JP6899079B2 - リアクトル - Google Patents

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Description

本発明は、リアクトルに関する。
例えば、特許文献1には、巻線を巻回してなる巻回部を有するコイルと、閉磁路を形成する磁性コアとを備え、ハイブリッド自動車のコンバータの構成部品などに利用されるリアクトルが開示されている。このリアクトルの磁性コアは、巻回部の内部に配置される内側コア部と、巻回部の外部に配置される外側コア部と、に分けることができる。特許文献1では、複数のコア片とギャップ材とを連結してなる内側コア部に対して、外側コア部を形成するコア片を連結して磁性コアを形成している。
特開2017−55096号公報
リアクトルにおいては、コア片間に形成されるギャップがリアクトルの特性に影響を与える。そのため、コア片間にギャップ材を介在させる場合は、コア片間の間隔を所定の長さに調整することが重要であるし、コア片同士を接触させる場合は、コア片同士の接触状態を調整することが重要である。しかし、特許文献1を含む従来の構成では、その調整が煩雑であるという問題がある。例えば、コア片同士を接着剤などで連結する場合、接着剤が固化するまでの間、治具などを用いてコア片間の間隔を適正に保持しなければならない。また、コア片同士をモールド樹脂やポッティング樹脂で一体化する場合、樹脂の形成から樹脂が固化するまでの間、支持部材などでコア片間の間隔を適正に保持しなければならない。
そこで、本開示は、簡易な手順で生産性良く作製することができるリアクトルを提供することを目的の一つとする。
本開示のリアクトルは、
巻回部を有するコイルと、
前記巻回部の内部に配置される内側コア部、及び前記巻回部の外部に配置される外側コア部を有する磁性コアと、
前記内側コア部の軸方向の端部が挿入される貫通孔を有する枠状体で、前記巻回部の軸方向の端面と前記外側コア部とを保持する保持部材と、を備え、
前記外側コア部は、前記内側コア部に対向する内方面と、前記内方面の反対側の外方面と、前記内方面と前記外方面との間を繋ぐ複数の周面と、を有するリアクトルであって、
前記外側コア部と前記内側コア部とを連結させるコア連結部材を備え、
前記コア連結部材は、
前記外側コア部の前記外方面を支える支持片と、
前記支持片から延びて、前記保持部材を貫通し、先端が前記内側コア部の周面に形成される周面係合部に係合する係合脚片を有する。
本開示のリアクトルは、簡易な手順で生産性良く作製することができる。
実施形態1のリアクトルの斜視図である。 コイルを除いた図1のリアクトルの分解斜視図である。 実施形態1のリアクトルにおける外側コア部と内側コア部と保持部材との組物を外側コア部の側から見た概略正面図である。 実施形態1に例示する連結部を説明する部分拡大斜視図である。 実施形態2に例示する連結部を説明する部分拡大斜視図である。 実施形態3に例示する連結部を説明する部分拡大斜視図である。
・本願発明の実施形態の説明
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。
<1>実施形態に係るリアクトルは、
巻回部を有するコイルと、
前記巻回部の内部に配置される内側コア部、及び前記巻回部の外部に配置される外側コア部を有する磁性コアと、
前記内側コア部の軸方向の端部が挿入される貫通孔を有する枠状体で、前記巻回部の軸方向の端面と前記外側コア部とを保持する保持部材と、を備え、
前記外側コア部は、前記内側コア部に対向する内方面と、前記内方面の反対側の外方面と、前記内方面と前記外方面との間を繋ぐ複数の周面と、を有するリアクトルであって、
前記外側コア部と前記内側コア部とを連結させるコア連結部材を備え、
前記コア連結部材は、
前記外側コア部の前記外方面を支える支持片と、
前記支持片から延びて、前記保持部材を貫通し、先端が前記内側コア部の周面に形成される周面係合部に係合する係合脚片を有する。
