JP2014116563A - リアクトル - Google Patents

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Abstract

【課題】リアクトル本体1と支持体2とを固定具6を介して固定する方式のリアクトルにおいて、線膨張率が違うリアクトル本体1と支持体2との間にギャップ変化が発生しても、そのギャップ変化が破壊に繋がることを阻止したリアクトルを提供する。
【解決手段】リアクトル本体1は、磁性体を主材料とするコア3を樹脂モールド成形体4で包み込み、その樹脂モールド成形体4の外表にコイル5を巻回することで構成し、支持体2は、リアクトル本体1に合わせた寸法の収容空間を有するバスタブ状に形成されており、これらリアクトル本体1と支持体2とを複数本の固定具6で連結する。この固定具6のうち少なくとも一本は、可撓性固定具62とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッド車などの車両、その他の温度変化の生じやすい環境でも使用可能なリアクトルに関する。
リアクトルは、巻線を利用して交流成分に対して誘導性リアクタンスを与える受動素子であり、リアクトル本体と、リアクトル本体を固定する支持体を有する。
リアクトル本体は、磁性体を主材料とするコアを樹脂モールド成形体で包み込み、その樹脂モールド成形体の外表にコイルを巻回することで構成されている。支持体は、例えば、リアクトル本体を収容すべくバスタブ形状を有する金属製のケースであり、放熱ベースともなっている。
このような、樹脂製の筐体を有するリアクトル本体と金属を主体とするケースで構成されるリアクトルは、樹脂と金属の線膨張の違いに対処する必要がある。この点、従来は、樹脂モールド成形体の上面にリテーナを架橋し、ケースとリテーナとによって樹脂モールドを挟持することで、リアクトル本体をケースに固定する方法を採っていた(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。リテーナと樹脂モールド成形体の上面との間には、クッションゴム材が挟み込まれており、リテーナによる樹脂モールド成形体の破壊が防がれている。
このような構造により、リアクトル本体とケースとの間に熱変化に伴うギャップ変化が起こっても、その変化に対応して樹脂モールド成形体とケースとクッションゴム材との間で滑りが生じ、各構成部品に応力が発生することはなかった。
特開2004−241475号公報 特開2008−147566号公報
リテーナとケースによりリアクトル本体を挟み込む方式は、ケースにリアクトルを直接固定する場合に有効である。しかし、リアクトルにおいては、リアクトル本体をケース内に浮かせた状態で固定する方式もある。この場合、リアクトル本体とケースとは、複数本の固定具を介して固定されるものであり、リテーナとケースでリアクトル本体を挟み込む処置は採り得ない。
そのため、このようなリアクトルでは、線膨張の違いによるリアクトル本体とケースとのギャップ変化が固定具に引張り応力や圧縮応力を生じさせ、その抗力がリアクトル本体やケースに及び、リアクトル本体やケースを破壊してしまうおそれがあった。
本発明は、上述のような問題点を解決するために提案されたものであり、リアクトル本体とケースとを固定具を介して固定する方式のリアクトルにおいて、線膨張率が違うリアクトル本体とケース等の支持体との間にギャップ変化が発生しても、そのギャップ変化が破壊に繋がることを阻止したリアクトルを提供することを目的とする。
上述の課題を解決すべく、本発明の第1の態様に係るリアクトルは、磁性体からなるコアと、前記コアを包み込む樹脂モールド成形体と、前記樹脂モールド成形体を介して前記コアに巻回されるコイルと、前記樹脂モールド成形体に設けられる複数の固定具と、前記固定具を介して前記樹脂モールド成形体を固定する支持体と、を備え、前記複数の固定具のうち少なくとも一本は、可撓性固定具であること、を特徴とする。
前記可撓性固定具は、変形基点となる屈曲部を有するようにしてもよい。特に、可撓性固定具は、変形基点となる2連の屈曲部を有し、前記樹脂モールド成形体から外方へ水平に突出した後、二度の屈曲を経て再び外方へ水平に延びているようにしてもよい。
また、前記可撓性固定具以外に、不撓性固定具を備えるようにしてもよい。前記不撓性固定具は、前記樹脂モールド成形体と一体の樹脂で被覆されて形成されているようにしてもよく、前記不撓性固定具は、前記樹脂モールド成形体と一体の樹脂で形成されているようにしてもよい。
また、前記コアは、磁性体ブロックとスペーサとを交互に積層してなり、前記可撓性固定具は、前記磁性体ブロックと前記スペーサの積層方向に変形容易に配設されるとともに、前記樹脂モールド成形体の一方の端にのみ設けられ、前記不撓性固定具は、前記樹脂モールド成形体の他方の対向端にのみ設けられているようにしてもよい。
更に、前記可撓性固定具は、変形が抑制される固定部を一部に有するようにしてもよい。例えば、前記固定部は、前記樹脂モールド成形体と一体の樹脂で被覆されて形成されているようにしてもよい。そして、前記固定部は、前記樹脂モールド成形体から突出する前記可撓性固定具の突出基端となる根元であるようにしてもよい。
また、前記不撓性固定具は、先端にボルトを挿入するためのボルト穴と、前記ボルト穴の周囲の少なくとも一部を囲む樹脂のエッジで画成された、当該ボルト穴に通じる陥没領域と、を有し、前記支持体は、ボルト穴が形成され、陥没領域と同寸法の隆起部を有し、前記陥没領域に前記隆起部を嵌め込むと、前記不撓性固定具と前記支持体の双方のボルト穴が位置合わせされるようにしてもよい。
また、本発明の他の態様に係るリアクトルは、磁性体からなるコアと、前記コアを包み込む樹脂モールド成形体と、前記樹脂モールド成形体を介して前記コアに巻回されるコイルと、前記樹脂モールド成形体に設けられる複数の固定具と、前記固定具を介して前記樹脂モールド成形体と連結される支持体と、前記固定具を前記支持体に押さえ込むリテーナ部材と、を備え、前記固定具を前記支持体と前記リテーナ部材とで挟み込むことで、前記固定具を介して前記樹脂モールド成形体を前記支持体に連結するとともに、前記固定具を前記支持体に対し相対的に摺動可能とすること、を特徴とする。
