JP7450315B2 - リアクトル - Google Patents

Description

本発明は、リアクトルに関する。

ＯＡ機器、太陽光発電システム、自動車、無停電電源など様々な用途にリアクトルが用いられている。リアクトルは、例えば、出力系への高調波電流の流出を防止するフィルタや、電圧を昇降させる電圧昇降用コンバータなどに用いられる。

リアクトルには、リアクトルの状態を計測するためのセンサを搭載することが多くなってきた。このセンサは、リアクトルの状態を検出する検出器と、外部機器と接続するコネクタと、検出器とコネクタを接続するリード線を有する。

特開２０１６－０８２０４３号公報

検出器とコネクタの位置が離れると、リード線が長くなる。リード線が長くなると、リード線を引き回すスペースが必要となる。リード線がコイルやバスバーなどと接触すると、リアクトルの磁気特性が悪化する虞がある。そのため、リード線をコイルやバスバーなどと接触させないようにコイルやバスバーの上方に引き回すと、リード線の位置がリアクトルの最外寸法となり、リアクトルの大型化を招く。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、リード線の位置がリアクトルの最外寸法にならず、小型化を図ることができるリアクトルを提供することにある。

本発明のリアクトルは、コア及びコイルを有するリアクトル本体と、リアクトルの状態を検出するセンサと、前記コイルの引出線と接続したバスバーを有する端子台と、を備えたリアクトルであって、前記センサは、前記リアクトルの状態を検出する検出器と、前記リアクトル本体の平面投影外に設けられ、外部機器と接続するコネクタと、前記検出器と前記コネクタを接続するリード線と、を有し、前記端子台は、前記コネクタを係止するコネクタ係止部と、前記バスバーと前記コネクタ係止部の間に設けられ、前記リード線をガイドするガイド壁と、を有し、前記リード線は、前記ガイド壁に沿って配設されるとともに、前記コイルの引出線の下方を通って延びており、前記ガイド壁は、前記コネクタと前記バスバーの絶縁をしていること、を特徴とする。

本発明によれば、リード線の位置がリアクトルの最外寸法とはならず、リアクトルの小型化を図ることができる。

第１の実施形態のリアクトルの全体構成を示す斜視図である。 第１の実施形態の端子台の全体構成を示す斜視図である。 第１の実施形態におけるリード線の配設を示す平面図である。

（第１の実施形態）
本実施形態に係るリアクトルについて図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態のリアクトルの全体構成を示す斜視図である。

リアクトル１００は、例えば、共振回路に使用される。本実施形態のリアクトル１００は、例えば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リアクトルである。リアクトル１００は、図１に示すように、リアクトル本体１０、センサ６及び端子台７を備える。リアクトル本体１０は、コア１、樹脂部材２、コイル３、ケース４、充填成形部５を備える。

コア１は、圧粉磁心等の磁性体から成る。コア１は、２つの略Ｅ字型形状のコア部材の端部を接合することで、概略θ型形状となっている。樹脂部材２は、エポキシ樹脂等の樹脂からなる。樹脂部材２は、コア１を被覆する。コイル３は、エナメルなどで絶縁被覆した１本の導電性部材により構成される。コイル３は、コア１の中脚に装着されている。コイル３は、引出線３１を有し、バスバー７１と溶接等により接続している。

ケース４は、コア１、樹脂部材２及びコイル３を収容する。ケース４は、上面が概略矩形状に開口している箱型形状を有する。ケース４は、アルミニウム合金等の熱伝導性が高く軽量な金属で構成されている。充填成形部５は、コア１、樹脂部材２、コイル３及びケース４の間に充填材が充填され、固化してなる部材である。

センサ６は、リアクトル１００の状態を検出する。センサ６は、例えば、リアクトル１００の温度を検出する温度センサである。本実施形態では、センサ６は、２つ設けられている。センサ６は、検出器６１、リード線６２及びコネクタ６３を有する。図１に示すように、検出器６１及びリード線６２は、２つ設けられているが、コネクタ６３は１つのみ設けられている。

検出器６１は、リアクトル１００の状態を検出する。中脚を被覆する樹脂部材２には、検出器６１を挿入するための凹部が２つ設けられており、検出器６１ａがコイル３の巻軸方向と直交するコイル３の一方端面側から、検出器６１ｂがコイル３の巻軸方向と直交するコイル３の他方端面側から、この凹部に挿入される（図３参照）。

