JP2022036912A - コイル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】引き出し線の端部を基板に接続しやすいコイル装置を提供する。【解決手段】コイル装置（１、１０１）は、基板（２、１０２）に実装可能なコイル装置であり、巻線部１１と、巻線部から引き出された引き出し線（１２、１１２）とを有するコイル（１０、１１０）と、コイルに対して位置決めされたプレート部（４０、１４０）と、を備える。プレート部は、本体部（４１、１４１）と、本体部の一面に形成された筒状部（４４、１４４ａ、１４４ｂ）と、筒状部と本体部を貫通する貫通孔４５と、を有する。この貫通孔に、引き出し線の端部が通される。このコイル装置では、貫通孔内の引き出し線の移動が貫通孔によって規制されることにより、貫通孔を通された引き出し線の端部の位置が決まっている。【選択図】図１

Description

本発明は、コイル装置に関する。

電気回路の基板上に直接実装されるリアクトルやトランスなどのコイル装置が知られている。例えば、ボビンに植設されたリード端子の根本部分にコイルの引き出し線を巻き付けて半田付けし、このリード端子を基板のスルーホールに挿入して半田付け等により基板に接続する構成（特許文献１参照）や、コイルの引き出し線の端部を基板のスルーホールに直接挿入して半田付け等により基板に接続する構成が知られている。

特開２００４－７９５７３号公報

例えば車載用のリアクトルなど大電流が流れるコイル装置では、コイルの線材として断面積の大きいもの（平角線、径の太い丸線など）が用いられる。一般に、断面積の大きい線材は剛性が高く変形し難い。そのため、このような線材を用いる場合、リード端子の根本部分にコイルの引き出し線を巻き付ける構成を採用することは難しい。

そこで、コイルの引き出し線の端部を基板のスルーホールに直接挿入して基板に接続する構成を採用することが考えられる。しかし、剛性が高く変形し難い線材であるため、例えば手作業の場合、引き出し線の端部の位置を精度良く決めて、引き出し線の端部をスルーホールに挿入して基板に接続することは難しい。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、引き出し線の端部を基板に接続しやすいコイル装置を提供することを目的の１つとする。

本発明の一実施形態に係るコイル装置は、基板に実装可能なコイル装置であり、巻線部と、巻線部から引き出された引き出し線とを有するコイルと、コイルに対して位置決めされたプレート部と、を備える。プレート部は、本体部と、本体部の一面に形成された筒状部と、筒状部と本体部を貫通する貫通孔と、を有する。この貫通孔に、引き出し線の端部が通される。このコイル装置では、貫通孔内の引き出し線の移動が貫通孔によって規制されることにより、貫通孔を通された引き出し線の端部の位置が決まっている。

このように構成されたコイル装置によれば、例えば平角線の如く、作業者が直接手に持ってその位置を精度良く決めたり調整したりすることが難しい、高剛性で変形し難い線材であっても、例えば、貫通孔の直下に配置された、基板のスルーホールに、引き出し線の端部を容易に挿入することができる（言い換えると、引き出し線の端部を基板に容易に接続することができる。）。

上記式が満たされる場合、基板に設けられた接続箇所（例えばスルーホール）に対する引き出し線の端部の位置ずれが小さいため、引き出し線の端部を接続箇所に接続させやすくなる。上記式が満たされない場合、基板に設けられた接続箇所に対する引き出し線の端部の位置ずれが大きくなり、引き出し線の端部を接続箇所に接続させ難くなる。

本発明の一実施形態において、貫通孔は、引き出し線の端部が挿入される第１開口側に第２部分が形成され、第１開口に挿入された引き出し線の端部が突出する第２開口側に第１部分が形成された構成としてもよい。第２部分は、例えば、第２開口側から第１開口側に向かうにしたがって垂直軸と直交する断面が大きくなるテーパ状となっている。

