(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状のコアの内周面及び外周面に沿ってコイルを複数回巻き付けてなる巻線部品を筐体に固定する巻線部品の取付け構造であって、
前記巻線部品の下面を載置した状態で前記筐体の固定面に当接して配置されている絶縁材料からなる載置部材と、
前記巻線部品の上面に当接して配置されている絶縁材料からなる押圧部材と、
前記載置部材、前記押圧部材及び前記筐体を連結し、前記押圧部材から前記巻線部品及び前記載置部材に対して前記固定面に向けて押圧力を付与する押圧力付与部と、を備え、
前記押圧力付与部は、前記巻線部品の高さ変化に追従して前記載置部材及び前記押圧部材の間の距離が可変とされているとともに、
前記巻線部品の前記下面の一部が前記載置部材に載置されており、前記巻線部品の前記下面の残りの部分と前記固定面との間に、前記筐体に伝達されてきた振動を吸収する緩衝材を挟み込んだ状態で前記巻線部品を前記固定面側に押し付け固定していることを特徴とする巻線部品の取付け構造。
【請求項２】
前記押圧力付与部は、
前記筐体に形成した雌ねじ部と、
前記押圧部材の上下面に貫通して形成した押圧部材側ねじ通過孔と、
前記載置部材の上下面に貫通して形成した載置部材側ねじ通過孔と、
連結ねじと、を備えており、
前記連結ねじの雄ねじ部が前記押圧部材側ねじ通過孔及び前記載置部材側ねじ通過孔を通過し、前記連結ねじのねじ頭部が前記押圧部材側ねじ通過孔の開口周縁に係合した状態で、前記雄ねじ部が前記筐体の前記雌ねじ部に螺合するとともに、前記雌ねじ部に対する前記雄ねじ部の螺合位置を変更することで、前記載置部材及び前記押圧部材の間の距離を変化させることを特徴とする請求項１記載の巻線部品の取付け構造。
【請求項３】
前記押圧力付与部は、前記押圧部材及び前記載置部材の両者に、互いに嵌め合わされた一対の遊嵌部を設けており、
これら一対の遊嵌部は、前記押圧部材側ねじ通過孔の軸心及び前記載置部材側ねじ通過孔の軸心の偏心を許容しながら、前記載置部材及び前記押圧部材の間の距離が可変となるように遊びを有する状態で嵌め合わされていることを特徴とする請求項２記載の巻線部品の取付け構造。
【請求項４】
前記載置部材に、少なくとも２個以上の前記巻線部品が列状に配置され、
隣接する２個の前記巻線部品の間に、前記巻線部品が配置されている方向に対して直交する方向に離間した２箇所の位置に前記押圧力付与部が設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の巻線部品の取付け構造。
【請求項５】
前記載置部材は、上方に突出して前記巻線部品の中空部に下部開口部から挿入される位置決め部を備えていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の巻線部品の取付け構造。
【請求項６】
前記緩衝材は、熱伝導性が良好な部材であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の巻線部品の取付け構造。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項記載の巻線部品の取付け構造を備えていることを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リアクトルなどの巻線部品を筐体に固定するための巻線部品の取付け構造及びこの取付け構造を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド自動車や電気自動車等に搭載されているＡＣ／ＤＣコンバータなどの電力変換装置においては、リアクトルなどの巻線部品を筐体内に収容し、その巻線部品を筐体に固定するようにしているのが一般的である。この巻線部品の取付け構造においては、巻線部品が比較的重い重量を有することから巻線部品を筐体に固定した後の耐振動性が良好であることが要求される。
リアクトルは、リング状のコアと、このコアの内周面及び外周面に交互に沿うように巻回されたコイルとを備えた部品である。
