JP5027858B2

JP5027858B2 - インダクタ

Info

Publication number: JP5027858B2
Application number: JP2009242310A
Authority: JP
Inventors: 浩太郎鈴木; 良中津
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2008-10-23
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2029-10-21
Also published as: DE102009050523B4; US20100102912A1; DE102009050523A1; JP2010123927A; US7961070B2

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７に示す。

ＷＯ２００７／１０８２０１

図７に示されるように、従来構成のリアクトル１０１においては、枡形状のケース１１０の中に、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。尚、図７には、略Ｏ字形状のコア１２０の一端側の上面のみが示されており、略Ｏ字形状の一部を形成する左右脚部に一対の巻線１３０のそれぞれが巻き回されている。

このコア１２０をケース１１０内で保持するため、固定部材１４０が使用される。固定部材１４０の斜視図を図８に示す。図８に示されるように、固定部材１４０は、ステンレス鋼板などの金属板をコーナー部１４３でＬ字状に折り曲げて形成される。また、固定部材１４０の第１部１４１（図８において、コーナー部１４３から略水平方向に延びている部分）の一端側（図８中左上）には、固定部材１４０をボルト１５２（図７）にてケース１１０に固定するための貫通孔１４５が形成されている。

また、固定部材１４０の第２部１４２（図８において、コーナー部１４３から略鉛直方向に延びている部分）は、Ｕ字状に折り返されている。固定部材１４０は、第２部１４２がケース１１０の一方側の側面１１１とコア１２０との間に差し込まれ、コア１２０をケース１１０の他方側の側面（不図示）に付勢する。

また、固定部材１４０の第１部１４１には、第１部１４１を一端側と他端側（図８中右下）とで分断するように配置されたスリット１４４が形成されている。第１部１４１において、スリット１４４よりも他端側にある部分は、下方に折り曲げられた板ばね部１４１ａとなっている。固定部材１４０がケース１１０に固定されている状態では、この板ばね部１４１ａの先端がコア１２０の上面に当接し、コア１２０をケース１１０の底面に向かって付勢する。

このように、固定部材１４０は、コア１２０をケース１１０の他方の側面及び底面に向かって付勢することにより、コア１２０をケース１１０内で保持する。

以上説明した従来構成のリアクトル１０１においては、板ばね部１４１ａ自身の弾性によってコア１２０をケース１１０の底面に付勢している。このため、固定部材１４０の第１部１４１、特にスリット１４４の先端に応力集中が発生しやすい。このため、大きな衝撃荷重により、過度の応力が第１部１４１に加わり、固定部材１４０が破損に至る可能性があった。

本発明は上記の問題を解消することを目的としてなされたものである。すなわち、本発明は衝撃荷重による固定部材の破損が起こりにく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、ケースに固定され且つコアにおいてケースの開口に近位となる一面に当接してこれをケースの底面に向かって付勢する固定部材を有し、固定部材はコアの一面とケースの開口との間に位置し該一面と略平行な方向に広がる板状の基部と、前記基部の一端からＵ字状に屈曲して該一面に当接する先端部と、を備える。

上記のように、本発明においては、基部と先端部とが対向するようにＵ字状に屈曲させた板ばね状の固定部材によってコアを付勢している。このため、コアから先端部に過度の衝撃荷重が加わった場合であっても、基部、先端部の双方が撓むことによって、先端部、基部夫々の歪みを低く抑え、固定部材の一部分への応力集中は緩和される。このため、衝撃荷重によって固定部材の破損が起こりにくくなっている。

図１は、本実施形態のリアクトルの斜視図である。図２は、本実施形態のリアクトルの断面図である。図３は、本実施形態の固定部材を、図１の正面側から見た斜視図である。図４は、本実施形態の固定部材を、図１の背面側から見た斜視図である。図５は、本実施形態のリアクトルの固定部材周辺の拡大断面図である。図６は、本実施形態の固定部材の挙動を示す拡大断面図である。図７は、従来構成のリアクトルの固定部材周辺の斜視図である。図８は、従来構成のリアクトルの固定部材の斜視図である。

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、本実施形態のリアクトルの側断面図である。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の第１端３１ａ、３２ａ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の第２端３１ｂ、３２ｂは、ケース１０の上端１５を超えてケース１０の外部に突出している。リアクトル１を使用する際は、この第２端３１ｂ、３２ｂを電気回路に接続する。巻線３１及び３２の巻線本体３１ｃ及び３２ｃ（第１端３１ａ、３２ａ及び第２端３１ｂ、３２ｂを除く部分）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水平方向及び上下方向が定義される。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Ｏを上にした時の右側が、リアクトル１の水平方向右側であると定義される。さらに、ケース１０の開口Ｏを含むケース１０上の仮想面を、上面２１と定義する。

