JP5395564B2 - インダクタ - Google Patents

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Description

本発明は、巻線が設けられたコアをケースに収容して形成したインダクタに関する。
電圧調整等の目的で電気回路中に使用されるインダクタとして、特許文献1に記載されているような、巻線が設けられたコアをケースに収容したものがある。ケースに巻線やコアを収容することにより、コアや巻線は保護される。
特許文献1に記載されているインダクタは、金具によってコアをケースの内壁に押しつけて固定することによって、コア及び巻線がケース内で保持されるようになっている。このような構成のインダクタは、振動や衝撃がインダクタに加わったときに、ケースからコアへ衝撃荷重が殆ど減衰されずに伝達される場合があり、コアに破損が生じる可能性があった。
上記問題を解決するため、コア及びコアをケースに固定するための固定部材(金具等)をインサート成形にて樹脂で覆うことによって、或いは、インサート成形によってコアを樹脂で覆うと共にこの樹脂で固定部材を成形することによって、固定部材とコアを一体とし、この固定部材をケースに固定する構成が提案される。このような構成では、ケースに比べて比較的柔らかい樹脂がコアとケースの内壁の間に設けられることになるため、ケースに振動や衝撃が加わったとしても、コアが破損しにくくなっている。
特開2008−300786号公報
上記のインサート成形にてコアを樹脂で覆うような構成では、成形を行うための金型や金型内で樹脂を保持するための治具が必要となり、これによってインダクタの製造コストは高いものとなる。
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、振動や衝撃によるコアの破損を防止可能であり、且つ低コストで製造可能な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、ケース内でコアを挟み込んで保持するための保持部材を有し、保持部材が、コアをケースの開口から底面に向かう方向に付勢する第1アームと、コアの底面と係合してコアを保持する第2アームと、保持部材をケースに固定する固定部と、第1アーム、第2アーム及び固定部が設けられる基部とを有する金具を少なくとも1つ有し、固定部からケースの底面までの上下方向間隔が、固定部から第2のアームまでの上下方向間隔よりも長く構成されており、コアがケースの底面から浮上するよう構成されている。
また、コアが複数の分割コアを組合せて形成されたものであり、金具は第1アームを2つ有し、第1アームの一方と他方は、夫々異なる分割コアをケースの底面に向けて付勢する構成とすることが好ましい。
また、金具はコアを挟んで対向して少なくとも一対設けられ、一対の金具の基部の上端同士の間隔が、ケースの内周面の上端において基部と近接する面同士の間隔よりも大きく、コアをケース内に収容させる際、ケースの内周面が一対の金具をケースの内側方向に押し付けてガイドするよう構成してもよい。
また、第2アームには、コアの底面の内側の端部と係合する折り返し部が形成されている構成とすることが好ましい。
また、第1アームは、U字状に折り返されている構成とすることが好ましい。さらに好ましくは、金具に第1アームの折り返し部から基部に掛けて延びるスリットが形成される。
また、金具は、例えば金属板を折り曲げて形成された板金部材である。
上記のように、本発明に係るインダクタは、保持部材の金具によってケースの底面からコアが浮上するようになっている。本構成によれば、ケースとコアの接触が避けられるため、振動や衝撃によるコアの破損を防止可能となる。また、本発明に係る構成は、コアをケース内で保持させるために従来より使用されている金具が、コアをケースから浮上させる機能をも有するものであるため、特許文献1に記載の構成から部品点数が増えることもなく、また、インサート成形のための金型や治具も必要としない。すなわち、本構成に係るインダクタは、特許文献1に記載のものとさほど変わらない製造コストで製造可能である。
したがって、本発明によれば、振動や衝撃によるコアの破損を防止可能であり、且つ低コストで製造可能なインダクタが実現される。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るインダクタの斜視図である。 図2は、本発明の第1の実施の形態に係るインダクタの断面図である。 図3は、本発明の第1の実施の形態に係るインダクタ本体及び保持金具の斜視図である。 図4は、本発明の第1の実施の形態に係るインダクタ本体の分解斜視図である。 図5は、本発明の第1の実施の形態に係るコア部の上面図である。 図6は、本発明の第1の実施の形態に係る保持金具の斜視図である。 図7は、本発明の第1の実施の形態に係るインダクタを幅方向から見た側面図であって、ケースにコアを取り付ける前の状態を示したものである。 図8は、本発明の第1の実施の形態に係るインダクタを幅方向から見た側面図であって、ケースにコアを取り付けた後の状態を示したものである。 図9は、本発明の第2の実施の形態に係るインダクタの斜視図である。 図10は、本発明の第2の実施の形態に係るインダクタ本体及び保持金具の斜視図である。
