(57)【要約】【課題】  巻線部品の製造作業を複雑にすることなく、精度よく巻線部品の内部温度を検出できる回路を提供する。【解決手段】  温度検出用巻線１１は、トランス２０の一次巻線２１および／または二次巻線２２と接触するようにトランスコアに巻き付けられる。サーミスタ１２は、トランス２０の外部に設けられ、温度検出用巻線１１に熱的に接続される。電圧源１３は、一定の電圧を生成し、その電圧は抵抗Ｒ２を介してサーミスタ１２に印加される。検出部１４は、サーミスタ１２の両端電圧に基づいてトランス２０の内部温度を検出する。【選択図】      図１
2005150581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線部品を構成する巻線に接触して設けられている被加熱部材と、
上記被加熱部材に熱的に接続されており、且つ、上記巻線の外部に設けられた感温素子と、
上記感温素子を用いて温度検出を行う検出手段、
を有する巻線部品の温度を検出する回路。
【請求項２】
トランスを構成する一次巻線および二次巻線と同様に巻き付けられている温度検出用巻線と、
上記温度検出用巻線に熱的に接続されており、且つ、上記一次巻線および二次巻線の外部に設けられた感温素子と、
上記感温素子を用いて温度検出を行う検出手段、
を有するトランスの温度を検出する回路。
【請求項３】
請求項２に記載の回路であって、
上記温度検出用巻線は、上記一次巻線または二次巻線の少なくとも一方に接触するようにして巻き付けられている
ことを特徴とするトランスの温度を検出する回路。
【請求項４】
請求項２に記載の回路であって、
上記一次巻線および二次巻線が複数層に重なるように巻き付けられている場合に、上記温度検出用巻線が、それら一次巻線および二次巻線の内部に埋め込まれるように設けられる
ことを特徴とするトランスの温度を検出する回路。
【請求項５】
請求項２に記載の回路であって、
上記感温素子に予め決められた一定の電圧を印加する定電圧手段をさらに備え、
上記感温素子は、温度に依存して抵抗値が変化する抵抗体であり、
上記検出手段は、上記感温素子の両端電圧に基づいて温度検出を行う
ことを特徴とするトランスの温度を検出する回路。
【請求項６】
請求項２に記載の回路であって、
上記検出手段により検出された温度が、予め設定されている閾値温度を越えた場合に上記トランスへの入力を停止する停止手段をさらに有する
ことを特徴とするトランスの温度を検出する回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻線部品またはトランスの内部温度を検出する回路に係わる。
【背景技術】
【０００２】
トランスは、互いに電気的に絶縁された回路間で信号または電力を伝達するための部品として広く使用されている。ところが、トランスを利用して電力を伝達する際には、そのトランス自体が発熱し、場合によってはかなりの高温になる。このため、トランスを使用する回路では、しばしば、トランスの内部温度を検出するための機能が設けられている。
【０００３】
トランスの内部温度を検出する従来の技術としては、例えば、トランスを構成する巻線の内部にサーミスタ等の温度検出素子を収納する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、他の従来技術としては、トランスを構成する巻線の抵抗値が温度に依存して変化することを利用する構成が知られている。この場合、巻線自体の抵抗値をモニタすることにより、トランス内部の温度が検出される（例えば、特許文献２〜４参照）。
【０００４】
さらに、トランスの内部温度を検出し、その温度が予め設定してある値を超えたときにそのトランスへの信号入力を停止する回路が知られている（例えば、特許文献５）。
【特許文献１】特開２００３−９２８５８号公報（図１、図３、段落００１３〜００１７）
【特許文献２】特開平６−２８３３４６号公報（図１、段落０００８〜００１３）
【特許文献３】特開２００１−１４８３１２号公報（図１、要約）
【特許文献４】特開昭６３−２９３８０３号公報（要約）