本実施形態のリアクトルにおけるコア連結部材は、保持部材及び外側コア部と別体であっても一体であっても良い。コア連結部材が保持部材及び外側コア部と独立した部材であるリアクトルでは、保持部材を挟んで内側コア部と外側コア部とを組み合せ、外側コア部の外方面からコア連結部材を組付けてコア連結部材の先端を内側コア部に係合させるだけで、内側コア部と外側コア部とを連結させることができる。また、外側コア部と保持部材とコア連結部材とが一体となった組物であるリアクトルでは、組物のコア連結部材の先端を内側コア部に係合させるだけで、内側コア部と外側コア部とを連結させることができる。このように、コア連結部材を用いた機械的な係合のみで内側コア部と外側コア部の相対的な位置を決めることができるので、実施形態のリアクトルは簡易な手順で生産性良く作製することができる。もちろん、実施形態のリアクトルは、内側コア部と外側コア部との位置決め後に樹脂でモールドされても良いし、ポッティング樹脂でケース内に埋設されても良い。
<2>実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記支持片は、前記外方面を押圧して前記外側コア部を前記保持部材に押し付けるバンド状で、前記外方面の側に突出するように湾曲した部分を有する形態を挙げることができる。
コア連結部材の支持片の少なくとも一部を、外側コア部の外方面の側に向って突出するように湾曲させることで、支持片が板バネとして機能する。その結果、コア連結部材による外側コア部の押圧力を高めることができる。
<3>実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記支持片は、前記外方面を押圧して前記外側コア部を前記保持部材に押し付けるバンド状で、
前記係合脚片は、前記支持片の延伸方向の一端と他端からそれぞれ延び、前記外側コア部の前記周面の形状に沿った形状を有する形態を挙げることができる。
外側コア部の周面に沿った形状に係合脚片を形成することで、外側コア部の周面と係合脚片との間に大きな隙間ができ難い。その結果、リアクトルを扱う際に係合脚片に物や指が引っ掛かってコア連結部材が損傷することを抑制できる。特に、コア連結部材が保持部材と別体である場合、コア連結部材が脱落することを抑制できる。
<4>実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記外側コア部と前記内側コア部の各々は、非分割構造の一体物である形態を挙げることができる。
外側コア部と内側コア部の各々が非分割構造の一体物であれば、磁性コアを構成する部品点数が少なくなるので、リアクトルの組付け工数を減らせる。そのため、リアクトルの生産性を向上させることができる。
<5>上記<1>〜<4>のリアクトルの一形態として、
前記周面係合部は、前記内側コア部の外方に突出する凸部である形態を挙げることができる。
周面係合部を凸部で構成することで、内側コア部の磁路断面積を減少させることなく周面係合部を形成できる。
<6>上記<1>〜<4>のリアクトルの一形態として、
前記周面係合部は、前記内側コア部の内方に凹む凹部である形態を挙げることができる。
内側コア部は、例えば軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体や、軟磁性粉末を加圧成形してなる圧粉成形体で構成される。金型を用いて作製されるこれらの成形体には、凸部で構成される周面係合部を形成するよりも、凹部で構成される周面係合部を形成する方が容易である。凹部であれば、内側コア部を作製する金型によって形成することもできるし、内側コア部を成形した後の加工によっても形成することもできるからである。
<7>実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記内側コア部の軸方向の端面は、前記外側コア部の前記内方面に当接する形態を挙げることができる。
内側コア部と外側コア部とが離隔していると、その離隔箇所から磁束が漏れ易い。これに対して、上記構成に示すように、内側コア部が外側コア部に当接していれば、内側コア部と外側コア部との境界位置からの磁束の漏れを抑制できるので、損失の少ないリアクトルとすることができる。
<8>実施形態に係るリアクトルの一形態として、
前記内側コア部の少なくとも前記周面が軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体で構成される形態を挙げることができる。
複合材料の成形体は、軟磁性粉末を加圧成形してなる圧粉成形体よりも形状の自由度が高い。そのため、内側コア部の周面係合部を構成する凹部や凸部を形成し易い。
・本願発明の実施形態の詳細
