特許 7474740 巻線部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-17

(45)【発行日】2024-04-25

(54)【発明の名称】巻線部品

(51)【国際特許分類】

   H01F 37/00 20060101AFI20240418BHJP

【ＦＩ】

H01F37/00 K

H01F37/00 M

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021505406

(86)(22)【出願日】2019-07-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-11

(86)【国際出願番号】 IB2019056412

(87)【国際公開番号】W WO2020026103

(87)【国際公開日】2020-02-06

【審査請求日】2022-07-06

(31)【優先権主張番号】102018000007694

(32)【優先日】2018-07-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】IT

(73)【特許権者】

【識別番号】516032517

【氏名又は名称】メタ システム エス．ピー．エー．

【氏名又は名称原語表記】ＭＥＴＡ ＳＹＳＴＥＭ Ｓ．Ｐ．Ａ．

【住所又は居所原語表記】Ｖｉａ Ｔａｎｃｒｅｄｉ Ｇａｌｉｍｂｅｒｔｉ， ５， ４２１２４ Ｒｅｇｇｉｏ Ｅｍｉｌｉａ （ＩＴ）

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】シモナッツィ，ジュゼッペ

(72)【発明者】

【氏名】ラザーニ，チェーザレ

(72)【発明者】

【氏名】ビグリアルディ，セベリーノ

【審査官】後藤 嘉宏

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２１６７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００６９７５０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１９１１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５３－１５５０１７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－１２２７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２０８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０７３０９８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ ３７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

巻線部品（１）であって、
少なくとも１つの強磁性支持体（２）と、
前記強磁性支持体（２）の周りに巻かれ、かつ少なくとも１つの誘導電流を伝えるよう適合された、少なくとも１つの導電性の巻線（３）と
を備え、
前記強磁性支持体（２）と前記巻線（３）との間に挿入された、少なくとも１つの温度センサ（４）を備えることを特徴とする、巻線部品（１）であって、
前記温度センサ（４）は、前記強磁性支持体（２）から、及び前記巻線（３）から等距離に配置されることを特徴とする、巻線部品（１）であって、
前記温度センサ（４）と前記巻線（３）との間に挿入された、少なくとも１つの第１の電気絶縁要素（５ａ）を備えることを特徴とする、巻線部品（１）であって、
前記温度センサ（４）と前記強磁性支持体（２）との間に挿入された、少なくとも一つの第２の電気絶縁要素（５ｂ）を備えることを特徴とする、巻線部品（１）であって、
前記強磁性支持体（２）は、少なくとも第１の支持ストレッチ部（６）、及び互いに対して実質的に反対側に配置された少なくとも第２の支持ストレッチ部（７）を備え、前記巻線（３）は、前記第１の支持ストレッチ部（６）の周りに巻かれ、前記温度センサ（４）は、前記巻線（３）と、前記第１の支持ストレッチ部（６）及び前記第２の支持ストレッチ部（７）のうち少なくとも一方との間に配置されることを特徴とする、巻線部品（１）であって、
前記温度センサ（４）は、前記巻線（３）から、かつ前記第１の支持ストレッチ部（６）及び前記第２の支持ストレッチ部（７）のうち少なくとも一方から、等距離に配置されることを特徴とする、巻線部品（１）であって、
前記第２の電気絶縁要素（５ｂ）は、前記温度センサ（４）と前記第２の支持ストレッチ部（７）との間に挿入されることを特徴とする、巻線部品（１）であって、
前記温度センサ（４）は、前記第１の電気絶縁要素（５ａ）及び前記第２の電気絶縁要素（５ｂ）の間に囲まれ、このうちの前記第１の電気絶縁要素（５ａ）は前記巻線（３）に接触するよう配置され、このうちの前記第２の電気絶縁要素（５ｂ）は前記強磁性支持体（２）に接触するよう配置されることを特徴とする、巻線部品（１）。

【請求項2】

前記温度センサ（４）は、前記強磁性支持体（２）及び前記巻線（３）に接触するよう配置されることを特徴とする、請求項１に記載の巻線部品（１）。

【請求項3】

前記温度センサ（４）は、前記巻線（３）に接触するよう、かつ第１の支持ストレッチ部（６）及び第２の支持ストレッチ部（７）のうち少なくとも一方に接触するよう、配置されることを特徴とする、請求項１または２に記載の巻線部品（１）。

