JP4539730B2 - リアクトルのコア - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車に搭載されるリアクトルを構成するコアに関する。

近年、環境に優しい自動車として、ハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車等のモータで駆動力を得る車両が注目されている。これらの車両では、二次電池から供給される直流電圧をインバータで交流電圧に変換して三相交流モータに印加されるのが一般的であるが、この際に二次電池から供給される直流電圧を昇圧してからインバータに供給するよう昇圧コンバータが用いられる。

昇圧コンバータは、コアを含むリアクトルとスイッチング素子とを含んで構成される場合がある。従来のリアクトルのコアとして、図３に示すようなコア１０が知られている。このコア１０は、略Ｕ字状をなす２つの端部コア材１２と、これらの端部コア材１２の両脚部間に接着固定されて直線状に連結されている四角状をなす複数の中間コア材１４とで一体に構成されている。そして、端部コア材１２および中間コア材１４の各接着面間には、インダクタンスを低下させないよう磁気的ギャップを持たせるために、例えばセラミック製のギャッププレート１６がそれぞれ挟み込まれている。

これまでリアクトルのコア材１２，１４として、表面を絶縁処理した軟磁性粉末を、必要に応じてバインダと混合した後に所定の高圧力にて加圧成型し、さらに必要に応じて焼結または熱処理して作製される圧粉磁心が用いられることがある。このようにして作製された圧粉磁心からなるコア材では、加圧成型の際に残留する内部応力や焼結時の熱膨張等の影響によって、コア１０として一体に構成する際の接着面が、平坦面ではなく、外方に僅かに凸状に膨出する湾曲側面になる場合がある。

ここで、特許文献１には、コア材とスペーサとの接着部分の剥離を防止するために、図４に示すように、スペーサ４０のコア材との接着面４２にコア材に当接する突起部４４ａ，４４ｂを形成し、スペーサ４０とコア材との間に適用する接着剤の量を多くすることにより、接着性能を向上させることについて記載されている。

特開２００６−１３５０１８号公報

しかしながら、図５に示すように、接着面が湾曲側面１５になっているコア材１４間に上記特許文献１のスペーサ４０を設けると、スペーサ外周部の突起部４４ｂはコア材１４に当接することなくスペーサ中央部の突起部４４ａだけが湾曲側面１５に当接した状態で、接着剤２４によってコア材１４が接着固定されてしまうことになる。この場合、一方の端部コア材１２から他方の端部コア材１２までのＸ方向に沿った直線的な配列および構成が保証されず、例えばＹ方向および／またはＺ方向への傾きまたは歪みが生じ易い。

このような傾きを含んで一体に構成されたコア１０が端部コア材１２，１２をそれぞれ支持するブラケットを介してリアクトルケース内に固定されると、傾いて接着されているコア材１４，１４間の接着剤２４に応力集中が生じ、リアクトル作動時の振動や温度変化によって接着剥離し易い部分となり、その結果、コア材１４の接着剥離によるＮＶ性の低下をもたらす原因となる。

本発明の目的は、ギャップ部材を挟んで一体化される複数のコア材を傾きなく接着固定できるようにしたリアクトルのコアを提供することにある。

本発明に係るリアクトルのコアは、凸状の湾曲側面を接着面として有するコア材と、複数のコア材の各湾曲側面間に挟さまれて接着固定されるギャッププレートとを含むリアクトルであって、ギャッププレートは、平板状のプレート部と、プレート部表面から突出して先端がコア材の湾曲側面にそれぞれ当接する複数の突起部とを有し、これら突起部は、突起部が設けられていないプレート中央部から離れた外周寄り部分に配置され、かつ、プレート中央部から等距離にそれぞれ位置しており、ギャッププレートのプレート部はコア材の湾曲側面の輪郭形状に対応する四角形状を有し、前記突起部は、四角形状のプレート部の４つの角部近傍だけに配置されていることを特徴とする。

また、本発明に係るリアクトルのコアにおいて、ギャッププレートの突起部の先端が略半球状に形成されていてもよい。

本発明に係るリアクトルのコアによれば、コア材間に挟まれるギャッププレートの複数の突起部は突起部がないプレート中央部から離れた外周寄り部分であってプレート中央部から等距離位置に配置されているため、各突起部の先端は接着面となるコア材の凸状をなす湾曲側面に均等に当接することができる。これにより、互いに接着固定されるコア材を傾きなく配列した状態で接着固定することができ、一体に構成されたコアをリアクトルケース内に固定する際にコア材間の接着部に応力集中が発生するのを防止できる。その結果、コア材の接着強度が維持されて接着剥離を抑制でき、リアクトルのＮＶ性悪化を防止できるとともに同一構成の各リアクトル間におけるＮＶ性のバラツキを抑えられる。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。

本実施形態のリアクトルを構成するコア１０は、図３に示されるものと同様である。すなわち、コア１０は、略Ｕ字状をなす２つの端部コア材１２と、これらの端部コア材１２の両脚部間に接着固定されて直線状に連結されている略四角柱状をなす複数の中間コア材１４とで一体に構成されている。端部コア材１２および中間コア材１４の各接着面間には、インダクタンスを低下させないよう磁気的ギャップを持たせるために、セラミックやガラス等の非磁性且つ絶縁性の材料からなるギャッププレート１６がそれぞれ挟み込まれている。

