▶ 株式会社オートネットワーク技術研究所の特許一覧 ▶ 住友電装株式会社の特許一覧 ▶ 住友電気工業株式会社の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024150607
(43)【公開日】2024-10-23
(54)【発明の名称】コイル、リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H01F 37/00 20060101AFI20241016BHJP
H01F 27/40 20060101ALI20241016BHJP
H01F 27/28 20060101ALI20241016BHJP
H01F 27/00 20060101ALI20241016BHJP
【ＦＩ】
H01F37/00 K
H01F27/40 120
H01F37/00 M
H01F27/28 147
H01F27/00 A
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024115768
(22)【出願日】2024-07-19
(62)【分割の表示】P 2021097094の分割
【原出願日】2021-06-10
(71)【出願人】
【識別番号】395011665
【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所
(71)【出願人】
【識別番号】000183406
【氏名又は名称】住友電装株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100100147
【弁理士】
【氏名又は名称】山野 宏
(74)【代理人】
【識別番号】100116366
【弁理士】
【氏名又は名称】二島 英明
(72)【発明者】
【氏名】小林 健人
(72)【発明者】
【氏名】稲葉 和宏
(57)【要約】
【課題】小型化できながら、コイルの温度を精度よく測定できるリアクトルを提供する。
【解決手段】コイルと磁性コアと温度センサとを備え、コイルは、第一コイル部と第二コイル部とを有し、第一コイル部は、平角線がエッジワイズ巻きされた複数の第一ターンを備え、複数の第一ターンの各々は、第一ターンの内周側を構成する第一内周部と、第一ターンの外周側を構成する第一外周部とを有し、第一外周部は、第一内周部に対して第一の方向に向かって傾くように曲げられており、第二コイル部は、平角線がエッジワイズ巻きされた複数の第二ターンを備え、複数の第二ターンの各々は、第二ターンの内周側を構成する第二内周部と、第二ターンの外周側を構成する第二外周部とを有し、第二外周部は、第二内周部に対して第二の方向に向かって傾くように曲げられており、温度センサは、第一コイル部と第二コイル部との間に形成された空間に配置されている、リアクトル。
【選択図】図３
【解決手段】コイルと磁性コアと温度センサとを備え、コイルは、第一コイル部と第二コイル部とを有し、第一コイル部は、平角線がエッジワイズ巻きされた複数の第一ターンを備え、複数の第一ターンの各々は、第一ターンの内周側を構成する第一内周部と、第一ターンの外周側を構成する第一外周部とを有し、第一外周部は、第一内周部に対して第一の方向に向かって傾くように曲げられており、第二コイル部は、平角線がエッジワイズ巻きされた複数の第二ターンを備え、複数の第二ターンの各々は、第二ターンの内周側を構成する第二内周部と、第二ターンの外周側を構成する第二外周部とを有し、第二外周部は、第二内周部に対して第二の方向に向かって傾くように曲げられており、温度センサは、第一コイル部と第二コイル部との間に形成された空間に配置されている、リアクトル。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
コイルと、
前記コイルが配置された磁性コアと、
前記コイルの温度を測定する温度センサとを備え、
前記コイルは、第一コイル部と、前記第一コイル部と前記コイルの軸方向に連続してつながれた第二コイル部とを有し、
前記第一コイル部は、平角線が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第一ターンを備え、
前記複数の第一ターンの各々は、
前記平角線における前記第一ターンの内周側を構成する第一内周部と、
前記平角線における前記第一ターンの外周側を構成する第一外周部とを有し、
前記第一外周部は、前記第一内周部に対して前記コイルの軸方向の第一の方向に向かって傾くように曲げられており、
前記第二コイル部は、前記平角線が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第二ターンを備え、
前記複数の第二ターンの各々は、
前記平角線における前記第二ターンの内周側を構成する第二内周部と、
前記平角線における前記第二ターンの外周側を構成する第二外周部とを有し、
前記第二外周部は、前記第二内周部に対して前記コイルの軸方向の第二の方向に向かって傾くように曲げられており、
前記温度センサは、前記第一コイル部と前記第二コイル部との間に形成された空間に配置されている、
リアクトル。
前記コイルが配置された磁性コアと、
前記コイルの温度を測定する温度センサとを備え、
前記コイルは、第一コイル部と、前記第一コイル部と前記コイルの軸方向に連続してつながれた第二コイル部とを有し、
前記第一コイル部は、平角線が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第一ターンを備え、
前記複数の第一ターンの各々は、
前記平角線における前記第一ターンの内周側を構成する第一内周部と、
前記平角線における前記第一ターンの外周側を構成する第一外周部とを有し、
前記第一外周部は、前記第一内周部に対して前記コイルの軸方向の第一の方向に向かって傾くように曲げられており、
前記第二コイル部は、前記平角線が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第二ターンを備え、
前記複数の第二ターンの各々は、
前記平角線における前記第二ターンの内周側を構成する第二内周部と、
前記平角線における前記第二ターンの外周側を構成する第二外周部とを有し、
前記第二外周部は、前記第二内周部に対して前記コイルの軸方向の第二の方向に向かって傾くように曲げられており、
前記温度センサは、前記第一コイル部と前記第二コイル部との間に形成された空間に配置されている、
リアクトル。
【請求項2】
前記温度センサは、互いに向かい合う前記第一ターン及び前記第二ターンのいずれか一方に固定されている請求項１に記載のリアクトル。
【請求項3】
前記温度センサは、前記第一内周部及び前記第二内周部のうちの一方に位置する請求項２に記載のリアクトル。
【請求項4】
前記磁性コアは、
前記コイルの内側に配置された内側コア部と、
前記内側コア部の長手方向の途中に設けられたギャップ部とを有し、
前記ギャップ部は、前記空間の内側に配置されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
前記コイルの内側に配置された内側コア部と、
前記内側コア部の長手方向の途中に設けられたギャップ部とを有し、
前記ギャップ部は、前記空間の内側に配置されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項5】
前記磁性コアは、前記コイルの内側に配置された内側コア部を有し、
前記内側コア部は、樹脂中に軟磁性粉末が分散した複合材料の成形体からなる樹脂コア片を含み、
前記樹脂コア片は、前記空間の内側に配置されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
前記内側コア部は、樹脂中に軟磁性粉末が分散した複合材料の成形体からなる樹脂コア片を含み、
前記樹脂コア片は、前記空間の内側に配置されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項6】
前記第一ターンは、前記平角線が屈曲された角部を有し、
前記第一ターンの前記角部における前記第一内周部と前記第一外周部との前記コイルの軸方向の第一変位量が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、
前記第二ターンは、前記平角線が屈曲された角部を有し、
前記第二ターンの前記角部における前記第二内周部と前記第二外周部との前記コイルの軸方向の第二変位量が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のリアクトル。
前記第一ターンの前記角部における前記第一内周部と前記第一外周部との前記コイルの軸方向の第一変位量が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、
前記第二ターンは、前記平角線が屈曲された角部を有し、
前記第二ターンの前記角部における前記第二内周部と前記第二外周部との前記コイルの軸方向の第二変位量が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のリアクトル。
【請求項7】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のリアクトルを備える、
コンバータ。
コンバータ。
【請求項8】
請求項７に記載のコンバータを備える、
電力変換装置。
電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、リアクトル、コンバータ、及び電力変換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１及び特許文献２は、温度センサを備えたリアクトルを開示する。特許文献１のリアクトルは、コイルの外周面に温度センサが取り付けられている。特許文献２のリアクトルは、コアに配置されたギャップ板に温度センサが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１８－２６５０４号公報
【特許文献2】特開２０１９－３６６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
温度センサを備えたリアクトルにおいて、リアクトルを小型化できる構造が望まれる。また、コイルの温度をより正確に測定することが望まれる。
【0005】
特許文献１のリアクトルでは、温度センサがコイルの外周面に配置されているため、温度センサを含めたリアクトルが大型化する。特許文献２のリアクトルのように温度センサをギャップ板の内部に設ける場合、ギャップ板の厚さは温度センサの厚さに依存する。ギャップ板の厚さを温度センサの厚さ以上とする必要があるため、ギャップ板が厚くなる。ギャップ板が厚くなると、コアの磁気抵抗が大きくなると共に、ギャップ板が設けられた部分からの漏れ磁束が増える。特許文献２のリアクトルでは、所望の磁気特性が得られないおそれがある。
【0006】
本開示は、小型化できながら、コイルの温度を精度よく測定できるリアクトルを提供することを目的の一つとする。本開示は、上記リアクトルを備えるコンバータ、及び上記コンバータを備える電力変換装置を提供することを他の目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示のリアクトルは、コイルと、前記コイルが配置された磁性コアと、前記コイルの温度を測定する温度センサとを備え、前記コイルは、第一コイル部と、前記第一コイル部と前記コイルの軸方向に連続してつながれた第二コイル部とを有し、前記第一コイル部は、平角線が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第一ターンを備え、前記複数の第一ターンの各々は、前記平角線における前記第一ターンの内周側を構成する第一内周部と、前記平角線における前記第一ターンの外周側を構成する第一外周部とを有し、前記第一外周部は、前記第一内周部に対して前記コイルの軸方向の第一の方向に向かって傾くように曲げられており、前記第二コイル部は、前記平角線が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第二ターンを備え、前記複数の第二ターンの各々は、前記平角線における前記第二ターンの内周側を構成する第二内周部と、前記平角線における前記第二ターンの外周側を構成する第二外周部とを有し、前記第二外周部は、前記第二内周部に対して前記コイルの軸方向の第二の方向に向かって傾くように曲げられており、前記温度センサは、前記第一コイル部と前記第二コイル部との間に形成された空間に配置されている。
