(57)【要約】【課題】位置決めが容易であるとともに破損が生じにくい温度センサを備えたリアクトルを提供すること。【解決手段】通電により磁束を発生するコイル２と、該コイル２を内側に収容するケース４と、該ケース４内に配設される樹脂充填材３とを有するリアクトル１。樹脂充填材３には、筒状の保護管６が埋設されている。該保護管６の内側にリアクトル１の温度を測定する温度センサ５が配設されている。該温度センサ５と保護管６との間には、絶縁材７が充填されている。保護管６は、コイル２の軸方向に平行となるよう樹脂充填材３内に埋設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により磁束を発生するコイルと、該コイルを内側に収容するケースと、該ケース内に配設される樹脂充填材とを有するリアクトルであって、
上記樹脂充填材には、筒状の保護管が埋設されているとともに、該保護管の内側に上記リアクトルの温度を測定する温度センサが配設されており、
該温度センサと上記保護管との間には、絶縁材が充填されていることを特徴とするリアクトル。
【請求項２】
請求項１において、上記絶縁材は、高熱伝導材料からなることを特徴とするリアクトル。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記保護管は、外側面が上記コイルと接触していることを特徴とするリアクトル。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記保護管は、上記コイルの内側に配設されていることを特徴とするリアクトル。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記保護管は、金属からなることを特徴とするリアクトル。
【請求項６】
請求項５において、上記保護管は、アルミニウムからなることを特徴とするリアクトル。
【請求項７】
請求項５又は６において、上記保護管は、上記コイルの軸方向に平行となるよう上記樹脂充填材内に埋設されていることを特徴とするリアクトル。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項において、上記樹脂充填材は、磁性粉末を混入させてなる磁性粉末混合樹脂からなることを特徴とするリアクトル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等の電力変換装置の構成部品として用いられるリアクトルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、図４に示すごとく、例えば鉄芯等からなるコア９６と、該コア９６に導体線を巻回してなるコイル９２と、該コイル９２とコア９６とを内側に収容するケース９４と、該ケース９４内に配設される樹脂充填材９３とを有するリアクトル９が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、コア９６の内側に配される樹脂充填材９３内には温度センサ９５が埋設されており、該温度センサ９５により、リアクトル９の温度を測定するよう構成されている。
【０００３】
ところが、上記従来のリアクトル９において、例えば、樹脂充填材９３の硬化時やコイル９２への通電時等には樹脂充填材９３が収縮する。このとき、温度センサ９５が収縮した樹脂充填材９３に押し潰されたり、短絡したりしてしまうという問題がある。
また、樹脂充填材９３は、硬化前は液状であるため、特にワイヤー状の温度センサ９５を用いる場合には、その位置決めが困難となるという問題がある。
そして、その結果、リアクトル９の温度の測定精度が低下してしまうおそれがある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１３５４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、位置決めが容易であるとともに破損が生じにくい温度センサを備えたリアクトルを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、通電により磁束を発生するコイルと、該コイルを内側に収容するケースと、該ケース内に配設される樹脂充填材とを有するリアクトルであって、
上記樹脂充填材には、筒状の保護管が埋設されているとともに、該保護管の内側に上記リアクトルの温度を測定する温度センサが配設されており、
該温度センサと上記保護管との間には、絶縁材が充填されていることを特徴とするリアクトルにある（請求項１）。
【０００７】
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記温度センサは、筒状の保護管を介して上記樹脂充填材に埋設されている。これにより、温度センサの破損を防ぐことができる。すなわち、硬化時等において樹脂充填材が収縮した場合等であっても、上記保護管によって温度センサを保護することができ、温度センサが樹脂充填材に押し潰されることを防ぐことができる。それゆえ、温度センサが破損したり短絡したりすることを防ぐことができる。
【０００８】