【特許文献５】特開平９−２８５１１３号公報（図１、要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の構成では、トランス巻線内部に温度検出素子を収納するので、トランスの製造作業が複雑になるという問題がある。
また、上記特許文献２〜４に記載のような巻線自体の抵抗値の変化を利用して温度を検出する方法では、巻線は一般的に良導体で形成されるので、抵抗値自体が小さいがゆえに抵抗値の変化量も小さく、巻線の温度を精度よく検出することができない。また、測定対象（すなわち、ここでは、巻線）の抵抗値が小さいと、耐ノイズ性も弱くなる。
【０００６】
本発明の目的は、巻線部品の製造作業を複雑にすることなく、精度よく巻線部品の内部温度を検出できる回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の温度検出回路は、巻線部品を構成する巻線に接触して設けられている被加熱部材と、上記被加熱部材に熱的に接続されており且つ上記巻線の外部に設けられた感温素子と、上記感温素子を用いて温度検出を行う検出手段、を有する。
上記温度検出回路において、被加熱部材は、概ね、巻線部品を構成する巻線の温度と同じになる。そして、感温素子は、その被加熱部材に熱的に接続されている。よって、巻線部品の外部に設けられている感温素子の出力に基づいて、その巻線部品の内部温度を検出できる。また、感温素子が巻線部品の外部に設けられているので、巻線部品の製造が複雑になることはない。
【０００８】
本発明の温度検出回路は、トランスの内部温度を検出するものであって、トランスを構成する一次巻線および二次巻線と同様に巻き付けられている温度検出用巻線と、上記温度検出用巻線に熱的に接続されており且つ上記一次巻線および二次巻線の外部に設けられた感温素子と、上記感温素子を用いて温度検出を行う検出手段、を有する。
【０００９】
この温度検出回路の基本的な作用および効果は、上述した温度検出回路と同じである。ただし、この温度検出回路においては、一次巻線または二次巻線を巻き付ける工程と同様の工程で、トランスの内部温度を取り出すための温度検出用巻線をトランス内部に配置させることができる。よって、トランスを製造する工程が複雑になることはない。
【００１０】
上記回路において、温度検出用巻線は、上記一次巻線または二次巻線の少なくとも一方に接触するようにして巻き付けられようにしてもよい。このような構成とすれば、温度検出用巻線の温度は一次巻線または二次巻線の温度とほぼ同じになるので、温度検出精度が向上する。
【００１１】
また、測定対象のトランスの一次巻線および二次巻線が複数層に重なるように巻き付けられている場合には、温度検出用巻線は、それら一次巻線および二次巻線の内部に埋め込まれるようにしてもよい。一次巻線および二次巻線が複数層に重なるようにして巻き付けられている場合には、それらの巻線の外周部の熱は放熱されるので、巻線の外側部よりも内側部の方が高温になる。よって、上記構成とすれば、トランス内部の最高温度（又は、それに近い温度）を検出できる。
【００１２】
さらに、上記回路において、上記感温素子に予め決められた一定の電圧を印加する定電圧手段をさらに設けると共に、上記感温素子として温度に依存して抵抗値が変化する抵抗体を用いるようにしてもよい。この場合、上記検出手段は、上記感温素子の両端電圧に基づいて温度検出を行う。この構成によれば、定電圧手段が生成する電圧を大きくすれば、温度検出感度を高くなるとともに、耐ノイズ性が向上する。
【００１３】
さらに、上記回路において、上記検出手段により検出された温度が予め設定されている閾値温度を越えた場合に上記トランスへの入力を停止する停止手段をさらに有するようにしてもよい。この構成によれば、トランスの内部温度が異常上昇した場合、さらなる発熱を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、巻線部品の内部の温度を検出するための感温素子がその巻線部品の外部に設けられているので、巻線部品の製造工程が複雑になることはない。
