JP6919983B2 - コイル装置 - Google Patents

Description

本発明は、センサを備えたコイル装置に関する。

ハイブリッド自動車や電気自動車の駆動システム等で使用される大容量のコイル装置（例えばリアクトル）は、高負荷時に鉄損や銅損による発熱量が多く、高負荷の状態で使用し続けると、発熱によって特性が低下する。コイル装置における発熱は、特に電流が供給されるコイルで多く発生する。そのため、一部の大容量のコイル装置には、温度センサ（例えばサーミスタ）によりコイル近傍の温度を監視する構成や、コイル装置で発生した熱を放熱する構成が採用されている。

特許文献１に開示されるリアクトルは、互いに平行に配置され、一端同士が連結された２つの直線コイルを有しており、この２つの直線コイルの間に温度センサが配置されている。また、この温度センサは、比較的温度が高くなる２つの直線コイルの軸線方向における中心付近において、２つの直線コイルと接触するように保持されている。これにより、直線コイルの発熱による温度上昇を正確に測定可能となる。

特開２０１４−９３３７４号公報

リアクトル等のコイル装置では、通常、コイルはケースに収容されている。このケースはコイル装置で発生した熱を放熱する放熱板としても使用される。特許文献１のセンサ配置では、コイル近傍の温度は正確に測定可能であるが、放熱板の温度特性を把握することができなかった。

本発明の一実施形態に係るコイル装置は、放熱板と、放熱板の配置面上に配置されたコイルと、配置面の近傍であって、コイルの軸と平行な方向においてコイルとは重ならない位置に配置された第１の温度センサと、を備える。

このような構成によれば、第１の温度センサがコイルから離れて配置されるため、第１の温度センサによって測定される温度へのコイルの発熱の影響が小さくなる。コイルは、コイル装置の中で電流が供給されることによって温度が上昇し易い部材である。そのため、第１の温度センサによる測定結果に対するコイルの温度の影響を小さくすることにより、放熱板の温度特性を把握しやすくなる。

また、本発明の一実施形態において、第１の温度センサは、コイルの軸と平行な方向において、コイルから所定の間隔を空けて配置されていてもよい。

また、本発明の一実施形態において、コイル装置は、コイル内に通された直線部と、コイル内から突出した突出部と、を有するコアと、コアのうち、少なくとも突出部の一部を被覆する絶縁被覆部材と、を更に備えてもよい。この構成において、絶縁被覆部材は、第１の温度センサを保持するセンサ保持部を有している。

また、本発明の一実施形態において、第１の温度センサは、外形の少なくとも一部が平坦面であるセンサヘッドと、平坦面の一部に接続されたリードと、を有してもよい。この構成において、センサ保持部は、平坦面と当接する当接面を有し、当接面には、センサヘッドよりも細く、リードが通されるスリットが形成される。

また、本発明の一実施形態において、センサ保持部の当接面は、放熱板の配置面と対向しており、また、センサヘッドは、柱状を有し、柱状の長手方向における一端の面は、リードが接続された平坦面であり、長手方向における他端の面は、配置面と対向して配置されていてもよい。

また、本発明の一実施形態において、センサヘッドの他端の面は、配置面に接触していてもよい。

また、本発明の一実施形態において、センサヘッドの他端の面と配置面との間には所定の隙間が設けられ、コイル装置は、所定の隙間に充填された充填剤を更に備えてもよい。

また、本発明の一実施形態において、センサ保持部は、リードが通される切れ込みが形成され、切れ込みに通されたリードを挟んで保持するリード保持部を有してもよい。

また、本発明の一実施形態において、センサ保持部は、絶縁被覆部材とは一体に形成されており、絶縁被覆部材に固定されていてもよい。

また、本発明の一実施形態において、絶縁被覆部材は、コアと一体に形成されたボビンであってもよい。

また、本発明の一実施形態において、コイル装置は、コイルの軸と平行な方向において、コイルと重なる位置に配置された第２の温度センサを更に備えてもよい。

本発明の実施形態の構成により、放熱板の温度特性を把握可能なコイル装置が提供される。

本発明の実施形態に係るリアクトルの斜視図である。 本発明の実施形態に係るリアクトルの分解斜視図である。 本発明の実施形態のＵ型コアユニット及びコイル用サーミスタの斜視図である。 本発明の実施形態のＵ型コアユニット及びケース用サーミスタの斜視図である。 本発明の実施形態のＵ型コアユニット及びケース用サーミスタの分解斜視図である。 本発明の実施形態のＵ型コアユニット及びケース用サーミスタの分解斜視図である。 本発明の実施形態のリアクトルの上面図及び側面図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態のリアクトル１（コイル装置）について説明する。なお、本発明はリアクトルに限定されず、例えば、トランス等の別の種類のコイル装置に適用することができる。

図１はリアクトル１の斜視図であり、図２はその分解図である。なお、以下の実施形態に関する説明において、図１における右上側から左下側に向かう方向を幅方向（Ｘ軸方向）、左上側から右下側に向かう方向を奥行方向（Ｙ軸方向）、下側から上側に向かう方向を上下方向（Ｚ軸方向）と定義する。なお、リアクトル１を使用する際には、リアクトル１をどのような方向に向けて配置してもよい。