以下、本願発明のリアクトルの実施形態を図面に基づいて説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本願発明は実施形態に示される構成に限定されるわけではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内の全ての変更が含まれることを意図する。
<実施形態1>
実施形態1では、図1〜図4に基づいてリアクトル1の構成を説明する。図1に示すリアクトル1は、コイル2と磁性コア3と保持部材4とを組み合わせて構成される。磁性コア3は、内側コア部31と外側コア部32とを備える。このリアクトル1の特徴の一つとして、保持部材4を挟んで組み合された内側コア部31と外側コア部32とを機械的に連結させる構成を備えることが挙げられる。以下、リアクトル1に備わる各構成を説明する。
≪コイル≫
本実施形態のコイル2は、図1に示すように、一対の巻回部2A,2Bと、両巻回部2A,2Bを連結する連結部2Rと、を備える。各巻回部2A,2Bは、互いに同一の巻数、同一の巻回方向で中空筒状に形成され、各軸方向が平行になるように並列されている。本例では、別々の巻線2wにより作製した巻回部2A,2Bを連結することでコイル2を製造しているが、一本の巻線2wでコイル2を製造することもできる。
本実施形態の各巻回部2A,2Bは角筒状に形成されている。角筒状の巻回部2A,2Bとは、その端面形状が四角形状(正方形状を含む)の角を丸めた形状の巻回部のことである。もちろん、巻回部2A,2Bは円筒状に形成しても構わない。円筒状の巻回部とは、その端面形状が閉曲面形状(楕円形状や真円形状、レーストラック形状など)の巻回部のことである。
巻回部2A,2Bを含むコイル2は、銅やアルミニウム、マグネシウム、あるいはその合金といった導電性材料からなる平角線や丸線などの導体の外周に、絶縁性材料からなる絶縁被覆を備える被覆線によって構成することができる。本実施形態では、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(巻線2w)をエッジワイズ巻きにすることで、各巻回部2A,2Bを形成している。
コイル2の両端部2a,2bは、巻回部2A,2Bから引き延ばされて、図示しない端子部材に接続される。両端部2a,2bではエナメルなどの絶縁被覆は剥がされている。この端子部材を介して、コイル2に電力供給を行なう電源などの外部装置が接続される。
≪磁性コア≫
磁性コア3は、巻回部2Aと巻回部2Bのそれぞれの内部に配置される内側コア部31,31と、これら内側コア部31,31と閉磁路を形成する外側コア部32,32と、を備える。
[内側コア部]
内側コア部31は、磁性コア3のうち、コイル2の巻回部2A,2Bの軸方向に沿った部分である。本例では、磁性コア3のうち、巻回部2A,2Bの軸方向に沿った部分の両端部が巻回部2A,2Bの端面から突出している。その突出する部分も内側コア部31の一部である。巻回部2A,2Bから突出した内側コア部31の端部は、後述する保持部材4の貫通孔40(図2)に挿入される。
内側コア部31の形状は、巻回部2A(2B)の内部形状に沿った形状であれば特に限定されない。本例の内側コア部31は、図2に示すように略直方体状である。この内側コア部31は非分割構造の一体物であり、そのことがリアクトル1の組み立てを容易にする要因の一つとなっている。本例とは異なり、複数の分割片を組み合わせて内側コア部31を構成することもできる。分割片の間にはアルミナなどでできたギャップ板を介在させることができる。
内側コア部31の軸方向の端面31eは、後述する外側コア部32の内方面32eに当接している。端面31eと内方面32eとの間には接着剤が介在されていても良いが、無くてもかまわない。後述するように、内側コア部31と外側コア部32とが機械的に固定され、互いの位置が決められているからである。
本例の内側コア部31は更に、その周面31sに形成される周面係合部63を備える。本例の周面係合部63は、内側コア部31の周面31sの一部が外方に突出する凸部であって、内側コア部31と外側コア部32とを連結する連結部6の一部を構成する。連結部6については、改めて項目を設けて説明を行う。
[外側コア部]
