JP2019079838A - トランス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置の小型化を図った場合においても、１次側と２次側間の煩雑な絶縁処理を行うことなく、簡易な構成で効率良く熱を外部に放出し得るトランス装置を提供する。【解決手段】 大略筒状のボビン（１０）と、このボビン（１０）のボビン本体（１０ａ）の周面に巻回された、絶縁テープ１２ａおよび銅箔１２ｂからなる１次コイル巻回層１２Ｐおよび絶縁テープ２２ａおよび銅箔２２ｂからなる２次コイル用巻回層２２Ｓと、このボビン（１０）の筒体中空部に嵌挿され、略日字状の磁路を形成するコア部と、ボビン本体（１０ａ）の周面に巻回された１次コイル巻回層１２Ｐおよび２次コイル巻回層２２Ｓの間に挟持されてコイル部で発生した熱を外部に放出するためのコイル間放熱体（１４）とを備えたトランス装置本体１ａを金属製のケース１６内に収容してなる。【選択図】図１

Description

本発明は、特に、小型化および軽量化が要求されるタイプのトランス装置に関し、詳しくは、トランス巻線やコアで発生した熱を効果的に、ヒートシンク等の放熱手段側に伝達し得るトランス装置に関するものである。

トランス装置は、相互誘導作用を利用して電圧変換を行うものであるが、その際に、コア部には鉄損が生じ、一次コイルや二次コイルからなるコイル部には銅損が生じ、その電力損失に応じて発熱する。
発生した熱は、トランス装置の変形や絶縁破壊を生じさせる虞があるので、速やかに外部に放出する必要がある。外部に熱を放出する手段として、空冷、水冷等、の種々の手法が知られている。

例えば、巻線にパイプを巻き込み、このパイプに水を流して巻線を直接冷却する、いわゆる水冷トランスが知られている（例えば、下記特許文献１を参照）が、このようなタイプのものは構造が複雑となり、トランス装置が大型化する、という問題がある。

このため、一般には、トランス装置をヒートシンク等（放熱フィン）に接続し、トランス装置内部で発生した熱を、ヒートシンク等を介して外部に放出する空冷タイプのものが多く採用されている。

例えば、トランスの筒状のボビンを熱伝導性の良い金属を用いて形成し、このボビンの脚部を放熱板に設置するとともに、このボビンに巻回される二次コイルのリードもこの放熱板に設置することで、トランス装置の内部、特に二次コイルで発生した熱を効率よくヒートシンク等に逃がすようにしたものが知られている（下記特許文献２を参照）。

特開平１０−２７０２５９号公報 実開平１−２６８１５号公報

しかしながら、上記特許文献２に記載の技術においては、２次コイルの端部を放熱板（以下、ヒートシンクとも称する）の表面に設置して、トランス装置内部で発生した熱をヒートシンクを介して放出するようにしているが、その一方で、２次コイルとヒートシンク（場合によってはコアについても）、さらにはこれらの部材に接続された導体の全てが２次側の回路とされてしまうため、これら全ての部材において、１次側の回路との絶縁が必要となり、煩雑な処理作業が増加する。
上記２次コイルの端部を絶縁板を介して上記ヒートシンクに設置すれば、上記のように１次側と２次側を互いに絶縁する必要はなくなるが、この絶縁板を間に介することにより熱伝導性が損なわれる。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、トランス装置内で発生した熱を、ヒートシンク等の放熱手段を通じて外部に放出するタイプのものにおいて、装置の小型化を図った場合においても、煩雑な電気的絶縁処理を行うことなく、効率良くかつ簡易に熱を外部に放出し得るトランス装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するため、本発明に係るトランス装置は、以下の特徴を備えている。
すなわち、本発明に係るトランス装置は、
高熱伝導材料により形成され、外部放熱手段に取り付け可能な脚部を備えた筒状のボビンと、
このボビンの筒状中空部に挿通され、磁路を形成するコア部と、
該ボビンの周面に巻回されるコイル部と、
このボビンの周面に巻回されたコイル部の巻回層間または該ボビンと該コイル部の巻回層との間に挟持され、このコイル部で発生した熱を伝達する本体部、および外部放熱手段に設置可能な脚部を備えた高熱伝導材料よりなる補助放熱手段と、を備えたことを特徴とするものである。

ここで、上記「高熱伝導材料」とは、アルミナや熱伝導性フィラーを用いたコンポジット材料等の２０（W/m・K）以上の熱伝導率の良好な材料のことを称する。さらに、アルミニュームや銅等の熱伝導率が２００（W/m・K）を超えるような材料であることが望ましい。

