(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸の周りに巻回され、前記中心軸の方向に間隔を空けて隣接する複数の単位コイルを有するコイルと、
前記コイルを挟んで前記中心軸の方向に対向する一対の支持枠と、
前記中心軸の方向に隣接する前記単位コイルの間、または、前記支持枠と前記コイルとの間に設けられる、少なくとも１つのスペーサと、
前記一対の支持枠、前記コイル、および前記スペーサを中心軸の方向に貫通する複数のボルトと、
前記複数のボルトに、前記一対の支持枠を挟んで締結されることで、前記コイルおよび前記スペーサを前記一対の支持枠に対して固定する締結部材と、
を備え、
前記スペーサの少なくともいずれかは、
前記中心軸の方向の一方の端面に凹部が形成される第１の部材と、
前記第１の部材の前記凹部と前記中心軸の方向に嵌合する嵌合部を有し、線膨張係数が前記第１の部材の線膨張係数より小さい第２の部材と、
を有する可変スペーサである、
車両用リアクトル。
【請求項２】
前記コイルの通電時における前記可変スペーサの前記中心軸の方向の長さは、前記コイルの非通電時における前記可変スペーサの前記中心軸の方向の長さよりも短い、
請求項１に記載の車両用リアクトル。
【請求項３】
前記凹部の前記中心軸に直交する断面の大きさは、前記第１の部材の前記中心軸の方向の前記一方の端面から他方の端面に向けて小さくなる、
請求項１または２に記載の車両用リアクトル。
【請求項４】
前記第１の部材の前記中心軸の方向の前記一方の端面に、前記中心軸に直交する断面の形状が円である前記凹部が形成され、
前記第２の部材は、底面が前記中心軸の方向に直交する円錐台である前記嵌合部を有し、前記中心軸の方向に直交する前記嵌合部の断面の半径は、前記一方の端面から前記他方の端面に向けて小さくなる、
請求項３に記載の車両用リアクトル。
【請求項５】
前記第１の部材の前記中心軸の方向の前記一方の端面に、前記中心軸に直交する断面の形状が長方形である前記凹部が形成され、
前記嵌合部の前記中心軸に直交する断面の形状は長方形であり、
前記嵌合部の前記中心軸に直交する断面の大きさは、前記第１の部材の前記中心軸の方向の前記一方の端面から前記他方の端面に向けて小さくなる、
請求項３に記載の車両用リアクトル。
【請求項６】
前記中心軸および前記中心軸に対する径方向に沿った前記凹部の断面の形状は等脚台形であり、
前記中心軸および前記径方向に沿った前記嵌合部の断面の形状は等脚台形である、
請求項５に記載の車両用リアクトル。
【請求項７】
前記中心軸および前記中心軸に対する径方向に沿った前記凹部の断面の形状は弓形であり、
前記中心軸および前記径方向に沿った前記嵌合部の断面の形状は弓形である、
請求項５に記載の車両用リアクトル。
【請求項８】
前記凹部は、前記中心軸に対する径方向に伸びる溝であり、
前記凹部の前記中心軸に直交する断面の前記径方向に直交する方向の長さは、前記第１の部材の前記中心軸の方向の前記一方の端面から前記他方の端面に向けて短くなり、
前記中心軸に直交する前記嵌合部の断面の前記径方向に直交する方向の長さは、前記第１の部材の前記中心軸の方向の前記一方の端面から前記他方の端面に向けて短くなる、
請求項３に記載の車両用リアクトル。
【請求項９】
前記ボルトは、前記嵌合部を通って、前記第１の部材および前記第２の部材を前記中心軸の方向に貫通する、
請求項１から８のいずれか１項に記載の車両用リアクトル。
【請求項１０】
前記ボルトは、前記第１の部材の重心および前記第２の部材の重心を通って、前記第１の部材および前記第２の部材を貫通する、
請求項１から９のいずれか１項に記載の車両用リアクトル。
【請求項１１】
前記支持枠と前記コイルとの間に前記可変スペーサが設けられ、
前記第１の部材は前記コイルに当接し、
前記第２の部材は前記支持枠に当接する、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の車両用リアクトル。
【請求項１２】
