４ａ，４４ｂは互いに同形状を有する同一の部材とされている。サイドボビン４４は、内側コア２４ａ，２４ｂの一方の端部４０ａ（又は４０ｂ）に外挿されて、内側コア２４の外周に配置される一対の筒状部４６，４６と、コイル１２の端面（コイル素子のターンが環状に見える面）に当接される枠状部４８が一体形成されている。
【００４３】
枠状部４８は平板状で、各内側コア２４ａ，２４ｂがそれぞれ挿通される一対の開口部５０，５０を有しており、開口部５０，５０から筒状部４６，４６が突出されている。また、枠状部４８において、筒状部４６，４６の間には、コイル素子１８ａ，１８ｂの間に挿入されて、両コイル素子１８ａ，１８ｂを非接触に保持する仕切壁部５２が形成されている。更に、枠状部４８の上端面には、コイル連結部２０が載置可能とされて、コイル連結部２０と外側コア２６との間を絶縁するフランジ状部５４が形成されている。枠状部４８の構成材料には、内側コア２４ａ，２４ｂの熱可塑性樹脂３８と同様の絶縁性材料が利用できる。
【００４４】
このようなリアクトル１０は、例えば、本発明に従う以下の製造方法により、好適に製造することが出来る。先ず、コアモールド部材としての内側コア２４を２つ形成する。具体的には、所要の個数のコア分割体３２とギャップ板３４を交互に積層して、これらコア分割体３２とギャップ板３４との接触面間に、シアノアクリレート系の瞬間接着剤である接着剤３６を浸み込ませることにより、コア分割体３２とギャップ板３４を積層状態で接着する。なお、コア分割体３２とギャップ板３４を積層する際には、必要に応じて、適当な治具が用いられることが好ましい。
【００４５】
次に、接着剤３６で固定されたコア分割体３２とギャップ板３４の積層体をインサート品として成形型内にセットして、熱可塑性樹脂材料を充填硬化する。これにより、コア分割体３２とギャップ板３４を熱可塑性樹脂３８で一体化して、コアモールド部材としての内側コア２４を形成する。同様の作業を繰り返すことにより、同一構造の２つの内側コア２４ａ，２４ｂを形成する。
【００４６】
そして、得られた内側コア２４ａ，２４ｂを各コイル素子１８ａ，１８ｂに挿入する。次に、内側コア２４ａ，２４ｂそれぞれの両端部４０ａ，４０ｂにサイドボビン４４ａ，４４ｂの筒状部４６，４６を外挿すると共に筒状部４６，４６をコイル素子１８ａ，１８ｂに挿入して、サイドボビン４４ａ，４４ｂに外側コア２６ａ，２６ｂを必要に応じて接着や嵌着等して配置することによって、環状コア１４をコイル１２の巻回状態で形成して、リアクトル１０を製造することが出来る。内側コア２４の端面２８は、枠状部４８の開口部５０から露出されて、外側コア２６の内端面３０に接触する。なお、内側コア２４ａ，２４ｂをサイドボビン４４ａ，４４ｂの一方に組み付けた状態で、コイル素子１８ａ，１８ｂに挿入する等しても良い。
【００４７】
本実施形態に従う構造とされたリアクトル１０およびその製造方法においては、環状コア１４を構成する複数のコア分割体３２とギャップ板３４が、シアノアクリレート系の瞬間接着剤である接着剤３６で積層状態に固定される。これにより、コア分割体３２とギャップ板３４を、接着層を実質的に介在することなく積層することが出来る。その結果、接着層の厚みを管理することが不要とされて、環状コア１４におけるギャップ距離をより精度良く設定することが可能となり、リアクトル１０の磁気特性をより精度良く設定することが出来る。そして、接着剤３６として瞬間接着剤を用いることにより、コア分割体３２とギャップ板３４を常温環境下で瞬時に接着することが出来る。これにより、熱硬化性接着剤を用いる場合のように、熱硬化槽等の設備を要したり、熱硬化処理に時間を要したりすることが無く、接着作業を簡易な設備で速やかに行うことが可能であり、リアクトル１０の製造コストを低減することが出来る。
【００４８】
そして、接着剤３６で積層されたコア分割体３２とギャップ板３４が、熱可塑性樹脂３８にインサート成形されることにより、コアモールド部材としての内側コア２４が形成されている。これにより、熱可塑性樹脂３８でコア分割体３２とギャップ板３４を固定して積層状態を安定的に保持することが出来る。更に、複数のコア分割体３２とギャップ板３４を一体的に取り扱うことが出来、リアクトル１０の組立作業の効率化を図ることが出来る。
【００４９】
さらに、環状コア１４を構成する一対の内側コア２４ａ，２４ｂが、互いに同一の部材とされている。これにより、一対の内側コア２４ａ，２４ｂを単一の成形型で成形することが出来て、金型費を削減することが出来る。また、熱可塑性樹脂３８によってコア分割体３２とギャップ板３４を覆うボビンを構成出来ることから、部品点数を削減することが出来ると共に、ボビンの組み付け作業を不要とすることが出来る。
【００５０】
次に、図６〜図８に、本発明の第二の実施形態としてのリアクトル６０を示す。なお、以下の説明において、前記第一の実施形態と同様の構造とされた部材および部位には、図中に前記第一の実施形態と同一の符号を付することにより、その説明を適宜に省略する。
【００５１】
本実施形態におけるリアクトル６０は、内側コア２４ａ，２４ｂのそれぞれに、サイドボビン４４ａ，４４ｂの一方が一体形成されることにより、コアモールド部材６２ａ，６２ｂが形成されている。これにより、サイドボビン４４ａに一方の内側コア２４ａが一体的に連結されている一方、サイドボビン４４ａに他方の内側コア２４ｂが一体的に連結されている。即ち、コアモールド部材６２ａ，６２ｂは、互いに同形状を有する同一の部材とされている。このようなコアモールド部材６２ａ，６２ｂは、接着剤３６で接着したコア分割体３２とギャップ板３４の積層体をインサート成型する成形型に、サイドボビン４４に対応する成形キャビティを設けて、コア分割体３２とギャップ板３４の積層体のインサート成形時に該積層体を被覆する熱可塑性樹脂３８でサイドボビン４４を一体的に併せて形成することによって成形することが出来る。そして、一方のコアモールド部材６２ａの内側コア２４ａを一方のコイル素子１８ａに挿通する一方、他方のコアモールド部材６２ｂの内側コア２４ｂを他方のコイル素子１８ｂに挿通して、両内側コア２４ａ，２４ｂを相手方のサイドボビン４４ｂ、４４ａの筒状部４６，４６に挿し込むと共に、両サイドボビン４４ａ，４４ｂに外側コア２６ａ，２６ｂをそれぞれ組み付けることによって、環状コア１４を形成することが出来る。
