JP6919984B2 - コイル装置 - Google Patents

Description

本発明は、センサを備える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。温度センサは円柱状のセンサヘッドと、センサヘッドの長手方向における一端（後端）に接続されたリードを有している。２つの直線コイルの間には、センサヘッドを保持する保持板が配置されている。保持板には、センサヘッドの他端（前端）側から挿入される収納部が設けられている。また、保持板の収納部の外側には、リードが絡められる係合部や案内板、溝部が形成されている。

特許文献１では、センサヘッドは、収納部に挿入されると、前端部が収納部の底に突き当てられる。センサヘッドの後端部に接続されたリードは、収納部の外側において、前端側に向かって折り曲げられた上で、センサヘッドの後端部よりも前端側において係合部に引っ掛けられる。リードは、更に、案内板や溝部に沿って引き回されて保持される。このように、特許文献１に開示されるリアクトルでは、センサヘッドが収納部に収納された後、リードがセンサヘッドの前端側に向かって折り曲げられるため、センサヘッドには、収納部内に押し込まれるような力が働く。また、折り曲げられたリードは、係合部や案内部、溝部に絡められて、その状態が維持される。これにより、センサヘッドの位置が固定され、長手方向に（詳しくは、後端側に向かって）移動することが防止される。

特開２０１５−９５５６９号公報

特許文献１に開示されているリアクトルでは、温度センサのセンサヘッドを固定するために、センサヘッドを押し下げるようにリードを折り曲げた状態で、リードを係合部や溝部に絡める必要がある。そのため、センサヘッドを固定するための作業が繁雑であった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、センサを容易に取り付け可能なコイル装置を提供することである。

本発明の一実施形態に係るコイル装置は、柱状のセンサヘッドと、センサヘッドの長手方向における一端に接続されたリードと、を有し、所定の物理量を検出するセンサと、長手方向に直交する第１方向において、センサヘッドを間に挟んで支持する第１及び第２の支持部と、を備える。この構成において、第１の支持部は、長手方向に平行な第１の対向面を有し、第２の支持部は、長手方向に平行で、且つ、第１方向において第１の対向面に対向する第２の対向面を有し、センサヘッドは、前記第１の対向面と前記第２の対向面との間に配置され、第１及び第２の支持部の少なくとも一方は、第１方向における第１及び第２の支持部の間隔が広がるように湾曲して変形可能であり、第１及び第２の対向面の少なくとも一方は、第１方向に突出する突起を有し、突起は、長手方向において、センサヘッドの一端に対向する。

このような構成によれば、第１及び第２の支持部の少なくとも一方を湾曲させて弾性変形させることにより、センサのセンサヘッドを第１及び第２の支持部の間に容易に挿入可能である。また、センサヘッドの一端側への移動が突起によって規制されるため、センサヘッドの位置を、第１及び第２の支持部及び突起によって規定される領域に維持することができる。

また、本発明の一実施形態において、センサヘッドは、被測定物の間隙内に、長手方向及び第１方向の両方向に直交する第２方向において略隙間なく配置されてもよい。この場合、第１及び第２の支持部は、間隙内においてセンサヘッドを支持する。

また、本発明の一実施形態において、コイル装置は、センサヘッドを、長手方向及び第１方向の両方向に直交する第２方向から支持する一対の第３の支持部を更に備えてもよい。

また、本発明の一実施形態において、センサヘッドの一端は突起に当接しており、コイル装置は、リードを、張力が加えられた状態で保持するリード保持部を更に備えてもよい。

また、本発明の一実施形態において、リード保持部は、リードが通される切れ込みを有し、切れ込みによってリードを挟んで保持する挟持部を有してもよい。

また、本発明の一実施形態において、リード保持部は、長手方向に直交する方向に延びており、引っ張られたリードが引っ掛けられて折り返される腕部と、腕部で折り返されたリードを長手方向に直交する方向へ案内する案内部と、を更に有してもよい。この場合、挟持部は、案内部で案内されたリードを挟んで保持する。

また、本発明の一実施形態において、センサヘッドの一端は、長手方向に対して垂直な端面であり、突起は、センサヘッドの端面に対向し、長手方向に対して垂直な当接面を有してもよい。

また、本発明の一実施形態において、コイル装置は、センサヘッドの長手方向における他端と、長手方向において対向して配置された当接部を更に備えてもよい。この場合、当接部の他端に対向する面は、第１の対向面及び第２の対向面の少なくとも一方と隣接している。