図１（ａ）は２つの中間コア材１４，１４間の接着部分を矢印Ａ方向または上方から見た部分平面図、図２はギャッププレート１６の平面図である。コア材１２，１４は、表面を絶縁処理した軟磁性粉末を、必要に応じてバインダと混合した後に所定の高圧力にて加圧成型し、さらに必要に応じて焼結または熱処理して作製される圧粉磁心が用いられる。このようにして作製された圧粉磁心からなるコア材１２，１４は、加圧成型の際に残留する内部応力や焼結時の熱膨張等の影響によって、接着面が、平坦面ではなく、外方に僅かに凸状に膨出する湾曲側面１５になっている。

ギャッププレート１６は、一定厚みを有するプレート部１８と、プレート部１８の両面にそれぞれ突出形成された複数の突起部２０とを有する。プレート部１８は、接着面である中間コア材１４の湾曲側面１５の平面的輪郭形状に対応した四角形状に形成されている。なお、プレート部１８の角部２２は、中間コア材１４の接着面形状に合致させる等の必要に応じて、面取りされてもよいしＲ形状に形成されてもよい。

突起部２０は、突起部が設けられていないプレート中央部Ｃから離れた外周寄り部分に配置され、かつ、プレート中央部またはプレート中心点Ｃから等距離ｄにそれぞれ位置している。また、突起部２０は、四角形状をなすプレート部１８の４つの角部２２の近傍にそれぞれ形成されている。すなわち、ギャッププレート１６の各表面には、４つの突起部２０がそれぞれ形成されている。

突起部２０は、円柱状に形成されており、その突出高さは湾曲側面１５の膨出寸法やプレート中央部Ｃからの距離ｄ等に応じて適宜に設定される。また、突起部２０の先端は、図１（ｂ）に示すように、略半球状に形成されてもよい。このように略半球状に形成することで、突起部２０の先端が、コア材１４の湾曲側面１５に対して面接触状態で安定して当接可能になる。

コア１０が組み立てられる際、例えばエポキシ樹脂系またはフェノール樹脂系の接着剤２４が両面に塗布されたギャッププレート１６を２つコア材１４，１４の湾曲側面１５間に挟み込んで両者を接着固定する。このとき、ギャッププレート１６の突起部２０の先端は、プレート中央部Ｃに突起部が設けられておらず且つプレート中央部Ｃから等距離ｄに配置されているとで、コア材１４の湾曲側面１５上に均等に当接することができる。これにより、互いに接着固定されるコア材１４を傾きなく配列した状態で接着固定することができる。このことは、接着面が湾曲側面１５になっている端部コア材１２と中間コア材１４とを接着固定する場合も同様である。

したがって、本実施形態によれば、上記のようにして端部コア材１２および中間コア材１４が一体に接着固定されて構成されるコア１０をリアクトルケース内に固定する際にコア材１２，１４間の接着剤層２４に応力集中が発生するのを防止できる。その結果、コア材の接着強度が維持されて接着剥離を抑制でき、リアクトルのＮＶ性悪化を防止できるとともに同一構成の各リアクトル間におけるＮＶ性のバラツキを抑えられる。

また、コア１０が一体に組み立てられた後、図１（ａ）に示すように、インサート成型によってコア１０の外周面および内周面だけに樹脂層２６を被覆形成する場合、中間コア材１４の連結または配列状態にＺ方向に関する傾きがあると型内面との間に形成される隙間に樹脂が流れ込んで放熱面となる中間コア材１４の上下面が樹脂で部分的に覆われることで放熱性能を低下させることになるが、本実施形態におけるリアクトルのコア１０によれば中間コア材１４を傾きなく接着固定することができるので、外内周面被覆層を形成する樹脂の放熱面への流れ込みが発生せず、コア１０の放熱性能が阻害されることもない。

なお、上記実施形態におけるギャッププレート１６では、四角形状のプレート部１８の四隅に突起部２０をそれぞれ突設するようにしたが、本発明はこれらに限定されるものでなく、ギャッププレートを構成するプレート部の外形や突起部の数はコア材の接着面形状等に応じて適宜に変更可能である。

（ａ）は中間コア材間のギャッププレートを含む接着部を上方から見た部分平面図であり、（ｂ）はギャッププレートの突起部の変形例を示す、（ａ）と同様の部分平面図である。 図１のギャッププレートの平面図である。 コアの全体斜視図である。 プレート中央部に突起部が形成されている従来のスペーサの斜視図である。 図４のスペーサを用いて接着固定したときの中間コア材の傾き状態を示す、図１と同様の部分平面図である。

符号の説明

１０ リアクトルのコア、１２ 端部コア材、１４ 中間コア材、１５ 湾曲側面または接着面、１６ ギャッププレート、１８ プレート部、２０ 突起部、２２ 角部、２４ 接着剤または接着剤層、２６ 樹脂層、Ｃ プレート中央部またはプレート中心点、ｄ プレート中央部からの距離。

Claims (2)

1. 凸状の湾曲側面を接着面として有するコア材と、複数のコア材の各湾曲側面間に挟さまれて接着固定されるギャッププレートとを含むリアクトルであって、
   ギャッププレートは、平板状のプレート部と、プレート部表面から突出して先端がコア材の湾曲側面にそれぞれ当接する複数の突起部とを有し、これら突起部は、突起部が設けられていないプレート中央部から離れた外周寄り部分に配置され、かつ、プレート中央部から等距離にそれぞれ位置しており、
   ギャッププレートのプレート部はコア材の湾曲側面の輪郭形状に対応する四角形状を有し、前記突起部は、四角形状のプレート部の４つの角部近傍だけに配置されていることを特徴とするリアクトルのコア。
2. 請求項１に記載のリアクトルのコアにおいて、
   ギャッププレートの突起部の先端が略半球状に形成されていることを特徴とするリアクトルのコア。

Images