前記ボビンを収納するケースまたは前記コア部に当接される枠体が高熱伝導材料よりなり、該ケースの本体または該枠体の本体に接続される、外部放熱手段に設置可能な脚部を備えることが好ましい。

ここで、前記ボビンを収納するケースまたは、前記コア部に当接される枠体を構成する「高熱伝導材料」は、上記ボビンや上記補助放熱手段を構成する「高熱伝導材料」と同様に定義される。但し、上記ボビンや上記補助放熱手段の構成材料と、同じ材料であっても良いし、異なる材料であっても良い。

分割された前記コア部同士の間に挟持される板状部材からなる本体と、該本体に接続される、外部放熱手段に設置可能な脚部を有する高導電部材よりなるコア間放熱板を備えることが好ましい。
ここで、放熱板を構成する「高熱伝導材料」は、上記ボビン、上記補助放熱手段、さらには上記ケースや上記枠体を構成する「高熱伝導材料」と同様に定義される。但し、上記ボビン、上記補助放熱手段、さらには上記ケースや上記枠体の構成材料と、同じ材料であっても良いし、異なる材料であっても良い。

前記高熱伝導材料が、金属またはコンポジット高分子絶縁材料からなることが好ましい。
前記ボビンが、１対の断面コ字状の本体を有する導体からなるボビン半体を組み合わせてなり、各該ボビン半体の突合せ部分には、導体間ギャップを構成する絶縁部が設けられていることが好ましい。
また、前記コイル部が１次コイルおよび２次コイルからなり、前記補助放熱手段の本体が、前記１次コイルの巻回層と前記２次コイルの巻回層との間に挟持されていることが好ましい。

本発明のトランス装置によれば、ボビンを熱伝導率の良い高熱伝導材料により構成し、これにより、コア部やコイル部で発生した熱を、ヒートシンク等の放熱手段の表面に設置可能なボビン脚部を介して放出することができる。
しかしながら、近年のトランス装置の小型化等の影響により、トランス装置内部で発生した熱の放出効率が低下してきている。

そこで、本願発明においては、熱伝導率の良い高熱伝導材料により構成された補助放熱手段を、ボビンの周囲に巻回されたコイル巻回層間に挟持させ、コイル部で発生した熱を放熱手段まで伝達し、この放熱手段に設置した補助放熱手段の脚部を介して放熱手段に熱を放出する。これにより、上記ボビンを介して熱を放熱手段に放出するルートの他に、内部の熱、特にコイルで発生した熱を放出するルートを確保することができ、トランス装置の小型化を図った場合にも、トランス装置内部で発生した熱を効率的に放出することができる。

しかも、この補助放熱手段は、コイル部の巻回層間、またはコイル部の巻回層とボビン周面間に挟持させ、かつこの補助放熱手段の脚部を放熱板（ヒートシンク）に設置するだけで、トランス装置内部で発生した熱を放出することができるので、極めて簡易に、熱の外部放出効率を向上させることができる。また、任意の個数の補助放熱手段を配することが容易に可能であり、必要に応じて、適宜、配設個数を調整することができる。
また、前述した従来技術のようにコイル自体ではなく、コイルとは別途の部材によって熱伝達を行っているので、電気的な絶縁処理を広い範囲に亘って行う必要もない。

本発明の第１の実施形態に係るトランス装置を示す斜視図である。 図１に示す実施形態において、ボビンとコイル間放熱体との位置関係を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るトランス装置の製造過程１（（Ａ）〜（Ｄ））を示す概略図である。 本発明の第１の実施形態に係るトランス装置の製造過程２（（Ａ）〜（Ｄ）：製造過程１に続く）を示す概略図である。 図１に示すトランス装置の上面図（Ａ）および、その一部拡大図（Ｂ）である。 図３（Ｄ）に示すトランス装置の一部拡大図（Ａ）および図４（Ａ）に示すトランス装置の一部拡大図（Ｂ）である。 図２および図４（Ａ）に示すトランス装置の一部拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係るトランス装置を示す斜視図である。 図２に示すコイル間放熱体の変形例を示す斜視図である。

以下、本発明に係るトランス装置の実施形態について、上記図面を参照しながら説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係るトランス装置１の外観構成を示す斜視図であり、図２は、この図１に示すトランス装置１のボビン１０とコイル間放熱体１４との位置関係を示す斜視図である。図３および図４は、第１の実施形態に係るトランス装置１の製造過程を順に説明するものである。
また、図１のコイル部分を明確に示すために、図５（Ａ）に図１に示すトランス装置の平面図を、さらに、図５（Ｂ）に、この平面図の一部拡大図を示す。また、図３（Ｄ）のコイル部分を明確に示すために、図６（Ａ）に、図３（Ｄ）に示すトランス装置の一部拡大図を示し、図６（Ｂ）に、図２、図４（Ａ）に示すトランス装置の一部拡大図を示す。さらに、図４（Ｂ）のコイル部分を明確に示すために、図７に、図４（Ｂ）に示すトランス装置の一部拡大図を示す。

