JP2019102734A - リアクトルとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボビンをインサート成形するのに適した形状のリアクトルと、リアクトルの製造方法を提供する。【解決手段】リアクトル２は、一対のコアブロック３ａ、３ｂと、ギャップ板２０と、ボビン１０を備えている。ギャップ板２０は、一対のコアブロック３ａ、３ｂの端面の間に挟まれている。ギャップ板２０にはコアブロック３ｂの端面３１ｂに接する複数の突起２１が設けられている。ボビン１０の内面４１に、ギャップ板２０の突起２１から離れた位置で、ギャップ板２０の縁と接する凸部４２が設けられている。コアブロック３ｂに接するギャップ板２０の突起２１に対して、ギャップ板１０の縁に接する凸部４２が離れているので、凸部４２の周辺にバリが生じても、ギャップ板２０の突起２１とコアブロック３ｂの間にバリが挟まれることがない。【選択図】図５

Description

本明細書が開示する技術は、リアクトルとその製造方法に関する。

リアクトルは、コアが挿通されているボビンにコイルを捲回した受動素子である。コアが複数のコアブロックに分割され、ボビンの内側でコアブロックの間にギャップ板を挟んだリアクトルが知られている。例えば、特許文献１に、そのようなリアクトルが開示されている。特許文献１のリアクトルでは、ボビンの内周に溝が設けられており、ギャップ板はその溝に配置される。溝によってギャップ板の位置が正確に定まる。

特開２０１６−１２２７６４号公報

ボビンは、インサート成形によってコアブロックの周囲に成形される場合がある。インサート成形では、固化した樹脂の周囲にいわゆるバリが発生することがある。バリは、インサートされる物体と金型のキャビティの境界、即ち、ボビンとコアブロックの境界に生じる。隣接するコアブロックの夫々にボビンパーツをインサート成形で作り、ギャップ板を挟んで２個のコア付ボビンパーツを接合してリアクトルを製造することがある。ギャップ板を挟んで２個のコア付ボビンパーツを接合する場合、コアとギャップ板の間にバリが挟まると、ギャップ板の位置がずれてしまう。本明細書は、ボビンをインサート成形するのに適した形状のリアクトルと、リアクトルの製造方法を提供する。

本明細書が開示するリアクトルは、一対のコアブロックと、ギャップ板と、ボビンを備えている。一対のコアブロックは、端面同士が対向している。ギャップ板は、一対のコアブロックの端面の間に挟まれている。なお、本明細書が開示するリアクトルは、３個以上のコアブロックを備えていてもよい。本明細書が開示する技術では、ギャップ板を挟んで隣接している一対のコアブロックに着目する。ボビンはコアが挿通される筒状の絶縁部材であり、一対のコアブロックの側面とギャップ板の側面を囲っている。ボビンは樹脂で作られている。ボビンは、少なくともコアブロックとギャップ板の境界とギャップ板を囲んでいればよい。ギャップ板にはコアブロックの端面に接する複数の突起が設けられている。ボビンの内面に、ギャップ板の突起から離れた位置で、ギャップ板の縁と接する位置決め部が設けられている。このリアクトルでは、コアブロックに接するギャップ板の突起と、ギャップ板の縁に接する位置決め部が離れているので、位置決め部の周辺にバリが生じても、ギャップ板の突起とコアブロックの間にバリが挟まれることがない。

本明細書が開示するリアクトルでは、位置決め部を除いてボビンの内面とギャップ板の間に隙間が確保されているとよい。バリは、ボビンとコアとの境界に生じる。それゆえ、位置決め部を除いてボビンの内面とギャップ板の間に隙間が確保されていれば、バリはその隙間に入り、ギャップ板の位置決めに影響することがない。なお、その隙間は、ボビンとギャップ板とコアブロックが組み立てられた後に、別の樹脂で充填されていてもよい。