【０００３】
リアクトルを筐体に固定する取付け構造として、例えば特許文献１に記載の構造が知られている。
特許文献１のリアクトルの取付け構造は、筐体の上面にリアクトルを載置するとともに、リアクトルを間に挟むように筐体の上面に少なくとも２箇所の板バネ取付け部を設けている。そして、リアクトルの上部を覆うように板バネを配置し、その板バネの両端部を板バネ取付け部に取付けることで板バネにバネ力を発生させ、この板バネでリアクトルを筐体側に押圧しながら固定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２７６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、リアクトルを製作する際、コアの上面及び下面の角部に沿ってコイルを曲げるときに曲げＲが生じることから、コアの上面、下面、外周とコイルの間に隙間が発生し、製品毎に外形寸法（高さ寸法や外径寸法）がばらついたリアクトルとなる。
ここで、外形寸法が小さいリアクトルを特許文献１の取付け構造で固定すると、リアクトルを押圧する板バネのバネ力が弱くなり、振動入力によってリアクトルが筐体から外れるおそれがある。
また、外形寸法が大きいリアクトルを特許文献１の取付け構造で固定すると、板バネのバネ力が過剰に大きくなり、板バネやリアクトルに損傷を与えるおそれがある。
従って、本発明はこれら課題を解決するためになされたものであり、製品毎に外形寸法が異なるリアクトルなどの巻線部品をハイブリッド自動車や電気自動車等に搭載しても耐振動特性を向上させて筐体に確実に固定することができる巻線部品の取付け構造及びこの取付け構造を備えた電力変換装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る巻線部品の取付け構造は、リング状のコアの内周面及び外周面に沿ってコイルを複数回巻き付けてなる巻線部品を筐体に固定する巻線部品の取付け構造であって、巻線部品の下面を載置した状態で筐体の固定面に当接して配置されている絶縁材料からなる載置部材と、巻線部品の上面に当接して配置されている絶縁材料からなる押圧部材と、載置部材、前記押圧部材及び前記筐体を連結し、押圧部材から巻線部品及び載置部材に対して固定面に向けて押圧力を付与する押圧力付与部と、を備え、押圧力付与部は、巻線部品の高さ変化に追従して載置部材及び押圧部材の間の距離が可変とされているとともに、巻線部品の下面の一部が載置部材に載置されており、巻線部品の下面の残りの部分と固定面との間に、筐体に伝達されてきた振動を吸収する緩衝材を挟み込んだ状態で巻線部品を固定面側に押し付け固定している。
また、本発明に係る電力変換装置は、上記の巻線部品の取付け構造を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る巻線部品の取付け構造及びこの取付け構造を備えた電力変換装置によれば、製品毎に外形寸法が異なるリアクトルなどの巻線部品をハイブリッド自動車や電気自動車等に搭載しても、耐振動特性を向上させて筐体に確実に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係るリアクトルなどの巻線部品を示す図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の巻線部品の取付け構造を示す平面図である。
【図３】図２のIII−III線矢視図である。
【図４】図２のIV−IV線矢視図である。
【図５】第１実施形態の巻線部品の取付け構造において高さが異なる巻線部品を取付けた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、図面を参照して、本発明の第１実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す第１実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１０】
［巻線部品としてのリアクトルの形状］