前記中心軸の方向に隣接する前記単位コイルの間、および、前記支持枠と前記コイルとの間に前記可変スペーサが設けられる、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の車両用リアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道車両に搭載される車両用リアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気鉄道車両には、主回路に流れる電流の急峻な変動を抑制するために、リアクトルが設けられる。鉄道車両では、自動車と比べて、車両の走行時の振動が大きい。鉄道車両の走行時の振動によってコイルに負荷がかかるのを抑制するために、リアクトルのコイルは、絶縁処理が施され、支持枠に固定される。コイルが固定された支持枠は、車体に取り付けられる。【０００３】
特許文献１に開示される空心自冷式リアクトルにおいては、ディスク状のコイルの間にスペーサが挟み込まれ、コイルは、両端に設けられたコイル支持枠にて締付スタッドで固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０４−３１７３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通電時のコイルにおける損失を抑制するため、コイルには、アルミ、銅等が用いられる。一方、支持枠、コイルを支持枠に固定するボルト等には、材料費、加工容易性等を考慮して、例えば炭素鋼である鉄系材料が用いられる。この場合、コイルの材料と、支持枠およびボルトの材料とが、異なるため、コイルの線膨張係数と、支持枠およびボルトの線膨張係数とは異なる。【０００６】
特許文献１に開示される空心自冷式リアクトルでは、コイルが支持枠に固定されているため、鉄道車両の走行時の振動によってコイルに負担はかからない。しかしながら、例えば、コイルの通電によって、コイルの温度が上昇すると、コイルと支持枠との熱膨張係数の差に起因する伸長の差に応じて熱応力が発生する。特許文献１に開示される空心自冷式リアクトルのように、コイルが支持枠に固定されている場合、熱応力に起因する圧縮力がコイルにかかる。圧縮力が増大すると、コイルの絶縁部に負荷がかかり、長期使用における信頼性が低下することがある。【０００７】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、鉄道車両の走行時の振動、および熱応力に基づくコイルにかかる負荷を低減することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の車両用リアクトルは、コイル、一対の支持枠、少なくとも１つのスペーサ、複数のボルト、および、締結部材を備える。コイルは、中心軸の周りに巻回され、中心軸の方向に間隔を空けて隣接する複数の単位コイルを有する。一対の支持枠は、コイルを挟んで中心軸の方向に対向する。少なくとも１つのスペーサは、中心軸の方向に隣接する単位コイルの間、または、支持枠とコイルとの間に設けられる。複数のボルトは、一対の支持枠、コイル、およびスペーサを中心軸の方向に貫通する。締結部材は、複数のボルトに、一対の支持枠を挟んで締結されることで、コイルおよびスペーサを一対の支持枠に対して固定する。スペーサの少なくともいずれかは、中心軸の方向の一方の端面に凹部が形成される第１の部材、および、第１の部材の凹部と中心軸の方向に嵌合する嵌合部を有し、線膨張係数が第１の部材の線膨張係数より小さい第２の部材を有する可変スペーサである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、中心軸の方向に隣接する単位コイルの間、または、支持枠とコイルとの間に、少なくとも１つの可変スペーサを設けることで、鉄道車両の走行時の振動、および熱応力に基づくコイルにかかる負荷を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る車両用リアクトルの側面図
【図２】実施の形態１に係る車両用リアクトルの断面図
【図３】実施の形態１に係る可変スペーサの正面図
【図４】実施の形態１に係る第１の部材の断面図
【図５】実施の形態１に係る可変スペーサの断面図
【図６】実施の形態１に係る可変スペーサの側面図
【図７】実施の形態１に係る可変スペーサの変形の例を示す図
【図８】実施の形態１に係る可変スペーサの変形の例を示す図