本発明の実施形態の構成により、センサを容易に取り付け可能なコイル装置が提供される。

本発明の第１実施形態に係るリアクトルの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るリアクトルの分解図である。 本発明の第１実施形態に係るＵ型コアユニット及びサーミスタの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るセンサ保持部の収容部にサーミスタのセンサヘッドを収容する手順を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係るセンサ保持部及びサーミスタの、リード保持部近傍の拡大斜視図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係るセンサ保持部及びサーミスタの側面図である。 本発明の第２実施形態に係るＵ型コアユニット及びサーミスタの斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るＵ型コアユニット及びサーミスタの分解斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るＵ型コアユニット及びサーミスタの断面図である。

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。

（第１実施形態）
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、サーミスタ（温度センサ）４１、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９０（図２では、不図示）が充填される。充填剤９０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。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を有する充填剤９０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１２ａ、１２ｂを有している。直線コイル１２ａと直線コイル１２ｂの間には、所定の間隙が設けられている。各直線コイル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１２ａ、１２ｂのそれぞれの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１２ａ、１２ｂのそれぞれの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を介して突き合わせて接着される。各Ｕ型コアユニット２０ａ、２０ｂの連結部２０ａ２、２０ｂ２は、直線コイル１２ａ、１２ｂの中空部には挿入されず、直線コイル１２ａ、１２ｂの外部に配置される。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１２ａ、１２ｂは、それぞれ軸方向において２つのフランジ２２ａ１、２２ｂ１の間の領域に配置される。

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。

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。本実施形態では、センサヘッド４１ａ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。センサヘッド４１ａ内には、温度に対して感度を有する感熱素子が配置されている。感熱素子からの出力は、センサヘッド４１ａの軸線方向における一端（後端）側の面（後端面）に接続されたリード４１ｂを通って外部の温度測定装置（不図示）に入力される。２本のリード４１ｂは、１本の樹脂製のチューブ４１ｆ内に挿入され、被覆されている。

サーミスタ４１のセンサヘッド４１ａは、長手方向が上下方向（Ｚ軸方向）と平行となるように配置され、センサ保持部７０によって保持されている。図３は、サーミスタ４１が取り付けられたＵ型コアユニット２０ａの斜視図である。また、本実施形態では、センサ保持部７０は、ボビン２２ａと一体に成形されている。また、センサ保持部７０は、ボビン２２ａと同じ材質の樹脂で形成されている。

センサ保持部７０は、２つの直線コイル１２ａと直線コイル１２ｂの間に配置される板状部７１を有している。また、センサ保持部７０は、Ｙ軸方向において、板状部７１の端部（支持部）７２と対向して配置された支持部７３を有している。支持部７２及び支持部７３は、センサヘッド４１ａの長手方向と平行な対向面７２ａ及び対向面７３ａをそれぞれ有している。対向面７２ａ及び対向面７３ａは、Ｙ軸方向において互いに対向している。対向面７２ａと対向面７３ａの間には、所定の間隔が空けられている。支持部７３は、連結部７７により板状部７１（支持部７２）と連結されている（図５（ｂ）参照）。この連結部７７は、直線コイル１２ａ、１２ｂよりも上方に配置されている（図１参照）。支持部７２の下方には、Ｙ軸負方向に向かって突出する板状の突出部（当接部）７６が形成されている。支持部７２及び支持部７３の互いに対向する面（対向面）７２ａ、７３ａには、突起７２ｂ及び突起７３ｂがそれぞれ形成されている。これらの突起７２ｂ、７３ｂは、上下方向において同じ高さに形成されている。本実施形態では、対向面７２ａには二つの突起７２ｂがＸ軸方向に並んで形成され、対向面７３ａには一つの突起７３ｂが形成されている。

支持部７２と支持部７３は、サーミスタ４１のセンサヘッド４１ａを収容する収容部７４を形成している。収容部７４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７６の上側の面７６ａは、収容部７４の底面を形成している。

図４（ａ）〜図４（ｄ）は、センサ保持部７０の収容部７４にサーミスタ４１のセンサヘッド４１ａを収容する手順を説明するための図である。センサヘッド４１ａが収容部７４に挿入されると、センサ保持部７０及びサーミスタ４１は、図４（ａ）に示す状態から図４（ｄ）に示す状態に向かって変化する。

