JP2019033135A - リアクトルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バスバが固定されたリアクトルにおいて異物の発生を抑制する。
【解決手段】コアとコイルとを有するリアクトルの製造方法は、コアの外周面を樹脂で被覆して一次モールド成形体を作製する一次モールド成形工程と、一次モールド成形体にコイルを組み付ける組付工程と、コイルの端部と接続されるバスバを一次モールド成形体の表面部に配置する配置工程と、バスバを配置した一次モールド成形体の表面部を樹脂で被覆して二次モールド成形体を作製する二次モールド成形工程と、を備え、一次モールド成形工程には、一次モールド成形体の表面部にバスバの移動を規制するための移動規制部を形成する工程が含まれており、二次モールド成形工程には、移動規制部によって移動が規制された状態のバスバを樹脂で被覆する工程が含まれている。
【選択図】図１

Description

本明細書が開示する技術は、リアクトルの製造方法に関する。

ハイブリッド車を含む電気自動車は、バッテリの出力電力を交流に変換して走行用モータに供給する電力変換装置を搭載している。電力変換装置は、直流を交流に変換するインバータ回路のほかに、バッテリの電圧を昇圧する電圧コンバータ回路を備えることがある。電圧コンバータ回路は複数のスイッチング素子とリアクトルを含んでいる。特許文献１、２には、リアクトルの一例が開示されている。特許文献１には、コアを一次モールド樹脂部で被覆し、コイルを組み付けた後に二次モールド樹脂部を成形する技術が開示されている。特許文献２には、コアを被覆する樹脂体にバスバを固定するためのナットをインサートする技術が開示されている。

特開２０１３−１４９８４１号公報 特開２０１３−１６９０７５号公報

しかしながら、特許文献１、２の技術は、バスバの固定という観点において十分な技術とはいえなかった。例えば、特許文献２の技術のように、コアを被覆する樹脂体上にバスバを固定すると、振動発生時にバスバと樹脂体とが擦れ、樹脂が削れることによって異物が発生するおそれがあった。このように、リアクトルにおいて、バスバを固定する技術については、なお改善の余地がある。

本明細書が開示する技術は、上述した課題を解決するためになされたものであり、バスバが固定されたリアクトルにおいて異物の発生を抑制する技術の提供を目的とする。

本明細書が開示する技術は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

本明細書が開示する技術の一形態によれば、コアとコイルとを有するリアクトルの製造方法が提供される。このリアクトルの製造方法は、一次モールド成形工程と、組付工程と、配置工程と、二次モールド工程を備えている。一次モールド工程では、コアの外周面を樹脂で被覆して一次モールド成形体を作製する。二次モールド成形工程では、一次モールド成形体にコイルを組み付ける。配置工程では、コイルの端部と接続されるバスバを一次モールド成形体の表面部に配置する。二次モールド工程では、バスバを配置した一次モールド成形体の表面部を樹脂で被覆して二次モールド成形体を作製する。そして、一次モールド成形工程には、一次モールド成形体の表面部にバスバの移動を規制するための移動規制部を形成する工程が含まれている。さらに、二次モールド成形工程には、移動規制部によって移動が規制された状態のバスバを樹脂で被覆する工程が含まれている。

上記の製造方法によれば、バスバは、一次モールド成形体の表面部に形成された移動規制部によって移動を規制された状態で樹脂によって被覆されるため、振動発生時においてもバスバと樹脂とが擦れにくく、異物の発生を抑制することができる。

なお、本明細書が開示する技術は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、バスバが固定されたリアクトル、このリアクトルを備える電力変換装置、この電力変換装置を備える車両、リアクトルの製造装置、バスバの固定方法などの形態で実現することができる。

第１実施形態のリアクトルの製造方法を示すフローチャートである。 準備工程で準備されるコアを説明するための図である。 一次モールド成形工程を説明するための図である。 組付工程を説明するための図である。 配置工程を説明するための図である。 二次モールド成形工程を説明するための図である。 リアクトルのバスバに部品を取り付ける状態を示した図である。 第２実施形態の一次モールド成形工程を説明するための図である。

