JP7247847B2 - リアクトルの製造方法およびリアクトル製造用の金型 - Google Patents

Description

本明細書が開示する技術は、コイルが樹脂で覆われたコイルモールド体と磁性体コアのアセンブリが樹脂カバーで覆われたリアクトルの製造方法、および、そのようなリアクトルを製造するのに適した金型に関する。

コイルにコアが組み付けられ、コイルとコアのアセンブリが樹脂で覆われているリアクトルが知られている。特許文献１に、そのようなリアクトルの製造方法の一例が開示されている。特許文献１は、リング状のコアに一対のコイルが取り付けられているリアクトルの製造方法を開示している。その製造方法は、２回の成形工程を備えている。第１成形工程（一次モールド工程）では、一対のコイルのそれぞれの内側にコアの一部（内側コア）を入れた構造体を金型に入れ、内側コアとコイルが樹脂で覆われたコイルモールド体を成形する。第２成形工程（二次モールド工程）では、一対の内側コアの端部同士を磁気的に連結する外側コアをコイルモールド体に組み付けたアセンブリを別の金型に入れ、アセンブリを覆う樹脂カバーを成形する。

特許文献１の一次／二次モールド工程のように、金型に部品を入れた後にその部品の一部を覆うように樹脂モールドを成形することはインサート成形と呼ばれる。説明の便宜上、金型に入れる部品はインサート部品とよぶ。インサート部品の寸法ばらつきに起因する金型とインサート部品の隙間に樹脂が漏れるとバリの原因となる。金型とインサート部品の隙間を埋めるために、金型の一部が可動する可動金型が用いられることがある（例えば特許文献２）。

特開２０１３－２２５６８８号公報 特開２００２－３６２９６号公報

リアクトルの場合、コイルの引き出し線の先端は露出しており、途中から樹脂で覆われる。一次モールド工程で引き出し線の途中まで樹脂で覆い、さらに二次モールド工程で樹脂カバーを成形する場合がある。二次モールド工程では、引き出し線の途中まで樹脂で覆われた部品をインサート部品として用いる。その場合、一次モールド工程で形成される樹脂（引き出し線の途中まで覆う部分の樹脂）の寸法誤差に起因して二次モールド工程でインサート部品と金型の間に隙間が生じるおそれがある。寸法誤差に起因して生じる隙間を狭めるために可動金型を用いるとコストが嵩む。本明細書は、可動型を用いずに金型とインサート部品の間の隙間（特にコイルの引き出し線と樹脂との境界における隙間）を抑える技術を提供する。

本明細書が開示するリアクトルの製造方法は、一次モールド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、コイルが樹脂で覆われたコイルモールド体を成形する。二次モールド工程では、コイルモールド体にコアを組み付けたアセンブリを金型に入れ、コアを覆うとともにコイルモールド体と一体となる樹脂カバーを成形する。コイルモールド体は、コイルの一部を覆うものであってよい。なお、当然ながら、コイルの引き出し線はコイルモールド体の樹脂からは露出している。樹脂カバーはコアの全てを覆ってもよいし、コアの一部を覆うものであってもよい。本明細書が開示する製造方法では、コイルモールド体は、コイルの引き出し線の先端に近づくにつれて先細りとなる樹脂製のテーパ部を有している。二次モールド工程の金型には、テーパ部が嵌合するテーパ溝が設けられている。引き出し線の延設方向のテーパ部の寸法誤差に対してテーパ部の表面とテーパ溝の内面との隙間は小さくなる。それゆえ、可動型を用いることなく、二次モールド工程の金型とインサート部品の間の隙間（特にコイルの引き出し線と樹脂との境界における隙間）を抑えることができる。上記した金型も本明細書が開示する新規な技術である。

テーパ溝の開き角度は９０度以下であることが望ましい。テーパ溝の開き角度が小さいほど、引き出し線の延設方向のテーパ部の寸法誤差に対してテーパ部の表面とテーパ溝の内面との隙間は小さくなる。

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。 コイルモールド体の斜視図である。 コイルモールド体とコアの分解斜視図である。 コイルモールド体とコアのアセンブリの斜視図である。 金型にセットされたアセンブリの断面図である（図４のＶ－Ｖ線に沿った断面に相当）。 金型にセットされたアセンブリの断面図である（金型を開いた状態）。

最初に、完成したリアクトル２を説明する。図１に、リアクトル２の斜視図を示す。リアクトル２は、平角線を矩形筒状に巻回したコイル１１と、コイル１１の周囲を囲むとともにコイル１１の内側を通過しているコア２０と、コイル１１とコア２０を覆っている樹脂カバー３０を備えている。図１では、コア２０は樹脂カバー３０に覆われているので見えない。なお、詳しくは後述するが、コイル１１を覆う樹脂（コイル保護部１２）は、樹脂カバー３０の成形に先立って作られる。コイル１１がコイル保護部１２で覆われた構造体をコイルモールド体１０と称する。コイル保護部１２と樹脂カバー３０は、インサート成形にて成形される。

