JP7216032B2 - リアクトル - Google Patents

Description

本発明は、コアの内部にコイルが収納された状態でモールドされたリアクトルに関する。

従来から、断面矩形状の平角線が巻回されたコイルと、該コイルの収納される一組のコアとを有したリアクトルが知られている。このリアクトルは、特許文献１に開示されるように、コイルと、該コイルの内周側に配置される磁性体のコアと、前記コイル及びコアの外側を覆う外装部とを備えている。

上述したリアクトルを製造する場合には、コアを構成する一組の分割部材の間にコイルを載置してコイル組立体を構成した後に、前記コイル組立体を覆うように上下の金型を嵌合させると共に、保持ピンを前記分割部材の抜き孔へと挿通させることでコアを軸方向に押圧して位置決めを行う。そして、上下の金型内に溶融した樹脂材を注入して固化させることで、コイル組立体が樹脂材からなる外装部によって覆われたリアクトルが得られる。

特開２０１７－１０７９９５号公報

しかしながら、上述したリアクトルを製造する際、コアを構成する一組の分割部材が保持ピンによって軸方向へのみ固定されているため、金型内に注入された樹脂材によって前記分割部材の側面が押圧された場合、前記分割部材が軸方向と直交する水平方向へ動いてしまい、一方の分割部材と他方の分割部材とが該水平方向にずれてしまうという問題がある。

そこで、上述したようなリアクトルの製造過程における分割部材の位置ずれを抑制する目的で、例えば、軸方向に挿入される保持ピンを上方に設けられた分割部材と下方に設けられた分割部材との境界を跨ぐように前記分割部材の側面へ配置して当接させることが考えられる。しかしながら、分割部材の製造ばらつきが生じて保持ピンの先端と前記分割部材の側面との間に隙間ができてしまった場合、この隙間に溶融した樹脂材が入り込んで固化することで外装部の一部にバリが発生してしまうという問題が生じる。

本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、樹脂モールド部におけるバリの発生を抑制することが可能なリアクトルを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の態様は、コイルと、コイルを内部に収納し分割自在に設けられるコアと、コアの少なくとも側面を覆って固定する樹脂モールド部とを備えたリアクトルにおいて、
樹脂モールド部は、コアの外周を覆う円筒状のモールド本体と、モールド本体に形成され径方向に貫通してコアの一部が外部へ露出する露出部と、を有し、コアは、コアの軸方向に分割される第１コア部及び第２コア部を有し、露出部は、第１コア部の外周面に臨むように設けられ、コアの軸方向における第１コア部と第２コア部との境界部が樹脂モールド部のモールド本体によって覆われ、露出部が、境界部に対して前記軸方向に離間して配置される。

本発明によれば、内部にコイルの収納されるコアが分割自在に設けられ、コアにおいて少なくとも側面を覆って固定する樹脂モールド部を備え、この樹脂モールド部は、コアの一部が外部へと露出する露出部を有し、この露出部は分割される一方のコア部及び他方のコア部のいずれか１つのみに臨み、一方のコア部と他方のコア部との境界部が樹脂モールド部によって覆われている。

従って、コアが分割された一方又は他方のコア部に製造ばらつきが生じ、コア部の側面に対して段差が生じた場合であっても、樹脂モールド部を溶融した樹脂材から成形する際、側面に当接して押さえる型部材をコア部のいずれか１つのみに当接させることで、型部材とコア部との間に隙間が生じてしまうことがない。

その結果、コアにおいて一方のコア部と他方のコア部との境界部に跨るように樹脂モールド部を設けることで、コア部の側面と型部材との間に生じた隙間へ樹脂材が入り込んでバリとなってしまうことが好適に抑制される。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、内部にコイルが収納され分割自在に設けられたコア部からなるコアと、コアの少なくとも側面を覆って固定する樹脂モールド部とを備えたリアクトルにおいて、この樹脂モールド部は、コアの一部が外部へと露出する露出部を有し、分割される一方のコア部及び他方のコア部のいずれか１つのみに露出部が臨むように形成されると共に、一方のコア部と他方のコア部との境界部が樹脂モールド部によって覆われている。そのため、一方又は他方のコア部に製造ばらつきが生じ、一方のコア部の側面と他方のコア部の側面との間に段差が生じた場合であっても、樹脂モールド部を溶融した樹脂材から成形する際に、側面に当接して押さえる型部材をコア部のいずれか１つのみに当接させることで、型部材とコア部との間に隙間が生じてしまうことがない。