図１及び図２に示されるように、リアクトル１は、リアクトル本体１ａ、コイル用サーミスタ（温度センサ）４１、ケース用サーミスタ（温度センサ）４２、放熱ケース５０及び端子台６０を備えている。リアクトル本体１ａは、コイル１０とコアモジュール２０を有する。

放熱ケース５０は略箱形を有しており、リアクトル本体１ａの下側の部分を収容する。放熱ケース５０は、熱伝導性の高い材料で形成されている。放熱ケース５０の材料は、例えば、アルミニウム、真鍮、ステンレス鋼等の金属材料が用いられる。リアクトル本体１ａ（具体的にはコアモジュール２０）のＸ軸方向両端には、それぞれリアクトル本体１ａを放熱ケース５０に取り付けるためのブラケット３０が形成されている。ブラケット３０には、上下方向に貫通する開口が設けられている。また、放熱ケース５０のブラケット３０に対応する箇所には、雌ネジが形成されている。ブラケット３０の開口に通されたボルト３１を、雌ネジにねじ込み、締め付けることで、リアクトル本体１ａが放熱ケース５０に固定される。

リアクトル本体１ａが放熱ケース５０に取り付けられた後、放熱ケース５０とリアクトル本体１ａとの隙間に充填剤７０が充填される。なお、放熱ケース５０に充填剤７０が流し込まれた後に、リアクトル本体１が放熱ケース５０に取り付けられてもよい。充填剤７０は、例えば、シリコーン系の樹脂であり、絶縁性及び比較的高い熱伝導性を有している。充填剤７０は、放熱ケース５０に流し込まれる際には液体状である。充填剤７０は、放熱ケース５０に流し込まれた後に加温されることによって硬化される。

また、放熱ケース５０は、その底部に板状の放熱板５１を有し、放熱板５１を介して外部の冷却装置（不図示）によって冷却される。冷却装置は、例えば、水冷式の冷却装置であり、冷却水を循環させることによって放熱板５１を冷却するものである。なお、冷却装置は、空冷式のものであってもよく、或いは、駆動制御が不要なヒートシンクであってもよい。このように、放熱板５１の上面（配置面）５１ａの上にリアクトル本体１ａを配置することにより、リアクトル本体１ａを効率よく冷却可能となり、温度上昇によるリアクトル１の特性の低下を抑制可能となる。また、放熱ケース５０とリアクトル本体１ａの隙間に、比較的高い熱伝導性の充填剤７０を充填することにより、リアクトル本体１ａをより効率的に冷却可能となる。

図２に示されるように、コアモジュール２０は、２つの略Ｕ字状に形成されたＵ型コアユニット２０ａ及び２０ｂのＵ字の先端同士を、ギャップ部材２０ｇを介して突き合わせて接合させた、略Ｏ字形のリングコアである。Ｕ型コアユニット２０ａ及び２０ｂは、磁性体から形成されたＵ型コア２１ａ及び２１ｂをそれぞれ、ボビン（被覆部材）２２ａ及び２２ｂで被覆したものである。ボビン２２ａ及び２２ｂの材料には、例えば、絶縁性及び耐熱性を有する樹脂が使用される。ボビン２２ａ及び２２ｂに使用される樹脂材料は、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、ＢＭＣ（Bulk Molding Compound）、ＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide）、ＰＢＴ（Polybutylene Terephthalate）などである。ギャップ部材２０ｇは、所定の厚さを有する非磁性体（例えば、アルミナ等の各種セラミックスや樹脂）の板材である。

Ｕ型コアユニット２０ａ（Ｕ型コア２１ａ、ボビン２２ａ）は、２つの直線部２０ａ１と、２つの直線部２０ａ１を連結する連結部（突出部）２０ａ２を有する。Ｕ型コアユニット２０ａの連結部２０ａ２では、Ｕ型コア２１ａとボビン２２ａが射出成形により一体に成形されている。また、Ｕ型コアユニット２０ａの直線部２０ａ１では、Ｕ型コア２１ａとボビン２２ａとは別体である。直線部２０ａ１のボビン２２ａは筒状に成形されており、この筒状の中空部にブロック状のコアが挿入されている。これにより、Ｕ型コア２１ａがボビン２２ａによって被覆される。Ｕ型コアユニット２０ａ（ボビン２２ａ）の外壁面のうち、２つの直線部２０ａ１と連結部２０ａ２との境界部分には、フランジ２２ａ１が形成されている。フランジ２２ａ１は、Ｕ型コアユニット２０ａの外壁面からＺ軸方向及びＸ軸方向に突出した板状を有する。