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明に係る巻線部品としてのリアクトル１を示すものである。このリアクトル１は、リング状のコア２と、このコア２の内周面及び外周面に交互に沿うように複数回巻き付けられたコイル３とを備えた部品である。
このリアクトル１を製作する際、図１（ｂ）に示すように、コア２の上面２ａ及び下面２ｂの内径側及び外形側の角部に沿ってコイル３を曲げるときに曲げＲ部４〜７が生じることから、コア２の上面、内周、下面及び外周とコイルの間に隙間８〜１１が発生する。このため、製作したリアクトル１は、製品毎に外形寸法（高さ寸法Ｈや外径寸法Ｄ）がばらついたものとなる。
このリアクトル１は、ハイブリッド自動車或いは電気自動車用のＡＣ／ＤＣコンバータの電力変換制御ユニットとして筐体内部に搭載されている。
【００１１】
［第１実施形態の巻線部品の取付け構造］
図２から図５は、本発明に係る第１実施形態の巻線部品の取付け構造を示すものである。図２は、第１実施形態の巻線部品の取付け構造を示す平面図であり、図３は、図２のIII−III線矢視図、図４は、図２のIV−IV線矢視図である。
第１実施形態の巻線部品の取付け構造は、図２に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータの筐体１２の部品固定面１２ａに並べて固定する２個のリアクトル１Ａ，１Ｂの取付け構造であり、２個のリアクトル１Ａ，１Ｂの下面の一部を載置している載置部材１３と、２個のリアクトル１Ａ，１Ｂの上面に当接して配置されている押圧部材１４と、押圧部材１４から２個のリアクトル１Ａ，１Ｂに部品固定面１２ａに向かう下方に押圧力を付与する２箇所の押圧力付与部１５ａ，１５ｂと、部品固定面１２ａ及びリアクトル１Ａ，１Ｂの下面の間に挟み込まれている伝熱緩衝部材３０，３１と、を備えている。
【００１２】
筐体１２は、図２に示すように、長方形状の部品固定面１２ａを有している。この部品固定面１２ａに、図４に示すように、並べて固定される２個のリアクトル１Ａ，１Ｂの載置位置の間であって、互いに幅方向に離間した２箇所の位置に、筒状の突起部３２が形成されている。これら突起部３２の上端から内部に、雌ねじ部３３が形成されている。
載置部材１３は合成樹脂などの絶縁部材で形成されており、図３及び図４に示すように、並べて配置した２個のリアクトル１Ａ，１Ｂの中空部１ａ，１ｂの下部開口部を閉塞する位置まで延在してリアクトル１Ａ，１Ｂの下面の一部を受けている受け部１６と、受け部１６に対して十字形状（図２参照）に延在している載置部材側連結部１７と、受け部１６の上面から突出し、２個のリアクトル１Ａ，１Ｂの中空部１ａ，１ｂの下部開口部にそれぞれ挿入されている位置決め部１８，１９と、受け部１６の上面中央部の２個のリアクトル１Ａ，１Ｂを配置した位置の間から立ち上がっている壁部２０と、この壁部２０の上部から突出している連結柱２１と、を備えている。
【００１３】
載置部材側連結部１７は、図４に示すように、筐体１２の突起部３２が嵌まり込んでいる筒状の外嵌部１７ａと、この外嵌部１７ａの上部に一体に形成された筒状の載置部材側遊嵌部１７ｂとを備えている。
載置部材側遊嵌部１７ｂには、連結ねじ３４の雄ねじ部３４ａが通過するねじ通過孔１７ｃが形成されている。
押圧部材１４は合成樹脂などの絶縁材料で形成されており、図３及び図４に示すように、２個のリアクトル１Ａ，１Ｂの上面に均等に当接している押圧部２３と、この押圧部２３の長手方向中央部の下面から突出し、載置部材１３の連結柱２１が遊びを設けた状態で嵌まり込む係合凹部２６と、押圧部２３の上面で開口し載置部材１３の載置部材側連結部１７に対応する位置に形成された筒状の押圧部材側連結部２７とを備えている。
【００１４】
押圧部材側連結部２７は、図４に示すように、筒状の押圧部材側遊嵌部２７ａと、連結ねじ３４の雄ねじ部３４ａが通過し、ねじ頭部３４ｂが開口周縁で係合するねじ通過孔２７ｂとを備えている。
