JP2017098375A - 電磁誘導器 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁誘導器において、表皮効果の影響を低減させ、かつ、使用中にコイルで発生した熱の放熱性を改善する。【解決手段】中足を有するコア部材と、コア部材の中足の軸方向に積層されて当該中足の周囲を取り囲む複数の平板状の第１のコイル片とを具備し、第１のコイル片は、コア部材の中足が挿入される第１の中央孔と、当該コイル片を周方向に分断する第１の切欠き部とを有する平板状の導体を有し、平板状の導体は、第１の切欠き部を挟んで対向する第１端部と第２端部とのうち、第１端部に第１の中央孔の中心から離れる方向に突出した入力接続部が設けられ、第２端部に第１の中央孔の中心から離れる方向に突出した出力接続部が設けられ、複数の第１のコイル片は、隣り合う２つの第１のコイル片間で、対向する入力接続部と出力接続部とが電気的に接続されることで、複数の第１のコイル片が電気的に接続される。【選択図】図２

Description

本発明は、電源回路の平滑回路等に使用されるインダクタおよびリアクトル、交流電圧の振幅を変換するトランスなどの電磁誘導器に関し、より詳しくは、平面内に導体で形成したいわゆるシートコイルまたはプレーナコイルを含む電磁誘導器に関する。

従来から、安定した直流信号を得る目的または所定の周波数よりも高い成分が除去された信号を得る目的で、またはトランスとして使用する目的で、電磁誘導器が使用されている。電磁誘導器は、例えば、いわゆる中足を有するコア部材と、前記コア部材の中足の周囲を取り囲むコイルとを具備しており、前記コイルへの通電により形成される磁気回路に前記磁気コアが配置される。前記中足を有する磁気コアでは、例えば、その外形形状からＥ形とよばれるコアが知られている。

近年、電源の大容量化の傾向が高まっており、そうした大容量電源に使用しうるコイルやトランスが求められてきている。その中で、平角線をその主面が積層するような向きで軸線の周りに巻回されたエッジワイズコイルが使用されてきている。特許文献１には、コイル部にエッジワイズコイルを有し、当該エッジワイズコイルがコアの中足に巻回されているコモンモードチョークが開示されている。

特開２０１４−１３８０４５号公報

エッジワイズコイルは、大容量化に対応しうるコイルではあるが、電源の更なる高周波数化に伴い表皮効果の影響が無視できなくなってきており、エッジワイズコイルの平角線の肉厚を薄くする必要が生じていた。しかし、エッジワイズコイルは、上述のような積層方式で、いわゆる巻線機を使用して軸線の周りに巻回して成形するため、平角線を所定以上に肉薄化することは、生産上困難となり、また品質面からも限界があった。また、電源の大容量化により、通電使用中のエッジワイズコイルにおける発熱量も増加しており、その冷却対策も課題となっていた。

そこで、本発明は、表皮効果の影響を低減させ、かつ、使用中にコイルで発生した熱の放熱性を改善させた電磁誘導器を提供することを目的とする。

本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。

すなわち、本発明にかかる電磁誘導器は、中足を有するコア部材と、前記コア部材の前記中足の軸方向に積層されて当該中足の周囲を取り囲む複数の平板状の第１のコイル片とを具備する電磁誘導器であって、前記第１のコイル片は、前記コア部材の前記中足が挿入される第１の中央孔と、当該コイル片を周方向に分断する第１の切欠き部とを有する平板状の導体を有し、当該平板状の導体は、前記第１の切欠き部を挟んで対向する第１端部と第２端部とのうち、前記第１端部に前記第１の中央孔の中心から離れる方向に突出した入力接続部が設けられ、前記第２端部に前記第１の中央孔の中心から離れる方向に突出した出力接続部が設けられ、前記複数の第１のコイル片は、隣り合う２つの前記第１のコイル片間で、一方の前記第１のコイル片の前記入力接続部と他方の前記第１のコイル片の前記出力接続部とが前記積層方向において対向し、当該対向する前記入力接続部と前記出力接続部とが電気的に接続されることで、複数の前記第１のコイル片が電気的に接続されて、コイルモジュールを構成する。

この構成によれば、エッジワイズコイルを使用せずに、複数の平板状の第１のコイル片を使用し、一方の第１のコイル片の入力接続部と他方の第１のコイル片の出力接続部とを電気的に接続して、複数の平板状の第１のコイル片を直列接続で統合することにより、各第１のコイル片から発生した磁束が強め合う。このとき、複数の第１のコイル片が統合されたコイルモジュールは、いわゆる螺旋状である。当該構成の場合、平板状の第１のコイル片の肉厚を薄くすることで、表皮効果の影響を低減できる。すなわち表皮効果の影響を低減させるためには、平板状の第１のコイル片の肉厚を薄くすれば済み、平板状コイルの肉薄化は、エッジワイズコイルの場合と比べて、生産上容易にできる。加えて、平板状の第１のコイル片の肉厚を薄くする工程であれば、エッジワイズコイルの場合と比べて、品質低下の懸念も低減できる。さらに平板状コイルの肉薄化により、電磁誘導器の小型化にも寄与しうる。また、電気的に接続された入力接続部および出力接続部が複数の第１のコイル片の本体から突出して設けられており、当該突出部分から放熱がなされることから、使用中に複数の第１のコイル片で発生した熱の放熱性すなわち冷却性を改善できる。