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、本発明の第1の実施形態に係るインダクタ1の斜視図である。また、図2は、本実施形態に係るインダクタ1の断面図である。本実施形態のインダクタ1は、ケース100と、ケース100内に収容されるインダクタ本体200と、インダクタ本体200をケース100内で保持するための保持部材300と、保持部材300をケース100に固定するボルト410(図2)と、インダクタ本体200及び保持部材300をケース100に取りつけた後にケース100内に充填される封止樹脂420を有する。
まず、インダクタ本体200について説明する。図3は、インダクタ本体200及び保持部材300の斜視図である。また、図4は、インダクタ本体200の分解斜視図である。図4に示されるように、インダクタ本体200は、コア部210、ボビン220及び巻線230を有する。コア部210は、3本のコラムを有するE字状の一対の分割コア211、212を、コラム同士が向かい合うように突き合わせて、外側のコラム同士の端面を接着剤213にて接着したものである。なお、分割コア211及び212は、強磁性又はフェリ磁性を有する磁性体から形成されたものであり、例えば、粉末状の磁性体を圧縮成形して形成した圧粉コア、或いは、ケイ素鋼を積層した積層コア等である。なお、以下の説明においては、コラムの延びる方向を幅方向(図中左下から右上に向かう方向)、コラムの並び方向を奥行方向(図中左上から右下に向かう方向)、幅方向と奥行方向の双方に垂直な方向を高さ方向(図中上下方向)と称す。さらに、インダクタ本体200をケース100に収容した時に、ケース100の開口部101(図2)が位置する側を上下方向上側とし、その反対側、すなわちケース100の底面102(図2)が位置する側を上下方向下側とする。
図5は、コア部210の上面図である。図5に示されるように、分割コア211及び212の3本のコラムのうち、中央の第2コラム211b、212bは両端の第1コラム211a、212a及び第3コラム211c、212cよりも短い。このため、接着剤213は、両端のコラム211a、211c、212a、212cの端面に塗布される。また、コア部210が形成された状態では、第2コラム211bと212bの間にエアギャップGが形成される。
図4に示されるように、巻線230は、ボビン220の外周面に巻き回されている。ボビン220は、分割コア211及び212の第2コラム211b、212bに嵌め合わせて取り付けられる。
次に、本実施形態に係る保持部材300の構成について説明する。図6は、本実施形態の保持部材300の斜視図である。図6に示されるように、保持部材300は、コア部210の奥行方向奥側(図3中左上)でコア部210を保持する第1金具310と、コア部210の奥行方向手前側(図3中右下)でコア部210を保持する第2金具320を有する。
第1金具310は、板金部材である。第1金具310は、方形の板状基部311と、該板状基部311の上下方向両端をコの字状に折り曲げて形成された第1アーム312及び第2アーム313を有する。図示されているように、上下方向上側の第1アーム312は、幅方向両側に1つずつ設けられている。図6に示されるように、第1アーム312の先端部312bは、折り返し部312aで一旦上下方向下側に屈曲された後、奥行方向外側に向かって折り返されている。
第1金具310の板状基部311の略中央部には、U字状の切込Cを入れて奥行方向奥側に略直角に折り曲げて形成された第3アーム314が設けられている。第3アーム314の略中央には、貫通孔314aが形成されている。図2に示されるように、ケース100の底面102の奥行方向奥側(図中左側)には、上下方向上側に突出する突出部103が形成されている。突出部103には、その上面103aから下側に向かって延びる雌ねじ103bが形成されており、上面103aに第3アーム314を重ねて、第3アーム314の貫通孔314aと上面103aの雌ねじ103bを一致させ、ボルト410にて第3アーム314を突出部103にねじ止めすることによって、第1金具310がケース100に固定される。
第2金具320は、第1金具310と同一形状の板金部材である。すなわち、第2金具320は、板状基部321と、第1アーム322、第2アーム323及び第3アーム324を有する。そして、第1金具310と同様、第2金具320の第1アーム322は、幅方向両側に1つずつ設けられていると共に、第1アーム322の先端部322bは、折り返し部322aで一旦上下方向下側に屈曲された後、奥行方向外側に向かって折り返されている。