図４（ａ）は、センサヘッド４１ａが取り付けられる前の状態を示す。この状態（自然状態）では、支持部７２と支持部７３の間隔は、センサヘッド４１ａのＹ軸方向における長さと略同じである。また、自然状態において、突起７２ｂと突起７３ｂの間隔は、センサヘッド４１ａのＹ軸方向における長さよりも小さい。各支持部７２及び７３の上部には、それぞれガイド部７２ｃ及び７３ｃが設けられている。

ガイド部７２ｃは、支持部７２の上端部と連結部７７を接続している。ガイド部７３ｃは、支持部７３の上端部と連結部７７を接続している。ガイド部７２ｃ及びガイド部７３ｃはそれぞれ、互いに対向する面７２ｃ１及び面７３ｃ１を有している。面７２ｃ１と７３ｃ１の間隔は、下方では対向面７２ａと対向面７３ａの間隔と同じであり、上方に向かうほど大きくなっている。また、面７２ｃ１及び７３ｃ１はそれぞれ、対向面７２ａ及び７３ａと繋がっている。また、面７２ｃ１及び７３ｃ１は、Ｘ軸方向において、対向面７２ａ及び７３ａと略同じ位置に配置されている。センサヘッド４１ａが上方から支持部７２と支持部７３の間に向かって挿入されると、センサヘッド４１ａは、ガイド部７２ｃ及び７３ｃによって収容部７４内に向かって案内される。

図４（ｂ）は、センサヘッド４１ａが突起７２ｂと７３ｂの間を通されている状態を示す。各突起７２ｂ及び７３ｂは、それぞれガイド面７２ｂ１及び７３ｂ１を有している。ガイド面７２ｂ１とガイド面７３ｂ１は、ガイド面７２ｂ１とガイド面７３ｂ１のＹ軸方向における間隔が下方に向かうほど小さくなるように、上下方向に対して傾いている。センサヘッド４１ａが下方に向かって押されると、センサヘッド４１ａはガイド面７２ｂ１及び７３ｂ１に接触しながら突起７２ｂと突起７３ｂの間に押し込まれる。

２つの突起７２ｂ、７３ｂの間隔は、自然状態においてセンサヘッド４１ａのＹ軸方向における長さよりも小さい。そのため、センサヘッド４１ａが２つの突起７２ｂ、７３ｂの間に押し込まれると、突起７２ｂ及び７３ｂはセンサヘッド４１ａによりＹ軸方向に付勢される。センサ保持部７０は樹脂製の部材で形成されており、センサ保持部７０の各部材は弾性を有している。そのため、突起７２ｂ、７３ｂがセンサヘッド４１ａによって付勢されると、各部材が、突起７２ｂ及び７３ｂの間隔を広げるように弾性変形する。本実施形態では、突起７３ｂが設けられている支持部７３及び支持部７３に接続されたガイド部７３ｃは、湾曲し易い棒状を有している。従って、本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、支持部７３及びガイド部７３ｃが反るように湾曲して（反って）弾性変形する。

図４（ｃ）は、センサヘッド４１ａが、収容部７４の突起７２ｂ及び７３ｂよりも下側の領域に挿入された状態を示す。センサヘッド４１ａが、突起７２ｂ及び７３ｂの間を通過すると、支持部７３及びガイド部７３ｃの反りが解消して、支持部７３及びガイド部７３ｃは自然状態に戻る。収容部７４の下方（センサヘッド４１ａの前方）には、突出部７６が配置されている。突出部７６は、Ｚ軸方向（センサヘッド４１ａの長手方向）において、センサヘッド４１ａのＺ軸負方向側の端部と対向している。そのため、センサヘッド４１ａが突出部７６に当接することにより、収容部７４よりも下側に挿入され過ぎてしまうことが防止される。

センサヘッド４１ａは、角柱状（直方体状）であるため、収容部７４内に収容されると、センサヘッド４１ａの上側の面（後端面）は水平に配置される。また、突起７２ｂの下側の面（当接面）７２ｂ２及び突起７３ｂの下側の面（当接面）７３ｂ２は、水平面（ＸＹ平面）と平行に（センサヘッド４１ａの長手方向と垂直に）形成されている。そのため、一旦、センサヘッド４１ａが収容部７４内の突起７２ｂ、７３ｂよりも下側の領域に挿入されると、当接面７２ｂ２、７３ｂ２が、センサヘッド４１ａの後端面と、センサヘッド４１ａの長手方向において互いに対向する。この状態においてリード４１ｂが上に引っ張られても、各当接面７２ｂ２、７３ｂ２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７４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１２ａと直線コイル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軸方向において、２つの直線コイル１２ａ、１２ｂの隙間に略隙間なく配置される。これにより、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７４から抜け落ちてしまうことがない。