また、トランスの内部温度を取り出すための被加熱部材として巻線を用いる場合は、一次巻線および二次巻線を巻き付ける工程と同じ工程で被加熱部材をトランス内部に取り付けることができるので、トランスの製造工程が複雑になることはない。
【００１５】
さらに、巻線自体の抵抗値の変化に基づいて温度を検出する構成と比べると、温度検出の精度がよく、耐ノイズ性も高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る温度検出回路の構成を示す図である。なお、この温度検出回路は、巻線部品の温度を検出する。また、巻線部品は、以下に示す実施形態では、トランスであるものとする。
温度検出回路１０は、温度検出用巻線（被加熱部材）１１、サーミスタ（感温素子）１２、電圧源（定電圧手段）１３、検出部（検出手段）１４を備え、トランス２０の内部の温度を検出する。ここで、トランス２０は、一次巻線２１および二次巻線２２を備えた巻線部品であって、一次巻線２１に与えられた信号（または、電力）を二次巻線２２に伝達して出力するようにして使用される。このとき、一次巻線２１および二次巻線２２に電流が流れることにより、それらの巻線自体が発熱する。
【００１７】
温度検出用巻線１１は、一次巻線２１または二次巻線２２の少なくとも一方に接触するようにして（望ましくは、一次巻線２１および二次巻線２２の双方に接触するようにして）トランス２０の内部に設けられる。ここで、温度検出用巻線１１は、特に限定されるものではないが、基本的に、熱伝導性のよい材質（例えば、銅、アルミ等）により形成される。このため、一次巻線２１および二次巻線２２が発熱すると、温度検出用巻線１１の温度は、一次巻線２１または二次巻線２２と同程度の温度にまで上昇する。
【００１８】
サーミスタ１２は、温度に依存して抵抗値が大きく変化する抵抗体であり、温度検出用巻線１１に熱的に接続されている。このとき、サーミスタ１２は、温度検出用巻線１１の端部に直接的に接続されるようにしてもよいし、熱伝導性のよい熱伝導媒体を介して接続されるようにしてもよい。なお、後者の場合、熱伝導媒体は、電気伝導性のよい良導体であってもよいし、絶縁体であってもよい。
【００１９】
電圧源１３は、予め決められた一定の電圧を生成する。電圧源１３により生成される電圧は、抵抗Ｒ２を介してサーミスタ１２に印加される。すなわち、電圧源１３により生成される電圧は、抵抗Ｒ２およびサーミスタ１２により分圧される。そして、この分圧により得られる電圧（サーミスタ１２の両端電圧）Ｖ１が、検出部１４に与えられる。
【００２０】
検出部１４は、電圧Ｖ１に基づいて、トランス２０の内部温度（すなわち、一次巻線２１または二次巻線２２の温度）を検出する。検出部１４は、例えば、電圧Ｖ１をデジタルデータに変換するＡ／ＤコンバータおよびそのＡ／Ｄコンバータの出力に基づいて温度を算出するマイコンにより構成される。この場合、検出部１４は、トランス２０の内部温度を推定することができる。あるいは、検出部１４は、電圧Ｖ１と予め設定されている閾値電圧とを比較するコンパレータにより構成されるようにしてもよい。この場合、検出部１４は、トランス２０の内部温度が所定の閾値温度を超えたか否かを検出できる。
【００２１】
上記温度検出回路１０において、温度検出用巻線１１は、一次巻線２１および／または二次巻線２２に接触しているので、その温度は、一次巻線２１および／または二次巻線２２の温度とほぼ同じになる。また、温度検出用巻線１１とサーミスタ１２とは、直接的にまたは熱伝導性のよい熱伝導媒体を介して接続されているので、温度検出用巻線１１の温度が変化すると、それに伴ってサーミスタ１２の温度も変化する。ここで、サーミスタ１２は、温度に依存して抵抗値が大きく変化するので、温度検出用巻線１１の温度が変化すると、それに伴って電圧Ｖ１も十分に感度よく変化する。したがって、検出部１４は、電圧Ｖ１に基づいて、トランス２０の内部温度を精度よく検出できる。
【００２２】