【００５２】
このような構造とされたリアクトル６０によれば、コアモールド部材６２ａ，６２ｂにおいて内側コア２４にサイドボビン４４が一体形成されていることから、部品点数をより削減することが出来ると共に、組立作業の効率をより向上することが出来る。また、本実施形態においても、一対のコアモールド部材６２ａ，６２ｂが互いに同一部材とされていることから、１つの成形型で安価に製造することが出来る。
【００５３】
次に、図９〜図１１に、本発明の第三の実施形態としてのリアクトル７０を示す。リアクトル７０は、内側コア２４ａ，２４ｂのそれぞれに、サイドボビン４４ａ，４４ｂの一方に加えて、該サイドボビン４４ａ又は４４ｂに組み付けられる外側コア２６ａ，２６ｂの一方が一体形成されることにより、コアモールド部材７２ａ，７２ｂが形成されている。これにより、コア分割体３２とギャップ板３４の積層体と共に、外側コア２６が熱可塑性樹脂３８で覆われて一体的に連結されている。その結果、コアモールド部材７２ａ，７２ｂは、互いに同形状を有する同一の部材とされている。このようなコアモールド部材７２ａ，７２ｂは、成形型にサイドボビン４４に対応する成形キャビティを設けると共に、接着剤３６で接着したコア分割体３２とギャップ板３４の積層体と併せて外側コア２６を成形型内にセットして熱可塑性樹脂３８でインサート成形することによって形成することが出来る。そして、一方のコアモールド部材７２ａの内側コア２４ａを一方のコイル素子１８ａに挿通する一方、他方のコアモールド部材７２ｂの内側コア２４ｂを他方のコイル素子１８ｂに挿通して、両内側コア２４ａ，２４ｂを相手方のサイドボビン４４ｂ、４４ａの筒状部４６，４６に挿し込むことにより、環状コア１４を形成することが出来る。
【００５４】
このような構造とされたリアクトル７０によれば、コアモールド部材７２ａ，７２ｂにおいて、内側コア２４とサイドボビン４４に加えて、外側コア２６も一体形成されている。これにより、一対のコアモールド部材７２ａ，７２ｂのみで環状コア１４を形成することが出来て、更なる部品点数の削減と、組立作業の効率化を図ることが出来る。また、内側コア２４と共に、外側コア２６も熱可塑性樹脂３８で覆われて相互に固定されることから、内側コア２４と外側コア２６との相互の固定力をより安定的に確保することが出来る。
【００５５】
次に、図１２に、本発明の第四の実施形態としてのリアクトル８０を示す。リアクトル８０は、外側コア２６ａに、一対の内側コア２４ａ，２４ｂとサイドボビン４４ａが一体形成されることにより、コアモールド部材８２が形成されている。これにより、コアモールド部材８２は、外側コア２６ａから一対の内側コア２４ａ，２４ｂが突出するＵ字形状を有している。このようなコアモールド部材８２は、成形型にサイドボビン４４ａに対応する成形キャビティを設けると共に、接着剤３６で接着したコア分割体３２とギャップ板３４の積層体の一対と外側コア２６ａを成形型内にセットして熱可塑性樹脂３８でインサート成形することによって形成することが出来る。一方、外側コア２６ｂには、インサート成形によりサイドボビン４４ｂが一体形成されている。そして、コアモールド部材８２の内側コア２４ａ，２４ｂをコイル素子１８ａ，１８ｂにそれぞれ挿通すると共に、サイドボビン４４ｂの筒状部４６，４６にそれぞれ挿し込むことによって、コアモールド部材８２と外側コア２６ｂで環状コア１４を形成することが出来る。
【００５６】
このような構造とされたリアクトル８０によれば、コアモールド部材８２に一対の内側コア２４ａ，２４ｂが一体的に設けられている。従って、一対の内側コア２４ａ，２４ｂをコイル素子１８ａ，１８ｂに同時に挿通することが出来て、組立作業をより効率良く行なうことが出来る。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、コアモールド部材の表面の具体的形状は適宜に変更可能であって、前記実施形態における突条部４２は必ずしも必要ではない。また、前述のように、コア分割体およびギャップ板の形状は矩形に限定されるものではなく、円形や多角形状も採用可能であり、コアモールド部材の断面形状も、コア分割体およびギャップ板の形状に対応して、各種の形状が採用可能である。
【００５８】
また、前記第四の実施形態（図１２参照）において、一対の内側コア２４ａ，２４ｂとサイドボビン４４ａの一体成形品やサイドボビン４４ｂを先に成形し、別途外側コア２６ａ，２６ｂをそれぞれ取り付けるようにしても良い。これにより、成形の容易性を確保しつつ、一対の内側コア２４ａ，２４ｂをコイル素子１８ａ，１８ｂに同時に挿通する利点を享受することが出来る。
【符号の説明】
【００５９】
１０，６０，７０，８０：リアクトル、１２：コイル、１４：環状コア、２４ａ，ｂ：内側コア（コアモールド部材）、２６ａ，ｂ：外側コア、２８：端面（内側コア）、３２：コア分割体、３４：ギャップ板、３６：接着剤（シアノアクリレート系接着剤）、３８：熱可塑性樹脂、４４ａ，ｂ：サイドボビン、６２，７２，８２：コアモールド部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車などの車両に搭載される車載用ＤＣ−ＤＣコンバータといった電力変換装置の構成部品に利用されるリアクトルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題への意識の高まりから、ハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）や電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等のように、従来のエンジンに加えて、或いは代えて、動力源として電気モータを利用した自動車が増加しつつある。これらの自動車には、直流電源からの電圧を電気モータの駆動電圧に昇圧するために、リアクトルが搭載されている。
