JP2011199080A

JP2011199080A - コイル複合成形体の製造方法及びコイル複合成形体

Info

Publication number: JP2011199080A
Application number: JP2010065307A
Authority: JP
Inventors: Junichi Ezaki; 潤一江崎; Hiroyuki Kato; 博之加藤; Yasuhiro Matsumoto; 保浩松本
Original assignee: Daido Steel Co Ltd; Daido Electronics Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd; Daido Electronics Co Ltd
Priority date: 2010-03-20
Filing date: 2010-03-20
Publication date: 2011-10-06
Anticipated expiration: 2030-03-20
Also published as: JP5556284B2

Abstract

【課題】軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材を射出成形してコアとし、その内部に絶縁被膜付きのコイルを埋込状態に一体化してコイル複合成形体を製造するに際し、コアの成形時に軟磁性粉がコイルの絶縁被膜を損傷し、またコアの収縮によってコアに亀裂が発生する問題を解決する。
【解決手段】絶縁被膜付きのコイル１０を電気絶縁性の樹脂で被覆してコイル被覆体２４を成形する工程Ａと、コイル被覆体２４を包み込む状態に軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材を射出成形してコア１６を成形する。またコア１６の射出成形を、容器状をなす１次成形体１６-１を単独で成形する工程と、コイル被覆体２４を１次成形体１６-１とともにセットした状態で２次成形体１６-２を成形する工程とに分けて射出成形するようになす。
【選択図】図１

Description

この発明は、軟磁性を有するコアの内部に絶縁被膜付きの導体コイルを埋込状態に一体化して成るコイル複合成形体の製造方法及びコイル複合体に関する。

この種のコイル複合成形体の代表的な例として、軟磁性粉と樹脂との混合材で構成した成形体（軟磁性樹脂成形体）から成るコアの内部に絶縁被膜付きの導体コイル（以下単にコイルとする場合がある）を埋込状態に内包した形態の、インダクタンス部品であるリアクトルが公知である。

ハイブリット自動車や燃料電池自動車，電気自動車等ではバッテリーと、モータ（電気モータ）に交流電力を供給するインバータとの間に昇圧回路が設けられており、その昇圧回路にインダクタンス部品であるリアクトル（チョークコイル）が用いられている。
例えばハイブリット自動車では、バッテリーの電圧は最大で３００Ｖ程度であり、一方モータには大出力が得られるように６００Ｖ程度の高電圧を印加する必要がある。そのための昇圧回路用の部品としてリアクトルが用いられている。
このリアクトルは太陽光発電の昇圧回路用その他にも広く用いられている。

従来においてこのリアクトルとしては、一対のＵ字状のコア片をそれぞれの端面間に所定のギャップを生ぜしめる状態に配置して成るコアの周りに、コイルを巻回した形態のものが一般に使用されていた。

しかしながらこの種形態のリアクトルの場合、コイルが外部に露出した状態にあるため、コイルの励磁に伴いコイル振動が発生してこれが騒音となったり、またコイル片間のギャップの寸法を高精度で定めなければならない他、コアとコイルとの組付けの工程が必要である等の問題があり、そこで軟磁性粉と樹脂との混合材から成る成形体（軟磁性樹脂成形体）にてコアを構成し、そしてそのコアの内部にコイルを埋込状態に一体に内包した形態のリアクトルが提案されている。

例えば下記特許文献１，特許文献２にこの種形態のリアクトル及びその製造方法が開示されている。
これら特許文献１，特許文献２に示すリアクトルの製造方法は、外ケースないし容器の内部にコイルをセットした状態で、熱硬化性の樹脂の液に軟磁性粉を分散状態に混合したものを、外ケースないし容器の内部に注入し、そしてその後これを所定温度に加熱し且つ所定時間かけて樹脂液を硬化反応させ、以てコアを成形すると同時にコイルと一体化させるといったものである。

このようにして得たリアクトルの場合、コイル振動に伴う騒音の発生を防止でき、またコア片とコア片との間にギャップを高精度で設定するといったことを必要とせず（成形体コアの磁性粉と磁性粉との間に微小なギャップが形成される）、更にコアとコイルとの組付けの工程を必要としない他、コイルをコア（軟磁性樹脂成形体）にて外側から保護できる等の利点を有する。

しかしながら一方で上記リアクトルの製造方法の場合、軟磁性粉を含んだ樹脂の液を硬化させるための大型の加熱炉が必要であるとともに、硬化のための多量の熱エネルギーが必要であったり、また硬化のために長い時間がかかり、コスト的に高くなるとともに生産性を高めることが難しいといった問題がある。

そこでかかるリアクトルの製造方法として、絶縁被膜付きの導体コイルを成形型のキャビティ内にセットしておき、軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材をキャビティに射出し、以てコアを射出成形するとともに、その内部にコイルを埋込状態に一体化する方法が考えられる。
この射出成形による製造方法によれば、特許文献１，特許文献２に示す製造方法の有する様々な問題を解決することが可能である。

しかしながらこのように絶縁被膜付きのコイルをキャビティ内にセットした状態で、直接そこに軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材を射出したとき、図１０に模式的に示しているように軟磁性粉１４（軟磁性粉１４としては硬質の金属鉄粉等が用いられる）が射出圧やキャビティ内での流動圧でコイル１０の線材１１表面の絶縁被膜１２に強く当ったり擦れを生じたりし（リアクトルのコアの場合、通常鉄粉等の軟磁性粉が体積％で５０〜７０％程度含有されている）、それによってコイル１０表面の絶縁被膜１２が破れたりする等損傷してしまう問題が生ずる。