このように、センサヘッド４１ａが収容部７４の突起７２ｂ、７３ｂよりも下側の領域に挿入されると、センサヘッド４１ａの上下方向（Ｚ軸方向）への移動は、突起７２ｂ、７３ｂ及び突出部７６によって規制される。また、センサヘッド４１ａのＹ軸方向への移動は、支持部７２、７３によって規制される。更に、センサヘッド４１ａのＸ軸方向への移動は、直線コイル１２ａ、１２ｂによって規制される。これにより、センサヘッド４１ａの位置を、突起７２ｂ、７３ｂ、突出部７６、支持部７２、７３、直線コイル１２ａ、１２ｂで規定された（囲まれた）所定の領域内に維持することができる。

また、図４（ｃ）に示すように、センサヘッド４１ａが収容部７４の突起７２ｂ、７３ｂよりも下側の領域に挿入された状態において、支持部７３はセンサヘッド４２ａの下方（前方）の端部よりも下側の突出部７６近傍まで延びている。これにより、センサヘッド４２ａが突出部７６と支持部７３の間から抜け落ちてしまうことをより確実に防止することができる。ただし、支持部７３は、必ずしもセンサヘッド４１ａよりも下方まで延びていなくてもよい。例えば、センサ保持部７０が比較的硬い材質で形成されており、支持部７３やガイド部７３ｃを弾性変形させるために比較的強い力を加える必要がある場合、センサヘッド４３ａが支持部７３やガイド部７３ｃの弾性力に抗してＹ軸負方向に移動し難くなる。この場合、支持部７３がセンサヘッド４１ａよりも下方まで延びていなくても、センサヘッド４３ａはＹ軸負方向に移動せず、収容部７４から脱落してしまうことはない。

また、本実施形態において、突出部７６の上側の面と支持部７２の対向面７２ａは隣接している。これにより、少なくともセンサヘッド４１ａがＹ軸正方向へ移動して収容部７４から脱落してしまうことが確実に防止される。

図４（ｄ）は、リード４１ｂが連結部７７に形成されたリード保持部８０によって保持された状態を示す。リード保持部８０の詳細については後述する。リード４１ｂは、センサヘッド４１ａが収容部７４の突起７２ｂ、７３ｂよりも下側の領域まで挿入された後、上方に引っ張られながらリード保持部８０によって保持される。これにより、センサヘッド４１ａは、突起７２ｂ、７３ｂの下側の面に当接した状態が維持され、その位置が固定される。

図５（ａ）は、センサ保持部７０及びサーミスタ４１の、リード保持部８０近傍の拡大斜視図である。図５（ａ）は、センサ保持部７０及びサーミスタ４１の、リード保持部８０近傍の分解斜視図である。リード４１ｂは、リード保持部８０に絡められて保持される。

リード保持部８０は、腕部８１、案内部８２、挟持部８３を有している。腕部８１は、収容部７４の上方に配置され、Ｙ軸方向に延びた形成を有している。収容部７４から上方に引き出されたリード４１ｂは、上方に引っ張られながら腕部８１に引っ掛けられ、下方に折り返される。腕部８１で折り返されたリード４１ｂは、案内部８２によってＹ軸負方向に向かって案内される。案内部８２は板状を有し、下方を向いた案内面８２ａを有している。案内面８２ａは、上下方向において、腕部８１の上端８１ａよりも低い位置に配置されている。これにより、リード４１ｂは、腕部８１で折り返された状態が維持されたまま案内面８２ａ上に沿って引き回される。案内面８２ａ上を案内されたリード４１ｂは、挟持部８３によって挟み込まれる。挟持部８３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８３ａを有している。切れ込み８３ａのＸ軸方向の幅は、リード４１ｂを被覆するチューブ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８３ａ内にチューブ４１ｆが通されると、チューブ４１ｆが弾性変形する。これにより、チューブ４１ｆ（リード４１ｂ）は、挟持部８３によって弾性的に挟み込まれて保持される。

リード４１ｂが挟持部８３によって保持されると、リード４１ｂは、収容部７４よりも上方に引っ張られた状態が維持される。また、リード４１ｂが引っ張られた状態が維持されることにより、センサヘッド４１ａは、突起７２ｂ、７３ｂに当接した状態が維持され、その位置が固定される。