図１、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように（以下、図１と称するときは図５（Ａ）および
図５（Ｂ）（図５（Ａ）の一点鎖線円形部分の拡大図）も併せて参照のこと）、このトランス装置１は、大略筒状のボビン１０と、このボビン１０のボビン本体１０ａの周面に一体的に巻回された、絶縁テープ１２ａおよび銅箔１２ｂからなる１次コイル巻回層１２Ｐと、絶縁テープ２２ａおよび銅箔２２ｂからなる２次コイル巻回層２２Ｓと、このボビン１０の筒体中空部に嵌挿され、略日字状の磁路を形成するコア部（上Ｅコア１７ａと下Ｅコア１７ｂの組合せ）と、ボビン本体１０ａの周面に巻回された１次コイル巻回層１２Ｐおよび２次コイル巻回層２２Ｓの間に挟持されて、コイル部で発生した熱を外部に放出するためのコイル間放熱体１４とを備えている。

なお、本実施形態においては、１次および２次の各コイルは1次用コイル銅箔１２ｂお
よび２次用コイル銅箔２２ｂにより構成されているが、コイルは、この銅箔１２ｂ、２２ｂ等の金属箔に限られるものではなく、丸線や平角線からなる導線により形成しても良いことは勿論である。

上記ボビン１０は、全体としてアルミニューム等の熱伝導率の良い高熱伝導材料からなる角筒状に形成されてなり、コイル部が巻回されるボビン本体１０ａと、ヒートシンクの外表面にネジ止めされるボビン脚部１０ｃと、ボビン本体１０ａおよびボビン脚部１０ｃを接続するボビン接続部１０ｂとを備えている（図３（Ｂ）を参照）。ボビン脚部１０ｃは、ボビン本体１０ａおよびボビン接続部１０ｂに対して、直角に折り曲げられるように形成されている。

ボビン脚部１０ｃには、ボビン１０をヒートシンクにネジ止めするためのネジ取り付け孔１５が形成されている。
また、ボビン１０は、ボビン本体１０ａが、１対の断面コ字状のボビン半体本体１０ａ´を突き合わせて断面ロ字状に形成されてなるものであり、この突き合わせ部分には絶縁体からなる絶縁部１１ａ、１１ｂが取り付けられており、ボビン１０の周面1周に亘って
導通状態となって、電気的にショート状態が発生することを防止するようにしている。

上記ボビン本体１０ａの周面には、上述したように絶縁テープ１２ａとともに、この絶縁テープ１２ａに重ねた１次コイル用銅箔１２ｂを一体として、例えば２〜十数ターン程度巻回するように構成される。この１次コイルを巻回する工程で、コイルの巻始め側に１次用リード１３ａを、コイルの巻終り側に１次用リード１３ｂを接続する。リード１３ａ、ｂは扁平な銅線等よりなる導体により形成する。なお、これらのリード１３ａ、１３ｂは、電源線やアース線に接続される。
この後、コイル間放熱体１４のコイル間放熱体本体１４ａが、１次コイルの最終巻回された絶縁テープ１２ａ上に当接される。本実施形態においては、ボビン本体１０ａの対向する２面に、各々コイル間放熱体本体１４ａが当接されるように配設される。なお、コイル間放熱体本体１４ａの周囲にはコイル間放熱体絶縁テープ１４ｄが巻回されており、このコイル間放熱体本体１４ａと他の導体との間の絶縁性を確実にしている。

この後、上記１次コイルと同様にして、絶縁テープ２２ａとともに、この絶縁テープ２２ａに重ねた２次コイル用銅箔２２ｂを一体として、例えば２ターン〜数十ターン程度巻回する。１次コイルと２次コイルの巻回数比率は、昇圧あるいは降圧する電圧比に応じて調節する。なお、１次コイルと２次コイルの銅箔１２ｂ、２２ｂの厚みは、上記巻回数比率を考慮して、１次コイル巻回層１２Ｐの全厚（絶縁テープ１２ａを含む）と２次コイル巻回層２２Ｓの全厚（絶縁テープ２２ａを含む）が略同様となるようにすれば、コイル間放熱体本体１４ａがコイル部巻回層の厚みの略中間位置に配されることとなり、コイル間放熱体１４による放熱効果を向上させることができる。