コイル１０の上記の絶縁被膜１２は、通常絶縁性の樹脂（例えばポリアミドイミド）を溶剤に溶かして所定粘性とした液（ワニス）をコイル１０を形成する線材１１の表面に塗布し、その後これを乾燥及び硬化反応させて被膜形成することによって得られているが、この絶縁被膜１２は膜厚が２５μｍ程度の薄いものであり、そのような絶縁被膜１２に対して射出成形時に鉄粉等の軟磁性粉１４が強く当たったり擦れを生じたりすることで絶縁被膜１２が損傷してしまうのである。
而してこのようにして絶縁被膜１２が損傷すると、コイル１０の絶縁性能が低下し、リアクトルにおける耐電圧（絶縁破壊電圧）特性が低下してしまう。

以上の外、キャビティ内にコイルをセットして軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材を射出成形する際、キャビティ内におけるコイルの位置決めが難しく、しかもコイルはそれ自身あたかもアコーディオンのように簡単に伸張変形したり、ねじれ変形し易いものであるため、軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材をキャビティ内に射出したときに、射出圧及び流動圧によってコイルがセット位置からずれてしまったり、或いはコイルが変形してしまう問題を生ずる。
この場合、コイルが正規の位置からずれ或いは変形することによって、リアクトルとしての性能が損なわれてしまう。

これに加えて上記のようにして射出成形を行った場合、成形時の加熱による膨張と冷却による収縮とによって、成形体としてのコアに亀裂が生じてしまう他、絶縁被膜に熱応力が加わることによって、絶縁被膜がこのときにも損傷してしまうといった困難な問題が生ずる。

軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材は、成形型のキャビティへの射出時において温度が例えば３００℃以上の溶融状態で液状のものであり、射出後に成形型内部で成形型により冷却されて固化し成形体となる。
その際に、或いはその後成形型から取り出されて室温まで冷却される過程で、成形体としてのコアが大きく径方向に収縮しようとする。

ところがコアの内部には金属製のコイルが位置しているため、コアはコイルの外周側において径方向に収縮することができず（コアと金属製のコイルとの間には熱膨張係数に大きな差がある）、その結果コイルの外周側部分が周方向に収縮しようとして、図１１に示すようにコア１６の外周側成形部１６Ａに亀裂Ｋが発生してしまうのである。
コア１６におけるこのような亀裂Ｋの発生はリアクトルとしての性能を低下させる要因となる。

更にコア１６が収縮する際、そのコア１６とコイル１０との収縮量の差に起因して、コイル１０の絶縁被膜１２に大きな応力（熱応力）が作用し、そのことによって絶縁被膜１２に歪みが発生したり、またその歪みによって絶縁被膜１２が破れたりする等損傷してしまう。
これもまたリアクトルとしての耐電圧特性に悪影響を及ぼす。
その他、コイル１０における線材１１表面の絶縁被膜１２は上記のように膜厚の薄いものであるため、そもそも耐電圧特性の信頼性が不十分であるといった問題があった。

以上リアクトルを代表例として述べたが、こうした問題は他のコイル複合成形体を射出成形にて製造する場合にも生じる。
例えば、軟磁性粉と熱可塑性樹脂の混合材を成形して構成したコアの内部に加熱コイルを埋込状態に一体に内包した形態の電磁調理器の加熱体を、同じように射出成形にて製造する場合においても、またそれ以外の他の目的，用途のコイル複合成形体を同じように射出成形にて製造する場合においても上記と同様の問題を生ずる。

特開２００７−２７１８５号公報特開２００８−１４７４０５号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、軟磁性粉と樹脂との混合材で構成した成形体をコアとしてその内部に絶縁被膜付きのコイルを埋込状態に一体化してコイル複合成形体を製造するに際し、コアの成形時にコアの構成材である軟磁性粉がコイルの絶縁被膜に当って絶縁被膜を損傷するのを有効に防止でき、またコアの収縮に伴って絶縁被膜に作用する熱応力を効果的に緩和することのできるコイル複合成形体の製造方法を提供することを目的としてなされたものである。
また他の目的として、コアの冷却による収縮によってコアに亀裂が発生する問題を解決することのできるコイル複合成形体の製造方法を提供することを目的としている。
更に他の目的として、コアの成形時にコイルが位置ずれや変形を生じるのを有効に防止することのできるコイル複合成形体の製造方法を提供することを目的としている。
更に他の目的として、そのような製造方法によって好適に製造することのできるコイル複合成形体を提供することを目的とする。

而して請求項１はコイル複合成形体の製造方法に関するもので、軟磁性粉と樹脂との混合材で構成した成形体をコアとして、該コアの内部に絶縁被膜付きの導体コイルを埋込状態に一体化して成るコイル複合成形体を製造するに際し、前記絶縁被膜付きの前記コイルを包み込む状態に電気絶縁性の樹脂で被覆してコイル被覆体を成形する工程Ａと、該コイル被覆体を成形型にセットして、該コイル被覆体を包み込む状態に前記軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材を射出成形して前記コアを成形するとともに、該コアの内部に前記コイルを埋込状態に一体化する工程Ｂと、を経て前記コイル複合成形体を得ることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記コアを射出成形する工程Ｂを、該コアの、前記コイル被覆体の外周面に接する筒状の外周側成形部を含む、コイル軸線方向の一端側に該コイル被覆体の嵌込用の開口を有する形状の１次成形体をコア用の１次成形型にて予め射出成形しておく工程Ｂ-１と、該コイル被覆体の内周面に接する内周側成形部を含む２次成形体をコア用の２次成形型にて成形する工程Ｂ-２と、に分け、該工程Ｂ-２では、前記工程Ｂ-１で得た前記１次成形体の前記外周側成形部に前記コイル被覆体を内嵌状態に嵌合させ且つ前記コア用の２次成形型にて該外周側成形部を外周側から径方向に拘束し保持した状態で、前記内周側成形部を含む２次成形体を成形すると同時に、該２次成形体と前記１次成形体及び前記コイル被覆体を一体化することを特徴とする。

請求項３のものは、請求項２において、前記１次成形体を成形する前記工程Ｂ-１では、前記外周側成形部とともに前記開口とは反対側の前記コアの底部を併せて成形して、前記１次成形体を前記コイル被覆体を内部に収容し保持する底部付きの容器状となしておくことを特徴とする。