リード保持部８０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。

このように、第１実施形態では、サーミスタ４１のセンサヘッド４１ａを上方から支持部７２、７３の間（収容部７４）に向かって挿入するという簡単な操作により、リード４１ｂが保持されていなくてもセンサヘッド４１ａを所定の領域内に維持することができる。詳しくは、第１実施形態の図４（ｃ）に示す状態では、リード４１ｂは保持されていないが、センサヘッド４１ａの位置は、突起７２ｂ、７３ｂ、突出部７６、支持部７２、７３、直線コイル１２ａ、１２ｂで囲まれた所定の領域内に維持されている。図４（ｃ）に示す状態では、突起７２ｂ及び７３ｂと突出部７６の上下方向における間隔が、センサヘッド４１ａの長手方向における全長よりも大きい場合、センサヘッド４１ａは所定の領域内で移動可能である。しかし、センサヘッド４１ａが移動可能な範囲は全て、２つの直線コイル１２ａ、１２ｂによって挟まれた領域である。そのため、センサヘッド４１ａが所定の領域内で移動したとしても、センサヘッド４１ａによりコイル１０（直線コイル１２ａ、１２ｂ）の発熱の度合いを正確に測定することができる。

また、第１実施形態では、リード４１ｂをリード保持部８０に絡めるという簡単な操作により、センサヘッド４１ａの位置を容易に固定することができる。これにより、センサヘッド４１ａが移動することによる温度の測定誤差が低減される。

また、第１実施形態では、センサヘッド４１ａが収容部７４の突起７２ｂ、７３ｂよりも下側の領域に挿入された後、リード４１ｂは上方に引っ張られる。次いで、リード４１ｂは、コイル１０よりも上方に配置されたリード保持部８０によって保持される。このように、本実施形態では、リード保持部８０は、センサヘッド４１ａやコイル１０よりも上方に配置されており、２つの直線コイル１２ａと直線コイル１２ｂの隙間に配置する必要はない。そのため、直線コイル１２ａと直線コイル１２ｂの隙間をリード保持部８０を配置するために広げる必要がないため、本実施形態のサーミスタ４１の取り付け構造（センサ保持部７０）はリアクトル１の小型化に有利である。また、本実施形態では、リード４１ｂを保持する箇所（リード保持部８０）とセンサヘッド４１ａが保持される箇所（収容部７４）を離して配置することができるため、リアクトル１内におけるサーミスタ４１の配置の自由度が高い。

なお、上記の第１実施形態では、対向面７２ａには二つの突起７２ｂが形成され、対向面７３ａには一つの突起７３ｂが形成されているが、第１実施形態のセンサ保持部７０はこの構成に限定されない。突起７２ｂの数は、一つであってもよく、二つ以上であってもよい。また、突起７３ｂの数は、一つであってもよく、二つ以上であってもよい。

また、上記の第１実施形態では、支持部７２の対向面７２ａと支持部７３の対向面７３ａのそれぞれに、突起７２ｂ、７３ｂが設けられているが、第１実施形態のセンサ保持部７０はこの構成に限定されない。例えば、突起は、対向面７２ａと対向面７３ａの何れか一方にのみ設けられていてもよい。これにより、突起が設けられている位置における支持部７２と支持部７３のＹ軸方向における間隔が広くなる。そのため、センサヘッド４１ａを収容部７４に挿入する際の支持部７３及びガイド部７３ｃの弾性変形の量が小さくなり、センサヘッド４１ａを比較的弱い力で収容部７４に収容させることができる。

また、上記の第１実施形態では、センサ保持部７０はボビン２２ａ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７０とボビン２２ａ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７０とボビン２２ａを別体とした場合に比べて、センサ保持部７０のボビン２２ａ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７０の位置精度が向上する。これにより、センサヘッド４１ａ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。

また、センサ保持部７０とボビン２２ａは別体であってもよい。この場合、センサ保持部７０は、ボビン２２ａ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７０を、ボビン２２ａと別体とすることにより、ボビン２２ａは、構成が簡素となり、作製が容易となる。