【0008】
本開示のコンバータは、本開示のリアクトルを備える。
【0009】
本開示の電力変換装置は、本開示のコンバータを備える。
【発明の効果】
【0010】
本開示のリアクトルは、小型化できながら、コイルの温度を精度よく測定できる。
【0011】
本開示のコンバータ、及び本開示の電力変換装置は、小型で、かつ、コイルの温度を精度よく測定できるリアクトルを備える。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
【0014】
（１）本開示の実施形態に係るリアクトルは、コイルと、前記コイルが配置された磁性コアと、前記コイルの温度を測定する温度センサとを備え、前記コイルは、第一コイル部と、前記第一コイル部と前記コイルの軸方向に連続してつながれた第二コイル部とを有し、前記第一コイル部は、平角線が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第一ターンを備え、前記複数の第一ターンの各々は、前記平角線における前記第一ターンの内周側を構成する第一内周部と、前記平角線における前記第一ターンの外周側を構成する第一外周部とを有し、前記第一外周部は、前記第一内周部に対して前記コイルの軸方向の第一の方向に向かって傾くように曲げられており、前記第二コイル部は、前記平角線が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第二ターンを備え、前記複数の第二ターンの各々は、前記平角線における前記第二ターンの内周側を構成する第二内周部と、前記平角線における前記第二ターンの外周側を構成する第二外周部とを有し、前記第二外周部は、前記第二内周部に対して前記コイルの軸方向の第二の方向に向かって傾くように曲げられており、前記温度センサは、前記第一コイル部と前記第二コイル部との間に形成された空間に配置されている。
【0015】
本開示のリアクトルは、温度センサが第一コイル部と第二コイル部との間に形成された空間に配置されていることから、小型化できる。
【0016】
本開示のリアクトルは、コイルの温度を精度よく測定できる。温度センサが上記空間に配置されていることで、コイルの温度又はコイルに極めて近い箇所の温度を測定できる。
【0017】
本開示のリアクトルは、第一コイル部と第二コイル部との間に、温度センサが配置される空間を確保する。第一ターン及び第二ターンの各々の外周部が互いに逆方向に傾くように曲げられることによって、第一コイル部と第二コイル部との間に温度センサの配置が可能な程度の隙間が形成される。
【0018】
（２）本開示のリアクトルの一形態として、温度センサは、互いに向かい合う第一ターン及び第二ターンのいずれか一方に固定されていてもよい。
【0019】
上記形態は、温度センサがコイルに固定されていることで、コイルの温度をより正確に測定できる。
【0020】
（３）上記（２）に記載のリアクトルの一形態として、前記温度センサは、前記第一内周部及び前記第二内周部のうちの一方に位置していてもよい。
【0021】
上記形態は、温度上昇が大きいコイルの内周側に温度センサが設けられていることで、コイルの温度をより正確に測定できる。
【0022】
（４）本開示のリアクトルの一形態として、前記磁性コアは、前記コイルの内側に配置された内側コア部と、前記内側コア部の長手方向の途中に設けられたギャップ部とを有してもよい。前記ギャップ部は、前記空間の内側に配置されていてもよい。
【0023】
上記の形態は、コイルの温度をより正確に測定できる。磁性コアがギャップ部を有する場合、ギャップ部から漏れ磁束が発生する。そのため、ギャップ部の近傍では、漏れ磁束によってコイルの温度が上昇し易い。上記の形態では、ギャップ部近傍でのコイルの温度を測定できる。
【0024】
（５）本開示のリアクトルの一形態として、前記磁性コアは、前記コイルの内側に配置された内側コア部を有し、前記内側コア部は、樹脂中に軟磁性粉末が分散した複合材料の成形体からなる樹脂コア片を含んでもよい。前記樹脂コア片は、前記空間の内側に配置されていてもよい。
【0025】
上記の形態は、コイルの温度をより正確に測定できる。樹脂コア片は熱伝導性が低く、放熱性に劣る。内側コア部が樹脂コア片を含む場合、樹脂コア片が高温になり易い、樹脂コア片が位置する部分では、コイルの温度が上昇し易い。上記の形態では、樹脂コア片が位置する部分でのコイルの温度を測定できる。
【0026】
（６）本開示のリアクトルの一形態として、前記第一ターンは、前記平角線が屈曲された角部を有し、前記第一ターンの前記角部における前記第一内周部と前記第一外周部との前記コイルの軸方向の第一変位量が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であってもよい。前記第二ターンは、前記平角線が屈曲された角部を有し、前記第二ターンの前記角部における前記第二内周部と前記第二外周部との前記コイルの軸方向の第二変位量が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であってもよい。
【0027】
第一ターンにおける第一変位量及び第二ターンにおける第二変位量がそれぞれ上記範囲であることで、温度センサが配置される上記空間を確保し易い。
【0028】
（７）本開示の実施形態に係るコンバータは、上記（１）から（６）のいずれか１つに記載のリアクトルを備える。
【0029】
本開示のコンバータは、小型で、かつ、コイルの温度を精度よく測定できる上記リアクトルを備える。
【0030】
（８）本開示の実施形態に係る電力変換装置は、上記（７）に記載のコンバータを備える。
【0031】
本開示の電力変換装置は、上記コンバータを備えることから、小型で、かつ、コイルの温度を精度よく測定できる上記リアクトルを備える。
【0032】
［本開示の実施形態の詳細］
本開示のリアクトル、コンバータ、及び電力変換装置の具体例を、図面を参照して説明する。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
本開示のリアクトル、コンバータ、及び電力変換装置の具体例を、図面を参照して説明する。図中の同一符号は同一又は相当部分を示す。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0033】
＜リアクトルの概要＞
図１から図４を主に参照して、実施形態に係るリアクトル１００の概要を説明する。リアクトル１００は、図１、図２に示すように、コイル１０と磁性コア３０とを備える。磁性コア３０は、全体としてθ状に構成される。更に、リアクトル１００は、図３、図４に示すように、温度センサ５０を備える。コイル１０は、第一コイル部１１０と第二コイル部１２０とを有する。リアクトル１００の特徴の一つは、温度センサ５０が第一コイル部１１０と第二コイル部１２０との間に形成された空間１５に配置されている点にある。以下、リアクトル１００の構成を詳細に説明する。
図１から図４を主に参照して、実施形態に係るリアクトル１００の概要を説明する。リアクトル１００は、図１、図２に示すように、コイル１０と磁性コア３０とを備える。磁性コア３０は、全体としてθ状に構成される。更に、リアクトル１００は、図３、図４に示すように、温度センサ５０を備える。コイル１０は、第一コイル部１１０と第二コイル部１２０とを有する。リアクトル１００の特徴の一つは、温度センサ５０が第一コイル部１１０と第二コイル部１２０との間に形成された空間１５に配置されている点にある。以下、リアクトル１００の構成を詳細に説明する。
【0034】
図３、図４では、リアクトル１００を構成する部材を簡略化して示している。図３では、磁性コア３０のうち、コイル１０の内側に配置される内側コア部３０ｉのみを示している。図３では、便宜上、ギャップ部３０ｇにハッチングを付している。本実施形態では、内側コア部３０ｉは、図１、図２に示すミドルコア部３００である。本実施形態では、温度センサ５０が配置される側をリアクトルの上側とする。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面のうち、上半分のみを示している。図３のＩＶ－ＩＶ線は、コイル１０の軸方向に沿う線である。
【0035】
（コイル）
まず、図５、図６を主に参照して、コイル１０の概要を説明する。コイル１０は、平角線１で構成されたエッジワイズコイルである。コイル１０は、図５に示すように、平角線１が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数のターン２によって形成されている。コイル１０の両端部には、平角線１が引き出された端末部１３１，１３２が設けられている。端末部１３１は、コイル１０の第一端部１２１から引き出されている。端末部１３２は、コイル１０の第二端部１２２から引き出されている。第一端部１２１及び第二端部１２２は、コイル１０の両側に配置される各ターンによって構成される。端末部１３１，１３２は、平角線１が螺旋状に巻かれたターン群の輪郭から外側に突出する部分である。図５では、端末部１３２をコイル１０の軸方向にフラットワイズ曲げする前であって、図１に示すコイル１０の形状とする前の状態を示している。図６は、図５に示すコイル１０を第一端部１２１側から軸方向に見た図である。図６では、コイル１０の端末部１３２の図示を省略している。
まず、図５、図６を主に参照して、コイル１０の概要を説明する。コイル１０は、平角線１で構成されたエッジワイズコイルである。コイル１０は、図５に示すように、平角線１が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数のターン２によって形成されている。コイル１０の両端部には、平角線１が引き出された端末部１３１，１３２が設けられている。端末部１３１は、コイル１０の第一端部１２１から引き出されている。端末部１３２は、コイル１０の第二端部１２２から引き出されている。第一端部１２１及び第二端部１２２は、コイル１０の両側に配置される各ターンによって構成される。端末部１３１，１３２は、平角線１が螺旋状に巻かれたターン群の輪郭から外側に突出する部分である。図５では、端末部１３２をコイル１０の軸方向にフラットワイズ曲げする前であって、図１に示すコイル１０の形状とする前の状態を示している。図６は、図５に示すコイル１０を第一端部１２１側から軸方向に見た図である。図６では、コイル１０の端末部１３２の図示を省略している。
【0036】
コイル１０の形状は、円筒状でもよいし、角筒状でもよい。円筒状とは、コイル１０を軸方向から見た端面の形状が、円形状であるものをいう。円形状には、真円形状のみならず、楕円形状も含む。角筒状とは、上記端面の形状が、多角形状であるものをいう。多角形状としては、例えば、三角形状、四角形状、六角形状、八角形状などがある。四角形状には、矩形状、台形状が含まれる。矩形状には、正方形状が含まれる。本実施形態では、コイル１０は角筒状である。具体的には、コイル１０は、上記端面の形状が矩形状である四角筒状のコイルである。
【0037】
（平角線）