その結果、コア部の境界部に跨るように樹脂モールド部を設けることで、コア部の側面と型部材との間の隙間に樹脂材が入り込むことによるバリの発生を好適に抑制することが可能となる。

本発明の実施の形態に係るリアクトルの外観斜視図である。 図１のリアクトルにおいて、コア、コイル及びボビンから構成されるコイル組立体の外観斜視図である。 図２に示すコイル組立体の分解斜視図である。 図１に示すリアクトルの全体平面図である。 図５Ａは、図４のＶＡ－ＶＡ線に沿った断面図であり、図５Ｂは、図５Ａのベースコア部の外周面に径方向への製造ばらつきが生じた場合を示す断面図である。 図６Ａは、変形例に係るリアクトルを示す一部省略断面図であり、図６Ｂは、図６Ａのリアクトルを構成する第１分割コア部に製造ばらつきが生じた場合を示す一部省略断面図である。

本発明に係るリアクトルについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

このリアクトル１０は、図１～図４に示されるように、その両端が外周側から引き出されα巻きで巻回されたコイル１２と、該コイル１２を囲むように配置されるボビン１４と、前記コイル１２及び前記ボビン１４の収納されるコア１６と、前記コア１６の外側を覆う樹脂モールド部１８とを含む。そして、リアクトル１０は、例えば、コア１６におけるカバーコア部（コア部）５４が上方（矢印Ａ１方向）、ベースコア部（コア部）５２が下方（矢印Ａ２方向）となるように載置され使用される。

コイル１２は、例えば、エナメル等の絶縁被膜で覆われ導電性を有した平角導線が用いられ、その幅広面が径方向となるように、上下方向に２層にわたってα巻きでボビン１４の外周側へと巻回されている。

詳細には、図３に示されるように、コイル１２は、それぞれ複数回巻回される上層２０及び下層２２が形成され、前記上層２０の端部である第１端部２４及び前記下層２２の端部である第２端部２６が外側に向かって引き出される。コイル１２の途中には、上層２０及び下層２２をつなぐ部位が設けられる。そして、コイル１２における上層２０及び下層２２は同一の巻き数で形成され、その最外周径が略同一となるように形成される。

そして、コイル１２は、巻回方向に沿った一端となる第１端部２４が、２層のうちの上層２０の巻回部位において最も外周側となる最外周部位から径方向外側へと引き出され、他端となる第２端部２６が２層のうちの下層２２の巻回部位において最も外周側となる最外周部位から径方向外側へと引き出され、前記第１端部２４と前記第２端部２６とが略平行に設けられる（図４参照）。

ボビン１４は、樹脂製材料から形成され、コイル１２の上方及び下方を覆う第１ホルダ２８と、該コイル１２の外周側を覆うと共に該第１ホルダ２８に接続される第２ホルダ３０とを含む。

第１ホルダ２８は、断面円形状で軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に延在した円筒部３２と、該円筒部３２の上端に形成され径方向外側へと延在した複数の第１架橋部３４と、該第１架橋部３４の外縁部を互いに接続する円環状の第１円環部３６と、前記円筒部３２の下端に形成され径方向外側へと延在する複数の第２架橋部３８と、該第２架橋部３８の外縁部を互いに接続する円環状の第２円環部４０とを備える。

円筒部３２は同一直径で形成され、その外周側にはコイル１２が巻回されると共に、第１及び第２架橋部３４、３８は前記円筒部３２の周方向に沿って互いに等間隔離間するように形成されている。そして、第１及び第２架橋部３４、３８、第１及び第２円環部３６、４０は、円筒部３２の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に所定間隔離間してそれぞれ平行に形成されている。換言すれば、第１ホルダ２８は、円筒部３２の上端及び下端から径方向外側へフランジ状に突出して形成されている。