外側コア部32は、磁性コア3のうち、巻回部2A,2B(図1)の外部に配置される部分である。外側コア部32の形状は、一対の内側コア部31,31の端部を繋ぐ形状であれば特に限定されない。本例の外側コア部32は、その上面と下面とが略ドーム形状のブロック体である。この外側コア部32は非分割構造の一体物であり、そのことがリアクトル1の組み立てを容易にする要因の一つとなっている。
各外側コア部32は、コイル2の巻回部2A,2Bの端面に対向する内方面32e(紙面右側の外側コア部32参照)と、内方面32eと反対側の外方面32o(紙面左側の外側コア部32参照)と、周面32sと、を有する。内方面32eと外方面32oは互いに平行な平坦面となっている。周面32sのうち、上面と下面は、互いに平行で、かつ内方面32e及び外方面32oに直交する平坦面となっている。また、周面32sのうち、二つの側面は湾曲面となっている。
[材質など]
内側コア部31と外側コア部32は、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形してなる圧粉成形体、あるいは軟磁性粉末と樹脂との複合材料の成形体で構成することができる。その他、両コア部31,32は、圧粉成形体の外周が複合材料で覆われたハイブリッドコアとすることもできる。
圧粉成形体は、原料粉末を金型に充填し、加圧することで作製できる。その製法ゆえに、圧粉成形体では軟磁性粉末の含有量を高め易い。例えば、圧粉成形体における軟磁性粉末の含有量は、80体積%超、更に85体積%以上とすることができる。そのため、圧粉成形体であれば飽和磁束密度や比透磁率が高いコア部31,32を得易い。例えば、圧粉成形体の比透磁率を50以上500以下、更には200以上500以下とすることができる。
圧粉成形体の軟磁性粉末は、鉄などの鉄族金属やその合金(Fe−Si合金、Fe−Ni合金など)などで構成される軟磁性粒子の集合体である。軟磁性粒子の表面には、リン酸塩などで構成される絶縁被覆が形成されていても良い。また、原料粉末には潤滑材などが含まれていてもかまわない。
一方、複合材料の成形体は、軟磁性粉末と未硬化の樹脂との混合物を金型に充填し、樹脂を固化させることで作製できる。その製法ゆえに、複合材料では軟磁性粉末の含有量を調整し易い。例えば、複合材料中の軟磁性粉末の含有量は、30体積%以上80体積%以下とすることができる。飽和磁束密度や放熱性の向上の観点から、磁性粉末の含有量は更に、50体積%以上、60体積%以上、70体積%以上とすることが好ましい。また、製造過程での複合材料の流動性の向上の観点から、磁性粉末の含有量を75体積%以下とすることが好ましい。複合材料の成形体では、軟磁性粉末の充填率を低く調整すれば、その比透磁率を小さくし易い。例えば、複合材料の成形体の比透磁率を5以上50以下、更には20以上50以下とすることができる。
複合材料の軟磁性粉末には、圧粉成形体で使用できるものと同じものを使用できる。一方、複合材料に含まれる樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、常温硬化性樹脂、低温硬化性樹脂などが挙げられる。熱硬化性樹脂は、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂は、ポリフェニレンスルフィド(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)、ナイロン6やナイロン66といったポリアミド(PA)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂などが挙げられる。その他、不飽和ポリエステルに炭酸カルシウムやガラス繊維が混合されたBMC(Bulk molding compound)、ミラブル型シリコーンゴム、ミラブル型ウレタンゴムなども利用できる。上述の複合材料は、軟磁性粉末及び樹脂に加えて、アルミナやシリカなどの非磁性かつ非金属粉末(フィラー)を含有すると、放熱性をより高められる。非磁性かつ非金属粉末の含有量は、0.2質量%以上20質量%以下、更に0.3質量%以上15質量%以下、0.5質量%以上10質量%以下が挙げられる。
ここで、内側コア部31は、その周面31sに周面係合部63を形成するため、少なくとも周面31sが複合材料の成形体で形成されていることが好ましい。複合材料の成形体は、成形時の加圧方向に制限のある圧粉成形体よりも形状の自由度が高いため、周面係合部63を形成し易いからである。内側コア部31をハイブリッドコアとする場合、金型内に圧粉成形体を配置し、金型内に複合材料を注入すれば良い。