本実施形態においては、ケース１０にコア２０及び巻線３１、３２を固定するため、固定部材４０が使用される。固定部材４０は、図２中ではケース１０の右側に配置されており、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、Ｌ字状に形成された固定部材４０の一端側である第１部４１の先端部４１ａは図２中下側に、第１コーナー部４３に対して他端側である第２部４２は、図２中左側に向けて夫々Ｕ字状に折り曲げられている。固定部材４０はボルト５２によってケース１０に固定され、且つ、第２部４２はケース１０の一方の側面１１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、固定部材４０の第２部４２は、ケース１０の一方側面１１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をケース１０の他方の側面１２（図２における左側側面）に向けて付勢する、一種の板ばねとして機能する。

また、固定部材４０の第１端４１はコア２０の上側に位置しており、且つ、第１部４１の折り返された先端部４１ａはコア２０の上面２１に当接している。そして、固定部材４０をケース１０に固定すると、先端部４１ａがコア２０の上面２１に押しつけられる。この時、第１部４１の基部４１ｂ及び先端部４１ａ並びに第１コーナー部４３には、固定部材４０とケース１０の一方の側面１１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、コア２０は固定部材４０によってケース１０の底面１３に向かって付勢される。すなわち、固定部材４０の第１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。ケース１０の底面１３には、コア２０を下から支えるための突出部１４ａ、１４ｂが設けられており、固定部材４０の第１部４１の先端部４１ａに付勢されることによって、コア２０はこの突出部１４ａ、１４ｂに押しつけられる。

また、固定部材４０の第１部４１の、先端部４１ａから基部４１ｂに至る部分には、切欠４７が形成されている。切欠４７は、先端部４１ａ及び基部４１ｂの幅を細くすることにより、第１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している。

このように、固定部材４０によってコア２０はケース１０の他方の側面１２及び突出部１４ａ、１４ｂに押しつけられ、ケース１０内で移動しないように固定、保持される。

次いで、固定部材４０の詳細について説明する。図３は固定部材４０を図１中正面から見た斜視図であり、図４は固定部材４０を図１中背面から見た斜視図である。

図４に示されるように、固定部材４０には、第１部４１の両側で第１部４１の先端部４１ａ側から第１コーナー部４３を超えて第２部４２の基部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。第１部４１は、第２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。

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、第２部４２の基部４２ｂ及び第１部４１から分断された部分）の夫々には、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。固定用アーム４５は、固定部材においてスリット４４の外側にある部分を、第１コーナー部４３よりも低い位置の第２コーナー部４６にて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。固定用アーム４５の外側に張り出した部分の先端には、貫通孔４５ａが形成されており、貫通孔４５ａにボルト５２（図１、２）を通して、ケース１０に形成されているめねじ（不図示）にねじ込むことにより、固定部材４０はケースに固定されるようになっている。

ケース１０にコア２０、巻線３１、３２及び固定部材４０を収容し、さらに固定部材４０をケース１０に固定した状態における固定部材４０周辺の断面図を図５に示す。本実施形態においては、前述のように、固定部材４０はケース１０の一方の側面１１とコア２０との間に挟み込まれており、固定部材４０は、第２部４２において、第２コーナー部４６の位置に対応する付近に位置する支点Ｘにてケース１０の一方の側面１１に当接している。なお、図４に示されるように、スリット４４は支点Ｘよりも下方の、基部４２ｂの中途まで延びている。

この状態において、リアクトル１に衝撃荷重等が加わった場合、固定部材４０の第１部４１の先端部４１ａには、上向きの大荷重が加わる。この時の固定部材４０の挙動について以下に説明する。図６は、固定部材４０周辺の断面図であり、第１部４１の先端部４１ａにリアクトル１の外部からの荷重が加わっていない時の状態を実線で、荷重が加わった時の状態を破線で示したものである。