リード線６２は、検出部６１が検出した情報をコネクタ６３を介してリアクトル１００の外部に設置された外部機器（不図示）に伝達するための配線である。リード線６２の一方端部は検出器６１に接続され、他方端部はコネクタ６３に接続されている。リード線６２は、金属線とそれを被覆する被覆部とからなる。金属線としては、例えば、銅、ニッケル、アルミ、銀、金など又はこれら２種以上を含むことができる。金属線は、１本のみの単線、または複数本をより合わせたより線を使用する。被覆部は、ビニール、シリコンゴム、フッ素ゴムなどの絶縁性部材で金属線を被覆する。

コネクタ６３は電気を導通させる金属部材と、金属部材の一部を被覆する樹脂製の部材とからなる。コネクタ６３は、対になる外部機器のコネクタと接続される。コネクタ６３が、対になる外部機器のコネクタと接続されることで、検出部６１と、外部機器とが電気的に接続される。本実施形態のコネクタ６３は、リード線６２ａ及びリード線６２ｂと接続している。即ち、コネクタ６３に外部機器のコネクタが接続されることで、各検出器６１ａ、６１ｂそれぞれが検出した情報を外部機器に伝達することができる。

コネクタ６３は、リアクトル本体１０の平面投影外に設けられている。リアクトル本体１０の平面投影外とは、端子台６及びセンサ７を除いたリアクトル本体１０の平面投影された領域外のことを指す。このように、コネクタ６３がリアクトル本体１０の平面投影外に設けられることで、コネクタ６３と検出器６１の位置が離れる。そのため、リード線６２の長さが長くなる。

特に、本実施形態では、コネクタ６３は、リアクトル本体のみではなくバスバー７１ａ、７１ｂを被覆したバスバー被覆部７６を含めた平面投影外に設けられている。バスバー被覆部７６は、後述する端子台７の一部であり、バスバー７１を被覆している部分である。本実施形態では、バスバー被覆部７６は、コイル３の巻軸方向と直交するケース４の側壁に沿って設けられている。リード線６２ａ、６２ｂは、バスバー７１ｂの近接した位置を通り過ぎる。そのため、リード線６２ａ、６２ｂとバスバー７ｂの絶縁を図る必要がある。この近接した位置とは、リード線６２ａ、６２ｂとバスバー７ｂの絶縁を図る必要がある程度に近接していれば足りる。

もっとも、後述するように、本実施形態では、第１の壁７３ａは、コネクタ係止部７２の端部からバスバー７１ｂを通り過ぎるまで延びている。そして、第１の壁７３ａは、リード線６２ａ、６２ｂとバスバー７１ｂの間に設けられている。そのため、リード線６２ａ、６２ｂとバスバー７１ｂの絶縁は、第１の壁７３ａによって図ることができる。

図２は、本実施形態の端子台７の全体構成を示す斜視図である。端子台７は、外部機器の端子等と接続され、リアクトル１００と外部機器を電気的に接続するための部品である。端子台７は、バスバー７１と樹脂から成り、モールド成型によりバスバー７１と樹脂は一体に成型される。端子台７は、リアクトル本体１０とは別体である。端子台７は、ねじ締結等によってケース４に固定することで、リアクトル本体１０に固定される。本実施形態では、端子台７は、概略Ｌ字形状であり、ケース４の角部と端子台７の角部が合わさるように、ケース４の側壁に沿って設けられている（図１参照）。

バスバー７１は、板状体の銅やアルミニウム等の導電性部材からなる。バスバー７１の一方端部はコイル３の引出線３１と接続し、他方端部は外部機器の端子と接続する。これによって、バスバー７１を介して外部機器とコイル３が電気的に接続される。そして、外部機器から電力供給されると、コイル３に電流が流れ、磁束が発生し、コア１内に閉じた磁気回路が形成される。本実施形態では、バスバー７１は、２つ設けられている。２つのバスバー７１ａ、７１ｂは、コイル３の巻軸方向と直交するケース４の側壁に沿って横並びに配置されている。

端子台７は、図２に示すように、コネクタ係止部７２、ガイド壁７３、リード線係止部７４及び位置規制部７５を有する。コネクタ係止部７２は、コネクタ６３を係止する。コネクタ係止部７２は、概略直方体形状を有し、コイル３の巻軸方向と平行なケース４の側壁と対向して配置される。つまり、コネクタ係止部７２は、ケース４の外側に配置され、即ち、リアクトル本体１０の平面投影外に配置される。

