JP7503402B2 - リアクトル及びその製造方法 - Google Patents
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Description
(構成)
第1の実施形態に係るリアクトルについて、図面を参照しつつ説明する。図1は、第1の実施形態に係るリアクトルの全体構成を示す斜視図である。図2は、第1の実施形態に係るリアクトルの全体構成を示す分解斜視図である。図3は、第1の実施形態に係るリアクトルの断面の模式図である。なお、図3では、コイルは図示していない。
第1の実施形態に係るリアクトル100の製造方法について、図面を参照しつつ説明する。図4は、本実施形態に係るリアクトル100の製造工程を示すフローチャートである。図5は、各製造工程を説明するための模式図である。図4に示すように、本実施形態のリアクトル100の製造方法は、(1)圧粉磁心装着工程、(2)第1の充填工程、(3)コイル装着工程、(4)第2の充填工程、(5)硬化工程を有する。
圧粉磁心装着工程は、図5(a)に示すように、樹脂成形体21に脚部11を構成する圧粉磁心を装着する工程である。樹脂成形体21は、予め成形しておく。また、円柱部材11a、11b、11c、11dは、接着剤で接合し、脚部11を構成する。この脚部11を樹脂成形体21の筒状部23に挿入する。この時、筒状部23に挿入した脚部11の端面が、筒状部23と連結部24の境界面と重なるように組立体を樹脂成形体21に固定する。なお、組立体は、例えば、接着剤によって筒状部23に固定する。
第1の充填工程は、開口部25から樹脂成形体21に粘土状の複合磁性材料を充填する工程である。本工程では、まず、磁性粉末と樹脂とを混合し、粘土状の複合磁性材料を作製する。この粘土状の複合磁性材料は、添加する樹脂の粘度で所望の粘性を得る。添加する樹脂の粘度は、50以上5000以下mPa・sであることが好ましい。粘度が50mPa・s未満であると、混合時において樹脂が磁性粉末に絡みつくことがなく、容器内で磁性粉末と樹脂とが分離しやすくなり、コアの密度又は強度にバラツキが生じる。粘度が5000mPa・sを超えると、粘度が高くなりすぎ、コアの密度が低下し、透磁率が低下する。本実施形態では、樹脂の粘度は4000~5000mPa・s程度とした。
コイル装着工程は、樹脂成形体21の筒状部23にコイル3を装着する工程である。第1の充填工程を経た樹脂成形体21の向きを上下逆にする。即ち、開口部25が底面になるように、樹脂成形体21を配置する。本実施形態では、樹脂の粘度が4000~5000mPa・s程度である。樹脂と軟磁性粉末を混合した複合磁性材料の粘度は、樹脂の粘度より1桁(数十Pa・s)程度大きくなる。そのため、樹脂成形体21の向きを上下逆にしても、複合磁性材料が開口部25から流れ出ることがない。そして、図5(c)に示すように、上下逆にした樹脂成形体21の筒状部23にコイル3を装着する。
第2の充填工程は、開口部25から樹脂成形体22に粘土状の複合磁性材料を充填する工程である。本工程では、まず、図5(d)に示すように、筒状部23の外周をコイル3の内周に挿入し、樹脂成形体22の筒状部23の内周を円柱部材11bに挿入する。その後、開口部25から樹脂成形体22の内部に粘土状の複合磁性材料を充填する。この複合磁性材料は、第1の充填工程で作製したものと同様のものを用いる。
硬化工程は、第1の充填工程及び第2の充填工程で樹脂成形体21、22の連結部24に充填した複合磁性材料に含まれる樹脂を硬化させる工程である。樹脂は、熱を加えることにより硬化させる。加熱温度は、樹脂の種類、含有量、乾燥温度等に応じて適宜変更可能であり、例えば、90℃~150℃とすることができるが、これに限定されない。加熱時間は、樹脂の種類、含有量、乾燥時間等に応じて適宜変更可能であり、例えば、1時間~5時間とすることができるが、これに限定されない。樹脂が硬化されることで、複合磁性材料は、熱硬化成形体になるとともに、連結部24とヨーク部12が、当該樹脂によって接合される。