この２次コイルを巻回する工程で、コイルの巻始め側に２次用リード２３ａを、コイル
の巻終り側に２次用リード２３ｂを接続する。リード２３ａ、２３ｂは、扁平な銅線等よりなる導体により形成する。なお、これらのリード２３ａ、２３ｂは、電源線やアース線に接続される。
なお、このコイル部の最終巻回層は絶縁テープ２２ａとする必要がある。

次に、図２および図４（Ａ）の一点鎖線矩形部分を拡大して示す図６（Ｂ）に示すように、上記コイル間放熱体１４は、１次コイル巻回層１２Ｐと２次コイル巻回層２２Ｓの間に挟持される平板上のコイル間放熱体本体１４ａ（周囲にコイル間放熱体絶縁テープ１４ｄが巻回されている）と、ヒートシンクの外表面にネジ止めされるコイル間放熱体脚部１４ｃと、コイル間放熱体本体１４ａおよびコイル間放熱体脚部１４ｃを接続するコイル間放熱体接続部１４ｂとを備えている。コイル間放熱体脚部１４ｃは、コイル間放熱体本体１４ａおよびコイル間放熱体接続部１４ｂに対して、直角に折り曲げられるように形成されている。このコイル間放熱体脚部１４ｃにもネジ取り付け孔１５が設けられていて、コイル間放熱体脚部１４ｃをヒートシンク等の外表面にネジ止めし得るように形成されている。

前述したように、コイル間放熱体１４においては、コイル間放熱体本体１４ａに伝わった、コイル部等において発生した熱がコイル間放熱体脚部１４ｃを介してヒートシンク等に放出されるので、ボビン脚部１０ｃからの、内部で発生した熱等のヒートシンク等への放出に加え、トランス装置１内部で発生した熱を外部に、さらに効率よく放出することができる。

次に、上記ボビン本体１０ａの角筒中空部に嵌挿されて組み合わせられたコア部について説明する。コア部は、例えば図４（ｃ）に示す上Ｅコア１７ａと下Ｅコア１７ｂからなり、各Ｅコア１７ａ、ｂの中脚部分が、ボビン本体１０ａの角筒中空部に嵌挿され、この中脚部分と、各Ｅコア１７ａ、ｂの両側脚部分の各先端部分において、各Ｅコア１７ａ、ｂの対応する先端部分が、互いに突き当てられるように組み合わせられる。もっとも、ボビン本体１０ａの角筒中空部に嵌挿された各Ｅコア１７ａ、ｂの中脚部分の先端部分同士の間には、磁気飽和状態となるのを防止するための僅かな隙間（ギャップ）を形成し得る。

コア部の態様としては、２つのＥコア１７ａ、ｂの組合せ以外にも、後述するようにＩコアとＥコアの組合せ等の種々の態様のものを選択し得る。
また、本実施形態のトランス装置１においては、上述したように形成されたトランス装置本体１ａが、金属等の熱伝導率の良い材料によって形成されたケース１６内に収容される。

ケース１６は、全体として直方体状とされ、ケース上板１６ａ、ケース側板１６ｂおよびケース脚部１６ｃ等から構成されている。ケース側板１６ｂは対向する左右両面において設けられ、他の２面にはボビン１０の長手方向の端部に位置する２側部をこのケース１６から突出させるために側板が設けられておらず、これらの２面にはケース開口部１６ｅが設けられている。

また、ケース上板１６ａの上面は開口されており、金属製の２つのケース蓋部１６ｆによって、内部に収容した上Ｅコア１７ａが押下されるように構成されている。すなわち、このケース蓋部１６ｆをケース１６に取り付けた際の下方への付勢力（バネ力）によって、ケース１６の内部に収容されている上Ｅコア１７ａが下Ｅコア１７ｂ方向に押し付けられ、全体として、略日字型の閉磁路が形成されるようになっている（ただし、前述した下Ｅコア１７ｂの中脚部分の先端と上Ｅコア１７ａ、ｂの中脚部分の先端との間に僅かな隙間を設けてもよい）。なお、上記ケース蓋部１６ｆは、各Ｅコア１７ａ、ｂよりも幅狭に
形成されている。