平角線１は、断面が矩形の巻線である。上記断面とは、平角線１の長手方向に直交する断面である。上記矩形は、図８に示す平角線１のように、一対の短辺と一対の長辺とを有する。平角線１の幅は、向かい合う短辺同士の距離であり、長辺の長さに相当する。平角線１の幅方向は、実質的に矩形の長辺に沿う方向である。平角線１の厚さは、向かい合う長辺同士の距離であり、短辺の長さに相当する。平角線１の厚さ方向は、実質的に矩形の短辺に沿う方向である。平角線１の幅及び厚さは適宜選択できる。平角線１の幅は、例えば３ｍｍ以上１５ｍｍ以下、更に５ｍｍ以上１２ｍｍ以下である。平角線１の厚さは、例えば０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、更に０．８ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
平角線１は、断面が矩形の巻線である。上記断面とは、平角線１の長手方向に直交する断面である。上記矩形は、図８に示す平角線１のように、一対の短辺と一対の長辺とを有する。平角線１の幅は、向かい合う短辺同士の距離であり、長辺の長さに相当する。平角線１の幅方向は、実質的に矩形の長辺に沿う方向である。平角線１の厚さは、向かい合う長辺同士の距離であり、短辺の長さに相当する。平角線１の厚さ方向は、実質的に矩形の短辺に沿う方向である。平角線１の幅及び厚さは適宜選択できる。平角線１の幅は、例えば３ｍｍ以上１５ｍｍ以下、更に５ｍｍ以上１２ｍｍ以下である。平角線１の厚さは、例えば０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、更に０．８ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
【0038】
（ターン）
複数のターン２は、平角線１が螺旋状に巻回されることによって形成される。各ターン２の形状は、上述したコイル１０の端面の形状と実質的に同じである。ターン２の形状とは、ターン２の軸方向から見た形状である。本実施形態では、図６に示すように、ターン２の形状が矩形状である。ターン２は、平角線１が直線状に配置された４つの直線部２０ｓと、平角線１が屈曲された４つの角部２０ｃとを有する。
複数のターン２は、平角線１が螺旋状に巻回されることによって形成される。各ターン２の形状は、上述したコイル１０の端面の形状と実質的に同じである。ターン２の形状とは、ターン２の軸方向から見た形状である。本実施形態では、図６に示すように、ターン２の形状が矩形状である。ターン２は、平角線１が直線状に配置された４つの直線部２０ｓと、平角線１が屈曲された４つの角部２０ｃとを有する。
【0039】
ターン２の数は適宜選択できる。ターン２の数は、例えば１０ターン以上６０ターン以下、更に２０ターン以上５０ターン以下である。
【0040】
（第一コイル部・第二コイル部）
図７を参照して、コイル１０の構成を詳しく説明する。図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ断面における切断面のみを示している。図７では、切断面より奥に見える構成は省略している。図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線は、ターン２の対角線である。コイル１０は、第一コイル部１１０と第二コイル部１２０とを有する。第一コイル部１１０は、平角線１が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第一ターン２１を備える。第二コイル部１２０は、平角線１が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第二ターン２２を備える。コイル１０の特徴の一つは、第一ターン２１及び第二ターン２２を形成する平角線１が特定の形状を有している点にある。
図７を参照して、コイル１０の構成を詳しく説明する。図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ断面における切断面のみを示している。図７では、切断面より奥に見える構成は省略している。図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線は、ターン２の対角線である。コイル１０は、第一コイル部１１０と第二コイル部１２０とを有する。第一コイル部１１０は、平角線１が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第一ターン２１を備える。第二コイル部１２０は、平角線１が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第二ターン２２を備える。コイル１０の特徴の一つは、第一ターン２１及び第二ターン２２を形成する平角線１が特定の形状を有している点にある。
【0041】
第一コイル部１１０と第二コイル部１２０とは、同軸上に配置され、コイル１０の軸方向に連続してつながれている。つまり、第一コイル部１１０と第二コイル部１２０とは、電気的に直列に接続されると共に、機械的にコイル１０の軸方向に並んで配置されている。第一コイル部１１０と第二コイル部１２０とは、連続した１本の平角線１で形成されている。第一コイル部１１０と第二コイル部１２０とは、一連の平角線１で継ぎ目なく構成されている。第一コイル部１１０の軸方向及び第二コイル部１２０の軸方向は、コイル１０の軸方向と一致する。
【0042】
〈第一ターン〉
図７に示すように、第一コイル部１１０は、複数の第一ターン２１によって形成されている。第一ターン２１の数は適宜選択できる。複数の第一ターン２１の各々は、第一内周部１１ｉと第一外周部１１ｅとを有する。第一内周部１１ｉは、平角線１における第一ターン２１の内周側を構成する。第一外周部１１ｅは、平角線１における第一ターン２１の外周側を構成する。第一外周部１１ｅは、第一内周部１１ｉに対してコイル１０の軸方向の第一の方向に向かって傾くように曲げられている。具体的に説明すると、第一ターン２１を形成する平角線１が平角線１の幅方向の途中で屈曲されている。第一内周部１１ｉと第一外周部１１ｅとは屈曲部１１ｂを介してつながっている。第一内周部１１ｉは、平角線１における屈曲部１１ｂよりも第一ターン２１の内周側に位置する部分である。第一外周部１１ｅは、平角線１における屈曲部１１ｂよりも第一ターン２１の外周側に位置する部分である。本実施形態では、図６に示す角部２０ｃ及び直線部２０ｓのいずれにおいても、第一ターン２１における平角線１が幅方向の途中で屈曲されている。角部２０ｃに比べて直線部２０ｓの方が平角線１の曲げが小さい傾向がある。その理由は、後述するコイルの製造方法で説明する。
図７に示すように、第一コイル部１１０は、複数の第一ターン２１によって形成されている。第一ターン２１の数は適宜選択できる。複数の第一ターン２１の各々は、第一内周部１１ｉと第一外周部１１ｅとを有する。第一内周部１１ｉは、平角線１における第一ターン２１の内周側を構成する。第一外周部１１ｅは、平角線１における第一ターン２１の外周側を構成する。第一外周部１１ｅは、第一内周部１１ｉに対してコイル１０の軸方向の第一の方向に向かって傾くように曲げられている。具体的に説明すると、第一ターン２１を形成する平角線１が平角線１の幅方向の途中で屈曲されている。第一内周部１１ｉと第一外周部１１ｅとは屈曲部１１ｂを介してつながっている。第一内周部１１ｉは、平角線１における屈曲部１１ｂよりも第一ターン２１の内周側に位置する部分である。第一外周部１１ｅは、平角線１における屈曲部１１ｂよりも第一ターン２１の外周側に位置する部分である。本実施形態では、図６に示す角部２０ｃ及び直線部２０ｓのいずれにおいても、第一ターン２１における平角線１が幅方向の途中で屈曲されている。角部２０ｃに比べて直線部２０ｓの方が平角線１の曲げが小さい傾向がある。その理由は、後述するコイルの製造方法で説明する。
【0043】
第一内周部１１ｉは、コイル１０の軸方向に沿った断面を見たとき、第一ターン２１の内周側から外周側に向かって実質的に径方向に沿って延びている。つまり、第一内周部１１ｉは、第一ターン２１の径方向と実質的に平行に延びている。第一内周部１１ｉが平角線１の巻きピッチによって径方向からずれている分については、径方向に沿っているとみなす。
【0044】
上記第一の方向は、コイル１０の軸方向の一端から他端に向かう方向である。コイル１０の両端部のうち、第一コイル部１１０が位置する側の端部を第一端部１２１とし、第二コイル部１２０が位置する側の端部を第二端部１２２とする。本実施形態では、図７中、下側に位置するコイル１０の端部が第一端部１２１であり、上側に位置するコイル１０の端部が第二端部１２２である。第一の方向は、第一端部１２１から第二端部１２２に向かう方向である。図７では、第一の方向は下から上に向かう方向である。つまり、第一外周部１１ｅは、第一内周部１１ｉに対して上方に向かって傾斜している。
【0045】
平角線１の幅方向における第一内周部１１ｉの長さは、例えば、平角線１の幅の３０％以上７５％以下、更に４０％以上７０％以下である。平角線１の幅方向における第一外周部１１ｅの長さは、例えば、平角線１の幅の２５％以上７０％以下、更に３０％以上６０％以下である。
【0046】
〈第一変位量〉
第一内周部１１ｉと第一外周部１１ｅとのコイル１０の軸方向の第一変位量１１ｄは、例えば０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、更に０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。第一変位量１１ｄは、第一ターン２１における角部での変位量である。第一ターン２１における直線部での変位量は、角部での変位量よりも小さくてよい。上記角部とは、図６に示す角部２０ｃである。上記直線部とは、図６に示す直線部２０ｓである。
第一内周部１１ｉと第一外周部１１ｅとのコイル１０の軸方向の第一変位量１１ｄは、例えば０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、更に０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。第一変位量１１ｄは、第一ターン２１における角部での変位量である。第一ターン２１における直線部での変位量は、角部での変位量よりも小さくてよい。上記角部とは、図６に示す角部２０ｃである。上記直線部とは、図６に示す直線部２０ｓである。
【0047】
複数の第一ターン２１において、全ての第一変位量１１ｄが同じであってもよい。複数の第一ターン２１のうち、一部の第一ターン２１における第一変位量１１ｄが、残りの第一ターン２１の少なくとも一部における第一変位量１１ｄと異なってもよい。例えば、複数の第一ターン２１のうち、第二端部１２２側に位置する第一ターン２１の第一変位量１１ｄが、その他の第一ターン２１の第一変位量１１ｄよりも大きくてもよい。第二端部１２２側に位置する第一ターン２１は、第二コイル部１２０の第二ターン２２と向かい合う。
【0048】
第一変位量１１ｄは、例えば、レーザ距離計を用いて、次のようにして測定することができる。コイル１０を、コイル１０の軸方向が垂直となるように水平な台に置く。第一端部１２１が上、第二端部１２２が下になるようにコイル１０を配置する。コイル１０の上方の基準位置から、第一内周部１１ｉの上面と側面との交点までの距離を測定する。この距離を第一の距離とする。第一内周部１１ｉの側面は、第一ターン２１の内周面であり、平角線１の断面における矩形の一方の短辺に対応する面である。上記基準位置から第一外周部１１ｅの上面と側面との交点までの距離を測定する。この距離を第二の距離とする。第一外周部１１ｅの側面は、第一ターン２１の外周面であり、平角線１の断面における矩形のもう一方の短辺に対応する面である。第一の距離と第二の距離との差を第一変位量１１ｄとする。そして、第一ターン２１の全ての角部２０ｃにおける第一変位量１１ｄを測定する。本実施形態であれば、図６に示す４つの角部２０ｃにおけるそれぞれの第一変位量１１ｄを測定する。測定した全角部の第一変位量１１ｄの平均値をその第一ターン２１における第一変位量１１ｄとする。