ガイド壁７３は、バスバー７１とコネクタ６３の間に配置されている。ガイド壁７３は、バスバー７１とコネクタ６３の絶縁を図っている。ガイド壁７３は、第１の壁７３ａ、第２の壁７３ｂ、第３の壁７３ｃによって構成されている。

第１の壁７３ａは、コネクタ６３とバスバー７１ｂの間に設けられている。第１の壁７３ａは、コネクタ係止部７２の端部からバスバー７１ｂを通り過ぎる（概略Ｌ字形状の端子台７の長辺の中央部分）まで、リアクトル１００の設置面と平行でコイル３の巻軸方向と直交する方向に延びている。

第２の壁７３ｂは、コイル３の巻軸方向と平行する方向に延びている。第２の壁７３ｂの一方端部は、第１の壁７３ａの端部と接続し、他方端部は、第３の壁７３ｃと接続している。各接続箇所は、略９０度に屈折している。第３の壁７３ｃは、第１の壁７３ａに対向するように、第１の壁７３ａと平行に延びている。もっとも、第３の壁７３ｃは、第１の壁７３ａよりも短い。即ち、ガイド壁７３は、平面視すると、概略Ｊ字形状となっている。

リード線係止部７４は、リード線６２を係止する。リード線係止部７４は、ガイド壁７３の第３の壁７３ｃに設けられている。リード線係止部７４は、第３の壁７３ｃを切り欠いた部分である。この第３の壁７３ｃを切り欠いたリード線係止部７４に、リード線６２を挿通することで、リード線６２は係止される。本実施形態のリード線係止部７４は、検出器６１ａ、６１ｂから延びるリード線６２ａ、６２ｂを係止している。即ち、リード線係止部７４は、複数のリード線６２ａ、６２ｂをまとめて係止し、束ねている。

位置規制部７５は、リード線６２がリード線係止部７４から抜けることを防止する。そのため、位置規制部７５は、リード線６２がリード線係止部７４から抜けることを防止できる程度にリード線係止部７４に近接して設けられる。本実施形態では、位置規制部７５の下面は、リード線係止部７４の上面、換言すれば、第３の壁７３ｃの上面より若干高い位置に設けられている。位置規制部７５の下面とは、リード線６２が配設されたときにリード線と当接又は対向する面である。

位置規制部７５は、図２に示すように、突出部７５ａと鉤状部７５ｂを有する、突出部７５ａは、第２の壁７３ｂと同一方向に第２の壁７３ｂの端部から突出した部分である。突出部７５ａの下方に、リード線６２ａが配設される。鉤状部７５ｂは、突出部７５ａの端部から第３の壁７３ｃと同一方向に延び、先端から湾曲している。鉤状部７５ｂは、第３の壁７３ｃと対向に配置される。鉤状部７５ｂの下方にリード線６２ｂが配設される。

（リード線の配設について）
次に、リード線６２の配設について図１及び図３を参照しつつ説明する。図３は、リード線の配設を示すためのリアクトルの平面図である。なお、図３では、リード線を見やすくするためコイル３は除いている。

まず、検出器６１ａ、６１ｂを樹脂部材２の凹部にそれぞれ挿入する。検出器６１ａから延びたリード線６２ａは、樹脂部材２に設けられた突起などに引っ掛けられながら、リード線係止部７４に向かって延びている。この時、リード線６２ａは、コイル３の引出線３１の下方を通って延びている。検出器６１ｂから延びたリード線６２ｂも同様に、樹脂部材２に設けられた突起などに引っ掛けられながら、リード線係止部７４に向かって延びている。

リード線６２は、位置規制部７５の下方を通ってリード線係止部７４に係止されている。具体的には、リード線６２ａは、突出部７５ａの下方を通ってリード線係止部７４に係止され、リード線６２ｂは、鉤状部７５ｂの下方を通ってリード線係止部７４に係止されている。そのため、リード線６２ａ、６２ｂが上側に動くことを抑制できる。

リード線６２ａ、６２ｂは、リード線６２ｂがリード線６２ａの上側で係止されている。即ち、リード線係止部７４に、まず、リード線６２ａが挿入され、その後、リード線６２ｂが挿入される。