第１円環部３６には、その周方向に沿って互いに等間隔離間した複数の係合孔４２が形成され、該係合孔４２は、第１架橋部３４の径方向外側となる位置に形成され、ボビン１４の軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）にそれぞれ貫通している。

また、第１円環部３６には、隣接する２つの第１架橋部３４の間となる位置に、径方向外側へ向かって突出したカバー部４４が形成される。カバー部４４は、例えば、断面略矩形状に形成され、第１円環部３６の外周に対して径方向外側へ所定長さだけ突出し、該外周に対して滑らかに接続されている。

第２ホルダ３０は、円環状に形成された外周壁４６と、該外周壁４６に対して径方向外側へ突出したガイド部４８とを有し、前記外周壁４６は、第１ホルダ２８の第１円環部３６と略同一直径で断面円形状に形成されると共に、上下方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って所定高さで延在している。また、外周壁４６の上端には、さらに上方（矢印Ａ１方向）へ向かって突出した複数の爪部５０が形成され、該爪部５０は上端から下方に向けて径方向外側へ徐々に突出するように断面三角形状に形成されると共に、外周壁４６の周方向に沿って互いに等間隔離間して設けられる。

そして、第１ホルダ２８における円筒部３２に対してコイル１２が巻回された状態で、第１円環部３６に対して第２ホルダ３０における外周壁４６の上端を当接させ、複数の爪部５０を前記第１円環部３６の係合孔４２へとそれぞれ挿入させる。これにより、第１ホルダ２８と第２ホルダ３０とがコイル１２を間とし、互いに周方向に位置決めされた状態で軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に連結される。

また、第２ホルダ３０のガイド部４８は、第１ホルダ２８側（矢印Ａ１方向）に開口した断面Ｕ字状に形成され、前記第１ホルダ２８のカバー部４４によって上部が覆われることで、径方向外側に向かって開口した断面矩形状の空間となる。そして、第１ホルダ２８の円筒部３２に巻回されたコイル１２の第１及び第２端部２４、２６がガイド部４８及びカバー部４４の内部を通じて外部（径方向外側）へと取り出される。

コア１６は、図１～図３に示されるように、例えば、磁性材料から上下（矢印Ａ１、Ａ２方向）に分割可能な円筒状に形成され、下部に設けられるベースコア部５２と、該ベースコア部５２の上部を覆うように設けられるカバーコア部５４と、前記ベースコア部５２の中心に形成された円柱状のコア軸部５６とを含み、該コア軸部５６の外周側にはコイル１２の巻回されたボビン１４が挿通され収納される収納空間５８を有している。

また、コア１６を構成するベースコア部５２及びカバーコア部５４には、収納空間５８から外側に向かって延在する引出溝６０が形成され、該引出溝６０には、ボビン１４のガイド部４８及びカバー部４４が挿通されると共に、該ガイド部４８を通じてコイル１２の第１及び第２端部２４、２６がそれぞれ外部へと引き出される。

そして、コイル１２の巻回されたボビン１４が、ベースコア部５２におけるコア軸部５６に挿通された状態で、前記ベースコア部５２の上部をカバーコア部５４で覆うことで図２に示されるコイル組立体Ｓが構成されると共に、前記ベースコア部５２の上端と前記カバーコア部５４の下端とが面接触して合わさって境界部６２となる。この境界部６２は、上下方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）と略直交方向（矢印Ｂ方向）に延在している。

樹脂モールド部１８は、例えば、樹脂製材料からなり射出成形によってコイル組立体Ｓの外側を覆うように形成され、コア１６の外周側を覆うモールド本体６４と、該モールド本体６４の下端外周面から径方向外側へ突出した取付部６６とを含む。

モールド本体６４は、コア１６の外周面（側面）に対して径方向外側に一定厚さとなるように円筒状に形成され、且つ、ボビン１４のガイド部４８及びカバー部４４が外部に露出するように形成されると共に、その上端が、カバーコア部５４の上端の一部を覆うように径方向内側へと延在している。すなわち、モールド本体６４は、コア１６の外周面に臨むように形成されている。