第2金具320の板状基部321の略中央には、第1金具310と同様に、U字状の切込Cを入れて奥行方向反奥側に略直角に折り曲げて形成された第3アーム324が設けられており、該第3アーム324の略中央にも、貫通孔324aが形成されている。図2に示されるように、ケース100の底面102の奥行方向手前側(図中右側)には、上下方向上側に突出する突出部104が形成されている。突出部104には、その上面104aから下側に向かって延びる雌ねじ104bが形成されており、上面104aに第3アーム324を重ねて、第3アーム324の貫通孔324aと上面104aの雌ねじ104bを一致させ、ボルト410にて第3アーム324を突出部104にねじ止めすることによって、第2金具320がケース100に固定される。
第1金具310及び第2金具320をコア部210に取り付けた状態では、図2に示されるように、第1アーム312(322)の先端部312b(322b)と、第2アーム313(323)との間にコア部210の上下端部が挟み込まれた状態となる。
また、図2に示されるように、ケース100の突出部103、104の高さh1(すなわちケース100の底面102から第3アーム314までの間隔)よりも、第3アーム314(324)から第2アーム313(323)迄の上下方向距離l1の方が短くなっている。そのため、保持部材300でインダクタ本体200をケース100内で保持した状態では、コア部210は、ケース100の底面102から浮上した状態となる。
このように、本実施形態のインダクタ1は、コア部210がケース100内の中空に保持される構成となっており、ケース100と接触しないため、振動等によってケース100を介してコア部210に衝撃荷重が加わることはなく、この衝撃荷重によるコア部210の破損が防止される。
なお、第1金具310は、第1アーム312を2組有している。そして、図1に示されるように、2組の第1アーム312の先端部312bの一方は、第1分割コア211の第3コラム211cに当接し、他方は第2分割コア212の第3コラム212cに当接する。同様に、第2金具320は、第1アーム322を2組有している。そして、図1に示されるように、2組の第1アーム322の先端部322bの一方は、第1分割コア211の第1コラム211aに当接し、他方は第2分割コア212の第1コラム212aに当接する。
本実施形態のインダクタ1の組立方法について以下に説明する。図7及び8は、本実施形態のインダクタ1を幅方向から見た側面図である。図7は、保持部材300を取り付けたインダクタ本体200をケース100に収容させる前の状態を示したものである。また、図8は、保持部材300及びインダクタ本体200をケース100に収容させた後の状態を示したものである。
図7に示されるように、第1金具310の板状基部311と第2金具320の板状基部321の下端同士の間隔l2は、ケース100の奥行方向両側の内側面105及び106との間に設けられた開口101の間隔l4よりも小さい。このため、保持部材300及びインダクタ200は、スムーズにケース100内に収容される。
また、第1金具310の板状基部311と第2金具320の板状基部321の上端同士の間隔l3は、ケース100の奥行方向両側の内側面105及び106との間に設けられた開口101の間隔l4よりも大きい。このため、第1及び第2金具310、320の第1アーム312及び322が、奥行方向内側(図8中矢印方向)に向かって押し込まれる。このように、ケース100の内側面105と106によって第1金具310及び第2金具320がガイドされて、第1アーム312及び322の先端部312b及び322bの位置決めが行われるようになっている。
以上のように、本実施形態によれば、保持部材300を取り付けたインダクタ本体200をケース100に向かって差し込むという、治具を必要としない平易な作業によって、インダクタ本体200がケース100の底面102から浮上したインダクタ1を製造可能となる。本実施形態のインダクタ1は、インダクタ本体をケースの底面から浮上させるために保持部材とインダクタ本体とをインサート成形により樹脂で一体化してこれをケースに固定するような従来構成のように、金型や治具を必要としないため、低コストで製造可能である。
なお、図6に示されるように、第1金具310及び第2金具320の第1アーム312及び322は、U字状に屈曲している。また、第1金具310の第2アーム313の先端には、第1分割コア211及び第2分割コア212の第3コラム211c及び212cと係合可能な(図2)折り返し部313aが形成されている。同様に、第2金具320の第2アーム323の先端には、分割コア211及び212の第1コラム211a及び212aと係合可能な折り返し部323aが形成されている。このため、第1金具310の第2アーム313の折り返し部313aを第1分割コア211及び第2分割コア212の第3コラム211c及び212cに係合させ、第2金具320の第2アーム323の折り返し部323aを第1分割コア211及び第2分割コア212の第1コラム211a及び212aに係合させ、さらに第1アーム312及び322の折り返し部312a、322aから第1金具310及び第2金具320をインダクタ本体200の上面に差し込むという平易な工程によって、第1金具310及び第2金具320をインダクタ本体200に容易に取り付けることができる。