図１に示すように、各ケース側板１６ｂの下部の一部は、ケース脚部１６ｃを設けるために切り欠かれている。すなわち、各ケース側板１６ｂには、ケース側板開口部１６ｄが形成されており、その開口部１６ｄに相当するケース側板１６ｂ部分は、外側に直角に折り曲げられてケース脚部１６ｃとされている。このケース脚部１６ｃにもネジ取り付け孔１５が設けられていて、ケース脚部１６ｃがヒートシンク等の外表面にネジ止めされるようになっている。これにより、トランス装置本体１ａから放射または伝導によりケース１６に伝達された熱がこのケース脚部１６ｃを介してヒートシンク等の外部に放出されるので、ボビン１０およびコイル間放熱体１４と相俟ってトランス装置内部の熱を外部にさらに効率よく放出することが可能となる。

また、上記実施形態においては、前述したボビン１０およびコイル間放熱体１４に熱伝導率の良い高熱伝導材料を用いているが、この導電材料としては上記銅やアルミニューム等の金属に限られるものではなく、アルミナや熱伝導性フィラーを用いたコンポジット高分子絶縁材料等を用いてもよく、熱伝導率が２０（W/m・K）以上の素材とされる。熱伝導率が２０（W/m・K）以上のその他の素材としては、金属材料として、鉛、マグネシウム、真ちゅう、亜鉛、スズ等、また、コンポジット高分子絶縁材料としては、フィラーとして、六方晶窒化ホウ素、酸化マグネシウム、窒化アルミニューム、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）およびＢＮＮＴ（窒化ホウ素ナノチューブ）等を用いることができる。

ここで、コンポジット高分子絶縁材料とは、高分子絶縁材料（例えば、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）等）に上述したような材料からなるフィラーを混合し、配向制御するようにして形成したものである。
但し、アルミニュームや銅等の熱伝導率が２００（W/m・K）を超えるような材料であることが、より望ましい。
また、本実施形態においては、上記高熱伝導材料であり、かつ非磁性材料であることが要求される。

次に図３および図４を用いて上記実施形態に係るトランス装置１の製造過程を説明する。
まず、図３（Ａ）に示すように、断面コ字状のボビン半体本体１０ａ´とボビン脚部１０ｃと、これらボビン半体本体１０ａ´およびボビン脚部１０ｃを接続するボビン接続部１０ｂからなるボビン半体１０´を形成する。ボビン半体本体１０ａ´の突き当て部分の全長に亘って絶縁部１１ａ、ｂを取り付ける。

次に、図３（Ｂ）に示すように、一対のボビン半体本体１０ａ´を各絶縁部１１ａ、ｂが互いに突き当てられるようにして組み合わせ、ボビン本体１０ａを形成する。これにより、互いのボビン半体１０´の周囲１周に亘って導通され、電気的なショート状態となるのを防止することができる。

次に、図３（Ｂ）の状態でのボビン本体１０ａの周面に絶縁テープ１２ａを巻回する（図３（Ｃ）を参照）。これにより、ボビン本体１０ａと、このボビン本体１０ａの周面に巻回される１次コイルとの間の絶縁状態が確保される。

次に、図３（Ｄ）（図３（Ｄ）の一点鎖線矩形部分を拡大して示す図６（Ａ）を併せて参照）に示すように、絶縁テープ１２ａの外側に１次コイル用銅箔１２ｂを巻回し、絶縁テープ１２ａと１次コイル用銅箔１２ｂを一体として、ボビン本体１０ａの周面に巻回していく。この巻回数は１次コイルでは例えば２〜十数ターン、絶縁テープ１２ａは、さらにその外側に１回多く巻回する。

この巻回処理の際に、１次コイル用銅箔１２ｂにおいて、最も内側の巻回層には巻始め側の１次用リード１３ａを、最も外側の巻回層には巻終り側の１次用リード１３ｂを、それぞれボビン本体１０ａの上方に突き出すように接続する。

次に、図４（Ａ）（図６（Ｂ）を併せて参照）に示すように、コイル間放熱体１４のコイル間放熱体本体１４ａ（周囲にコイル間放熱体絶縁テープ１４ｄが巻回されている）を、ボビン本体１０ａの対向する短辺側の２面の絶縁テープ１２ａ上に当接し、配置する。
また、このコイル間放熱体本体１４ａとはコイル間放熱体接続部１４ｂを介して接続される各コイル間放熱体脚部１４ｃを、対応するボビン脚部１０ｃの外側に配置する。

次に、図４（Ａ）の状態から、各コイル間放熱体本体１４ａを１次コイル側の絶縁テープ１２ａとの間に挟みこむようにして、２次側の絶縁テープ２２ａを巻回する。この後、２次側の絶縁テープ２２ａの外側に２次コイル用銅箔２２ｂを巻回し、絶縁テープ２２ａと銅箔２２ｂからなる２次コイルを一体として、ボビン本体１０ａの周面に巻回する（図４（Ｂ）、および図４（Ｂ）の一点鎖線部分を拡大して示す図７を参照）。この巻回数は２次コイルでは例えば２〜数十ターンとし、その外側に絶縁テープ２２ａを巻回する。なお、この最外層の絶縁テープ２２ａの巻回数は、１〜数ターンの範囲とすることができる。