なお、一次巻線２１から二次巻線２２へ信号（または、電力）が伝達される際には、それらの巻線により生成される磁束に起因して温度検出用巻線１１を介して電流が流れる。このとき、温度検出用巻線１１を介して電流が流れると、温度検出用巻線１１自体が発熱してしまい、検出部１４は、トランス２０の内部温度（すなわち、一次巻線２１および／または二次巻線２２の温度）を正確に検出できなくなるおそれがある。このため、温度検出用巻線１１の両端に抵抗Ｒ１を設ける場合には、抵抗Ｒ１として抵抗値の大きな抵抗体を用い、温度検出用巻線１１を介して流れる電流を小さくして温度検出用巻線１１自体の発熱を抑える。あるいは、抵抗Ｒ１を設けることなく、温度検出用巻線１１の端部を開放するようにしてもよい。本実施例ではトランスについて説明したが、例えばコイルについて本発明を用いる場合は、温度検出用巻線１１に電流が流れないように温度検出用巻線１１の端部は開放しておく。
【００２３】
図２は、温度検出用巻線１１の取付け方法を説明する図である。ここでは、トランス２０は、トランスコア２３を有する一般的なトランスであるものとする。すなわち、一次巻線２１および二次巻線２２は、トランスコア２３に巻き付けられるようにして設けられている。
【００２４】
上記構成のトランス２０において、温度検出用巻線１１は、トランスコア２３に巻き付けられる。このとき、一次巻線２１および二次巻線２２が複数層に重なるようにトランスコア２３に巻き付けられる構成のときは、温度検出用巻線１１は、一次巻線２１および二次巻線２２の内部に埋め込まれるように設けられる。具体的には、例えば、まず、一次巻線２１をトランスコア２３に１層分巻き付け、その一次巻線２１の外側に重ねるようにして温度検出用巻線１１を１ターン（又は、数ターン）巻き付ける。続いて、その外側に重ねるようにして二次巻線２２を１層分巻き付ける。これにより、温度検出用巻線１１は、一次巻線２１の層および二次巻線２２の層に挟まれるようにしてそれらに接触することになる。さらに、その後、その外側に、一次巻線２１および二次巻線２２を所定回数巻き付ける。
【００２５】
上記トランスにおいて、一次巻線２１および二次巻線２２が複数層に重なるように巻き付けられる構成のときは、それら巻線の外周部の温度よりも内周部の温度の方が高くなるものと考えられる。このため、上述のような一次巻線２１および二次巻線２２の内側から一層目に接触する位置に温度検出用巻線１１を配置すれば、温度検出回路１０は、トランス２０の内部の最高温度（または、最高温度の近い温度）を検出できる。
【００２６】
このように、実施形態の温度検出回路１０は、一次巻線２１および／または二次巻線２２の温度を取り出してサーミスタ１２へ伝導させるための被加熱部材として巻線（すなわち、温度検出用巻線１１）を用いているので、トランス２０を形成する際の巻線工程を利用してその被加熱部材を容易にトランス２０の内部に配置させることができる。また、感温素子としてのサーミスタ１２は、トランス２０の外部に設けられる。よって、実施形態の温度検出回路１０は、サーミスタ等をトランスの内部に配置する構成と比較して、その製造作業が簡単である。
【００２７】
また、トランスの巻線自体の抵抗値の変化を利用して温度を検出する構成では、巻線の抵抗値の変化が小さく、巻線の温度を精度よく検出することができない。これに対して、実施形態の温度検出回路１０では、温度に依存して抵抗値が大きく変化するサーミスタを利用しているので、トランスの製造工程を複雑にすることなく、精度よくトランスの内部温度を検出できる。また、電圧源１３が生成する一定の電圧を大きくすれば（例えば、数ボルトまたはそれ以上）、耐ノイズ性も向上する。
【００２８】
なお、上述の実施例では、一次巻線２１および／または二次巻線２２の温度を取り出すための被加熱部材（実施例では、温度検出用巻線１１）として巻線を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、被加熱部材は、巻線である必要はなく、また、トランスコア２３に巻き付けられている必要もない。さらに、測定対象のトランスは、必ずしもトランスコアを有している必要はない。ただし、いずれの場合であっても、被加熱部材は、一次巻線２１および／または二次巻線２２に接触していることが好適である。
