JP2017092348A - コイル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性を向上させることにより、コイル装置の大電流化に対応できるコイル装置を提供する。【解決手段】磁性コアと、ボビンと、前記ボビンに装着してあるコイルと、を有するコイル装置であって、前記コイルは、前記ボビンの外表面に形成してあり前記ボビンを構成する隔壁部によって互いに隔てられている複数のコイル区画に配置されており、前記ボビンにおける一の前記コイル区画と他の一の前記コイル区画との間には、前記ボビンよりも熱伝達率が高い熱伝導部材が配置されており、前記熱伝導部材は、前記隔壁部によって前記コイル区画に配置されている前記コイルに対して隔てられているコイル装置。【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば車載用などの用途に用いられる比較的大きなトランスなどとしても好適に用いることができるコイル装置に関する。

たとえばＥＶ用のバッテリー充電のためなどに用いられるトランスとして、下記の特許文献１が知られている。このように車載などに用いられるトランスには、高電流が印加され、放熱対策が必要となっている。

従来のコイル装置では、コアの外側に放熱板を設け、トランスを構成するコイル装置の下部をケース内部のポッティング樹脂で覆い、トランスの放熱を図っている。

特開２０１４−３６１９４号公報

しかしながら、本発明者等の実験によれば、コアの外側に放熱板を設けるのみでは、コイル周辺やボビンにこもっている熱を効率的に逃がすことが困難であることが判明した。また、コイル装置の放熱が不十分であると、コイルの過熱により磁気特性が劣化するおそれがあるという知見も得られた。

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、放熱性を向上させることにより、コイル装置の大電流化に対応できるコイル装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係るコイル装置は、
磁性コアと、ボビンと、前記ボビンに装着してあるコイルと、を有するコイル装置であって、
前記コイルは、前記ボビンの外表面に形成してあり前記ボビンを構成する隔壁部によって互いに隔てられている複数のコイル区画に配置されており、
前記ボビンにおける一の前記コイル区画と他の一の前記コイル区画との間には、前記ボビンよりも熱伝達率が高い熱伝導部材が配置されており、
前記熱伝導部材は、前記隔壁部によって前記コイル区画に配置されている前記コイルに対して隔てられていることを特徴とする。

本発明に係るコイル装置では、コイルが配置されているコイル区画の間に、ボビンよりも熱伝導率が高い熱伝導部材が配置されているため、発熱するコイルの周辺や、そのコイルが巻回してあるボビンにこもっている熱を発散させることができるため、放熱性が向上する。また、熱伝導部材は、隔壁部によってコイル区画に対して隔てられているため、導電性の熱伝導部材を使用しても、コイル装置の絶縁特性を確保することができる。

また、例えば、前記ボビンの前記隔壁部は、前記コイルの巻軸方向に交差する方向に沿って、前記コイルと前記熱伝導部材とを隔てていてもよい。

コイルの巻軸方向に交差する方向に隔壁部および熱伝導部材を配置することにより、コイルを多層巻にしている場合でも、ボビンの熱を効率的に放熱することが可能である。

また、例えば、前記ボビンには、前記コイル区画を除く前記外表面に開口を有する溝部が形成されており、
前記熱伝導部材の少なくとも一部は、前記溝部に挿入されていてもよい。

このようなコイル装置は、ボビンに形成された溝部に熱伝導部材を挿入することにより、熱伝導部材をボビンに対して容易に取り付けることができ、製造が容易である。また、溝部の開口はコイル区画を除く部分に形成されているため、導電性の熱伝導部材を使用しても、コイル装置の絶縁特性を確保することができる。

また、例えば、前記熱伝導部材は、前記溝部に挿入されている挿入部と、前記挿入部に接続しており前記開口を介して前記溝部の外部へ露出している露出部と、を有してもよい。

熱伝導部材が露出部を有していることにより、コイル周辺やボビンの熱を、ボビンの外部へ効率的に放熱することが可能である。

また、例えば、前記露出部は、前記コイルの前記巻軸方向の一方側に延びている上部露出部と、前記巻軸方向の他方側に延びている下方露出部と、を有してもよい。

露出部を巻軸方向に伸ばすことにより、コアとボビンの狭いスペースであっても、より面積の広い露出部を設けることができるため、放熱効率の向上と小型化を両立することが可能である。また、特に、露出部が延びる方向を、巻軸方向の両方向とすることにより、コアとボビンの狭いスペースをより効果的に利用して放熱効率を上げることができる。

