JP2011096934A - インダクタ - Google Patents

Abstract

【課題】コアとケースとの直接接触を防止可能な、製造コストの小さいインダクタを提供する。
【解決手段】インダクタが、枡形状のケースと、ケースに収納されるコアと、コアの一部分の周りに巻き回されている巻線と、ケースに固定され該ケースの開口に近位となるコアの第１の面に当接して該コアを該ケースの底面に向かって付勢する板ばねである第１の固定部材と、ケースに固定され該ケースの底面に近位となるコアの第２の面に当接して該コアを該ケースの底面側で保持する第２の固定部材と、ケースに固定されコアの側面に当接して該コアを該ケースの内側面に向かって付勢する板ばねである第３の固定部材とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、導線が巻き回されたコアをケースに収納して形成したインダクタに関する。

電気回路に使用されるリアクトルとして、特許文献１に示されるようなインダクタが使用される。特許文献１に示される従来構成のインダクタ（リアクトル）の斜視図を図６に示す。

特開２００９−２６９５２号公報

図６に示されるように、従来構成のリアクトル１０１においては、ケース１１０の底面１１１に形成された凹部１１１ａに、略Ｏ字形状のコア１２０及びコア１２０に巻き回された導線である一対の巻線１３０が収容されるようになっている。

このコア１２０をケース１１０内で保持するため、４組の固定金具１４１が使用される。固定金具１４１の夫々は、モールド樹脂によってコア１２０と一体となった金具である。４組の固定金具のそれぞれの先端は、コア１２０の四隅からそれぞれ放射状に延びている。固定金具１４１の先端には貫通孔（不図示）が形成されており、固定金具１４１の貫通孔にボルト１４２を通して、ケース１１０に固定金具１４１をねじ止めすることによって、コア１２０は固定金具１４１を介してケース１１０に固定される。

固定金具１４１は、コア１２０がケース１１０に接触しないように、コア１２０をケース１１０の底面１１１から浮上させている。これによって、ケース１１０とコア１２０との直接接触が防止される。特許文献１の構成においては、上記のようにケース１１０とコア１２０との直接接触が防止されるため、巻線に電流を流したときに発生しうるコア１２０の振動のケース１１０への伝達を防ぎ、ケース１１０の振動による騒音発生が防止される。

特許文献１のような、コア１２０と固定金具１４１を樹脂モールドで一体化させる構成では、金型費を必要とするという問題があった。また、固定金具１４１をケース１１０にねじ止めできるようにするためには、固定金具１４１の貫通孔同士の間隔と、ケース１１０に形成されたボルト１４２用のめねじ同士の間隔が、高い精度で一致している必要がある。すなわち、コア１２０と固定金具１４１を一体成形する際に、コア１２０に対する固定金具１４１の高精度な位置決めを行うための治具を必要としていた。これらの理由により、特許文献１のリアクトル１０１の製造コストは大きなものとなっていた。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明は、コアとケースとの直接接触を防止可能な、製造コストの小さいインダクタを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明のインダクタは、枡形状のケースと、ケースに収納されるコアと、コアの一部分の周りに巻き回されている巻線と、ケースに固定され該ケースの開口に近位となるコアの第１の面に当接して該コアを該ケースの底面に向かって付勢する板ばねである第１の固定部材と、ケースに固定され該ケースの底面に近位となるコアの第２の面に当接して該コアを該ケースの底面側で保持する第２の固定部材と、ケースに固定されコアの側面に当接して該コアを該ケースの内側面に向かって付勢する板ばねである第３の固定部材とを有する。

本発明の構成は、上記のように板ばねである第１及び第３の固定部材がコアに当接してコアを付勢するものであるため、各固定部材とコアとの位置決めを厳密に行う必要はなく、位置決めを行うための治具等は必要としない。また、第２の固定部材をケースに固定し、次いで第３の固定部材に保持されたコアをケースに収容し、さらに、第１及び第３の固定部材をケースに固定するという平易な工程で、コアをケースから浮上させつつコア及び巻線をケースに保持させることができる。このため、本発明の構成によれば、コアとケースとの直接接触を防止可能な、製造コストの小さいインダクタが実現される。