【００２９】
また、測定対象のトランスの一次巻線および二次巻線は、必ずしも導線で形成される必要はない。例えば、図３に示すトランス３０は、一次巻線３１、二次巻線を構成する巻線ユニット３２、３３、およびコア部材３４、３５から構成される。ここで、一次巻線３１は、導線を複数回リング状に巻くことにより形成されている。また、二次巻線を構成する巻線ユニット３２、３３は、それぞれ、例えば銅板をリング状に打ち抜くことにより形成されている。なお、Ａ１端子およびＡ２端子は二次巻線の出力端子を構成し、Ｇ１端子およびＧ２端子は二次巻線の中点端子を構成する。さらに、コア部材３４、３５は、それぞれ突起部３４ａ、３５ａ有しており、これらの突起部３４ａ、３５ａが、巻線ユニット３２、一次巻線３１、巻線ユニット３３を貫通するようにしてコア部材３４、３５が接合される。そして、このトランス３０の内部温度を検出する場合には、例えば、一次巻線３１と巻線ユニット３２との間、または一次巻線３１と巻線ユニット３３との間に被加熱部材を配置するとともに、このトランス３０の外部に設けたサーミスタにその被加熱部材を熱的に接続すればよい。
【００３０】
図４は、他の実施形態の温度検出回路の構成を示す図である。なお、図１および図４において共通して使用する符号は、同じものを示すものとする。
図４に示す温度検出回路４０は、コンパレータ（停止手段）４１を備える。コンパレータ４１は、トランス２０の内部温度を表示する電圧Ｖ１と予め決められた閾値温度を表示する電圧Ｖ２とを比較し、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２よりも高くなったときに停止信号を生成する。すなわち、コンパレータ４１は、トランス２０の内部温度が閾値温度を超えると、停止信号を生成する。なお、電圧Ｖ１は、図１を参照しながら説明した通りである。また、電圧Ｖ２は、この実施例では、予め決められた一定の電圧を出力する電圧源、およびその電圧を分圧する抵抗Ｒ３、Ｒ４により生成される。
【００３１】
コンパレータ４１により生成される停止信号は、信号源５０に与えられる。信号源５０は、トランス２０の一次巻線２１に信号（または、電力）を供給するための制御信号を生成する回路である。そして、信号源５０は、停止信号が与えられると、上記制御信号の生成を停止する。この結果、トランス２０は、信号または電力を伝達しない状態となり、さらなる発熱が抑えられる。
【００３２】
このように、温度検出回路４０は、トランス２０の内部温度が閾値温度を超えると、停止信号を生成することにより、トランス２０の動作を停止させる。すなわち、温度検出回路４０は、異常発熱検出回路として動作する。なお、トランスの異常発熱は、例えば、そのトランスの二次側回路がショートした場合等に発生することがある。
【００３３】
なお、図１〜図４を参照しながら説明した実施例では、測定対象の巻線部品がトランスであるものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、コイル部品の内部温度を検出する場合にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る温度検出回路の構成を示す図である。
【図２】温度検出用巻線の取付け方法を説明する図である。
【図３】他の形態のトランスの分解斜視図である。
【図４】他の実施形態の温度検出回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０    温度検出回路
１１    温度検出用巻線
１２    サーミスタ
１３    電圧源
１４    検出部
２０    トランス
２１    一次巻線
２２    二次巻線
２３    トランスコア
４０    温度検出回路
４１    コンパレータ
５０    信号源
【図１】
2005150581.tif 000003
【図２】
2005150581.tif 000004
【図３】
2005150581.tif 000005
【図４】
2005150581.tif 000006