位置決め部は、例えば、次の態様でよい。突起から離れた位置で、ギャップ板の縁に切欠が設けられている。位置決め部は、ボビンの内面から突出して切欠に嵌合する凸部を備えている。あるいは、位置決め部は、次の態様でもよい。突起から離れた位置で、ギャップ板の法線方向からみたときにギャップ板の縁から突出する位置決め凸部が設けられている。ボビンの位置決め部は、ボビンの内面に設けられており、位置決め凸部に嵌合する窪みを備えている。

上記したリアクトルは、準備工程、ボビン成形工程、組立工程を経て作ることができる。準備工程では、一対のコアブロックと、コアブロックの端面に対向する面に複数の突起を備えたギャップ板を準備する。ボビン成形工程では、一対のコアブロックの夫々に、コアの側面を囲むボビンパーツをインサート成形する。組立工程では、コアブロックの端面に突起が当接するようにギャップ板を挟んでコアブロックを対向させるとともに一対のボビンパーツを接合してボビンを完成させる。ボビン成形工程では、一対のボビンパーツの少なくとも一方に、ボビンパーツにギャップ板を取り付けたときにギャップ板の突起から離間する位置に、ギャップ板の縁と接する位置決め部が形成される。インサート成形の際に位置決め部の周辺にバリが発生しても、ギャップ板の突起は位置決め部から離れているので、ギャップ板の突起とコアブロックの間にバリが挟まれることが防止される。

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。

リアクトルの斜視図である。 図１のＸＹ平面でリアクトルをカットした断面図である。 ボビンパーツ（ボビン）を形成する前のリアクトルの分解斜視図である。 ボビンパーツが成形された後のリアクトルの分解斜視図である（ギャップ板取り付け前）。 ボビンパーツが成形された後のリアクトルの分解斜視図である（ギャップ板取り付け後）。 ボビンパーツに取り付けられたギャップ板の正面図である。 図６のVII−VII線に沿った断面図である。 第１変形例のギャップ板の正面図である。 第２変形例のギャップ板の正面図である。 第３変形例のギャップ板の正面図である。 第４変形例のギャップ板の正面図である。

図面を参照して実施例のリアクトル２を説明する。図１に、リアクトル２の斜視図を示す。図２に、図１に示した座標系におけるＸＹ平面でカットしたリアクトル２の断面図を示す。リアクトル２は、リング状のコア３と、ボビン１０と、コイル４ａ、４ｂと、樹脂カバー１８を備えている。なお、図１、２では、樹脂カバー１８は仮想線で描いてあり、樹脂カバー１８の内側の構造が見えるようになっている。図２の下側には、上側の図の破線矩形の範囲を拡大した図が示してある。

リング状のコア３は、Ｕ字形状の一対のコアブロック３ａ、３ｂと、ギャップ板２０で構成される。一対のコアブロック３ａ、３ｂは、Ｕ字の先端の端面３１ａ、３１ｂが対向するように配置され、それら端面３１ａ、３１ｂの間にギャップ板２０が挟まれている（図２の下図参照）。

リング状のコア３は、ボビン１０で覆われている。より詳しくは、コアブロック３ａがボビンパーツ１０ａで覆われており、コアブロック３ｂがボビンパーツ１０ｂで覆われている。コアブロック３ａを伴うボビンパーツ１０ａと、コアブロック３ｂを伴うボビンパーツ１０ｂがギャップ板２０を挟んで接合され、リング状のコア３とボビン１０が完成する。ボビンパーツ１０ａ、１０ｂを接合する際、Ｕ字形状のコアブロック３ａ、３ｂのＵ字の腕に相当する部分をコイル４ａ、４ｂに挿通し、ボビンパーツ１０ａ、１０ｂが接合される。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。ボビン１０は、筒状の部材であり、その外側にコイル４ａ、４ｂが捲回され、その内側にコア３が挿通される。実施例のボビン１０は、コア３の湾曲部分も覆っているが、ボビン１０は、コイル４ａ、４ｂが捲回される部分、即ち、ギャップ板２０の両側にてコア３の側面を覆っていればよい。ボビン１０は、コイル４ａ、４ｂの軸線方向（図中のＸ方向）の移動を規制するフランジ１１を備えている。ボビン１０は、少なくとも一対のフランジ１１の間でコア３の側面とギャップ板２０の側面を覆っていればよい。