また、第３の固定部材は、コアの側面とケースの内側面との間に配置され且つ該ケースの内側面に沿った方向に広がる板状の基端部と、該基端部の該ケースの底面側の一端からＵ字状に屈曲して該コアの側面に当接する先端部とを備える構成としてもよい。

また、第３の固定部材には、該第３の固定部材の基端部から先端部に広がる開口が形成されている構成とすることが好ましい。

このような構成とすると、第３の固定部材の先端部のばね定数を所望の値に調整することが可能である。

この時、第３の固定部材の開口が、該第３の固定部材の先端部において該開口の両側に位置する部分の幅が該第３の固定部材の基端部側から先端部側に向かうにつれて線形的に小さくなるよう形成されている構成とすることが好ましい。

このような構成とすると、第３の先端部の曲げ応力が略均等に分散される。

また、好ましくは、第２の固定部材は、第３の固定部材の開口に収容されるよう配置される。

このような構成とすると、インダクタの寸法を小さく抑えることが可能となる。

また、第１の固定部材と第３の固定部材が一体に形成されている構成とすることが好ましい。

このような構成とすると、第１の固定部材と第３の固定部材とを一度にケースに固定することが可能となり、インダクタの製造コストは一層小さなものとなる。

また、第１の固定部材は、例えば、第３の固定部材の基端部から略Ｌ字状に屈曲してコアの第１の面に向かう方向に広がる先端部を有し、先端部の一部分が該コアの第１の面に当接して該コアを付勢する。

また、第１及び第３の固定部材は、該第１及び第３の固定部材をケースに固定するための固定部を更に有し、固定部は、スリットによって第１の固定部材の先端部から分断されている構成としてもよい。

このような構成とすると、ケースの寸法を大きくすることなく、ケースに第１及び第３の固定部材を固定することが可能となる。

また、固定部が第１の固定部材の先端部を挟むように一対で設けられており、スリットは固定部の各々と第１の固定部材の先端部との間に一本ずつ形成されている構成としてもよい。

好ましくは、第１の固定部材には開口が形成されている。

このような構成とすると、第１の固定部材の先端部のばね定数を所望の値に調整することが可能である。

この時、第１の固定部材の開口が、該第１の固定部材の先端部において該開口の両側に位置する部分の幅が該第１の固定部材の基端部側から先端部側に向かうにつれて略線形的に小さくなるよう形成されている構成とすることが好ましい。

このような構成によれば、第１の先端部の曲げ応力が略均等に分散される。

また、第１の固定部材、第２の固定部材及び第３の固定部材を複数組有する構成としてもよい。

以上のように、本発明によれば、コアとケースとの直接接触を防止可能な、製造コストの小さいインダクタが実現される。

図１は、本発明の実施の形態のリアクトルの斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態のリアクトルの断面図である。 図３は、本発明の実施の形態のコア及び巻線の分解図である。 図４は、本発明の実施の形態のリアクトルの分解図である。 図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、夫々本発明の実施の形態の第１固定部材の正面図、左側面図、右側面図、上面図及び底面図である。 図６は、従来構成の実施の形態のリアクトルの斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態のリアクトルの斜視図である。また、図２は、本実施形態のインダクタとしてのリアクトルの側断面図である。図１に示されるように、本実施形態のリアクトル１は、略Ｏ字形状のコア２０に２組の巻線３１、３２を巻き回し、これを升形のケース１０に収容したものである。巻線３１、３２の図示しない一端は接合されており、巻線３１及び３２は全体として直列に連結された回路をなす。また、巻線３１、３２の他端を介して、リアクトル１は電気回路に接続される。巻線３１及び３２は、ケース１０の上端１５から飛び出すことなくケース１０内に収容される。

なお、以下の説明においては、図２に示されるようにリアクトル１を配置した状態に基づいて上下方向、幅方向、奥行方向が定義される。すなわち、図２においてケース１０の開口Oがある側が上下方向上側となる。また、図２においてケース１０の開口を上にした時の右側が、リアクトル１の幅方向右側であると定義される。奥行方向は上下方向と幅方向の双方に垂直な方向、すなわち、図２の紙面の表側から裏側に向かう方向であり、図２の紙面表側が奥行方向手前側、紙面裏側が奥行方向奥側となる。