＜第１実施形態＞
図１〜７を用いて本実施形態のリアクトルの製造方法について説明する。図１は、第１実施形態のリアクトルの製造方法を示すフローチャートである。本実施形態のリアクトルを製造方法では、まず、準備工程（ステップＳ１０）において、リアクトルに用いられるコアの準備を行う。

図２は、準備工程で準備されるコアを説明するための図である。本工程で準備されるコア２は、それぞれ略Ｕ字形状を有する２つのコア部材２１（２１ａ、２１ｂ）によって構成されている。各コア部材２１（２１ａ、２１ｂ）は、略矩形形状の断面を有しており、それぞれ、２つの脚部２２、２３と、脚部同士をつなぐ湾曲部２５と、を備えている。２つの脚部２２、２３のそれぞれの先端部には、矩形形状の端面２６、２７が形成されている。２つのコア部材２１（２１ａ、２１ｂ）は、２つの端面２６、２７が互いに対向するように配置され、コア２は、全体として略環形状の外形をなす。コア部材２１は、樹脂コーティングされた磁性粉にバインダを混合して加圧成形によって作製される。なお、コア部材２１は、略Ｕ字形状に打抜き加工された複数枚の電磁鋼板を積層した後に圧着等によって一体的に連結させることによって作製してもよい。コア２を準備した後、コア２の外周面を樹脂によって被覆して一次モールド成形体を作製する一次モールド成形工程を行う（図１：ステップＳ１１）。

図３は、一次モールド成形工程を説明する図である。一次モールド成形工程では、コア部材２１（２１ａ、２１ｂ）の外表面のうち、端面２６、２７を除く外表面全体に一次モールド樹脂部３（３ａ、３ｂ）を形成する。具体的には、コア部材２１ａ（図１）の外表面のうち、端面２６、２７を除く外表面全体に一次モールド樹脂部３ａを形成する。また、コア部材２１ｂ（図１、図２）の外表面のうち、端面２６、２７を除く外表面全体に一次モールド樹脂部３ｂを形成する。一次モールド樹脂部３（３ａ、３ｂ）は、例えば、成形型内にコア部材２１を配置した後、熱可塑性樹脂を射出成形することによって作製することができる。

一次モールド樹脂部３ａ、および、一次モールド樹脂部３ｂには、それぞれ、脚部被覆部３１と、湾曲部被腹部３２と、フランジ部３３とが形成されている。脚部被覆部３１は、コア部材２１の脚部２２、２３（図２）を被覆しており、後述するように、コイル４（図４）が組み付けられたときに、コイル４とコア部材２１との間の絶縁距離を確保する。

湾曲部被腹部３２は、コア部材２１の湾曲部２５（図２）を被覆しており、平坦な表面部３２５が形成されている。一次モールド樹脂部３ａの表面部３２５には、凸部３２１と、ピン部３２２とが形成されている。凸部３２１は、後述するバスバ５１（図５）を固定するための直方体形状の突起であり、表面部３２５との間にスリット部が形成されている。凸部３２１は、このスリット部にバスバ５１を挟み込むことによって、バスバ５１の移動を規制する。ピン部３２２は、後述するバスバ５２（図５）を固定するための略円柱状の突起であり、表面部３２５から上方に突出している。ピン部３２２は、バスバ５２に設けられた貫通孔５２５（図５）に挿入させることによって、バスバ５２の移動を規制する。

一次モールド樹脂部３ａの湾曲部被腹部３２には、さらに、２つの端子台３４、３５が形成されている。端子台３４、３５は、一次モールド樹脂部３ａの表面部３２５に沿った方向にそれぞれ突出しており、先端部に略円形形状の平面部３４５、３５５を有している。平面部３４５、３５５の中央付近には、ネジ穴３４１、３５１が設けられている。