貫通孔を第１開口（引き出し線の端部が挿入される開口）に近いほど大きくなる形状とすることにより、引き出し線の端部を貫通孔により一層容易に挿入できるようになる。

本発明の一実施形態において、プレート部は、基板の表面を受ける受け面を有する構成としてもよい。この構成において、受け面が基板の表面を受けることにより、貫通孔が基板の表面に対して垂直となる垂直軸方向に延びた姿勢となる。

貫通孔が基板の表面に対して垂直軸方向に延びた姿勢となることにより、貫通孔を通された引き出し線の端部が貫通孔からほぼ真っ直ぐに突出する。そのため、例えば、貫通孔の直下に配置された、基板のスルーホールに、引き出し線の端部を容易に挿入することができる。

本発明の一実施形態に係るコイル装置は、巻線部を保持するボビンを更に備え、プレート部が、ボビンと嵌合することにより、コイルに対する位置が決まる構成としてもよい。

ボビンに保持されたコイルに対するプレート部の位置が決まることから、コイルの引き出し線に対するプレート部の貫通孔の位置も決まる。そのため、引き出し線の端部を貫通孔により一層容易に挿入できるようになる。

本発明の一実施形態において、プレート部は、例えば、ボビンの下面に取り付けられており、プレート部の下面に受け面が形成されている。

本発明の一実施形態において、貫通孔は、ボビンの側方において、基板の表面に対して垂直となる垂直軸方向に延びて形成された構成としてもよい。更に、引き出し線は、巻線部からボビンの上方に引き出され、ボビンの上方において基板の表面と平行な方向に折り曲げられ、ボビンの側方に位置する貫通孔の上方まで延びた個所で貫通孔に向けて垂直軸方向に折り曲げられ、垂直軸方向に折り曲げられた引き出し線の端部が貫通孔に通された構成としてもよい。

このように、引き出し線をボビンの上方及び側方に引き回すことにより、引き出し線と他の部材間の絶縁距離を確保することができる。

本発明の一実施形態において、ボビンは、ボビンの上方において、平行な方向に折り曲げられた引き出し線を支持することにより、平行な方向に折り曲げられた引き出し線と、一部が巻線部の中空部に収容されたコアとの間隔を所定の間隔に保つ支持部を有する構成としてもよい。

これにより、ボビンの上方において、引き出し線とコア間の絶縁距離を確保することができる。

本発明の一実施形態において、貫通孔は、ボビンの上方において、基板の表面に対して垂直となる垂直軸方向に延びて形成された構成としてもよい。この構成において、引き出し線は、巻線部から垂直軸方向に沿ってボビンの上方に引き出され、折り曲げられることなく、端部が貫通孔に通されている。更に、筒状部の一端面に、貫通孔に挿入された引き出し線の端部が突出する第２開口が形成されており、この一端面が受け面となっていてもよい。

本発明の一実施形態において、コイルの線材は例えば平角線である。

本発明の一実施形態によれば、引き出し線の端部を基板に接続しやすいコイル装置を提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るコイル装置の外観斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るコイル装置の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るコイル装置の実装例を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係るプレート部を斜め上方から見たときの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るプレート部を斜め下方から見たときの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るボビンを斜め下方から見たときの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るプレート部が有する第２基部の断面図である。 本発明の第２実施形態に係るコイル装置の外観斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るコイル装置の分解斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るコイル装置の実装例を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係るプレート部を斜め下方から見たときの斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るプレート部の断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、共通の又は対応する要素については、同一又は類似の符号を付して、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るコイル装置１の外観斜視図である。図２は、コイル装置１の分解斜視図である。図３は、基板２に対するコイル装置１の実装例を示す概略図である。

なお、以下の説明において、図１における右上から左下に向かう方向をＸ軸方向とし、左上から右下に向かう方向をＹ軸方向とし、下から上に向かう方向をＺ軸方向とする。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向は互いに直交する。また、説明の便宜上、Ｘ軸方向の正側を前方とも呼び、Ｘ軸方向の負側を後方とも呼ぶ。また、Ｚ軸方向の正側を上方とも呼び、Ｚ軸方向の負側を下方とも呼ぶ。なお、これらの方向の呼称は、構成要素の相対的な位置関係を説明するために便宜上用いる呼称であり、絶対的な方向を示すものではない。例えば、Ｚ軸方向（上下方向）は、必ずしも鉛直方向とは限らず、例えば水平方向であってもよい。