本実施形態のリアクトル１の組立手順について以下に説明する。図３は、本実施形態のコア２０及び巻線３１、３２の分解図である。図３に示されるように、コア２０は、幅方向に並べられた一対のＵ字コア２１、一対のＵ字コア２１の奥行方向奥側のアーム２１ａの間に配置された一対のＩ字コア２２ａ、一対のＵ字コア２１の奥行方向手前側のアーム２１ｂの間に配置された一対のＩ字コア２２ｂ、Ｕ字コア２１のアーム２１ａとＩ字コア２２ａの間及び一対のＩ字コア２２ａ同士間に配置されるギャップ板２３ａ、及びＵ字コア２１のアーム２１ｂとＩ字コア２２ｂの間及び一対のＩ字コア２２ｂ同士間に配置されるギャップ板２３ｂを有する。

Ｕ字コア２１のアーム２１ａ及びＩ字コア２２ａとギャップ板２３ａは、接着材にて接合される。同様に、Ｕ字コア２１のアーム２１ｂ及びＩ字コア２２ｂとギャップ板２３ｂも、接着材にて接合される。一方のＵ字コア２１、一対のＩ字コア２２ａ、一対のＩ字コア２２ｂ、並びにギャップ板２３ａ及び２３ｂを接着剤で接合してＵ字状のコアを形成した後に、巻線３１をＩ字コア２２ａに、巻線３２をＩ字コア２２ｂに夫々通し、次いで、他方のＵ字コア２１をギャップ板２３ａ、２３ｂに接着することによって、Ｏ字状のコア２０に巻線３１、３２が通されたブロックが形成される。

次いで、コア２０及び巻線３１、３２からなるブロックがケース１０に収容される。本実施形態のリアクトル１の分解図を図４に示す。図４に示されるように、本実施形態においては、ケース１０にコア２０及びコイル３１、３２を固定するため、第１固定部材４０及び第２固定部材５０が使用される。

図１、図２及び図４に示されるように、第１固定部材４０は、リアクトル１の幅方向両側に１つずつ設けられている。図４に示されるように、第１固定部材４０は、貫通穴４５ａを２つずつ有しており、貫通穴４５ａの夫々にボルト６１を通し、次いで、ボルト６１をケース１０の４隅に設けられためねじ１１ａ（図４中には４つ中２つのみ図示）にねじ込むことによって、ケース１０に固定されるようになっている。第１固定部材４０は、幅方向外側及び上下方向上側からコア２０を押圧保持するようになっている。

また、図２及び図４に示されるように、第２固定部材５０は、リアクトル１の幅方向両側中央に１つずつ設けられている。図２に示されるように、第２固定部材５０は、貫通穴５１ａを１つずつ有しており、貫通穴５１ａの夫々にボルト６２を通し、次いで、ボルト６１をケース１０の下面に設けられためねじ１１ｂにねじ込むことによってケース１０に固定されるようになっている。図２に示されるように、第２固定部材５０は、上下方向下側からコア２０を押圧保持するようになっている。コア２０及び巻線３１、３２のケース１０への収容は、ボルト６２にて第２固定部材５０をケース１０に固定し、次いで、幅方向両側から第１固定部材４０によってコア２０を挟み込み、さらに、コア２０、巻線３１、３２及び一対の第１固定部材４０をケース１０に収容してボルト６１にて第１固定部材４０をケース１０に固定することによって行われる。なお、第１固定部材４０をケース１０に固定した後に、ケース１０にエポキシ樹脂等の樹脂モールドが注入され、コア２０及び巻線３１、３２は、より強固にケース１０内で保持される。