この巻回処理の際に、２次コイル用銅箔２２ｂにおいて、最も内側の巻回層には巻始め側の２次用リード２３ａを、最も外側の巻回層には巻終り側の２次用リード２３ｂを、それぞれボビン本体１０ａの上方（１次側の１次用リード１３ａ、ｂとはボビン本体１０ａの対向する面側から上方）に突き出すように接続する。

次に、図４（Ｃ）に示すように、上Ｅコア１７ａおよび下Ｅコア１７ｂを用意する。前述したように、各Ｅコア１７ａ、ｂの中脚部分が、ボビン本体１０ａの角筒中空部に、その上下方向から嵌挿され、各Ｅコア１７ａ、ｂの中脚部分と両側脚部分の対応する先端部分同士が互いに突き当てられるようにして組み合わせられる（該先端部分同士の間には、磁気飽和状態となるのを防止するための僅かな隙間（ギャップ）を設けることも可能である）。

この後、上記のようにして形成されたトランス装置本体１ａをケース１６に収容して、図４（Ｄ）に示すようなトランス装置１を形成する。

＜第２の実施形態＞
図８は、第２の実施形態に係るトランス装置１０１の外観構成を示す斜視図である。なお、本実施形態に係る装置は、いわゆる「チョークコイル」と称される装置であり、コイル部は１次、２次の両者を有していないが、基本的な構成および効果においてトランス装置と同様であるため、本願発明のトランス装置に含めるものとする。
この第２の実施形態に係るトランス装置１０１は、基本的な構成においては、上記第１の実施形態に係るトランス装置１と同様とされおり、大略筒状のボビン（図８には全体形状が示されていない）と、このボビンの周面に一体的に巻回された、絶縁テープ１２２ａと、コイル（第１の実施形態のように箔体ではなく丸線コイルとされている）により構成されるコイル１２２ｂ（図８には一部が示されている）と、このボビンの筒体中空部に一部が嵌挿されて、全体として略日字形状の磁路を形成するコア部（第２の実施形態ではＩコア分割体２７ａとＥコア分割体２７ｂから構成される）と、ボビンの周面に巻回されたコイル１２２ｂの層間に挟持されて、コイル部で発生した熱を外部に放出するためのコイル間放熱体２４とを備えている。

また、本実施形態のトランス装置１０１は、上記第１の実施形態のトランス装置１とは異なり、トランス装置本体１０１ａを収納するケース１６は設けられておらず、トランス装置本体１０１ａを固定してヒートシンク等に安定して取り付けるための１対の固定用枠体３１がコア部（Ｉコア分割体２７ａおよびＥコア分割体２７ｂ）の対向する両面に、複数個のビス（長ねじ）３２およびナット４２により取り付けられるように形成されている。すなわち、各ビス３２は、１対の固定用枠体３１の間にコア分割体２７ａ、２７ｂと、コア間放熱板３３と、コア分割体２７a、２７ｂをこの順に貫通し、ナット４２と螺合す
る。これにより、１対の両固定用枠体３１間に、コア分割体２７ａ、２７ｂと、コア間放熱板３３と、コア分割体２７a、２７ｂが確実に挟持される。

また、コイル間放熱体２４は、コイル巻回層の間に挟持されるコイル間放熱体本体２４ａ（第１の実施形態のものと同様に、周囲にコイル間放熱体絶縁テープが巻回されている）が、コイル間放熱体接続部を介することなく、そのまま直角に折り曲げられてコイル間放熱体脚部２４ｃとされており、この脚部２４ｃをヒートシンクにネジ止めする（図８の実施形態においてはコイル間放熱体脚部２４ｃが、ボビン脚部２０ｃに重ね合わされて、一体的にヒートシンクにねじ止めされる）ことにより、コイル部で発生した熱をこのヒートシンクを介して外部に放出することができる。このコイル間放熱体脚部２４ｃは対向するトランス装置１０１の長辺側の面に各々設けられている。