また、モールド本体６４には、径方向に貫通した複数の開口部（露出部）６８が形成され、該開口部６８は、例えば、前記モールド本体６４の周方向に沿って長尺な断面長方形状に形成されると共に、コア１６の境界部６２に対して上方（矢印Ａ１方向）となる位置に開口している。すなわち、この開口部６８は、境界部６２の上方となるカバーコア部５４の外周面５４ａの一部に臨むように開口し、前記開口部６８を介して前記外周面５４ａが外部へと露出している。

換言すれば、上述した開口部６８によって境界部６２の下方となるベースコア部５２が外部へと露出することはない。ここでは、図４に示されるように、モールド本体６４の周方向において、互いに離間した３つの開口部６８を備える場合について説明する。

取付部６６は、例えば、フランジ状に形成されモールド本体６４の周方向において互いに等間隔離間して４か所設けられ、その中央には図示しない固定ボルトの挿通されるボルト孔７０が形成されている。そして、取付部６６が、リアクトル１０を固定するための図示しない取付面へと当接した状態で、ボルト孔７０に図示しない固定ボルトを挿通させ該取付面に対して螺合することで、前記取付部６６を含むリアクトル１０が所定位置に固定される。

本発明の実施の形態に係るリアクトル１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に前記リアクトル１０を構成するコイル組立体Ｓをモールドして樹脂モールド部１８を形成する場合について説明する。

先ず、図５Ａに示されるように、リアクトル１０を構成するコイル組立体Ｓを下型７２と上型７４との間に収納すると共に、コア１６を構成するベースコア部５２が前記下型７２の底壁に当接し、カバーコア部５４が上型７４の内壁へと当接した状態とする。

また、カバーコア部５４に対して径方向外側（矢印Ｃ方向）から３つの可動型７６を接近させ、ベースコア部５２とカバーコア部５４との境界部６２に対して所定高さだけカバーコア部５４側（矢印Ａ１方向）となる外周面５４ａの位置に当接させる。換言すれば、可動型７６が、ベースコア部５２の外周面５２ａへと当接することがなく、両者の境界部６２から上方（矢印Ａ１方向）へと離間した位置に当接する。

これにより、上型７４、下型７２及び可動型７６によってコイル組立体Ｓが覆われ、該コイル組立体Ｓと前記上型７４、下型７２及び可動型７６と前記コイル組立体Ｓとの間の空間が樹脂材の供給されるキャビティとなる。

そして、図示しない供給口を通じて溶融した樹脂材が上型７４及び下型７２の内部に充填されることで、キャビティ内に導入された樹脂材によってコイル組立体Ｓの外周側が覆われると共に、引出溝６０を通じてコア１６の収納空間５８内へ流入した樹脂材によってコイル１２及びボビン１４が覆われる。詳細には、コア１６を構成するベースコア部５２及びカバーコア部５４の外周側は、３つの可動型７６が当接した部位及び引出溝６０に臨む部位を除いて樹脂材によって覆われ、前記カバーコア部５４の上部が外縁部近傍のみが環状に覆われてモールド本体６４となる。

最後に、コイル組立体Ｓの外側の一部及びコア１６の収納空間５８が樹脂材によって満たされた後、所定時間冷却させることで該樹脂材が硬化して前記コイル組立体Ｓを前記樹脂材によって覆った樹脂モールド部１８となる。その結果、コイル１２及びボビン１４がコア１６の収納空間５８において所定の位置で固定されると共に、図１及び図４に示されるように、カバーコア部５４の外周面５４ａに臨むように複数の開口部６８が形成され、該外周面５４ａの一部が外部へと露出したリアクトル１０が構成される。

また、コア１６を構成するベースコア部５２及びカバーコア部５４の境界部６２は、図１及び図５Ａに示されるように、前記コア１６の外周側を覆うモールド本体６４によって覆われ、前記境界部６２が外部に露出することがない。