Ｕ型コアユニット２０ｂ（Ｕ型コア２１ｂ、ボビン２２ｂ）は、２つの直線部２０ｂ１と、２つの直線部２０ｂ１を連結する連結部（突出部）２０ｂ２を有する。Ｕ型コアユニット２０ｂの連結部２０ｂ２では、Ｕ型コア２１ｂとボビン２２ｂが射出成形により一体に成形されている。また、Ｕ型コアユニット２０ｂの直線部２０ｂ１では、Ｕ型コア２１ｂとボビン２２ｂとは別体である。直線部２０ｂ１のボビン２２ｂは筒状に成形されており、この筒状の中空部にブロック状のコアが挿入されている。これにより、Ｕ型コア２１ｂがボビン２２ｂによって被覆される。Ｕ型コアユニット２０ｂ（ボビン２２ｂ）の外壁面のうち、２つの直線部２０ｂ１と連結部２０ｂ２との境界部分には、フランジ２２ｂ１が形成されている。フランジ２２ｂ１は、Ｕ型コアユニット２０ｂの外壁面からＺ軸方向及びＸ軸方向に突出した板状を有する。

コイル１０は、互いに平行に配置された２つの同一構造の直線コイル部１２ａ、１２ｂを有している。直線コイル部１２ａと直線コイル部１２ｂの間には、所定の間隙が設けられている。各直線コイル部１２ａ、１２ｂは、導線をＹ軸と平行な軸の周りで螺旋状に巻回して形成したものである。本実施形態の直線コイル部１２ａ、１２ｂは、平角線を幅方向に曲げたエッジワイズコイルであるが、導線に丸線を用いたものであってもよい。２つの直線コイル部１２ａ、１２ｂのそれぞれの左上側（Ｙ軸負方向側）の一端同士は接続されている。また、２つの直線コイル部１２ａ、１２ｂのそれぞれの右下側（Ｙ軸正方向側）の端部（リード部１１ａ、１１ｂ）は、後述する端子台６０に接続される。

リアクトル本体１ａを組み立てる際には、直線コイル部１２ａ、１２ｂの中空部に、一端側からＵ型コアユニット２０ａの２つの直線部２０ａ１がそれぞれ通され、他端側からＵ型コアユニット２０ｂの２つの直線部２０ｂ１がそれぞれ通される。次いで、直線部２０ａ１と直線部２０ｂ１の端面同士が、ギャップ部材２０ｇを介して突き合わされて接着される。各Ｕ型コアユニット２０ａ、２０ｂの連結部（突出部）２０ａ２、２０ｂ２は、直線コイル部１２ａ、１２ｂの中空部には挿入されず、中空部から突出している。フランジ２２ａ１、２２ｂ１は、リアクトル本体１ａが組み立てられた状態において、直線コイル部１２ａ、１２ｂの軸方向（Ｙ軸方向）への移動を規制する。これにより、直線コイル部１２ａ、１２ｂは、それぞれ軸方向において２つのフランジ２２ａ１、２２ｂ１に挟まれた領域に配置される。

放熱ケース５０の縁部の一端には、端子台６０が取り付けられている。端子台６０は、バスバー６１ａ及び６１ｂを備えており、各バスバー６１ａ、６１ｂは、それぞれコイル１０のリード部１１ａ、１１ｂに溶接される。

コイル用サーミスタ４１は、柱状のセンサヘッド４１ａと２本のリード４１ｂを有する。また、ケース用サーミスタ４２は、柱状のセンサヘッド４２ａと２本のリード４２ｂを有する。本実施形態では、各センサヘッド４１ａ、４２ｂの形状は角柱状であるが、断面が多角形の多角柱状や断面が円形の円柱状であってもよい。各センサヘッド４１ａ、４２ａ内には、温度に対して感度を有する感熱素子４１ｃ、４２ｃがそれぞれ配置されている（図３及び図４参照）。各感熱素子４１ｃ、４２ｃからの出力は、センサヘッド４１ａ、４２ａの軸線方向における一端側の面（後端面）に接続されたリード４１ｂ、４２ｂを通って外部の温度測定装置（不図示）にそれぞれ入力される。感熱素子４１ｃ、４２ｃは、センサヘッド４１ａ、４２ａ内の他端側（先端側）に配置されている。そのため、センサヘッド４１ａ、４２ａは、先端側が、後端側に比べて温度に対する感度が高い。２本のリード４１ｂは、チューブ状の被覆部材４１ｆで被覆されている。２本のリード４２ｂはチューブ状の被覆部材４２ｆで被覆されている。被覆部材４１ｆと被覆部材４２ｆは何れも樹脂製である。

コイル用サーミスタ４１のセンサヘッド４１ａは、センサ保持部２３によって保持されている。ケース用サーミスタ４２のセンサヘッド４２ａは、センサ保持部２４によって保持されている。センサ保持部２３及び２４の詳細は後述する。

次に、センサ保持部２３の詳細を説明する。図３は、Ｕ型コアユニット２０ａ及びコイル用サーミスタ４１の斜視図である。本実施形態では、センサ保持部２３は、Ｕ型コアユニット２０ａのボビン２２ａと一体に成形されている。