コイル４ａ、４ｂは、四角柱形状である。四角柱形状のコイル４ａ、４ｂの一側面と、その一側面と同じ側に面するコア３の面を除いて、コイル４ａ、４ｂ、とコア３とボビン１０は、樹脂カバー１８で覆われる。

図２の下側の図を参照して、ギャップ板２０とその周辺の構造について説明する。ギャップ板２０は、コアブロック３ａ（３ｂ）の端面３１ａ（３１ｂ）と対向する面の四隅に突起２１が設けられている。突起２１の頭頂面が、端面３１ａ（３１ｂ）に接触し、ギャップ板２０の他の部分は端面３１ａ（３１ｂ）には接しない。従ってギャップ板２０と端面３１ａ（３１ｂ）との間には空隙ＳＰ２が確保される。また、ギャップ板２０の側面とボビン１０の内面との間にも空隙ＳＰ１が確保される。突起２１は、コアブロック３ａ（３ｂ）と接触している部分を除き、その周囲に隙間が確保されている。ギャップ板２０は、四隅の突起２１でコアブロック３ａ（３ｂ）の端面３１ａ（３１ｂ）と接触することで、端面３１ａ（３１ｂ）との距離が正確に定まる。

ボビンパーツ１０ａ（１０ｂ）は、樹脂で作られており、コアブロック３ａ（３ｂ）に対してインサート成形で製造される。インサート成形では、コアブロック３ａ（３ｂ）を金型のキャビティに配置し、コアブロック３ａ（３ｂ）の周囲に溶融樹脂を流し込んでボビンパーツ１０ａ、１０ｂを形成する。それゆえ、ボビンパーツ１０ａ（１０ｂ）とコアブロック３ａ（３ｂ）との境界にバリが発生することがある。バリが突起２１と端面３１ａ（３１ｂ）との間に挟まると、ギャップ板２０と端面３１ａ（３１ｂ）との距離が正確に定まらなくなってしまう。また、ボビンパーツ１０ａ（１０ｂ）の内面とギャップ板２０との間にバリが挟まると、端面３１ａ（３１ｂ）に平行な方向におけるギャップ板２０の位置が正確に定まらなくなってしまう。リアクトル２は、突起２１の頭頂面を除き、ギャップ板２０は周囲に隙間が確保されており、突起２１を含むギャップ板２０の位置にバリが影響しないようになっている。次に、リアクトル２の製造方法を説明するとともに、上記した利点について、補足する。なお、ギャップ板２０の周囲の隙間は、ギャップ板２０とコアブロック３ａ、３ｂとボビンパーツ１０ａ、１０ｂを組み立てるときにあればよい。ギャップ板２０とコアブロック３ａ、３ｂとボビンパーツ１０ａ、１０ｂを組み立てた後に、隙間は別の樹脂で充填されてもよい。

（準備工程）リアクトル２の製造工程では、最初に、一対のコアブロック３ａ、３ｂと、コイル４ａ、４ｂと、ギャップ板２０を準備する（図３）。ギャップ板２０のコアブロック３ａ（３ｂ）と対向する面の四隅には突起２１が設けられている。なお、突起２１については詳しくは図４を参照されたい。

（ボビン成形工程）一対のコアブロック３ａ、３ｂの夫々に、少なくともコアブロック３ａ（３ｂ）の側面を囲むボビンパーツ１０ａ（１０ｂ）をインサート成形する。図４に、コアブロック３ａ（３ｂ）のＵ字の腕の周囲を囲むように形成されたボビンパーツ１０ａ（１０ｂ）を図示する。ボビンパーツ１０ａ（１０ｂ）には、コイル４ａ、４ｂの軸線方向の移動を規制するフランジ１１が設けられている。また、ボビンパーツ１０ａ（１０ｂ）には、コアブロック３ａ（３ｂ）が露出する窓１５、１６が設けられている。なお、ボビンパーツ１０ａと１０ｂは同形状を有している。以下では、主としてコアブロック３ｂと、それを囲んでいるボビンパーツ１０ｂと、ギャップ板２０について説明する。カッコ内に、対応するボビンパーツ１０ａ、コアブロック３ａの部位の符号を付す。