また、第1アーム312及び322の基端部(折り返し部312a及び322aよりも板状基部311及び321に近い部分)312c及び322cには、スリット312d及び322dが形成されている。このスリット321d及び322dは、板状基部311及び321まで延びている。このスリット312d及び322dによって、第1アーム312及び322のバネ定数は小さなものとなる。このため、ケース100に衝撃荷重が加わった場合であっても、衝撃荷重が第1アーム312及び322によって吸収され、コア部210の破損が防止される。
前述のように、本実施形態においては、保持部材300の2つの金具の夫々が2組の第1アームを有し、いずれか1つの金具の2組の第1アームが異なる分割コアに当接する構成である。例えば、第1金具310や第2金具320が第1アームを1つしか持たず、各第1アームが第1分割コア211と第2分割コア212の接合部に当接するような構成であると、第1分割コア211と第2分割コア212の寸法のバラツキにより、第1アームが一方の分割コアのみしか付勢できない可能性がある。一方、本実施形態の構成は、複数の第1アームが異なる分割コアを別個に付勢するため、分割コアの寸法のバラツキに関わらず双方の分割コアが付勢されるようになっている。
なお、本実施形態においては、保持部材300が第1金具310と第2金具320の2つの金具から構成されているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、保持金具が3つ以上の金具から構成されていてもよい。
また、本実施形態においては、第2金具320の第1アーム322が第1分割コア211及び第2分割コア212の第1コラム211a、212aを保持し、一方第1金具310の第1アーム312が第1分割コア211及び第2分割コア212の第3コラム211c、212cを保持するよう構成されている(図3)。しかしながら、本発明は上記構成に限定されるものではない。すなわち、第1金具310及び第2金具320がコア部210の幅方向両端に配置され、第1アーム312及び322が、夫々第1分割コア211の基部211d及び第2分割コア212の基部212dを保持するよう構成されていてもよい。この場合は、第1金具310及び第2金具320に、夫々第1アーム312及び322が1つずつ設けられ、その夫々が、第1分割コア211及び第2分割コア212の基部211d及び212dの奥行方向略中央部に位置する構成としてもよい。
以上説明した本発明の第1の実施形態に係るインダクタは、コア部200がE字状の2つの分割コアを組み合わせて形成したEE型コアであり、保持部材300の第1アームは分割コアのアームを付勢している。しかしながら、本発明は上記の構成に限定されるものではない。以下に説明する本発明の第2の実施形態に係るインダクタは、2つのU字状の分割コアと、少なくとも2つのI字状のコアとを組み合わせて全体としてO字状にしたUI型コアを使用するインダクタである。
図9は、本実施形態のインダクタ1’の斜視図である。図9に示されるように、本実施形態のインダクタ1’は、ケース100と、ケース100内に収容されるインダクタ本体500と、インダクタ本体500をケース100内で保持するための保持部材300と、保持部材300をケース100に固定するボルト(不図示)と、インダクタ本体500及び保持部材300をケース100に取りつけた後にケース100内に充填される封止樹脂420を有する。
本実施形態のインダクタ1’のインダクタ本体500及び保持部材300の斜視図を図10に示す。図10に示されるように、インダクタ本体500は、第1U字分割コア511、第2分割コア512、及び4つのI字分割コア513から構成されるコア部510を有する。
第1U字分割コア511は、基部511cと、基部511cの両端から略平行に延びる第1アーム511a及び第2アーム511bを有する。また、第2U字分割コア512は、基部512cと、基部512cの両端から略平行に延びる第1コラム512a及び第2コラム512bを有する。第1U字分割コア511と第2U字分割コア512とは、第1コラム511aと512a同士が向かい合わせとなり、且つ第2コラム511bと512b同士が向かい合わせとなるように配置されている。そして、第1コラム511aと512aの間、及び第2コラム511bと512bの間に、夫々2本のI字分割コア513を挟み込んで接着することによって、全体としてはO字形状のコアが形成される。なお、以下の説明では、第1U字分割コア511の第1コラム511a、第2U字分割コア512の第1コラム512a、及びこの2アーム間に配置された2本の分割I字コア513を合わせたものを、コア部510の第1コラム510aと称する。また、第1U字分割コア511の第2コラム511b、第2U字分割コア512の第2コラム512b、及びこの2アーム間に配置された2本の分割I字コア513を合わせたものを、コア部510の第2コラム510bと称する。