【請求項4】

前記温度センサ（４）は、サーミスタのタイプであることを特徴とする、請求項１～３のうちいずれか一項に記載の巻線部品（１）。

【請求項5】

前記温度センサ（４）は、負温度係数（ＮＴＣ）タイプのサーミスタであることを特徴とする、請求項１～４のうちいずれか一項に記載の巻線部品（１）。

【請求項6】

前記温度センサ（４）は、正温度係数（ＰＴＣ）タイプのサーミスタであることを特徴とする、請求項１～５のうちいずれか一項に記載の巻線部品（１）。

【請求項7】

少なくとも１つの強磁性支持体（２）と、
少なくとも１対の導電性の巻線（３）であって、前記強磁性支持体（２）の周りに巻かれ、かつ誘導電流が前記巻線（３）の１つを通して流れるときに互いに誘導的に連結するよう適合された、少なくとも１対の導電性の巻線（３）と、
前記強磁性支持体（２）と１対の前記巻線（３）との間に挿入された、少なくとも１つの温度センサ（４）と
を備えた電力変圧器であることを特徴とする、請求項１～６のうちいずれか一項に記載の巻線部品（１）。

【請求項8】

電気自動車またはハイブリッド自動車のためのバッテリ充電器であって、
自動車に設定可能で、少なくとも１つのハウジング室を画定する、少なくとも１つの容器体と、
前記ハウジング室の内側に収容され、前記自動車の少なくとも１つの電気バッテリに接続可能で、バッテリを再充電するよう構成された、少なくとも１つの電子装置と
を備え、
前記電子装置は、請求項１～７のうちいずれか一項に記載の、少なくとも１つの巻線部品（１）を備えること、及び前記バッテリ充電器は、前記温度センサ（４）によって計測された温度を監視するための温度監視手段を備え、前記温度センサ（４）は、前記温度監視手段に動作可能に接続されることを特徴とする、バッテリ充電器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は巻線部品に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の巻線部品が公知であり、変圧器または共振インダクタなど、広範なデバイスの製造のために一般的に使用される。

【0003】

一般的に、公知のタイプの巻線部品は、通常はフェライトなどの強磁性材料で作られる強磁性支持体の周りに巻かれた、少なくとも１つの導電性の巻線を備える。

【0004】

詳細には、巻線は、磁界を発生させる誘導電流によって横断されるよう適合され、その力線は、強磁性支持体の内側に制限される。

【0005】

しかし、このように作られた巻線部品の温度を監視する必要があることが、よく知られている。

【0006】

この要求は、特に自動車分野においても感じられ、詳細には電気自動車の製作において、このような巻線を備えたバッテリ充電器が広く使用される。

【0007】

実際、巻線及び強磁性支持体は、非常に高い温度に達することが頻繁にあり、それはバッテリ充電器または巻線部品自体にまでも損傷を与える場合がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の主な目的は、温度を精確に計測可能な巻線部品を考案することである。

【0009】

本発明の別の目標は、使用が簡単、合理的、容易、効果的、かつ手ごろな価格の解決策内で、先行技術の言及した欠点を克服できる、巻線部品を考案することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前述の目標は、特許請求項１の特徴を有する本巻線部品によって実現される。

【0011】

本発明の他の特徴及び利点は、添付の図表において表示による非限定の例を例示した、好ましいが排他的ではない、巻線部品の実施形態の説明から、より明確になる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明による巻線部品の概略不等角投影図である。

【図2】本発明による巻線部品の概略破断図である。

【図3】本発明による巻線部品の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

これらの図面を詳細に参照するとき、参照番号１は、全体的に巻線部品を示す。

【0014】

巻線部品１は、
－少なくとも１つの強磁性支持体２と、
－強磁性支持体２の周りに巻かれ、かつ少なくとも１つの誘導電流を伝えるよう適合された、少なくとも１つの導電性の巻線３と
を備える。

【0015】

以下の説明において、用語巻線３は、図２及び図３に示されるように、巻線３の１層または複数層を備えたソレノイド構造を作り出すよう、強磁性支持体２の少なくとも一部に数回巻かれた、例えば電線などの導電性要素を指すために使用される。

【0016】

有利には、巻線部品１は、強磁性支持体２と巻線３との間に挿入された少なくとも１つの温度センサ４を備える。

【0017】

詳細には、温度センサ４は、図示しないが好ましくは制御手段に接続される。温度センサ４は、例えば所定の安全温度値よりも高い温度など、特に高い温度を検出した場合に、巻線３において循環する誘導電流を制限するために、制御手段と共に動作するよう構成される。

【0018】

好ましくは、温度センサ４には、外部防護体、及びこの防護体の内側にカプセル化された計測体が設けられる。

【0019】

詳細には防護体は、例えば金属材料で作られ、巻線３の内側で循環する誘導電流によって発せられる電磁放射から、計測体を遮蔽するよう適合された、好ましくは遮蔽体である。

【0020】

実際、これらの放射は、温度センサ４の内側において、いくつかの誘発された渦電流を誘発し、例えばセンサ自体が計測した温度値を変化させることによって、温度センサ４の動作に干渉する。