前記平板状の導体は、平板状の導体薄板が前記積層方向に複数積層されて構成され、かつ、複数の前記導体薄板において、前記平板の主面に対して同じ位置に前記入力接続部および前記出力接続部が存在していてもよい。この構成によれば、前記平板状の導体は、複数の導体薄板が上記のように接続され積層されて構成される、すなわち、複数の導体薄板が並列接続で例えば統合されて構成される。このように、本発明の電磁誘導器は、複数の導体薄板が電気的に並列接続されて平板状の導体が構成されることで、当該平板状の導体に流入させる電流量は維持しつつ、より肉薄な導体薄板が使用されることで、さらに表皮効果の影響を低減させることができる。

本発明は、さらに前記コア部材の前記中足が挿入される第２の中央孔と、当該コイル片を周方向に分断する第２の切欠き部とを有する平板状の導体を備える平板状の第２のコイル片を具備していてもよい。この構成によれば、中足を有するコア部材、当該中足の周囲を取り囲む複数の第１のコイル片により構成されるコイルモジュール、およびコア部材の中足が挿入される第２の中央孔を有する第２のコイル片により、トランスを構成することができる。

隣り合う２つの前記第１のコイル片間で、前記積層方向において対向する前記入力接続部と前記出力接続部とは、半田付け、溶接、加締め、または前記入力接続部および前記出力接続部が有する各ねじ孔間がねじ体でねじ留めされることによって、電気的に接続されていてもよい。この構成によれば、当該入力接続部と出力接続部とを製造上容易に接続することができる。

本発明は、前記コイルモジュールを複数具備し、前記コイルモジュールへの入力端子は、前記コイルモジュールに含まれる前記入力接続部のうちの、前記出力接続部に電気的に接続されていない前記入力接続部であり、前記コイルモジュールからの出力端子は、前記コイルモジュールに含まれる前記出力接続部のうちの、前記入力接続部に電気的に接続されていない前記出力接続部であり、さらに、隣り合う２つの前記コイルモジュール間で、一方の前記コイルモジュールの前記入力端部と他方の前記コイルモジュールの前記出力端部とを電気的に接続する、平板状の中間接続導体を具備していてもよい。

第１のコイル片に突出形成された入力接続部および出力接続部を、第１のコイル片の全てについて、例えば電磁誘導器の一側面に並べて配置する場合、使用できる第１のコイル片の枚数は、入力接続部および出力接続部の前記一側面に沿った幅の寸法に依存する。すなわち、複数の第１のコイル片の枚数を増加させるためには、入力接続部および出力接続部の前記幅を小さくする必要がある。しかし、電源の大容量化のためには、入力接続部および出力接続部の前記幅を小さくし過ぎる事は、当該入力接続部および出力接続部の断面の単位面積当たりの電流密度が上昇するため、好ましくないことから、使用できる複数の第１のコイル片の枚数には上限がある。そこで、前記コイルモジュールを複数使用して積層させて配置し、各コイルモジュール間を電気的に接続することで、全体としての使用できる複数の第１のコイル片の枚数を増加させることが可能である。しかし、コイルモジュールは、上述のような螺旋状であり、積層させた複数のコイルモジュールはその螺旋の向きが同じであるため、一方のコイルモジュールの入力端子と他方のコイルモジュールの出力端子とは、その間に距離があり、隣り合うことが無く、結果、当該入力端子と出力端子とを電気的に接続することは困難となる。

そこで、同コイルモジュールと螺旋の向きが逆のコイルモジュールとを隣り合わせて積層させて配置すると、一方のコイルモジュールの入力端子と他方のコイルモジュールの出力端子とは、隣り合うことができ、電気的に接続することが容易となる。しかし、この場合、隣り合うコイルモジュールの螺旋の向きが逆であるため、２種類のコイルモジュールを製造する必要があるからコスト上昇が生じる上、一方のコイルモジュールから発生した磁束と、他方のコイルモジュールから発生した磁束とは、その向きが逆向きとなり、互いに磁束を弱めあう関係となってしまい好ましくない。しかし、上記の中間接続導体を使用した構成によれば、一方のコイルモジュールの入力端子と他方の同じコイルモジュールの出力端子とを中間接続導体によって電気的に容易に接続することができ、同じ螺旋の向きの同じコイルモジュールを使用できることから、発生した磁束が弱めあうことは生じず、またコスト上昇を回避できる。

本発明に係る電磁誘導器は、表皮効果の影響を低減させ、かつ、使用中にコイルで発生した熱の放熱性を改善できる。

本発明の第１実施形態に係る電磁誘導器を示す全体斜視図である。 同実施形態に係る電磁誘導器を示す分解斜視図である。 同実施形態に係る電磁誘導器の第２のコイル片を示す平面図である。 同実施形態に係る電磁誘導器のコイルモジュールを示す正面図である。 同実施形態に係る電磁誘導器の第１のコイル片の変形例を示す分解斜視図である。 （Ａ）は、本発明の第２実施形態に係る電磁誘導器の複数のコイルモジュール等の正面図を示し、（Ｂ）は、これらの複数のコイルモジュールを電気的に接続する中間接続導体を示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係る電磁誘導器を示す分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号は、同一または相当部分を示し、特段変更等の説明がない限り、適宜その説明を省略する。