【図９】実施の形態１に係る車両用リアクトルの変形例の断面図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る可変スペーサの正面図
【図１１】実施の形態２に係る第１の部材の断面図
【図１２】実施の形態２に係る可変スペーサの断面図
【図１３】実施の形態２に係る可変スペーサの側面図
【図１４】実施の形態２に係る可変スペーサの第１の変形例の正面図
【図１５】実施の形態２に係る第１の部材の第１の変形例の断面図
【図１６】実施の形態２に係る可変スペーサの第１の変形例の断面図
【図１７】実施の形態２に係る可変スペーサの第１の変形例の側面図
【図１８】実施の形態２に係る可変スペーサの第２の変形例の正面図
【図１９】実施の形態２に係る第１の部材の第２の変形例の断面図
【図２０】実施の形態２に係る可変スペーサの第２の変形例の断面図
【図２１】実施の形態２に係る可変スペーサの第２の変形例の側面図
【図２２】実施の形態２に係る可変スペーサの第２の変形例の上面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る車両用リアクトルの側面図である。図２は、実施の形態１に係る車両用リアクトルの断面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ線での断面図である。リアクトル１は、鉄道車両に搭載される。図１および図２の例では、リアクトル１は、空心リアクトルであるが、鉄心入りリアクトルでもよい。またリアクトル１は、自冷式および強制空冷式のいずれでもよい。図２において、コイル１１の中心軸を破線で示す。例えば、車両が水平な場所に位置する時に、コイル１１の中心軸が水平に位置する向きで、リアクトル１が車両に取り付けられる。この場合、図１および図２において、Ｚ軸が鉛直方向であり、Ｘ軸が水平方向であり、Ｙ軸がＸ軸およびＺ軸と直交する方向である。リアクトル１を、車両に取り付ける向きは上述の例に限られず、例えば、車両が水平な場所に位置する時に、コイル１１の中心軸が鉛直方向に一致する向きで、リアクトル１が車両に取り付けられてもよい。
【００１３】
車両が水平な場所に位置する時に、コイル１１の中心軸が水平に位置する場合、すなわちＸ軸方向が水平方向である場合を例にして説明する。コイル１１は、中心軸の周りに巻回され、Ｘ軸方向に間隔を空けて隣接する複数の単位コイル１８を有する。リアクトル１は、コイル１１を挟んで、Ｘ軸方向に対向する一対の支持枠１２、ならびに、Ｘ軸方向に隣接する単位コイル１８の間、または、支持枠１２とコイル１１との間に設けられる、少なくとも１つのスペーサを備える。例えば、絶縁性のスペーサは、隣接する単位コイル１８の間に設けられて、隣接する単位コイル１８に当接する。また例えば、絶縁性のスペーサは、支持枠１２およびコイル１１の間に設けられて、支持枠１２およびコイル１１に当接する。なお絶縁性を有さないスペーサの場合、スペーサと単位コイル１８または支持枠１２との間に絶縁部材を設ければよい。
【００１４】
スペーサの少なくともいずれかは可変スペーサである。図２の例では、リアクトル１は、支持枠１２とコイル１１との間に、可変スペーサ１３を備える。例えば、コイル１１の通電によって、コイル１１の温度が上昇すると、可変スペーサ１３のＸ軸方向の長さは、短くなる。すなわち、コイル１１の通電時における可変スペー１３のＸ軸方向の長さは、コイル１１の非通電時における可変スペーサ１３のＸ軸方向の長さよりも短い。リアクトル１は、可変スペーサ１３に加え、コイル１１の温度によらずＸ軸方向の長さが一定とみなせる固定スペーサ１９を備えてもよい。図２の例では、隣接する単位コイル１８の間に固定スペーサ１９が設けられ、固定スペーサ１９は、隣接する単位コイル１８に当接する。図１の例では、同一平面上に６つの可変スペーサ１３が設けられるが、同一平面上に設けられる可変スペーサ１３の数は任意であり、例えば同一平面上に４つの可変スペーサ１３が設けられてもよい。
【００１５】