本実施形態に係るリアクトル100は、コア1と、コア1に巻回されるコイル3と、コア1を被覆し、2分割された樹脂部材2と、を備える。コア1は、コイル3の巻軸方向に延びる複数の脚部11と、脚部11の両端部に配置され、脚部11を繋ぐヨーク部12とを有する。樹脂部材2は、樹脂成形体21、22に2分割されている。樹脂成形体21、22は、それぞれ脚部11とコイル3の間に配置された筒状部23と、ヨーク部12を被覆する連結部24とを有する。ヨーク部12は、磁性粉末と樹脂とを含んだ複合磁性材料を熱硬化して成る熱硬化成形体で構成され、ヨーク部12と連結部24は、熱硬化成形体の樹脂で接合されている。
(構成)
第2の実施形態に係るリアクトル100について図面を参照しつつ説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成及び機能については、同一の符号を付し、その説明は省略する。図6は、第2の実施形態に係るリアクトルの断面の模式図である。第1の実施形態では、脚部11は圧粉磁心で構成されていたが、第2の実施形態の脚部11は、ヨーク部12と同様、熱硬化成形体によって構成される点が異なる。
本実施形態のリアクトル100の製造方法について図面を参照しつつ説明する。図7は、第2の実施形態に係るリアクトル100の製造工程を示すフローチャートである。図8は、各製造工程を説明するための模式図である。図7に示すように、(1)コイル装着工程、(2)充填工程、(3)硬化工程を有する。
コイル装着工程は、樹脂部材2にコイルを装着する工程である。具体的には、2分割された樹脂部材2の一方にコイル3を装着する。例えば、樹脂成形体27の各筒状部28にコイル3を装着する。その後、樹脂成形体26の筒状部28をコイル3の内周に挿入し、樹脂成形体27の筒状部28と嵌合させる。このようにして、図8(a)に示すように、樹脂部材2にコイル3を装着させた組立体を作製する。
充填工程は、樹脂部材2の内部に粘土状の複合磁性材料を充填する工程である。この充填工程では、図8(b)に示すように、樹脂成形体26、27の開口部25から粘土状の複合磁性材料を連結部24の内部以外にも筒状部28の内部にも充填する。
硬化工程は、樹脂成形体26、27の連結部24に充填した複合磁性材料に含まれる樹脂を硬化させる工程である。加熱温度や加熱時間は、第1の実施形態の(5)硬化工程と同様である。本工程によって、図8(c)に示すように、複合磁性材料が熱硬化成形体と成り、ヨーク部12及び脚部11が形成される。
以上のように、本実施形態のリアクトル100は、脚部11及びヨーク部12は、熱硬化成形体で構成され、脚部11とヨーク部12は、継ぎ目無く一続きに形成され、筒状部28と脚部11及び連結部24とヨーク部12は、熱硬化成形体の前記樹脂で接合されている。
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。上記のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1 コア
11 脚部
11a、11b、11c、11d 円柱部材
12 ヨーク部
13 露出面
2 樹脂部材
21、22 樹脂成形体
23 筒状部
24 連結部
241 筒状部側端面
242 壁部
25 開口部
26、27 樹脂成形体
28 筒状部
3 コイル
110 E字型コア
130 コイル
140 コの字型コア
Claims (15)
- コアと、
前記コアに巻回されるコイルと、
前記コアを被覆し、2分割された樹脂部材と、
を備え、
前記コアは、前記コイルの巻軸方向に延びる複数の脚部と、前記脚部の両端部に配置され、前記脚部を繋ぐヨーク部とを有し、
2分割された前記樹脂部材は、それぞれ前記脚部と前記コイルの間に配置された筒状部と、前記ヨーク部を被覆する連結部とを有し、
前記ヨーク部は、磁性粉末と樹脂とを含んだ複合磁性材料を熱硬化して成る熱硬化成形体で構成され、
前記ヨーク部と前記連結部は、前記熱硬化成形体の前記樹脂で接合され、
前記連結部は、
前記筒状部の数に対応する開口を有する筒状部側端面と、