コイル１１は、平角線をエッジワイズに巻回したものである。コイル１１の端は、引き出し線１１ａ、１１ｂになっている。引き出し線１１ａ、１１ｂは、他の電気部品と接続されるために、コイル保護部１２から露出している。別言すれば、コイル保護部１２は引き出し線１１ａ、１１ｂの途中までを覆っている。コイル保護部１２の引き出し線１１ａ（１１ｂ）を覆っている部分は、引き出し線１１ａ（１１ｂ）の先端に向けて先細りしているテーパ部１４ａ（１４ｂ）になっている。引き出し線１１ａに設けられたテーパ部１４ａには、樹脂壁３１が続いている。

テーパ部１４ａは、コイルモールド体１０のコイル保護部１２の一部であるが、樹脂壁３１は樹脂カバー３０の一部である。コイル保護部１２は後述する一次モールド工程で作られ、樹脂カバー３０は後述する二次モールド工程で作られる。ただし、コイル保護部１２と樹脂カバー３０は同じ材質の樹脂で作られており、二次モールド工程が完了すると、コイル保護部１２と樹脂カバー３０は一体化する。

以下、リアクトル２の製造方法を説明する。

（一次モールド工程）コイル１１が樹脂（コイル保護部１２）で覆われたコイルモールド体１０を成形する。図２に、コイルモールド体１０の斜視図を示す。コイル１１は、平角線をエッジワイズに巻回したものであり、矩形筒状をなしている。コイル保護部１２は、コイル１１の一部を覆っており、コイル１１の一部は露出している。コイル保護部１２は、矩形筒状のコイル１１の側面の角部と、コイル１１の内側と、コイル軸線方向のコイル端面を覆っている。図の座標系においてＸ方向がコイル軸線方向に相当する。Ｘ軸の向きは、他の図でもコイル軸線方向に相当する。

コイル１１は、２個の引き出し線１１ａ、１１ｂを有している、引き出し線１１ａ、１１ｂは、巻回された巻き線の端に相当する。コイル保護部１２は、引き出し線１１ａ、１１ｂの途中までを覆っており、引き出し線１１ａ、１１ｂの先端は露出している。

引き出し線１１ａ（１１ｂ）の途中まで、引き出し線１１ａ（１１ｂ）の先端に向けて先細りになっているテーパ部１４ａ（１４ｂ）が設けられている。先に述べたように、コイル１１の巻き線は平角線であり、テーパ部１４ａ（１４ｂ）は、平角の引き出し線１１ａ（１１ｂ）を幅狭面の法線方向（図中のＺ方向）からみたときに先細りになっている。テーパ部１４ａは、引き出し線１１ａの幅広面の法線方向（図中のＸ方向）からみたときには矩形である。同様に、テーパ部１４ｂは、引き出し線１１ｂの幅広面の法線方向（図中のＹ方向）からみたときには矩形である。

（組み立て工程）図３と図４を参照して組み立て工程を説明する。図３は、コイルモールド体１０とコア２０の分解斜視図である。コア２０は、一対のＥ字形状の分割コア２１で構成される。図４は、コイルモールド体１０に一対のＥ字形状の分割コア２１を組み付けたアセンブリ４０の斜視図である。組み立て工程では、コイルモールド体１０に一対のＥ字形状の分割コア２１を組み付け、コア２０がコイルモールド体１０を囲むとともにコイル１１の内部を通っているアセンブリ４０を組み立てる。

分割コア２１は、Ｅ字の中央の梁２３がコイルモールド体１０のコイル内部に挿通される。Ｅ字の両側の梁２２は、コイルモールド体１０の側方に位置する。２個の分割コア２１の両側の梁２２の先端同士が対向し、コア２０の中央の梁２３を除いた部分がコイルモールド体１０を環状に囲む。

引き出し線１１ａ、１１ｂの途中までを覆っているテーパ部１４ａ、１４ｂは一次モールド工程でコイル保護部１２とともに形成されるが、図１で示した樹脂壁３１は次の二次モールド工程で形成される。

（二次モールド工程）アセンブリ４０を金型５０（図５参照）に入れて、コア２０を覆うとともにコイルモールド体１０と一体となる樹脂カバー３０（図１参照）を成形する。すなわち、樹脂カバー３０も、アセンブリ４０を金型５０に入れて溶融樹脂を射出するインサート成形によって作られる。

図５に、金型５０にセットしたアセンブリ４０の断面図を示す。図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿ったアセンブリ４０のテーパ部１４ａ周辺の断面に相当する。金型５０は、第１金型５１と第２金型５２に分割されている。第２金型５２にアセンブリ４０をセットした後に第１金型５１を合体させ、金型５０を閉じる。図６に、金型５０を開いた状態における断面を示す。第１金型５１には、引き出し線１１ａの露出部分が挿入される溝５３と、テーパ部１４ａに嵌合するテーパ溝５４が設けられている。

金型５０が閉じた状態の図５において、第１金型５１と第２金型５２で囲まれたキャビティＣＡは、図１で示した樹脂壁３１に対応する。すなわち、金型５０に溶融樹脂を射出して樹脂カバー３０を形成したとき、キャビティＣＡで形成される部分が樹脂壁３１となる。樹脂壁３１は、コイルモールド体１０のテーパ部１４ａの根本を覆うように形成される。