前述したように、このコイル間放熱体脚部２４ｃの下側にはボビン本体からの熱が伝達されるボビン脚部２０ｃが形成されており、この脚部２０ｃをコイル間放熱体脚部２４ｃと同軸にヒートシンクにネジ止めすることにより、トランス装置本体１０１ａの内部で発生した熱をこのヒートシンクを介して外部に放出することができる。このボビン脚部２０ｃは対向するトランス装置１０１の長辺側の面に各々１つずつ設けられている。
なお、コイル間放熱体脚部２４ｃとボビン脚部２０ｃは必ずしも重ね合わせなくてもよく、少なくとも一方の脚部２０ｃ、２４ｃの形状を変更するなどして、これら両者を互いに同一平面上（例えばヒートシンク上）において各々、ネジ止めすることも可能である。

さらに、このトランス装置１０１の短辺側には、固定用枠体３１からコア部の熱を伝達される１対の枠体脚部３１ａが設けられており、この脚部３１ａをヒートシンクにネジ止めすることにより、コア部で発生した熱をこのヒートシンクを介して外部に放出することができる。この枠体脚部３１ａは対向するトランス装置１０１の短辺側の面に各々１対ずつ設けられている。

また、本実施形態においては、ＩコアおよびＥコアが各々２つに分割され（コアの分割数としては３つ以上とすることが可能である）て、Ｉコア分割体２７ａおよびＥコア分割体２７ｂとされている。また、分割された各Ｉコア分割体２７ａ同士および分割された各Ｅコア分割体２７ｂ同士の間には、熱導電性の高いアルミニューム等の金属等からなる放熱板３３が挟持されており、この放熱板３３の下部が直角に折り曲げられて放熱板脚部３３ａが設けられている。放熱板脚部３３ａは、枠体脚部３１ａ上に重ね合される。

この脚部３３ａを、枠体脚部３１ａと一体として、ヒートシンクにネジ止めすることにより、コア部の内部で発生した熱をこのヒートシンクを介して外部に放出することができる。このように、コア部を分割して、放熱板３３をそれらの間に挟むことにより、コア内部で発生した熱を、効率よく外部に放出することができる。
なお、放熱板脚部３３ａと枠体脚部３１ａは必ずしも重ね合わせなくてもよく、少なくとも一方の脚部３１ａ、３３ａの形状を変更するなどして、これら両者を互いに同一平面上（例えばヒートシンク上）において各々、ネジ止めすることも可能である。
このように、この第２の実施形態に係るトランス装置１０１においては、１対のコイル間放熱体脚部２４ｃ、１対のボビン脚部２０ｃ、２対の枠体脚部３１ａおよび１対のコア
間放熱板脚部３３ａからなる４つのルートで、トランス装置１０１で発生した熱をヒートシンクに放出できるようにしている。これによりトランス装置内部で発生した熱を外部に放出する効果を大幅に向上させることができる。

また、上述した第１の実施形態においては、１次コイルおよび２次コイルとしての銅箔１２ｂ、２２ｂに、電源接続や接地のための各リード１３ａ、ｂ、２３ａ、ｂを接続しているが、第２の実施形態においては、巻回されるコイル１２２ｂの各端部を引き出しコイル（巻始め側）１２３ａ、引き出しコイル（巻終り側）１２３ｂとし、電源線やアース線に接続する（図８におけるトランス装置１０１はチョークコイル用であるので、引き出しコイルは２本とされている）。

以上、本発明の実施形態に係るトランス装置について説明したが、本発明は上述した実施形態のものに限定されるものではなく、種々に態様を変更することが可能である。

例えば、前述したコイル間放熱体１４の形状としては、ボビン１０等の形状に応じて種々の形状とすることができ、例えば図９に示すように、コイル間放熱体２１４のコイル間放熱体本体２１４ａにおいて、その両側端部から直角に延在する袖部２１４ｄを設け、この袖部２１４ｄをボビン本体１０ａの長辺側の面にも沿わせるようにすれば、コイル間放熱体本体２１４ａとボビン本体１０ａの接触面積を増大させることができるので、放熱効果をさらに向上させることができる。
なお、図９におけるコイル間放熱体接続部２１４ｂおよびコイル間放熱体脚部２１４ｃは、各々上記第１の実施形態におけるコイル間放熱体接続部１４ｂおよびコイル間放熱体脚部１４ｃと同様に構成されている。

また、上記第１の実施形態においては、１対のボビン半体１０´を組み合わせてボビン１０を構成しているが、ボビンは、分割されたボビン部品を組み合わせて作るものに限られるものではない。ただし、前述したように、ボビンの周面１周に亘って導通状態となることを防止する必要があるので、ボビンの周面の任意の位置にボビンの軸方向に延びるスリット（絶縁部材をこのスリットに嵌め合せるようにしても良いし、スリット（ギャップ）として機能する樹脂等をボビン本体を形成する金属等と同時に一体成形しても良い）を形成する必要がある。なお、単に空気間隙を設けるだけでもよい。