前記筒状部側端面の反対側の端面に設けられた開口部と、
前記筒状部側端面と前記端面を繋ぐ壁部と、
を有し、
前記熱硬化成形体の高さは、前記壁部の高さと概略同一又は前記壁部の高さよりも低いこと、
を特徴とするリアクトル。 - 前記脚部は、3本以上設けられ、
3本以上の前記脚部は、対称に配置されていること、
を特徴とする請求項1に記載のリアクトル。 - 前記ヨーク部は、前記コイルの巻軸方向と直交する端面を有し、
前記端面の面積は、50cm2以上であること、
を特徴とする請求項1又は2に記載のリアクトル。 - 前記ヨーク部は、前記巻軸方向と直交する前記コイルの端面を全て覆っていること、
を特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のリアクトル。 - 前記脚部は、圧粉磁心で構成され、
前記圧粉磁心と前記熱硬化成形体は、前記熱硬化成形体の樹脂により継ぎ目無く一続きに接合されていること、
を特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のリアクトル。 - 前記脚部は、複数の前記圧粉磁心を接合して構成されていること、
を特徴とする請求項5に記載のリアクトル。 - 前記脚部は、前記熱硬化成形体で構成され、
前記脚部と前記ヨーク部は、継ぎ目無く一続きに形成され、
前記筒状部と前記脚部は、前記熱硬化成形体の前記樹脂で接合されていること、
を特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のリアクトル。 - 前記開口部は、前記壁部の縁によって形成されていること、
を特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載のリアクトル。 - コイルの巻軸方向に延びる複数の脚部及び前記脚部の両端部に配置され、前記脚部を繋ぐヨーク部を有するコアと、前記脚部と前記コイルの間に配置された筒状部と、前記ヨーク部を被覆する連結部を有する樹脂部材と、を備えるリアクトルの製造方法であって、
磁性粉末と樹脂とを含む粘土状の複合磁性材料を前記連結部に充填する充填工程と、
前記充填工程を経た後、前記複合磁性材料を硬化させる硬化工程と、
を有し、
前記ヨーク部は、前記硬化工程によって前記複合磁性材料を熱硬化させて成る熱硬化成形体で構成され、
前記連結部は、
前記筒状部の数に対応する開口を有する筒状部側端面と、
前記筒状部側端面の反対側の端面に設けられた開口部と、
前記筒状部側端面と前記端面を繋ぐ壁部と、
を有し、
前記熱硬化成形体の高さは、前記壁部の高さと概略同一又は前記壁部の高さよりも低いこと、
を特徴とするリアクトルの製造方法。 - 前記脚部が圧粉磁心で構成されたリアクトルの製造方法であって、
前記充填工程の前に、前記圧粉磁心を前記筒状部に挿入する工程を有すること、
を特徴とする請求項9に記載のリアクトルの製造方法。 - 前記脚部は、複数の前記圧粉磁心を接合して構成されていること、
を特徴とする請求項10に記載のリアクトルの製造方法。 - 前記脚部及び前記ヨーク部は、熱硬化成形体によって構成され、
前記充填工程の前に、2分割された前記樹脂部材に前記コイルを装着するコイル装着工程を有し、
前記充填工程では、前記複合磁性材料を前記連結部のみではなく、前記筒状部にも充填すること、
を特徴とする請求項9に記載のリアクトルの製造方法。 - 前記充填工程で添加する前記樹脂の粘度は、50以上5000以下mPa・sであること、
を特徴とする請求項9乃至12の何れかに記載のリアクトルの製造方法。 - 前記脚部は、3本以上設けられ、
3本以上の前記脚部は、対称に配置されていること、
を特徴とする請求項9乃至13の何れかに記載のリアクトルの製造方法。 - 前記ヨーク部は、前記コイルの巻軸方向と直交する端面を有し、
前記端面の面積は、50cm2以上であること、
を特徴とする請求項9乃至14の何れかに記載のリアクトルの製造方法。
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