また、例えば、前記熱伝導部材は、第１部材と、前記第１部材に対して所定の間隔を開けて配置されている第２部材とを有していてもよく、
前記第１部材は、前記溝部に挿入されている第１挿入部を有していてもよく、
前記第２部材は、前記第１挿入部と同一平面に配置されており前記溝部に挿入されている第２挿入部を有していてもよい。

同一平面における広い面積に熱伝導部材を配置することにより、小型で放熱効率の良いコイル装置を実現できる。また、同一平面に配置される熱伝導部材の挿入部が、互いに間隔を開けて配置される第１部分の第１挿入部と、第２部分の第２挿入部とに分かれた状態で配置されることにより、熱伝導部材に誘導電流が発生する問題を防止できる。

また、例えば、前記ボビンの前記外表面の少なくとも一部と、前記磁性コアの少なくとも一部とを覆う樹脂部を有していてもよく、
前記熱伝導部材は、前記樹脂部に接続していてもよい。

熱伝導部材と樹脂部とが接続されることにより、コイル周辺及びボビン等の熱を、樹脂部を介してより効率的に放熱することができる。

また、例えば、前記熱伝導部材は、前記ボビンの下方に位置し前記ボビンが設置されるボビン設置部に、熱伝達可能に接続していてもよい。

熱伝導部材とボビン設置部とが接続されることにより、コイル周辺及びボビン等の熱を、ボビン設置部を介して、より効率的に放熱することができる。

また、例えば、前記ボビンには、前記ボビンの下方に位置するボビン設置部に対して対向する下方開口を有し、上方に位置する前記コイルに対して前記隔壁部によって隔てられている下方溝が形成されていてもよく、
前記下方溝には、前記ボビンよりも熱伝達率が高い下方熱伝導ブロックが配置されていてもよい。

このような下方熱伝導ブロックを有するコイル装置は、熱伝導部材と下方熱伝導ブロックによって、ボビン等の熱を効率的放熱できる。

図１は本発明の第１実施形態に係るコイル装置としてのトランスの一部透明斜視図である。 図２は図１に示すトランスの分解斜視図である。 図３は図１に示すIII−III線に沿うトランスの断面図である。 図４は、本発明の第２の実施形態に係るコイル装置としてのトランスの一部透明斜視図である。 図５は図４に示すV−V線に沿うトランスの断面図である。 図６は、変形例に係るトランスの断面図である。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。

第１実施形態
図１および図２に示すように、第１実施形態に係るコイル装置としてのトランス１０は、たとえばリアクトルなどのトランスなどとして、特にＥＶのバッテリー充電などに用いられる。このトランス１０は、磁性コア４０と、ボビン２０と、ボビン２０に装着してあるコイル３０（図３参照）と、を有する。図３に示すコイル３０は、第１ワイヤ３１と第２ワイヤ３２とで構成される。また、図２に示すように、トランス１０には、コイル３０やボビン２０の熱を放熱するための熱伝導部材７０（図２）が備えられている。

図２に示すように、トランス１０は、筐体６０の表面に取り付けられる。トランス１０は、筐体６０に対して直接取り付けられてもよいが、例えば図２に示すように、トランス１０から筐体６０へ向かって効率的に熱を逃がすことができるように、ボビン設置部としての放熱板８０を介して取り付けられてもよい。

図２に示すように、ボビン２０は、ボビン２０のＸ軸方向の両端上部に、ボビン２０の他の部分と一体に成形してある端子台部２２、２３を有する。端子台部２２には端子取付部２２ａが、端子台部２３には端子取付部２３ａが、それぞれ２つずつ形成してあり、それぞれの端子取付部２２ａ、２３ａに端子が取り付けられている。各端子には、後述する第１ワイヤ３１のリード部３１ａおよび第２ワイヤ３２のリード部３２ａが接続される。なお、ボビン２０における端子台部２２、２３以外の部分については、断面図である図３等を用いて、後ほど説明する。

図２に示すように、本実施形態では、磁性コア４０は、上部コア４０ａと、下部コア４０ｂとを有する。上部コア４０ａは、ほぼ同様の形状を有する２つの分割コア４２ａ、４２ａに分離可能であり、下部コア４０ｂは、それぞれ同じ形状を持つ２つの分割コア４２ｂ、４２ｂに分離可能である。本実施形態では、上部コア４０ａを構成する分割コア４２ａ、４２ａと、下部コア４０ｂを構成する分割コア４２ｂ、４２ｂとは、全て同じ形状であるが、各分割コア４２ａ、４２ｂの形状は異なっていてもよい。