≪保持部材≫
図2に示す保持部材4は、コイル2の巻回部2A,2B(図1)の端面と、磁性コア3の外側コア部32の内方面32eと、の間に介在され、巻回部2A,2Bの軸方向の端面と外側コア部32とを保持する部材である。保持部材4は、代表的には絶縁材料からなり、コイル2と磁性コア3との間の絶縁部材や、巻回部2A,2Bに対する内側コア部31、外側コア部32の位置決め部材として機能する。本例の二つの保持部材4は、同一形状を備える。その場合、保持部材4を作製する金型を共用できるため、保持部材4の生産性に優れる。
保持部材4は、一対の貫通孔40,40と、複数のコア支持部41と、一対のコイル収納部42(紙面右側の部材4参照)と、一つのコア収納部43(紙面左側の部材4参照)と、一対の押え部44と、を備える。貫通孔40は保持部材4の厚み方向に貫通し、この貫通孔40には内側コア部31の端部が挿通される。コア支持部41は、各貫通孔40の内周面から部分的に突出して内側コア部31の角部を支持する円弧状片である。コイル収納部42は、各巻回部2A,2B(図1)の端面に沿った凹みであって、当該端面とその近傍が嵌め込まれる。コア収納部43は、保持部材4における外側コア部32側の面の一部が厚み方向に凹むことで形成され、外側コア部32の内方面32e及びその近傍が嵌め込まれる(図1を合わせて参照)。保持部材4の貫通孔40に嵌め込まれた内側コア部31の端面31eはコア収納部43の底面とほぼ面一になっている。そのため、内側コア部31の端面31eと、外側コア部32の内方面32eと、が当接する。上方の押え部44と下方の押え部44はそれぞれ、保持部材4の幅方向の中間の位置に設けられ、コア収納部43に嵌め込まれた外側コア部32の上面と下面を押える。
ここで、本例の貫通孔40の四隅(コア支持部41と一体になった部分)は、内側コア部31の端面31eの角部にほぼ沿った形状となっており、この四隅によって貫通孔40内に内側コア部31が支持される。この貫通孔40の四隅を除く上縁部、下縁部、及び両側縁部は、内側コア部31の端面31eの輪郭線よりも外方側に拡がっている。つまり、貫通孔40に内側コア部31を嵌め込めば、その拡がった部分(拡張部)の位置に、保持部材4を貫通する隙間が形成される。一方、コア収納部43は、上述した貫通孔40を含む底面を備える浅底の凹みである。コア収納部43に外側コア部32を嵌め込むと、コア収納部42に嵌め込まれた外側コア部32の内方面32eは、コア収納部43の底面のうち、一対の貫通孔40で挟まれる部分と、貫通孔40よりも下方側の部分とで構成される逆T字状の面に当接して支持される。このコア収納部43は、図3の概略正面図に示すように、外側コア部32の外方面32o側から正面視したとき、外側コア部32の輪郭線にほぼ沿った形状となっているが、コア収納部43の上縁部と側縁部の上方側の部分は、上記輪郭線よりも外方側に拡がっている。その外方に拡がっている部分以外の部分は、外側コア部32の輪郭線に沿っているので、コア収納部43に嵌め込まれた外側コア部32の左右方向(貫通孔40の並列方向)への移動が規制される。
図3に示すように、上記コア収納部43に外側コア部32を嵌め込むと、コア収納部43の内壁面(符合の指示線で示す部分)と外側コア部32の周面32sとの間に隙間が形成される。図3では、この隙間(離隔部4c)を45°のハッチングで示す。離隔部4cの奥には、貫通孔40の拡張部と内側コア部31(図2)の周面31sとの隙間が連通している。そのため内側コア部31(図2)の周面31sに形成した周面係合部63が保持部材4の外側から見えた状態になっている。周面係合部63が覗く離隔部4cは、後述するコア連結部材5(図2)の係合脚片51を挿入する挿入孔として機能する。ここで、リアクトル1を樹脂などでモールドする場合、上方側の離隔部4cは、巻回部2A,2Bの内周面と内側コア部31の周面31sとの間に樹脂を導く樹脂充填孔として機能する。
保持部材4は、例えば、ポリフェニレンスルフィド(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)、ナイロン6やナイロン66といったポリアミド(PA)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂などの熱可塑性樹脂で構成することができる。その他、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂などで保持部材4を形成することができる。これらの樹脂にセラミックスフィラーを含有させて、保持部材4の放熱性を向上させても良い。セラミックスフィラーとしては、例えば、アルミナやシリカなどの非磁性粉末を利用することができる。