コイル１１、一対の支持枠１２、可変スペーサ１３、および固定スペーサ１９は、複数のボルト１４に貫通される。複数のボルト１４に、一対の支持枠１２を挟んで複数の締結部材１５が締結されることで、コイル１１、可変スペーサ１３および固定スペーサ１９が支持枠１２に対して固定される。複数のボルト１４および複数の締結部材１５は、例えば鋼、ステンレス等の剛性が定められた値以上である金属で形成される。定められた値は、リアクトル１の設計に応じて決定される。リアクトル１は、中心軸周りにコイル１１を覆うカバーを備えてもよい。可変スペーサ１３および固定スペーサ１９を設けることで、コイル１１と支持枠１２との間、および隣接する単位コイル１８の間に通風路を確保し、リアクトル１の冷却性能を向上させることが可能である。
【００１６】
図１および図２の例では、単位コイル１８は、中心軸の周りに巻回されたディスク型コイルであり、リアクトル１は、Ｘ軸方向に並べられた複数の単位コイル１８を備える。コイル１１は、アルミ、銅等で形成される。コイル１１は、中心軸の周りに螺旋状に巻回されたコイル導体でもよい。この場合、単位コイル１８は、中心軸の周りを螺旋状に巻回されたコイル導体の中心軸の周りの一周分である。
【００１７】
図３は、実施の形態１に係る可変スペーサの正面図である。図３は、図２において、右側の支持枠１２とコイル１１との間に設けられた可変スペーサ１３を示す。可変スペーサ１３は、第１の部材１６および第２の部材１７を有する。図４は、実施の形態１に係る第１の部材の断面図である。図５は、実施の形態１に係る可変スペーサの断面図である。図６は、実施の形態１に係る可変スペーサの側面図である。第１の部材１６のＸ軸方向の一方の端面１６１に凹部１６２が形成される。凹部１６２のＸ軸方向に直交する断面の大きさは、第１の部材１６のＸ軸方向の他方の端面１６３に向かうにつれて小さくなる。第１の部材１６には、ボルト１４が挿通される貫通孔１６４が形成される。凹部１６２と貫通孔１６４は連通している。
【００１８】
第２の部材１７は、第１の部材１６の凹部１６２とＸ軸方向に嵌合する嵌合部１７１を有する。第２の部材１７の線膨張係数は、第１の部材１６の線膨張係数より小さい。このため、後述するように、コイル１１の温度が上昇した際には凹部１６２が広がり、第２の部材１７がＸ軸負方向に移動する。その結果、コイル１１の温度の上昇に伴って、可変スペーサ１３のＸ軸方向の長さが短くなる。第２の部材１７には、ボルト１４が挿通される貫通孔１７２が形成される。ボルト１４は、貫通孔１６４，１７２を通って、第１の部材１６および第１の部材１６の凹部１６２に嵌合する第２の部材１７をＸ軸方向に貫通する。図３から図６の例では、ボルト１４は、嵌合部１７１を通って、第１の部材１６および第２の部材１７を貫通する。ボルト１４は、例えば第１の部材１６の重心および第２の部材１７の重心を通って、第１の部材１６および第２の部材１７を貫通する。
【００１９】
第１の部材１６および第２の部材１７は、互いに線膨張係数が異なる材質で形成される。例えば、第１の部材１６はエポキシ樹脂であり、第２の部材１７はセラミックである。また例えば、第１の部材１６は、絶縁処理されたアルミであり、第２の部材１７は、絶縁処理された鉄である。
【００２０】
実施の形態１では、第１の部材１６のＸ軸方向の一方の端面１６１に、Ｘ軸方向に直交する断面の形状が円である凹部１６２が形成される。図３から図６の例では、第１の部材１６は直方体であるが、第１の部材１６の形状は任意であり、例えばＸ軸方向に伸びる円柱でもよい。第２の部材１７は、底面がＸ軸方向に直交する円錐台であり、Ｘ軸方向に直交する該円錐台の断面の半径は、第１の部材１６のＸ軸方向の一方の端面１６１から他方の端面１６３に向けて小さくなる。第１の部材１６の凹部１６２の内周面と、第２の部材１７の外周面とが当接する。第１の部材１６の凹部１６２の内周面の中心軸に対する傾き、および第２の部材１７の外周面の中心軸に対する傾きは、コイル１１の温度が上昇した際におけるコイル１１の膨張の程度によって、任意に定めることができる。
【００２１】