各分割コア４２ａ、４２ｂは、Ｚ−Ｙ断面で断面コ字形状を有し、Ｕ型コアの一種である。Ｚ軸方向の上部に配置される一対の分割コア４２ａ、４２ａが組み合わされることにより、Ｚ−Ｙ断面で断面Ｅ字形状を有し、いわゆるＥ型コアを構成する。Ｚ軸方向の下部に配置される他の一対の分割コア４２ｂ、４２ｂも、組み合わされることにより、Ｚ−Ｙ断面で断面Ｅ字形状を有し、いわゆるＥ型コアを構成する。

Ｚ軸方向の上側に配置される２つの分割コア４２ａは、ぞれぞれ、Ｙ軸方向に延びるベース部４４ａと、ベース部４４ａのＹ軸方向の一方の端部からＺ軸方向に突出している中脚部４６ａと、他方の端部からＺ方向に突出している側脚部４８ａとを有する。Ｚ軸方向の下側に配置される分割コア４２ｂは、ぞれぞれ、Ｙ軸方向に延びるベース部４４ｂと、ベース部４４ｂのＹ軸方向の一方の端部からＺ軸方向に突出している中脚部４６ｂと、他方の端部からＺ方向に突出している側脚部４８ｂとを有する。

断面図である図３に示すように、一対の中脚部４６ａは、ボビン２０のコア脚用貫通孔２４ａの内部にＺ軸方向の上方から挿入されている。同様に、一対の中脚部４６ｂは、ボビン２０のコア脚用貫通孔２４ａの内部にＺ軸方向の下方から挿入されている。中脚部４６ａと中脚部４６ｂとは、コア脚用貫通孔２４ａの内部において、互いの先端同士が接触するように配置してあるか、または所定のギャップを挟んで互いの先端が向き合うように配置してある。

図１及び図２に示すように、コア脚用貫通孔２４ａの内部には、Ｙ軸方向に向かい合う２つの分割コア４２ａの間に、分離用板部２９（図２参照）が配置されている。また、分離用板部２９は、Ｚ軸方向に延びており、Ｙ軸方向に向かい合う２つの分割コア４２ｂの間にも配置されている。分離用板部２９は、Ｙ軸方向に向かい合う中脚部４６ａ、４６ａまたは中脚部４６ｂ、４６ｂの相互が、コア脚用貫通孔２４ａの内部において、所定の隙間で向き合い、接触しないように構成してある。所定の隙間は、分離用板部２９のＹ軸方向の厚みにより調整することができる。

図２に示すように、中脚部４６ａ、４６ａまたは中脚部４６ｂ、４６ｂは、それぞれ組み合わされた状態で、コア脚用貫通孔２４ａの内周面形状に一致するように、Ｘ軸方向に長い楕円柱形状を有しているが、その形状は、特に限定されず、コア脚用貫通孔２４ａの形状に合わせて変化させても良い。また、側脚部４８ａ、４８ｂの内側は、凹曲面形状を有し、側脚部４８ａ、４８ｂの外面は、Ｘ−Ｚ平面に平行な平面を有している。本実施形態における各分割コア４２ａ、４２ｂの材質としては、金属、フェライト等の軟磁性材料が挙げられるが、磁性コア４０はその他の磁性材料で構成されていてもよい。

なお、図面において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、相互に垂直であり、Ｚ軸は、後述する第１ワイヤ３１および第２ワイヤ３２の巻軸と一致し、トランス１０の高さ（厚み）に対応する。本実施形態では、トランス１０のＺ軸方向の負方向（下方）が、トランス１０の設置面となる。また、Ｙ軸は、一対の分割コア４２ａ、４２ａまたは一対の分割コア４２ｂ、４２ｂが分割される方向に一致する。さらに、Ｘ軸は、中脚部４６ａ、４６ｂの長手方向に一致するようになっている。

図３に示すように、本実施形態のトランス１０におけるボビン２０は、樹脂等の絶縁材料で構成される複数の隔壁部で構成されており、上述した端子台部２３、２４の他に、円筒状の円筒隔壁部２４と、円筒隔壁部２４から外径方向へ突出するリング状（鍔状）の隔壁部とを有する。円筒隔壁部２４から外径方向へ突出する隔壁部には、第１隔壁部２５と、第２隔壁部２６と、第３隔壁部２７と、上端隔壁部２８ａと、下端隔壁部２８ｂとが含まれる。

円筒隔壁部２４には、Ｚ軸方向の貫通孔であるコア脚用貫通孔２４ａが形成されており、コア脚用貫通孔２４ａの内部には、磁性コア４０の中脚部４６ａ、４６ｂが配置されている。円筒隔壁部２４は、ボビン２０の外表面２０ａに配置される第１及び第２ワイヤ３１、３２と、磁性コア４０とを隔てている。