また、上記の第１実施形態では、リード保持部８０は、腕部８１、案内部８２、挟持部８３を有しているが、本実施形態のリード保持部８０はこの構成に限定されない。リード保持部８０はリード４１ｂを保持可能であればよく、例えば、リード４１ｂを複数回折り曲げながら案内する案内部や、リード４１ｂが複数回巻き付けられる腕部を有していてもよい。また、リード保持部８０には、必ずしもリード４１ｂが絡められる必要はない。例えば、リード保持部８０は、収容部７４から引き出されたリード４１ｂを、途中で折り曲げることなく挟持する構成であってもよい。

また、上記の第１実施形態では、リード保持部８０は連結部７７に設けられているが、第１実施形態のセンサ保持部７０はこの構成に限定されない。例えば、リード保持部８０は、連結部７７とは別に設けられていてもよい。この場合、リード保持部８０と連結部７７の両方がコイル１０よりも上方に設けられていてもよい。また、リード保持部８０はコイル１０の上方に設けられ、連結部７７は２つの直線コイル１２ａ、１２ｂの隙間、或いは、コイル１０よりも下方に設けられていてもよい。

第１実施形態の変形例に係るセンサ保持部７０及びサーミスタ４１の側面図を図６に示す。本変形例では、連結部７７がセンサヘッド４１ａよりも下方に設けられ、リード保持部８０がセンサヘッド４１ａよりも上方に設けられている。本変形例では、突出部７６が連結部７７を兼ねている。本変形例においても、センサヘッド４１ａを支持部７２、支持部７３、突出部７６によって構成された収容部７４に挿入することにより、センサヘッド４１ａをリアクトル１に容易に取り付けることができる。

（第２実施形態）
また、上記の第１実施形態では、センサ保持部７０により、サーミスタ４１が２つの直線コイル１２ａ、１２ｂの隙間に保持されるが、本発明の実施形態はこの構成に限定されない。例えば、サーミスタ４１は、２つの直線コイル１２ａ、１２ｂの隙間以外の箇所に設けられていてもよい。

以下、本発明の第２実施形態に係るリアクトル１について説明する。説明の便宜の為、第１実施形態と同等の構成要素には同一の符号を用いることとする。第２実施形態では、サーミスタ４１は、Ｕ型コアユニット２０ｂのボビン２２ｂに取り付けられる。

図７はＵ型コアユニット２０ｂ及びサーミスタ４１の斜視図である。図８はＵ型コアユニット２０ｂ及びサーミスタ４１の、ヘッド保持部１８０近傍の分解斜視図である。図９は、Ｕ型コアユニット２０ｂ及びサーミスタ４１のＹＺ面内における断面図である。第２実施形態では、Ｕ型コアユニット２０ｂのボビン２２ｂにセンサ保持部１７０が一体に形成されている。センサ保持部１７０は、ヘッド保持部１８０とリード保持部１９０とを有している。

ヘッド保持部１８０は、突出部１８１を有している。突出部１８１は、直方体状を有し、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。突出部１８１には、Ｚ軸方向に貫通する切れ込み１８１ａが設けられている。切れ込み１８１ａは、Ｙ軸負方向側に向かって開いている。突出部１８１の切れ込み１８１ａを囲う３つの壁部のうち、Ｘ軸方向において互いに対向する一対の壁部１８２の間隔は、センサヘッド４１ａのＸ軸方向における長さよりも僅かに長くなっている。一対の壁部１８２は、Ｙ軸正方向側において、壁部１８３を介して繋がっている。壁部１８２及び壁部１８３は、後述するようにセンサヘッド４１ａを支持するため、以下では、壁部１８２及び壁部１８３を、支持部１８２及び支持部１８３と呼ぶ。

また、ヘッド保持部１８０は、支持部１８４を有している。支持部１８４は、切れ込み１８１ａのＹ軸負方向側に配置されている。支持部１８４は、上下方向に長尺な棒状を有し、上側の端部がボビン２２ｂのＸ軸正方向側の側面に固定されている。支持部１８４の上側の端部以外の箇所は、ボビン２２ｂに固定されていない。支持部１８４は弾性変形可能であり、この弾性変形により支持部１８３と支持部１８４のＹ軸方向における間隔が変化する。なお、自然状態における一対の支持部１８３と支持部１８４の間隔は、センサヘッド４１ａのＹ軸方向における長さと略同じである。支持部１８３及び支持部１８４の互いに対向する面（対向面）１８３ａ、１８４ａにはそれぞれ、突起１８３ｂ、１８４ｂが形成されている。これらの突起１８３ｂ、１８４ｂは、上下方向において同じ高さに形成されている。また、自然状態において、突起１８３ｂと突起１８４ｂの間隔は、センサヘッド４１ａのＹ軸方向における長さよりも小さい。