【0049】
〈第二ターン〉
図７に示すように、第二コイル部１２０は、複数の第二ターン２２によって形成されている。第二ターン２２の数は適宜選択できる。第二ターン２２の数は、第一コイル部１１０を構成する第一ターン２１の数と同じであってもよいし、異なってもよい。複数の第二ターン２２の各々は、第二内周部１２ｉと第二外周部１２ｅとを有する。第二内周部１２ｉは、平角線１における第二ターン２２の内周側を構成する。第二外周部１２ｅは、平角線１における第二ターン２２の外周側を構成する。第二外周部１２ｅは、第二内周部１２ｉに対して第一コイル部１１０の軸方向の第二の方向に向かって傾くように曲げられている。具体的に説明すると、上述した第一ターン２１と同様に、第二ターン２２を形成する平角線１が平角線１の幅方向の途中で屈曲されている。第二内周部１２ｉと第二外周部１２ｅとは屈曲部１２ｂを介してつながっている。第二内周部１２ｉは、平角線１における屈曲部１２ｂよりも第二ターン２２の内周側に位置する部分である。第二外周部１２ｅは、平角線１における屈曲部１１ｂよりも第二ターン２２の外周側に位置する部分である。本実施形態では、図６に示す角部２０ｃ及び直線部２０ｓのいずれにおいても、第二ターン２２における平角線１が幅方向の途中で屈曲されている。角部２０ｃに比べて直線部２０ｓの方が平角線１の曲げが小さい傾向がある。
図７に示すように、第二コイル部１２０は、複数の第二ターン２２によって形成されている。第二ターン２２の数は適宜選択できる。第二ターン２２の数は、第一コイル部１１０を構成する第一ターン２１の数と同じであってもよいし、異なってもよい。複数の第二ターン２２の各々は、第二内周部１２ｉと第二外周部１２ｅとを有する。第二内周部１２ｉは、平角線１における第二ターン２２の内周側を構成する。第二外周部１２ｅは、平角線１における第二ターン２２の外周側を構成する。第二外周部１２ｅは、第二内周部１２ｉに対して第一コイル部１１０の軸方向の第二の方向に向かって傾くように曲げられている。具体的に説明すると、上述した第一ターン２１と同様に、第二ターン２２を形成する平角線１が平角線１の幅方向の途中で屈曲されている。第二内周部１２ｉと第二外周部１２ｅとは屈曲部１２ｂを介してつながっている。第二内周部１２ｉは、平角線１における屈曲部１２ｂよりも第二ターン２２の内周側に位置する部分である。第二外周部１２ｅは、平角線１における屈曲部１１ｂよりも第二ターン２２の外周側に位置する部分である。本実施形態では、図６に示す角部２０ｃ及び直線部２０ｓのいずれにおいても、第二ターン２２における平角線１が幅方向の途中で屈曲されている。角部２０ｃに比べて直線部２０ｓの方が平角線１の曲げが小さい傾向がある。
【0050】
第二内周部１２ｉは、コイル１０の軸方向に沿った断面を見たとき、第二ターン２２の内周側から外周側に向かって実質的に径方向に沿って延びている。つまり、第二内周部１２ｉは、第二ターン２２の径方向と実質的に平行に延びている。第二内周部１２ｉが平角線１の巻きピッチによって径方向からずれている分については、径方向に沿っているとみなす。
【0051】
上記第二の方向は、コイル１０の軸方向の他端から一端に向かう方向である。第二の方向は、上述した第一の方向とは逆向きである。即ち、第二の方向は、第二端部１２２から第一端部１２１に向かう方向である。図７では、第二の方向は上から下に向かう方向である。つまり、第二外周部１２ｅは、第二内周部１２ｉに対して下方に向かって傾斜している。
【0052】
平角線１の幅方向における第二内周部１２ｉの長さは、例えば、平角線１の幅の３０％以上７５％以下、更に４０％以上７０％以下である。平角線１の幅方向における第二外周部１２ｅの長さは、例えば、平角線１の幅の２５％以上７０％以下、更に３０％以上６０％以下である。
【0053】
〈第二変位量〉
第二内周部１２ｉと第二外周部１２ｅとのコイル１０の軸方向の第二変位量１２ｄは、例えば０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、更に０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。第二変位量１２ｄは、第二ターン２２における角部での変位量である。第二ターン２２における直線部での変位量は、角部での変位量よりも小さくてよい。上記角部とは、図６に示す角部２０ｃである。上記直線部とは、図６に示す直線部２０ｓである。
第二内周部１２ｉと第二外周部１２ｅとのコイル１０の軸方向の第二変位量１２ｄは、例えば０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、更に０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下である。第二変位量１２ｄは、第二ターン２２における角部での変位量である。第二ターン２２における直線部での変位量は、角部での変位量よりも小さくてよい。上記角部とは、図６に示す角部２０ｃである。上記直線部とは、図６に示す直線部２０ｓである。
【0054】
複数の第二ターン２２において、全ての第二変位量１２ｄが同じであってもよい。複数の第二ターン２２のうち、一部の第二ターン２２における第二変位量１２ｄが、残りの第二ターン２２の少なくとも一部における第二変位量１２ｄと異なってもよい。例えば、複数の第二ターン２２のうち、第一端部１２１側に位置する第二ターン２２の第二変位量１２ｄが、その他の第二ターン２２の第二変位量１２ｄよりも大きくてもよい。第一端部１２１側に位置する第二ターン２２は、第一コイル部１１０の第一ターン２１と向かい合う。
【0055】
第二変位量１２ｄは、上述した第一変位量１１ｄと同じようにして測定すればよい。第二変位量１２ｄの測定は、第一端部１２１が上に向くようにコイル１０を水平な台に置いて行う。コイル１０の上方の基準位置から、第二内周部１２ｉの上面と側面との交点までの第一の距離と、第二外周部１２ｅの上面と側面との交点までの第二の距離を測定する。第一の距離と第二の距離との差を第二変位量１２ｄとする。そして、第二ターン２２の全ての角部における第二変位量１２ｄを測定し、その平均値をその第二ターン２２における第二変位量１２ｄとする。
【0056】
（空間）
図３、図４に示すように、コイル１０は、第一コイル部１１０と第二コイル部１２０との間に空間１５が形成されている。空間１５には、温度センサ５０が配置される。図７を参照して上述したように、第一コイル部１１０を構成する第一ターン２１において、第一外周部１１ｅが第一内周部１１ｉに対して第一の方向に傾くように曲げられている。第二コイル部１２０を構成する第二ターン２２において、第二外周部１２ｅが第二内周部１２ｉに対して第二の方向に傾くように曲げられている。第一ターン２１と第二ターン２２とで互いに逆方向に曲げられていることで、互いに向かい合う第一ターン２１と第二ターン２２とが離間した状態になる。これにより、第一コイル部１１０と第二コイル部１２０との間に空間１５が形成される。本実施形態では、上述したように、第一ターン２１及び第二ターン２２の各角部２０ｃにおいて、平角線１が幅方向の途中で屈曲されている。そのため、空間１５は、第一ターン２１及び第二ターン２２の直線部２０ｓ同士の間に形成されている。
図３、図４に示すように、コイル１０は、第一コイル部１１０と第二コイル部１２０との間に空間１５が形成されている。空間１５には、温度センサ５０が配置される。図７を参照して上述したように、第一コイル部１１０を構成する第一ターン２１において、第一外周部１１ｅが第一内周部１１ｉに対して第一の方向に傾くように曲げられている。第二コイル部１２０を構成する第二ターン２２において、第二外周部１２ｅが第二内周部１２ｉに対して第二の方向に傾くように曲げられている。第一ターン２１と第二ターン２２とで互いに逆方向に曲げられていることで、互いに向かい合う第一ターン２１と第二ターン２２とが離間した状態になる。これにより、第一コイル部１１０と第二コイル部１２０との間に空間１５が形成される。本実施形態では、上述したように、第一ターン２１及び第二ターン２２の各角部２０ｃにおいて、平角線１が幅方向の途中で屈曲されている。そのため、空間１５は、第一ターン２１及び第二ターン２２の直線部２０ｓ同士の間に形成されている。
【0057】
空間１５の間隔は、例えば０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。空間１５の間隔が０．２ｍｍ以上であることで、空間１５を温度センサ５０の収納スペースとして利用し易い。空間１５の間隔が０．５ｍｍ以上であると、温度センサ５０の収納スペースとしてより利用し易い。空間１５の間隔が２．０ｍｍ以下であることで、コイル１０の内側に配置された内側コア部３０ｉが空間１５から露出することを低減できる。空間１５の間隔が１．０ｍｍ以下であると、内側コア部３０ｉの露出部分をより低減できる。空間１５の間隔は、更に０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が好ましい。空間１５の間隔とは、互いに向かい合う第一ターン２１と第二ターン２２との間の隙間の距離である。空間１５の間隔は、コイル１０の軸方向に沿った間隔であって、互いに向かい合う第一ターン２１と第二ターン２２との間の隙間の最大値とする。
【0058】
空間１５の間隔は、上述した第一ターン２１の第一変位量１１ｄ及び第二ターン２２の第二変位量１２ｄによって決まる。第一変位量１１ｄ及び第二変位量１２ｄが大きいほど、空間１５の間隔が大きくなる。第一変位量１１ｄ及び第二変位量１２ｄが０．１ｍｍ以上であることで、温度センサ５０が配置される空間１５を確保し易い。特に、互いに向かい合う第一ターン２１と第二ターン２２において、第一変位量１１ｄと第二変位量１２ｄとの合計が、例えば０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下、更に０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましい。第一変位量１１ｄ及び第二変位量１２ｄの各上限は、コイル１０の製造上の観点から、１．０ｍｍが好ましい。また、第一変位量１１ｄ及び第二変位量１２ｄが１．０ｍｍ以下であると、平角線１が幅方向の途中で折れ曲がっていることが一見して分かり難い。つまり、従来と遜色ない見栄えのよいコイルを得易い。
【0059】
本実施形態では、内側コア部３０ｉにギャップ部３０ｇが設けられている。空間１５は、ギャップ部３０ｇの外側に位置している。そのため、温度センサ５０は、ギャップ部３０ｇの外側に設けられている。
【0060】
〈ターン間の隙間〉
更に、図７に示すように、第一コイル部１１０において、第一ターン２１を形成する平角線１が幅方向の途中で屈曲されていることで、第一ターン２１間の隙間２１ｇを小さくすることができる。第二コイル部１２０において、第二ターン２２を形成する平角線１が幅方向の途中で屈曲されていることで、第二ターン２２間の隙間２２ｇを小さくすることができる。隙間２１ｇ及び隙間２２ｇが小さくなる理由は明らかではないが、次のように考えられる。平角線１が幅方向の途中で屈曲されていることで、第一ターン２１及び第二ターン２２のそれぞれに平角線１を曲げた方向に引っ張られる力が加わり、第一ターン２１間と第二ターン２２間とのそれぞれが狭くなるものと推測される。上述した第一ターン２１の第一変位量１１ｄ及び第二ターン２２の第二変位量１２ｄが０．１ｍｍ以上であると、隙間２１ｇ及び隙間２２ｇを低減する効果が得られ易い。