請求項４のものは、請求項３において、前記１次成形体は、前記コイル被覆体を内部の凹所に全高に亘って収容する高さで成形しておくことを特徴とする。

請求項５のものは、請求項２〜４の何れかにおいて、前記２次成形体を成形する前記工程Ｂ-２では、前記内周側成形部とともに前記開口を閉鎖する蓋部を併せて成形することを特徴とする。

請求項６のものは、請求項１〜５の何れかにおいて、前記コイル被覆体を成形する工程Ａでは、該コイルを包み込む状態に被覆する樹脂被覆層を熱可塑性樹脂にて射出成形するとともに、該工程Ａを、前記コイルの内周面又は外周面に対して該樹脂被覆層用の１次成形型を接触させ、該１次成形型にて該コイルを該内周面又は外周面において径方向に位置決めし拘束した状態で、該コイルの外周側又は内周側に形成される該１次成形型の１次成形キャビティに樹脂材料を射出して、前記樹脂被覆層における外周被覆部又は内周被覆部を含む１次成形体を成形し且つ該コイルと一体化する工程Ａ-１と、しかる後該１次成形体を該コイルとともに該樹脂被覆層用の２次成形型にセットして、該コイルの内周側又は外周側に形成される該２次成形型の２次成形キャビティに前記樹脂材料を射出して、前記樹脂被覆層における内周被覆部又は外周被覆部を含む２次成形体を成形し且つ該コイル及び前記１次成形体と一体化する工程Ａ-２と、に分けて射出成形を行うことを特徴とする。

請求項７はコイル複合成形体に関するもので、軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材で構成した成形体をコアとして、該コアの内部に絶縁被膜付きの導体コイルを外側から包み込む状態に電気絶縁性の樹脂で被覆したコイル被覆体を埋込状態に一体化して成るコイル複合成形体であって、前記コアは、前記コイル被覆体の外周面に接する筒状の外周側成形部を含む１次成形体と、該コイル被覆体の内周面に接する内周側成形部を含む２次成形体とが境界面で接合一体化されていることを特徴とする。

請求項８のものは、軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材で構成した成形体をコアとして、該コアの内部に絶縁被膜付きの導体コイルを外側から包み込む状態に電気絶縁性の熱可塑性樹脂で被覆したコイル被覆体を埋込状態に一体化して成るコイル複合成形体であって、前記コイル被覆体の樹脂被覆層は、前記コイルの外周面を被覆する外周被覆部を含む成形体と、該コイルの内周面を被覆する内周被覆部を含む成形体とが接合されて一体化されていることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように請求項１の製造方法は、絶縁被膜付きのコイルを外側から包み込む状態に電気絶縁性の樹脂で被覆してコイル被覆体を成形する工程Ａと、これを成形型にセットし、コイル被覆体を包み込む状態に軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材を射出成形してコアを成形するとともに、コアの内部にコイルを埋込状態に一体化する工程Ｂとを経てコイル複合成形体を製造するものである。

この請求項１の製造方法では、絶縁被膜付きのコイルが外側から樹脂被覆層にて被覆され保護された状態で、軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材が射出されてコアが成形されるため、射出に際して混合材に含まれる鉄粉等の軟磁性粉がコイルの絶縁被膜に直接強く当ったり擦れたりするといったことがなく、従ってコアの成形時にコイルの絶縁被膜に軟磁性粉が当ることによって絶縁被膜が損傷してしまうのを有効に防止することができる。

またコアの成形に際して、成形体としてのコアが冷却により収縮することがあっても、そのコアとコイルの絶縁被膜との間には被覆樹脂層が保護層ないし緩衝層として介在しているため、コアの収縮に伴う応力が絶縁被膜に直接作用することはなく、従ってコアの収縮に伴う絶縁被膜の損傷の問題も解決することができる。
即ちコイル複合成形体の製造時にコイルの絶縁被膜が損傷するのを有効に防止することができる。
またコイルは樹脂被覆層と一体の成形体（コイル被覆体）をなしているため、コアを射出成形する際にコイルが変形を生じるのも良好に防止することができる。
またコイルを電気絶縁性の樹脂の被覆層で被覆しておくことで、コイルの耐電圧特性を強化し高めることができる。

次に請求項２の製造方法は、上記コアを射出成形する工程Ｂを、コイル被覆体の外周面に接する筒状の外周側成形部を含む１次成形体を、コイル軸線方向の一端側にコイル被覆体の嵌込用の開口を有する形状で予め射出成形しておく工程Ｂ-１と、コイル被覆体の内周面に接する内周側成形部を含む２次成形体を成形する工程Ｂ-２とに分け、そして工程Ｂ-２では、工程Ｂ-１で得た１次成形体の外周側成形部にコイル被覆体を内嵌状態に嵌合させ、且つコア用の２次成形型にてその外周側成形部を外周側から径方向に拘束し保持した状態で、内周側成形部を含む２次成形体を成形し且つ同時に１次成形体及びコイル被覆体と一体化するものである。

前述したようなコアの亀裂は主としてコイルを取り巻く外周部分において発生する。
この請求項２の製造方法では、コアにおける外周側部分（外周側成形部）が、予めコイルとは別に単独で１次成形体として成形されているため、コアの成形に際してその内側に位置しているコイルが原因となって外周側成形部に亀裂発生するといった問題は生じない。

外周側成形部を含む１次成形体が、コイルとは別に単独で予め成形されるため、その成形時に１次成形体詳しくは外周側成形部が冷却に伴って自由に収縮することができるからである。

一方、コイルの内周面（厳密にはコイル被覆体の内周面）に接する内周側成形部を含む２次成形体は、コイルを成形型にセットした状態でコイルと一体に成形されるが、この内周側成形部は径方向に収縮するに際してコイルによる抵抗を特に受けないため、その収縮によって亀裂発生するといった問題は特に生じない。
即ちこの請求項２の製造方法によれば、コイルの存在によってコアに亀裂が発生する問題を有効に解決することができる。