【0021】

実際、温度センサ４は、好ましくはサーミスタのタイプ、または抵抗電子素子であり、その抵抗値は、温度センサ自体によって到達した温度と共に変化する。

【0022】

このため、温度センサ４に沿って循環する誘発された渦電流は、電流を変化させる合計電流バランスに、必然的に影響を及ぼす。

【0023】

詳細には、温度センサ４は負温度係数（ＮＴＣ）タイプのサーミスタである。

【0024】

しかし、温度センサ４が正温度係数（ＰＴＣ）タイプのサーミスタである、巻線部品１の代替の実施形態を排除することはできない。

【0025】

有利には、温度センサ４は、強磁性支持体２及び巻線３から等距離で配置される。

【0026】

この解決策は、巻線部品１の温度の計測が、巻線３の温度及び強磁性支持体２の温度を同様に考慮に入れるのを可能にする。

【0027】

換言すると、このように配置された温度センサ４は、巻線３及び強磁性支持体２の両方の温度を計測する。

【0028】

実際、強磁性支持体２及び巻線３は、巻線３において循環する誘導電流の周波数に依拠して、互いから大幅に異なる温度に到達する。

【0029】

その結果、温度センサ４が、強磁性支持体２または巻線３の近くに配置された構成において、センサ自体によって計測された温度は、巻線部品１の実際の温度とは異なる場合がある。すなわち、温度センサ４は、巻線３の近傍では特に低い温度を計測し、その一方で対照的に、巻線部品１の温度は、強磁性支持体２の高い温度のために、大幅に高くなり得る。

【0030】

有利には、温度センサ４は、強磁性支持体２及び巻線３に接触するよう配置される。

【0031】

加えて、巻線部品１は、温度センサ４と巻線３との間に挿入された少なくとも第１の電気絶縁要素５ａを備える。

【0032】

好ましくは、電気絶縁要素５は巻線３の周りに巻かれたタイプであり、そこに温度センサ４は設置される。

【0033】

詳細には、電気絶縁要素５は、巻線を温度センサ４から、直流的に連結解除されるよう適合される。

【0034】

加えて、電気絶縁要素５は、例えばポリアミドタイプの熱可撓性材料など、耐高温材料で作られる。

【0035】

適切には、巻線部品１は、温度センサ４と強磁性支持体２との間に挿入された少なくとも１つの第２の電気絶縁要素５ｂを備える。

【0036】

第２の電気絶縁要素５ｂは、好ましくは第１の電気絶縁要素５ａを作るために使用されたものと同じ材料で作られる。

【0037】

このように、温度センサ４は、２つの電気絶縁要素５ａ、５ｂの間に囲まれ、このうちの第１のものは巻線３に接触するよう配置され、このうちの第２のものは強磁性支持体２に接触するよう配置される。

【0038】

しかし、複数の第１の絶縁層を巻線３と温度センサ４との間に配置するよう、及び複数の第２の絶縁層を温度センサ４と強磁性支持体２との間に配置するように、複数の第１及び第２の電気絶縁要素５ａ、５ｂが存在する、代替の実施形態を排除することはできない。

【0039】

図面に示される実施形態において、強磁性支持体２は、少なくとも第１の支持ストレッチ部６、及び互いに反対側に配置された少なくとも第２の支持ストレッチ部７を備える。

【0040】

有利には、巻線３は第１のストレッチ部６の周りに巻かれる。

【0041】

他方で、温度センサ４は、巻線３と、第１のストレッチ部６及び第２のストレッチ部７のうち少なくとも一方との間に配置される。

【0042】

好ましくは、強磁性支持体２は、互いに反対側に、かつ第１のストレッチ部６に平行に配置された、１対の第２のストレッチ部７を備える。第１のストレッチ部６は、中央に、かつ第２の両ストレッチ部７から等距離に配置される。

【0043】

適切には、強磁性支持部２は、互いに反対側かつ平行の、１対の基礎ストレッチ部８を備え、それらを伴い、第１のストレッチ部６及び第２のストレッチ部７は、頑強な強磁性支持部２を作り出すよう、直角に関連付けられる。