また、上記第１の実施形態においては、コイル間放熱体１４のコイル間放熱体本体１４ａを１次コイル巻回層１２Ｐと２次コイル巻回層２２Ｓの間に挟むようにしているが、コイル間放熱体本体１４ａを１次コイル巻回層１２Ｐ内または２次コイル巻回層２２Ｓ内に挟むようにしても良い。また、ボビン本体１０ａの周面に絶縁テープ１２ａを巻回し、この後、コイル間放熱体本体１４ａを配し、その上から１次コイル巻回層１２Ｐを巻回するようにしても良い。
また、コイル間放熱体１４、２４の配設個数は、上述した実施形態のように２つに限られるものではなく、任意の数のコイル間放熱体１４、２４をコイル層の間に挟む設定とすることができる。

また、ヒートシンク等の放熱手段に設置する各部材の脚部は、図１や図８に示すトランス装置１、１０１の態様に限られるものではなく、脚部の形状、設置手法および各脚部の配列順等は、適宜変更し得る。例えば、設置手法としては、ビス止めに限られず溶接等の手法を用いても良い。
また、本願明細書で用いる「トランス装置」との用語は、コイル部として１次コイルおよび２次コイルを有するものに限られず、チョークコイルやインダクタ等の１次コイルと２次コイルの区別がなく変圧機能を有さない装置も、含まれるものとする。

１、１０１ トランス装置
１ａ、１０１ａ トランス装置本体
１０ ボビン
１０ａ ボビン本体
１０ｂ ボビン接続部
１０ｃ、２０ｃ ボビン脚部
１０´ ボビン半体
１０ａ´ ボビン半体本体
１１ａ、１１ｂ 絶縁部
１２ａ、２２ａ、１２２ａ 絶縁テープ
１２ｂ １次コイル用銅箔
１３ａ、１３ｂ １次用リード
１４、２４、２１４ コイル間放熱体
１４ａ、２４ａ、２１４ａ コイル間放熱体本体
１４ｄ コイル間放熱体絶縁テープ
１４ｂ、２１４ｂ コイル間放熱体接続部
１４ｃ、２４ｃ、２１４ｃ コイル間放熱体脚部
１５、２５ ネジ取付け孔
１６ ケース
１６ａ ケース上板
１６ｂ ケース側板
１６ｃ ケース脚部
１６ｄ ケース側板開口部
１６ｅ ケース開口部
１６ｆ ケース蓋部
１７ａ 上Ｅコア
１７ｂ 下Ｅコア
２２ｂ ２次コイル用銅箔
２３ａ、２３ｂ ２次用リード
２７ａ Ｉコア分割体
２７ｂ Ｅコア分割体
３１ 固定用枠体
３１ａ 枠体脚部
３２ ビス（長ねじ）
３３ コア間放熱板
３３ａ コア間放熱板脚部
４２ ナット
１２２ｂ コイル
１２３ａ、１２３ｂ 引き出しコイル線
２１４ｄ 袖部

Claims (6)

1. 高熱伝導材料により形成され、外部放熱手段に取り付け可能な脚部を備えた筒状のボビンと、
   このボビンの筒状中空部に挿通され、磁路を形成するコア部と、
   該ボビンの周面に巻回されるコイル部と、
   このボビンの周面に巻回されたコイル部の巻回層間または該ボビンと該コイル部の巻回層との間に挟持され、このコイル部で発生した熱を伝達する本体部、および外部放熱手段に設置可能な脚部を備えた高熱伝導材料よりなる補助放熱手段と、を備えたことを特徴とするトランス装置。
2. 前記ボビンを収納するケースまたは前記コア部に当接される枠体が高熱伝導材料よりなり、該ケースの本体または該枠体の本体に接続される、外部放熱手段に設置可能な脚部を備えたことを特徴とする請求項１記載のトランス装置。
3. 分割された前記コア部同士の間に挟持される板状部材からなる本体と、該本体に接続される、外部放熱手段に設置可能な脚部を有する高導電部材よりなるコア間放熱板を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のトランス装置。
4. 前記高熱伝導材料が、金属またはコンポジット高分子絶縁材料からなることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載のトランス装置。
5. 前記ボビンが、１対の断面コ字状の本体を有する導体からなるボビン半体を組み合わせてなり、各該ボビン半体の突合せ部分には、導体間ギャップを構成する絶縁部が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載のトランス装置。
6. 前記コイル部が１次コイルおよび２次コイルからなり、
   前記補助放熱手段の本体が、前記１次コイルの巻回層と前記２次コイルの巻回層との間に挟持されていることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載のトランス装置。

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