【０００３】
リアクトルは、例えば特開２００８−２６３０６２号公報（特許文献１）や特開２０１０−２４５４５７号公報（特許文献２）等に記載されているように、環状コアにコイルが巻回された構造を備えている。リアクトルにはスイッチング回路が組み合わされており、コイルへの通電のＯＮ−ＯＦＦを繰り返すことにより、逆起電力を利用して高電圧を取り出す。
【０００４】
ところで、環状コアは、リアクトルのインダクタンスを所望の値にするために、磁性材料からなる複数のコア分割体の間に、非磁性材料からなるギャップ板を介在させることにより、磁路中にギャップが設けられている。リアクトルのインダクタンスはギャップ距離で規定されることから、ギャップ距離は、高精度に設定される必要がある。
【０００５】
しかし、特許文献１や特許文献２にも記載されているように、従来のリアクトルは、コア分割体とギャップ板が、熱硬化性接着剤で接着固定されていた。熱硬化性接着剤は粘度が大きいことから、コア分割体とギャップ板の間に厚みの大きな接着層を形成してしまう。それ故、実質的なギャップ距離が接着層で変化されてしまうと共に、接着層の厚みを高精度に管理することは困難であることから、インダクタンスを所望の値に精度良く設定することが困難になる場合があった。また、接着層の厚みのばらつきにより寸法誤差を生じて、リアクトルの組立が困難になるおそれがあった。
【０００６】
さらに、熱硬化性接着剤を熱硬化させるまで、コア分割体とギャップ板を接着固定用治具で保持しておく必要があると共に、接着剤を熱硬化槽内で熱硬化させるのに時間を要した。それ故、大量に生産するには、接着固定用治具および熱硬化槽を数多く用意する必要があって、設備費用や生産に要するスペースの大型化、延いてはリアクトルの製造コストの増加を招くという問題もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２６３０６２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４５４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、磁気特性をより精度良く設定することが出来ると共に、よりコスト効率良く製造することの出来る、新規な構造のリアクトル、およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
リアクトルに関する本発明の第一の態様は、複数のコア分割体の間にギャップ板が介在された環状コアにコイルが巻回されているリアクトルにおいて、前記環状コアが、前記コア分割体と前記ギャップ板とがシアノアクリレート系接着剤で相互に接着されて熱可塑性樹脂でインサート成形されて一体化されたコアモールド部材を含んで形成されていることを、特徴とする。
【００１０】
本発明に従う構造とされたリアクトルにおいては、環状コアを構成するコア分割体とギャップ板が、シアノアクリレート系の瞬間接着剤で相互に接着される。瞬間接着剤は粘度が小さいことから、コア分割体の表面とギャップ板の表面の間の微小隙間に入り込むことが可能であり、実質的に接着層を形成することなく、コア分割体とギャップ板を相互に接着することが出来る。これにより、接着層の層厚を管理することが不要となり、環状コアにおけるギャップ距離を精度良く設定することが出来る。その結果、リアクトルの磁気特性をより精度良く設定することが出来る。また、コア分割体とギャップ板の間に接着層が実質的に存しないことから、環状コアの寸法精度を向上することが出来て、組み立ての容易性やコイル等の各部材の位置決め精度を向上することもできる。
【００１１】
さらに、瞬間接着剤を用いることにより、コア分割体とギャップ板を常温環境下で瞬時に接着することが出来る。その結果、熱硬化性接着剤を用いる場合のように、熱硬化槽等の設備を要したり、熱硬化に時間を要したりすることもなく、接着作業を極めて容易且つ迅速に行うことが可能であり、製造コストの低減を図ることが出来る。
【００１２】
そして、相互に接着されたコア分割体とギャップ板がインサート成形されて、熱可塑性樹脂で一体化されたコアモールド部材とされている。これにより、複数のコア分割体とギャップ板の積層構造体を一体として取り扱うことが可能であり、環状コアの組立作業を容易に行うことが出来る。更に、コア分割体とギャップ板が樹脂で覆われることから、コア分割体とギャップ板の剛性や耐久性を確保することが出来る。また、樹脂で覆われることによって、コア分割体とギャップ板を積層状態で安定的に固定することが出来る。即ち、本発明におけるシアノアクリレート系接着剤は、コア分割体とギャップ板のインサート成形が完了するまでの仮固定力が得られれば足り、インサート成形完了後には必ずしも接着力が維持されている必要はない。
【００１３】
リアクトルに関する本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記環状コアは、前記コイルが巻回される一対の内側コアと、それら内側コアの両端部を相互に連結する一対の外側コアとを含んで構成されており、前記一対の内側コアのそれぞれが、前記コアモールド部材で形成されているものである。
【００１４】
本態様によれば、コイルが巻回される内側コアを構成するコア分割体とギャップ板を、コアモールド部材として一体的に取り扱うことが出来る。これにより、リアクトルの組立時において、内側コアのコイルへの挿通作業を容易に行うことが出来る。また、コイルが巻回される内側コアにおいて、コア分割体とギャップ板が樹脂で覆われることから、該樹脂によってコア分割体とコイルとを絶縁するボビンを構成することが出来る。その結果、部品点数を削減出来ると共に、ボビンの組み付け作業を不要とすることが出来る。
【００１５】