突出部１８１の切れ込み１８１ａを囲っている３つの支持部（一対の支持部１８２、及び、支持部１８３）と、支持部１８４は、サーミスタ４１のセンサヘッド４１ａを収容する収容部１８５を形成している。センサヘッド４１ａは、リード４１ｂが接続された後端部が上方を向き、前端部が下方を向いた状態で、収容部１８５に上方から挿入される。センサヘッド４１ａが収容部１８５に挿入され、突起１８３ｂ及び突起１８４ｂに当接すると、センサヘッド４１ａによって突起１８４ｂがＹ軸負方向側に向かって付勢される。これにより、支持部１８４が突起１８３ｂと突起１８４ｂの間隔を広げるように湾曲して（反って）弾性変形し、センサヘッド４１ａが、突起１８３ｂと突起１８４ｂの間に通される。

センサヘッド４１ａが、突起１８３ｂ及び突起１８４ｂの間を通過すると、支持部１８４の反りが解消して、支持部１８４は自然状態に戻る。センサヘッド４１ａは、角柱状（直方体状）であるため、収容部１８５内の突起１８３ｂ、１８４ｂよりも下側の領域に収容されると、センサヘッド４１ａの上側の面（後端面）は水平に配置される。また、突起１８３ｂ及び突起１８４ｂの下側の面は、水平面（ＸＹ平面）と平行に（センサヘッド４１ａの長手方向と垂直に）形成されている。そのため、一旦、センサヘッド４１ａが収容部１８５内の突起１８３ｂ、１８４ｂ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１８３ｂ、１８４ｂ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１８５から上方に引き抜かれることが防止される。また、センサヘッド４１ａは、Ｘ軸方向において一対の支持部１８２により支持されている。また、センサヘッド４１ａは、Ｙ軸方向において支持部１８３及び支持部１８４により支持されている。そのため、収容部１８５に収容されたセンサヘッド４１ａのＸＹ面内における移動は、支持部１８２〜１８４によって規制される。

また、第２実施形態では、収容部１８５に収容されたセンサヘッド４１ａの前方（下方）への移動は、放熱ケース５０の放熱板５１（図２参照）によって規制されている。ただし、第２実施形態のセンサ保持部１７０は、第１実施形態の突出部７６のように、センサヘッド４１ａの前方への移動を規制する部材を有していてもよい。

センサヘッド４１ａが収容部１８５内の突起１８３ｂ、１８４ｂよりも下側の領域まで挿入された後、リード４１ｂは、上方に引っ張られながらボビン２２ｂの側面及び上面を引き回された上でリード保持部１９０によって保持される。これにより、センサヘッド４１ａは、突起１８３ｂ、１８４ｂの下側の面に当接した状態が維持され、その位置が固定される。

リード保持部１９０は、Ｙ軸方向に貫通し、Ｘ軸負方向に向かって開いている切れ込み１９０ａを有している。切れ込み１９０ａのＺ軸方向の長さは、リード４１ｂを被覆するチューブ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１９０ａ内にチューブ４１ｆが通されると、チューブ４１ｆが弾性変形する。これにより、チューブ４１ｆ（リード４１ｂ）は、リード保持部１９０によって弾性的に挟み込まれて保持される。リード保持部８０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。

なお、リード保持部１９０は、切れ込み１９０ａ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４１ｂは、リード保持部１９０が弾性変形することによって切れ込み１９０ａに通され、弾性的に保持される。

このように、第２実施形態では、センサヘッド４１ａを収容部１８５に挿入するという簡単な操作により、センサヘッド４１ａを収容部１８５内の突起１８３ｂ、１８４ｂより下側の領域に維持することができる。また、リード４１ｂをリード保持部１９０の切れ込み１９０ａに通すという簡単な操作により、センサヘッド４１ａの位置を容易に固定することができる。

また、上記の第２実施形態では、センサ保持部１７０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１７０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１７０とボビン２２ｂを別体とした場合に比べて、センサ保持部１７０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１７０の位置精度が向上する。これにより、センサヘッド４１ａ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。

また、センサ保持部１７０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１７０は、ボビン２２ｂ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１７０を、ボビン２２ｂと別体とすることにより、ボビン２２ｂは、構成が簡素となり、作製が容易となる。