また、各図において、必ずしも全ての要素に符号を付してはいない。具体的には、１つの図面内に同一の要素が複数示される場合、これら同一の要素のうち、代表する一部の要素にのみ符号を付し、残りの要素については符号を省略することがある。例えば図２では、コイル１０Ａの巻線部１１については符号１１を付す一方、コイル１０Ｂの巻線部１１については符号１１を省略している。

コイル装置１は、例えば電力変換器用のリアクトルである。コイル装置１は、あくまで本発明の実施形態の一例にすぎない。本発明の実施形態の構成はこれに限定されることなく適宜変更が可能である。例えば、本実施形態は本発明を２相交流リアクトルに適用した例であるが、単相又はｎ相（ｎは３以上の自然数）交流リアクトルに本発明を適用することもできる。なお、コイル装置１は、リアクトル（インダクタ）に限定されず、例えば、トランスやフィルタ等の、コイル及びコアを有する別の装置であってもよい。

コイル装置１は、コイル１０、ボビン２０、コア３０及びプレート部４０を備える。コイル装置１は、コイル装置１の下方に配置される電気回路の基板２（図３）に実装される。

コイル装置１は、例えば２相交流リアクトルであるため、一対のコイル１０を備える。コイル１０は、平角線をエッジワイズ巻きしたエッジワイズコイルである。平角線は、銅やアルミニウム等の導電性をもつ、断面が矩形状の導線を有する。この導線の外周面は、エナメル等の絶縁材で被覆されている。

本実施形態では、幅が８ｍｍで厚みが１ｍｍの平角線が用いられる。なお、平角線の幅や厚みはこれに限らない。平角線は、他の幅（例えば３ｍｍ～１４ｍｍの何れか）をもつものであってもよく、また、他の厚み（例えば０．６ｍｍ～２ｍｍの何れか）をもつものであってもよい。

一対のコイル１０は、Ｙ軸方向に並べて配置される。なお、一対のコイル１０の各々を区別して説明する場合、図１において、Ｙ軸方向の正側に配置されるコイル１０を「コイル１０Ａ」と記し、Ｙ軸方向の負側に配置されるコイル１０を「コイル１０Ｂ」と記す。

コイル１０は、線材として丸線を用いた複層巻きのコイルと異なり、１層巻きのコイルである。そのため、コイル１０は、巻線の内外温度差が小さく、放熱性能に優れ温度上昇が少ない。コイル１０は、丸線を用いたコイルと比べて、コイル装置１の温度上昇の抑制に寄与する。

コイル１０は、平角線をＹ軸の周りで巻いた巻線部１１と、巻線部１１から引き出された一対の引き出し線１２を有する。各引き出し線１２は、巻線部１１からボビン２０の上方（Ｚ軸方向の正側）に引き出され、ボビン２０の上方において基板２の表面２ａ（図３）と平行な方向に（具体的には、コイル１０ＡではＹ軸方向の正側に、コイル１０ＢではＹ軸方向の負側に）折り曲げられ、更に、コア３０（及びボビン２０）の側方に位置する貫通孔４５（詳しくは後述）の上方まで延びた個所で貫通孔４５に向けて下方（Ｚ軸方向の負側であり、後述する垂直軸方向）に折り曲げられている。前者の折り曲げ個所を「折り曲げ個所１２ａ」と記し、後者の折り曲げ個所を「折り曲げ個所１２ｂ」と記す。引き出し線１２をボビン２０の上方及び側方に引き回すことにより、引き出し線１２と他の部材間の絶縁距離が確保される。