コア２０及び巻線３１、３２がケース１０に保持収容された状態では、図２に示されるように、コア２０は、上側の第１固定部材４０と下側の第２固定部材５０とに挟み込まれた状態で、ケース１０内で保持されるようになっている。この状態では、コア２０は、ケース１０の底面１２から浮上した状態となる。このように、本実施形態のリアクトル１は、コア２０とケース１０とが直接接触しないため、リアクトル１の使用時（巻線３１、３２への通電時）に発生し得るコア２０の振動のケース１０への伝達が大幅に軽減され、リアクトル１の使用時の騒音を大幅に低減することができる。

第１固定部材４０の特徴について以下に説明する。図２中右側の第１固定部材４０を奥行方向に投影した正面図、幅方向ケース１０の内側（すなわち図２中左側）から投影した側面図、幅方向ケース１０の外側（すなわち図２中右側）から投影した側面図、上下方向上側から投影した上面図、及び上下方向下側から投影した底面図を、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）に夫々示す。図５（ａ）に示されるように、第１固定部材４０は、ステンレス鋼板等の金属板を第１コーナー部４３にてＬ字状に折り曲げて形成される。さらに、第１コーナー部４３に対して略水平（上下方向と略直交する方向）に折り曲げられた側の舌片部４１の先端部４１ａは、図５（ａ）中左斜め下側に向かって折り曲げられている。また、第１コーナー部４３に対して略垂直（上下方向に略平行な方向）に折り曲げられた側にある板状部４２は、図５（ａ）中左側に向けてＵ字状に折り曲げられている。すなわち、板状部４２のうち、第１コーナー部４３に対して近位となる基端部４２ｂと、第１コーナー部４３に対して遠位となる先端部４２ａが、図２中幅方向に並んだ状態となる。尚、本実施形態においては、特許請求の範囲中に示される第３の固定部材は、前記板状部４２の基端部４２ｂと先端部４２ａが対応する。

また、図５（ｃ）及び（ｄ）に示されるように、第１固定部材４０には、舌片部４１の両側で舌片部４１の先端部４１ａ側から第１コーナー部４３を超えて板状部４２の基端部４２ｂの中途まで延びる一対のスリット４４が設けられている。舌片部４１は、板状部４２において一対のスリット４４に挟まれる部分の延長部分である。

第１固定部材４０において、スリット４４の両外側（すなわち、スリット４４によって、板状部４２の基端部４２ｂの両側から延び且つ舌片部４１から分断された部分）の夫々には、第１固定部材４０をケース１０（図１）にボルト止めするための固定用アーム４５が一対形成されている。図５（ａ）に示されるように、固定用アーム４５は、第１固定部材４０においてスリット４４の外側にある部分を、第１コーナー部４３よりも高い位置の第２コーナー部４８にて、幅方向内側に略直角に折り曲げられ、さらに外側に張り出すことによって形成されている。図５（ｄ）及び（ｅ）に示されるように、第１固定部材４０をケース１０に固定する際にボルト６１（図１、図２、図４）が通される貫通孔４５ａ（図４）は、固定用アーム４５の外側に張り出した部分の先端に形成されている。

図２に示されるように、一対の第１固定部材４０がコア２０を幅方向両端から挟み込むように配置され、各第１固定部材４０がボルト６１によってケース１０に固定され、且つ、各第１固定部材４０の板状部４２はケース１０の幅方向の内側面１３とコア２０との間に挟み込まれるようになっている。このため、第１固定部材４０の板状部４２は、ケース１０の内側面１３とコア２０との間で圧迫された時の反発力によって、先端部４２ａがコア２０を幅方向反対側に配置された第１固定部材４０に向けて付勢する一種の板ばねとして機能する。そして、コア２０が一対の第１固定部材４０の板状部４２の先端部４２ａに挟み込まれることによって、コア２０は幅方向に移動しないよう保持される。

本実施形態では、上記のように、第１固定部材４０によってコア２０が幅方向（すなわち、Ｕ字コア２１及びＩ字コア２２ａ及び２２ｂの接着面の法線方向）に付勢されるようになっており、上記接着面に法線方向の荷重が加わっている。このため、コア２０の熱膨張等により、コア２０に接着面の面方向のせん断応力が加わったとしても、容易には接着がはがれないようになっている。