この請求項２の製造方法ではまた、工程Ｂ-１で得た１次成形体の外周側成形部にコイル被覆体を内嵌状態に嵌合させ、そしてその１次成形体の外周側成形部を、コア用の２次成形型にて外周側から径方向に拘束し保持した状態でコアの内周側成形部を含む２次成形体を成形する。

このときコイル被覆体即ちコイルを１次成形体を介してコア用の成形型にて位置決めし保持した状態で、コアの２次成形体を成形することができ、従ってその際にコイルが射出圧及び流動圧にてセット位置から位置ずれするのを防止でき、コイルを予め設定した位置に正確に位置決めし且つ保持した状態でコアを成形完了することができる。
従ってコアの成形時にコイルが位置ずれすることによって、コイル複合成形体の特性に悪影響が及ぶのを良好に防止することができる。

この場合において、上記１次成形体を成形する工程Ｂ-１では、外周側成形部とともに上記の開口とは反対側のコアの底部を併せて成形し、１次成形体を、コイル被覆体を内部に収容し保持する底部付きの容器状となしておくことができる（請求項３）。

このようにしておけば、容器状をなす１次成形体の凹所にコイル被覆体を収容し保持させた状態で、それらをコア用の２次成形型にセットし、２次成形体を成形できるので、その際の成形作業性が良好となる。
またこのようにしておけば、２次成形体を成形する際に１次成形体自身にてコイル被覆体をコイル軸線方向である上下方向にも位置決めし保持しておくことができる。

ここで上記１次成形体はコイル被覆体を内部の凹所に全高に亘って収容する高さで成形しておくことが望ましい（請求項４）。

本発明ではまた、上記２次成形体を成形する工程Ｂ-２では、内周側成形部とともに上記１次成形体における開口を閉鎖する蓋部を併せて成形しておくことができる（請求項５）。

次に請求項６の製造方法は、コイル被覆体（厳密には樹脂被覆層）を射出成形にて成形するようになし、そしてこの射出成形の工程Ａを、工程Ａ-１と、工程Ａ-２とに分けて射出成形するようになしたものである。

この製造方法では、工程Ａ-１で、コイルの内周面又は外周面に対して樹脂被覆層用の１次成形型を接触させて、コイルを径方向に位置決めし拘束した状態で、コイルの外周側又は内周側に形成される１次成形キャビティに樹脂材料を射出して、樹脂被覆層における外周被覆部又は内周被覆部を含む１次成形体を成形し且つコイルと一体化する。

そして工程Ａ-２では、その後において１次成形体をコイルとともに２次成形型にセットし、コイルの内周側又は外周側に形成される２次成形キャビティに上記樹脂材料を射出して、樹脂被覆層における内周被覆部又は外周被覆部を含む２次成形体を成形し、且つコイル及び１次成形体と一体化する。

この請求項６の製造方法では、コイル被覆体を射出成形するに際し、成形を少なくとも２回に分けて行うことで、コイルを成形型により良好に位置決めし保持した状態でコイル成形体、即ち樹脂被覆層を良好に射出成形することができ、その成形に際して、コイルが射出圧や流動圧により位置ずれしてしまうのを良好に防止することができ、且つ樹脂被覆層をコイル被覆状態に良好に成形することができる。

この請求項６では、請求項２に従ってコアを成形する場合において、樹脂被覆層の内周被覆部を成形する工程で、内周被覆部とともに上記の開口側に位置するコイルの上端面を外周端に到るまで全体的に被覆する上被覆部を併せて成形することができる。

このようにすれば、コイル被覆体をコアの１次成形体とともにコア用の２次成形型にセットした状態でコアの２次成形体を射出成形する際、射出圧ないし流動圧が強く作用する樹脂被覆層の内周被覆部及び上被覆部に、樹脂被覆層における１次成形体と２次成形体との接合部が位置していないので、その接合部において樹脂被覆層の１次成形体と２次成形体間に隙間が生じていたとしても（１次成形体と２次成形体との接合部には若干の隙間が生じることがある）、コアの２次成形体の射出成形の際にその隙間に軟磁性粉が強い射出圧の下で入り込み、コイルの絶縁被膜を傷付けてしまうといった問題を回避することができる。

次に請求項７はコイル複合成形体に関するもので、このコイル複合成形体は、軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材の成形体から成るコアが、コイル被覆体の外周面に接する外周側成形部を含む１次成形体と、コイル被覆体の内周面に接する内周側成形部を含む２次成形体とが境界面で接合一体化されており、コイル複合成形体をこのように構成しておくことで、請求項２の製造方法によってコイル複合成形体を容易に成形することができる。

また請求項８のものは、コイル被覆体における熱可塑性樹脂の樹脂被覆層を、コイルの外周面を被覆する外周被覆部を含む成形体と、内周面を被覆する内周被覆部を含む成形体とを接合し一体化したもので、コイル複合成形体をこのように構成しておくことで、請求項６の製造方法によってコイル複合成形体を容易に製造することができる。

本発明の一実施形態のコイル複合成形体であるリアクトルを示した図である。図１のリアクトルを分解して示した斜視図である。図２のコイル被覆体を樹脂被覆層とコイルとに分解して示した斜視図である。図３のコイルを図３とは別の角度から見た図及び上，下コイルに分解して示した図である。同実施形態におけるコイル被覆体の成形手順の説明図である。図５に続く成形手順の説明図である。同実施形態のリアクトルの製造方法の工程説明図である。同実施形態におけるコイル被覆体の成形方法の説明図である。同実施形態におけるコアの成形方法の説明図である。本発明の背景としての問題点を模式的に表した図である。図１０とは別の問題点を模式的に表した図である。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１５はコイル複合成形体の一例であるインダクタンス部品としてのリアクトル（チョークコイル）で、軟磁性樹脂成形体から成るコア１６の内部に絶縁被膜付きのコイル１０が埋込状態に一体化されている。即ちコア１６は、ギャップをもたない構造のリアクトルとなるように作製してある。