［第１実施形態］
図１に、第１実施形態に係る電磁誘導器１００の全体斜視図を示す。電磁誘導器１００は、複数の第１のコイル片（以下、第１のコイル片群とも呼ぶ）４０を少なくとも含む後述の１つのコイルモジュールＫＭと、コア部材１０とを具備する。具体的には、電磁誘導器１００は、図２に示す分解斜視図から把握できるように、第１コア片１１、電気絶縁性の絶縁紙５１、一方の第２のコイル片２１、コイルケース３０の一方の第１ケース半体３１、コイル片間に絶縁紙５２〜５８がそれぞれ介在する第１のコイル片群４０、コイルケース３０の他方の第２ケース半体３３、他方の第２のコイル片２３、絶縁紙５９、および第２コア片１３が、この順番で、図２の上から下への積層方向に積層されて構成されている。

コア部材１０は、最上方に位置する第１コア片１１と最下方に位置する第２コア片１３で構成される。第１コア片１１は、自身の主面と平行な方向である図２の前方から後方へ向けた方向（または後方から前方へ向けた方向）で見た形状から、中足１１Ａおよび中足１１Ａを間に挟むいわゆる２つの外足１１Ｂ、１１Ｂを有するＥ形と呼ばれる磁気コアである。第２コア片１３は、同様に、前記方向で見た形状から、中足１３Ａおよび中足１３Ａを間に挟むいわゆる２つの外足１３Ｂ、１３Ｂを有するＥ形と呼ばれる磁気コアである。なお第１コア片１１および第２コア片１３は、各々ほぼ同じ寸法、ほぼ同じ形状である。磁気コアは、例えば、多結晶磁性セラミックスからなるフェライトコアや、いわゆるダスト系コアが知られている。ダスト系コアは、圧粉磁心とも呼ばれ、例えば強磁性体を微細な粉末にして粉末表面を絶縁被膜で覆い、圧縮して固めて作成（加圧成型等）された磁気コアである。

コア部材１０は、第１コア片１１と第２コア片１３とが互いの中足および２つの外足同士が向かい合って接触して統合されることで、絶縁紙５１、一方の第２のコイル片２１、コイルケース３０を有するコイルモジュールＫＭ、他方の第２のコイル片２３、および絶縁紙５９をその内部に含みうる。なお、第１コア片１１と第２コア片１３とは、各々、図１および図２から把握できるように、上方または下方から見た形状が、ほぼ矩形またはほぼ正方形の対向する２辺にくびれ状の凹部１１Ｃ、１３Ｃを有する形状となっており、上記の、絶縁紙５１、一方の第２のコイル片２１、コイルケース３０を有するコイルモジュールＫＭ、他方の第２のコイル片２３、および絶縁紙５９は、コア部材１０から一部露出している。

絶縁紙５１〜５９（総称する場合には絶縁紙５０と称する）の材質は、例えば薄いアラミド紙または薄いアラミド紙とＰＥＴ薄膜との多層ラミネート紙である。絶縁紙５０は、その片面または両面に例えばエポキシ系電気絶縁用接着樹脂が塗布されて半硬化状態であってもよい。絶縁紙５０は、その主面が例えば角丸のほぼ正方形状であり、その主面の内部にコア部材１０の中足１１Ａまたは１３Ａが挿入される中央孔を有する。

昇圧トランスにおいて、一次側となる第２のコイル片２１、２３は、一般的にはシートコイル、プレーナコイル、または平面コイルと呼ばれる、例えば銅製の薄い平板状の導体であり、後述の出力接続部２１ｂと入力接続部２３ａとで直列接続されて第２のコイル片群２０を構成する。上下両方の第２のコイル片２１、２３は、図３の平面図に示すように、その主面が例えば丸味のついた角部を有する、いわゆる角丸のほぼ正方形状となっている。一方の第２のコイル片２１は、その主面の内部にコア部材１０の中足１１Ａが挿入されるほぼ正方形状の第２の中央孔２１ｃを有し、また当該コイル片を周方向に分断する第２の切欠き部２１ｄを有することで、平面視で、角丸の正方形の内部がほぼＰ字状に切り取られた形状となっている。また一方の第２のコイル片２１は、前記第２の切欠き部を挟んで対向する一方の端部（図３における左側の端部）と他方の端部（図３における右側の端部）とのうち、一方の端部に第２の中央孔の中心Ｃから離れる方向に突出した入力接続部２１ａが設けられ、他方の端部に第２の中央孔の中心Ｃから離れる方向に突出した出力接続部２１ｂが設けられている。

他方の第２のコイル片２３は、その主面の内部にコア部材１０の中足１３Ａが挿入されるほぼ正方形状の第２の中央孔２３ｃを有し、また当該コイル片を周方向に分断する第２の切欠き部２３ｄを有することで、平面視で、角丸の正方形の内部がほぼ反転Ｐ字状に切り取られた形状となっている。また他方の第２のコイル片２３は、前記第２の切欠き部２３ｄを挟んで対向する一方の端部（図３における左側の端部）と他方の端部（図３における右側の端部）とのうち、一方の端部に第２の中央孔の中心Ｃから離れる方向に突出した入力接続部２３ａが設けられ、他方の端部に第２の中央孔の中心Ｃから離れる方向に突出した出力接続部２３ｂが設けられている。