更に、図７に示すように、第一コイル部１１０において、第一ターン２１を形成する平角線１が幅方向の途中で屈曲されていることで、第一ターン２１間の隙間２１ｇを小さくすることができる。第二コイル部１２０において、第二ターン２２を形成する平角線１が幅方向の途中で屈曲されていることで、第二ターン２２間の隙間２２ｇを小さくすることができる。隙間２１ｇ及び隙間２２ｇが小さくなる理由は明らかではないが、次のように考えられる。平角線１が幅方向の途中で屈曲されていることで、第一ターン２１及び第二ターン２２のそれぞれに平角線１を曲げた方向に引っ張られる力が加わり、第一ターン２１間と第二ターン２２間とのそれぞれが狭くなるものと推測される。上述した第一ターン２１の第一変位量１１ｄ及び第二ターン２２の第二変位量１２ｄが０．１ｍｍ以上であると、隙間２１ｇ及び隙間２２ｇを低減する効果が得られ易い。
【0061】
隙間２１ｇ及び隙間２２ｇは、例えば０．０７６ｍｍ以下、更に０．０６ｍｍ以下、０．０５ｍｍ以下である。隙間２１ｇ及び隙間２２ｇは小さいほど好ましいので、下限は設けない。即ち下限はゼロである。
【0062】
第一ターン２１間の隙間２１ｇは、全ての隙間２１ｇの平均値として求めることができる。隙間２１ｇは、[（Ｌ１－ｎ１×ｔ）／（ｎ１－１）]として求められる。Ｌ１は、第一コイル部１１０の長さ（ｍｍ）である。ｎ１は、第一ターン２１のターン数である。ｔは、平角線１の厚さ（ｍｍ）である。
【0063】
第一コイル部１１０の長さＬ１は、次のように測定する。第一コイル部１１０の外周面の周方向の任意の位置にコイル１０の軸方向と平行な直線を採る。この直線は、第一ターン２１の外周面に接する仮想の直線である。直線上の第一ターン２１のうち、両端に位置する第一ターン２１間の直線距離を求める。この距離を長さＬ１とする。第一コイル部１１０の長さＬ１は、コイル１０の軸方向が水平になるようにコイル１０を水平な台に置いて測定するとよい。測定は、コイル１０に対して荷重をかけていない状態で行う。第一ターン２１のターン数ｎ１は、上記直線と交差する第一ターン２１の数とする。（ｎ１－１）は、第一ターン２１間の隙間２１ｇの数を表している。
【0064】
第二ターン２２間の隙間２２ｇは、上述した第一ターン２１間の隙間２１ｇと同じようにして測定すればよい。隙間２２ｇは、[（Ｌ２－ｎ２×ｔ）／（ｎ２－１）]として求められる。Ｌ２は、第二コイル部１２０の長さ（ｍｍ）である。ｎ２は、第二ターン２２のターン数である。
【0065】
第二コイル部１２０の長さＬ２は、上述した第一コイル部１１０の長さＬ１と同じように、第二コイル部１２０の外周面にコイル１０の軸方向と平行な仮想の直線を採り、この直線を用いて求めればよい。第二ターン２２のターン数ｎ２は、上記直線と交差する第二ターン２２の数とする。（ｎ２－１）は、第二ターン２２間の隙間２２ｇの数を表している。コイル１０の全長Ｌは、第一コイル部１１０の長さＬ１と第二コイル部１２０の長さＬ２とを合わせた長さである。
【0066】
（温度センサ）
図３、図４に示すように、温度センサ５０は第一コイル部１１０と第二コイル部１２０との間に形成された空間１５に配置される。温度センサ５０は、コイル１０の温度を測定する。温度センサ５０には、例えば、サーミスタ、熱電対、測定抵抗体などが利用できる。温度センサ５０の厚さは、空間１５の間隔よりも小さい。図４では、温度センサ５０やギャップ部３０ｇの位置関係を説明するため、便宜上、第一ターン２１及び第二ターン２２の断面形状を簡略化して示している。実際には、第一ターン２１及び第二ターン２２の各々の外周部は、図７に示すように、互いの外周部が接近するように屈曲している。
図３、図４に示すように、温度センサ５０は第一コイル部１１０と第二コイル部１２０との間に形成された空間１５に配置される。温度センサ５０は、コイル１０の温度を測定する。温度センサ５０には、例えば、サーミスタ、熱電対、測定抵抗体などが利用できる。温度センサ５０の厚さは、空間１５の間隔よりも小さい。図４では、温度センサ５０やギャップ部３０ｇの位置関係を説明するため、便宜上、第一ターン２１及び第二ターン２２の断面形状を簡略化して示している。実際には、第一ターン２１及び第二ターン２２の各々の外周部は、図７に示すように、互いの外周部が接近するように屈曲している。
【0067】
温度センサ５０の配置箇所は、特に限定されない。本実施形態では、温度センサ５０の配置箇所をコイル１０の上面側としている。但し、温度センサ５０は、リアクトル１００の設置面とは反対側に設けることが好ましい。一般にリアクトル１００は、冷媒が流れる冷却板の上に設置される。本実施形態では、リアクトル１００の下面が冷却板に載せられる設置面である。その場合、コイル１０の下面側は、冷却板側に放熱され易い。コイル１０において、設置面となる下面から離れた上面側に温度センサ５０を設けることで、コイル１０のうち最も熱くなる箇所の温度を正確に測定できる。
【0068】
温度センサ５０が空間１５に配置されていることで、コイル１０の温度を精度よく測定できる。コイル１０の温度は、コイル１０の外周面よりもコイル１０の内周面側の方が上昇し易い。これは、磁性コア３０が配置されるコイル１０の内周側は熱が逃げ難いからである。また、磁性コア３０で発生した熱がコイル１０へ伝達される。温度センサ５０が空間１５に配置されている場合、最も熱くなり易い箇所、つまりコイル１０の内周面側に近い部分の温度を測定できる。
【0069】
温度センサ５０は、互いに向かい合う第一ターン２１及び第二ターン２２のいずれか一方に固定されていることが好ましい。本実施形態では、温度センサ５０が固定材７０によって第一ターン２１に固定されている。温度センサ５０が第一ターン２１及び第二ターン２２の一方に固定されていることで、コイル１０の温度をより正確に測定できる。固定材７０は、例えば、接着剤、粘着テープ、半田などが挙げられる。
【0070】
更に、温度センサ５０は、図４に示すように、コイル１０の内周側に位置することが好ましい。具体的には、図７に示す第一ターン２１及び第二ターン２２における第一内周部１１ｉ及び第二内周部１２ｉのうちの一方に位置しているとよい。本実施形態では、温度センサ５０が、第一ターン２１の内周側、即ち第一内周部１１ｉに位置している。上述したように、コイル１０の内周側は温度上昇が大きい。コイル１０の内周側に温度センサ５０が位置することで、コイル１０の温度をより正確に測定できる。
【0071】
本実施形態では、内側コア部３０ｉに設けられたギャップ部３０ｇの外側に空間１５が位置している。そのため、温度センサ５０は、ギャップ部３０ｇの外側に設けられている。ギャップ部３０ｇでは漏れ磁束が発生する。ギャップ部３０ｇの近傍では漏れ磁束によってコイル１０に渦電流損が発生するため、コイル１０の温度が上昇し易い。温度センサ５０がギャップ部３０ｇの外側に設けられていることで、最も温度が高くなるギャップ部３０ｇ近傍でのコイル１０の温度を測定できる。コイル１０の温度をより正確に測定できる。
【0072】
温度センサ５０は、例えば固定材７０を介して、コイル１０に取り付けることができる。
【0073】
（磁性コア）
図１、図２を参照して、磁性コア３０の構成を説明する。磁性コア３０は、第一コア３１と第二コア３２との組物である。第一コア３１と第二コア３２については、後述する。磁性コア３０は、ミドルコア部３００と、第一エンドコア部３１０と、第二エンドコア部３２０と、第一サイドコア部３３０と、第二サイドコア部３４０とを有する。
図１、図２を参照して、磁性コア３０の構成を説明する。磁性コア３０は、第一コア３１と第二コア３２との組物である。第一コア３１と第二コア３２については、後述する。磁性コア３０は、ミドルコア部３００と、第一エンドコア部３１０と、第二エンドコア部３２０と、第一サイドコア部３３０と、第二サイドコア部３４０とを有する。
【0074】
（ミドルコア部）
ミドルコア部３００は、磁性コア３０のうち、コイル１０の内側に配置される部分である。つまり、ミドルコア部３００は内側コア部３０ｉに相当する。本実施形態では、ミドルコア部３００は、ミドルコア部３００の長手方向に二分割されており、第一ミドルコア部３０１と第二ミドルコア部３０２とを有する。ミドルコア部３００の長手方向の途中に、ギャップ部３０ｇが設けられている。ギャップ部３０ｇは、第一ミドルコア部３０１と第二ミドルコア部３０２との間に配置されている。ギャップ部３０ｇは、エアギャップであってもよいし、樹脂やセラミクスなどの非磁性材料の板材であってもよい。ギャップ部３０ｇは設けなくてもよい。
ミドルコア部３００は、磁性コア３０のうち、コイル１０の内側に配置される部分である。つまり、ミドルコア部３００は内側コア部３０ｉに相当する。本実施形態では、ミドルコア部３００は、ミドルコア部３００の長手方向に二分割されており、第一ミドルコア部３０１と第二ミドルコア部３０２とを有する。ミドルコア部３００の長手方向の途中に、ギャップ部３０ｇが設けられている。ギャップ部３０ｇは、第一ミドルコア部３０１と第二ミドルコア部３０２との間に配置されている。ギャップ部３０ｇは、エアギャップであってもよいし、樹脂やセラミクスなどの非磁性材料の板材であってもよい。ギャップ部３０ｇは設けなくてもよい。
【0075】
（第一エンドコア部・第二エンドコア部）
第一エンドコア部３１０は、磁性コア３０のうち、コイル１０の第一端部１２１と向かい合う部分である。第二エンドコア部３２０は、コイル１０の第二端部１２２と向かい合う部分である。第一エンドコア部３１０と第二エンドコア部３２０とは、コイル１０を軸方向から挟むように間隔をあけて配置される。
第一エンドコア部３１０は、磁性コア３０のうち、コイル１０の第一端部１２１と向かい合う部分である。第二エンドコア部３２０は、コイル１０の第二端部１２２と向かい合う部分である。第一エンドコア部３１０と第二エンドコア部３２０とは、コイル１０を軸方向から挟むように間隔をあけて配置される。
【0076】
（第一サイドコア部・第二サイドコア部）
第一サイドコア部３３０及び第二サイドコア部３４０は、磁性コア３０のうち、ミドルコア部３００を挟むように、コイル１０の外側に配置される部分である。第一サイドコア部３３０と第二サイドコア部３４０とは、コイル１０の軸方向に沿う両側面を挟むように間隔をあけて配置される。第一サイドコア部３３０及び第二サイドコア部３４０は、第一エンドコア部３１０と第二エンドコア部３２０とをつなぐ長さを有している。
第一サイドコア部３３０及び第二サイドコア部３４０は、磁性コア３０のうち、ミドルコア部３００を挟むように、コイル１０の外側に配置される部分である。第一サイドコア部３３０と第二サイドコア部３４０とは、コイル１０の軸方向に沿う両側面を挟むように間隔をあけて配置される。第一サイドコア部３３０及び第二サイドコア部３４０は、第一エンドコア部３１０と第二エンドコア部３２０とをつなぐ長さを有している。
【0077】
（第一コア・第二コア）
磁性コア３０は、第一コア３１と第二コア３２とが組み合わされることで構成されている。第一コア３１及び第二コア３２の各々の形状は、種々の組み合わせから選択できる。本実施形態では、磁性コア３０は、Ｅ字状の第一コア３１と、Ｔ字状の第二コア３２とを組み合わせたＥ－Ｔ型である。その他の組み合わせとしては、例えば、Ｅ－Ｕ型、Ｅ－Ｉ型、Ｔ－Ｕ型などがある。
磁性コア３０は、第一コア３１と第二コア３２とが組み合わされることで構成されている。第一コア３１及び第二コア３２の各々の形状は、種々の組み合わせから選択できる。本実施形態では、磁性コア３０は、Ｅ字状の第一コア３１と、Ｔ字状の第二コア３２とを組み合わせたＥ－Ｔ型である。その他の組み合わせとしては、例えば、Ｅ－Ｕ型、Ｅ－Ｉ型、Ｔ－Ｕ型などがある。
【0078】
本実施形態では、第一コア３１は、第一エンドコア部３１０と、ミドルコア部３００の一部である第一ミドルコア部３０１と、第一サイドコア部３３０及び第二サイドコア部３４０の各々の全部とを含む。第一エンドコア部３１０と、第一ミドルコア部３０１と、第一サイドコア部３３０と、第二サイドコア部３４０とは一体に形成されている。第二コア３２は、第二エンドコア部３２０と、ミドルコア部３００の残部である第二ミドルコア部３０２とを含む。第二エンドコア部３２０と、第二ミドルコア部３０２とは一体に形成されている。
【0079】