この実施形態において、コイル１０は図３〜図５（Ａ）に示すようにフラットワイズコイルで、平角線材を線材の厚み方向（径方向）に巻き、重ねてコイル形状となしたもので、巻き加工し成形した自由形状状態で径方向に隣接する線材同士が互いに接触状態に重なっている。

本実施形態において、コイル１０は図３，図４に示しているように上コイル１０-１と下コイル１０-２とを巻き方が反対方向になるように上下に重ねて、それぞれの内径側の端部２０を接合し、１つの連続したコイルとして構成してある。但し１本の線材で上コイル１０-１と下コイル１０-２とを連続して構成したものであっても良い。
尚、上コイル１０-１と下コイル１０-２との間には大きな電位差が生ずるため、それらの間には図４（Ｂ）に示しているように円環状の絶縁シート２１が介装してある。ここで絶縁シート２１は厚みが約０．５ｍｍ程度のものである。
尚図中１８はコイル１０におけるコイル端子で、径方向外方に突出せしめられている。

図５（Ａ）に示しているように、コイル１０は平面形状が円環状をなしている。
コイル１０は、図１に示しているようにコイル端子１８の先端側の一部を除いて全体的にコア１６に埋込状態に一体に内包されている。

この実施形態においてコイル１０は銅，アルミニウム，銅合金，アルミニウム合金等種々の材質のものを用いることができる（但しこの実施形態ではコイル１０は銅製である）。

本実施形態において、コア１６は軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材を射出成形して得た成形体から成っている。
ここで軟磁性粉として軟磁性鉄粉，センダスト粉，フェライト粉等を用いることができる。また熱可塑性樹脂としては、例えばＰＰＳ，ＰＡ１２，ＰＡ６，ＰＡ６Ｔ，ＰＯＭ，ＰＥ，ＰＥＳ，ＰＶＣ，ＥＶＡ等を好適に用いることができる。
軟磁性粉のコア１６に占める比率は様々な比率とすることができるが、好適には体積％で５０〜７０％程度である。

絶縁被膜付きのコイル１０は、コイル端子１８の先端側の一部を除いて、その全体が電気絶縁性の樹脂で外側から被覆されている。
図１，図２中２４はコイル１０と樹脂被覆層２２とから成るコイル被覆体で、コイル１０はこのコイル被覆体２４としてコア１６の内部に埋め込まれている。
この実施形態において、樹脂被覆層２２の厚みは０．５〜２．０ｍｍとしておくことが好ましい。
この樹脂被覆層２２は、軟磁性粉を含有していない電気絶縁性の熱可塑性樹脂から成っている。その熱可塑性樹脂としてはＰＰＳ，ＰＡ１２，ＰＡ６，ＰＡ６Ｔ，ＰＯＭ，ＰＥ，ＰＥＳ，ＰＶＣ，ＥＶＡその他種々の材質のものを用いることができる。

図２の分解図にも示しているように、コア１６は、１次成形体１６-１と２次成形体１６-２とを、図１（Ｂ）に示す境界面Ｐ_１で射出成形による接合にて一体化して構成してある。
１次成形体１６-１は、図１，図２に示すようにコイル被覆体２４の外周面に接する円筒状の外周側成形部２５と、コイル被覆体２４の図中下側に位置する底部２６とを有する容器状且つコイル軸線方向の図中上端に開口３０を有する形状をなしている。
尚、この１次成形体１６-１の外周側成形部２５には切欠部２８が設けられている。
この切欠部２８は、後述のコイル被覆体２４の厚肉部３６（図２参照）を嵌め入れるためのものである。

一方２次成形体１６-２は、図２にも示しているようにコイル被覆体２４の内周面に接し、且つコイル１０の内側の空所を埋めて１次成形体１６-１における底部２６に達する内周側成形部３２と、コイル被覆体２４の図中上側に位置し、１次成形体１６-１における上記の開口３０を閉鎖して、１次成形体１６-１の凹所４０及びそこに収容されたコイル被覆体２４を内側に隠蔽する上部の円形の蓋部３４とを一体に有している。

一方、コイル１０を被覆する樹脂被覆層２２もまた、図３の分解図にも示しているように１次成形体２２-１と２次成形体２２-２とから成っており、それらが図１（Ｂ）に示す境界面Ｐ_２において射出成形による接合にて一体化されている。

１次成形体２２-１は、コイル１０の外周面を被覆する円筒状の外周被覆部４６と、コイル１０の下端面の全体を被覆する下被覆部４８とを一体に有している。
一方２次成形体２２-２は、コイル１０の内周面を被覆する円筒状の内周被覆部５０と、コイル１０の上端面の全体を被覆する上被覆部５２とを一体に有している。
尚、１次成形体２２-１には径方向外方に突出する厚肉部３６が全高に亘って形成されており、その厚肉部３６に、これを径方向に貫通する一対のスリット３８が形成されている。
コイル１０における上記の一対のコイル端子１８は、これらスリット３８を貫通して１次成形体２２-１の径方向外方に突出せしめられている。
また２次成形体２２-２には、径方向外方に突出する舌片状の突部４２が上被覆部５２に一体に形成されている。１次成形体２２-１における厚肉部３６は、その上面がこの突部４２にて被覆される。

図２〜図９に、図１のリアクトル１５の製造方法が具体的に示してある。
この実施形態では、図５及び図６に示す手順に従って図５（Ａ）に示す絶縁被膜付きのコイル１０を外側から包み込むように樹脂被覆層２２を形成し、コイル１０と樹脂被覆層２２とを一体化して成るコイル被覆体２４を構成する。

このとき、図５（Ｂ）に示しているように先ず外周被覆部４６と下被覆部４８を一体に有する１次成形体２２-１を成形し、しかる後に図６（Ｃ）に示すように内周被覆部５０と上被覆
部５２とを一体に有する２次成形体２２-２を成形し、樹脂被覆層２２の全体を成形する。