図２に示す本実施形態の第２のコイル片群２０は、２つの第２のコイル片２１、２３による２回巻きであるが、２つの第２のコイル片２１、２３の少なくとも一方を後述の第１のコイル片のように複数枚を直列接続して構成することで、全体として３回巻き以上としてもよく、または第２のコイル片２１、２３のいずれか一方のみ使用の１回巻きでもよい。コア部材１０と、第１のコイル片群４０により構成されるコイルモジュールＫＭとに対して、さらに第２のコイル片群２０が存在することで、電磁誘導器１００は、トランスを構成することができ、本実施形態では、先述の様に第２のコイル片群２０がいわゆる一次入力側、第１のコイル片群４０がいわゆる二次出力側の昇圧用トランスである。入力接続部２１ａと出力接続部２３ｂとの間に、不図示の外部電源等が接続され、交流電流が流される。なお、誘導器１００は、第２のコイル片群２０がいわゆる二次出力側、第１のコイル片群４０が一次入力側の降圧用トランスであってもよい。また、電磁誘導器１００は、トランスを構成する必要が無い場合には、第２のコイル片群２０が無くてもよい。

１つのコイルモジュールＫＭは、本実施形態では、例えばコイルケース３０を構成する第１ケース半体３１、絶縁紙５２〜５８、第１のコイル片群４０、コイルケース３０を構成する第２ケース半体３３により構成される。コイルケース３０は、第１ケース半体３１と第２ケース半体３３とが互いに上下方向に組み合わされることで、図４に示すように、絶縁紙５２〜５８および第１のコイル片群４０を内蔵可能な空間を内部に有する、ほぼ直方体状の前面に開口部７０を備えたケースである。コイルケース３０は、例えば、絶縁性や難燃性、耐油性、耐摩耗性、寸法安定性、耐熱劣化性、酸アルカリ耐性等が高く、誘電率が低いＰＰＥ（ポリフェニルエーテル）のような樹脂製である。第１ケース半体３１と第２ケース半体３３とは、図２の斜視図から把握できるように、その主面が平面視で例えば前方の２つの角が角丸のほぼ正方形状となっている。第１ケース半体３１と第２ケース半体３３とは、それぞれ、その主面の内部にコア部材１０の中足１１Ａまたは１３Ａが挿入される中央孔３１ｃ、３３ｃを有している。さらに第１ケース半体３１と第２ケース半体３３とは、前記主面における開口部７０を形成する１辺を除いた３辺に、主面と直交する方向に突出して互いに向かい合って接触する囲い壁３１ｂ、３３ｂを各々有している。

第１のコイル片４１〜４８は、第２のコイル片２１、２３と同様に、一般的にはシートコイル、プレーナコイル、または平面コイルと呼ばれる、例えば銅製の薄い平板状の導体であり、図２の斜視図から把握できるように、その主面が平面視で例えば角丸のほぼ正方形状となっている。第１のコイル片群４０は、前述のように、第１のコイル片４１〜４８で構成され、第１のコイル片４１〜４８の各間には、絶縁紙５２〜５８が各々介在し、隣り合う第１のコイル片４１〜４８の間は、後述の入力接続部４１ａ〜４８ａおよび出力接続部４１ｂ〜４８ｂ以外の部分において絶縁される。なお、第１のコイル片４１は、上下方向に第１ケース半体３１と絶縁紙５２とで挟まれ、第１のコイル片４８は、上下方向に絶縁紙５８と第２ケース半体３２とで挟まれている。第１のコイル片４１〜４８と、その間に介在する各絶縁紙５２〜５８とは、この順番で図２の上から下への積層方向に積層されており、更に具体的には、コア部材１１、１３の中足１１Ａ、１３Ａの軸方向（図２の上下方向）に積層されている。本実施形態では、第１のコイル片は８枚であるが、９枚以上であってもよく、また２〜７枚であってもよい。

さらに具体的には、第１のコイル片４１〜４８は、平板の主面の内部に存在してコア部材１１の中足１１Ａまたはコア部材１３の中足１３Ａが挿入されるほぼ正方形状の第１の中央孔４１ｃ〜４８ｃ（図２中には第１のコイル片４１の第１の中央孔４１ｃのみに符号を付している）と、各第１のコイル片４１〜４８を周方向に分断する第１の切欠き部４１ｄ〜４８ｄ（図２中には第１のコイル片４８の第１の切欠き部４８ｄのみに符号を付している）とを各々有する。この第１の中央孔４１ｃ〜４８ｃの各々に、コア部材１１の中足１１Ａまたはコア部材１３の中足１３Ａが挿入されることで、第１のコイル片４１〜４８は、当該中足１１Ａまたは１３Ａの周囲を取り囲む配置となる。

また、第１のコイル片４１〜４８は、前記平板状の導体において、第１の切欠き部４１ｄ〜４８ｄを挟んで対向する第１端部（図２における右側の端部）と第２端部（図２における左側の端部）とのうち、第１端部に第１の中央孔４１ｃ〜４８ｃの中心から離れる方向（図２では前方）に突出した入力接続部４１ａ〜４８ａが設けられ、第２端部に第１の中央孔４１ｃ〜４８ｃの中心から離れる方向（図２では前方）に突出した出力接続部４１ｂ〜４８ｂが各々設けられている。入力接続部４１ａ〜４８ａおよび出力接続部４１ｂ〜４８ｂは、図２の斜視図から把握できるように、積層方向視でほぼ同じ寸法、ほぼ同じ形状の突片である。図４に示すように、入力接続部４１ａ〜４８ａおよび出力接続部４１ｂ〜４８ｂは、隣り合う２つの第１のコイル片間で、一方の第１のコイル片の入力接続部と他方の第１のコイル片の出力接続部とが前記積層方向（図４では上下方向）において対向している。対向する入力接続部と出力接続部とは、接触ないし僅かな隙間を介して上記積層方向視で重合している。