図７は、実施の形態１に係る可変スペーサの変形の例を示す図である。図７は、コイル１１の温度が上昇した場合の可変スペーサ１３の変形の例を示す。例えばコイル１１の通電によって、コイル１１の温度が上昇すると、コイル１１は膨張する。コイル１１の温度の上昇に伴って、コイル１１に当接する第１の部材１６、および第１の部材１６の凹部１６２と嵌合する第２の部材１７の温度も上昇する。温度が上昇すると、第１の部材１６および第２の部材１７は共に膨張する。例えば、コイル１１の通電時は、コイル１１の非通電時と比べて、図７において黒色の矢印で示すように、第１の部材１６が膨張し、凹部１６２および貫通孔１６４が広がる。凹部１６２が広がることで、膨張したコイル１１からＸ軸方向に押された第２の部材１７は、図７において白抜きの矢印で示すように、Ｘ軸負方向に移動する。第２の部材１７の線膨張係数は、第１の部材１６の線膨張係数より小さいため、凹部１６２の広がりの程度は、第２の部材１７の膨張の程度より大きい。その結果、コイル１１からＸ軸方向に押された第２の部材１７がＸ軸負方向に移動し、可変スペーサ１３のＸ軸方向の長さが短くなる。コイル１１の温度が上昇してコイル１１が膨張しても、コイル１１に当接する可変スペーサ１３のＸ軸方向の長さが短くなるため、コイル１１に熱応力がかからない。
【００２２】
図８は、実施の形態１に係る可変スペーサの変形の例を示す図である。図８は、コイル１１の温度が低下した場合の可変スペーサ１３の変形の例を示す。例えば、コイル１１が通電状態から非通電状態になった場合、周囲の温度が低下した場合等に、コイル１１の温度が低下すると、コイル１１は収縮する。コイル１１の温度の低下に伴って、コイル１１に当接する第１の部材１６、および第１の部材１６の凹部１６２と嵌合する第２の部材１７の温度も低下する。温度が低下すると、第１の部材１６および第２の部材１７は共に収縮する。例えば、コイル１１の非通電時は、コイル１１の通電時と比べて、図８において黒色の矢印で示すように、第１の部材１６が収縮し、凹部１６２および貫通孔１６４が収縮する。コイル１１が収縮し、凹部１６２が収縮することで、第１の部材１６からＸ軸方向に押された第２の部材１７は、図８において白抜きの矢印で示すように、Ｘ軸正方向に移動する。第２の部材１７の線膨張係数は、第１の部材１６の線膨張係数より小さいため、凹部１６２の収縮の程度は、第２の部材１７の収縮の程度より大きい。その結果、第１の部材１６から押された第２の部材１７がＸ軸正方向に移動し、可変スペーサ１３のＸ軸方向の長さが長くなる。コイル１１の温度が低下してコイル１１が収縮しても、コイル１１に当接する可変スペーサのＸ軸方向の長さが長くなるため、コイル１１が支持枠１２に対してＸ軸方向にずれることを抑制することが可能である。
【００２３】
図５は、例えば、周囲の温度が常温であって、コイル１１が非通電状態である場合の可変スペーサ１３である。常温は、例えば摂氏２０度を含む、定められた範囲の温度を意味する。図７は、例えば、周囲の温度が常温であって、コイル１１が通電状態である場合の可変スペーサ１３である。図８は、例えば、周囲の温度が摂氏マイナス１０度の低温であって、コイル１１が非通電状態である場合の可変スペーサ１３である。可変スペーサ１３のＸ軸方向の長さは、図５の例においてＷ１であり、図７の例においてＷ２であり、図８の例においてＷ３である。Ｗ２は、Ｗ１より狭く、Ｗ３はＷ１より広い。コイル１１が通電されることで、コイル１１の温度が上昇し、コイル１１が膨張しても、図７に示すように可変スペーサ１３のＸ軸方向の長さが短くなるため、コイル１１に熱応力が生じない。一方、リアクトル１の周囲の温度が低下し、コイル１１が収縮しても、図８に示すように可変スペーサ１３のＸ軸方向の長さが長くなるため、可変スペーサ１３とコイル１１との間に隙間が生じて、コイル１１が支持枠１２に対してＸ軸方向にずれることを抑制することが可能である。
【００２４】
図９は、実施の形態１に係る車両用リアクトルの変形例の断面図である。図９に示すように、隣接する単位コイル１８の間に、可変スペーサ１３を設けてもよい。コイル１１の温度が常温である場合における、単位コイル１８の間に設けられる可変スペーサ１３のＸ軸方向の長さは、互いに異なってもよいし、同じでもよい。例えば、一対の支持枠１２のそれぞれからの距離の差分が小さくなるにつれて、すなわちコイル１１のＸ軸方向の端部から中心に向けて、可変スペーサ１３のＸ軸方向の長さを長くしてもよい。これにより、コイル１１の通電時において、コイル１１のＸ軸方向の端部より温度上昇が大きいコイル１１のＸ軸方向の中央部における冷却効率を高めることが可能である。また隣接する単位コイル１８の間、および、支持枠１２とコイル１１との間に、可変スペーサ１３を設けてもよい。
【００２５】