押圧部材側遊嵌部２７ａは、載置部材側連結部１７の載置部材側遊嵌部１７ｂの外周に嵌め合わされている。ここで、押圧部材側遊嵌部２７ａ及び載置部材側遊嵌部１７ｂは、互いの軸心の偏心を許容しながら、載置部材１３及び押圧部材１４の間の距離が可変となるように遊びを有する状態で嵌合されている。
【００１５】
伝熱緩衝部材３０，３１は、熱伝導性が良好であり、弾性を有するシリコンなどからなる絶縁材料であり、図２及び図３に示すように、載置部材１３の受け部１６の周囲を囲みながら部品固定面１２ａ上に配置されている。
なお、本発明に係る押圧力付与部が押圧力付与部１５ａ，１５ｂに対応し、これら押圧力付与部１５ａ，１５ｂは、筐体１２の突起部３２に形成した雌ねじ部３３と、押圧部材１４に形成したねじ通過孔２７ｂと、載置部材１３の載置部材側遊嵌部１７ｂに形成したねじ通過孔１７ｃと、押圧部材１４の押圧部材側連結部２７に形成したねじ通過孔２７ｂと、連結ねじ３４とを備えている。
また、本発明に係る一対の遊嵌部が、載置部材１３の載置部材側遊嵌部１７ｂ及び押圧部材１４の押圧部材側遊嵌部２７ａに対応し、本発明に係る筐体の固定面が部品固定面１２ａに対応している。
【００１６】
［第１実施形態の巻線部品の取付け構造の手順］
次に、２個のリアクトル１Ａ，１Ｂを部品固定面１２ａに固定する手順について説明する。
先ず、筐体１２の突起部３２の外周に、外嵌部１７ａを嵌め込んだ状態で部品固定面１２ａ上に載置部材１３を配置する。
また、伝熱緩衝部材３０，３１を、載置部材１３の受け部１６の周囲を囲みながら部品固定面１２ａ上に配置する。
次いで、一方のリアクトル１Ａの中空部１ａの下部開口部に載置部材１３の位置決め部１８を挿入するとともに、載置部材１３の位置決め部１８側に配置されている伝熱緩衝部材３０の上にリアクトル１Ａの下面の一部を載せる。また、他方のリアクトル１Ｂの中空部１ｂの下部開口部に載置部材１３の位置決め部１９を挿入するとともに、載置部材１３の位置決め部１９側に配置されている伝熱緩衝部材３１の上にリアクトル１Ｂの下面の一部を載せる。
【００１７】
次に、載置部材１３上に配置した２個のリアクトル１Ａ，１Ｂの中空部１ａ，１ｂの上部開口部に位置決め部２４，２５を挿入した状態で、押圧部材１４をリアクトル１Ａ，１Ｂの上面に配置する。
次いで、押圧力付与部１５ａ，１５ｂを構成する２本の連結ねじ３４を、押圧部材１４の筒状の押圧部材側連結部２７に連通する開口孔からから下方に挿通する。
そして、２本の連結ねじ３４の雄ねじ部３４ａを、載置部材１３の載置部材側遊嵌部１７ｂのねじ通過孔１７ｃを通過させ、押圧部材１４の押圧部材側遊嵌部２７ａを載置部材側遊嵌部１７ｂに嵌め込んだ状態で、雄ねじ部３４ａを載置部材１３の外嵌部１７ａ内に位置する突起部３２の雌ねじ部３３に螺合する。
そして、２本の連結ねじ３４のねじ頭部３４ｂを、押圧部材側連結部２７のねじ通過孔２７ｂの周縁に係合させながら、雄ねじ部３４ａ及び載置部材１３の雌ねじ部２２ａの螺合状態を調整し、載置部材１３及び押圧部材１４の間の距離を所定の値に設定する。
【００１８】
これにより、２個のリアクトル１Ａ，１Ｂを押圧部材１４で筐体１２側に押圧した状態で部品固定面１２ａに固定する。
ここで、図５に示すように、一方のリアクトル１Ａの高さＨ１が、他方のリアクトル１Ｂの高さＨ２より高い場合には（Ｈ１＞Ｈ２）、リアクトル１Ａ，１Ｂの上面に当接する押圧部２３が傾斜するので、押圧部材側連結部２７の軸心Ｐ１及び載置部材側連結部１７の軸心Ｐ２が偏心した状態となる。
押圧部材１４の押圧部材側遊嵌部２７ａ及び載置部材１３の載置部材側遊嵌部１７ｂは、互いの軸心の偏心を許容しながら、載置部材１３及び押圧部材１４の間の距離が可変となるように遊びを有する状態で嵌合されているので、載置部材１３及び押圧部材１４のいずれの箇所にも局部的な応力が発生しない。
【００１９】
［第１実施形態の巻線部品の取付け構造の効果］
次に、第１実施形態の巻線部品の取付け構造の効果について説明する。
第１実施形態の巻線部品の取付け構造は、製品毎に外形寸法にばらつきが発生しやすいリアクトル１Ａ，１Ｂであっても、リアクトル１Ａ，１Ｂの高さ変化に追従して載置部材１３及び押圧部材１４の間の距離が可変とされているので、筐体１２に確実に固定することができる。