フランジ部３３は、コイル４（図４）が組み付けられたときに、コイル４の軸線方向の両側にそれぞれ配置され、コイル４の両端と接触することによってコイル４の両端の位置を規制する。一次モールド樹脂部３ａのフランジ部３３には、２つの凹部３３１、３３２が形成されている。凹部３３１には、バスバ５１（図５）の屈曲部５１２が配置され、バスバ５１の移動を規制する。凹部３３１は、３つの壁部で囲まれた空間部を有しており、この空間部に後述するバスバ５１（図５）の屈曲部５１２が配置される。凹部３３１に配置されたバスバ５１は、この３つの壁部に当接することによって移動が規制される。凹部３３２は、凹部３３１と同様に、３つの壁部で囲まれた空間部を有しており、この空間部に後述するバスバ５２（図５）の屈曲部５２２が配置される。凹部３３２に配置されたバスバ５２は、この３つの壁部に当接することによって移動が規制される。

上述のように、一次モールド樹脂部３ａに形成された凸部３２１、ピン部３２２、および、凹部３３１、３３２は、一次モールド樹脂部３ａの表面部３２５に配置されるバスバ５１、５２（図５）の移動を規制する移動規制部として機能する。以後、コア部材２１を一次モールド樹脂部３で被覆した全体（一次成形品）を「一次モールド成形体１０」とも呼ぶ。一次モールド成形体１０を作製した後、一次モールド成形体１０にコイル４を組み付ける組み付け工程を行う（図１：ステップＳ１２）。

図４は、組付工程を説明するための図である。組付工程では、まず、２つのコイル４（４ａ、４ｂ）を準備する。２つのコイル４（４ａ、４ｂ）は、電気的に直列に接続されており、それぞれ、エナメル等で絶縁皮膜処理された扁平角形導線を矩形に巻いて予め形成されたエッジワイズ型のコイルによって構成されている。２つのコイル４（４ａ、４ｂ）の導線の端部（導線端部）４１、４２は、それぞれ、コイル４から上方に突出している。

２つのコイル４（４ａ、４ｂ）を準備した後、コイル４の内周部によって形成された貫通孔４５の一方側から、一次モールド樹脂部３ａの脚部被覆部３１が挿入され、他方側から、一次モールド樹脂部３ｂの脚部被覆部３１が挿通される。一次モールド樹脂部３ａの脚部被覆部３１と、一次モールド樹脂部３ｂの脚部被覆部３１は、コイル４の内側において、コア部材２１の端面２６、２７が互いに対向するようにして接続される。一次モールド成形体１０にコイル４を組み付けた後、一次モールド成形体１０の表面部３２５にバスバ５１、５２を配置する配置工程を行う（図１：ステップＳ１３）。

図５は、配置工程を説明する図である。配置工程では、まず、２つのバスバ５１、５２を準備する。バスバ５１は、長尺状の平板部材によって形成されており、屈曲部５１２において、バスバ５１の主面側に略直角に折り曲げられた形状を有している。バスバ５１の先端部５１１は、円形形状をなしており、中心部付近に開口部が形成されている。バスバ５１の後端部５１３は、先端部５１１の延伸方向に対して直交する方向に延伸している。

バスバ５２は、２箇所で直角に屈曲した形状の平板部材によって形成されており、屈曲部５２２において、バスバ５２の主面側に略直角に折り曲げられた形状を有している。バスバ５２の先端部５２１は、円形形状を有しており、中心部付近に開口部が形成されている。バスバ５２の後端部５２３は、先端部５２１の延伸方向に対して直交する方向に延伸している。

２つのバスバ５１、５２を準備した後、準備したバスバ５１、５２をそれぞれ一次モールド樹脂部３ａの表面部３２５に配置する。バスバ５１を表面部３２５に配置するときには、バスバ５１の後端部５１３をコイル４の導線端部４１と接触させ、バスバ５１の先端部５１１を端子台３４の平面部３４５上に配置させる。また、バスバ５１の屈曲部５１２をフランジ部３３の凹部３３１に配置し、バスバ５１の一部を凸部３２１のスリット部に挟み込む。バスバ５１の先端部５１１を端子台３４の平面部３４５上に配置させることによって、バスバ５１の先端部５１１に設けられた開口部と、端子台３４の平面部３４５に設けられたネジ穴３４１とが連通する。また、バスバ５１の屈曲部５１２をフランジ部３３の凹部３３１に配置し、バスバ５１の一部を凸部３２１のスリット部に挟み込むことによって、バスバ５１の移動が規制される。