ボビン２０は、コイル１０とコア３０との絶縁距離を確保するものであり、一対のボビン部２１と１つの仕切り部２５を有する。ボビン部２１及び仕切り部２５は、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、ＢＭＣ（Bulk Molding Compound）、ＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide）、ＰＢＴ（Polybutylene Terephthalate）などの絶縁性の材料で形成される。ボビン部２１と仕切り部２５は、同じ材料で形成されてもよく、また、異なる材料で形成されてもよい。なお、一対のボビン部２１の各々を区別して説明する場合、図１において、Ｙ軸方向の正側に配置されるボビン部２１を「ボビン部２１Ａ」と記し、Ｙ軸方向の負側に配置されるボビン部２１を「ボビン部２１Ｂ」と記す。

ボビン部２１は、枠体部２２及び筒体部２３を有する。

枠体部２２は、平面視（すなわち、Ｚ軸方向の正側から見たとき）においてＵ字状に形成されており、Ｘ軸方向に延びる第１壁体部２２ａ、及び第１壁体部２２ａのＸ軸方向における両端部からＹ軸方向に延びる一対の第２壁体部２２ｂを有する。ボビン部２１Ａの各第２壁体部２２ｂは、第１壁体部２２ａの各端部からＹ軸方向の負側に延びる。ボビン部２１Ｂの各第２壁体部２２ｂは、第１壁体部２２ａの各端部からＹ軸方向の正側に延びる。

各ボビン部２１の各第２壁体部２２ｂの先端部には、凹凸構造の嵌合部が形成される。具体的には、ボビン部２１Ａにおいて、一方の第２壁体部２２ｂの先端部に凹部２２ｂＡが形成され、他方の第２壁体部２２ｂの先端部に凸部２２ｂＢが形成される。ボビン部２１Ｂにおいて、ボビン部２１Ａの凹部２２ｂＡと対向する第２壁体部２２ｂの先端部に凸部２２ｂＢが形成され、ボビン部２１Ａの凸部２２ｂＢと対向する第２壁体部２２ｂの先端部に凹部２２ｂＡが形成される。ボビン部２１Ａの凹部２２ｂＡとボビン部２１Ｂの凸部２２ｂＢとが嵌合するとともにボビン部２１Ａの凸部２２ｂＢとボビン部２１Ｂの凹部２２ｂＡとが嵌合することにより、平面視において矩形状となる枠体が完成する。

筒体部２３は、一対の第２壁体部２２ｂ間において、第１壁体部２２ａの内壁面からＹ軸方向に突出して形成される。具体的には、ボビン部２１Ａの筒体部２３は、第１壁体部２２ａの内壁面からＹ軸方向の負側に突出して形成される。ボビン部２１Ｂの筒体部２３は、第１壁体部２２ａの内壁面からＹ軸方向の正側に突出して形成される。

仕切り部２５は、中央に開口部２６が形成された板状部材である。仕切り部２５は、コイル１０Ａとコイル１０Ｂとの絶縁距離を確保するため、コイル１０Ａとコイル１０Ｂ間に配置される。なお、本実施形態では、板状部材である仕切り部２５の剛性を高めるため、開口部２６の周囲にリブが形成される。

ボビン部２１の筒体部２３は、巻線部１１の中空部１１ａに挿入され収容される。これにより、筒体部２３は、外面のほぼ全体が巻線部１１に覆われた状態となる。また、コイル１０は、ボビン２０に保持された状態となる。なお、筒体部２３を中空部１１ａに挿入する段階では、コイル１０の引き出し線１２は、折り曲げられていない状態又は折り曲げ個所１２ａだけ折り曲げられた状態にある。

Ｙ軸方向に延びる筒体部２３の外形は、先端部２３ａが全周に亘って他の部分よりも小さい。先端部２３ａの外形は、仕切り部２５の開口部２６のはめあい公差で規定されており、開口部２６と同形状で且つ同サイズを有する。