上端隔壁部２８ａは、円筒隔壁部２４の上端に接続しており、下端隔壁部２８ｂは円筒隔壁部２４の下端に接続している。上端隔壁部２８ａと下端隔壁部２８ｂの間に、第１ワイヤ３１が配置される第１コイル区画２０ａａと、第２ワイヤ３２が配置される第２コイル区画２０ａｂとが形成されている。

図３に示すように、ボビン２０の外表面２０ａには、第１〜第３隔壁部２５、２６、２７によって互いに隔てられている複数のコイル区画２０ａａ、２０ａｂが形成されている。ボビン２０のＺ軸方向中央部からボビン２０の上部にかけては、２つの第１コイル区画２０ａａが形成されている。２つの第１コイル区画２０ａａは、第１隔壁部２５によって互いに隔てられており、それぞれの第１コイル区画２０ａａには、第１ワイヤ３１が配置されている。

ボビン２０のＺ軸方向中央部からボビン２０の下部にかけては、２つの第２コイル区画２０ａｂが形成されている。２つの第２コイル区画２０ａｂは、第２隔壁部２６によって互いに隔てられており、それぞれの第２コイル区画２０ａｂには、第２ワイヤ３２が配置されている。

ボビン２０の上部に形成された第１コイル区画２０ａａと、ボビン２０の下部に形成された第２コイル区画２０ａｂとは、ボビン２０のＺ軸方向中央部分において円筒隔壁部２４から外径方向に突出する第３隔壁部２７によって、互いに隔てられている。

図３に示すように、ボビン２０の第３隔壁部２７には、開口２７ａａを有する溝部２７ａが形成されており、溝部２７ａには、熱伝導部材７０の少なくとも一部が挿入されている。溝部２７ａの開口２７ａａは、ボビン２０の外表面２０ａのうち、第１及び第２コイル区画２０ａａ、２０ａｂを除く部分に形成されている。本実施形態のトランス１０では、開口２７ａａは、磁性コア４０の側脚部４８ａ、４８ｂに対向するボビン２０の外表面２０ａ（図２参照）に形成されている。

図２に示すように、熱伝導部材７０は、溝部２７ａに挿入されている挿入部７１と、挿入部７１に接続しており開口２７ａａを介して溝部２７ａの外部へ露出している露出部７２とを有する。図３に示すように、溝部２７ａに挿入されている挿入部７１は、第１コイル区画ａａに配置された第１ワイヤ３１及び第２コイル区画２０ａｂに配置された第２ワイヤ３２に対して、露出部７２より近い位置に配置される。しかし、熱伝導部材の挿入部７１は、第１ワイヤ３１及び第２ワイヤ３２に対して、第３隔壁部２７によって隔てられているため、熱伝導部材７１と第１ワイヤ３１及び第２ワイヤ３２との間の絶縁性は、適切に確保される。

図３に示すように、ボビン２０の第３隔壁部２７は、第１及び第２ワイヤ３１、３２の巻軸方向であるＺ軸方向に交差する方向、すなわち本実施形態ではＺ軸方向に直交するＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って、第１及び第２ワイヤ３１、３２と挿入部７１とを隔てている。このような配置とすることにより、第１及び第２ワイヤ３１、３２が径方向（巻軸直交方向）に多層巻されている場合にも、第１及び第２ワイヤ３１、３２の周辺及びボビン２０にこもった熱を、熱伝導部材７０が好適に放熱できる。

露出部７２は、第１及び第２ワイヤ３１、３２の巻軸方向であるＺ軸方向の上方側に沿って延びており、挿入部７１に対して垂直方向に延びている。このような形状を有していることにより、熱伝導部材７０は、ボビン２０と磁性コア４０の側脚部４８ａ、４８ｂとの狭いスペースを利用して、効果的な放熱を行うことができる。

図２に示すように、熱伝導部材７０は、第１部材７０ａと第２部材７０ｂとを有しており、第２部材７０ｂは、第１部材７０ａに対して所定の間隔を開けて配置されている。第１部材７０ａは、溝部２７ａに挿入される第１挿入部７１ａと、溝部２７ａから露出する第１露出部７２ａとを有しており、第２部材７０ｂは、溝部２７ａに挿入される第２挿入部７１ｂと、溝部２７ａから露出する第２露出部７２ｂとを有している。第１挿入部７１ａ及び第２挿入部７１ｂはいずれも溝部２７ａに挿入されており、第２挿入部７１ｂは第１挿入部７１ａと同一平面に配置されている。