前記固定具は、先端に設けられた穴部を備え、前記支持体は、前記穴部よりも径の小さい、前記穴部への挿通部を備え、前記支持体と前記樹脂モールド成形体とは、前記固定具の前記穴部と前記支持体の前記挿通部とに遊間を存在させつつ連結されるようにしてもよい。
前記挿通部は、前記支持体に形成され、前記固定具の前記穴部よりも小径の隆起部と、前記隆起部にねじ込まれるボルトであるようにしてもよい。
前記ボルトは、前記リテーナ部材として、前記固定具の前記穴部の径よりも長い突出長のフランジを有し、前記ボルトを前記隆起部に挿入することで、前記フランジで前記穴部の縁を押さえ込むようにしてもよい。
前記挿通部は、前記支持体にねじ込まれるネジ部であり、前記リテーナ部材は、前記ネジ部に螺合するナットであるようにしてもよい。
前記挿通部は、前記支持体にねじ込まれるボルトであり、前記リテーナ部材として椀状の皿バネを更に備え、前記ボルトの頭部と前記穴部の縁との間に前記皿バネを介挿することで、前記ボルトの頭部により前記皿バネを介して前記穴部の縁を押さえ込むようにしてもよい。
前記リテーナ部材は、両端が前記支持体に固定された長板であり、前記固定具は、前記長板の胴体部分によって前記支持体に押さえつけられるようにしてもよい。
前記リテーナ部材は、前記支持体の縁面から立ち上がって折れ曲がった鈎状部であり、前記固定具は、前記鈎状部と前記支持体の縁面とに囲まれる空間に差し込まれるようにしてもよい。
前記支持体は金属製であるようにしてもよい。
本発明によれば、樹脂モールド成形体と支持体との間に線膨張の違いによるギャップ変化が発生しても、可撓性固定具が其のギャップ変化を吸収するように変形するため、固定具に対する引張り応力や圧縮応力の残存を抑制でき、樹脂モールド成形体や支持体に其の応力が伝達して破壊に繋がることを防止することができる。
第1の実施形態に係るリアクトルを示し、(a)はリアクトル本体の分解図、(b)はリアクトル本体の完成図、(c)はリアクトル本体を収納する支持体を示す。 第1の実施形態に係るリアクトルが備える固定具のうち、可撓性固定具を示す斜視図である。 第1の実施形態に係るリアクトルが備える固定具のうち、不撓性固定具を示す上面図である。 第1の実施形態に係るリアクトルにおいてギャップ拡大が発生したときの可撓性固定具を示す断面図である。 第1の実施形態に係るリアクトルにおいてギャップ縮小が発生したときの可撓性固定具を示す断面図である。 ギャップ変化が生じたときの第1の実施形態に係るリアクトルを示す上面図である。 第2の実施形態に係るリアクトルが備える不撓性固定具を示す断面図である。 第2の実施形態に係るリアクトルが備える可撓性固定具を示す断面図である。 第2の実施形態に係るリアクトルにかかる応力をまとめた表である。 第3の実施形態に係るリアクトルが備える固定具の締結箇所を示す拡大図である。 第4の実施形態に係るリアクトルが備える固定具の締結箇所を示す拡大図である。 第5の実施形態に係るリアクトルが備える固定具の締結箇所を示す拡大図である。 第6の実施形態に係るリアクトルが備える固定具の締結箇所を示す拡大図である。 第7の実施形態に係るリアクトルが備える固定具の締結箇所を示す拡大図である。
(第1の実施形態)
(全体構成)
図1に示すリアクトルは、巻線を利用して交流成分に対して誘導性リアクタンスを与える受動素子であり、インバータ回路、アクティブフィルタ回路、直流昇圧回路等に使用されている。このリアクトルは、リアクトル本体1と、リアクトル本体1を固定する支持体2を有する。
リアクトル本体1は、磁性体を主材料とするコア3を樹脂モールド成形体4で包み込み、その樹脂モールド成形体4の外表にコイル5を巻回することで構成されている。支持体2は、リアクトル本体1に合わせた寸法の収容空間を有するバスタブ状に形成されている。この支持体2は、樹脂モールド成形体4とは線膨張係数の異なる素材で成形されており、例えば、アルミニウムやマグネシウム等の熱伝導性の高い金属で構成されることでリアクトル本体1の放熱ベースともなっている。
リアクトル本体1と支持体2とは、リアクトル本体1から突き出した複数本の固定具6で連結される。固定具6は、金属製の場合にはステイとも呼ばれ、樹脂製の場合にはリジットとも呼ばれている。この固定具6は、先端が幅広となっており、ボルト穴61が形成されている。固定具6のボルト穴61と支持体2に形成されているボルト穴21とを位置合わせして、両方を貫通するようにボルトを挿通させることで、リアクトル本体1と支持体2とが連結される。
固定具6の少なくとも1本は、可撓性固定具62である。樹脂製の筐体を有するリアクトル本体1と金属を主体とする支持体2の線膨張の違いを、可撓性固定具62を引き伸ばしたり縮めたりすることで吸収するためである。但し、他の固定具6の少なくとも1本は、不撓性固定具63であることが望ましい。外部からリアクトルに及ぶ衝撃荷重に対抗するためである。
(各部構成)
コア3の主材料は、例えばフェライトが挙げられる。このコア3は、環形状を有し、その断面は略矩形である。例えば、コア3は、環中心の空隙部分が視認可能な方向から見ると、平行に配設された同長の2本の直線部分31とこれらの端部を繋ぐ2つの半円形からなる角丸長方形状を有している。
コア3の直線部分31は、複数の磁性体ブロック31aに分断されている。この磁性体ブロック31aの間には、セラミック等のスペーサ32が介在している。これら磁性体ブロック31aとスペーサ32は接着剤で固定されている。スペーサ32は、磁性体ブロック31a間に所定幅の磁気的なギャップを与え、リアクトルのインダクタンス低下の防止を図っている。
樹脂モールド成形体4は、コア3を包み込むべく、コア3に倣って中空の環形状を有し、断面が略矩形となっている。この樹脂モールド成形体4は、コイル5に対するボビン、及びコア3とコイル5とを絶縁する絶縁体である。主材料としては、例えば、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、BMC(Bulk Molding Compound)、PPS(Polyphenylene Sulfide)、PBT(Polybutylene Terephthalate)等が挙げられる。