すなわち、２個のリアクトル１Ａ，１Ｂの高さ寸法が高い場合には押圧力付与部１５ａ，１５ｂが載置部材１３及び押圧部材１４の間の距離を大きくし、リアクトル１Ａ，１Ｂの高さ寸法が低い場合には押圧力付与部１５ａ，１５ｂが載置部材１３及び押圧部材１４の間の距離を小さくすることで、リアクトル１Ａ，１Ｂを最適な押圧力で筐体１２に固定する。
【００２０】
また、リアクトル１Ａ，１Ｂの高さが異なる場合には、リアクトル１Ａ，１Ｂの上面に当接する押圧部２３が傾斜するが、押圧部材１４の押圧部材側遊嵌部２７ａ及び載置部材１３の載置部材側遊嵌部１７ｂが、互いの軸心の偏心を許容しながら載置部材１３及び押圧部材１４の間の距離が可変となるように遊びを有する状態で嵌合されているので、リアクトル１Ａ，１Ｂを最適な押圧力で筐体１２に固定することができる。
したがって、第１実施形態の巻線部品の取付け構造は、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されている電力変換装置の電力変換制御ユニットとして使用される２個のリアクトル１Ａ，１Ｂを、耐振動特性を向上させて筐体１２に確実に固定することができる。
また、リアクトル１Ａ，１Ｂの高さが異なる場合には、押圧部材側遊嵌部２７ａ及び載置部材側遊嵌部１７ｂが遊びを有する状態で嵌合されているので、載置部材１３及び押圧部材１４のいずれの箇所にも局部的な応力が発生せず、リアクトル１Ａ，１Ｂを長期に渡って筐体１２に固定することができる。
【００２１】
また、載置部材１３の受け部１６に載置されていないリアクトル１Ａ，１Ｂの下面と部品固定面１２ａとの間に、伝熱緩衝部材３０，３１が圧縮した状態で挟み込まれていることから、筐体１２に伝達された振動が伝熱緩衝部材３０，３１で吸収されやすくなり、さらに耐振動特性を向上させることができる。
また、筐体１２とリアクトル１Ａ，１Ｂのコイル３との間に絶縁材料からなる載置部材１３、伝熱緩衝部材３０，３１が配置されているので、筐体１２とコイル３との間に絶縁距離を十分に確保することができる。
【００２２】
また、載置部材１３の位置決め部１８，１９を２個のリアクトル１Ａ，１Ｂの中空部１ａ，１ｂに挿入するだけで、載置部材１３及び押圧部材１４に対するリアクトル１Ａ，１Ｂの位置決めが完了するので、リアクトル１Ａ，１Ｂの取付け作業を容易に行うことができる。
さらに、押圧力付与部１５ａ，１５ｂは、連結ねじ３４の雄ねじ部３４ａ及び筐体１２の雌ねじ部３３の螺合長さを調整することで押圧部材１４及び載置部材１３の間の距離を可変としているので、リアクトルの取付け構造の簡素化を図ることができる。
【００２３】
さらにまた、押圧部材１４Ｂに係止された２本の連結ねじ３４が、筐体１２の突起部３２に形成した雌ねじ部３３に直接螺合することで、押圧部材１４及び載置部材１３の間でリアクトル１Ａ，１Ｂを強固に固定することができる。
なお、第１実施形態の巻線部品の取付け構造は、２個のリアクトル１Ａ，１Ｂを部品固定面１２ａに固定する場合について説明したが、３個以上のリアクトルを部品固定面１２ａに固定する場合にも、同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１Ａ，１Ｂ  リアクトル
１ａ，１ｂ  中空部
２  コア
２ａ  上面
２ｂ  下面
３  コイル
１２  筐体
１２ａ  部品固定面
１３  載置部材
１４  押圧部材
１５ａ，１５ｂ  押圧力付与部
１６  受け部
１７  載置部材側連結部
１７ａ  外嵌部
１７ｂ  載置部材側遊嵌部
１７ｃ  ねじ通過孔
１８，１９  位置決め部
２０  壁部
２１  連結柱
２３  押圧部
２６  係合凹部
２７  押圧部材側連結部
２７ａ  押圧部材側遊嵌部
２７ｂ  ねじ通過孔
３０，３１  伝熱緩衝部材
３２   突起部
３３  雌ねじ部
３４  連結ねじ
３４ａ  雄ねじ部
３４ｂ  ねじ頭部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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