以上説明したとおり、実施の形態１に係るリアクトル１によれば、中心軸の方向に隣接する単位コイル１８の間、または、支持枠１２とコイル１１との間に、少なくとも１つの可変スペーサ１３を設け、コイル１１の温度の上昇に伴って、可変スペーサ１３の中心軸方向の長さが短くなることで、鉄道車両の走行時の振動、およびコイル１１の温度が上昇した際に生じる熱応力に基づくコイル１１にかかる負荷を低減することが可能である。
【００２６】
（実施の形態２）
実施の形態２に係るリアクトル１は、実施の形態１と同様の構成である。図１０は、本発明の実施の形態２に係る可変スペーサの正面図である。実施の形態２に係るリアクトル１は、可変スペーサ２０を備える。可変スペーサ２０は、第１の部材２１および第２の部材２２を備える。図１１は、実施の形態２に係る第１の部材の断面図である。図１２は、実施の形態２に係る可変スペーサの断面図である。図１３は、実施の形態２に係る可変スペーサの側面図である。第１の部材２１のＸ軸方向の一方の端面２１１に凹部２１２が形成される。凹部２１２のＸ軸方向に直交する断面の大きさは、第１の部材２１のＸ軸方向の一方の端面２１１から他方の端面２１３に向けて小さくなる。第１の部材２１には、ボルト１４が挿通される貫通孔２１４が形成される。
【００２７】
第２の部材２２は、第１の部材２１の凹部２１２とＸ軸方向に嵌合する嵌合部２２１を有する。第２の部材２２の線膨張係数は、第１の部材２１の線膨張係数より小さい。このため、後述するように、コイル１１の温度が上昇した場合には凹部２１２が広がり、第２の部材２２がＸ軸負方向に移動する。その結果、コイル１１の温度が上昇した場合における可変スペーサ２０のＸ軸方向の長さは、コイル１１の温度が常温である場合における可変スペーサ２０のＸ軸方向の長さよりも短くなる。第２の部材２２には、ボルト１４が挿通される貫通孔２２２が形成される。ボルト１４は、貫通孔２１４，２２２を通って、第１の部材２１および第２の部材２２をＸ軸方向に貫通する。図１０から図１３の例では、ボルト１４は、嵌合部２２１を通って、第１の部材２１および第２の部材２２を貫通する。ボルト１４は、例えば第１の部材２１の重心および第２の部材２２の重心を通って、第１の部材２１および第２の部材２２を貫通する。
【００２８】
第１の部材２１および第２の部材２２は、実施の形態１と同様に、互いに線膨張係数が異なる材質で形成される。実施の形態２では、第１の部材２１のＸ軸方向の一方の端面２１１に、Ｘ軸方向に直交する断面の形状が長方形である凹部２１２が形成される。図１０から図１３の例では、第１の部材２１は直方体である。第２の部材２２の嵌合部２２１のＸ軸方向に直交する断面の形状は、長方形である。嵌合部２２１のＸ軸方向に直交する断面の大きさは、第１の部材２１のＸ軸方向の一方の端面２１１から他方の端面２１３に向けて小さくなる。
【００２９】
図２において、Ｚ軸方向は、中心軸に対する径方向と一致する。したがって、図１０から図１３においても、Ｚ軸方向は、中心軸に対する径方向と一致する。図１０から図１３の例では、中心軸および中心軸に対する径方向に沿った、すなわち、Ｘ軸およびＺ軸に沿った、凹部２１２の断面の形状は等脚台形である。同様に、Ｘ軸およびＺ軸に沿った、嵌合部２２１の断面の形状は等脚台形である。図１０から図１３の例の場合も、実施の形態１と同様に、コイル１１の温度が上昇した場合に、第１の部材２１および第２の部材２２の温度も上昇する。第１の部材２１および第２の部材２２の温度の上昇にともなって、可変スペーサ２０のＸ軸方向の長さは短くなる。このため、コイル１１の温度が上昇してコイル１１が膨張しても、コイル１１に当接する可変スペーサ２０のＸ軸方向の長さが短くなるため、コイル１１に熱応力がかからない。コイル１１の温度が低下した場合に、第１の部材２１および第２の部材２２の温度も低下する。第１の部材２１および第２の部材２２の温度の低下にともなって、可変スペーサ２０のＸ軸方向の長さは長くなる。このため、コイル１１の温度が低下してコイル１１が収縮しても、コイル１１に当接する可変スペーサ２０のＸ軸方向の長さが長くなるため、コイル１１が支持枠１２に対してＸ軸方向にずれることを抑制することが可能である。
【００３０】