リアクトルに関する本発明の第三の態様は、前記第二の態様に記載のものにおいて、前記一対の内側コアの一方と、前記外側コアを前記内側コアに対して位置決めするサイドボビンとが一体化されて前記コアモールド部材が形成されており、互いに同形状とされた一対の該コアモールド部材を用いて前記環状コアが形成されているものである。
【００１６】
本態様によれば、外側コアを内側コアに対して位置決めするサイドボビンも、内側コアを構成するコア分割体とギャップ板を覆う熱可塑性樹脂によって、コアモールド部材に一体形成される。これにより、更なる部品点数の削減と、組み立て作業の効率化を図ることが出来る。また、一対のコアモールド部材が互いに同形状の同一部品とされていることから、コア分割体とギャップ板をインサート成形する成形型が１種類で足り、金型費の削減を図ることが出来ると共に、部品管理の手間を軽減することも出来る。
【００１７】
リアクトルに関する本発明の第四の態様は、前記第三の態様に記載のものにおいて、前記一対の内側コアの一方と、前記サイドボビンと、該サイドボビンで位置決めされる前記外側コアとが一体化されて前記コアモールド部材が形成されているものである。
【００１８】
本態様によれば、内側コアに加えて、外側コアもコアモールド部材として一体化されている。これにより、一対のコアモールド部材による２点の部品のみで環状コアを形成することが出来て、更なる部品点数の削減を図ることが出来ると共に、組み立て作業の効率化を図ることが出来る。また、内側コアと外側コアが樹脂で覆われることから、内側コアと外側コアとの相互の固定力をより安定的に確保することも出来る。
【００１９】
リアクトルに関する本発明の第五の態様は、前記第二の態様に記載のものにおいて、前記一対の外側コアの一方と前記一対の内側コアが一体化されて前記コアモールド部材が形成されていると共に、該コアモールド部材と前記一対の外側コアの他方とによって前記環状コアが形成されているものである。
【００２０】
本態様によれば、コアモールド部材が、一方の外側コアに一対の内側コアが連結されたＵ字形状とされる。これにより、コイルを一対の内側コアに一度に挿通することが出来て、リアクトルの組立作業性をより向上することが出来る。
【００２１】
リアクトルの製造方法に関する本発明は、複数のコア分割体の間にギャップ板が介在された環状コアにコイルが巻回されているリアクトルの製造方法において、前記コア分割体と前記ギャップ板とを、シアノアクリレート系接着剤で相互に接着して熱可塑性樹脂でインサート成形して一体化したコアモールド部材を形成して、該コアモールド部材を用いて前記環状コアを形成することを、特徴とする。
【００２２】
本発明に従うリアクトルの製造方法によれば、シアノアクリレート系の瞬間接着剤を用いることによって、コア分割体とギャップ板を、実質的に接着層を形成すること無しに積層状態で固定することが出来る。これにより、接着層の厚みを管理することが不要とされて、環状コアにおけるギャップ距離を精度良く設定することが出来る。その結果、リアクトルの磁気特性をより精度良く設定することが出来る。また、環状コアの寸法精度が向上されることから、組み立て容易性やコイル等の各部材の位置決め精度を向上することも出来る。
【００２３】
また、瞬間接着剤を用いることにより、コア分割体とギャップ板を常温環境下で速やかに接着することが出来る。これにより、熱硬化性接着剤を用いる場合のように、熱硬化槽等の設備を要したり、熱硬化に時間を要したりすることもなく、接着作業を極めて容易且つ迅速に行うことが可能であり、リアクトルの製造コストの低減を図ることが出来る。そして、コア分割体とギャップ板を熱可塑性樹脂でインサート成形することにより、コア分割体とギャップ板との固定力を樹脂で担保することが出来る。従って、本発明におけるシアノアクリレート系接着剤による接着作業は、コア分割体とギャップ板のインサート成形が完了するまでの仮固定力が得られるものであれば足り、インサート成形完了後には必ずしも接着力が維持されている必要はない。
【００２４】
そして、コア分割体とギャップ板を熱可塑性樹脂でインサート成形したコアモールド部材を形成することにより、コア分割体とギャップ板を、積層状態で一体品として取り扱うことが出来る。これにより、環状コアの組み立てを容易に行うことが出来る。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に従う構造とされたリアクトルおよびその製造方法によれば、コア分割体とギャップ板を、実質的に接着層を介することなく積層状態で固定することが出来る。これにより、環状コアにおけるギャップ距離をより精度良く設定することが出来て、リアクトルの磁気特性をより精度良く設定することが出来る。また、熱硬化槽のような設備や熱硬化処理も不要となることから、よりコスト効率良くリアクトルを製造することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一の実施形態としてのリアクトルの上面図。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】図１に示したリアクトルの分解斜視図。
【図４】コア分割体とギャップ板の接着状態を説明するための断面拡大説明図。
【図５】図１に示したコアモールド部材の上面図。
【図６】本発明の第二の実施形態としてのリアクトルの上面図。
【図７】図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図。
【図８】図６に示したリアクトルの分解斜視図。
【図９】本発明の第三の実施形態としてのリアクトルの上面図。
【図１０】図９におけるＸ−Ｘ断面図。
【図１１】図９に示したリアクトルの分解斜視図。
【図１２】本発明の第四の実施形態としてのリアクトルの分解上面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２８】
先ず、図１〜図３に、本発明の第一の実施形態としてのリアクトル１０を示す。リアクトル１０は、コイル１２と、コイル１２が巻回される環状コア１４を含んで構成されている。なお、以下の説明では、リアクトル１０を設置したときの設置側（図２中、下側）を下側、その対向側（図２中、上側）を上側として説明する。