リード線係止部７４に挿入されたリード線６２ａ、６２ｂは、屈折し、リアクトル本体１０と端子台７の間のスペースを第１の壁７３ａに沿って延びている。この時、リード線６２ａ、６２ｂは、バスバー７１ｂの近接した位置を通るが、リード線６２ａ、６２ｂとバスバー７１ｂの間に第１の壁７３ａが介在している。そして、リード線６２ａ、６２ｂは、コネクタ６３に接続している。

（作用・効果）
コア１及びコイル３を有するリアクトル本体１０と、リアクトル１００の状態を検出するセンサ６と、コイル３の引出線３１と接続したバスバー７１を有する端子台７と、を備えたリアクトルであって、センサ６は、リアクトル１００の状態を検出する検出器６１と、リアクトル本体１０の平面投影外に設けられ、外部機器と接続するコネクタ６３と、検出器６１とコネクタ６３を接続するリード線６２と、を有する。端子台７は、コネクタ６３を係止するコネクタ係止部７２と、バスバー７１とコネクタ係止部７２の間に設けられ、リード線６２をガイドするガイド壁７３と、有し、リード線６２は、ガイド壁７３に沿って配設されている。

一般的に、コネクタ６３がリアクトル本体１０の外側に設けられている場合、コネクタ６３と検出器６１を繋ぐリード線６２の長さが長くなる。そのため、リード線６２を引き回すためのスペースが必要となり、リアクトルの大型化を招く。

しかし、本実施形態では、バスバー７１とコネクタ６３を絶縁するために設けられたガイド壁７３をガイドとして利用している。即ち、バスバー７１とコネクタ６３を絶縁するためにもともと設けられていたガイド壁７３をリード線６２のガイドとして利用している。そして、リード線６２は、リアクトル本体１０と端子台７の間に生じているデッドスペースを第１の壁７３ａに沿って延びている。そのため、リード線６２を引き回すためのスペースを別途確保する必要がない。また、絶縁を図るためにもともと設けられていたガイド壁７３は、リード線６２をガイドする機能も果たすので、ガイド部を別途設ける必要がない。したがって、リアクトル１００の小型化を図ることができる。

また、端子台７は、概略Ｌ字型形状であり、概略矩形状のケース４の角部と端子台７の角部が合わさるように、ケース４の側壁に対向して設けられている。つまり、端子台７は、ケース４の側壁に沿うように設けられている。これにより、端子台７とリアクトル本体１０を密接に配置することができ、リアクトル１００の小型化を更に図ることができる。

ガイド壁７３は、リード線６２を係止し、ガイド壁７３を切り欠いて形成されたリード線係止部７４を有する。これにより、リード線が緩んで、コイル３やバスバー７１などにリード線６２が接触することを抑制することができる。また、リード線係止部７４は、もともと存在していたガイド壁７３を切り欠いた部分である。そのため、別途リード線係止部７４を設ける必要がないため、その分のスペースが不要となり、リアクトルの小型化を図ることができる。

検出器６１は２つ設けられ、リード線係止部７４は、２つの検出器６１ａ、６１ｂそれぞれから延びるリード線６１ａ、６２ｂを係止し、２つのリード線６２ａ、６２ｂを束ねている。

これにより、複数のリード線６２ａ、６２ｂが設けられている場合であっても、１つのリード線係止部７４によって係止することができる。そのため、リード線係止部７４を複数設ける必要がなく、リアクトル１００の小型化を図ることができる。

端子台７は、リード線係止部７４に近接して設けられ、リード線６２ｂの位置を規制する位置規制部７５を有する。これにより、リード線係止部７４に係止されたリード線６２ａ、６２ｂがリアクトル１００の振動等によってリード線係止部７４から抜け出ることを防止できる。

端子台７は、バスバー７１ａ、７１ｂを被覆するバスバー被覆部７６を有し、コネクタ６３は、リアクトル本体１０のみならずバスバー被覆部７６の平面投影外に設けられ、リード線６２ａ、６２ｂは、バスバー７１ｂの近接した位置に配設されている。そして、第１の壁７３は、リード線６２ａ、６２ｂとバスバー７１ｂの間に設けられている。そのため、コネクタ６３とバスバー７１ｂの絶縁を図るために設けられた第１の壁７３ａは、リード線６２ａ、６２ｂとバスバー７１ｂを絶縁する機能も担い、第１の壁７３ａを有効に活用できる。よって、リード線６２ａ、６２ｂとバスバー７１ｂを絶縁する構造を別途必要とせず、リアクトル１００の小型化を図ることができる。