≪連結部≫
本例のリアクトル1は、図1,2,4に示すように、内側コア部31と外側コア部32とを機械的に連結させる連結部6を備える。連結部6は、内側コア部31の周面31sに形成される周面係合部63と、外側コア部32をその外方面32o側から保持するコア連結部材5と、で構成される。
[周面係合部]
本例の周面係合部63は、各内側コア部31の周面31sのうち、一対の巻回部2A,2B(図1)の並列方向の外側を向いた側面に設けられている。より具体的には、各内側コア部31に設けられる周面係合部63は、リアクトル1の高さ方向(巻回部2A,2Bの並列方向と軸方向の両方に直交する方向)に離隔する一対の凸部で構成されている。凸部は、内側コア部31の外方、即ち巻回部2A,2Bの並列方向の外側に突出している。また、凸部のうち、内側コア部31の軸方向の端面は、内側コア部31の端面31eと面一になっている(図2)。
周面係合部63(凸部)の形状は、後述するコア連結部材5の先端を係合させることができる形状であれば特に限定されない。本例の凸部の形状は、凸部の突出方向から正面視したときに矩形となっている。また、周面係合部63(凸部)の突出高さは、コア連結部材5との係合強度を確保でき、かつ凸部が損傷し難い高さとする。例えば、凸部の突出高さは0.2mm以上5mm以下とすることが好ましく、0.5mm以上1mm以下とすることがより好ましい。凹部に対応する凸部の高さの範囲も、凹部の好ましい深さと同じ範囲にすることが好ましい。
周面係合部63は、内側コア部31を構成する材料と同じ材料で内側コア部31に一体に形成されていることが好ましい。例えば、複合材料を金型に充填し、周面係合部63を備える内側コア部31を作製することが挙げられる。周面係合部63を凸部で構成することで、内側コア部31の磁路断面積を減少させることなく周面係合部63を形成できる。本例とは異なり、内側コア部31を構成する材料とは別の材料で構成された小片を内側コア部31に埋設することで、周面係合部63を形成することもできる。
[コア連結部材]
コア連結部材5は特に図4を参照して説明を行う。本例のコア連結部材5は、外側コア部32を保持部材4に押し付けると共に、上述した周面係合部63に機械的に係合して、外側コア部32と内側コア部31とを連結させる。コア連結部材5は、外側コア部32の外方面32oを押圧する支持片50と一対の係合脚片51とを有する。支持片50はバンド状に形成され、外方面32oに向って凸となるように湾曲している。支持片50の湾曲度合は、外側コア部32への取り付け前の方が取り付け後よりも大きい。つまり、コア連結部材5を外側コア部32に配置したとき、支持片50が外側コア部32の外方面32oにほぼ沿った形状に変形して外方面32oに押圧力を作用させる板バネの機能を果たす。本例では支持片50全体が湾曲しているが、支持片50の一部が湾曲していても良い。このように、支持片50の少なくとも一部を外方面32o側に突出するように湾曲させることで、支持片50が板バネとして機能する。その結果、コア連結部材5による外側コア部32の押圧力を高めることができる。
コア連結部材5の各係合脚片51は、支持片50の延伸方向の一端と他端からそれぞれ延びている。本例の係合脚片51は、外側コア部32の周面32s(湾曲した側面)の形状に沿って湾曲し、かつその先端側に一対の分岐脚を備える二股構造になっている。外側コア部32の周面32sに沿った形状に係合脚片51を形成することで、周面32sと係合脚片51との間に大きな隙間ができ難い。その結果、リアクトル1を扱う際に係合脚片51に物や指が引っ掛かってコア連結部材5が脱落することを抑制できる。なお、本例の分岐脚は、係合脚片51の長さの約7割を占めているが、これよりも短くても長くても構わない。