図８に、その際の具体的な成形方法が示してある。
図８（Ａ）において、５４はコイル被覆体２４具体的には樹脂被覆層２２用の１次成形型で、上型５６と下型５８を有している。
ここで下型５８は中型部５８Ａと外型部５８Ｂとを有している。

図８（Ａ）に示す１次成形型５４を用いた１次成形では、先ずコイル１０を１次成形型５４にセットする。このときコイル１０は図３に示す向きとは上下の向きを逆向きにしてセットする。
詳しくは下コイル１０-２が上側に、上コイル１０-１が下側に位置するように上下を逆向きにして１次成形型５４にセットする。
そして中型部５８Ａをコイル１０の内周面に接触させて、この中型部５８Ａによりコイル１０の内周面を径方向に拘束し保持する。

そして１次成形型５４の、コイル１０の外周側に形成されたキャビティ６６に通路６８を通じて樹脂（熱可塑性樹脂）材料を射出し、図１及び図５（Ｂ）に示す樹脂被覆層２２の１次成形体２２-１を射出成形する。
詳しくは、図８（Ｂ）に示す外周被覆部４６と下被覆部４８とを一体に有する１次成形体２２-１を射出成形する。

以上のようにして樹脂被覆層２２の１次成形体２２-１を成形したら、これと一体のコイル１０とともに、それらを図８（Ｂ）に示す２次成形型７０にセットする。
このとき、図８（Ｂ）に示しているようにコイル１０を１次成形体２２-１とともに上下逆向きにして２次成形型７０にセットする。
この２次成形型７０は、上型７２と下型７４とを有している。また下型７４は、中型部７４Ａと外型部７４Ｂとを有している。
この２次成形型７０は、１次成形体２２-１をコイル１０とともにセットした状態で、その内周側と上側とにキャビティ８０を形成する。

この２次成形型７０を用いた２次成形では、通路８２を通じて１次成形の際の樹脂材料と同一の樹脂材料をキャビティ８０に射出し、樹脂被覆層２２における２次成形体２２-２を射出成形して同時にこれを１次成形体２２-１及びコイル１０と一体化する。

本実施形態では、以上のようにして成形されたコイル被覆体２４を、図１のコア１６の成形の際にコア１６と一体化する。
その具体的な手順が図７及び図９に示してある。
この実施形態では、コア１６の全体を成形するに際して、図７に示すように先ず容器状をなす１次成形体１６-１を予め成形しておく。

そしてその後において、図７（Ａ）に示すように容器状をなす１次成形体１６-１の凹所４０の内部に、図５及び図６に示す手順で成形したコイル被覆体２４を、１次成形体１６-１の開口３０を通じて図中下向きに全高に亘って嵌め込み、コイル被覆体２４を１次成形体１６-１にて保持させる。

そしてその状態で１次成形体１６-１とコイル被覆体２４とを成形型にセットし、コア１６における２次成形体１６-２を射出成形して、これを１次成形体１６-１及びコイル被覆体２４と一体化する。

図９（Ａ）は、１次成形体１６-１を成形するコア１６用の１次成形型を示している。
８４は、１次成形体１６-１を成形する１次成形型で、上型８６と下型８８とを有している。

ここでは通路９２を通じて軟磁性粉と熱可塑性樹脂の混合材をキャビティ９４に射出成形し、以て外周側成形部２５と底部２６とを一体に有する１次成形体１６-１を成形する。

図９（Ｂ）は、コア１６における２次成形体１６-２を成形する２次成形型を示している。
９６はその２次成形型で、上型９８と下型１００とを有している。
この２次成形では、先に成形した１次成形体１６-１にコイル被覆体２４を嵌め込み、保持させた状態で、それらを２次成形型９６にセットする。

このとき、１次成形体１６-１はその外周面が２次成形型９６への全周に亘る接触によって径方向に位置決めされ、更に底部２６の下面が２次成形型９６内において上下方向に位置決状態に保持される。
即ちコイル被覆体２４が１次成形体１６-１を介して２次成形型９６内で径方向にも、また上下方向にも位置決めされ保持される。

この２次成形では、その状態でキャビティ１０４よりも図中上方の通路１０２を通じキャビティ１０４内に１次成形の際と同一の混合材を射出し、以て図１（Ｂ），図２及び図７（Ｂ）の２次成形体１６-２を成形し、同時にこれを１次成形体１６-１及びコイル被覆体２４と一体化する。
ここにおいて図１及び図７（Ｂ）に示すリアクトル１５が得られる。

以上のような本実施形態では、絶縁被膜１２付きのコイル１０が外側から樹脂被覆層２２にて被覆され保護された状態で、軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材が射出されてコア１６が成形されるため、射出に際して混合材に含まれる鉄粉等の軟磁性粉１４がコイル１０の絶縁被膜１２に直接強く当ったり擦れたりするといったことがなく、従ってコア１６の成形時にコイル１０の絶縁被膜１２に軟磁性粉１４が当ることによって絶縁被膜１２が損傷してしまうのを有効に防止することができる。

またコア１６とコイル１０の絶縁被膜１２との間には樹脂被覆層２２が保護層ないし緩衝層として介在しているため、コア１６の膨張収縮に伴う熱応力が絶縁被膜１２に直接作用することはなく、従ってその熱応力に起因する絶縁被膜１２の損傷の問題も解決することができる。
またコイル１０は樹脂被覆層２２と一体のコイル被膜体２４をなしているため、コア１６を射出成形する際にコイル１０が変形を生じるのも良好に防止することができる。
またコイル１０を電気絶縁性の樹脂の被覆層で被覆しておくことで、コイル１０の耐電圧特性を強化し高めることができる。