磁性コア３０は、例えば、圧粉成形体や複合材料の成形体などで構成されている。圧粉成形体は、軟磁性材料からなる粉末を圧縮成形してなる。軟磁性材料としては、鉄や鉄合金などの金属、フェライトなどの非金属が挙げられる。鉄合金は、例えば、Ｆｅ－Ｓｉ合金、Ｆｅ－Ｎｉ合金などが挙げられる。以下、軟磁性材料からなる粉末を「軟磁性粉末」と呼ぶ。圧粉成形体における軟磁性粉末の含有量は、圧粉成形体を１００体積％とするとき、例えば８５体積％以上９９．９９体積％以下である。
【0080】
複合材料の成形体は、軟磁性粉末が樹脂中に分散してなる。複合材料の成形体は、未固化の樹脂中に軟磁性粉末を混合して分散させた原料を金型に充填し、樹脂を固化させることで得られる。複合材料における軟磁性粉末の含有量は、複合材料を１００体積％とするとき、例えば２０体積％以上８０体積％以下が挙げられる。複合材料の樹脂は、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリマー、フッ素樹脂などが挙げられる。一般に、複合材料の成形体は、圧粉成形体に比べて樹脂を多く含むため、圧粉成形体よりも熱伝導性が低い。以下、複合材料の成形体からなるコア片を「樹脂コア片」と呼ぶ。
【0081】
第一コア３１の構成材料と第二コア３２の構成材料とは、同じであってもよいし、異なってもよい。例えば、第一コア３１と第二コア３２とが圧粉成形体で構成されていてもよいし、第一コア３１と第二コア３２とが樹脂コア片で構成されていてもよい。或いは、第一コア３１及び第二コア３２のうち、一方が圧粉成形体で構成され、他方が樹脂コア片で構成されていてもよい。本実施形態では、第一コア３１が複合材料の成形体からなる樹脂コア片であり、第二コア３２が圧粉成形体である。つまり、ミドルコア部３００のうち、第一ミドルコア部３０１が樹脂コア片で構成され、第二ミドルコア部３０２が圧粉成形体で構成されている。
【0082】
（保持部材）
更に、本実施形態では、２つの保持部材４１，４２を有する。保持部材４１は、コイル１０の第一端部１２１側に配置される。保持部材４２は、コイル１０の第二端部１２２側に配置される。保持部材４１，４２は、コイル１０と、磁性コア３０の第一エンドコア部３１０と第二エンドコア部３２０との間の電気的絶縁を確保する。保持部材４１，４２には、ミドルコア部３００の各端部が挿入される貫通孔４３が形成されている。
更に、本実施形態では、２つの保持部材４１，４２を有する。保持部材４１は、コイル１０の第一端部１２１側に配置される。保持部材４２は、コイル１０の第二端部１２２側に配置される。保持部材４１，４２は、コイル１０と、磁性コア３０の第一エンドコア部３１０と第二エンドコア部３２０との間の電気的絶縁を確保する。保持部材４１，４２には、ミドルコア部３００の各端部が挿入される貫通孔４３が形成されている。
【0083】
保持部材４１，４２は矩形枠状である。保持部材４１は、第一端部１２１を構成するターンと接する。端末部１３１は、保持部材４１からコイル１０の軸方向と直交する方向に引き出される。保持部材４２は、第二端部１２２を構成するターンと接する。保持部材４２には、端末部１３２に貫通されるスリットを有する。端末部１３２は、スリットを貫通してコイル１０軸方向に引き出される。
【0084】
【0085】
（巻線機）
巻線機は、図８に示す曲げ加工部８００と、図示しない送り機構とを備える。曲げ加工部８００は、平角線１をエッジワイズ曲げ加工する。送り機構は、平角線１を送り出す。曲げ加工部８００は、巻線機の主要な部分の一つである。
巻線機は、図８に示す曲げ加工部８００と、図示しない送り機構とを備える。曲げ加工部８００は、平角線１をエッジワイズ曲げ加工する。送り機構は、平角線１を送り出す。曲げ加工部８００は、巻線機の主要な部分の一つである。
【0086】
（曲げ加工部）
曲げ加工部８００は、図８、図９に示すように、保持部８１０と、ガイド部８２０とを有する。保持部８１０は、平角線１の内周部１ｉを保持する。平角線１の内周部１ｉは、平角線１をエッジワイズ曲げする際に、平角線１における曲げの内周側に位置する部分である。ガイド部８２０は、平角線１の外周部１ｅを保持する。平角線１の外周部１ｅは、平角線１における曲げの外周側に位置する部分である。
曲げ加工部８００は、図８、図９に示すように、保持部８１０と、ガイド部８２０とを有する。保持部８１０は、平角線１の内周部１ｉを保持する。平角線１の内周部１ｉは、平角線１をエッジワイズ曲げする際に、平角線１における曲げの内周側に位置する部分である。ガイド部８２０は、平角線１の外周部１ｅを保持する。平角線１の外周部１ｅは、平角線１における曲げの外周側に位置する部分である。
【0087】
〈保持部〉
保持部８１０は、シャフト８１１と、シャフト８１１を支持する支持体８１２とを有する。シャフト８１１は、平角線１における内周部１ｉの側面と接触する円柱状の部材である。内周部１ｉの側面は、平角線１の断面における矩形の一方の短辺に対応する面である。支持体８１２は円筒状である。シャフト８１１は、支持体８１２の中心を貫通する。シャフト８１１は、支持体８１２に対して、シャフト８１１の軸方向にスライド可能である。シャフト８１１の先端は、支持体８１２の端面から突出する。シャフト８１１の先端には、円板状のフランジ８１３を有する。支持体８１２とフランジ８１３とは離間して配置されている。
保持部８１０は、シャフト８１１と、シャフト８１１を支持する支持体８１２とを有する。シャフト８１１は、平角線１における内周部１ｉの側面と接触する円柱状の部材である。内周部１ｉの側面は、平角線１の断面における矩形の一方の短辺に対応する面である。支持体８１２は円筒状である。シャフト８１１は、支持体８１２の中心を貫通する。シャフト８１１は、支持体８１２に対して、シャフト８１１の軸方向にスライド可能である。シャフト８１１の先端は、支持体８１２の端面から突出する。シャフト８１１の先端には、円板状のフランジ８１３を有する。支持体８１２とフランジ８１３とは離間して配置されている。
【0088】
保持部８１０は、支持体８１２の端面によって構成される第一面８１２ｆと、支持体８１２と向かい合うフランジ８１３の面によって構成される第二面８１３ｆとを有する。第一面８１２ｆと第二面８１３ｆとは、平角線１の内周部１ｉを厚さ方向に挟むように向かい合って配置される。第一面８１２ｆと第二面８１３ｆとの間に平角線１の内周部１ｉが通されて保持される。第一面８１２ｆと内周部１ｉとの間、及び第二面８１３ｆと内周部１ｉとの間は、平角線１を送り出した際に平角線１が通過できるように、若干のクリアランスが設けられている。
【0089】
〈ガイド部〉
ガイド部８２０は、シャフト８１１の中心軸を回転中心にして回動可能である。ガイド部８２０は、平角線１の外周部１ｅを厚さ方向に挟むようにガイド溝８２１が形成されている。このガイド溝８２１に、平角線１の外周部１ｅが通されて保持される。ガイド溝８２１の幅は、平角線１を送り出した際に平角線１が通過できるように、平角線１の外周部１ｅの厚さよりも若干大きい。
ガイド部８２０は、シャフト８１１の中心軸を回転中心にして回動可能である。ガイド部８２０は、平角線１の外周部１ｅを厚さ方向に挟むようにガイド溝８２１が形成されている。このガイド溝８２１に、平角線１の外周部１ｅが通されて保持される。ガイド溝８２１の幅は、平角線１を送り出した際に平角線１が通過できるように、平角線１の外周部１ｅの厚さよりも若干大きい。
【0090】
本実施形態では、保持部８１０に対してガイド部８２０がシャフト８１１の軸方向にスライド可能である。ガイド部８２０の位置は、例えば図示しない駆動装置によって制御される。駆動装置としては、例えばサーボモータなどが利用できる。
【0091】
図９、図１０を参照して、平角線１をエッジワイズ曲げする際の曲げ加工部８００の動作を説明する。ここでは、図５、図６に示す四角筒状のコイル１０を形成する場合を例に挙げて説明する。図９、図１０は、曲げ加工部８００をフランジ８１３側、即ち図８の下側からシャフト８１１の軸方向に見ている。図９に示すように、図示しない送り機構によって平角線１を直線状に送り出す。図９中の矢印は、平角線１の送り方向を示す。次に、図１０に示すように、ガイド部８２０がシャフト８１１の中心軸を回転中心にして回動する。内周部１ｉの側面がシャフト８１１の外周面に押し付けられて、平角線１がシャフト８１１の外周面に沿って曲がる。これにより、平角線１がエッジワイズ曲げされた角部が形成される。本実施形態では、ガイド部８２０が９０°回動することによって、平角線１を９０°曲げる。この動作を繰り返すことによって、１つのターン２を形成する。平角線１の送り出しとエッジワイズ曲げ加工とを４回繰り返すことにより、矩形状のターン２を形成する。そして、ターン２の形成を複数回繰り返し行うことにより、複数のターン２を形成することで、コイル１０が形成される。
【0092】
平角線１の送り出し時は、図８に示すように、支持体８１２とフランジ８１３とは、平角線１の内周部１ｉとの間に隙間が形成されるような間隔に保持される。平角線１のエッジワイズ曲げ加工時は、支持体８１２とフランジ８１３とは、平角線１の内周部１ｉを上下から挟むような間隔に閉じられる。平角線１をエッジワイズ曲げしたとき、曲げの内周側が厚さ方向に膨らむように変形して、内周部１ｉが厚くなる。支持体８１２とフランジ８１３とで平角線１の内周部１ｉを平角線１の厚さ方向から挟むことで、エッジワイズ曲げ加工時に平角線１の内周部１ｉが厚くなることを抑制できる。
【0093】
一般に、巻線機を使用してコイルを作製する場合、保持部８１０とガイド部８２０との位置関係は、図８に示すように、シャフト８１１の軸方向において、平角線１の内周部１ｉを保持する位置と、平角線１の外周部１ｅを保持する位置とが略一致するように設定されている。つまり、平角線１における内周部１ｉと外周部１ｅとが平坦になるように、保持部８１０に対してガイド部８２０が位置する。このときのガイド部８２０の位置をガイド部８２０の基準位置とする。基準位置とは、保持部８１０が平角線１の内周部１ｉを保持したときの第一面８１２ｆと第二面８１３ｆとの間の中心線と、ガイド部８２０のガイド溝８２１の幅の中心線とが揃う位置である。
【0094】
図１１、図１２に基づいて、上述したコイル１０の製造方法の詳細を説明する。コイル１０の製造方法は、上述した曲げ加工部８００を備える巻線機を使用する。コイル１０の製造方法は、第一ターンを形成する工程と、第二ターンを形成する工程とを備える。以下、各工程を詳しく説明する。以下の説明では、図７を参照する場合がある。本実施形態では、コイル１０の第一端部１２１側から巻き始める。
【0095】
（第一ターンの形成工程）
第一ターン２１を形成する工程は、図１１に示すように、保持部８１０に対してガイド部８２０をシャフト８１１の軸方向の第一の方向に変位させた状態で行う。具体的には、保持部８１０を基準としてガイド部８２０を上方にスライドさせることにより、保持部８１０に対してガイド部８２０を上方に変位させる。つまり、第一の方向は、図１１の下から上に向かう方向である。このように保持部８１０に対してガイド部８２０を上方に変位させることで、平角線１における外周部１ｅが内周部１ｉに対して上方に傾斜するように平角線１を屈曲させる。この状態で第一ターン２１を形成することにより、図７に示すように、第一外周部１１ｅが第一内周部１１ｉに対して上方に向かって傾斜した第一ターン２１を形成できる。所定の数の第一ターン２１を形成することにより、第一コイル部１１０を形成する。
第一ターン２１を形成する工程は、図１１に示すように、保持部８１０に対してガイド部８２０をシャフト８１１の軸方向の第一の方向に変位させた状態で行う。具体的には、保持部８１０を基準としてガイド部８２０を上方にスライドさせることにより、保持部８１０に対してガイド部８２０を上方に変位させる。つまり、第一の方向は、図１１の下から上に向かう方向である。このように保持部８１０に対してガイド部８２０を上方に変位させることで、平角線１における外周部１ｅが内周部１ｉに対して上方に傾斜するように平角線１を屈曲させる。この状態で第一ターン２１を形成することにより、図７に示すように、第一外周部１１ｅが第一内周部１１ｉに対して上方に向かって傾斜した第一ターン２１を形成できる。所定の数の第一ターン２１を形成することにより、第一コイル部１１０を形成する。