入力接続部４１ａ〜４８ａおよび出力接続部４１ｂ〜４８ｂは、前記平板状の導体と同じ材質であり、各々、前記平板状の導体と統合して形成されている。第１のコイル片群４０において、上記の対向する一組の入力接続部と出力接続部とが電気的に接続されることで、隣り合う第１のコイル片４１〜４８間が電気的に接続される。その接続方法としては、半田付け、溶接、加締め、または入力接続部および出力接続部が有する各ねじ挿通孔（不図示）にねじ体を挿通してナットで締結する方法がある。

このように電気的に接続された対向する入力接続部と出力接続部との組は、コイルモジュールＫＭの当該前面において、図４の右上から左下へと階段状に並ぶ。なお、コイルモジュールＫＭに含まれる入力接続部４１ａ〜４８ａのうちの、出力接続部４１ｂ〜４８ｂに電気的に接続されていない入力接続部４１ａが、コイルモジュールＫＭへの入力端子となり（以下、入力端子４１ａともよぶ）、コイルモジュールＫＭに含まれる出力接続部４１ｂ〜４８ｂのうちの、入力接続部４１ａ〜４８ａに電気的に接続されていない出力接続部４８ｂが、コイルモジュールＫＭからの出力端子となる（以下、出力端子４８ｂともよぶ）。入力端子４１ａと出力端子４８ｂとの間に、不図示の外部付加回路が接続され、当該回路に向けて所定の振幅に変更された交流電力が出力される。このように隣り合う第１のコイル片４１〜４８間が電気的に直列接続された螺旋状である第１のコイル片群４０は、コイルモジュールＫＭの最小構成要素である。

入力接続部４１ａ〜４８ａおよび出力接続部４１ｂ〜４８ｂは、上述のように第１のコイル片群４０の本体から前方に突出して設けられており、さらに、コイルケース３０の上記空間内に配置されずに、コイルケース３０の開口部７０から外部に向けて突出して配置される。よって、この外部に向けて突出している入力接続部および出力接続部の部分から、使用中（通電中）に第１のコイル片群４０において発生した熱が放出されることから、当該使用中に第１のコイル片群４０で発生した熱の放熱性すなわち冷却性が改善される。

本実施形態の構成により、エッジワイズコイルを使用せずに、複数の平板状の第１のコイル片４１〜４８を使用し、各第１のコイル片による発生した磁束が強めあうように、隣接する一方の第１のコイル片の入力接続部と他方の第１のコイル片の出力接続部とを電気的に接続して、複数の平板状の第１のコイル片４１〜４８を統合したコイルモジュールＫＭが形成される。本実施形態では、平板状の第１のコイル片４１〜４８の肉厚を薄くすることで、表皮効果の影響を低減できる。平板状コイルの肉薄化は、巻回されるエッジワイズコイルの場合と比べて、生産上容易である。加えて、平板状の第１のコイル片４１〜４８の肉厚を薄くする工程であれば、エッジワイズコイルの場合と比べて、品質低下に対する懸念も低減である。さらに平板状コイル４１〜４８の肉薄化により、電磁誘導器１００の小型化にも寄与しうる。また、電気的に接続された入力接続部４１ａ〜４８ａおよび出力接続部４１ｂ〜４８ｂが、第１のコイル片群４０の本体から、さらにはコイルケース３０から突出して設けられており、当該突出部分で放熱がなされることから、上述のように使用中に第１のコイル片群４０で発生した熱の放熱性すなわち冷却性を改善できる。

本発明の変形例として、平板状の第１のコイル片４１〜４８の各々において、平板状の導体を、一枚の導体板ではなく、平板状の導体薄板が前記積層方向に複数積層されて統合された構成とすることもできる。

図５に、具体的な変形例として、一つの第１のコイル片４６Ａを代表として示す。第１のコイル片４６Ａは、３枚の導体薄板４６Ａ１、４６Ａ２、４６Ａ３から構成され、３枚の導体薄板４６Ａ１、４６Ａ２、４６Ａ３は、前記積層方向に積層され、かつ電気的に並列接続される。３枚の導体薄板４６Ａ１、４６Ａ２、４６Ａ３は、各々、前述した平板状の導体と同じ材質であり、かつ積層方向視でほぼ同じ寸法、ほぼ同じ形状であって、第１の中央孔４６Ａ１ｃ、４６Ａ２ｃ、４６Ａ３ｃと、第１の切欠き部４６Ａ１ｄ、４６Ａ２ｄ、４６Ａ３ｄとを有し、さらに、入力接続部４６Ａ１ａ、４６Ａ２ａ、４６Ａ３ａおよび出力接続部４６Ａ１ｂ、４６Ａ２ｂ、４６Ａ３ｂが設けられている。第１のコイル片４６Ａでは、入力接続部４６Ａ１ａ、４６Ａ２、４６Ａ３ａ同士が電気的に接続され、入力接続部４６Ａａが構成され、出力接続部４６Ａ１ｂ、４６Ａ２ｂ、４６Ａ３ｂ同士が電気的に接続され、出力接続部４６Ａｂが構成される。