【００２９】
コイル１２は、接合部の無い１本の連続する巻線１６を螺旋状に巻回してなる一対のコイル素子１８ａ，１８ｂと、両コイル素子１８ａ，１８ｂを連結するコイル連結部２０とを有している。各コイル素子１８ａ，１８ｂは、互いに同一の巻数で、軸方向から見た形状（端面形状）が略矩形状である。これら両コイル素子１８ａ，１８ｂは、各軸方向が平行するように横並びに並列されており、コイル１２の他端側（図３では紙面奥側）において巻線１６の一部がＵ字状に屈曲されてコイル連結部２０が形成されている。この構成により、両コイル素子１８ａ，１８ｂの巻回方向は同一となっている。
【００３０】
巻線１６は、銅やアルミニウムといった導電性材料からなる導体の外周に、絶縁性材料からなる絶縁被覆を有する被覆線が好適である。ここでは、導体が銅製の平角線からなり、絶縁被覆がエナメル（代表的にはポリアミドイミド）からなる被覆平角線を利用している。絶縁被覆の厚さは、２０μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、厚いほどピンホールを低減できて電気絶縁性を高められる。両コイル素子１８ａ，１８ｂは、上記被覆平角線をエッジワイズ巻きにして、中空の角筒状に形成されている。巻線１６は、導体が平角線からなるもの以外に、断面が円形状、楕円形状、多角形状などの種々の形状のものを利用できる。平角線は、断面が円形状の丸線を用いた場合よりも占積率が高いコイルを形成し易い。なお、各コイル素子を別々の巻線により作製し、各コイル素子を形成する巻線の端部を溶接などにより接合して一体のコイルとした形態とすることができる。
【００３１】
コイル１２を形成する巻線１６の両端部２２ａ，２２ｂは、コイル１２の一端側（図３において紙面手前側）においてターン形成部分から適宜引き延ばされて上方に引き出される。引き出された巻線１６の両端部２２ａ，２２ｂは、絶縁被覆が剥がされて露出された導体部分に、導電材料からなる図示しない端子金具が接続される。この端子金具を介して、コイル１２に電力供給を行う電源などの図示しない外部装置が接続される。
【００３２】
環状コア１４は、各コイル素子１８ａ，１８ｂがそれぞれ巻回される一対の内側コア２４ａ，２４ｂと、コイル１２が配置されず、コイル１２から露出されている一対の外側コア２６ａ，２６ｂとを有する。ここでは、各内側コア２４ａ，２４ｂはそれぞれ略直方体状であり、各外側コア２６ａ，２６ｂはそれぞれ、斜辺が湾曲された一対の台形状面を有する角柱状体である。環状コア１４は、離間して互いに略平行に配置される内側コア２４ａ，２４ｂを挟むように外側コア２６ａ，２６ｂが配置されており、各内側コア２４ａ，２４ｂにおける両端部の端面２８，２８が外側コア２６ａ，２６ｂの内端面３０，３０と接触されることにより、内側コア２４ａ，２４ｂの同じ側に位置する端面２８，２８が外側コア２６ａ，２６ｂでそれぞれ相互に連結されて環状に形成される。これら内側コア２４ａ，２４ｂ及び外側コア２６ａ，２６ｂにより、環状コア１４は、コイル１２を励磁したときに、閉磁路を形成する。
【００３３】
内側コア２４ａ，２４ｂおよび外側コア２６ａ，２６ｂは、それぞれ、互いに同一の部材とされていることから、特に区別する必要の無い場合には、内側コア２４、外側コア２６として説明する。図２に示したように、内側コア２４は、磁性材料からなる略直方体形状のコア片であるコア分割体３２と、代表的には非磁性材料からなる板状のギャップ板３４とを交互に積層して構成された積層体である。一方、外側コア２６は、磁性材料からなるコア片である。各コア片は、磁性粉末を用いた成形体や、絶縁被膜を有する磁性薄板（例えば、電磁鋼板）を複数積層した積層体が利用できる。
【００３４】
上記成形体は、例えば、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉといった鉄族金属、Ｆｅ−Ｓｉ，Ｆｅ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｃｏ，Ｆｅ−Ｃｒ，Ｆｅ−Ｓｉ−ＡｌなどのＦｅ基合金、希土類金属やアモルファス磁性体といった軟磁性材料からなる粉末を用いた圧粉成形体、上記粉末をプレス成形後に焼結した焼結体、上記粉末と樹脂との混合体を射出成形や注型成型などした成形硬化体が挙げられる。その他、コア片は、金属酸化物の焼結体であるフェライトコアなどが挙げられる。成形体は、種々の立体形状の磁性コアを容易に形成することができる。
【００３５】
圧粉成形体は、上記軟磁性材料からなる粉末の表面に絶縁被膜を有するものを好適に利用することができ、この場合、当該粉末を成形後、上記絶縁被膜の耐熱温度以下で焼成することにより得られる。絶縁被膜は、代表的には、シリコーン樹脂やリン酸塩からなるものが挙げられる。
【００３６】
内側コア２４のコア分割体３２の材質と外側コア２６の材質とを異ならせた形態とすることができる。例えば、内側コア２４のコア分割体３２を上記圧粉成形体や上記積層体とし、外側コア２６を上記成形硬化体とすると、内側コア２４の飽和磁束密度を外側コア２６よりも高め易い。ここでは、コア分割体３２および外側コア２６は、鉄や鋼などの鉄を含有する軟磁性粉末の圧粉成形体としている。
【００３７】
ギャップ板３４は、積層方向視でコア分割体３２と略等しい大きさとされて、インダクタンスの調整のためにコア分割体３２間に設けられる隙間に配置される板状材であり、アルミナやガラスエポキシ樹脂、不飽和ポリエステルなど、上記コア分割体３２よりも透磁率が低い材料、代表的には非磁性材料により構成される。
【００３８】
内側コア２４において、複数のコア分割体３２とギャップ板３４が交互に積層されており、コア分割体３２，３２の間にギャップ板３４が介在されている。図４に示すように、コア分割体３２とギャップ板３４は、接着剤３６で相互に接着されている。接着剤３６は、瞬間接着剤として用いられるシアノアクリレート系接着剤である。接着剤３６がコア分割体３２の表面３７とギャップ板３４の表面３９との微小な隙間に入り込むことによって、コア分割体３２とギャップ板３４が相互に接着される。