センサ保持部２３は、２つの直線コイル部１２ａと直線コイル部１２ｂの間に配置される板状部２３ａを有している。また、センサ保持部２３は、Ｙ軸方向において、板状部２３ａの端部２３ｄと対向して配置された支持部２３ｃを有している。支持部２３ｃは、直線コイル部１２ａ、１２ｂよりも上方において、連結部２３ｇにより板状部２３ａ（端部２３ｄ）と連結されている。端部２３ｄの下方には、Ｙ軸方向において支持部２３ｃに向かって突出する板状の突出部２３ｈが形成されている。支持部２３ｃと連結部２３ｇは湾曲するように弾性変形可能であり、この弾性変形により支持部２３ｃと端部２３ｄの間隔が変化する。なお、自然状態における支持部２３ｃと端部２３ｄの間隔は、センサヘッド４１ａの幅（Ｙ軸方向における長さ）と略同じである。支持部２３ｃと端部２３ｄの互いに対向する位置にはそれぞれ、突起２３ｅが形成されている。これらの突起２３ｅは、何れも同じ高さに形成されている。

支持部２３ｃと端部２３ｄは、コイル用サーミスタ４１のセンサヘッド４１ａを収容する収容部２３ｂを形成している。収容部２３ｂは、Ｙ軸方向におけるコイル１０の中央付近に対応する位置に形成されている。また、突出部２３ｈの上側の面は、収容部２３ｂの底面を形成している。

センサヘッド４１ａが収容部２３ｂに上方から挿入されると、センサヘッド４１ａが支持部２３ｃの突起２３ｅを押すことにより、２つの突起２３ｅの間隔が広がるように支持部２３ｃが反る（弾性変形する）。これにより、センサヘッド４１ａは収容部２３ｂ内の突起２３ｅよりも下側の領域に挿入可能となる。また、センサヘッド４１ａの全長が突起２３ｅの間を通過すると、支持部２３ｃの反りが解消して、支持部２３ｃは自然状態に戻る。センサヘッド４１ａが収容部２３ｂ内に挿入されると、センサヘッド４１ａの先端側の面が突出部２３ｈに突き当たり、センサヘッド４１ａが放熱板５１付近まで挿入され過ぎてしまうことが防止される。

各突起２３ｅの下側の面は、水平面（ＸＹ平面）と平行に形成されている。また、センサヘッド４１ａは、角柱状（直方体状）であるため、収容部２３ｂ内に収容されると、センサヘッド４１ａの上端面は（後端面）水平に配置される。そのため、一旦、センサヘッド４１ａが収容部２３ｂ内の突起２３ｅよりも下側の領域に挿入されると、リード４１ｂが上に引っ張られても、各突起２３ｅの下側の面とセンサヘッド４１ａの後端面が突き当たるため、センサヘッド４１ａが収容部２３ｂから引き抜かれることが防止される。なお、センサヘッド４１ａの厚さ（Ｘ軸方向の長さ）は、２つの直線コイル部１２ａと直線コイル部１２ｂの隙間よりも僅かに薄くなっている。そのため、センサヘッド４１ａは、Ｘ軸方向に移動することができず、収容部２３ｂから抜け落ちてしまうことがない。

センサ保持部２３の連結部２３ｇには、センサヘッド４１ａから引き出されたリード４１ｂを保持するリード保持部２３ｆが設けられている。リード保持部２３ｆは、リード４１ｂが引っ掛けられる椀部２３ｆ１と、リード４１ｂが通される切れ込み２３ｆ２とを有している。センサヘッド４１ａが収容部２３ｂの突起２３ｅよりも下側に挿入された後、リード４１ｂは上方に向かって引っ張られながら椀部２３ｆ１に引っ掛けられる。椀部２３ｆ１に引っ掛けられたリード４１ｂは、切れ込み２３ｆ２に通される。切れ込み２３ｆ２は、Ｙ軸方向に貫通し、上方に向かって開いている。切れ込み２３ｆ２のＸ軸方向の幅は、リード４１ｂを被覆する被覆部材４１ｆの自然状態における外径よりも小さく設計されている。そのため、切れ込み２３ｆ２内に被覆部材４１ｆが通されると、被覆部材４１ｆが潰れるように弾性変形する。これにより、被覆部材４１ｆ（リード４１ｂ）は、切れ込み２３ｆ２内で弾性的に挟み込まれて保持される。また、リード４１ｂが上方に引っ張られると、リード４１ｂを介してセンサヘッド４１ａも上方に引っ張られて、センサヘッド４１ａと突起２３ｅが面接触する。また、リード４１ｂがリード保持部２３ｆによって保持されると、リード４１ｂは上方に引っ張られた状態で維持されると共に、センサヘッド４１ａは、上端面（後端面）が突起２３ｅの下面に面接触した状態が維持される。これにより、センサヘッド４１ａは、その位置が固定される。リード保持部２３ｆによって保持されたリード４１ｂは、外部の温度測定装置（不図示）に接続される。

次に、センサ保持部２４の詳細を説明する。図４はＵ型コアユニット２０ｂ及びケース用サーミスタ４２の斜視図である。また、図５及び図６は、Ｕ型コアユニット２０ｂにケース用サーミスタ４２を取り付ける前の状態を示した図である。本実施形態では、センサ保持部２４は、Ｕ型コアユニット２０ｂのボビン２２ｂと一体に成形されている。