第１挿入部７１ａと第２挿入部７１ｂとで構成される挿入部７１の面積を広げることにより、熱伝導部材７０による放熱効率を上昇させることができる。また、熱伝導部材７０が第１部材７０ａと第２部材７０ｂとに分割され、間隔を開けて配置されていることにより、熱伝導部材７０に誘導電流が発生する問題を防止できる。

図３に示すように、ボビン２０に形成してあるコイル区画２０ａａ、２０ａｂのうち、第１コイル区画２０ａａには第１ワイヤ３１が巻回されており、第２コイル区画２０ａｂには第２ワイヤ３２が巻回されている。本実施形態では、第１ワイヤ３１が一次コイルを構成し、第２ワイヤ３２が二次コイルを構成するが、逆であっても良い。

第１及び第２ワイヤ３１、３２が配置される各コイル区画２０ａａ、２０ａｂにおけるＺ軸方向の幅は、１本のみの第１及び第２ワイヤ３１、３２が入り込める幅に設定してある。ただし、コイル区画２０ａａ、２０ａｂにおけるＺ軸方向の幅は、二本以上の第１及び第２ワイヤ３１、３２が入り込める幅に設定してもよい。また、コイル区画２０ａａ、２０ａｂにおけるＺ軸方向の幅は、全てのコイル区画２０ａａ、２０ａｂで同じであってもよく、異なっていても良い。

また、コイル区画２０ａａ、２０ａｂの巻軸直交方向の幅は、１本（１層以上）以上の第１及び第２ワイヤ３１、３２が入り込める高さに設定してあり、本実施形態では、好ましくは２〜８層のワイヤが巻回できる幅に設定してある。コイル区画２０ａａ、２０ａｂの巻軸直交方向の幅は、全て同じであってもよいが、異なっていても良い。各コイル区画２０ａａ、２０ａｂに巻回される第１及び第２ワイヤ３１、３２の巻回方法は、特に限定されず、通常巻でもα巻でも良い。

ボビン２０は、たとえばＰＰＳ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＬＣＰなどのプラスチックで構成してあるが、その他の絶縁部材で構成されても良い。ただし、本実施形態では、ボビン２０としては、たとえば１Ｗ／ｍ・Ｋ以上に熱伝導率が高いプラスチックで構成することが好ましく、たとえばＰＰＳ、ナイロンなどで構成してある。

第１及び第２ワイヤ３１、３２は、単線で構成されても良く、あるいは撚り線で構成されても良く、絶縁被覆導線で構成されることが好ましい。第１及び第２ワイヤ３１、３２の外径は、特に限定されないが、大電流を流す場合には、たとえばφ１．０〜φ３．０ｍｍが好ましい。第２ワイヤ３２は、第１ワイヤ３１と同じであっても良いが、異なっていても良い。

図２に示すように、熱伝導部材７０の第１部材７０ａでは、挿入部７１と露出部７２とが一枚の板材で、一体に成形してある。また、熱伝導部材７０の第２部材７０ｂについても、第１部材７０ａと同様に、挿入部７１と露出部７２とが一枚の板材で一体に成形してある。なお、露出部７２は、ボビン２０の外周側面に沿って湾曲した形状を有している。

熱伝導部材７０は、たとえば単一の板材を折曲加工またはプレス加工して一体に形成することができる。あるいは、複数の板材をレーザ溶接などで接合して形成しても良い。この熱伝導部材７０は、磁性コア４０およびボビン２０よりも熱伝達率が高い板材で構成してあり、たとえば熱伝導性樹脂あるいは金属などで構成される。熱伝導性樹脂としては、たとえばＰＰＳ、ナイロン、ＰＥＴなどが例示される。また、金属としては、アルミニウム、銅またはこれらの単体金属を含む合金などが例示される。板材の厚みは、特に限定されないが、たとえば０．２〜１．５ｍｍ、好ましくは０．３ｍｍ〜０．７ｍｍである。熱伝導部材７０は、板状であることが熱伝達効率の観点から好ましいが、その他の形状であってもよい。

図２及び図３に示すように、トランス１０は、放熱板８０を介して筐体６０に設置されている。放熱板８０は、トランス１０の底面形状に対応した形状を有しているが、それよりも大きくても小さくても良いが、大きいことが好ましい。放熱板８０には、トランス１０において最も下方に位置する下部コア４０ｂの底面が接触している。また、図２に示すように、ボビン２０の底面も、熱伝導性電気絶縁材９０を介して、放熱板８０に接続されている。