実施の形態２に係るリアクトル１は、後述する可変スペーサ２３を備えてもよい。図１４は、実施の形態２に係る可変スペーサの第１の変形例の正面図である。可変スペーサ２３は、第１の部材２４および第２の部材２５を備える。図１５は、実施の形態２に係る第１の部材の第１の変形例の断面図である。図１６は、実施の形態２に係る可変スペーサの第１の変形例の断面図である。図１７は、実施の形態２に係る可変スペーサの第１の変形例の側面図である。第１の部材２４のＸ軸方向の一方の端面２４１に凹部２４２が形成される。凹部２４２のＸ軸方向に直交する断面の大きさは、Ｘ軸方向の他方の端面２４３に向かうにつれて小さくなる。第１の部材２４には、ボルト１４が挿通される貫通孔２４４が形成される。
【００３１】
第２の部材２５は、第１の部材２４の凹部２４２とＸ軸方向に嵌合する嵌合部２５１を有する。第２の部材２５の線膨張係数は、第１の部材２４の線膨張係数より小さい。このため、上述の例と同様に、例えばコイル１１の通電時には凹部２４２が広がり、第２の部材２５がＸ軸負方向に移動する。その結果、コイル１１の通電時における可変スペーサ２３のＸ軸方向の長さは、コイル１１の非通電時における可変スペーサ２３のＸ軸方向の長さよりも短くなる。第２の部材２５には、ボルト１４が挿通される貫通孔２５２が形成される。ボルト１４は、貫通孔２４４，２５２を通って、第１の部材２４および第２の部材２５をＸ軸方向に貫通する。図１４から図１７の例では、ボルト１４は、嵌合部２５１を通って、第１の部材２４および第２の部材２５を貫通する。ボルト１４は、例えば第１の部材２４の重心および第２の部材２５の重心を通って、第１の部材２４および第２の部材２５を貫通する。
【００３２】
第１の部材２４および第２の部材２５は、実施の形態１と同様に、互いに線膨張係数が異なる材質で形成される。第１の部材２４は、Ｘ軸方向の一方の端面２４１に、Ｘ軸方向に直交する断面の形状が長方形である凹部２４２が形成された直方体である。第２の部材２２のＸ軸方向に直交する断面の形状は、長方形である。嵌合部２５１のＸ軸方向に直交する断面の大きさは、第１の部材２４のＸ軸方向の一方の端面２４１から他方の端面２４３に向けて小さくなる。上述の例と同様に、図１４から図１７においても、Ｚ軸方向は、中心軸に対する径方向と一致する。図１４から図１７の例では、中心軸および中心軸に対する径方向に沿った、すなわち、Ｘ軸およびＺ軸に沿った、凹部２４２の断面の形状は弓形である。同様に、Ｘ軸およびＺ軸に沿った、嵌合部２５１の断面の形状は弓形である。
【００３３】
図１４から図１７の例の場合も、実施の形態１と同様に、コイル１１の温度が上昇した場合に、第１の部材２４および第２の部材２５の温度も上昇する。第１の部材２４および第２の部材２５の温度の上昇にともなって、可変スペーサ２３のＸ軸方向の長さは短くなる。このため、コイル１１の温度が上昇してコイル１１が膨張しても、コイル１１に当接する可変スペーサ２３のＸ軸方向の長さが短くなるため、コイル１１に熱応力がかからない。コイル１１の温度が低下した場合に、第１の部材２４および第２の部材２５の温度も低下する。第１の部材２４および第２の部材２５の温度の低下にともなって、可変スペーサ２３のＸ軸方向の長さは長くなる。このため、コイル１１の温度が低下してコイル１１が収縮しても、コイル１１に当接する可変スペーサ２３のＸ軸方向の長さが長くなるため、コイル１１が支持枠１２に対してＸ軸方向にずれることを抑制することが可能である。
【００３４】
実施の形態２に係るリアクトル１は、後述する可変スペーサ２６を備えてもよい。図１８は、実施の形態２に係る可変スペーサの第２の変形例の正面図である。可変スペーサ２６は、第１の部材２７および第２の部材２８を備える。図１９は、実施の形態２に係る第１の部材の第２の変形例の断面図である。図２０は、実施の形態２に係る可変スペーサの第２の変形例の断面図である。図２１は、実施の形態２に係る可変スペーサの第２の変形例の側面図である。図２２は、実施の形態２に係る可変スペーサの第２の変形例の上面図である。第１の部材２７のＸ軸方向の一方の端面２７１に凹部２７２が形成される。凹部２７２のＸ軸方向に直交する断面の大きさは、Ｘ軸方向の他方の端面２７３に向かうにつれて小さくなる。第１の部材２７には、ボルト１４が挿通される貫通孔２７４が形成される。
【００３５】