【００３９】
そして、図２にも示したように、積層されたコア分割体３２とギャップ板３４が熱可塑性樹脂３８でインサート成形されることにより、積層方向（図２中、左右方向）の略全長および全周に亘って熱可塑性樹脂３８で被覆されている。これにより、複数のコア分割体３２とギャップ板３４が、熱可塑性樹脂３８で相互に固定されて一体化されてコアモールド部材が形成されており、本実施形態においては、内側コア２４ａ，２４ｂが、コアモールド部材で形成されている。なお、図５にも示すように、内側コア２４の両端部４０ａ，４０ｂにはギャップ板３４，３４が配設されており、熱可塑性樹脂３８から僅かに外方に突出されている。また、内側コア２４の両端部４０ａ，４０ｂは、後述するサイドボビン４４ａ，４４ｂの筒状部４６，４６への挿し込みと位置決めのために、肉厚がやや小さくされている。更に、熱可塑性樹脂３８の外周面上には、必要に応じて、内側コア２４の長手方向（図５中、左右方向）に延びる突条部４２が適宜に形成されており、コイル１２との接触面積を小さくして挿通が容易となるようにされている。
【００４０】
熱可塑性樹脂３８としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの絶縁性材料が利用できる。
【００４１】
コア分割体３２やギャップ板３４の個数は、リアクトル１０が所望のインダクタンスとなるように適宜選択することができる。また、コア分割体３２、外側コア２６やギャップ板３４の形状は適宜選択することができる。更に、図２から明らかなように、環状コア１４では、外側コア２６ａ，２６ｂが内側コア２４ａ，２４ｂよりも下方に突出されている。これにより、コイル１２における下面と外側コア２６ａ，２６ｂの下面が略面一となるようにされている。
【００４２】
内側コア２４ａ，２４ｂと外側コア２６ａの間、内側コア２４ａ，２４ｂと外側コア２６ｂの間には、それぞれ、サイドボビン４４ａ，４４ｂが設けられて、内側コア２４に対して外側コア２６を位置決めすると共に、コイル１２と環状コア１４との絶縁性が高められている。サイドボビン４４ａ，４４ｂは互いに同形状を有する同一の部材とされている。サイドボビン４４は、内側コア２４ａ，２４ｂの一方の端部４０ａ（又は４０ｂ）に外挿されて、内側コア２４の外周に配置される一対の筒状部４６，４６と、コイル１２の端面（コイル素子のターンが環状に見える面）に当接される枠状部４８が一体形成されている。
【００４３】
枠状部４８は平板状で、各内側コア２４ａ，２４ｂがそれぞれ挿通される一対の開口部５０，５０を有しており、開口部５０，５０から筒状部４６，４６が突出されている。また、枠状部４８において、筒状部４６，４６の間には、コイル素子１８ａ，１８ｂの間に挿入されて、両コイル素子１８ａ，１８ｂを非接触に保持する仕切壁部５２が形成されている。更に、枠状部４８の上端面には、コイル連結部２０が載置可能とされて、コイル連結部２０と外側コア２６との間を絶縁するフランジ状部５４が形成されている。枠状部４８の構成材料には、内側コア２４ａ，２４ｂの熱可塑性樹脂３８と同様の絶縁性材料が利用できる。
【００４４】
このようなリアクトル１０は、例えば、本発明に従う以下の製造方法により、好適に製造することが出来る。先ず、コアモールド部材としての内側コア２４を２つ形成する。具体的には、所要の個数のコア分割体３２とギャップ板３４を交互に積層して、これらコア分割体３２とギャップ板３４との接触面間に、シアノアクリレート系の瞬間接着剤である接着剤３６を浸み込ませることにより、コア分割体３２とギャップ板３４を積層状態で接着する。なお、コア分割体３２とギャップ板３４を積層する際には、必要に応じて、適当な治具が用いられることが好ましい。
【００４５】
次に、接着剤３６で固定されたコア分割体３２とギャップ板３４の積層体をインサート品として成形型内にセットして、熱可塑性樹脂材料を充填硬化する。これにより、コア分割体３２とギャップ板３４を熱可塑性樹脂３８で一体化して、コアモールド部材としての内側コア２４を形成する。同様の作業を繰り返すことにより、同一構造の２つの内側コア２４ａ，２４ｂを形成する。
【００４６】
そして、得られた内側コア２４ａ，２４ｂを各コイル素子１８ａ，１８ｂに挿入する。次に、内側コア２４ａ，２４ｂそれぞれの両端部４０ａ，４０ｂにサイドボビン４４ａ，４４ｂの筒状部４６，４６を外挿すると共に筒状部４６，４６をコイル素子１８ａ，１８ｂに挿入して、サイドボビン４４ａ，４４ｂに外側コア２６ａ，２６ｂを必要に応じて接着や嵌着等して配置することによって、環状コア１４をコイル１２の巻回状態で形成して、リアクトル１０を製造することが出来る。内側コア２４の端面２８は、枠状部４８の開口部５０から露出されて、外側コア２６の内端面３０に接触する。なお、内側コア２４ａ，２４ｂをサイドボビン４４ａ，４４ｂの一方に組み付けた状態で、コイル素子１８ａ，１８ｂに挿入する等しても良い。
【００４７】
本実施形態に従う構造とされたリアクトル１０およびその製造方法においては、環状コア１４を構成する複数のコア分割体３２とギャップ板３４が、シアノアクリレート系の瞬間接着剤である接着剤３６で積層状態に固定される。これにより、コア分割体３２とギャップ板３４を、接着層を実質的に介在することなく積層することが出来る。その結果、接着層の厚みを管理することが不要とされて、環状コア１４におけるギャップ距離をより精度良く設定することが可能となり、リアクトル１０の磁気特性をより精度良く設定することが出来る。そして、接着剤３６として瞬間接着剤を用いることにより、コア分割体３２とギャップ板３４を常温環境下で瞬時に接着することが出来る。これにより、熱硬化性接着剤を用いる場合のように、熱硬化槽等の設備を要したり、熱硬化処理に時間を要したりすることが無く、接着作業を簡易な設備で速やかに行うことが可能であり、リアクトル１０の製造コストを低減することが出来る。
【００４８】