この実施形態では、コア１６を射出成形する工程を、コイル被覆体２４の外周面に接する筒状の外周側成形部２５を含む１次成形体１６-１を予め射出成形しておく１次成形の工程と、コイル被覆体２４の内周面に接する内周側成形部３２を含む２次成形体１６-２を成形する２次成形の工程とに分け、そして２次成形の工程では、先の射出成形にて得た１次成形体１６-１の外周側成形部２５にコイル被覆体２４を内嵌状態に嵌合させ、且つコア用の２次成形型９６にてその外周側成形部２５を外周側から径方向に拘束し保持した状態で、内周側成形部３２を含む２次成形体１６-２を成形し且つ同時に１次成形体１６-１及びコイル被覆体２４と一体化する。

即ちこの実施形態では、コア１６における外周側成形部２５が、予めコイル１０とは別に単独で１次成形体１６-１として成形されているため、コア１６の成形に際してその内側に位置しているコイル１０が原因となって外周側成形部２５に亀裂発生するといった問題は生じない。

この実施形態ではまた、コイル被覆体２４即ちコイル１０を１次成形体１６-１を介してコア１６用の２次成形型９６にて位置決めし保持した状態で、コアの２次成形体１６-２を成形するため、その際にコイル１０が射出圧及び流動圧にてセット位置から位置ずれするのを防止でき、コイル１０を予め設定した位置に正確に位置決めし且つ保持した状態でコア１６を成形完了することができる。
従ってコア１６の成形時にコイル１０が位置ずれすることによって、リアクトル１５の特性に悪影響が及ぶのを良好に防止することができる。

更に容器状をなす１次成形体１６-１の凹所４０にコイル被覆体２４を収容し保持させた状態で、２次成形体１６-２を成形するため、成形作業性が良好となるとともに、２次成形体１６-２を成形する際に１次成形体１６-１自身にてコイル被覆体２４をコイル軸線方向である上下方向にも位置決めし保持しておくことができる。

本実施形態では、コイル被覆体２４の樹脂被覆層２２を射出成形するに際し、成形を少なくとも２回に分けて行うことで、コイル１０を成形型により良好に位置決めし保持した状態で成形を行うことができ、成形に際してコイル１０が射出圧や流動圧により位置ずれしてしまうのを防止することができる。

また本実施形態では、コイル被覆体２４をコア１６の１次成形体１６-１とともにコア用の２次成形型９６にセットした状態で、コア１６の２次成形体１６-２を射出成形する際、射出圧ないし流動圧が強く作用する樹脂被覆層２２の内周被覆部５０及び上被覆部５２に、樹脂被覆層２２における１次成形体２２-１と２次成形体２２-２との接合部が位置していないので、軟磁性粉が強い射出圧の下でその接合部の隙間から浸入してコイル１０の絶縁被膜１２を傷付けてしまうのを良好に回避することができる。

絶縁被膜（２０〜３０μｍのポリアミドイミド皮膜）付き平角線材（幅９ｍｍ，厚み０．８５ｍｍ）を巻いて成る上コイル１０-１，下コイル１０-２（何れも外径φ８０ｍｍ，内径φ４７ｍｍ，ターン数１８のフラットワイズコイルで一方を反転して重ね合せてある）を上下に重ねて接合一体化し構成したコイル１０を用い、熱可塑性樹脂として直鎖状のＰＰＳを用いて、コイル被覆体２４における樹脂被覆層２２の１次成形体２２-１を成形した。
このとき１次成形体２２-１は、外周被覆部４６の厚み１ｍｍ，下被覆部４８の厚みを１ｍｍで成形した。

続いて樹脂被覆層２２用の２次成形型７０を用いて同一のＰＰＳ樹脂を用い、２次成形体２２-２を成形した。
このとき２次成形体２２-２は、内周被覆部５０の厚みを０．５ｍｍ，上被覆部５２の厚みを１ｍｍとして成形した。
尚、このときの樹脂被覆層２２の成形は以下の条件で行った。即ち射出温度を３２０℃とし、また成形型の型温度を１３０℃とし、射出圧力を１４７ＭＰａとして射出成形を行った。

これと並行して、軟磁性鉄粉と直鎖状ＰＰＳを、軟磁性鉄粉の比率が６０体積％となるような配合比率で混合した混合材を用いてコア１６における１次成形体１６-１を射出成形し、そして１次成形体１６-１にコイル被覆体２４を収納して、その状態で別の２次成形型９６にて、上記と同じ混合材を用いてコア１６における２次成形体１６-２を成形し、同時にこれを１次成形体１６-１とコイル被覆体２４とに一体化し、リアクトル１５を得た（寸法はコア１６の外径がφ９０ｍｍ，高さが４０．５ｍｍ）。
尚、このときのコア１６の成形は以下のような条件で行った。即ち射出温度を３１０℃とし、また成形型の型温度を１５０℃とし、そして射出圧力を１４７ＭＰａとしてコア１６の射出成形を行った。
以上のようにして得られたリアクトル１５のコア１６には亀裂の発生は認められなかった。

上記で得たリアクトル１５の耐電圧特性を次のようにして測定した。
ここではリアクトル１５をアルミベースプレート上に直接置いて、リアクトル１５をアルミベースプレートに電気的に繋がった状態とし、そして測定装置の一方の端子をリアクトル１５の一方のコイル端子１８に、また他方の端子をアルミベースプレートにそれぞれ結線し、そしてその状態で通電を行って交流０Ｖ〜３５００Ｖ（ボルト）まで徐々に電圧を高め、３５００Ｖで１秒間保持した。
その際、流れる電流が１０ｍＡ（ミリアンペア）以下であれば合格、それよりも多ければ不合格として耐電圧を判定した。
その結果、本実施形態のものは試験数１０個全てが合格であった。

これに対し、コイル１０に対して樹脂被覆層２２を形成しないままコイル１０に対して射出成形を行ってコア１６を成形した比較例のものは、試験数１０個中全て２００〜３００Ｖ（ボルト）で絶縁破壊を生じ、何れも不合格の判定結果であった。
尚、測定装置としては菊水電子（社）製ＴＯＳ５０５１Ａを用いた。