（他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。上記のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

本実施形態では、リード線６２ａ、６２ｂともに、ガイド壁７３に沿って配設されていたが、これに限定されず、例えば、リード線６２ａのみがガイド壁７３に沿って配設されていてもよい。

本実施形態では、検出器６１ａ、６１ｂ及びリード線６２ａ、６２ｂを２つ有していたのに対し、コネクタ６３は１つのみ有していたが、コネクタ６３も２つ有していてもよい。また、センサ６は２つ設けられていたが、センサ６の数は２つに限定されず、１つでもよいし、３つ以上設けていてもよい。

例えば、センサを３つ設ける場合には、リード線係止部７４は１つ設けて、３つの各センサのリード線６２を１つのリード線係止部７４で係止してもよいし、リード線係止部７４を２つ設けて、一方のリード線係止部７４が２つのリード線６２を係止し、他方のリード線係止部４が１つのリード線６２を係止してもよい。この場合であっても、各リード線６２ごとにリード線係止部７４を設ける必要がないため、リアクトル１００の小型化を図ることができる。

第３の壁７３ｃを切り欠いて形成されたリード線係止部７４の巻軸方向と直交する幅の長さは、上端から下端まで同一の長さであったが、これに限定されない。例えば、リード線係止部は、上端の幅は短く、下端に向かうに連れて長くしてもよい。即ち、リード線係止部７４は、概略台形形状にしてもよい。このように構成することで、リード線係止部７４に係止されたリード線６２が、リード線係止部７４から抜け出ることを防止できる。

また、本実施形態では、リアクトル本体１０にケース４及び充填成形部５を含めたが、ケース４及び充填成形部５が構成されない、例えば、ケースレスの二重モールド構造のリアクトル１００の場合には、リアクトル本体１０にケース４及び充填成形部５を含めない。

１００ リアクトル
１ コア
２ 樹脂部材
３ コイル
３１ 引出線
４ ケース
５ 充填成型部
６ センサ
６１ 検出部
６２ リード線
６３ コネクタ
７ 端子台
７１ バスバー
７２ コネクタ係止部
７３ ガイド壁
７３ａ 第１の壁
７３ｂ 第２の壁
７３ｃ 第３の壁
７４ リード線係止部
７５ 位置規制部
７５ａ 突出部
７５ｂ 鉤状部
７６ バスバー被覆部

Claims (5)

1. コア及びコイルを有するリアクトル本体と、リアクトルの状態を検出するセンサと、前記コイルの引出線と接続したバスバーを有する端子台と、を備えたリアクトルであって、
   前記センサは、
   前記リアクトルの状態を検出する検出器と、
   前記リアクトル本体の平面投影外に設けられ、外部機器と接続するコネクタと、
   前記検出器と前記コネクタを接続するリード線と、
   を有し、
   前記端子台は、
   前記コネクタを係止するコネクタ係止部と、
   前記バスバーと前記コネクタ係止部の間に設けられ、前記リード線をガイドするガイド壁と、
   を有し、
   前記リード線は、前記ガイド壁に沿って配設されるとともに、前記コイルの引出線の下方を通って延びており、
   前記ガイド壁は、前記コネクタと前記バスバーの絶縁をしていること、
   を特徴とするリアクトル。
2. 前記端子台は、前記ガイド壁を切り欠いて形成され、前記リード線を係止するリード線係止部を有すること、
   を特徴とする請求項１に記載のリアクトル。
3. 前記検出器は、複数設けられ、
   前記リード線係止部は、少なくとも２つ以上の前記検出器それぞれから延びる前記リード線を係止していること、
   を特徴とする請求項２に記載のリアクトル。
4. 前記端子台は、前記リード線係止部に近接して設けられ、前記リード線の位置を規制する位置規制部を有すること、
   を特徴とする請求項２又は３に記載のリアクトル。
5. 前記端子台は、前記バスバーの一部を被覆するバスバー被覆部を有し、
   前記コネクタは、前記リアクトル本体のみならず前記バスバー被覆部の平面投影外に設けられていること、
   を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のリアクトル。
   

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