図６に示されるように、第１部４１の先端部４１ａに上向きの荷重が加わると、第１部４１の先端部４１ａが基部４１ｂに近づくように先端部４１ａ及び第１部４１における屈曲部Ｂが変形し（変形α）、第１部４１の屈曲部Ｂがコア２０から離れるように基部４１ｂが反り返ると共に第１コーナー部４３が変形し（変形β）、且つ、第１コーナー部４３がケース１０の一方の側面１１に近づくように第１コーナー部４３が変形する（変形γ）。このように、本実施形態においては、第１部４１の先端部４１ａに上向きの荷重が加わった時に、変形α、β及びγの３種類の変形が起こるため、変形α、β、γの各々の変形量は小さく抑えられる。換言すれば、本実施形態の固定部材は、第１部４１の先端部４１ａ及び屈曲部Ｂ（変形α）、基部４１ｂ（変形β）、及び第１コーナー部４３（変形β及びγ）の夫々が、板ばねとして、第１部４１の先端部４１ａに加わる上向きの荷重に対して機能する。このため、固定部材４０への応力集中が緩和され、衝撃荷重がリアクトル１に加わっても固定部材４０が破損しにくくなっている。

また、一般に応力集中はスリット先端等の切欠部で発生しやすくなっているが、本実施形態においては、スリット４４は支点Ｘを超えて基部４２ｂの中途まで延びている。上記のような衝撃荷重は、支点Ｘにてケース１０に支持されるため、支点Ｘよりも下側（第２部の先端部４２ａに近位となる側）には、衝撃荷重は殆ど加わらず、そのため、スリット４４の先端に過度の応力集中が発生することはない。

前述のように、巻線３１、３２の巻線本体３１ｃ、３２ｃはケース１０の上端１５から飛び出さないようになっている。より具体的には、巻線本体３１ｃ、３２ｃの上端（ケース１０の開口Ｏに近位となる巻線本体３１ｃ、３２ｃの外周面）は、ケース１０の上端１５と同じ高さか、ケース１０の上端１５の位置からわずかに下方となる高さに位置している。そのため、ケース１５とコア２０の上面２１との間にはスペースＰが確保されている。図５に示されるように、固定部材４０をケース１０に固定した状態では、コア２０の上面２１から固定部材４０の第１部４１の上端までの間隔ｄ_１が、コア２０の上面２１からケース１０の上端１５までの間隔ｄ_２（すなわち、第１部４１の基部４１ｂと先端部４１ａとの間隔）と略同程度となっている。換言するならば、上記の間隔ｄ_１は、コア２０の上面から巻線本体３１ｃ、３２ｃの上端までの間隔と略同程度である。このため、固定部材４０をケース１０に固定した状態では、ケース１０から固定部材４０の上端が飛び出すことは無く、固定部材４０の第１部４１はスペースＰ内に収容されることになる。換言すれば、本実施形態のリアクトル１においては、スペースＰを有効に利用することにより、ケース１０を大型化することなく耐衝撃性に優れた固定部材４０を使用することができる。

１リアクトル
１０ケース
２０コア
３１巻線
３１ｃ巻線本体
３２巻線
３２ｃ巻線本体
４０固定部材
４１第１部
４１ａ先端部
４１ｂ基部
４２第２部
４２ａ先端部
４２ｂ基部
４３第１コーナー部
４４スリット
４６第２コーナー部
４７切欠

Claims

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、前記コアにおける該ケースの開口に近位となる一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固定部材と、
を有し、
前記固定部材は、
前記コアの一面と前記ケースの開口との間に位置し該一面と略平行な方向に広がる板状の基部と、
前記基部の一端からＵ字状に屈曲して該一面に当接する先端部と、
前記固定部材を前記ケースに固定するための固定部と、
前記固定部と前記基部及び先端部との間に形成されたスリットと、
前記基部の他端から略Ｌ字状に屈曲して延び、前記コアと前記ケースの第一の内側面との間の空隙に差し込まれ、該コアを、該第一の内側面と対向する、該ケースの第二の内側面に向かって付勢する差し込み部と、
を備え、
前記差し込み部は、前記コアへの付勢接触による反力により、一部分が前記第一の内側面に圧せられており、
前記スリットは、前記基部側から、前記差し込み部のうち前記第一の内側面に圧せられている部分を超えて、該差し込み部の中途まで延びて形成されていることを特徴とするインダクタ。
前記差し込み部は、Ｕ字状に屈曲しており、
前記差し込み部の先端は、前記コアの側面に当接して該コアを前記第二の内側面に向かって付勢することを特徴とする請求項１に記載のインダクタ。
前記固定部は、前記基部及び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基部及び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１又は請求項２に記載のインダクタ。
前記基部から先端部にかけて広がる切欠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３のいずれか一項に記載のインダクタ。
前記コアにおいて前記ケースの開口に近位となる一面と、前記巻線において前記コアに巻き回されている巻線本体のうち該開口に近位となる外周面との間の間隔は、前記固定部材の基部と先端部との間隔に略等しいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のインダクタ。