入力接続部４６Ａａおよび出力接続部４６Ａｂは、図２の第１のコイル片４６の入力接続部４６ａおよび出力接続部４６ｂと同様に扱われ、図５の入力接続部４６Ａａは出力接続部４５ｂに電気的に接続され、出力接続部４６Ａｂは入力接続部４７ａに電気的に接続されうる。なお、３枚の導体薄板４６Ａ１、４６Ａ２、４６Ａ３の各々の間には、上述の絶縁紙である絶縁紙５６Ａ、５６Ｂが介在し、３枚の導体薄板４６Ａ１、４６Ａ２、４６Ａ３は、入力接続部４６Ａ１ａ、４６Ａ２、４６Ａ３ａおよび出力接続部４６Ａ１ｂ、４６Ａ２ｂ、４６Ａ３ｂ以外の部分において、互いに絶縁される。このように、電磁誘導器１００は、複数の導体薄板が電気的に並列接続されて平板状の導体が構成されることで、当該平板状の導体に流入させる電流量は維持しつつ、より肉薄な導体薄板が使用されることで、さらに表皮効果の影響を低減させることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の電磁誘導器について説明する。本実施形態の電磁誘導器１００Ａは、図６（Ａ）に示すように、複数（図６では２つ）のコイルモジュールＫＭＡおよびコイルモジュールＫＭＢを備える。２つのコイルモジュールＫＭＡ、ＫＭＢは、後述の中間接続導体６０を間に挟んで、上下方向に積層される。２つのコイルモジュールＫＭＡ、ＫＭＢおよびそれらを構成する各第１のコイル片等は、第１実施形態と同じである。なお、本実施形態の各構成において第１実施形態の構成に対応するものには、同じ数字の後にアルファベットの大文字を添えた符号が付され、その説明は、変更等の説明が特段ない限り省略する。

第１のコイルモジュールＫＭＡが、第１のコイル片群４０Ａを内蔵するコイルケース３０Ａを有しており、第１のコイル片群４０Ａは、第１のコイル片４１Ａ〜４８Ａを有する。第１のコイル片４１Ａは、入力接続部４１Ａａおよび出力接続部４１Ａｂを有し、第１のコイル片４８Ａは、入力接続部４８Ａａおよび出力接続部４８Ａｂを有し、他の第１のコイル片４２Ａ〜４７Ａも、同様に数字の後に大文字のＡを添えた符号が付された入力接続部４２Ａａ〜４７Ａａおよび出力接続部４２Ａｂ〜４７Ａｂを有する。第１実施形態と同様に、対向する入力接続部と出力接続部とは電気的に接続されている。第１のコイルモジュールＫＭＡは、入力端子４１Ａａおよび出力端子４８Ａｂを有する。第２のコイルモジュールＫＭＢも、第１のコイルモジュールＫＭＡと同様の構造を有する。第２のコイルモジュールＫＭＢは、入力端子４１Ｂａおよび出力端子４８Ｂｂを有する。

本実施形態の電磁誘導器１００Ａは、隣り合う２つのコイルモジュールＫＭＡ、ＫＭＢ間で、第１のコイルモジュールＫＭＡの出力端子４８Ａｂと第２のコイルモジュールＫＭＢの入力端子４１Ｂａとを電気的に接続する、平板状の中間接続導体６０を具備する。中間接続導体６０は、例えば、図６（Ｂ）に示すように、Ｕ字状である。また、中間接続導体６０は、例えば前述した第１のコイル片、第２のコイル片と同じ材質である。中間接続導体６０は、上記Ｕ字の左右の両端部に、入力部６０ａと出力部６０ｂとを各々有し、入力部６０ａと第１のコイルモジュールＫＭＡの出力端子４８Ａｂとが例えばねじ体ＣＮ１によって電気的に接続され、出力部６０ｂと第２のコイルモジュールＫＭＢの入力端子４１Ｂａとが例えばねじ体ＣＮ２によって電気的に接続されることで、第１のコイルモジュールＫＭＡの出力端子４８Ａｂと第２のコイルモジュールＫＭＢの入力端子４１Ｂａとを電気的に直列接続する。入力部６０ａ、出力部６０ｂには、ねじ体ＣＮ１、ＣＮ２が各々螺合されるねじ孔６０ｃが形成されている。

ここで、上記の中間接続導体６０を使用する理由について説明する。第１のコイル片４１Ａ〜４８Ａに前方へ突出形成された入力接続部４１Ａａ〜４８Ａａおよび出力接続部４１Ａｂ〜４８Ａｂを、第１のコイル片の全てについて、電磁誘導器１００Ａのコイルケース３０Ａおよび３０Ｂの一側面（図６では前面）に並べて配置する場合、使用できる第１のコイル片の枚数は、入力接続部４１Ａａ〜４８Ａａおよび出力接続部４１Ａｂ〜４８Ａｂの前記前面に沿った方向の幅の寸法すなわち図６に示す左右方向の幅ｄ、および、第１のコイル片４１Ａ〜４８Ａの前記前面に沿った長さＬに依存し、典型的には「（計算式Ｌ／ｄの商の整数部が表す値）−１」が最大の枚数となる。すなわち、第１のコイル片群４０Ａ中の枚数を増加させるためには、入力接続部４１Ａａ〜４８Ａａおよび出力接続部４１Ａｂ〜４８Ａｂの前記幅ｄを小さくする必要がある。しかし、電源の大容量化のためには、入力接続部および出力接続部の前記幅ｄを小さくし過ぎる事は、当該入力接続部および出力接続部の断面の単位面積当たりの電流密度が上昇するため、好ましくないことから、使用できる第１のコイル片群４０Ａ中の枚数には上限がある。