以上本発明の実施形態を実施例とともに説明したがこれはあくまで一例示である。
例えば上記実施形態ではコイル被覆体２４を成形するに際し、先ず外周被覆部４６を成形し、次いで内周被覆部５０を成形するようにしているが、場合によって１次成形ではコイル１０を１次成形型にて外周面で保持拘束して内周被覆部５０を成形し、その後に外周被覆部４６を成形するようになすことも可能であるし、また樹脂被覆層２２における１次成形体２２-１，２次成形体２２-２或いはコア１６における１次成形体１６-１，２次成形体１６-２を上例以外の他の様々な形状で成形するといったことも可能である。
更に本発明は上記リアクトル以外に電磁調理器の加熱体その他のコイル複合体を製造するに際しても適用可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様，形態で実施及び構成することが可能である。

１０コイル
１５リアクトル
１６コア
１６-１，２２-１１次成形体
１６-２，２２-２２次成形体
２２樹脂被覆層
２４コイル被覆体
２５外周側成形部
２６底部
３０開口
３２内周側成形部
３４蓋部
４０凹所
４６外周被覆部
４８下被覆部
５０内周被覆部
５２上被覆部
５４，８４１次成形型
６６，８０，９４，１０４キャビティ
７０，９６２次成形型
Ｐ_１，Ｐ_２境界面

Claims

軟磁性粉と樹脂との混合材で構成した成形体をコアとして、該コアの内部に絶縁被膜付きの導体コイルを埋込状態に一体化して成るコイル複合成形体を製造するに際し、
前記絶縁被膜付きの前記コイルを包み込む状態に電気絶縁性の樹脂で被覆してコイル被覆体を成形する工程Ａと、
該コイル被覆体を成形型にセットして、該コイル被覆体を包み込む状態に前記軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材を射出成形して前記コアを成形するとともに、該コアの内部に前記コイルを埋込状態に一体化する工程Ｂと、
を経て前記コイル複合成形体を得ることを特徴とするコイル複合成形体の製造方法。
請求項１において、前記コアを射出成形する工程Ｂを、
該コアの、前記コイル被覆体の外周面に接する筒状の外周側成形部を含む、コイル軸線方向の一端側に該コイル被覆体の嵌込用の開口を有する形状の１次成形体をコア用の１次成形型にて予め射出成形しておく工程Ｂ-１と、
該コイル被覆体の内周面に接する内周側成形部を含む２次成形体をコア用の２次成形型にて成形する工程Ｂ-２と、に分け、
該工程Ｂ-２では、前記工程Ｂ-１で得た前記１次成形体の前記外周側成形部に前記コイル被覆体を内嵌状態に嵌合させ且つ前記コア用の２次成形型にて該外周側成形部を外周側から径方向に拘束し保持した状態で、前記内周側成形部を含む２次成形体を成形すると同時に、該２次成形体と前記１次成形体及び前記コイル被覆体を一体化することを特徴とするコイル複合成形体の製造方法。
請求項２において、前記１次成形体を成形する前記工程Ｂ-１では、前記外周側成形部とともに前記開口とは反対側の前記コアの底部を併せて成形して、前記１次成形体を前記コイル被覆体を内部に収容し保持する底部付きの容器状となしておくことを特徴とするコイル複合成形体の製造方法。
請求項３において、前記１次成形体は、前記コイル被覆体を内部の凹所に全高に亘って収容する高さで成形しておくことを特徴とするコイル複合成形体の製造方法。
請求項２〜４の何れかにおいて、前記２次成形体を成形する前記工程Ｂ-２では、前記内周側成形部とともに前記開口を閉鎖する蓋部を併せて成形することを特徴とするコイル複合成形体の製造方法。
請求項１〜５の何れかにおいて、前記コイル被覆体を成形する工程Ａでは、該コイルを包み込む状態に被覆する樹脂被覆層を熱可塑性樹脂にて射出成形するとともに、該工程Ａを、
前記コイルの内周面又は外周面に対して該樹脂被覆層用の１次成形型を接触させ、該１次成形型にて該コイルを該内周面又は外周面において径方向に位置決めし拘束した状態で、該コイルの外周側又は内周側に形成される該１次成形型の１次成形キャビティに樹脂材料を射出して、前記樹脂被覆層における外周被覆部又は内周被覆部を含む１次成形体を成形し且つ該コイルと一体化する工程Ａ-１と、
しかる後該１次成形体を該コイルとともに該樹脂被覆層用の２次成形型にセットして、該コイルの内周側又は外周側に形成される該２次成形型の２次成形キャビティに前記樹脂材料を射出して、前記樹脂被覆層における内周被覆部又は外周被覆部を含む２次成形体を成形し且つ該コイル及び前記１次成形体と一体化する工程Ａ-２と、
に分けて射出成形を行うことを特徴とするコイル複合成形体の製造方法。
軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材で構成した成形体をコアとして、該コアの内部に絶縁被膜付きの導体コイルを外側から包み込む状態に電気絶縁性の樹脂で被覆したコイル被覆体を埋込状態に一体化して成るコイル複合成形体であって、
前記コアは、前記コイル被覆体の外周面に接する筒状の外周側成形部を含む１次成形体と、該コイル被覆体の内周面に接する内周側成形部を含む２次成形体とが境界面で接合一体化されていることを特徴とするコイル複合成形体。
軟磁性粉と熱可塑性樹脂との混合材で構成した成形体をコアとして、該コアの内部に絶縁被膜付きの導体コイルを外側から包み込む状態に電気絶縁性の熱可塑性樹脂で被覆したコイル被覆体を埋込状態に一体化して成るコイル複合成形体であって、
前記コイル被覆体の樹脂被覆層は、前記コイルの外周面を被覆する外周被覆部を含む成形体と、該コイルの内周面を被覆する内周被覆部を含む成形体とが接合されて一体化されていることを特徴とするコイル複合成形体。