なお、上述したリアクトル１０では、コア１６を構成するカバーコア部５４に臨む位置に開口部６８を備える構成としているが、これに限定されるものではなく、境界部６２に対して下方となるベースコア部５２側に前記開口部６８を備える構成としてもよい。すなわち、コア１６を構成するベースコア部５２及びカバーコア部５４のいずれか一方のみに開口部６８が設けられ、両者の間の境界部６２がモールド本体６４によって覆われる構成であればよい。

次に、上述したリアクトル１０の製造工程において、図５Ｂに示されるように、コア１６を構成するベースコア部５２に製造ばらつきが生じ、前記カバーコア部５４の外周面５４ａに対して前記ベースコア部５２の外周面５２ａが径方向内側へ所定距離Ｌだけずれている場合について説明する。

先ず、上型７４及び下型７２の内部にコイル組立体Ｓが収納された状態で、可動型７６をカバーコア部５４の外周面５４ａに対してそれぞれ当接させた状態とする。そして、上型７４及び下型７２の内部となるキャビティに溶融した樹脂材を充填していくことで、コア１６の外周側において、カバーコア部５４とベースコア部５２との間に生じた段差７８を前記樹脂材が覆うように満たされていく。

そして、コイル組立体Ｓの外周側及びコア１６の収納空間５８が樹脂材によって満たされた後、所定時間冷却させることで該樹脂材が硬化して樹脂モールド部１８となる。その結果、コイル１２及びボビン１４がコア１６に対して所定の位置で固定されると共に、カバーコア部５４の外周面５４ａに臨むように複数の開口部６８が形成され該カバーコア部５４の外周面５４ａが外部へと露出したリアクトル１０が構成される。

また、コア１６を構成するベースコア部５２及びカバーコア部５４の境界部６２は、前記コア１６の外周側を覆うモールド本体６４によって覆われ、前記境界部６２が外部に露出することがない。そのため、境界部６２に対して下方に形成され径方向への段差７８がモールド本体６４によって好適に覆われ、径方向内側への寸法ばらつきを有したベースコア部５２の外周面５２ａと可動型７６との間に隙間が生じることがなく、射出成形時において該隙間へ樹脂材が入り込んでバリとなってしまうことが抑制される。

以上のように、本実施の形態では、リアクトル１０を構成する樹脂モールド部１８が、軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に分割自在なコア１６の外部を覆うように形成されると共に、コイル１２及びボビン１４がコア１６の収納空間５８内に収納されたコイル組立体Ｓを樹脂材によって覆うことで樹脂モールド部１８を成形する際、前記樹脂モールド部１８の外周面に開口した開口部６８が、前記コア１６を構成するベースコア部５２とカバーコア部５４との境界部６２に対して上方（矢印Ａ１方向）となるように形成される。

従って、コア１６を構成するベースコア部５２又はカバーコア部５４に径方向への製造ばらつきが生じ、該ベースコア部５２の外周面５２ａと前記カバーコア部５４の外周面５４ａとの間に径方向の段差７８が形成された場合でも、射出成形時において可動型７６が両者の外周面５２ａ、５４ａに跨るように接触することがなく、前記カバーコア部５４の外周面５４ａのみに接触して開口部６８を形成する構成としているため、前記カバーコア部５４の外周面５４ａに対して窪んだ前記ベースコア部５２の外周面５２ａと前記可動型７６の先端との間に隙間が生じてしまうことがない。

その結果、コア１６を構成するベースコア部５２及びカバーコア部５４に径方向への製造ばらつきが生じた場合であっても、その境界部６２が樹脂モールド部１８の開口部６８を通じて外部へと露出することがなくモールド本体６４によって好適に覆われることで、前記コア１６の外周面５２ａ、５４ａと可動型７６との間に生じた隙間に起因した樹脂モールド部１８におけるバリの発生が抑制される。

また、リアクトル１０を構成するコア１６が、上下方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に分割可能なベースコア部５２及びカバーコア部５４から構成される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図６Ａ及び図６Ｂに示されるリアクトル１００のコア１０２のように、軸方向と直交する水平方向（矢印Ｂ方向）に２分割可能な断面半円状の第１分割コア部１０４と第２分割コア部１０６から構成するようにしてもよい。