センサ保持部２４は、位置決め部２５とリード保持部２６とを有する。位置決め部２５は、ケース用サーミスタ４２のセンサヘッド４２ａが収容される収容部２５ａを有している。詳しくは、位置決め部２５は、ボビン２２ｂのＸ軸正方向側の外壁面のうち、Ｙ軸負方向側の端部の下部から突出して形成されている。言い換えると、位置決め部２５は、Ｕ型コアユニット２０ｂの連結部２０ｂ２のＸ軸正方向側の外壁面のうち、下部から突出して形成されている。収容部２５ａには、そのＹ軸負方向側端面からＺ軸方向負方向側端面にかけて開口２５ｂが設けられており、センサヘッド４２ａは、長手方向を上下に向けて、その上側（後端側）の部分が開口２５ｂを通して収容部２５ａに収容される。収容部２５ａの上下方向の長さは、センサヘッド４２ａの全長よりも短い。そのため、センサヘッド４２ａのうち、感熱素子４２ａが配置されている先端側（下側）の部分は収容部２５ａから下方に突出している。これにより、放熱板５１からセンサヘッド４２ａの先端側の部分へ向かう熱がセンサ保持部２４で遮蔽されてしまうことが防止され、ケース用サーミスタ４２による放熱板５１の温度の測定精度を向上することができる。なお、この収容部２５ａの上下方向の長さは、センサヘッド４２ａの全長と同じ長さまで長くしてもよい。

位置決め部２５の上下方向の位置は、リアクトル本体１ａが放熱ケース５０内に収容されて固定されたときに、センサヘッド４２ａの下側（先端側）の端面４２ｅが、放熱板５１の上面５１ａに近接して配置されるような位置となっている。

本実施形態では、センサヘッド４２ａと放熱板５１の上面５１ａとの間には、所定の隙間が設けられている。この隙間を小さくするほど、センサヘッド４２ａが放熱板５１に近付き、ケース用サーミスタ４２による放熱板５１の温度の測定精度が向上する。また、ボビン２２ａ、２２ｂや放熱ケース５０の寸法に製造誤差があると、リアクトル本体１ａが放熱ケース５０に固定される際に、センサヘッド４２ａが放熱板５１に強く付勢されて接触し、センサヘッド４２ａが破損する虞がある。そのため、位置決め部２５の位置を、当接面２５ｄにセンサヘッド４２ａの後端面４２ｄが接触しているときにセンサヘッド４２ａと放熱板５１の上面５１ａとの間に僅かに隙間が生じるように設計することにより、センサヘッド４２ａが放熱板５１に強く付勢されることを防止することができる。

また、センサヘッド４２ａと放熱板５１の隙間には、比較的高い熱伝導性を有する充填剤７０（例えば、シリコーン系の樹脂）が充填される（図７参照）。これにより、放熱板５１からセンサヘッド４２ａへ熱が伝達し易くなり、ケース用サーミスタ４２による放熱板５１の温度の測定精度が向上する。センサヘッド４２ａを含むリアクトル本体１ａが放熱ケース５０に取り付けられた後に、放熱ケース５０内に充填剤７０が流し込まれる場合、センサヘッド４２ａと放熱板５１の隙間の大きさは、外部から充填剤７０を充填可能な大きさに設計されている。

なお、センサヘッド４２ａの下側の端面４２ｅは平坦面であり、放熱板５１の上面５１ａに面接触してもよい。センサヘッド４２ａが放熱板５１に面接触することにより、両者の間に隙間を設けられている場合に比べてケース用サーミスタ４２による放熱板５１の温度の測定精度が向上する。

位置決め部２５の上部には、収容部２５ａの内部と外部を繋ぐ、上下方向に貫通したスリット２５ｃが形成されている。スリット２５ｃは、Ｙ軸負方向側において開口２５ｂと繋がっている。また、スリット２５ｃは、Ｘ軸方向における幅が、センサヘッド４２ａの幅よりも細く、且つ、リード４２ｂの外径よりも広くなるように形成されている。センサヘッド４２ａが収容部２５ａに収容されると、リード４２ｂがスリット２５ｃに通され、収容部２５ａの外側に引き出される。

センサヘッド４２ａが収容部２５ａに収容されると、リード４２ｂが上に引っ張られる。このとき、スリット２５ｃの周縁部の下面２５ｄ（当接面２５ｄ）にセンサヘッド４２ａの後端面４２ｄが当接する。これにより、センサヘッド４２ａが上下方向において位置決めされる。また、収容部２５ａのＸ軸方向における長さは、センサヘッド４２ａの厚さ（Ｘ軸方向における長さ）よりも僅かに大きい。そのため、センサヘッド４２ａは、収容部２５ａ内に、Ｘ軸方向において略隙間なく収容される。また、収容部２５ａ内には、Ｙ軸方向においてセンサヘッド４２ａと当接する当接面２５ｅを有している。従って、収容部２５ａ内にセンサヘッド４２ａが収容され、リード４２ｂが上に引っ張られると、センサヘッド４２ａは、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の３方向において収容部２５ａ内の面に当接する。これにより、センサヘッド４２ａが全方向において位置決めされる。