【0044】

好ましくは、第１のストレッチ部６は、周りに巻線３を配置するのを容易にするよう、実質的に円筒形の形状である。

【0045】

他方で、第２のストレッチ部７は、第１のストレッチ部６及び基礎ストレッチ部８と共に２つの開口部９を画定するよう、第１のストレッチ部６と実質的に等しい曲率の半径を有する、内側に湾曲した２つの壁を有する。２つの開口部９の内側には、巻線３が収容され、第１のストレッチ部６の周りに巻かれる。

【0046】

実際、図面に示される実施形態によると、巻線３は第１のストレッチ部６の周りに繰り返し巻かれ、それによってソレノイドを作る。その巻線３の層は、図３に示されるように、第１のストレッチ部６から第２のストレッチ部７に到達するよう、均一に延びる。

【0047】

好都合には、巻線３は、概ね全ての開口部９を占有するよう配置される。

【0048】

詳細には、このように作られた巻線部品１は、好ましくはインダクタンスとして使用される。

【0049】

有利には、温度センサ４は、巻線３から等距離で、かつ第１のストレッチ部６及び第２のストレッチ部７のうち少なくとも一方から等距離で配置される。

【0050】

詳細には、温度センサ４は、巻線３と接触するよう、かつ第１のストレッチ部６及び第２のストレッチ部７のうち少なくとも一方と接触するよう配置される。

【0051】

温度センサ４は、好ましくは巻線３と第２の支持ストレッチ部７との間に配置される。

【0052】

加えて、温度センサ４は、開口部９のうち一方の内側に、かつ基礎ストレッチ部８のうち一方において、第２のストレッチ部７に対して実質的に中央に配置される。

【0053】

このように、温度センサ４は、巻線部品１が最も高い磁界強さを有するポイントから、すなわち第１のストレッチ部６の近傍から離される。

【0054】

例えば、温度センサ４が、巻線３と第１のストレッチ部６との間に配置された構成において、温度センサ４に作用する磁界の強さは、温度センサ４に干渉することになるか、または温度センサ４の内側に渦電流を誘発する可能性があり、これは温度の計測をゆがめることになる。

【0055】

適切には、第１の電気絶縁要素５ａは、温度センサ４と第２のストレッチ部７との間に挿入される。

【0056】

しかし、温度センサ４が、第１のストレッチ部６と巻線３との間に配置される、巻線部品１の代替の実施形態、第１の電気絶縁要素５ａが、第１のストレッチ部６と温度センサ４との間に配置される、巻線部品１の代替の実施形態、及び、第２の電気絶縁要素５ｂが、温度センサ４と巻線３との間に配置される、巻線部品１の代替の実施形態を、排除することはできない。

【0057】

加えて、巻線部品１が、巻線３における１つまたは複数の巻線３の層の間に挿入された、１つまたは複数の補助的な電気絶縁要素１０を備えた、巻線部品１の代替の実施形態を排除することはできない。

【0058】

代替の実施形態において、巻線部品は、
－少なくとも１つの強磁性支持体２と、
－強磁性支持体２の周りに巻かれ、かつ誘導電流が巻線３の１つを通して流れるときに互いに誘導的に連結されるよう適合された、少なくとも１対の導電性の巻線３と、
－強磁性支持体２と、この１対の巻線３との間に挿入された、少なくとも１つの温度センサ４と
を備える電力変圧器である。

【0059】

詳細には、この実施形態は、前述の実施形態を参照して説明したものと実質的に等しいソレノイド構造を作るために、第１のストレッチ部６の周りに巻かれた１対の巻線３を備える点で、前述のものとは異なる。

【0060】

加えて、２つよりも多い巻線３が存在する、変圧器の代替の実施形態を排除することはできない。

【0061】

本発明は、電気自動車またはハイブリッド自動車のためのバッテリ充電器に関し、
－自動車に設定可能で、少なくとも１つのハウジング室を画定する、少なくとも１つの容器体と、
－ハウジング室の内側に収容され、自動車の少なくとも１つの電気バッテリに接続可能で、バッテリを再充電するよう構成された、少なくとも１つの電子装置と
を備え、
電子装置は、少なくとも１つの巻線部品１を備え、バッテリ充電器は、温度センサ４によって計測された温度を監視するための温度監視手段を備え、温度センサ４は温度監視手段に動作可能に接続される。

【0062】

実際、説明した本発明は、意図した目標を実現することが判明した。

【0063】

詳細には、温度センサの使用は、温度センサによって計測された温度値に従って、誘導電流を調節するために、巻線部品または変圧器の温度を監視するのを可能にする。

【0064】

さらに、巻線と第２のストレッチ部のうち一方との間における、温度センサの位置付けは、巻線部品または変圧器の温度の計測を可能にし、巻線及び強磁性支持部の温度を同様に考慮に入れる。

【図1】

【図2】

【図3】