このリアクトル１００は、図６Ａに示されるコア１０２の軸方向から見て、断面半円状の第１及び第２分割コア部１０４、１０６が境界部１０８を介して互いに当接し、且つ、軸方向と略直交する径方向に分割自在な断面円形状のコア１０２を構成している。そして、コア１０２の外周側が、樹脂モールド部１１０を構成するモールド本体１１２で覆われると共に、第１分割コア部１０４の外周面に臨む位置に開口部１１４が開口している。この開口部１１４は、第１分割コア部１０４と第２分割コア部１０６の境界部１０８に臨むことがない位置で径方向に貫通するように開口している。

そして、コア１０２の外周側を図示しない金型で覆うと共に、第１分割コア部１０４の外周面に対して可動型７６が当接した状態とし、溶融した樹脂材をコア１０２の外周側を覆う金型内へと充填する。これにより、コア１０２の外周側を覆うように樹脂モールド部１１０を構成するモールド本体１１２が形成されると共に、該モールド本体１１２の一部が開口した開口部１１４が前記第１分割コア部１０４の外周面に臨むように形成されることで、コア１０２の外側が樹脂モールド部１１０によってモールドされた状態となる。

次に、図６Ｂに示されるように、例えば、コア１０２の製造ばらつきにより、第１分割コア部１０４が第２分割コア部１０６に対して境界部１０８を境として若干だけずれている場合には、図示しない金型内に充填された樹脂材によって第１及び第２分割コア部１０４、１０６の外周側が覆われていくことで、前記第１分割コア部１０４の境界部側端部１０４ａと、前記第２分割コア部１０６の境界部側端部１０６ａとの間に生じた段差１１６が前記樹脂材によって覆われる。

その結果、第１分割コア部１０４と第２分割コア部１０６との境界部１０８に形成された段差１１６が樹脂モールド部１１０のモールド本体１１２によって好適に覆われ、第２分割コア部１０６の外周面と可動型７６との間に隙間が生じることがないため、樹脂モールド部１１０において前記隙間に樹脂材が入り込むことに起因したバリの発生が好適に抑制される。

なお、本発明に係るリアクトルは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０、１００…リアクトル １２…コイル
１４…ボビン １６、１０２…コア
１８、１１０…樹脂モールド部 ５２…ベースコア部
５４…カバーコア部 ６２、１０８…境界部
６４、１１２…モールド本体 ６６…取付部
６８、１１４…開口部 ７８、１１６…段差
１０４…第１分割コア部 １０６…第２分割コア部

Claims (2)

1. コイルと、該コイルを内部に収納し分割自在に設けられるコアと、該コアの少なくとも側面を覆って固定する樹脂モールド部とを備えたリアクトルにおいて、
   前記樹脂モールド部は、前記コアの外周を覆う円筒状のモールド本体と、
   前記モールド本体に形成され径方向に貫通して前記コアの一部が外部へ露出する露出部と、
   を有し、
   前記コアは、前記コアの軸方向に分割される第１コア部及び第２コア部を有し、
   前記露出部は、前記第１コア部の外周面に臨むように設けられ、前記コアの軸方向における前記第１コア部と前記第２コア部との境界部が前記樹脂モールド部の前記モールド本体によって覆われ、前記露出部が、前記境界部に対して前記軸方向に離間して配置される、リアクトル。
2. コイルと、該コイルを内部に収納し分割自在に設けられるコアと、該コアの少なくとも側面を覆って固定する樹脂モールド部とを備えたリアクトルにおいて、
   前記樹脂モールド部は、前記コアの外周を覆う円筒状のモールド本体と、
   前記モールド本体に形成され径方向に貫通して前記コアの一部が外部へ露出する露出部と、
   を有し、
   前記コアは、前記コアの軸方向と略直交する方向に分割される第１コア部及び第２コア部を有し、
   前記露出部は、前記第１コア部の外周面に臨むように設けられ、前記コアの周方向における前記第１コア部と前記第２コア部との境界部が、前記樹脂モールド部の前記モールド本体によって覆われ、前記露出部が、前記境界部に対して前記コアの前記周方向に離間して配置される、リアクトル。

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