また、センサ保持部２４のリード保持部２６は、図４に示すように、ボビン２２ｂの上部（Ｚ軸正方向側の外壁面）から上方に向かって突出した板状を有している。リード保持部２６には、Ｘ軸方向に切れ込まれ、Ｙ軸方向に貫通した切れ込み２６ａが形成されている。切れ込み２６ａは、Ｘ軸負方向（すなわち、位置決め部２５から遠ざかる方向）に開いている。位置決め部２５のスリット２５ｃを通して引き出されたリード４２ｂは、ボビン２２ｂの側面及び上面に沿って引き回され、リード保持部２６の切れ込み２６ａに通される。切れ込み２６ａのＺ軸方向の幅は、リード４２ｂを被覆する被覆部材４２ｆの自然状態における外径よりも小さく設計されている。そのため、切れ込み２６ａ内に被覆部材４２ｆが通されると、被覆部材４２ｆが潰れるように弾性変形する。これにより、被覆部材４２ｆ（リード４２ｂ）は、リード保持部２６によって弾性的に挟み込まれて保持される。このとき、リード４２ｂには、適度な張力が加えられているため、センサヘッド４２ａの後端面４２ｄが収容部２５ａの当接面２５ｄに突き当てられた状態で位置決め部２５に保持される。これにより、ケース用サーミスタ４２は、リアクトル本体１ａ（ボビン２２ｂ）に取り付けられる。また、センサヘッド４２ａと当接面２５ｄが面で接触することにより、センサヘッド４２ａは、その位置が安定して保持される。切れ込み２６ａを通されたリード４２ｂは、外部の温度測定装置（不図示）に接続される。

なお、本実施形態において、リード保持部２６が形成されている位置はボビン２２ｂの上部に限定されない。例えば、リード保持部２６は、位置決め部２５のスリット２５ｃを通されたリード４２ｂを保持可能であればよく、例えば、ボビン２２ｂの位置決め部２５が形成されている面に形成されていてもよい。或いは、リード保持部２６は、放熱ケース５０に設けられていてもよい。

また、位置決め部２５のスリット２５ｃが、リード保持部２６を兼ねていてもよい。この場合、スリット２５ｃの幅は、リード４２ｂの外径よりも小さく設計されている。また、位置決め部２５は弾性変形可能であり、スリット２５ｃにリード４２ｂが通されると、スリット２５ｃの幅が広がるように弾性変形する。これにより、リード４２ｂはスリット２５ｃ内において位置決め部２５によって挟み込まれて保持される。

また、位置決め部２５が、単独でセンサヘッド４２ａを保持する構成としてもよい。この場合、例えば、収容部２５ａのＸ軸方向の長さが、センサヘッド４２ａのＸ軸方向の長さよりも僅かに小さく設計される。この構成において、収容部２５ａにセンサヘッド４２ａが収容されると、収容部２５ａのＸ軸方向の幅が広がるように弾性変形する。これにより、センサヘッド４２ａは収容部２５ａ内において、位置決め部２５によって挟み込まれて保持される。

図７（ａ）は、リアクトル１のうち、ケース用サーミスタ４２近傍の側面図を示す。図７（ｂ）は、リアクトル１のうち、ケース用サーミスタ４２近傍の上面図を示す。図７（ａ）において、放熱ケース５０はＹＺ面に平行な断面を示している。図７（ａ）及び図７（ｂ）において、充填剤７０は透過させて示している。

図７（ａ）に示すように、ケース用サーミスタ４２のセンサヘッド４２ａは、感度の比較的高い先端側が放熱板５１の上面（配置面）５１ａに近接して配置される。図７（ａ）に示す例では、センサヘッド４２ａの端面４２ｅと放熱板５１との間に隙間が設けられているが、センサヘッド４２ａは放熱板５１に接触していてもよい。また、センサヘッド４２ａと放熱板５１の間に隙間がある場合、その隙間は熱伝導率の高い充填剤７０で充填される。そのため、ケース用サーミスタ４２を用いて、放熱板５１の温度を正確に測定することができる。放熱板５１は、放熱ケース５０のうち、外部の冷却装置によって冷却される箇所である。そのため、放熱板５１の温度を正確に測定することにより、リアクトル１の発熱に対する冷却装置の冷却効果を把握可能になり、冷却装置を用いたリアクトル１の温度制御が容易となる。

また、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、ケース用サーミスタ４２のセンサヘッド４２ａは、放熱ケース５０内においてコイル１０から比較的離れた位置に配置されている。詳しくは、センサヘッド４２ａは、Ｕ型コアユニット２０ｂのうち、直線コイル部１２ａ、１２ｂの中空部に挿入されていない箇所（連結部２０ｂ２）の外壁面に配置されている。そのため、センサヘッド４２ａは、コイル１０の軸方向（Ｙ軸方向）において、コイル１０と重ならない位置に配置される。また、軸方向（Ｙ軸方向）において、センサヘッド４２ａは、コイル１０から所定の間隔Ｌを空けて配置されている。