係合脚片51の各分岐脚の先端には、爪状の保持側係合部510(以下、実施形態1においてのみ爪部510と呼ぶ)が形成されている。爪部510は、各分岐脚の先端が互いに離反する方向(リアクトル1の高さ方向の一方と他方)に屈曲することで形成されている。両分岐脚の幅(リアクトル1の高さ方向の長さ)の合計は、周面係合部63を形成する二つの凸部の離隔距離よりも小さくなっている。また、両分岐脚の爪部510の最大幅の合計も、上記二つの凸部の離隔距離よりも小さくなっている。そのため、係合脚片51の先端を、図3の側縁の離隔部4cから挿入して、二つの凸部の間に押し込めば、二つの爪部510の間隔が狭まる。爪部510の外端部が凸部の位置を越えると両爪部510の間隔が拡がって爪部510の段差部が凸部(周面係合部63)に引っ掛かることで、コア連結部材5が内側コア部31に係合・固定される。その際、コア連結部材5の支持片50が外側コア部32の外方面32oを押圧し、外側コア部32が保持部材4に押し付けられる。この押付けにより外側コア部32の外方面32oは、内側コア部31の端面31eに接触する。
≪使用態様≫
本例のリアクトル1は、ハイブリッド自動車や電気自動車、燃料電池自動車といった電動車両に搭載される双方向DC−DCコンバータなどの電力変換装置の構成部材に利用することができる。本例のリアクトル1は、液体冷媒に浸漬された状態で使用することができる。液体冷媒は特に限定されないが、ハイブリッド自動車でリアクトル1を利用する場合、ATF(Automatic Transmission Fluid)などを液体冷媒として利用できる。その他、フロリナート(登録商標)などのフッ素系不活性液体、HCFC−123やHFC−134aなどのフロン系冷媒、メタノールやアルコールなどのアルコール系冷媒、アセトンなどのケトン系冷媒などを液体冷媒として利用することもできる。本例のリアクトル1では、巻回部2A,2Bが外部に露出しているため、リアクトル1を液体冷媒などの冷却媒体で冷却する場合には、巻回部2A,2Bを冷却媒体に直接接触させられるので、本例のリアクトル1は放熱性に優れる。
≪効果≫
本例のリアクトル1では、保持部材4を挟んで内側コア部31と外側コア部32とを組み合せ、外側コア部32の外方面32oからコア連結部材5を組付けてコア連結部材5の先端を内側コア部31に係合させるだけで、内側コア部31と外側コア部32とを連結させることができる。このように、コア連結部材5を用いた機械的な係合のみで内側コア部31と外側コア部32の相対的な位置を決めることができるので、本例のリアクトル1は簡易な手順で生産性良く作製することができる。もちろん、このリアクトル1は、内側コア部31と外側コア部32との位置決め後に樹脂でモールドされても良いし、ポッティング樹脂でケース内に埋設されても良い。
<実施形態2>
連結部6の構成が実施形態1とは異なるリアクトルを図5に基づいて説明する。
図5は、コア連結部材5における保持側係合部510の近傍と、内側コア部31の端面31e近傍のみを図示している。図示する構成以外の構成は、実施形態1と同様であり、その説明を省略する。この点は後述する図6も同様である。
本例の周面係合部63は、内側コア部31の周面31sから突出する円筒状の凸部で構成されている。一方、本例の保持側係合部510は、係合脚片51の端面から内側に切れ込むスリットと、そのスリットの最奥部に形成され、係合脚片51を厚み方向に貫通する留め孔と、で構成されている。スリットの幅は、円筒状の周面係合部63の外径よりも若干小さく、留め孔の内径は、円筒状の周面係合部63の外径よりも若干大きくなっている。そのため、係合脚片51を周面係合部63に向って押し込めば、スリットが周面係合部63に押し広げられ、周面係合部63が留め孔に嵌まることで、コア連結部材5が内側コア部31に固定される。
実施形態2の変形例として、円筒状の周面係合部63の先端にフランジを設けても構わない。そうすることで、周面係合部63から保持側係合部510が外れることを効果的に防止することができる。
<実施形態3>
実施形態3では、実施形態1,2とは連結部6の構成が異なるリアクトルを図6に基づいて説明する。
本例の周面係合部63は、内側コア部31の周面31sの一部が、内側コア部31の内方に凹む凹部である。この凹部は、端面31e側が深く、端面31eの反対側が浅くなっている。一方、保持側係合部510は、内側コア部31の周面31sに向って張り出す爪部である。爪部(保持側係合部510)の形状は、凹部(周面係合部63)の内周面形状に沿った形状となっている。そのため、爪部を凹部に係合させれば、爪部の段差部が凹部の段差に引っ掛かり、コア連結部材5が内側コア部31に確りと固定される。