図４の左下方に、ボビンパーツ１０ｂの端面（コアブロック３ｂの端面３１ｂ）と、ギャップ板２０の拡大図を示す。先に述べたように、ギャップ板２０の四隅には、端面３１ｂ（３１ａ）に向かって突出する突起２１が設けられている。また、ギャップ板２０の縁であって突起２１から離れた位置に切欠２２が設けられている。切欠２２は、矩形のギャップ板２０の対向する２辺の夫々に設けられている。ボビンパーツ１０ｂ（１０ａ）は、コアブロック３ｂ（３ａ）とギャップ板２０を囲む筒状であり、その筒の内面４１に、凸部４２が設けられている。凸部４２は、ギャップ板２０の切欠２２に対応しており、ボビンパーツ１０ｂ（１０ａ）にギャップ板２０が取り付けられたときに凸部４２と切欠２２が嵌合する。凸部４２と切欠２２の嵌合によって、コアブロック３ｂ（３ａ）の端面３１ｂ（３１ａ）に平行な方向のギャップ板２０の位置が定まる。ボビンパーツ１０ｂ（１０ａ）の内面４１に設けられている凸部４２は、ギャップ板２０の位置を定める部位である。

図５に、ギャップ板２０がボビンパーツ１０ｂの内側に配置された図を示す。なお、ボビンパーツ１０ｂの先端は、コアブロック３ｂの端面３１ｂよりも突出しており、ボビンパーツ１０ｂの筒の先端の内側にギャップ板２０が配置される。

先に述べたように、ギャップ板２０の平行な２辺の夫々に設けられた切欠２２にボビンパーツ１０ｂの凸部４２が嵌合し、ギャップ板２０の面内方向の位置が定まる。ここで、「面内方向」とは、先に述べたように、コアブロック３ｂの端面３１ｂに平行な方向を意味する。

図６に、ボビンパーツ１０ｂに取り付けられたギャップ板２０の正面図を示す。図７に、図６のVII−VII線に沿った断面図を示す。図６における符号２０ｂは、ギャップ板２０の縁（ギャップ板２０の側面）を示している。図６において、突起２１の中の黒く塗りつぶした範囲は、コアブロック３ａ（３ｂ）と接する領域を意味している。また、図６と図７において、薄いグレーで示した範囲Ｂａは、インサート成形時にバリが発生するおそれのある領域を示している。

先に述べたように、バリが発生するおそれのある領域は、ボビンパーツ１０ｂ（１０ａ）とコアブロック３ｂ（３ａ）の境界である。図６、図７に示されているように、ギャップ板２０は、突起２１の頭頂面（図６において黒く塗りつぶされた範囲）と切欠２２を除いて、周囲に空隙ＳＰ１、ＳＰ２が確保されている。特に、切欠２２と凸部４２の接触箇所を除いて、ギャップ板２０の縁２０ａの周囲には空隙が確保されている。図７に示しているように、ギャップ板２０（突起２１を除く）とコアブロック３ｂとの間にも空隙ＳＰ２が確保されており、ギャップ板２０の縁２０ａと範囲Ｂａ（バリが発生するおそれのある範囲）が接していない。発生したバリは空隙ＳＰ１、ＳＰ２にとどまり、突起２１と端面３１ｂ（３１ａ）との間に挟まれることはない。切欠２２と凸部４２の接触箇所も、コアブロック３ｂから離間しており、バリが切欠２２と凸部４２の接触箇所に影響を及ぼすこともない。