放熱板８０には、放熱フィンなどのヒートシンクを具備させても良い。本実施形態では、放熱板８０は、たとえば放熱伝導部材７０と同様な金属で構成してあり、筐体６０の表面に固定してある。筐体６０が金属などの熱伝導性が高い部材で構成してある場合には、ボビン２０の中央内部にこもっている熱を、熱伝導部材７０、熱伝導性電気絶縁材９０及び放熱板８０を介して、筐体６０に効率的に逃すことが可能になる。

トランス１０は、例えば、図２に示すように、ボビン２０に対してワイヤ３７および３８がそれぞれ巻回された後に、Ｙ軸方向に分離された一対の分割コア４２ａ、４２ａの中脚部４６ａと、Ｙ軸方向に分離された一対の分割コア４２ｂ、４２ｂの中脚部４６ｂが、コア脚用貫通孔２４ａのＺ軸方向の両側から挿入されることにより製造される。

ただし、少なくとも上部コア４０ａを構成する分割コア４２ａ、４２ａ同士の中脚部４６ａを、コア脚用貫通孔２４ａのＺ軸方向の上側から挿入する前に、ボビン２０の溝部２７ａに、熱伝導部材７０の挿入部７１を挿入しておく。

ボビン２０の溝部２７ａに熱伝導部材７０の挿入部７１をセットしてから、中脚部４６ａと中脚部４６ｂを、コア脚用貫通孔２４ａのＺ軸方向の両側から挿入すれば、図３に示すように、中脚部４６ａ、４６ｂのＺ軸方向の先端同士がコア脚用貫通孔２４ａの内部において、突き合わされる。側脚部４８ａ、４８ｂのＺ軸方向の先端同士は、直接に接触しても良く、あるいは、所定のギャップで向き合っても良い。このように、コア脚用貫通孔２４ａの内部では、磁性コア４０の中脚部４６ａ、４６ｂが突き合わされ、ボビン２０のＹ軸方向両側では側脚部４８ａ、４８ｂが付き合わされることにより、磁気回路が形成される。

本実施形態に係るトランス１０では、図３に示すように、第１及び第２ワイヤ３１、３２の巻軸方向（Ｚ軸方向）に沿って相互に隣り合うワイヤ巻回部分が、第１及び第２隔壁部２５、２６で隔てられているため、第１及び第２ワイヤ３１、３２の外径を太くしても絶縁化が容易であり、大電流化（高出力化）に対応しやすい。また、従来では、電圧の高周波化に伴い、相互に隣接するワイヤ相互が影響し合い、電流が流れ難くなると言う悪影響もあるが、本実施形態のトランス１０では、第１及び第２隔壁部２５、２６を有するために、このような悪影響を少なくすることができ、高周波特性も向上する。

また、トランス１０は、第１及び第２ワイヤ３１、３２配置されているコイル区画２０ａａ、２０ａｂの間に、ボビン２０よりも熱伝導率が高い熱伝導部材７０が配置されているため、発熱するワイヤ３１、３２の周辺や、そのワイヤ３１、３２が巻回してあるボビン２０にこもっている熱を発散させることができるため、放熱性が向上する。そのため、トランス１０は大電流化に対応が可能であり、放熱性が向上し、ワイヤ３１、３２の過熱による磁気特性の劣化を抑制することができる。また、熱伝導部材７０は、第３隔壁部２７によって第１及び第２ワイヤ３１、３２に対して隔てられているため、導電性の熱伝導部材７０を使用しても、トランス１０の絶縁特性を確保することができる。

また、トランス１０では、ボビン２０に形成された溝部２７ａに熱伝導部材７０の挿入部７１を挿入することにより、熱伝導部材７０をボビン２０に対して容易に取り付けることができ、製造が容易である。また、溝部２７ａの開口２７ａａはコイル区画２０ａａ、２０ａｂを除く部分に形成されているため、導電性の熱伝導部材７０を使用しても、熱伝導部材７０とワイヤ３１、３２とを好適に絶縁することができ、トランス１０の絶縁特性を確保することができる。さらに、熱伝導部材７０は、溝部２７ａから露出している露出部７２を有しているため、ボビン２０にこもった熱を効率的に放熱することができる。

また、本実施形態のトランス１０では、特に放熱性が向上するために、従来用いていたポッティング樹脂などの使用を廃止することも可能である。

第２実施形態
図４は、第２実施形態に係るコイル装置としてのトランス１００の断面図である。トランス１００は、熱伝導部材１７０が上方露出部１７２と下方露出部１７３を有している点と、ボビン２０及び磁性コア４０における下方側（Ｚ軸負方向側）の一部を覆う樹脂部９１を有する点で第１実施形態に係るトランス１０と異なるが、その他の構成はトランス１０と同様である。したがって、トランス１００の構成については、トランス１０との相違点のみを説明し、トランス１０との共通部分については、説明を省略する。