バスバ５２を表面部３２５に配置するときには、バスバ５２の後端部５２３をコイル４の導線端部４２と接触させ、バスバ５２の先端部５２１を端子台３５の平面部３５５上に配置させる。また、バスバ５２の屈曲部５２２をフランジ部３３の凹部３３２に配置し、バスバ５２の貫通孔５２５を表面部３２５に設けられたピン部３２２と係合させる。バスバ５２の先端部５２１を端子台３５の平面部３５５上に配置させることによって、バスバ５２の先端部５２１に設けられた開口部と、端子台３５の平面部３５５に設けられたネジ穴３５１とが連通する。また、バスバ５２の屈曲部５２２をフランジ部３３の凹部３３２に配置し、バスバ５２の貫通孔５２５を表面部３２５に設けられたピン部３２２と係合させることによって、バスバ５２の移動が規制される。上記のように、２つのバスバ５１、５２を表面部３２５に配置した後、二次モールド成形体を作製する二次モールド成形工程を行う（図１：ステップＳ１４）。

図６は、二次モールド成形工程を説明するための図である。二次モールド成形工程では、コイル４およびバスバ５１、５２が取り付けられた一次モールド成形体１０の外表面に二次モールド樹脂部６を形成する。二次モールド樹脂部６は、例えば、コイル４およびバスバ５１、５２が取り付けられた一次モールド成形体１０を成形型内に配置した後、熱可塑性樹脂を射出成形することによって作製することができる。二次モールド樹脂部６は、一次モールド樹脂部３と同じ種類の樹脂であってもよいし異なっていてもよい。

二次モールド樹脂部６は、一次モールド成形体１０の外表面のうち、端子台３４、３５の平面部３４５、３５５以外の外表面全体を被覆する。また、二次モールド樹脂部６は、コイル４の外表面のうち、一部以外を被覆する。二次モールド樹脂部６によって、コイル４は一次モールド成形体１０に固定され一次モールド成形体１０と一体物となる。導線端部４１、４２は、二次モールド樹脂部６から突出する。

バスバ５１は、先端部５１１と後端部５１３以外の部分が二次モールド樹脂部６によって被覆される。一次モールド樹脂部３（図５）上に配置されたバスバ５１は、一次モールド樹脂部３に設けられた凹部３３１および凸部３２１によって移動が規制されているため、二次モールド樹脂部６の形成時（射出成形時）において位置ズレが抑制される。バスバ５２は、先端部５２１と後端部５２３以外の部分が二次モールド樹脂部６によって被覆される。一次モールド樹脂部３（図５）上に配置されたバスバ５２は、一次モールド樹脂部３に設けられた凹部３３２およびピン部３２２によって移動が規制されているため、バスバ５１と同様に、二次モールド樹脂部６の形成時（射出成形時）において位置ズレが抑制される。

２つのバスバ５１、５２は、二次モールド樹脂部６によって被覆されると、一次モールド樹脂部３と二次モールド樹脂部６との間にインサートされた状態となる。言い換えれば、２つのバスバ５１、５２は、二次モールド樹脂部６によって一次モールド成形体１０と一体となる。これにより、バスバ５１、５２に振動が加わってもバスバ５１、５２が一次モールド樹脂部３や二次モールド樹脂部６に対して位置ズレし難くなる。一次モールド成形体１０を二次モールド樹脂部６によって被覆した全体（二次成形品）を「二次モールド成形体１５」とも呼ぶ。二次モールド成形体１５は、リアクトルの完成品であり、二次モールド成形体１５を得ることによってリアクトルの製造が終了する。