また、上記保護管により、温度センサの位置決めを容易に行うことができる。すなわち、硬化前の液状の樹脂充填材に対しても、上記保護管を正確に位置決めしておくことができる。そして、該保護管内に温度センサを配設することにより、温度センサの位置決めを精度良く行うことができる。すなわち、例えばワイヤー状の温度センサ等は、その可撓性によって樹脂充填材中の所望の位置に正確に配置することが困難となる場合があるが、かかる場合にも、上記保護管を用いることにより、正確な位置に温度センサを容易に配置することができる。
【０００９】
さらに、上記温度センサと上記保護管との間には、絶縁材が充填されている。これにより、精度良くリアクトルの温度を測定することができる。すなわち、温度センサと保護管との間に空隙が存在する場合においては、リアクトルの熱が保護管に伝わってもその熱を温度センサへと充分に伝えることができない。これに対して、本発明のように温度センサと保護管との間に絶縁材を充填することにより、保護管に伝わったリアクトルの熱を、絶縁材を介して温度センサへと伝えることができる。
その結果、リアクトルの温度を精度良く測定することができる。
【００１０】
以上のごとく、本発明によれば、位置決めが容易であるとともに破損が生じにくい温度センサを備えたリアクトルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明（請求項１）において、上記リアクトルは、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等の電力変換装置の構成部品として用いることができる。
そして、例えば、温度センサによる温度測定値に基づいてコイルへの通電等を制御することにより、リアクトルが極端に高温化することを防ぐことができる。
【００１２】
上記樹脂充填材として、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の樹脂を用いることができる。
上記ケースは、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金からなるものを用いることができる。
上記コイルは、例えば、鉄芯等の周囲に導体線を螺旋状に巻回して構成することもできる。
【００１３】
また、上記絶縁材は、高熱伝導材料からなることが好ましい（請求項２）。
この場合には、リアクトルの温度を充分に精度良く測定することができる。すなわち、保護管に伝わったリアクトルの熱を、高熱伝導材料からなる絶縁材を介して温度センサに早期に伝えることができる。それゆえ、応答性に優れた温度センサを得ることができ、リアクトルの温度の測定精度を向上させることができる。
上記絶縁材として、例えば、エポキシ、シリコン、ウレタン等を用いることができる。
【００１４】
また、上記保護管は、外側面が上記コイルと接触していることが好ましい（請求項３）。
この場合には、特に高温となりやすいコイルの温度を精度良く測定することができ、リアクトルの温度制御に一層有用な温度測定を行うことができる。
【００１５】
また、上記保護管は、上記コイルの内側に配設されていることが好ましい（請求項４）。
この場合には、熱がこもりやすい部分であるコイルの内側の温度を精度良く測定することができる。それゆえ、リアクトルの温度制御に、より一層有用な温度測定を行うことができる。
【００１６】
また、上記保護管は、金属からなるものであってもよい（請求項５）。
この場合には、測定精度に優れた温度センサを備えたリアクトルを得ることができる。すなわち、金属からなる保護管は、磁束に対してシールド効果を有する。具体的には、コイルへ通電することによって発生する磁束が保護管を通過するように形成されると、上記金属からなる保護管において渦電流損が発生し、保護管内への磁束の影響を充分に抑制することができる。これにより、磁束の影響を受けにくい温度センサを得ることができる。その結果、上記温度センサにより、誤差動等を起こすことなくリアクトルの温度を精度良く測定することができる。
上記金属として、例えば、アルミニウム、鉄、銅等を用いることができる。
【００１７】
請求項５において、上記保護管は、アルミニウムからなることがより好ましい（請求項６）。
この場合には、保護管の磁束に対するシールド効果をより一層向上させることができる。それゆえ、より一層測定精度に優れた温度センサを備えたリアクトルを得ることができる。
【００１８】
また、上記保護管は、上記コイルの軸方向に平行となるよう上記樹脂充填材内に埋設されていることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記保護管が磁束の形成を阻害することを抑制することができる。すなわち、コイルへの通電により生じる磁束の形状は、コイルの内側及び外周にわたって形成される軸方向に長い略楕円形状となる。そこで、コイルの軸方向に平行となる向きに保護管を配置することにより、磁束（磁力線）に沿う向きに保護管を配置することとなる。これにより、保護管が磁束の形成を極力阻害しないような配置とすることができる。
その結果、リアクトルのインダクタンス性能を充分に確保することができる。
【００１９】