樹脂モールド成形体4は、略C字形状の第1分離体41と略U字形状の第2分離体42とを別々に成形しておき、互いの端部を突き合わせることで構成される。第1分離体41と第2分離体42とを別々に成形するのは、コア3の直線部分31を構成する磁性体ブロック31aとスペーサ32とを内部に収容するため、及びコイル5を嵌め込むためである。コア3の半円形部分(不図示)については、インサート品として第1分離体41と第2分離体42の金型内にセットしておくことで、樹脂モールド成形体4と一体的に形成される。
コイル5は、エナメル被覆した銅線である。このコイル5は、コア3の各直線部分31に樹脂モールド成形体4を介して巻回されている。より詳細には、コイル5は、角筒状に予め巻回されており、コア3を収容した略U字状の第2分離体42の直線部分に嵌め込まれる。一対のコイル5の巻き終わり端は溶接により電気的に接合され、又は連続して巻回されている。巻き始め端は各々引出リード線として外部に引き出される。
固定具6は、樹脂モールド成形体4の四隅から外方に突出しており、一例としては、コア3の直線部分31が延びる方向と直交する端面から突出し、当該直線部分31が延びる方向、換言すると、磁性体ブロック31aとスペーサ32の積層方向に延びている。可撓性固定具62は、樹脂モールド成形体4の一方の端の両端に設けられ、不撓性固定具63は、可撓性固定具62と反対の対向端の両端に設けられる。
可撓性固定具62は、樹脂モールド成形体4の金型内にインサート品としてセットされることで、樹脂モールド成形体4と一体に形成される。この可撓性固定具62は、図2に示すように、可撓性を有する金属板であり、樹脂モールド成形体4から舌状に延び、途中に屈曲部621を有する。屈曲部621は、可撓性固定具62の変形の基点であり、また磁性体ブロック31aとスペーサ32の積層方向への延び代を作っている。
この可撓性固定具62は、樹脂モールド成形体4と支持体2の線膨張の違いによるギャップ変化に対して、弾性変形で対応するものでもよいが、望ましくは塑性変形で対応するものがよい。変形後の可撓性固定具62が樹脂モールド成形体4や支持体2に引張り応力や圧縮応力を与えないようにするためである。
屈曲部621の数については特に限定はないが、好ましくは2連の屈曲部621を有するのがよく、1重以上の蛇腹状に折り畳まれていてもよい。例えば、この可撓性固定具62は、図2に示すように、樹脂モールド成形体4の側面から水平に外側へ突出し、途中で段部を形成するように2度の屈曲を経て、再度、外側に向かって水平に延びている。換言すると、可撓性固定具62は、樹脂モールド成形体4からの突出基端を有する基端側水平部622、支持体2に固定される締結側水平部623、両水平部の間に形成される2連の基端側屈曲部621aと締結側屈曲部621b、及び両屈曲部を両端に有する垂直部624を有している。
不撓性固定具63は、図3に示すように、樹脂モールド成形体4と一体にモールド成形され、突出基端から先端までが樹脂で形成されている。すなわち、不撓性固定具63は、不撓性の素材で構成され、外力に対して堅強で変形困難となっている。ボルト穴61は、樹脂のみで形成するほか、当該ボルト穴61を補強する金属製のリング状カラーを埋設することで強度補強しておくことができる。金属製のリング状カラーの材質としては、例えば、鉄、ステンレス鋼、真鍮、銅、又はアルミニウム等である。
リング状カラーを採用する場合、そのリング穴をボルト穴61として機能させ、且つそのボルト穴61周りは樹脂で被覆せずに露出させておくのが好適である。樹脂は、ボルトの締め圧力によって割れやすく、またクリープによりボルトが緩みやすくなるからである。
リング状カラーのボルト穴61周りを樹脂で被覆せずに露出させると、ボルト穴61部周りに樹脂のエッジ43が形成され、その内側はボルト穴61を有する陥没領域46となる。一方、支持体2には、この陥没領域46に対応させて、ボルトがねじ込まれる箇所に、この陥没領域46と同寸法の隆起部22を設けておく(図1参照)。陥没領域46に支持体2の隆起部22を嵌め込むことで、支持体2側のボルト穴21と固定具6のボルト穴61との位置合わせが容易になり、リアクトル本体1の精度の高い支持体2への固定が達成できる。
(作用)
このリアクトルは車両等の熱変化の大きい環境に設置される。熱変化が大きいと、樹脂モールド成形体4と金属製の支持体2との線膨張率の違いにより、リアクトル本体1と支持体2とのギャップが変化する。より詳細には、主に、樹脂モールド成形体4の胴周りと支持体2の内壁面とのギャップが変化する。
しかし、本実施形態のリアクトルにおいては、図4に示すように、可撓性固定具62がギャップG拡大に合わせて延びるように塑性変形し、樹脂モールド成形体4に対する引張り応力を低減する。屈曲部621を有する可撓性固定具62の場合、ギャップG拡大時に可撓性固定具62に発生する引張り応力によって屈曲部621の曲がり角度が浅くなるように塑性変形し、その結果、可撓性固定具62がギャップG拡大分だけ延び、その後、可撓性固定具62が樹脂モールド成形体4に引張り応力を及ぼすことはなくなる。
また、ギャップGが縮小する場合には、図5に示すように、可撓性固定具62がギャップG縮小に合わせて縮むように塑性変形し、樹脂モールド成形体4に対する圧縮応力を低減する。屈曲部621を有する可撓性固定具62の場合、ギャップG縮小時に可撓性固定具62に発生する圧縮応力によって屈曲部621の曲がり角度が深くなるように塑性変形し、その結果、可撓性固定具62がギャップG縮小分だけ縮み、その後、可撓性固定具62が樹脂モールド成形体4に圧縮応力を及ぼすことはなくなる。
図4及び図5に示すように、可撓性固定具62が2連の屈曲部621を有する場合、締結側水平部623にかかる引張り応力や圧縮応力は締結側屈曲部621bを率先して変形させ、基端側水平部622にかかる引張り応力や圧縮応力は基端側屈曲部621aを率先して変形させる。そのため、締結側水平部623や基端側水平部622は、ギャップ変化に応じて、その板面が延びる水平移動するだけで、撓みを強制されにくくなっている。その結果、可撓性固定具62の根元625やボルト穴61に応力が集中し難くなる。