トランス１００の断面図である図５に示すように、トランス１００に含まれる熱伝導部材１７０は、ボビン２０の溝部２７ａに挿入されている挿入部１７１と、挿入部１７１に接続しており、溝部２７ａの開口２７ａａを介して溝部２７ａの外部へ露出している上方露出部１７２及び下方露出部１７３とを有する。挿入部１７１は、図３に示すトランス１０の挿入部７１と同様に、第３隔壁部２７によって、第１ワイヤ３１及び第２ワイヤ３２に対して隔てられている。

図４及び図５に示すように、熱伝導部材１７０の露出部は、第１及び第２ワイヤ３１、３２の巻軸方向であるＺ軸方向の一方側（上方側）に延びている上方露出部１７２と、Ｚ軸方向の他方側（下方側）に延びている下方露出部１７３とを有している。上方露出部１７２は、第１実施形態の露出部７２とほぼ同様の形状を有している。また、上方露出部１７２と下方露出部１７３とは、挿入部１７１との接続部分を基準として、略対称な形状を有している。

図５に示すように、磁性コア４０の下方部分及びボビン２０の外表面２０ａにおける下方部分は、樹脂部９１で覆われている。樹脂部９１は、トランス１０を収容するケース９３の内部に充填されており、その底部は筐体６０及び放熱板８０に接触している。樹脂部９１は、シリコン系やエポキシ系の一般的なポッティング樹脂で構成されるが、特に限定されない。

樹脂部９１は、磁性コア４０の側脚部４８ｂとボビン２０の外表面２０ａとの隙間にも配置されており、熱伝導部材１７０の下方露出部１７３は、樹脂部９１に接続している。また、熱伝導部材１７０は、ボビン設置部としての放熱板８０に対して、樹脂部９１を介して熱伝達可能に接続している。

第２実施形態に係るトランス１００は、熱伝導部材１７０が上方露出部１７２と下方露出部１７３とを有しているため、側脚部４８ｂとボビン２０の外表面２０ａとの狭い空間を利用して、ボビン２０にこもった熱を効率的に放熱することができる。また、熱伝導部材１７０が樹脂部９１と接続しているため、樹脂部９１を介してより効率的な放熱を実現できる。また、第２実施形態に係るトランス１００は、第１実施形態に係るトランス１０と同様の効果を奏する。

以上、実施形態を挙げて本発明について説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で種々に改変することができる。

例えば、図６は、本発明の変形例に関するトランス２００の断面図である。図６は、図３に示す断面とは垂直な断面であるＸＺ断面で、トランス２００を観察したものである。図６に示すように、ボビン２２０の下端隔壁部２２８ｂには下方溝２２８ｂａが形成されており、下方溝２２８ｂａには、ボビン２２０よりも熱伝達率が高い下方熱伝導ブロック９２が配置されている。

下方溝２２８ｂａは、ボビン２２０の下方に位置する放熱板８０に対向する下方開口２２８ｂｂを有しており、熱伝導ブロック９２は、下方開口２２８ｂｂを介して放熱板８０と接続している。図６に示すように、熱伝導ブロック９２は、熱伝導性電気絶縁材９０を介して、放熱板８０に固定及び接続されている。

下方熱伝導ブロック９２の材質は特に限定されないが、例えば図３に示す熱伝導部材７０と同様に、熱伝導性樹脂あるいは金属などで構成される。変形例に係るトランス２００のように、ボビン２２０には、熱伝導ブロック９２のように、熱伝導部材７０以外にも熱伝導性が高い部材が配置されていてもよい。

変形例に係るトランス２００は熱伝導ブロック９２により、ボビン２２０の熱をより効果的に放熱することが可能である。なお、トランス２００は、ボビン２２０に熱伝導ブロック９２を収容する下方溝２２８ｂａが形成されていることを除き第１実施形態に係るトランス１０と同様の構成を有しており、トランス１０と同様の効果を奏する。

また、本実施形態のトランス１０、１００では、熱伝導部材７０、１７０の挿入部７１、１７１は、第３隔壁部２７の溝部２７ａに挿入されているが、挿入部７１、１７１の配置はこれに限定されず、第１隔壁部２５や、第２隔壁部２６など、第１コイル区画２０ａａ同士、又は第２コイル区画２０ａｂ同士の間に形成された隔壁部２５、２６に挿入されていてもよい。