（組立工程）図５に示すように、コアブロック３ｂ（３ａ）の端面３１ｂ（３１ａ）に突起２１が当接するようにギャップ板２０を挟んでコアブロック３ａ、３ｂを対向させるとともに一対のボビンパーツ１０ａ、１０ｂを接合してボビンを完成する。ボビンパーツ１０ａ、１０ｂの接合には、接着剤が用いられる。ボビンパーツ１０ａ、１０ｂは、別の方法、例えば、超音波接合などによって接合されてもよい。先に述べたように、コアブロック３ｂ（３ａ）とボビンパーツ１０ｂ（１０ａ）の境界にバリが発生しても、バリはギャップ板２０に接することがなく、ギャップ板２０の位置がバリによって影響を受けることはない。

最後に、図１、図２にて仮想線で示した樹脂カバー１８が形成される。樹脂カバー１８も、インサート成形で作られる。樹脂カバー１８を成形する際、ギャップ板２０の周囲に確保されていた空隙ＳＰ１、ＳＰ２が樹脂カバー１８の樹脂で充填されてもよい。

上記したように、ボビンパーツ１０ａ、１０ｂがインサート成形で作られるリアクトル２では、バリの発生が予想される箇所（図６の範囲Ｂａ）が、突起２１の頭頂面と切欠２２のいずれからも離れている。さらに、ギャップ板２０は、突起２１の頭頂面を除き、コアブロック３ｂ（３ａ）の端面３１ｂ（３１ａ）からも離れている。それゆえ、ボビンパーツ１０ｂ（１０ａ）の内面４１とコアブロック３ｂとの境界に生じ得るバリが、ギャップ板２０の位置に影響を与えることがない。

図８に、変形例のギャップ板１２０の正面図を示す。なお、図８、及び、図９−図１１では、理解を助けるために、ボビンパーツ１１０ｂ（２１０ｂ、３１０ｂ）にはハッチングを施した。

ギャップ板１２０は、縁１２０ａに一つの切欠２２を備えている。ボビンパーツ１１０ｂは、筒の内面１４１から突出する第１凸部４２と第２凸部１４２を備えている。第１凸部４２と第２凸部１４２は、ボビンパーツ１１０ｂの筒の内面の対向する位置に設けられている。第１凸部４２は、切欠２２に嵌合する。第２凸部１４２は、切欠２２の反対側でギャップ板１２０の縁１２０ａに接している。切欠２２と第１凸部４２の嵌合により、ギャップ板１２０のＹ方向の位置が正確に定まる。また、ギャップ板１２０は、第１凸部４２と第２凸部１４２に挟まれており、Ｚ方向の位置が正確に定まる。

図９に第２変形例のギャップ板２２０の正面図を示す。ギャップ板２２０は、その縁２２０ａに切欠を備えていない。一方、ボビンパーツ２１０ｂは、筒の内面２４１から突出する４個の凸部２４２を備えている。４個の凸部２４２は、四方から、矩形のギャップ板２２０の縁２２０ａに接している。ギャップ板２２０は、その法線方向（Ｘ方向）から見たときに四方から突出する凸部２４２に押さえられており、ＹＺ面内における位置が正確に定められる。

図１０に、第３変形例のギャップ板３２０の正面図を示す。ギャップ板３２０は、法線方向（図中のＸ方向）から見たときに縁３２０ａから突出する２個の凸部３２１を備えている。凸部３２１は、互いに反対方向に突出している。ギャップ板３２０を囲むボビンパーツ３１０の内面３４１には、ギャップ板３２０の凸部３２１に対応する窪み３４３が設けられている。夫々の凸部３２１は、対応する窪み３４３に嵌合する。凸部３２１と窪み３４３の嵌合により、ギャップ板３２０の面内方向の位置が正確に定まる。

図８から図１０に示したギャップ板１２０、２２０、３２０は、いずれも、ギャップ板の法線方向からみたときに四隅に突起２１を備えている。図１１に、第４変形例のギャップ板４２０の正面図を示す。ギャップ板４２０の輪郭の形状は第３変形例のギャップ板３２０と同じである。ギャップ板４２０は、四隅の突起４２１が他の変形例の突起２１よりもやや内側に位置している。突起は、ギャップ板の法線方向からみてギャップ板の縁に接するように四隅に設けられることが望ましいが、縁よりもやや内側に配置されていてもよい。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。実施例のリアクトル２は、Ｕ字形状の一対のコアブロック３ａ、３ｂによってリングを形成するコア３を備えている。本明細書が開示する技術は、３個の以上のコアブロックを有するリアクトルに適用することができる。３個以上のコアブロックを含むリアクトルの場合、隣接する特定の一対のコアブロックの間にギャップ板が挟まれており、そのギャップ板とその周辺が、実施例または変形例で説明した特徴を備えていればよい。