また、図6に示すように、可撓性固定具62は、磁性体ブロック31aとスペーサ32の積層方向に沿って延び、かつ屈曲部621は、この積層方向に縮んだり延びたり塑性変形し易いように設けられている。そのため、この積層方向への応力を効率的に吸収でき、磁性体ブロック31aとスペーサ32の剥離を発生させ難い。
また、ギャップ変化は、樹脂モールド成形体4の一方の端面側で吸収すれば十分である。そのため、全ての固定具6を可撓性固定具62にしてもよいが、本実施形態のリアクトルでは、樹脂モールド成形体4の一方の端側に可撓性固定具62のみを設け、他方の対向端には不撓性固定具63のみを設けている。これにより、ギャップ変化による引張り力や圧縮力の吸収と、不撓性固定具63による剛性向上とが両立できる。
(効果)
以上のように、本実施形態に係るリアクトルは、樹脂モールド成形体4に複数の取り付け端子を設け、その固定具6のうちの少なくとも一本は、可撓性固定具62とした。この可撓性固定具62は、例えば、変形基点となる屈曲部621を有するように構成すればよい。これにより、樹脂モールド成形体4と支持体2との間に線膨張の違いによるギャップ変化が発生しても、可撓性固定具62が其のギャップ変化を吸収するように変形するため、固定具6に対する引張り応力や圧縮応力の残存を抑制でき、樹脂モールド成形体4や支持体2に其の応力が伝達して破壊に繋がることを防止することができる。
また、この可撓性固定具62は、変形基点となる2連の屈曲部621を有し、樹脂モールド成形体4から外方へ水平に突出した後、二度の屈曲を経て再び外方へ水平に延びるように構成した。これにより、可撓性固定具62の水平部分が撓んでしまうおそれは低減され、これら水平部分の撓みがもたらす可撓性固定具62の根元625やボルト穴61への応力が緩和される。
更に、可撓性固定具62以外に、不撓性の不撓性固定具63を備えるようにした。これにより、ギャップ変化による引張り力や圧縮力の吸収と、不撓性固定具63による剛性向上とが両立できる。
不撓性固定具63は、樹脂モールド成形体4と一体の樹脂で形成すれば、工数及び部品点数を増加させることなく、ギャップ変化により生じる応力の吸収と剛性向上の両立とを達成でき、コストパフォーマンスに優れる。
可撓性固定具62と不撓性固定具63の取り付け態様としては、可撓性固定具62は、磁性体ブロック31aとスペーサ32の積層方向に変形容易に配設されるとともに、前記樹脂モールド成形体4の一方の端にのみ設けられ、不撓性固定具63は、樹脂モールド成形体4の他方の対向端にのみ設けられるようにすればよい。これにより、磁性体ブロック31aとスペーサ32の剥離を効率的に阻止できる。
また、不撓性固定具63は、概略全体が樹脂で形成されているが、ボルト穴61と其の周縁については、樹脂のエッジ43を形成し、ボルト穴61に通じる陥没領域46を形成するようにした。一方、支持体2には、陥没領域46と同寸法の隆起部22を形成し、その隆起部22にボルト穴21を穿設するようにした。これにより、ボルト穴21の位置合わせが容易になるとともに、リアクトル本体1も支持体2に精度よく収まり、取り付け不具合による脆弱性を低下させることができる。
(第2の実施形態)
(構成)
第2の実施形態に係るリアクトルは、可撓性固定具62と不撓性固定具63の形成態様の変形例である。第1の実施形態においては、可撓性固定具62は根元から突出先端までを金属を露出させた状態で配置した。また、不撓性固定具63は、ボルト穴61周りのカラーを除き、全てを樹脂モールド成形体4と一体にモールド成形した。その他、可撓性固定具62と不撓性固定具63は、次のようにして形成することもできる。
まず、不撓性固定具63は、図7に示すように、樹脂モールド成形体4の端面から突出した金属製の板形状を骨組みとして有し、樹脂モールド成形体4と一体の樹脂で概略全体が被覆されることで形成されている。骨組みとしての金具は、インサート品として樹脂モールド成形体4の金型内にセットすればよい。
但し、ボルト穴61の内縁面及び周縁領域は樹脂で被覆せずに露出させておくことが望ましい。これにより、樹脂のエッジ43で画成された陥没領域46がボルト穴61を含む形で設けられ、支持体2の隆起部22との係合関係により、支持体2のボルト穴21と不撓性固定具63のボルト穴61との位置合わせが容易になるからである。エッジ43は、ボルト穴61の周縁のうち一部を囲うように形成し、不撓性固定具63は、そのエッジ43よりも先端側を樹脂から露出させるようにしてもよい。
次に、可撓性固定具62は、図8に示すように、樹脂モールド成形体4と一体に形成される樹脂により、その根元625が覆われている。換言すると、可撓性固定具62は、変形が抑制される固定部626を一部に有している。この固定部626は、樹脂モールド成形体4と一体の樹脂で被覆されることで形成され、樹脂モールド成形体4からの突出基端となる根元625に形成されている。樹脂モールド成形体4から見ると、樹脂モールド成形体4は、可撓性固定具62の根元625と接する境界部44と連接するように、可撓性固定具62の根元625を樹脂により被覆する根元被覆部45を、当該境界部44と一体にモールド成形して備えている。
この固定部626は、外部からリアクトルに及ぶ衝撃荷重によって生じる、可撓性固定具62の根元625、及び樹脂モールド成形体4の境界部44への応力集中を更に緩和し、これらの破壊を防止するものである。すなわち、固定部626が有する樹脂部分は、樹脂モールド成形体4の境界部44から盛り上がる余盛となり、可撓性固定具62の根元625と樹脂モールド成形体4の境界部44の厚みを増加させ、応力集中を緩和する。
但し、可撓性固定具62の屈曲部621については、樹脂で覆わずに露出させておく。屈曲部621は、樹脂モールド成形体4と支持体2との線膨張の違いにより生じるギャップ変化を吸収するために塑性変形能力が必要であり、不撓性の樹脂で覆うと、その変形能力を喪失させてしまうからである。
(作用)
解析ソフトを用いて、本実施形態のリアクトルに対して各方向から加振したときの応力分布を解析した。