以下の説明では、第1U字分割コア511から第2U字分割コア512に向かう方向を幅方向(図中左下から右上に向かう方向)、コア部510の第1コラム510aと第2コラム510bの並び方向を奥行方向(図中右下から左上に向かう方向)、幅方向及び奥行方向の双方に垂直な方向を上下方向と定義する。また、上下方向において、ケース100にインダクタ本体500を収容したときにケース100の開口101(図1)に近位となる側を上側、その反対、すなわちケース100の底面102に近位となる側を下側と定義する。
本実施形態においては、コア部510の第1コラム510aと第2コラム510bの夫々に、第1巻線531及び第2巻線532が設けられている。本実施形態においては、このようにコア部510の第1コラム510aと第2コラム510bが巻線で覆われているため、保持部材300の第1金具310と第2金具320は、夫々第1U字分割コア511の基部511cと、第2U字分割コア512の基部512cに取り付けられている。なお、保持部材300の第1金具310と第2金具320の形状は、第1の実施形態のものと略同一であり、上側に配置された第1アーム312、322と、下側に配置された第2アーム313、323との間で、第1U字分割コア511の基部511cと、第2U字分割コア512の基部512cが挟み込まれ、次いで、ボルトによって第1金具310及び第2金具320がケース100(図1)に固定されると、第2アーム313及び323によってインダクタ本体500が持ち上げられ、インダクタ本体500がケース100の底面から浮上する。他の点は、本発明の第1の実施形態と同様であるため、説明は省略する。
なお、本実施形態においては、第1の実施形態と同様、第1金具310及び第2金具320に、夫々第1アーム312及び322が2つずつ設けられている。しかしながら、第1金具310及び第2金具320に、夫々第1アーム312及び322が1つずつ設けられ、第1アーム312及び322が夫々、第1U字分割コア511及び第2U字分割コア512の基部511c及び512cの奥行方向略中央部に位置する構成としてもよい。
1、1’ インダクタ
100 ケース
200 インダクタ本体
210 コア部
230 巻線
300 保持部材
310 第1金具
320 第2金具
311、321 基部
312、322 第1アーム
313、323 第2アーム
313a、323a 折り返し部
500 インダクタ本体

Claims (7)

  1. ケースと、
    前記ケース内に収容されるコアと、
    前記コアに巻き回される巻線と、
    少なくとも1つの金具であって、
    基部と、
    前記基部の一端を折り曲げることにより形成され、前記コアを前記ケースの開口から底面に向かう方向に付勢する第1アームと、
    前記基部の他端を折り曲げることにより形成され、前記コアの底面と係合することにより、該コアを前記第1アームとの間で挟持する第2アームと、
    前記基部に切り込みを入れることにより形成された片を前記コアから離れる方向に折り曲げることによって形成された第3アームと、
    が一体に形成された金具と、
    前記第3アームを前記ケースに固定することにより、前記第1アームと前記第2アームとの間に挟持された前記コアを該ケース内で保持する固定具と、
    を備え、
    前記第3アームから前記ケースの底面までの上下方向間隔が、該第3アームから前記第2のアームまでの上下方向間隔よりも長く構成されていることにより、前記コアが該ケースの底面から浮上した位置で保持される
    ことを特徴とするインダクタ。
  2. 前記コアが、複数の分割コアを組合せて形成されたものであり、
    前記金具は前記第1アームを2つ有し、該第1アームの一方と他方は、夫々異なる分割コアを前記ケースの底面に向けて付勢している
    ことを特徴とする請求項1に記載のインダクタ。
  3. 前記金具は、前記コアを挟んで対向して少なくとも一対設けられ、
    前記一対の金具の基部の上端同士の間隔が、前記ケースの内周面の上端において該基部と近接する面同士の間隔よりも大きく、
    前記コアをケース内に収容する際、前記ケースの内側面が前記一対の金具をケースの内側方向に押し付けてガイドす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。
  4. 前記第2アームには、前記コアの底面の内側の端部と係合する折り返し部が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。
  5. 前記第1アームは、U字状に折り返されている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。
  6. 前記金具には、前記第1アームの折り返し部から前記基部に掛けて延びるスリットが形成されていることを特徴とする請求項5に記載のインダクタ。
  7. 前記金具は、金属板を折り曲げて形成された板金部材であることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のインダクタ。
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