そこで、上記の第１のコイルモジュールＫＭＡ、第２のコイルモジュールＫＭＢのようにコイルモジュールＫＭを複数（Ｎ個）使用して積層させて配置し、各コイルモジュールＫＭ間を電気的に接続することで、全体としての使用できる第１のコイル片群の枚数をＮ倍に増加させることが可能である。しかし、コイルモジュールＫＭＡ，ＫＭＢは、上述のような螺旋状であり、積層させたＮ個のコイルモジュールはその螺旋の向きが同じであるため、一方のコイルモジュールの入力端子と他方のコイルモジュールの出力端子とは、図６から分かるように、その間にほぼＬに近い長さの距離があり、隣り合うことが無く、結果、当該入力端子と出力端子とを電気的に接続することは困難となる。

ここで、第１のコイルモジュールＫＭＡと螺旋の向きが逆のコイルモジュールＫＭＢ’（不図示）とを隣り合わせて積層させて配置すると、コイルモジュールＫＭＢ’における電気的に接続された対向する入力接続部と出力接続部との組がコイルモジュールＫＭＢ’の前面において図６（Ａ）の左上から右下へと階段状に並ぶことから、一方のコイルモジュールＫＭＡの入力端子と他方のコイルモジュールＫＭＢ’の出力端子とは上下方向に近接して隣り合うので、電気的に接続することが容易となる。しかし、この場合、隣り合うコイルモジュールの螺旋の向きが逆であるため、２種類のコイルモジュールを製造する必要があるからコスト上昇が生じる上、一方のコイルモジュールＫＭＡから発生した磁束と、他方のコイルモジュールＫＭＢ’から発生した磁束とは、その向きが逆向きとなり、互いに磁束を弱めあう関係となってしまい好ましくない。しかし、本実施形態の構成によれば、中間接続導体６０の使用により、一方のコイルモジュールＫＭＡの入力端子と他方の同じコイルモジュールＫＭＢの出力端子とを電気的に容易に接続することができ、同じ螺旋の向きの同じコイルモジュールを使用できることから、発生した磁束が弱めあうことは生じず、またコスト上昇を回避できる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態の電磁誘導器について説明する。本実施形態の電磁誘導器１００Ｂは、図７に示すように、複数（図７では２つ）の第１のコイル片群４０Ｃおよび第１のコイル片群４０Ｄを備える。２つの第１のコイル片群４０Ｃ、４０Ｄは、絶縁紙５０Ｅ、後述の中間接続導体６０Ａ、絶縁紙５０Ｆを、上下方向にこの順序で間に挟んで積層され、当該積層された第１のコイル片群４０Ｃおよび４０Ｄ、絶縁紙５０Ｅ、中間接続導体６０Ａ、絶縁紙５０Ｆが１つのコイルケース（不図示）に収められる。２つの第１のコイル片群４０Ｃ、４０Ｄ等は、第１実施形態と同じであり、２つの第１のコイル片群４０Ｃ、４０Ｄは、それぞれ各層間に絶縁紙５０Ｃ（５２Ｃ…５８Ｃ）、５０Ｄ（５２Ｄ…５８Ｄ）を有する。図７中では、第１のコイル片群４０Ｃ、４０Ｄおよび絶縁紙５０Ｃ、５０Ｄの一部のみ図示し、説明上の見易さの観点から他は図示を省略している。なお、本実施形態の各構成において第１実施形態の構成に対応するものには、同じ数字の後にアルファベットの大文字を添えた符号が付され、その説明は、変更等の説明が特段ない限り省略する。

本実施形態の電磁誘導器１００Ｂの中間接続導体６０Ａは、図６（Ｂ）の中間接続導体６０に対応するが、形状が間接続導体６０とは異なり、図７に示すように、主面に直交する方向から見て略矩形状の平板の導体である。その両端部には、前方へ突出する突片である入力部６０Ａａと出力部６０Ａｂとを一体に各々有する。本実施形態では、入力部６０Ａａと第１のコイル片群４０Ｃの出力接続部（出力端子）４８Ｃｂとが例えば半田付けによって電気的に直接接続され、出力部６０Ａｂと第１のコイル片群４０Ｄの入力接続部（入力端子）４１Ｄａとが例えば半田付けによって電気的に直接接続されることで、第１のコイル片群４０Ｃの出力端子４８Ｃｂと第１のコイル片群４０Ｄの入力端子４１Ｄａとを電気的に直列接続する。

さらに、本実施形態の電磁誘導器１００Ｂは、図７に示すように、第２のコイル片群２０Ａ（図７では、第２のコイル片２１Ａおよび２３Ａ）の入力接続部２１Ａａおよび出力接続部２１Ａｂと、入力接続部２３Ａａ（不図示）および出力接続部２３Ａｂ（不図示）とが、図２等とは異なり、後方へ向かって突出している。これ以外の点では、第２のコイル片群２０Ａは、第１実施形態と同じである。

第２のコイル片群２０Ａの上記配置により、すなわち、第１のコイル片群４０Ｃ、Ｄの各入出力接続部の突出方向と、第２のコイル片群２０Ａの入出力接続部の突出方向が逆向きであることにより、第１のコイル片群４０Ｃ、Ｄの各入出力接続部と、第２のコイル片群２０Ａの入出力接続部が短絡することが回避できる。また、第２のコイル片群２０Ａの上記配置により、電磁誘導器１００Ｂをトランスとして用いた場合に、直列接続された第１のコイル片群４０Ｃ、Ｄの入出力端子への配線と、第２のコイル片群２０Ａの入出力接続部への配線とを誤ってつなぐことが回避できる。