【0096】
（第二ターンの形成工程）
第二ターン２２を形成する工程は、図１２に示すように、保持部８１０に対してガイド部８２０をシャフト８１１の軸方向の第二の方向に変位させた状態で行う。上記第二の方向は、上述した第一ターン２１を形成する工程での第一の方向とは逆向きである。具体的には、保持部８１０を基準としてガイド部８２０を下方にスライドさせることにより、保持部８１０に対してガイド部８２０を下方に変位させる。つまり、第二の方向は、図１２の上から下に向かう方向である。このように保持部８１０に対してガイド部８２０を下方に変位させることで、平角線１における外周部１ｅが内周部１ｉに対して下方に傾斜するように平角線１を屈曲させる。この状態で第二ターン２２を形成することにより、図７に示すように、第二外周部１２ｅが第二内周部１２ｉに対して下方に向かって傾斜した第二ターン２２を形成できる。所定の数の第二ターン２２を形成することにより、第二コイル部１２０を形成する。
第二ターン２２を形成する工程は、図１２に示すように、保持部８１０に対してガイド部８２０をシャフト８１１の軸方向の第二の方向に変位させた状態で行う。上記第二の方向は、上述した第一ターン２１を形成する工程での第一の方向とは逆向きである。具体的には、保持部８１０を基準としてガイド部８２０を下方にスライドさせることにより、保持部８１０に対してガイド部８２０を下方に変位させる。つまり、第二の方向は、図１２の上から下に向かう方向である。このように保持部８１０に対してガイド部８２０を下方に変位させることで、平角線１における外周部１ｅが内周部１ｉに対して下方に傾斜するように平角線１を屈曲させる。この状態で第二ターン２２を形成することにより、図７に示すように、第二外周部１２ｅが第二内周部１２ｉに対して下方に向かって傾斜した第二ターン２２を形成できる。所定の数の第二ターン２２を形成することにより、第二コイル部１２０を形成する。
【0097】
第一ターンの形成工程の後、連続的に第二ターンの形成工程を実施することで、第一コイル部１１０と第二コイル部１２０とがコイル１０の軸方向に連続してつながれたコイル１０を製造できる。保持部８１０に対してガイド部８２０を変位させることによって、平角線１を幅方向の途中で屈曲させた場合、第一ターン２１間、及び第二ターン２２間の各隙間を小さくすることが可能である。
【0098】
第一ターンの形成工程、及び第二ターンの形成工程のいずれにおいても、第一ターン２１及び第二ターン２２を形成する間は、ガイド部８２０を変位させた状態を維持する。つまり、保持部８１０とガイド部８２０との位置関係は維持される。エッジワイズ曲げ加工時は支持体８１２とフランジ８１３とで平角線１の内周部１ｉを挟むため、ターンの角部では、平角線１が折り曲げられる。一方、平角線１を送り出すときは、支持体８１２とフランジ８１３とは、平角線１の内周部１ｉとの間に隙間が形成されるような間隔で保持される。そのため、ターンの直線部では、角部に比べて平角線１を折り曲げる力が加わり難く、平角線１の曲げが小さくなる場合があると考えられる。
【0099】
保持部８１０を基準としたガイド部８２０の変位量Ｇｄは、例えば０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、更に０．２ｍｍ以上０．６ｍｍ以下が好ましい。ガイド部８２０の変位量Ｇｄは、ガイド部８２０を上述した基準位置からシャフト８１１の軸方向にスライドさせた距離である。第一ターンの形成工程では、変位量Ｇｄは、第一の方向、即ち上方への変位量である。第二ターンの形成工程では、変位量Ｇｄは、第二の方向、即ち下方への変位量である。
【0100】
保持部８１０によって保持する平角線１の内周部１ｉの幅は、例えば、平角線１の幅の３０％以上７５％以下、更に４０％以上７０％以下である。ガイド部８２０によって保持する平角線１の外周部１ｅの幅は、例えば、平角線１の幅の２５％以上７０％以下、更に３０％以上６０％以下である。
【0101】
｛実施形態の作用効果｝
上述した実施形態のリアクトル１００は小型化できる。温度センサ５０が第一コイル部１１０と第二コイル部１２０との間に形成された空間１５に配置されている。温度センサ５０がコイル１０の外周面よりも内側に設けられていることで、リアクトル１００の大型化を回避できる。また、リアクトル１００はコイル１０の温度を精度よく測定できる。コイル１０の内周側は温度上昇が大きい。温度センサ５０が空間１５に配置されていることで、コイル１０の内周面側に近い部分の温度を測定できる。最も熱くなり易いコイル１０の内周側の温度を測定することで、コイル１０の温度を正確に測定できる。
上述した実施形態のリアクトル１００は小型化できる。温度センサ５０が第一コイル部１１０と第二コイル部１２０との間に形成された空間１５に配置されている。温度センサ５０がコイル１０の外周面よりも内側に設けられていることで、リアクトル１００の大型化を回避できる。また、リアクトル１００はコイル１０の温度を精度よく測定できる。コイル１０の内周側は温度上昇が大きい。温度センサ５０が空間１５に配置されていることで、コイル１０の内周面側に近い部分の温度を測定できる。最も熱くなり易いコイル１０の内周側の温度を測定することで、コイル１０の温度を正確に測定できる。
【0102】
コイル１０の温度を正確に測定できるため、コイル１０の温度に基づいてコイル１０の通電制御を行う場合、コイル１０の温度変化に対する応答性が向上する。
【0103】
コイル１０は、第一コイル部１１０と第二コイル部１２０との間に、温度センサ５０が配置される空間１５を確保し易い。第一コイル部１１０を構成する第一ターン２１、及び第二コイル部１２０を構成する第二ターン２２において、平角線１が幅方向の途中で屈曲されている。第一ターン２１と第二ターン２２とで平角線１が逆方向に曲げられていることで、第一コイル部１１０と第二コイル部１２０との間に、温度センサ５０を配置することが可能な空間１５を形成できる。
【0104】
［変形例］
上述した実施形態では、図４を参照して説明したように、内側コア部３０ｉのギャップ部３０ｇの外側に空間１５が位置している形態を説明した。内側コア部３０ｉが樹脂コア片を含む場合、樹脂コア片の外側に空間１５が位置するようにしてもよい。この場合、温度センサ５０は、樹脂コア片の外側に設けられることになる。図４において、内側コア部３０ｉであるミドルコア部３００のうち第一ミドルコア部３０１が樹脂コア片であれば、第一ミドルコア部３０１の外側に空間１５が位置するようにする。樹脂コア片は熱伝導性が低く、高温になり易い。そのため、第一ミドルコア部３０１が位置する部分では、コイル１０の温度が上昇し易い。ギャップ部３０ｇがない場合、温度センサ５０が第一ミドルコア部３０１の外側に設けられていることで、高温となる第一ミドルコア部３０１が位置する部分でのコイル１０の温度を測定できる。
上述した実施形態では、図４を参照して説明したように、内側コア部３０ｉのギャップ部３０ｇの外側に空間１５が位置している形態を説明した。内側コア部３０ｉが樹脂コア片を含む場合、樹脂コア片の外側に空間１５が位置するようにしてもよい。この場合、温度センサ５０は、樹脂コア片の外側に設けられることになる。図４において、内側コア部３０ｉであるミドルコア部３００のうち第一ミドルコア部３０１が樹脂コア片であれば、第一ミドルコア部３０１の外側に空間１５が位置するようにする。樹脂コア片は熱伝導性が低く、高温になり易い。そのため、第一ミドルコア部３０１が位置する部分では、コイル１０の温度が上昇し易い。ギャップ部３０ｇがない場合、温度センサ５０が第一ミドルコア部３０１の外側に設けられていることで、高温となる第一ミドルコア部３０１が位置する部分でのコイル１０の温度を測定できる。
【0105】
［試作例１］
実施形態で説明したコイルの製造方法によって、コイル１０を製造した。
実施形態で説明したコイルの製造方法によって、コイル１０を製造した。
【0106】
製造するコイル１０の仕様は次のとおりとした。コイル１０の形状は、四角筒状とした。コイル１０の端面の形状は矩形状である。第一ターン２１の数を１６ターン、第二ターン２２の数を１６ターンとした。
【0107】
保持部８１０によって保持する平角線１の内周部１ｉの幅は、平角線１の幅の約６０％とした。ガイド部８２０によって保持する平角線１の外周部１ｅの幅は、平角線１の幅の約３０％とした。第一ターン２１を形成する工程、及び第二ターン２２を形成する工程でのガイド部８２０の変位量Ｇｄはそれぞれ０．２ｍｍとした。
【0108】
製造したコイル１０について、第一ターン２１における第一変位量１１ｄ及び第二ターン２２における第二変位量１２ｄをそれぞれ測定した。各変位量の測定は、実施形態で説明した測定方法を用いて行った。そして、第一変位量１１ｄ及び第二変位量１２ｄについて、４つの角部２０ｃにおけるそれぞれの変位量を測定して、その平均値を求めた。その結果、第一ターン２１及び第二ターン２２における角部２０ｃでの各変位量は、平均で０．２ｍｍ程度であった。また、４つの直線部２０ｓの中間点におけるそれぞれの変位量を測定して、その平均値を求めた。直線部２０ｓの中間点とは、具体的には、第一ターン２１の周方向に沿った直線部２０ｓの長さの中間点とした。その結果、第一ターン２１及び第二ターン２２における直線部２０ｓでの各変位量は、平均で０．１ｍｍ程度であった。
【0109】
直線部２０ｓでの変位量が角部２０ｃでの変位量よりも小さくなった理由は、次のように考えられる。エッジワイズ曲げ加工時に平角線１の内周部１ｉを支持体８１２とフランジ８１３とで挟むので、内周部１ｉが固定される。そのため、角部２０ｃでは、平角線１が折り曲げられ易い。これに対し、直線部２０ｓでは、支持体８１２とフランジ８１３とが内周部１ｉとの間に隙間が形成されるような間隔で保持されているため、角部２０ｃに比べて平角線１を折り曲げる力が加わり難い。このような、平角線１と、保持部８１０及びガイド部８２０との関係により、角部２０ｃに比べて直線部２０ｓの変位量が小さくなるものと考えられる。
【0110】
さらに、第一コイル部１１０と第二コイル部１２０との間に形成された空間１５の間隔を測定した。その結果、空間１５の間隔は約０．４ｍｍであった。
【0111】
＜コンバータ・電力変換装置＞
実施形態のリアクトル１００は、以下の通電条件を満たす用途に利用できる。通電条件としては、例えば、最大直流電流が１００Ａ以上１０００Ａ以下程度であり、平均電圧が１００Ｖ以上１０００Ｖ以下程度であり、使用周波数が５ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下程度であることが挙げられる。実施形態のリアクトル１００は、代表的には電気自動車やハイブリッド自動車などの車両などに搭載されるコンバータの構成部品や、このコンバータを備える電力変換装置の構成部品に利用できる。
実施形態のリアクトル１００は、以下の通電条件を満たす用途に利用できる。通電条件としては、例えば、最大直流電流が１００Ａ以上１０００Ａ以下程度であり、平均電圧が１００Ｖ以上１０００Ｖ以下程度であり、使用周波数が５ｋＨｚ以上１００ｋＨｚ以下程度であることが挙げられる。実施形態のリアクトル１００は、代表的には電気自動車やハイブリッド自動車などの車両などに搭載されるコンバータの構成部品や、このコンバータを備える電力変換装置の構成部品に利用できる。
【0112】
ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両１２００は、図１３に示すようにメインバッテリ１２１０と、メインバッテリ１２１０に接続される電力変換装置１１００と、メインバッテリ１２１０からの供給電力により駆動して走行に利用されるモータ１２２０とを備える。モータ１２２０は、代表的には、３相交流モータであり、走行時、車輪１２５０を駆動し、回生時、発電機として機能する。ハイブリッド自動車の場合、車両１２００は、モータ１２２０に加えてエンジン１３００を備える。図１３では、車両１２００の充電箇所としてインレットを示すが、プラグを備える形態とすることができる。
【0113】
電力変換装置１１００は、メインバッテリ１２１０に接続されるコンバータ１１１０と、コンバータ１１１０に接続されて、直流と交流との相互変換を行うインバータ１１２０とを有する。この例に示すコンバータ１１１０は、車両１２００の走行時、２００Ｖ以上３００Ｖ以下程度のメインバッテリ１２１０の入力電圧を４００Ｖ以上７００Ｖ以下程度にまで昇圧して、インバータ１１２０に給電する。コンバータ１１１０は、回生時、モータ１２２０からインバータ１１２０を介して出力される入力電圧をメインバッテリ１２１０に適合した直流電圧に降圧して、メインバッテリ１２１０に充電させている。入力電圧は、直流電圧である。インバータ１１２０は、車両１２００の走行時、コンバータ１１１０で昇圧された直流を所定の交流に変換してモータ１２２０に給電し、回生時、モータ１２２０からの交流出力を直流に変換してコンバータ１１１０に出力している。
【0114】
コンバータ１１１０は、図１４に示すように複数のスイッチング素子１１１１と、スイッチング素子１１１１の動作を制御する駆動回路１１１２と、リアクトル１１１５とを備え、ＯＮ／ＯＦＦの繰り返しにより入力電圧の変換を行う。入力電圧の変換とは、ここでは昇降圧を行う。スイッチング素子１１１１には、電界効果トランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタなどのパワーデバイスが利用される。リアクトル１１１５は、回路に流れようとする電流の変化を妨げようとするコイルの性質を利用し、スイッチング動作によって電流が増減しようとしたとき、その変化を滑らかにする機能を有する。リアクトル１１１５として、実施形態のリアクトル１００を備える。
【0115】
車両１２００は、コンバータ１１１０の他、メインバッテリ１２１０に接続された給電装置用コンバータ１１５０や、補機類１２４０の電力源となるサブバッテリ１２３０とメインバッテリ１２１０とに接続され、メインバッテリ１２１０の高圧を低圧に変換する補機電源用コンバータ１１６０を備える。コンバータ１１１０は、代表的には、ＤＣ－ＤＣ変換を行うが、給電装置用コンバータ１１５０や補機電源用コンバータ１１６０は、ＡＣ－ＤＣ変換を行う。給電装置用コンバータ１１５０のなかには、ＤＣ－ＤＣ変換を行うものもある。給電装置用コンバータ１１５０や補機電源用コンバータ１１６０のリアクトルに、実施形態のリアクトル１００などと同様の構成を備え、適宜、大きさや形状などを変更したリアクトルを利用できる。また、入力電力の変換を行うコンバータであって、昇圧のみを行うコンバータや降圧のみを行うコンバータに、実施形態のリアクトル１００を利用することもできる。
【符号の説明】
【0116】
１００ リアクトル
１０ コイル
１１０ 第一コイル部、１２０ 第二コイル部
１２１ 第一端部、１２２ 第二端部
１３１，１３２ 端末部
１ 平角線
１ｉ 内周部、１ｅ 外周部
１１ｉ 第一内周部、１１ｅ 第一外周部、１１ｂ 屈曲部
１２ｉ 第二内周部、１２ｅ 第二外周部、１２ｂ 屈曲部
１１ｄ 第一変位量、 １２ｄ 第二変位量
１５ 空間
２ ターン、２０ｓ 直線部、２０ｃ 角部
２１ 第一ターン、２２ 第二ターン
２１ｇ，２２ｇ 隙間
３０ 磁性コア、３１ 第一コア、３２ 第二コア
３０ｉ 内側コア部、３０ｇ ギャップ部
３００ ミドルコア部
３０１ 第一ミドルコア部、３０２ 第二ミドルコア部
３１０ 第一エンドコア部、３２０ 第二エンドコア部
３３０ 第一サイドコア部、３４０ 第二サイドコア部
４１，４２ 保持部材、４３ 貫通孔
５０ 温度センサ
７０ 固定材
８００ 曲げ加工部
８１０ 保持部、８１１ シャフト、８１２ 支持体、８１３ フランジ
８１２ｆ 第一面、８１３ｆ 第二面
８２０ ガイド部、８２１ ガイド溝
１１００ 電力変換装置、１１１０ コンバータ
１１１１ スイッチング素子、１１１２ 駆動回路
１１１５ リアクトル、１１２０ インバータ
１１５０ 給電装置用コンバータ、１１６０ 補機電源用コンバータ
１２００ 車両
１２１０ メインバッテリ、１２２０ モータ
１２３０ サブバッテリ、１２４０ 補機類、１２５０ 車輪、１３００ エンジン
Ｇｄ 変位量
Ｌ コイルの全長、Ｌ１ 第一コイル部の長さ、Ｌ２ 第二コイル部の長さ
１０ コイル
１１０ 第一コイル部、１２０ 第二コイル部
１２１ 第一端部、１２２ 第二端部
１３１，１３２ 端末部
１ 平角線
１ｉ 内周部、１ｅ 外周部
１１ｉ 第一内周部、１１ｅ 第一外周部、１１ｂ 屈曲部
１２ｉ 第二内周部、１２ｅ 第二外周部、１２ｂ 屈曲部
１１ｄ 第一変位量、 １２ｄ 第二変位量
１５ 空間
２ ターン、２０ｓ 直線部、２０ｃ 角部
２１ 第一ターン、２２ 第二ターン
２１ｇ，２２ｇ 隙間
３０ 磁性コア、３１ 第一コア、３２ 第二コア
３０ｉ 内側コア部、３０ｇ ギャップ部
３００ ミドルコア部
３０１ 第一ミドルコア部、３０２ 第二ミドルコア部
３１０ 第一エンドコア部、３２０ 第二エンドコア部
３３０ 第一サイドコア部、３４０ 第二サイドコア部
４１，４２ 保持部材、４３ 貫通孔
５０ 温度センサ
７０ 固定材
８００ 曲げ加工部
８１０ 保持部、８１１ シャフト、８１２ 支持体、８１３ フランジ
８１２ｆ 第一面、８１３ｆ 第二面
８２０ ガイド部、８２１ ガイド溝
１１００ 電力変換装置、１１１０ コンバータ
１１１１ スイッチング素子、１１１２ 駆動回路
１１１５ リアクトル、１１２０ インバータ
１１５０ 給電装置用コンバータ、１１６０ 補機電源用コンバータ
１２００ 車両
１２１０ メインバッテリ、１２２０ モータ
１２３０ サブバッテリ、１２４０ 補機類、１２５０ 車輪、１３００ エンジン
Ｇｄ 変位量
Ｌ コイルの全長、Ｌ１ 第一コイル部の長さ、Ｌ２ 第二コイル部の長さ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【手続補正書】
【提出日】2024-08-15
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
リアクトルに用いられるコイルであって、
前記コイルは、第一コイル部と、前記第一コイル部と前記コイルの軸方向に連続してつながれた第二コイル部とを有し、
前記第一コイル部は、平角線が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第一ターンを備え、
前記複数の第一ターンの各々は、
前記平角線における前記第一ターンの内周側を構成する第一内周部と、
前記平角線における前記第一ターンの外周側を構成する第一外周部とを有し、
前記第一外周部は、前記第一内周部に対して前記コイルの軸方向の第一の方向に向かって傾くように曲げられており、
前記第二コイル部は、前記平角線が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第二ターンを備え、
前記複数の第二ターンの各々は、
前記平角線における前記第二ターンの内周側を構成する第二内周部と、
前記平角線における前記第二ターンの外周側を構成する第二外周部とを有し、
前記第二外周部は、前記第二内周部に対して前記コイルの軸方向の第二の方向に向かって傾くように曲げられており、
前記第一コイル部と前記第二コイル部との間に空間が形成されている、
コイル。
前記コイルは、第一コイル部と、前記第一コイル部と前記コイルの軸方向に連続してつながれた第二コイル部とを有し、
前記第一コイル部は、平角線が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第一ターンを備え、
前記複数の第一ターンの各々は、
前記平角線における前記第一ターンの内周側を構成する第一内周部と、
前記平角線における前記第一ターンの外周側を構成する第一外周部とを有し、
前記第一外周部は、前記第一内周部に対して前記コイルの軸方向の第一の方向に向かって傾くように曲げられており、
前記第二コイル部は、前記平角線が螺旋状にエッジワイズ巻きされた複数の第二ターンを備え、
前記複数の第二ターンの各々は、
前記平角線における前記第二ターンの内周側を構成する第二内周部と、
前記平角線における前記第二ターンの外周側を構成する第二外周部とを有し、
前記第二外周部は、前記第二内周部に対して前記コイルの軸方向の第二の方向に向かって傾くように曲げられており、
前記第一コイル部と前記第二コイル部との間に空間が形成されている、
コイル。
【請求項2】
前記第一ターンは、前記平角線が屈曲された角部を有し、
前記第一ターンの前記角部における前記第一内周部と前記第一外周部との前記コイルの軸方向の第一変位量が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、
前記第二ターンは、前記平角線が屈曲された角部を有し、
前記第二ターンの前記角部における前記第二内周部と前記第二外周部との前記コイルの軸方向の第二変位量が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である請求項１に記載のコイル。
前記第一ターンの前記角部における前記第一内周部と前記第一外周部との前記コイルの軸方向の第一変位量が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、
前記第二ターンは、前記平角線が屈曲された角部を有し、
前記第二ターンの前記角部における前記第二内周部と前記第二外周部との前記コイルの軸方向の第二変位量が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である請求項１に記載のコイル。
【請求項3】
前記空間の間隔が０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である請求項１又は請求項２に記載のコイル。
【請求項4】
前記第一ターン間の隙間及び前記第二ターン間の隙間が０．０７６ｍｍ以下である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のコイル。
【請求項5】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のコイルと、
前記コイルが配置された磁性コアとを備える、
リアクトル。
前記コイルが配置された磁性コアとを備える、
リアクトル。
【請求項6】
前記磁性コアは、
前記コイルの内側に配置された内側コア部と、
前記内側コア部の長手方向の途中に設けられたギャップ部とを有し、
前記ギャップ部は、前記空間の内側に配置されている請求項５に記載のリアクトル。
前記コイルの内側に配置された内側コア部と、
前記内側コア部の長手方向の途中に設けられたギャップ部とを有し、
前記ギャップ部は、前記空間の内側に配置されている請求項５に記載のリアクトル。
【請求項7】
前記磁性コアは、前記コイルの内側に配置された内側コア部を有し、
前記内側コア部は、樹脂中に軟磁性粉末が分散した複合材料の成形体からなる樹脂コア片を含み、
前記樹脂コア片は、前記空間の内側に配置されている請求項５に記載のリアクトル。
前記内側コア部は、樹脂中に軟磁性粉末が分散した複合材料の成形体からなる樹脂コア片を含み、
前記樹脂コア片は、前記空間の内側に配置されている請求項５に記載のリアクトル。
【請求項8】
請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のリアクトルを備える、
コンバータ。
コンバータ。
【請求項9】
請求項８に記載のコンバータを備える、
電力変換装置。
電力変換装置。