図７は、完成したリアクトルのバスバ５１に部品を取り付ける状態を説明するための図である。図７には、端子台３４付近の断面形状が例示されている。ここでは一例として、相手側から延びるバスバ７１をリアクトルのバスバ５１に取り付ける場合について説明する。バスバ５１の先端部５１１は、二次モールド樹脂部６に被覆されておらず露出しているため、相手側から延びるバスバ７１をバスバ５１の上面に配置することができる。このとき、バスバ７１に設けられた開口部がバスバ５１の開口部およびネジ穴３４１と連通するように配置する。そして、これらが連通した部分に、ボルト７２を挿入することによって、バスバ７１をバスバ５１と電気的に接続させた状態で端子台３４に固定することができる。

＜本実施形態の効果例＞
以上説明した、本実施形態のリアクトルの製造方法によれば、バスバ５１、５２は、一次モールド成形体１０の表面部３２５に形成された凸部３２１やピン部３２２等の移動規制部によって移動を規制された状態で二次モールド樹脂によって被覆される。そのため、本実施形態の製造方法によって製造されたリアクトルは、振動発生時においてもバスバ５１、５２と樹脂（一次モールド樹脂および二次モールド樹脂）とが擦れ難く、樹脂が削れることによる異物の発生を抑制することができる。

＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態の一次モールド成形工程を説明するための図である。第１実施形態の一次モールド成形工程によって成形される一次モールド成形体１０（図５）は、表面部３２５に凸部３２１とピン部３２２とが設けられていた。しかし、一次モールド成形工程で成形される一次モールド成形体は、バスバ５１、５２の移動を規制する移動規制部として他の形状を有していてもよい。

例えば、図８に示すように、第２実施形態の一次モールド成形体１０Ａには、表面部３２５にガイド溝３２６、３２７が形成されている。バスバ５１は、ガイド溝３２６の内側に配置され、ガイド溝３２６の内側の側壁部によって移動が規制される。また、バスバ５２は、ガイド溝３２７の内側に配置され、ガイド溝３２６の内側の側壁部によって移動が規制される。このような構成であっても、ガイド溝３２６、３２７によって、バスバ５１、５２の移動を規制することができるため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜本実施形態の変形例＞
本明細書が開示する技術は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

［変形例１］
第１実施形態で示した一次モールド成形体１０の移動規制部と、第２実施形態で示した一次モールド成形体１０Ａの移動規制部は、適宜、組み合わせて用いてもよい。例えば、第１実施形態の一次モールド成形体１０は、表面部３２５に凸部３２１とピン部３２２のほか、ガイド溝３２６、３２７を備えていてもよい。また、一次モールド成形体１０は、表面部３２５に凸部３２１とガイド溝３２７とを備え、ピン部３２２を備えていなくてもよい。

以上、実施形態を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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、上述した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面において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、出願時の請求項に記載した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おいて説明した技術は、複数の目的を同時に達成するものであり、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…コア
３…一次モールド樹脂部
４…コイル
６…二次モールド樹脂部
１０…一次モールド成形体
１５…二次モールド成形体
２１…コア部材
４１、４２…導線端部
５１、５２…バスバ
３２１…凸部
３２２…ピン部
３２５…表面部
３２６、３２７…ガイド溝
３３１、３３２…凹部

Claims (1)

1. コアとコイルとを有するリアクトルの製造方法であって、
   前記コアの外周面を樹脂で被覆して一次モールド成形体を作製する一次モールド成形工程と、
   前記一次モールド成形体に前記コイルを組み付ける組付工程と、
   前記コイルの端部と接続されるバスバを前記一次モールド成形体の表面部に配置する配置工程と、
   前記バスバを配置した前記一次モールド成形体の表面部を樹脂で被覆して二次モールド成形体を作製する二次モールド成形工程と、を備え、
   前記一次モールド成形工程には、前記一次モールド成形体の表面部に前記バスバの移動を規制するための移動規制部を形成する工程が含まれており、
   前記二次モールド成形工程には、前記移動規制部によって移動が規制された状態の前記バスバを樹脂で被覆する工程が含まれている、ことを特徴とするリアクトルの製造方法。

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