第２の部材２８は、第１の部材２７の凹部２７２とＸ軸方向に嵌合する嵌合部２８１を有する。第２の部材２８の線膨張係数は、第１の部材２７の線膨張係数より小さい。このため、上述の例と同様に、コイル１１の温度が上昇した場合には凹部２７２が広がり、第２の部材２８がＸ軸負方向に移動する。その結果、コイル１１の温度の上昇に伴って、可変スペーサ２６のＸ軸方向の長さが短くなる。第２の部材２８には、ボルト１４が挿通される貫通孔２８２が形成される。ボルト１４は、貫通孔２７４，２８２を通って、第１の部材２７および第２の部材２８をＸ軸方向に貫通する。図１８から図２２の例では、ボルト１４は、嵌合部２８１を通って、第１の部材２７および第２の部材２８を貫通する。ボルト１４は、例えば第１の部材２７の重心および第２の部材２８の重心を通って、第１の部材２７および第２の部材２８を貫通する。
【００３６】
第１の部材２７および第２の部材２８は、実施の形態１と同様に、互いに線膨張係数が異なる材質で形成される。第１の部材２７のＸ軸方向の一方の端面２７１に、Ｘ軸方向に直交する断面の形状が長方形である凹部２７２が形成される。凹部２７２は、中心軸に対する径方向に伸びる溝である。第２の部材２８の嵌合部２８１のＸ軸方向に直交する断面の形状は、長方形である。上述の例と同様に、図１８から図２２においても、Ｚ軸方向は、中心軸に対する径方向と一致する。図１８から図２２の例では、嵌合部２８１の中心軸に直交する断面の、中心軸に対する径方向に直交する方向の長さ、すなわちＺ軸方向に直交する方向であるＹ軸方向の長さは、第１の部材２７のＸ軸方向の一方の端面２７１から他方の端面２７３に向けて短くなる。
【００３７】
図１８から図２２の例の場合も、実施の形態１と同様に、コイル１１の温度が上昇した場合に、第１の部材２７および第２の部材２８の温度も上昇する。第１の部材２７および第２の部材２８の温度の上昇にともなって、可変スペーサ２６のＸ軸方向の長さは短くなる。このため、コイル１１の温度が上昇してコイル１１が膨張しても、コイル１１に当接する可変スペーサ２６のＸ軸方向の長さが短くなるため、コイル１１に熱応力がかからない。コイル１１の温度が低下した場合に、コイル１１に当接する第１の部材２７、および第１の部材２７と凹部２７２で嵌合する第２の部材２８の温度も低下する。第１の部材２７および第２の部材２８の温度の低下にともなって、可変スペーサ２６のＸ軸方向の長さは長くなる。このため、コイル１１の温度が低下してコイル１１が収縮しても、コイル１１に当接する可変スペーサ２３のＸ軸方向の長さが長くなるため、コイル１１が支持枠１２に対してＸ軸方向にずれることを抑制することが可能である。
【００３８】
以上説明したとおり、本実施の形態２に係るリアクトル１によれば、中心軸の方向に隣接する単位コイル１８の間、または、支持枠１２とコイル１１との間に、少なくとも１つの可変スペーサ２０，２３，２６を設け、コイル１１の温度の上昇に伴って可変スペーサ２０，２３，２６の中心軸方向の長さが短くなることで、鉄道車両の走行時の振動、およびコイル１１の温度が上昇した際に生じる熱応力に基づくコイル１１にかかる負荷を低減することが可能である。
【００３９】
本発明は、上述の実施の形態に限られない。リアクトル１は、可変スペーサ１３，２０，２３，２６の中から任意に組み合わせた可変スペーサを備えてもよい。可変スペーサ１３，２０，２３，２６が設けられる位置は、上述の例に限られず、例えば、隣接する単位コイル１８の間に対して、１つ置きに可変スペーサ１３，２０，２３，２６が設けられてもよい。
【００４０】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
【符号の説明】
【００４１】
１  リアクトル、１１  コイル、１２  支持枠、１３，２０，２３，２６  可変スペーサ、１４  ボルト、１５  締結部材、１６，２１，２４，２７  第１の部材、１７，２２，２５，２８  第２の部材、１８  単位コイル、１９  固定スペーサ、１６１，１６３，２１１，２１３，２４１，２４３，２７１，２７３  端面、１６２，２１２，２４２，２７２  凹部、１６４，１７２，２１４，２２２，２４４，２５２，２７４、２８２  貫通孔、１７１，２２１，２５１，２８１  嵌合部。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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