また、第１固定部材４０の板状部４２の、基端部４２ｂから先端部４２ａに至る部分には、切り欠かれた開口４６が形成されている。該開口４６は、基端部４２ｂから先端部４２ａの中途までは、その中央に亘って所定の幅をを持った切り欠いて形成されており、該切り欠いた幅を調整することにより、第２の板状部４２がコア２０を付勢する力の大きさを、所望の範囲内に調整している。なお、該開口４６は、図５（ｂ）に示されるように、先端部４２ａの中途から先端側に向かって行くに連れて、開口４６の奥行方向に隣接する先端部４２ａの幅が略線形的に縮小するように、略逆三角形状に形成されている。このような形状の開口４６が設けられているため、第１固定部材４０の板状部４２の曲げ応力は、先端部４２ａの先端側の部分では、略一様な大きさとなる。

また、第１固定部材の板状部４２の先端部４２ａは、コア２０と当接する当接部４２ｃにおいて、くの字状に外側に折り返されている。このため、先端部４２ａのエッジ部４２ｄはコア２０に当接せず、エッジ部４２ｄによってコア２０が傷つけられないようになっている。

また、図２に示されるように、第１固定部材４０の舌片部４１はコア２０の上側に位置しており、且つ、舌片部４１の折り曲げられた先端部４１ａはコア２０のＵ字コア２１の上面２１ａに当接している。さらに、第２固定部材５０の先端部５２（貫通孔５１ａが設けられている基端部５１に対して幅方向反対側に位置する端部）は、上方に向かって折り曲げられており、コア２０のＵ字コア２１の下面２１ｂに当接している。

そして、第２固定部材５０及びコア２０を保持する第１固定部材４０をケース１０に固定すると、第１固定部材４０の舌片部４１の先端部４１ａがＵ字コア２１の上面２１ｃに押しつけられると共に、第２固定部材５０の先端部５２がＵ字コア２１の下面２１ｄに押しつけられる。この時、第１固定部材４０の舌片部４１の基端部４１ｂ及び先端部４１ａ並びに第１コーナー部４３には、第１固定部材４０とケース１０の内側面１３との当接点を支点として上側に反り返るような弾性変形が生じ、この弾性変形に対する反発力によって、第１固定部材４０はコア２０をケース１０の底面１２に向かう方向に付勢する。すなわち、第１固定部材４０の舌片部４１は、コア２０を下方に付勢するための一種の板ばねとして機能する。また、第２固定部材５０は、コア２０を上方に持ち上げる方向に保持する部材として機能する。

以上のように、第１固定部材４０という、第２固定部材５０に向かってコア２０を付勢する板ばねによって、コア２０は、ケース１０の底面１２から浮上し且つ上下方向に移動しないように保持される。

また、第１固定部材４０の舌片部４１の、先端部４１ａから基端部４１ｂに至る部分には、開口４７が形成されている。該開口４７は、図５（ｄ）に示されるように、先端部４１ａの中途から先端側に向かって行くに連れて、開口４７の奥行方向に隣接する先端部４１ａの幅が略線形的に縮小するようにＵ字状に形成されている。このため、該開口４７の奥行方向寸法を調整することにより、舌片部４１がコア２０を付勢する力の大きさを、所望の範囲内に調整することができる。また、上記の形状の開口４７が設けられているため、第１固定部材４０の舌片部４１の曲げ応力は、開口４７の奥行方向両側の部分では、略一様な大きさとなる。

また、第１固定部材の舌片部４１の先端部４１ａは、コア２０と当接する当接部４１ｃにおいて、くの字状に上方に折り返されている。このため、先端部４１ａのエッジ部４１ｄはコア２０に当接せず、エッジ部４１ｄによってコア２０が傷つけられないようになっている。

また、図２に示されるように、第２固定部材５０は、第１固定部材４０の開口４６に収まるように配置されている。第１固定部材４０に開口４６を設けない構成では、第１固定部材４０と第２固定部材５０の干渉を避けるため、第２固定部材５０の基端部５１が第１固定部材４０の下に配置される、或いは、基端部５１が第１固定部４０に対して幅方向内側に配置される構成とする必要がある。第２固定部材５０の基端部５１が第１固定部材４０の下に配置される構成ではリアクトル１の上下方向寸法が大きなものとなり、また基端部５１が第１固定部材４０の幅方向内側に配置される構成ではリアクトル１の幅方向寸法が大きなものとなる。これに対し、本実施形態の構成では、第２固定部材５０が第１固定部材４０の開口４６に収まるように配置されているので、リアクトル１の寸法を小さく保ちつつコア２０をケース１０の底面１２から浮上させることができる。