なお、保護管をコイルの軸方向に平行とならないように配置した場合、保護管を通過する磁力線が比較的多く存在することとなる。その結果、磁束の形成が保護管によって阻害されるため、磁束が充分に形成されず、所望の磁気特性を有するリアクトルを得ることが困難となるおそれがある。
【００２０】
また、上記樹脂充填材は、磁性粉末を混入させてなる磁性粉末混合樹脂からなることが好ましい（請求項８）。
この場合には、本発明の効果を充分に発揮することができる。すなわち、上記のごとく樹脂充填材が磁性粉末混合樹脂からなる場合には、コイルへの通電により、樹脂充填材内において高密度の磁束が形成されることとなる。そして、仮に本発明を適用しない場合には、温度センサは、かかる高密度の磁束の影響を受けることになるとともに、樹脂充填材が収縮等すると破損しやすくなってしまうおそれがある。かかる樹脂充填材を有するリアクトルにおいて本発明を適用すれば、温度センサへの磁束の影響を充分に低減するとともに温度センサの破損を充分に防ぐことができる。
【００２１】
さらに、磁性粉末混合樹脂からなる樹脂充填材に温度センサを埋設する際、樹脂充填材内に混入している磁性粉末により、温度センサに損傷を与えてしまうおそれがある。かかるリアクトルにおいて、本発明を適用すれば保護管により温度センサを充分に保護することができる。
なお、上記磁性粉末混合樹脂として、樹脂充填材に、例えば、フェライト粉末、鉄粉、珪素合金鉄粉等の磁性粉末を混入させてなるものを用いることができる。
【実施例】
【００２２】
本発明の実施例に係るリアクトルにつき、図１、図２を用いて説明する。
本例のリアクトル１は、図１、図２に示すごとく、通電により磁束を発生するコイル２と、該コイル２を内側に収容するケース４と、該ケース４内に配設される樹脂充填材３とを有する。
【００２３】
樹脂充填材３には、図１、図２に示すごとく、有底筒状の保護管６が埋設されている。そして、保護管６の内側には、リアクトル１の温度を測定する温度センサが配設されている。
さらに、温度センサ５と保護管６との間には、同図に示すごとく、絶縁材７が充填されている。
【００２４】
本例において、リアクトル１は、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータやインバータ等の電力変換装置の構成部品として用いることができる。
ケース４は、例えば、アルミニウムからなるものを用いることができる。
コイル２は、導体線２０を螺旋状に成形してなる。
温度センサ５は、例えば、温度によって抵抗値が変化するサーミスタ素子からなる。
【００２５】
また、本例の樹脂充填材３は、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の樹脂に、フェライト粉末、鉄粉、珪素合金鉄粉等の磁性粉末を混入させてなる磁性粉末混合樹脂からなる。
絶縁材７として、例えば、エポキシ、シリコン、ウレタン等の、熱伝導率が樹脂充填材３以上の高熱伝導材料からなる。
【００２６】
本例の保護管６は、アルミニウムからなり、例えば、外径が５．８ｍｍ、内径が３．８ｍｍ、厚みが１．０ｍｍ、軸方向長さが３５ｍｍの寸法で形成することができる。ここで、保護管６の内径は小さいほどリアクトル１の温度を正確に測定することができる。また、保護管６は、温度センサ５を挿入するための開口部６０が樹脂充填材３の表面３０から突出するよう配設されている。
【００２７】
また、保護管６は、図１、図２に示すごとく、コイル２の軸方向に平行となるよう樹脂充填材３内に埋設されているとともに、コイル２の内側に配設されている。
なお、本例の保護管６は底を有しているが、底を有していない筒状の保護管を用いてもよい。
また、本例では、図１、図２に示すごとく、保護管６とコイル２とを離隔配置しているが、図３に示すごとく、保護管６の外側面をコイル２と接触させることもできる。かかる場合には、特に高温となりやすいコイル２の温度をより一層精度良く測定することができ、リアクトル１の温度制御に、より一層有用な温度測定を行うことができる。
【００２８】
本例のリアクトル１を作製するに当たっては、例えば、ケース４内に、コイル２を配置した後樹脂充填材３を充填する。次いで、樹脂充填材３の所定の位置に、あらかじめ内部に温度センサ５及び絶縁材７を配設した保護管６を埋設した後、樹脂充填材３を固化させる。
なお、リアクトル１の作製手順は上記手順に限られず、樹脂充填材３の所定の位置に保護管６を埋設した後、該保護管６内に温度センサ５を開口部６０から挿入し、さらに保護管６と温度センサ５との間に絶縁材７を充填して作製することもできる。
【００２９】
次に、本例の作用効果につき説明する。
温度センサ５は、図１、図２に示すごとく、有底筒状の保護管６を介して樹脂充填材３に埋設されている。これにより、温度センサ５の破損を防ぐことができる。すなわち、硬化時等において樹脂充填材３が収縮した場合等であっても、保護管６によって温度センサ５を保護することができ、温度センサ５が樹脂充填材３に押し潰されることを防ぐことができる。それゆえ、温度センサ５が破損したり短絡したりすることを防ぐことができる。
【００３０】