本例の周面係合部63は、内側コア部31を作製する金型によって内側コア部31の作製と同時に内側コア部31の周面31sに形成することができる。本例とは異なり、内側コア部31を成形した後、内側コア部31の周面31sを加工することによって周面係合部63を形成することもできる。
<実施形態4>
実施形態1〜3では、コア連結部材5が、保持部材4とも外側コア部32とも独立した部材であった。これに対して、保持部材4と外側コア部32とコア連結部材5とが一体となった組物を用いてリアクトル1を構成することもできる。
本例の構成によれば、内側コア部31の外周に巻回部2A,2Bを配置し、その内側コア部31の周面係合部63に、組物の保持側係合部510を係合させるだけでリアクトル1を完成させることができる。
ここで、組物は、外側コア部32を金型内に配置して樹脂成形することで作製できる。この場合、外側コア部32の外周に、保持部材4とコア連結部材5とが一体に樹脂形成される。その他、予め作製したコア連結部材5を外側コア部32に組み合わせた状態で金型に配置して樹脂成形することで組物を作製しても良い。この場合、樹脂成形された保持部材4によって、外側コア部32にコア連結部材5が一体化される。
1 リアクトル
2 コイル 2w 巻線
2A,2B 巻回部 2R 連結部 2a,2b 端部
3 磁性コア
31 内側コア部 31e 端面 31s 周面
32 外側コア部
32e 内方面 32o 外方面 32s 周面
4 保持部材 4c 離隔部
40 貫通孔 41 コア支持部 42 コイル収納部
43 コア収納部 44 押え部
5 コア連結部材
50 支持片 51 係合脚片 510 保持側係合部
6 連結部
63 周面係合部

Claims (8)

  1. 巻回部を有するコイルと、
    前記巻回部の内部に配置される内側コア部、及び前記巻回部の外部に配置される外側コア部を有する磁性コアと、
    前記内側コア部の軸方向の端部が挿入される貫通孔を有する枠状体で、前記巻回部の軸方向の端面と前記外側コア部とを保持する保持部材と、を備え、
    前記外側コア部は、前記内側コア部に対向する内方面と、前記内方面の反対側の外方面と、前記内方面と前記外方面との間を繋ぐ複数の周面と、を有するリアクトルであって、
    前記外側コア部と前記内側コア部とを連結させるコア連結部材を備え、
    前記コア連結部材は、
    前記外側コア部の前記外方面を支える支持片と、
    前記支持片から延びて、前記保持部材を貫通し、先端が前記内側コア部の周面に形成される周面係合部に係合する係合脚片を有するリアクトル。
  2. 前記支持片は、前記外方面を押圧して前記外側コア部を前記保持部材に押し付けるバンド状で、前記外方面の側に突出するように湾曲した部分を有する請求項1に記載のリアクトル。
  3. 前記支持片は、前記外方面を押圧して前記外側コア部を前記保持部材に押し付けるバンド状で、
    前記係合脚片は、前記支持片の延伸方向の一端と他端からそれぞれ延び、前記外側コア部の前記周面の形状に沿った形状を有する請求項1又は請求項2に記載のリアクトル。
  4. 前記外側コア部と前記内側コア部の各々は、非分割構造の一体物である請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のリアクトル。
  5. 前記周面係合部は、前記内側コア部の外方に突出する凸部である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のリアクトル。
  6. 前記周面係合部は、前記内側コア部の内方に凹む凹部である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のリアクトル。
  7. 前記内側コア部の軸方向の端面は、前記外側コア部の前記内方面に当接する請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のリアクトル。
  8. 前記内側コア部の少なくとも前記周面が軟磁性粉末と樹脂とを含む複合材料の成形体で構成される請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のリアクトル。
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