また、本実施形態のトランス１０、１００では、熱伝導部材７０、１７０は露出部７２、１７２を有さず、挿入部７１、１７１のみで構成されていてもよく、この場合、熱伝導部材７０、１７０は、第３隔壁部２７に埋め込まれていてもよい。また、熱伝導部材７０の形状は特に限定されず、平板状やその他の形状であっても構わない。

また、本実施形態のトランス１０、１００では、磁性コアの分割の態様を変化させてもよい。たとえば上述した実施形態では、分割コアであるＵコア−Ｕコアの組合せにより、磁性コアを構成したが、Ｕコア−Ｉコアの組合せにより、磁性コアを組み立てても良い。

また、ボビン２０、１２０の形状や構造、ワイヤ３７および３８の巻回数や巻回方法なども、図示する実施形態に限定されず、種々に改変しても良い。

１０、１００、２００… トランス
２０、２２０… ボビン
２０ａ… 外表面
２０ａａ… 第１コイル区画
２０ａｂ… 第２コイル区画
２４ａ… コア脚用貫通孔
２５… 第１隔壁部
２６… 第２隔壁部
２７… 第３隔壁部
２８ｂ、２２８ｂ… 下端隔壁部
３０… コイル
３１… 第１ワイヤ
３２… 第２ワイヤ
４０… 磁性コア
４０ａ… 上部コア
４０ｂ… 下部コア
４６ａ、４６ｂ… 中脚部
４８ａ、４８ｂ… 側脚部
６０… 筐体
７０、１７０… 熱伝導部材
７０ａ… 第１部材
７０ｂ… 第２部材
７１、１７１… 挿入部
７１ａ… 第１挿入部
７１ｂ… 第２挿入部
７２ａ… 第１露出部
７２ｂ… 第２露出部
１７２… 上方露出部
１７３… 下方露出部
８０… 放熱板
９２… 下方熱伝導ブロック
９０… 熱伝導性電気絶縁材

Claims (9)

1. 磁性コアと、ボビンと、前記ボビンに装着してあるコイルと、を有するコイル装置であって、
   前記コイルは、前記ボビンの外表面に形成してあり前記ボビンを構成する隔壁部によって互いに隔てられている複数のコイル区画に配置されており、
   前記ボビンにおける一の前記コイル区画と他の一の前記コイル区画との間には、前記ボビンよりも熱伝達率が高い熱伝導部材が配置されており、
   前記熱伝導部材は、前記隔壁部によって前記コイル区画に配置されている前記コイルに対して隔てられていることを特徴とするコイル装置。
2. 前記ボビンの前記隔壁部は、前記コイルの巻軸方向に交差する方向に沿って、前記コイルと前記熱伝導部材とを隔てていることを特徴とする請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記ボビンには、前記コイル区画を除く前記外表面に開口を有する溝部が形成されており、
   前記熱伝導部材の少なくとも一部は、前記溝部に挿入されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコイル装置。
4. 前記熱伝導部材は、前記溝部に挿入されている挿入部と、前記挿入部に接続しており前記開口を介して前記溝部の外部へ露出している露出部と、を有することを特徴とする請求項３に記載のコイル装置。
5. 前記露出部は、前記コイルの前記巻軸方向の一方側に延びている上方露出部と、前記巻軸方向の他方側に延びている下方露出部と、を有する請求項４に記載のコイル装置。
6. 前記熱伝導部材は、第１部材と、前記第１部材に対して所定の間隔を開けて配置されている第２部材とを有しており、
   前記第１部材は、前記溝部に挿入されている第１挿入部を有しており、
   前記第２部材は、前記第１挿入部と同一平面に配置されており前記溝部に挿入されている第２挿入部を有することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載のコイル装置。
7. 前記ボビンの前記外表面の少なくとも一部と、前記磁性コアの少なくとも一部とを覆う樹脂部を有しており、
   前記熱伝導部材は、前記樹脂部に接続していることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載のコイル装置。
8. 前記熱伝導部材は、前記ボビンの下方に位置し前記ボビンが設置されているボビン設置部に、熱伝達可能に接続していることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかに記載のコイル装置。
9. 前記ボビンには、前記ボビンの下方に位置するボビン設置部に対して対向する下方開口を有し、上方に位置する前記コイルに対して前記隔壁部によって隔てられている下方溝が形成されており、
   前記下方溝には、前記ボビンよりも熱伝達率が高い下方熱伝導ブロックが配置されていることを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載のコイル装置。

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