ボビンパーツの筒の内面に設けられている凸部４２、１４２、２４２、及び、窪み３４３は、ギャップ板の位置を定める部分（位置決め部）に相当する。第３変形例のギャップ板３２０が備える凸部３２１は、ギャップ板３２０の法線方向からみたときにギャップ板３２０の縁３２０ａから突出する位置決め凸部に相当する。

実施例のリアクトルでは、一対のボビンパーツ１０ａ、１０ｂの夫々に、ギャップ板の面内位置を定める位置決め部が設けられている。位置決め部は、一対のボビンパーツ１０ａ、１０ｂのいずれか一方に設けられていればよい。

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。

２：リアクトル
３：コア
３ａ、３ｂ：コアブロック
４ａ、４ｂ：コイル
１０：ボビン
１０ａ、１０ｂ、１１０ｂ、２１０ｂ、３１０ｂ：ボビンパーツ
１１：フランジ
１８：樹脂カバー
２０、１２０、２２０、３２０、４２０：ギャップ板
２０ａ、１２０ａ、２２０ａ、３２０ａ：縁
２１、４２１：突起
２２：切欠
３１ａ、３１ｂ：端面
４１、１４１、２４１、３４１：内面
４２、１４２、２４２、３２１：凸部
３４３：窪み

Claims (6)

1. 端面同士が対向している一対のコアブロックと、
   前記一対のコアブロックの前記端面の間に挟まれているギャップ板と、
   前記一対のコアブロックの側面と前記ギャップ板の側面を囲っている樹脂製のボビンと、を備えており、
   前記ギャップ板には、前記端面に接する複数の突起が設けられており、
   前記ボビンの内面に、前記突起から離れた位置で、前記ギャップ板の縁と接する位置決め部が設けられている、リアクトル。
2. 前記位置決め部を除いて前記ボビンの内面と前記ギャップ板の前記縁との間に隙間が確保されている、または、前記ボビンの前記内面と前記ギャップ板の前記縁との間に別の樹脂が充填されている、請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記突起から離れた位置で、前記ギャップ板の前記縁に切欠が設けられており、
   前記位置決め部は、前記ボビンの前記内面から突出して前記切欠に嵌合する凸部を備えている、請求項１又は２に記載のリアクトル。
4. 前記突起から離れた位置で、前記ギャップ板の法線方向からみたときに前記ギャップ板の前記縁から突出する位置決め凸部が設けられており、
   前記位置決め部は、前記ボビンの内面に設けられており、前記位置決め凸部に嵌合する窪みを備えている、請求項１又は２に記載のリアクトル。
5. 前記ギャップ板の前記端面と対向する面の四隅に前記突起が設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載のリアクトル。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のリアクトルの製造方法であり、
   前記一対のコアブロックと、前記コアブロックの前記端面に対向する面に複数の前記突起を備えた前記ギャップ板を準備する準備工程と、
   前記一対のコアブロックの夫々に、前記コアブロックの側面を囲むボビンパーツをインサート成形するボビン成形工程と、
   前記コアブロックの前記端面に前記突起が当接するように前記ギャップ板を挟んで前記コアブロックを対向させるとともに一対の前記ボビンパーツを接合して前記ボビンを完成させる組立工程と、を備えており、
   前記ボビン成形工程では、一対の前記ボビンパーツの少なくとも一方に、前記ボビンパーツに前記ギャップ板を取り付けたときに前記ギャップ板の前記突起から離間する位置に、前記ギャップ板の前記縁と接する前記位置決め部が形成される、製造方法。