本実施形態のリアクトル１内の部材のうち、電流が流されるコイル１０は、特に発熱量の多い部材である。そのため、仮に、センサヘッド４２ａが、コイルの軸方向（本実施形態ではＹ軸方向）においてコイル１０と重なる位置に配置されていると、コイル１０からセンサヘッド４２ａまでの距離が小さくなり、センサヘッド４２ａによって測定される温度に対するコイル１０の発熱の影響が大きくなる。この場合、ケース用サーミスタ４２により、放熱板５１の温度を正確に測定できなくなる虞がある。これに対し、本実施形態では、センサヘッド４２ａが、軸方向においてコイル１０と重ならないように配置されているため、コイル１０からセンサヘッド４２ａまでの距離が比較的大きくなる。そのため、ケース用サーミスタ４２によって測定される温度へのコイル１０の発熱の影響が小さくなり、放熱板５１の温度の測定精度を向上することができる。更に、本実施形態では、軸方向（Ｙ軸方向）において、センサヘッド４２ａがコイル１０から所定の間隔Ｌだけ離されて配置されているため、ケース用サーミスタ４２によって測定される温度へのコイル１０の発熱の影響を更に抑えることができる。

また、コイル１０のうち、２つの直線コイル部１２ａ及び１２ｂによって挟まれ、且つ、Ｙ軸方向における中央付近の領域（コイル用サーミスタ４１のセンサヘッド４１ａの近傍）の温度が特に上昇し易い。しかし、本実施形態では、センサヘッド４２ａは、コイル１０の中央付近から、Ｕ型コアユニット２０ｂの連結部２０ｂ２やフランジ２２ｂ２によって隔てられた位置に配置されている。言い換えると、コイル１０の中心部とセンサヘッド４２ａを結ぶ線上に、連結部２０ｂ２やフランジ２２ｂ２が配置されている。そのため、コイル１０の中心部で発生した熱がセンサヘッド４２ａまで伝わり難くなり、ケース用サーミスタ４２によって測定される温度へのコイル１０の発熱の影響を更に抑えることができる。

また、本実施形態では、コイル用サーミスタ４１を用いてコイル１０近傍の温度が測定される。コイル用サーミスタ４１のセンサヘッド４１ａは、直線コイル部１２ａと直線コイル部１２ｂに挟まれた位置に配置されている。そのため、コイル用サーミスタ４１により、コイル１０の発熱の度合いを正確に測定することができる。

また、本実施形態では、２つのサーミスタ４１、４２により、放熱板５１とコイル１０近傍の２箇所の温度が測定される。そのため、発熱量の多いコイル１０の温度と、コイル１０の発熱に伴うリアクトル１の冷却効果の度合いの両方を正確に把握することができる。これにより、コイル１０に電流を供給する電源装置と放熱板５１を冷却する冷却装置の両方の制御が容易となる。

また、本実施形態では、各サーミスタ４１、４２のセンサヘッド４１ａ、４２ａは、それぞれセンサ保持部２３、２４によって位置決めされた上で保持される。これにより、センサヘッド４１ａ、４２ａの配置のバラツキに起因する温度の測定誤差が低減する。

以上が本発明の実施形態の説明である。本発明の実施の形態は、上記に説明したものに限定されず、特許請求の範囲の記載により表現された技術的思想の範囲内で任意に変更することができる。

例えば、上述の実施形態では、リアクトル本体１ａは放熱ケース５０内に収容されているが、放熱ケース５０は必ずしも必要ではない。例えば、板状の放熱板の面（配置面）上にリアクトル本体１ａが配置されてもよい。この場合、放熱板が外部の冷却装置によって冷却される。

上述の実施形態では、センサ保持部２４はボビン２２ｂと一体に成形されている。そのため、本実施形態の構成は、センサ保持部２４とボビン２２ｂを別体とした場合に比べて、リアクトル１の部品点数が少なくなると共に、リアクトル１の組み立てが容易となる。また、本実施形態の構成は、センサ保持部２４とボビン２２ｂを別体とした場合に比べて、センサ保持部２４のボビン２２ｂへの取り付け時の位置ズレが発生しない分、センサ保持部２４の位置精度が向上する。これにより、放熱板５１に対するセンサヘッド４２ａの位置精度が向上し、位置の誤差に起因する温度の測定精度の低下が抑制される。なお、センサ保持部２４は放熱ケース５０の内壁面と一体に成形されていてもよい。

また、センサ保持部２４とボビン２２ｂは別体であってもよい。この場合、センサ保持部２４は、ボビン２２ｂ或いは放熱ケース５０に対し接着やネジ留め等で取り付けられる。センサ保持部２４を、ボビン２２ｂや放熱ケース５０は別体とすることにより、ボビン２２ｂや放熱ケース５０は、構成が簡素となり、作製が容易となる。

上述の実施形態では、ケース用サーミスタ４２は、センサ保持部２４を用いてボビン２２ｂに保持されるが、本実施形態はこの構成に限定されない。例えば、ケース用サーミスタ４２は、ボビン２２ｂの外壁面に接着やねじ留めによって直接取り付けられてもよい。或いは、ケース用サーミスタ４２は、放熱ケース５０の内壁面に接着やネジ留め等によって直接取り付けられてもよい。