なお、以上説明した本発明の実施の形態においては、第１固定部材４０及び第２固定部材５０が、リアクトル１の幅方向両側に１組ずつ、計２組設けられているが、本発明は上記の構成に限定されるものではなく、第１固定部材４０及び第２固定部材５０が１組のみ設けられる構成としてもよい。この場合は、第１固定部材の板状部４２は、第１固定部材４０が設けられている側と幅方向反対側のケース１０の内周側面１３にコア２０を押しつけるように、コア２０を付勢する。

１ リアクトル
１０ ケース
１２ 底面
１３ 内側面
２０ コア
３１、３２ 巻線
４０ 第１固定部材
５０ 第２固定部材
４２ａ 第２の板状部４２の先端部（第３の固定部材）

Claims (12)

1. 枡形状のケースと、
   前記ケースに収納されるコアと、
   前記コアの一部分の周りに巻き回されている巻線と、
   前記ケースに固定され、該ケースの開口に近位となる前記コアの第１の面に当接して該コアを該ケースの底面に向かって付勢する板ばねである第１の固定部材と、
   前記ケースに固定され、該ケースの底面に近位となる前記コアの第２の面に当接して該コアを該ケースの底面側で保持する第２の固定部材と、
   前記ケースに固定され、前記コアの側面に当接して該コアを該ケースの内側面に向かって付勢する板ばねである第３の固定部材と、
   を有するインダクタ。
2. 前記第３の固定部材は、前記コアの側面と前記ケースの内側面との間に配置され且つ該ケースの内側面に沿った方向に広がる板状の基端部と、該基端部の該ケースの底面側の一端からＵ字状に屈曲して該コアの側面に当接する先端部とを備えることを特徴とする、請求項１に記載のインダクタ。
3. 前記第３の固定部材には、該第３の固定部材の基端部から先端部に広がる開口が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のインダクタ。
4. 前記第３の固定部材の開口は、該第３の固定部材の先端部において該開口の両側に位置する部分の幅が該第３の固定部材の基端部側から先端部側に向かうにつれて線形的に小さくなるよう形成されていることを特徴とする請求項３に記載のインダクタ。
5. 前記第２の固定部材は、前記第３の固定部材の開口に収容されるよう配置されていることを特徴とする請求項３又は４に記載のインダクタ。
6. 前記第１の固定部材と前記第３の固定部材は一体に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のインダクタ。
7. 前記第１の固定部材は、前記第３の固定部材の基端部から略Ｌ字状に屈曲して前記コアの第１の面に向かう方向に広がる先端部を有し、前記先端部の一部分が該コアの第１の面に当接して該コアを付勢することを特徴とする請求項２を引用する請求項６に記載のインダクタ。
8. 前記第１及び第３の固定部材は、該第１及び第３の固定部材を前記ケースに固定するための固定部を更に有し、
   前記固定部は、スリットによって前記第１の固定部材の先端部から分断されている
   ことを特徴とする請求項７に記載のインダクタ。
9. 前記固定部は前記第１の固定部材の先端部を挟むように一対で設けられており、
   前記スリットは前記固定部の各々と前記第１の固定部材の先端部との間に一本ずつ形成されている
   ことを特徴とする請求項８に記載のインダクタ。
10. 前記第１の固定部材には開口が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のインダクタ。
11. 前記第１の固定部材の開口は、該第１の固定部材の先端部において該開口の両側に位置する部分の幅が該第１の固定部材の基端部側から先端部側に向かうにつれて略線形的に小さくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のインダクタ。
12. 前記第１の固定部材、前記第２の固定部材及び前記第３の固定部材を複数組有することを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載のインダクタ。
    

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