図9は、解析により得られた応力値をまとめた表である。まず、上下方向、すなわち可撓性固定具62の平坦面と直交する方向に振動を加えた。このとき、主に、可撓性固定具62の根元625及び樹脂モールド成形体4の境界部44に応力集中が生じる。可撓性固定具62の根元625を樹脂で被覆しない場合には、樹脂モールド成形体4の境界部44には110.9MPaの応力が集中し、可撓性固定具62の根元625には337.3MPaの応力が集中している。
これに対し、本実施形態において、可撓性固定具62の根元625は、樹脂モールド成形体4の境界から続く樹脂を一構成要素とする固定部626となっており、境界部44に対する応力は78.9MPaに減少し、根元625に対する応力は330.1MPaに減少した。その減少率は、可撓性固定具62に対しては2.1%、樹脂モールド成形体4に対しては28.9%となった。
次に、長手方向、すなわち可撓性固定具62に対して引っ張り及び押し込みの力を交互に連続的に与える振動を加えた。このとき、可撓性固定具62の根元625を樹脂で被覆しない場合には、樹脂モールド成形体4の境界部44には310.7MPaの応力が集中し、可撓性固定具62の根元625には739.3MPaの応力が集中した。
これに対し、本実施形態において、可撓性固定具62の根元625は、樹脂モールド成形体4の境界から続く樹脂を一構成要素とする固定部626となっており、境界部44に対する応力は108.5MPaに減少し、可撓性固定具62の根元625に対する応力は193.9MPaに減少した。その減少率は、固定具6に対しては73.8%、樹脂モールド成形体44に対しては65.1%となった。
更に、幅方向、すなわち可撓性固定具62を捻る振動を加えた場合、可撓性固定具62の根元625に樹脂の被覆がないと、境界部44には180.2MPaの応力が集中し、根元625には469.7MPaの応力が集中した。
これに対し、本実施形態において、可撓性固定具62の根元625は、樹脂モールド成形体4の境界から続く樹脂を一構成要素とする固定部626となっており、境界部44に対する応力は81.8MPaに減少し、根元625に対する応力は132.3MPaに減少した。その減少率は、根元625に対しては71.8%、境界部44に対しては54.6%となった。
(効果)
以上のように、本実施形態のリアクトルにおいて、可撓性固定具62は、振動に対する塑性変形が抑制される固定部626を一部に有するようにした。固定部626の形成箇所としては、振動に起因する応力が集中しやすい箇所である。例えば、固定部626は、樹脂モールド成形体4から突出する可撓性固定具62の突出基端となる根元625である。
これにより、可撓性固定具62の根元625及び当該根元625に接する樹脂モールド成形体4の境界部44に対する応力集中が緩和されるため、樹脂モールド成形体4と可撓性固定具62との接合部分に入りやすいクラックを防止することができる。
また、この固定部626は、樹脂モールド成形体4と一体の樹脂で可撓性固定具62の根元625を被覆することで形成した。すなわち、可撓性固定具62である板状の金具に特別な施工を施すことなく、樹脂モールド成形体4の作成の一環として固定部626を形成できる。従って、工数や部品を増加させることなく、可撓性固定具62の根元625を固定部626とすることができ、簡便であり、且つコスト増を避けることができる。
(第3の実施形態)
(構成)
第1及び2の実施形態に係るリアクトルは、可撓性固定具62の塑性変形により樹脂モールド成形体4と支持体2との間に生じるギャップ変化を吸収し、樹脂モールド成形体4に引張り力や圧縮力が及ぶのを阻止している。要するに、本発明に係るリアクトルは、樹脂モールド成形体4と支持体2との連結機構においてギャップ変化を吸収している。第3の実施形態に係るリアクトルは、樹脂モールド成形体4と支持体2との連結機構におけるギャップ変化の吸収態様の変形例である。
すなわち、第3の実施形態に係るリアクトルは、支持体2に対して固定具6を相対移動可能に固定している。図10に示すように、ギャップが拡大及び縮小する方向に関しては、一定範囲で固定具6の移動規制をなくし、その一定範囲内においては、固定具6をフランジ81で支持体2に押さえつけるのみとしたものである。ギャップが拡大及び縮小する方向とは、換言すると、支持体2の縁と樹脂モールド成形体4の面とが向かい合う方向である。一定範囲とは、図10に示すように、固定具6の穴部64の内周面と当該穴部64に対する挿通部の外周面との間に設けられる空間、すなわち遊間7の範囲である。この遊間7の範囲については、固定具6が支持体2を摺るように動けるようにしたものである。
具体的には、図10に示すように、固定具6の先端には、表裏を貫く穴部64が形成されている。穴部64の形状は、隆起部22の外形よりも大きな円形状であってもよいし、樹脂モールド成形体4の長辺延び方向に延びた長円形状であってもよい。
支持体2には、縁端面に、ボルト穴21が穿設された隆起部22が形成される。隆起部22は穴部64に嵌め込むべく、穴部64よりも小径に形成される。そのため穴部64に隆起部22が嵌め込まれると、穴部64の内周面と隆起部22との間に遊間7が形成される。穴部64の深さと隆起部22の高さは略同一、若しくは隆起部22が低めに形成される。
固定具6に挿入されるボルト8は、支持体2のボルト穴21と密着可能な径である一方、固定具6の穴部64よりも小径である。このボルト8には、頭部に水平方向に拡がったフランジ81が設けられている。このフランジ81の突出長は、固定具6の穴部64の径よりも長くなっている。
(作用)
このリアクトルにおいては、固定具6の穴部64に支持体2の隆起部22を嵌め込み、固定具6の穴部64側からボルト8を挿入して、当該穴部64の縁がフランジ81に押し付けられるまで、支持体2のボルト穴21にボルト8をねじ込むことで、リアクトル本体1を支持体2に連結する。すなわち、隆起部22とボルト8が穴部64に対する挿通物である。
この状態では、フランジ81が穴部64の縁を押さえ込んでいるため、穴部64から隆起部22が脱落することはない。すなわち、振動が発生しても、樹脂モールド成形体4が支持体2の収容空間から飛び出してしまうことはない。
従って、フランジ81が固定具6の押さえ込み機能を果たす限りにおいては、フランジ81、穴部64、及び隆起部22の形状に特別な限定は必要ない。例えば、隆起部22が穴部64の深さよりも高くとも、フランジ81の隆起部22の径よりも外側がボルト8先端側に、穴部64と隆起部22の差分長以上に垂れ下がっていればよい。