上述の実施形態は、Ｕ型コア２１ａの一部はボビン２２ａと一体に成形されており、Ｕ型コア２１ｂの一部はボビン２２ｂと一体に成形されているが、本実施形態はこの構成に限定されない。例えば、Ｕ側コア２１ａとボビン２２ａは別体であってもよい。また、Ｕ側コア２１ｂとボビン２２ｂは別体であってもよい。

また、上述の実施形態では、コイル用サーミスタ４１のリード４１ｂは、リード４１ｂを被覆する被覆部材４１ｆが潰れるように弾性変形することによってリード保持部２３ｆに弾性的に挟み込まれて保持される。しかし、本実施形態のリード保持部２３ｆはこの構成に限定されない。例えば、リード保持部２３ｆは、切れ込み２３ｆ２のＸ軸方向の長さが広がるように弾性変形可能であってもよい。この場合、リード４１ｂは、リード保持部２３ｆが弾性変形することによって切れ込み２３ｆ２に通され、弾性的に保持される。

また、上述の実施形態では、ケース用サーミスタ４２のリード４２ｂは、リード４２ｂを被覆する被覆部材４２ｆが潰れるように弾性変形することによってリード保持部２６に弾性的に挟み込まれて保持される。しかし、本実施形態のリード保持部２６はこの構成に限定されない。例えば、リード保持部２６は、切れ込み２６ａのＺ軸方向の長さが広がるように弾性変形可能であってもよい。この場合、リード４２ｂは、リード保持部２６が弾性変形することによって切れ込み２６ａに通され、弾性的に保持される。

また、上述の実施形態は、コイル１０は、２つの直線コイル部１２ａ、１２ｂを互いに平行に配置したものであるが、本実施形態のコイル１０はこの構成に限定されない。例えば、コイル１０は、直線コイル部を一つだけ含むものであってもよい。

また、コイル１０の軸は、上下方向（Ｚ軸方向）に平行であってもよい。この場合、ケース用サーミスタ４２のセンサヘッド４２ａは、コイル１０の軸方向（上下方向）において、コイル１０と重ならないように配置される。

１ リアクトル
１ａ リアクトル本体
１０ コイル
２０ コアモジュール
２３ センサ保持部
２４ センサ保持部
２５ 位置決め部
２６ リード保持部
４１ コイル用サーミスタ
４２ ケース用サーミスタ
５０ 放熱ケース
６０ 端子台
７０ 充填剤

Claims (9)

1. 放熱板と、
   前記放熱板の配置面上に配置されたコイルと、
   前記配置面の近傍であって、前記コイルの軸と平行な方向において該コイルとは重ならない位置に配置された第１の温度センサと、
   を備え、
   前記コイル内に通された直線部と、該コイル内から突出した突出部と、を有するコアと、
   前記コアのうち、少なくとも前記突出部の一部を被覆する絶縁被覆部材と、
   を更に備え、
   前記絶縁被覆部材は、前記第１の温度センサを保持するセンサ保持部を有し、
   前記第１の温度センサは、
   外形の少なくとも一部が平坦面であるセンサヘッドと、
   前記平坦面の一部に接続されたリードと、
   を有し、
   前記センサ保持部は、前記平坦面と当接する当接面を有し、
   前記当接面には、前記センサヘッドよりも細いスリットが形成され、該スリットに前記リードが通されている、
   コイル装置。
2. 前記第１の温度センサは、前記コイルの軸と平行な方向において、該コイルから所定の間隔を空けて配置されている、
   請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記センサ保持部の前記当接面は、前記放熱板の前記配置面と対向しており、
   前記センサヘッドは、
   柱状を有し、
   前記柱状の長手方向における一端の面は、前記リードが接続された前記平坦面であり、
   前記長手方向における他端の面は、前記配置面と対向して配置される、
   請求項１又は請求項２に記載のコイル装置。
4. 前記センサヘッドの前記他端の面は、前記配置面に接触している、
   請求項３に記載のコイル装置。
5. 前記センサヘッドの前記他端の面と前記配置面との間には所定の隙間が設けられ、
   前記所定の隙間に充填された充填剤を更に備える、
   請求項３に記載のコイル装置。
6. 前記センサ保持部は、
   前記リードが通される切れ込みが形成され、該切れ込みに通された該リードを挟んで保持するリード保持部を有する、
   請求項１から請求項５の何れか一項に記載のコイル装置。
7. 前記センサ保持部は、前記絶縁被覆部材とは一体に形成されており、該絶縁被覆部材に固定されている、
   請求項１から請求項６の何れか一項に記載のコイル装置。
8. 前記絶縁被覆部材は、前記コアと一体に形成されたボビンである、
   請求項１から請求項７の何れか一項に記載のコイル装置。
9. 前記コイルの軸と平行な方向において、該コイルと重なる位置に配置された第２の温度センサを更に備える、
   請求項１から請求項８の何れか一項に記載のコイル装置。

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