また、保護管６により、温度センサ５の位置決めを容易に行うことができる。すなわち、硬化前の液状の樹脂充填材３に対しても、保護管６を正確に位置決めしておくことができる。そして、該保護管５内に温度センサ５を配設することにより、温度センサ５の位置決めを精度良く行うことができる。すなわち、例えばワイヤー状の温度センサ５等は、その可撓性によって樹脂充填材３中の所望の位置に正確に配置することが困難となる場合があるが、かかる場合にも、上記保護管６を用いることにより正確な位置に温度センサ５を容易に配置することができる。
【００３１】
さらに、温度センサ５と保護管６との間には、図１、図２に示すごとく、絶縁材７が充填されている。これにより、精度良くリアクトル１の温度を測定することができる。すなわち、温度センサ５と保護管６との間に空隙が存在する場合においては、リアクトル１の熱が保護管６に伝わってもその熱を温度センサ５へと充分に伝えることができない。これに対して、本例のように温度センサ５と保護管６との間に絶縁材７を充填することにより、保護管６に伝わったリアクトル１の熱を、絶縁材７を介して温度センサ５へと伝えることができる。
その結果、リアクトル１の温度を精度良く測定することができる。
【００３２】
また、絶縁材７は、高熱伝導材料からなるため、リアクトル１の温度を充分に精度良く測定することができる。すなわち、保護管６に伝わったリアクトル１の熱を、高熱伝導材料からなる絶縁材７を介して温度センサ５に早期に伝えることができる。それゆえ、応答性に優れた温度センサ５を得ることができ、リアクトル１の温度を充分に精度良く測定することができる。
【００３３】
保護管６は、図１、図２に示すごとく、コイル２の内側に配設されているため、熱がこもりやすい部分であるコイルの内側の温度をより一層精度良く測定することができる。その結果、リアクトル１の温度制御に、より一層有用な温度測定を行うことができる。
【００３４】
また、保護管６は、アルミニウムからなるため、測定精度に優れた温度センサ５を備えたリアクトル１を得ることができる。すなわち、アルミニウムからなる保護管６は、磁束に対してシールド効果を有する。具体的には、コイル２へ通電することによって発生する磁束が保護管６を通過するように形成されると、アルミニウムからなる保護管６において渦電流損が発生し、保護管６内への磁束の影響を充分に抑制することができる。これにより、磁束の影響を受けにくい温度センサ５を得ることができる。その結果、温度センサ５により、誤差動等を起こすことなくリアクトル１の温度を測定することができる。
【００３５】
また、保護管６は、図１、図２に示すごとく、コイル２の軸方向に平行となるよう樹脂充填材３内に埋設されているため、保護管６が磁束の形成を阻害することを抑制することができる。すなわち、コイル２への通電により生じる磁束は、コイル２の内側及び外周にわたって形成される軸方向に長い略楕円形状となる。そこで、コイル２の軸方向に平行となる向きに保護管６を配置することにより、磁束に沿う向きに保護管６を配置することとなる。これにより、保護管６が磁束の形成を極力阻害しないような配置とすることができる。その結果、リアクトル１のインダクタンス性能を充分に確保することができる。
【００３６】
また、樹脂充填材３は、磁性粉末を混入させてなる磁性粉末混合樹脂からなるため、本発明の効果を充分に発揮することができる。すなわち、上記のごとく樹脂充填材３が磁性粉末混合樹脂からなる場合には、コイル２への通電により、樹脂充填材３内において高密度の磁束が形成されることとなる。そして、仮に本発明を適用しない場合には、温度センサ５は、かかる高密度の磁束の影響を受けることになるとともに、樹脂充填材３が収縮等すると破損しやすくなってしまうおそれがある。そこで、かかる樹脂充填材３を有するリアクトル１において本発明を適用すれば、温度センサ５への磁束の影響を充分に低減するとともに温度センサ５の破損を充分に防ぐことができる。
【００３７】
さらに、図１、図２に示すごとく、磁性粉末混合樹脂からなる樹脂充填材３に温度センサ５を埋設する際、樹脂充填材３内に混入している磁性粉末により、温度センサ５に損傷を与えてしまうおそれがある。かかるリアクトル１において、本発明を適用すれば保護管６により温度センサ６を充分に保護することができる。
【００３８】
以上のごとく、本例によれば、位置決めが容易であるとともに破損が生じにくい温度センサを備えたリアクトルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例における、リアクトルの縦断面説明図。
【図２】実施例における、リアクトルの上面図。
【図３】実施例における、温度センサの配設位置を変更した場合のリアクトルの縦断面説明図。
【図４】従来例における、リアクトルの上面図。
【符号の説明】
【００４０】
１  リアクトル
２  コイル
３  樹脂充填材
４  ケース
５  温度センサ
６  保護管
７  絶縁材
【図１】
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【図２】
2008182152.tif 000004
【図３】
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【図４】
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