そして、接着剤３６で積層されたコア分割体３２とギャップ板３４が、熱可塑性樹脂３８にインサート成形されることにより、コアモールド部材としての内側コア２４が形成されている。これにより、熱可塑性樹脂３８でコア分割体３２とギャップ板３４を固定して積層状態を安定的に保持することが出来る。更に、複数のコア分割体３２とギャップ板３４を一体的に取り扱うことが出来、リアクトル１０の組立作業の効率化を図ることが出来る。
【００４９】
さらに、環状コア１４を構成する一対の内側コア２４ａ，２４ｂが、互いに同一の部材とされている。これにより、一対の内側コア２４ａ，２４ｂを単一の成形型で成形することが出来て、金型費を削減することが出来る。また、熱可塑性樹脂３８によってコア分割体３２とギャップ板３４を覆うボビンを構成出来ることから、部品点数を削減することが出来ると共に、ボビンの組み付け作業を不要とすることが出来る。
【００５０】
次に、図６〜図８に、本発明の第二の実施形態としてのリアクトル６０を示す。なお、以下の説明において、前記第一の実施形態と同様の構造とされた部材および部位には、図中に前記第一の実施形態と同一の符号を付することにより、その説明を適宜に省略する。
【００５１】
本実施形態におけるリアクトル６０は、内側コア２４ａ，２４ｂのそれぞれに、サイドボビン４４ａ，４４ｂの一方が一体形成されることにより、コアモールド部材６２ａ，６２ｂが形成されている。これにより、サイドボビン４４ａに一方の内側コア２４ａが一体的に連結されている一方、サイドボビン４４ａに他方の内側コア２４ｂが一体的に連結されている。即ち、コアモールド部材６２ａ，６２ｂは、互いに同形状を有する同一の部材とされている。このようなコアモールド部材６２ａ，６２ｂは、接着剤３６で接着したコア分割体３２とギャップ板３４の積層体をインサート成型する成形型に、サイドボビン４４に対応する成形キャビティを設けて、コア分割体３２とギャップ板３４の積層体のインサート成形時に該積層体を被覆する熱可塑性樹脂３８でサイドボビン４４を一体的に併せて形成することによって成形することが出来る。そして、一方のコアモールド部材６２ａの内側コア２４ａを一方のコイル素子１８ａに挿通する一方、他方のコアモールド部材６２ｂの内側コア２４ｂを他方のコイル素子１８ｂに挿通して、両内側コア２４ａ，２４ｂを相手方のサイドボビン４４ｂ、４４ａの筒状部４６，４６に挿し込むと共に、両サイドボビン４４ａ，４４ｂに外側コア２６ａ，２６ｂをそれぞれ組み付けることによって、環状コア１４を形成することが出来る。
【００５２】
このような構造とされたリアクトル６０によれば、コアモールド部材６２ａ，６２ｂにおいて内側コア２４にサイドボビン４４が一体形成されていることから、部品点数をより削減することが出来ると共に、組立作業の効率をより向上することが出来る。また、本実施形態においても、一対のコアモールド部材６２ａ，６２ｂが互いに同一部材とされていることから、１つの成形型で安価に製造することが出来る。
【００５３】
次に、図９〜図１１に、本発明の第三の実施形態としてのリアクトル７０を示す。リアクトル７０は、内側コア２４ａ，２４ｂのそれぞれに、サイドボビン４４ａ，４４ｂの一方に加えて、該サイドボビン４４ａ又は４４ｂに組み付けられる外側コア２６ａ，２６ｂの一方が一体形成されることにより、コアモールド部材７２ａ，７２ｂが形成されている。これにより、コア分割体３２とギャップ板３４の積層体と共に、外側コア２６が熱可塑性樹脂３８で覆われて一体的に連結されている。その結果、コアモールド部材７２ａ，７２ｂは、互いに同形状を有する同一の部材とされている。このようなコアモールド部材７２ａ，７２ｂは、成形型にサイドボビン４４に対応する成形キャビティを設けると共に、接着剤３６で接着したコア分割体３２とギャップ板３４の積層体と併せて外側コア２６を成形型内にセットして熱可塑性樹脂３８でインサート成形することによって形成することが出来る。そして、一方のコアモールド部材７２ａの内側コア２４ａを一方のコイル素子１８ａに挿通する一方、他方のコアモールド部材７２ｂの内側コア２４ｂを他方のコイル素子１８ｂに挿通して、両内側コア２４ａ，２４ｂを相手方のサイドボビン４４ｂ、４４ａの筒状部４６，４６に挿し込むことにより、環状コア１４を形成することが出来る。
【００５４】
このような構造とされたリアクトル７０によれば、コアモールド部材７２ａ，７２ｂにおいて、内側コア２４とサイドボビン４４に加えて、外側コア２６も一体形成されている。これにより、一対のコアモールド部材７２ａ，７２ｂのみで環状コア１４を形成することが出来て、更なる部品点数の削減と、組立作業の効率化を図ることが出来る。また、内側コア２４と共に、外側コア２６も熱可塑性樹脂３８で覆われて相互に固定されることから、内側コア２４と外側コア２６との相互の固定力をより安定的に確保することが出来る。
【００５５】
次に、図１２に、本発明の第四の実施形態としてのリアクトル８０を示す。リアクトル８０は、外側コア２６ａに、一対の内側コア２４ａ，２４ｂとサイドボビン４４ａが一体形成されることにより、コアモールド部材８２が形成されている。これにより、コアモールド部材８２は、外側コア２６ａから一対の内側コア２４ａ，２４ｂが突出するＵ字形状を有している。このようなコアモールド部材８２は、成形型にサイドボビン４４ａに対応する成形キャビティを設けると共に、接着剤３６で接着したコア分割体３２とギャップ板３４の積層体の一対と外側コア２６ａを成形型内にセットして熱可塑性樹脂３８でインサート成形することによって形成することが出来る。一方、外側コア２６ｂには、インサート成形によりサイドボビン４４ｂが一体形成されている。そして、コアモールド部材８２の内側コア２４ａ，２４ｂをコイル素子１８ａ，１８ｂにそれぞれ挿通すると共に、サイドボビン４４ｂの筒状部４６，４６にそれぞれ挿し込むことによって、コアモールド部材８２と外側コア２６ｂで環状コア１４を形成することが出来る。
【００５６】