本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。こうした構成も本発明の範囲内に含まれる。例えば、コア部材の中足の断面や、絶縁紙、第１ケース半体および第２ケース半体の中央孔や、第１のコイル片の第１の中央孔および第２のコイル片の第２の中央孔は、上記の角丸のほぼ正方形状に限られず、例えば長方形状などの他の四角形状、その他の多角形状、または円形状などであってもよい。また、絶縁紙、第１ケース半体、第２ケース半体、第１のコイル片および第２のコイル片の外形は、上記の角丸のほぼ正方形状に限られず、例えば長方形状などの他の四角形状、その他の多角形状、または円形状などであってもよい。

１０ コア部材
１１ 第１コア片
１３ 第２コア片
１１Ａ、１３Ａ 中足
２０ 第２のコイル片群
２１、２３、２１Ａ、２３Ａ 第２のコイル片
２１ｃ、２３ｃ 第２の中央孔
２１ｄ、２３ｄ 第２の切欠き部
４０、４０Ａ、４０Ｂ 第１のコイル片群（複数の第１のコイル片）
４０Ｃ、４０Ｄ 第１のコイル片群（複数の第１のコイル片）
４１〜４８ 第１のコイル片
４１Ａ〜４８Ａ、４１Ｂ〜４８Ｂ 第１のコイル片
４１Ｃ〜４８Ｃ、４１Ｄ〜４８Ｄ 第１のコイル片
４１ａ、４１Ａａ、４１Ｂａ 入力端子
４１Ｃａ、４１Ｄａ 入力端子
４１ａ〜４８ａ 入力接続部
４１Ａａ〜４８Ａａ 入力接続部
４１Ｂａ〜４８Ｂａ 入力接続部
４１Ｃａ〜４８Ｃａ 入力接続部
４１Ｄａ〜４８Ｄａ 入力接続部
４１ｂ〜４８ｂ 出力接続部
４１Ａｂ〜４８Ａｂ 出力接続部
４１Ｂｂ〜４８Ｂｂ 出力接続部
４１Ｃｂ〜４８Ｃｂ 出力接続部
４１Ｄｂ〜４８Ｄｂ 出力接続部
４１ｃ〜４８ｃ 第１の中央孔
４１ｄ〜４８ｄ 第１の切欠き部
４６Ａ１、４６Ａ２、４６Ａ３ 導体薄膜
４６Ａ１ａ〜４６Ａ３ａ 入力接続部
４６Ａ１ｂ〜４６Ａ３ｂ 出力接続部
４８ｂ、４８Ａｂ、４８Ｂｂ 出力端子
４８Ｃｂ、４８Ｄｂ 出力端子
６０、６０Ａ 中間接続導体
ＫＭ、ＫＭＡ、ＫＭＢ コイルモジュール

Claims (5)

1. 中足を有するコア部材と、前記コア部材の前記中足の軸方向に積層されて当該中足の周囲を取り囲む複数の平板状の第１のコイル片とを具備する電磁誘導器であって、
   前記第１のコイル片は、
   前記コア部材の前記中足が挿入される第１の中央孔と、当該コイル片を周方向に分断する第１の切欠き部とを有する平板状の導体を有し、当該平板状の導体は、前記第１の切欠き部を挟んで対向する第１端部と第２端部とのうち、前記第１端部に前記第１の中央孔の中心から離れる方向に突出した入力接続部が設けられ、前記第２端部に前記第１の中央孔の中心から離れる方向に突出した出力接続部が設けられ、
   前記複数の第１のコイル片は、
   隣り合う２つの前記第１のコイル片間で、一方の前記第１のコイル片の前記入力接続部と他方の前記第１のコイル片の前記出力接続部とが前記積層方向において対向し、当該対向する前記入力接続部と前記出力接続部とが電気的に接続されることで、複数の前記第１のコイル片が電気的に接続されて、コイルモジュールを構成する、
   電磁誘導器。
2. 請求項１に記載の電磁誘導器であって、
   前記平板状の導体は、平板状の導体薄板が前記積層方向に複数積層されて構成され、かつ、複数の前記導体薄板において、前記平板の主面に対して同じ位置に前記入力接続部および前記出力接続部が存在する、
   電磁誘導器。
3. 請求項１または２に記載の電磁誘導器であって、
   前記コア部材の前記中足が挿入される第２の中央孔と、当該コイル片を周方向に分断する第２の切欠き部とを有する平板状の導体を備える平板状の第２のコイル片を具備した、
   電磁誘導器。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の電磁誘導器であって、
   隣り合う２つの前記第１のコイル片間で、前記積層方向において対向する前記入力接続部と前記出力接続部とは、半田付け、溶接、加締め、または前記入力接続部および前記出力接続部が有する各ねじ孔間がねじ体でねじ留めされることによって、電気的に接続されている、
   電磁誘導器。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電磁誘導器であって、
   前記コイルモジュールを複数具備し、
   前記コイルモジュールへの入力端子は、前記コイルモジュールに含まれる前記入力接続部のうちの、前記出力接続部に電気的に接続されていない前記入力接続部であり、前記コイルモジュールからの出力端子は、前記コイルモジュールに含まれる前記出力接続部のうちの、前記入力接続部に電気的に接続されていない前記出力接続部であり、
   さらに、
   隣り合う２つの前記コイルモジュール間で、一方の前記コイルモジュールの前記入力端子と他方の前記コイルモジュールの前記出力端子とを電気的に接続する、平板状の中間接続導体を具備した、
   電磁誘導器。

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