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、上記の第１実施形態では、センサヘッド４１ａは、２つの直線コイル１２ａと直線コイル１２ｂの隙間に配置され、第２実施形態では、センサヘッド４１ａは、ボビン２２ｂに配置されるが、本発明の実施形態におけるセンサヘッド４１ａの配置場所は、温度測定の対象物（被測定物）に応じて適宜変更可能である。例えば、センサヘッド４１ａは、コイル１０と放熱ケース５０の側面の隙間、リアクトル本体１ａの上部又は下部、或いは、コイル１０とコアモジュール２０の隙間に配置されてもよい。

上述の実施形態では、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、上述の実施形態は、コイル１０は、２つの直線コイル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、直線コイルを一つだけ含むものであってもよい。

また、上記の各実施形態は、サーミスタ４１を有するコイル装置（リアクトル１）に本発明を適用した例であるが、当然ながら別種の温度センサ（熱電対、白金測温体等）の取り付けにも本発明を適用することができる。また、温度センサ以外の各種センサ（例えば、湿度センサ、ガスセンサ、振動センサ、磁気センサ、電位センサ、音圧センサ等）の取り付けにも本発明を適用することができる。

また、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。

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
４１ サーミスタ
４１ａ センサヘッド
４１ｂ リード
５０ 放熱ケース
７０ センサ保持部
７２、７３ 支持部
７２ａ、７３ａ 対向面
７２ｂ、７３ｂ 突起
７４ 収容部
８０ リード保持部
１７０ センサ保持部
１８０ ヘッド保持部
１８１ 突出部
１８２ 壁部（支持部）
１８３、１８４ 支持部
１８３ａ、１８４ａ 対向面
１８３ｂ、１８４ｂ 突起
１８５ 収容部
１９０ リード保持部

Claims (7)

1. 柱状のセンサヘッドと、該センサヘッドの長手方向における一端に接続されたリードと、を有し、所定の物理量を検出するセンサと、
   前記長手方向に直交する第１方向において前記センサヘッドを支持する第１及び第２の支持部を有するセンサ保持部と、
   前記リードを前記長手方向に張力が加えられた状態で保持するリード保持部と、
   を備え、
   前記第１の支持部は、前記長手方向に平行な第１の対向面を有し、
   前記第２の支持部は、前記長手方向に平行で、且つ、前記第１方向において前記第１の対向面に対向する第２の対向面を有し、
   前記センサヘッドは、前記第１の対向面と前記第２の対向面との間に配置され、
   前記第１及び第２の支持部の少なくとも一方は、前記第１方向における第１及び第２の支持部の間隔が広がるように湾曲して変形可能であり、
   前記第１及び第２の対向面の少なくとも一方は、前記第１方向に突出する突起を有し、
   前記突起は、前記長手方向において、前記センサヘッドの前記一端に対向し、
   前記張力により前記センサヘッドの一端が前記突起に突き当てられることによって、前記センサヘッドが前記センサ保持部に保持された、
   コイル装置。
2. 前記センサヘッドは、被測定物の間隙内に、前記長手方向及び前記第１方向の両方向に直交する第２方向において略隙間なく配置され、
   前記第１及び第２の支持部は、前記間隙内において前記センサヘッドを支持する、
   請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記センサヘッドを、前記長手方向及び前記第１方向の両方向に直交する第２方向から支持する一対の第３の支持部を更に備える、
   請求項１に記載のコイル装置。
4. 前記リード保持部は、前記リードが通される切れ込みを有し、該切れ込みによって該リードを挟んで保持する挟持部を有する、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のコイル装置。
5. 前記リード保持部は、
   前記長手方向に直交する方向に延びており、引っ張られた前記リードが引っ掛けられて折り返される腕部と、
   前記腕部で折り返された前記リードを前記長手方向に直交する方向へ案内する案内部と、
   を更に有し、
   前記挟持部は、前記案内部で案内された前記リードを挟んで保持する、
   請求項４に記載のコイル装置。
6. 前記センサヘッドの前記一端は、前記長手方向に対して垂直な端面であり、
   前記突起は、前記センサヘッドの前記端面に対向し、前記長手方向に対して垂直な当接面を有する、
   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. 前記センサヘッドの前記長手方向における他端と、該長手方向において対向して配置された当接部を更に備え、
   前記当接部の前記他端に対向する面は、前記第１の対向面及び前記第２の対向面の少なくとも一方と隣接している、
   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。

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