また、このリアクトルにおいては、穴部64の内周面と隆起部22の外周面との間に遊間7が発生している。すなわち、穴部64と隆起部22との間には相対的に移動可能な余地が存在している。このため、ギャップの変化が起こると、それに合わせて固定具6の穴部64と支持体2の隆起部22とが相対的に移動し、固定具6には大きな引張り力や圧縮力はかからない。更には、樹脂モールド成形体4に大きな引張り力や圧縮力が波及することはない。
尚、固定具6は、以上のように、フランジ81からの押さえ込みを受けながらも、フランジ81と支持体2との間で移動するものである。従って、固定具6は、金属製であっても樹脂製であってもよいが、滑り易さの観点から樹脂製が有効である。
(効果)
このように、本実施形態に係るリアクトルは、固定具6に穴部64が形成され、支持体2には当該穴部64よりも小径の隆起部22が形成されている。そして、樹脂モールド成形体4と支持体2とは、支持体2の隆起部22が固定具6の穴部64に嵌め込まれることで、穴部64と隆起部22とを相対移動可能にしつつ連結する。この態様によっても、固定具6にはギャップ変化に伴う引張り応力や圧縮応力を残存させず、樹脂モールド成形体4や支持体2に其の応力が伝達して破壊に繋がることを防止することができる。
また、ボルト8は、固定具6の穴部64の径よりも長い突出長のフランジ81を有するようにした。そして、フランジ81で穴部64の縁を押さえ込むようにして、ボルト8を隆起部22のボルト穴21に挿入するようにした。これにより、フランジ81をリテーナとして機能させることができ、穴部64と隆起部22とを滑らせつつも、リアクトル本体1と支持体2との締結関係が外れることがない。
(第4の実施形態)
(構成)
第4の実施形態に係るリアクトルは、第3の実施形態に係るリアクトルの変形例であり、挿通物はボルト8である。図11に示すように、支持体2に隆起部22は設けず、固定具6の穴部64の内周面とボルト8の外周面との間に遊間7を設け、ボルト8の頭部と固定具6の穴部64の縁との間に皿バネ9を介在させることで、穴部64の縁を押さえ込むものである。
具体的には、支持体2の縁端面にボルト穴21が形成されている。固定具6の穴部64は、円形状であっても長円形状であってもよいが、ボルト8の径よりも大きい。ボルト8の頭部は固定具6の穴部64の縁を直接押さえ付けるものではなく、穴部64の径よりも長い突出長を有する必要はない。
また、皿バネ9は、頂点にボルト穴が形成された椀状のバネである。皿バネ9の縁部分の径は、固定具6の穴部64よりも大きい。この皿バネ9は、固定具6の穴部64を覆うように設置され、皿バネ9の縁部分は固定具6の穴部64周りに立設する。
ボルト8は、この皿バネ9の頂点から挿入され、穴部64を通り、支持体2のボルト穴21にねじ込まれる。このとき、皿バネ9は、頂点部分で頭部の下面から潰される方向に圧力を受け、縁部分で固定具6を押さえ込む。
(作用)
まず、このリアクトルにおいては、ボルト8が有する頭部が皿バネ9を押さえ、皿バネ9が其の押圧力を受けて穴部64の縁を押さえ込んでいるため、穴部64から隆起部22が脱落することはない。すなわち、皿バネ9は、ボルト8の頭部の下面から圧力を受け、その圧力を穴部64の縁に伝えるものであれば、形状、素材、及び弾性力に限定はなく、例えばウェーブワッシャーも皿バネ9の一種である。
そして、このリアクトルにおいては、穴部64の内周面とボルト8の外周面との間に遊間7が発生している。すなわち、穴部64とボルト8との間には相対的に移動可能な余地が存在している。このため、ギャップの変化が起こると、それに合わせて固定具6の穴部64がボルト8に対して相対的に移動し、固定具6には大きな引張り力や圧縮力はかからない。ひいては、樹脂モールド成形体4に大きな引張り力や圧縮力が波及することはない。
尚、固定具6は、皿バネ9で動きが抑制されている。そのため、第3の実施形態よりも固定具6は滑り移動し易い。従って、固定具6は、金属製であっても樹脂製であっても有効に作用する。
(効果)
このように、本実施形態に係るリアクトルは、固定具6に穴部64が形成され、支持体2には当該穴部64よりも小径のボルト8がねじ込まれる。そして、樹脂モールド成形体4と支持体2とは、穴部64とボルト8とが相対移動可能にしつつ連結する。この態様によっても、固定具6にはギャップ変化に伴う引張り応力や圧縮応力が残存せず、樹脂モールド成形体4や支持体2に其の応力が伝達して破壊に繋がることを防止することができる。
また、椀状の皿バネ9を更に備え、ボルト8の頭部と穴部64の縁との間に皿バネ9を介挿することで、ボルト8の頭部から圧力を受けた皿バネ9が穴部64の縁を押さえ込むようにした。これにより、皿バネ9をリテーナ及びクッション材として機能させることができ、穴部64とボルト8とを滑らせつつも、リアクトル本体1と支持体2との締結関係が外れることがない。
(第5の実施形態)
第3の実施形態に係るフランジ81及び第4の実施形態に係る皿バネ9は、リテーナとして機能するものである。そのため、フランジ81や皿バネ9が不存在であっても、ギャップの拡大及び縮小する方向については、固定具6と支持体2とは遊間7の範囲内で相対移動可能であり、線膨張の違いによるギャップ変化を吸収できることはいうまでもない。
例えば、図12に示すように、挿通物は支持体2の縁に立設されたネジ部10である。ネジ部10は、支持体2の縁から離れる端部に頭部がなく、周面にネジ溝が刻設された棒形状を有する。固定具6の穴部64は、このネジ部10より大径であり、このネジ部10に嵌め込まれる。そして、固定具6は、穴部64より外径が大きいナット11で締められる。
この例では、ナット11がリテーナとなり、穴部64の内周面とネジ部10の周面との間に遊間7を存在させつつ、固定具6をナット11と支持体2に押さえつける。この態様によっても、固定具6にはギャップ変化に伴う引張り応力や圧縮応力が残存せず、樹脂モールド成形体4や支持体2に其の応力が伝達して破壊に繋がることを防止することができる。
(第6の実施形態)