図５と図６は、平角線の引き出し線１１ａをその幅狭面の法線方向からみた図である。先に述べたように、テーパ部１４ａは、平角線の引き出し線１１ａの幅狭面の法線方向（Ｚ方向）からみたときに、引き出し線１１ａの先端に向かうにつれて先細りになっている。第１金型５１には、テーパ部１４ａが嵌合するテーパ溝５４が設けられている。テーパ溝５４の内側面は、テーパ部１４ａの側面に平行になっている。テーパ部１４ａの開き角度Ａ１は、好ましくは、９０度以下である。なお、テーパ部１４ａは先細りになっているのであるから、開き角度Ａ１の最小値はゼロより大きい。

第１金型５１に設けられたテーパ溝５４の開き角度Ａ１は、テーパ部１４ａの開き角度Ａ２に等しい。

テーパ部１４ａとテーパ溝５４の作用について説明する。図５の下方には、テーパ部１４ａとテーパ溝５４の隙間Ｇの拡大図が示してある。長さＬ１は、図中のＹ方向に沿った隙間Ｇの長さを示している。図中のＹ方向とは、引き出し線１１ａの延設方向に相当する。一方、長さＬ２は、隙間Ｇの幅を示している。

コイル保護部１２に寸法誤差があると、隙間Ｇの大きさが変化する。隙間Ｇが大きくなると、キャビティＣＡに射出した溶融樹脂が隙間Ｇに入り込み、バリの原因となる。しかし、テーパ部１４ａとテーパ溝５４の間の隙間Ｇの幅は、テーパ面に垂直な方向の長さＬ２である。寸法誤差に起因してテーパ部１４ａの大きさが引き出し線１１ａの延設方向で変化しても（すなわち、長さＬ１が変化しても）、隙間Ｇの幅（長さＬ２）への影響は小さい。それゆえ、テーパ部１４ａとテーパ溝５４の間の隙間Ｇの幅（長さＬ２）は、テーパ部１４ａの大きさのばらつきの影響を受けにくい。実施例の製造方法は、二次モールド工程の金型５０とインサート部品の間の隙間（特にコイルの引き出し線１１ａと樹脂のテーパ部１４ａとの境界における隙間）を抑えることができる。

特に、テーパ部１４ａとテーパ溝５４の開き角度Ａ１、Ａ２が９０度以下であると、テーパ部１４ａの大きさのばらつきが隙間Ｇの幅（長さＬ２）へ与える影響を効果的に抑えることができる。

図５、図６は、テーパ部１４ａの周辺の構造を示している。テーパ部１４ｂの周辺の構造も図５、図６と同じである。

金型５０は、次の特徴を有している。金型５０（第１金型５１、第２金型５２）は、コイル１１が樹脂（コイル保護部１２）で覆われたコイルモールド体１０とコア２０のアセンブリ４０が樹脂カバー３０で覆われたリアクトル２を製造するための金型である。コイルモールド体１０は、コイル１１の引き出し線１１ａ（１１ｂ）の先端に近づくにつれて先細りとなる樹脂製のテーパ部１４ａ（１４ｂ）を有している。第１金型５１には、テーパ部１４ａ（１４ｂ）が嵌合するテーパ溝５４が設けられている。テーパ溝５４の開き角度Ａ１は、９０度以下であることが好ましい。

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 １０：コイルモールド体 １１：コイル １１ａ、１１ｂ：引き出し線 １２：コイル保護部 １４ａ、１４ｂ：テーパ部 ２０：コア ２１：分割コア ３０：樹脂カバー ３１：樹脂壁 ４０：アセンブリ ５０：金型 ５１：第１金型 ５２：第２金型 ５３：溝 ５４：テーパ溝

Claims (4)

1. コイルが樹脂で覆われたコイルモールド体を成形する一次モールド工程と、
   前記コイルモールド体にコアを組み付けたアセンブリを金型に入れ、前記コアを覆うとともに前記コイルモールド体と一体となる樹脂カバーを成形する二次モールド工程と、
   を備えており、
   前記コイルモールド体は、前記コイルの引き出し線の先端に近づくにつれて先細りとなる樹脂製のテーパ部を有しており、
   前記金型には、前記テーパ部が嵌合するテーパ溝が設けられている、
   リアクトルの製造方法。
2. 前記テーパ溝の開き角度が９０度以下である、請求項１に記載の製造方法。
3. コイルが樹脂で覆われたコイルモールド体とコアのアセンブリが樹脂カバーで覆われたリアクトルを製造するための金型であり、
   前記コイルモールド体は、前記コイルの引き出し線の先端に近づくにつれて先細りとなる樹脂製のテーパ部を有しており、
   前記金型には、前記テーパ部が嵌合するテーパ溝が設けられている、リアクトル製造用の金型。
4. 前記テーパ溝の開き角度が９０度以下である、請求項３に記載の金型。

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