このような構造とされたリアクトル８０によれば、コアモールド部材８２に一対の内側コア２４ａ，２４ｂが一体的に設けられている。従って、一対の内側コア２４ａ，２４ｂをコイル素子１８ａ，１８ｂに同時に挿通することが出来て、組立作業をより効率良く行なうことが出来る。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、コアモールド部材の表面の具体的形状は適宜に変更可能であって、前記実施形態における突条部４２は必ずしも必要ではない。また、前述のように、コア分割体およびギャップ板の形状は矩形に限定されるものではなく、円形や多角形状も採用可能であり、コアモールド部材の断面形状も、コア分割体およびギャップ板の形状に対応して、各種の形状が採用可能である。
【００５８】
また、前記第四の実施形態（図１２参照）において、一対の内側コア２４ａ，２４ｂとサイドボビン４４ａの一体成形品やサイドボビン４４ｂを先に成形し、別途外側コア２６ａ，２６ｂをそれぞれ取り付けるようにしても良い。これにより、成形の容易性を確保しつつ、一対の内側コア２４ａ，２４ｂをコイル素子１８ａ，１８ｂに同時に挿通する利点を享受することが出来る。
【符号の説明】
【００５９】
１０，６０，７０，８０：リアクトル、１２：コイル、１４：環状コア、２４ａ，ｂ：内側コア（コアモールド部材）、２６ａ，ｂ：外側コア、２８：端面（内側コア）、３２：コア分割体、３４：ギャップ板、３６：接着剤（シアノアクリレート系接着剤）、３８：熱可塑性樹脂、４４ａ，ｂ：サイドボビン、６２，７２，８２：コアモールド部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコア分割体の間にギャップ板が介在された環状コアにコイルが巻回されているリアクトルにおいて、
前記環状コアが、前記コア分割体と前記ギャップ板とがシアノアクリレート系接着剤で相互に接着されて熱可塑性樹脂でインサート成形されて一体化されたコアモールド部材を含んで形成されている
ことを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
前記環状コアは、前記コイルが巻回される一対の内側コアと、それら内側コアの両端部を相互に連結する一対の外側コアとを含んで構成されており、前記一対の内側コアのそれぞれが、前記コアモールド部材で形成されている
請求項１に記載のリアクトル。
【請求項３】
前記一対の内側コアの一方と、前記外側コアを前記内側コアに対して位置決めするサイドボビンとが一体化されて前記コアモールド部材が形成されており、互いに同形状とされた一対の該コアモールド部材を用いて前記環状コアが形成されている
請求項２に記載のリアクトル。
【請求項４】
前記一対の内側コアの一方と、前記サイドボビンと、該サイドボビンで位置決めされる前記外側コアとが一体化されて前記コアモールド部材が形成されている
請求項３に記載のリアクトル。
【請求項５】
前記一対の外側コアの一方と前記一対の内側コアが一体化されて前記コアモールド部材が形成されていると共に、該コアモールド部材と前記一対の外側コアの他方とによって前記環状コアが形成されている
請求項２に記載のリアクトル。
【請求項６】
複数のコア分割体の間にギャップ板が介在された環状コアにコイルが巻回されているリアクトルの製造方法において、
前記コア分割体と前記ギャップ板とを、シアノアクリレート系接着剤で相互に接着して熱可塑性樹脂でインサート成形して一体化したコアモールド部材を形成して、
該コアモールド部材を用いて前記環状コアを形成する
ことを特徴とするリアクトルの製造方法。
【請求項１】
複数のコア分割体の間にギャップ板が介在された環状コアにコイルが巻回されているリアクトルにおいて、
前記環状コアが、前記コア分割体と前記ギャップ板とがシアノアクリレート系接着剤で相互に接着されて熱可塑性樹脂でインサート成形されて一体化されたコアモールド部材を含んで形成されている
ことを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
前記環状コアは、前記コイルが巻回される一対の内側コアと、それら内側コアの両端部を相互に連結する一対の外側コアとを含んで構成されており、前記一対の内側コアのそれぞれが、前記コアモールド部材で形成されている
請求項１に記載のリアクトル。
【請求項３】
前記一対の内側コアの一方と、前記外側コアを前記内側コアに対して位置決めするサイドボビンとが一体化されて前記コアモールド部材が形成されており、互いに同形状とされた一対の該コアモールド部材を用いて前記環状コアが形成されている
請求項２に記載のリアクトル。
【請求項４】
前記一対の内側コアの一方と、前記サイドボビンと、該サイドボビンで位置決めされる前記外側コアとが一体化されて前記コアモールド部材が形成されている
請求項３に記載のリアクトル。
【請求項５】
前記一対の外側コアの一方と前記一対の内側コアが一体化されて前記コアモールド部材が形成されていると共に、該コアモールド部材と前記一対の外側コアの他方とによって前記環状コアが形成されている
請求項２に記載のリアクトル。
【請求項６】
複数のコア分割体の間にギャップ板が介在された環状コアにコイルが巻回されているリアクトルの製造方法において、
前記コア分割体と前記ギャップ板とを、シアノアクリレート系接着剤で相互に接着して熱可塑性樹脂でインサート成形して一体化したコアモールド部材を形成して、
該コアモールド部材を用いて前記環状コアを形成する
ことを特徴とするリアクトルの製造方法。
【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２０１３−８４７６７（Ｐ２０１３−８４７６７Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２３６９８（Ｐ２０１１−２２３６９８）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
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