図13に示すように、第6の実施形態に係るリアクトルでは、支持体2の縁には、ギャップが拡大及び縮小する方向と直交するように延びる長板12が固定されている。長板12は、両端が支持体2の縁に固定されている。固定具6は、長板12の胴体部分によって支持体2に押さえつけられることで、支持体2と連結される。換言すると、固定具6は、長板12と支持体2の縁との間に固定具6は差し込まれている。長板12の下面には、粗面化や凹凸の形成により抵抗部12aが形成されており、固定具6との摩擦係数を増加させ、ガタツキを防止している。
このように、第3乃至第5の実施形態のリアクトルと比べて、ギャップの拡大及び縮小する方向において、固定具6と支持体2との相対移動可能な範囲に遊間7のような限度を撤廃することもできる。
(第7の実施形態)
第7の実施形態に係るリアクトルは、第6の実施形態の変形例である。図14に示すように、第6の実施形態に係るリアクトルでは、長板12の代わりに、支持体2に鈎状部13を設ける。鈎状部13は、支持体2の縁面から連続して立ち上がり、樹脂モールド成形体4側に直角に折れ曲がっている。固定具6は、鈎状部13と支持体2の縁面との間に形成される空間に差し込まれることで支持体2と連結する。
鈎状部13と支持体2の縁面とで挟まれる空間の高さは、固定具6の厚みに概略等しい。概略等しいとは、固定具6の差し込みが可能であるが、差し込んだ固定具6にガタツキが生じない程度をいう。尚、鈎状部13の内周面には、粗面化や凹凸の形成により抵抗部13aが形成されており、固定具6との摩擦係数を増加させ、ガタツキを防止している。
このリアクトルによっても、鈎状部13が固定具6の高さ方向の動きは規制しつつ、ギャップが拡大及び縮小する方向についての固定具6の動きは自由となる。そのため、固定具6にはギャップ変化に伴う引張り応力や圧縮応力が残存せず、樹脂モールド成形体4や支持体2に其の応力が伝達して破壊に繋がることを防止することができる。
(他の実施形態)
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではない。以上の実施形態は例として提示したものであって、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲、要旨、その均等の範囲に含まれる。
例えば、固定具6の本数及び位置は、樹脂モールド成形体4を支持体2に固定できれば、実施例に限られることはなく、樹脂モールド成形体4の両対向端部分に1つずつ設けたり、側方8箇所に均等配置したりすることもできる。また、可撓性固定具62と不撓性固定具63の本数の比率、配置関係についても、適宜変更が可能である。例えば、全てが可撓性固定具62であっても、可撓性固定具62を樹脂モールド成形体4の一端面に1本設け、不撓性固定具63を他の端面に1本以上の複数本設けるようにしてもよい。更に、ギャップ変化への対応と剛性や固定性のバランスを図るべく、一の端面に可撓性固定具62を3本、4本と設けるようにしてもよい。
また、各実施形態では、磁性体ブロック31aとスペーサ32の剥離を防止する観点から、可撓性固定具62が磁性体ブロック31aとスペーサ32の積層方向に変形容易に配設されるとともに、樹脂モールド成形体4の一方の端に設けられ、不撓性固定具63が樹脂モールド成形体4の他方の対向端に設けられる場合を例示した。但し、これに限られることはなく、例えば、リアクトル本体1と支持体2とのギャップ変化が最も激しい方向に沿って設けることもできる。リアクトル本体1の全長が高さや幅に比べて長く、この全長方向のギャップ変化が激しい場合には、可撓性固定具62を其の全長方向に変形容易に配設することもできる。
可撓性固定具62としては、例えば金属と同等といった条件のように、線膨張の違いを変形により吸収できるものであれば、金属製に限らず、樹脂性、その他各種の素材で構成されていてもよい。可撓性固定具62の形状についても、U字等の1重の蛇腹、W字等の2重の蛇腹、その他、L字、山型等の各種屈曲を有するようにしてもよい。リアクトル本体1と支持体2との固定態様に応じて変更が可能である。
不撓性固定具63は、不撓性であれば樹脂製に限らず、金属製であっても、ギャップ変化に対して不変形な厚みを有していたり、補強がなされていれば、採用可能である。また構造上変形しにくい形状を採ることもできる。
可撓性固定具62に関し、変形が抑制される固定部626としては、樹脂による被覆箇所の他、厚みを増した部分、他所とは異なる構造を有する部分が含まれる。可撓性固定具62の根元を覆う樹脂の形状についても、余盛機能を発揮させることができれば何れの形状でもよく、デザイン性を発揮させることも可能であるし、応力のかかり具合に合わせて、根元625を覆う根元被覆部45の厚みを根元625から先端に向けて滑らかに先細りさせたり、複数の段部を設けて先細りさせたり、直線的に先細りさせたり、または一定の厚みとしたりすることもできる。
また、リアクトル本体1と支持体2との固定関係については、固定具6部分についてのみ説明したが、この固定具6を使った固定関係のみに頼ることなく、支持体2の収容空間にリアクトル本体1を収納した後に、絶縁性の樹脂を流し込んで固めるようにしてもよい。固定具6は接着剤により固定してもよい。
更に、支持体2は、リアクトル本体1と異なる素材で成形されることにより線膨張係数が異なれば何れでもよい。例えば、リアクトル本体1は、樹脂モールド成形体4とコア3とを考慮すると、線膨張係数は10〜15×10−6と想定できる。この場合、支持体2は、この線膨張係数とは異なる素材で成形さればよく、アルミニウム製であれば、線膨張係数は20〜25×10−6である。
また、支持体2は、リアクトル本体1を固定するものであれば、四方及び底面を囲む収容体のみならず、側壁が存在しないコの字状に曲げられた平板等のブラケット、その他各種が含まれる。また、コア3の直線部分31は、概略直方体で断面矩形状であるほか、円柱形状で断面円形状であってもよい。
1 リアクトル本体
2 支持体
21 ボルト穴
22 隆起部
3 コア
31 直線部分
31a 磁性体ブロック
32 スペーサ
4 樹脂モールド成形体
41 第1分離体
42 第2分離体
43 エッジ
44 境界部
45 根元被覆部
46 陥没領域
5 コイル
6 固定具
61 ボルト穴
62 可撓性固定具
621 屈曲部
621a 基端側屈曲部
621b 締結側屈曲部
622 基端側水平部
623 締結側水平部
624 垂直部
625 根元
626 固定部
63 不撓性固定具
64 穴部
7 遊間
8 ボルト
81 フランジ
9 皿バネ
10 ネジ部
11 ナット
12 長板
13 鈎状部
13a 抵抗部
G ギャップ

Claims (20)

  1. 磁性体からなるコアと、
    前記コアを包み込む樹脂モールド成形体と、
    前記樹脂モールド成形体を介して前記コアに巻回されるコイルと、
    前記樹脂モールド成形体に設けられる複数の固定具と、
    前記固定具を介して前記樹脂モールド成形体と固定される支持体と、
    を備え、
    前記複数の固定具のうち少なくとも一本は、可撓性固定具であること、
    を特徴とするリアクトル。
  2. 前記可撓性固定具は、変形基点となる屈曲部を有すること、
    を特徴とする請求項1記載のリアクトル。
  3. 前記可撓性固定具は、変形基点となる2連の屈曲部を有し、前記樹脂モールド成形体から外方へ水平に突出した後、二度の屈曲を経て再び外方へ水平に延びていること、
    を特徴とする請求項2記載のリアクトル。
  4. 前記可撓性固定具以外に、不撓性固定具を備えること、
    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。
  5. 前記不撓性固定具は、前記樹脂モールド成形体と一体の樹脂で被覆されて形成されていること、
    を特徴とする請求項4記載のリアクトル。
  6. 前記不撓性固定具は、前記樹脂モールド成形体と一体の樹脂で形成されていること、
    を特徴とする請求項4記載のリアクトル。
  7. 前記コアは、磁性体ブロックとスペーサとを交互に積層してなり、
    前記可撓性固定具は、前記磁性体ブロックと前記スペーサの積層方向に変形容易に配設されるとともに、前記樹脂モールド成形体の一方の端にのみ設けられ、
    前記不撓性固定具は、前記樹脂モールド成形体の他方の対向端にのみ設けられていること、
    を特徴とする請求項4乃至6の何れかに記載のリアクトル。
  8. 前記可撓性固定具は、変形が抑制される固定部を一部に有すること、
    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。
  9. 前記固定部は、前記樹脂モールド成形体と一体の樹脂で被覆されて形成されていること、
    を特徴とする請求項8記載のリアクトル。
  10. 前記固定部は、前記樹脂モールド成形体から突出する前記可撓性固定具の突出基端となる根元であること、
    を特徴とする請求項8又は9記載のリアクトル。
  11. 前記不撓性固定具は、
    先端にボルトを挿入するためのボルト穴と、
    前記ボルト穴の周囲の少なくとも一部を囲む樹脂のエッジで画成された、当該ボルト穴に通じる陥没領域と、
    を有し、
    前記支持体は、
    ボルト穴が形成され、陥没領域と同寸法の隆起部を有し、
    前記陥没領域に前記隆起部を嵌め込むと、前記不撓性固定具と前記支持体の双方のボルト穴が位置合わせされること、
    を特徴とする請求項1乃至10の何れかに記載のリアクトル。
  12. 磁性体からなるコアと、
    前記コアを包み込む樹脂モールド成形体と、
    前記樹脂モールド成形体を介して前記コアに巻回されるコイルと、
    前記樹脂モールド成形体に設けられる複数の固定具と、
    前記固定具を介して前記樹脂モールド成形体と連結される支持体と、
    前記固定具を前記支持体に押さえ込むリテーナ部材と、
    を備え、
    前記固定具を前記支持体と前記リテーナ部材とで挟み込むことで、前記固定具を介して前記樹脂モールド成形体を前記支持体に連結するとともに、前記固定具を前記支持体に対し相対的に摺動可能とすること、
    を特徴とするリアクトル。
  13. 前記固定具は、先端に設けられた穴部を備え、
    前記支持体は、前記穴部よりも径の小さい、前記穴部への挿通部を備え、
    前記支持体と前記樹脂モールド成形体とは、前記固定具の前記穴部と前記支持体の前記挿通部とに遊間を存在させつつ連結されること、
    を特徴とする請求項12記載のリアクトル。
  14. 前記挿通部は、
    前記支持体に形成され、前記固定具の前記穴部よりも小径の隆起部と、
    前記隆起部にねじ込まれるボルトであること、
    を特徴とする請求項13記載のリアクトル。
  15. 前記ボルトは、前記リテーナ部材として、前記固定具の前記穴部の径よりも長い突出長のフランジを有し、
    前記ボルトを前記隆起部に挿入することで、前記フランジで前記穴部の縁を押さえ込むこと、
    を特徴とする請求項14記載のリアクトル。
  16. 前記挿通部は、前記支持体にねじ込まれるネジ部であり、
    前記リテーナ部材は、前記ネジ部に螺合するナットであること、
    を特徴とする請求項13記載のリアクトル。
  17. 前記挿通部は、前記支持体にねじ込まれるボルトであり、
    前記リテーナ部材として椀状の皿バネを更に備え、
    前記ボルトの頭部と前記穴部の縁との間に前記皿バネを介挿することで、前記ボルトの頭部により前記皿バネを介して前記穴部の縁を押さえ込むこと、
    を特徴とする請求項13記載のリアクトル。
  18. 前記リテーナ部材は、両端が前記支持体に固定された長板であり、
    前記固定具は、前記長板の胴体部分によって前記支持体に押さえつけられること、
    を特徴とする請求項12記載のリアクトル。
  19. 前記リテーナ部材は、前記支持体の縁面から立ち上がって折れ曲がった鈎状部であり、
    前記固定具は、前記鈎状部と前記支持体の縁面とに囲まれる空間に差し込まれること、
    を特徴とする請求項12記載のリアクトル。
  20. 前記支持体は金属製であること、
    を特徴とする請求項1乃至19の何れかに記載のリアクトル。
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