ボビン部２１Ａの第２壁体部２２ｂとボビン部２１Ｂの第２壁体部２２ｂとが嵌合される際、各ボビン部２１の筒体部２３の先端部２３ａが仕切り部２５の開口部２６に嵌合される。これにより、仕切り部２５は、コイル１０Ａとコイル１０Ｂとの間に固定された状態となり、これらの絶縁距離を確保する。

ボビン部２１の枠体部２２の第１壁体部２２ａの上面に、一対の支持部２２ａＡが形成される。折り曲げ個所１２ａにて折り曲げられた各引き出し線１２の一部が各支持部２２ａＡの支持面２２ａＢに載せられる。これにより、ボビン２０の上方において、引き出し線１２が支持部２２ａＡにより支持されて、引き出し線１２（より詳細には、引き出し線１２のうち、折り曲げ個所１２ａから折り曲げ個所１２ｂまでの部分）とコア３０（より詳細には、連結部３３）とのＺ軸方向の間隔が所定の間隔（例えば６ｍｍ）に保たれて、引き出し線１２とコア３０間の絶縁距離が確保される。

支持面２２ａＢ上のＸ軸方向における各端部に、Ｙ軸方向に延びる突起２２ａＣが形成される。これらの突起２２ａＣにより、支持面２２ａＢに載せられた引き出し線１２のＸ軸方向の移動が規制される。これにより、引き出し線１２の端部１２ｃが、後述する貫通孔４５に挿入しやすくなっている。

コア３０は、一対の中脚部３１、一対の外脚部３２及び一対の連結部３３を有する。コア３０は、比較的高い透磁率を有する磁性材料（例えば、ダストコア、アモルファスコア、ケイ素鋼板、ナノクリスタルコア、フェライトコア等）で形成される。

ボビン部２１の枠体部２２の第１壁体部２２ａに、筒体部２３の中空部２３ｂとつながる開口部２２ａＤが形成される。中空部２３ｂには、中脚部３１が挿入される。中空部２３ｂに挿入された中脚部３１は、第１壁体部２２ａの外壁面から突出する上下一対のフランジ間に位置決めされた連結部３３と接触する位置まで通される。中空部２３ｂを通されて開口部２２ａＤから露出する中脚部３１の端面３１ａと、上記の如く位置決めされた連結部３３の中央部３３ａ（図２にて一点鎖線で示す。）とが接着固定される。更に、第２壁体部２２ｂから突出する上下一対のフランジ間に位置決めされた外脚部３２の各端部と、上記の如く位置決めされた連結部３３の各端部とが接着固定される。これにより、コア３０は、一部（具体的には、中脚部３１）が巻線部１１の中空部１１ａに収容されており、Ｙ軸方向に並ぶ一対の中脚部３１を、一対の外脚部３２と一対の連結部３３とがなす平面視矩形状の枠で取り囲った形状となる。

なお、コア３０内（例えば、一対の中脚部３１間）にエアギャップを設けてもよい。このエアギャップにより、コイル装置１で磁気飽和が起こり難くなり、大電流を流した場合にもインダクタンス値を確保できるようになっている。

コア３０は、本実施形態の構成に限定されない。コア３０は、例えば、２つのＥ字状のコアを組み合わせたものであってもよい。

図４は、プレート部４０を斜め上方から見たときの斜視図である。図５は、プレート部４０を斜め下方から見たときの斜視図である。図６は、ボビン２０を斜め下方から見たときの斜視図である。

プレート部４０は、本体部４１を有する。本体部４１は、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、ウレタン樹脂、ＢＭＣ（Bulk Molding Compound）、ＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide）、ＰＢＴ（Polybutylene Terephthalate）などの絶縁性の材料で形成される。プレート部４０は、ボビン部２１や仕切り部２５と同じ材料で形成されてもよく、また、異なる材料で形成されてもよい。

本体部４１は、第１基部４２と、第１基部４２のＹ軸方向における両端部にそれぞれ接続された、Ｘ軸方向に延びる一対の第２基部４３を有する。

第１基部４２は、平面視において矩形の枠状に形成されており、中央に矩形の開口部４２ａが形成される。また、第１基部４２には、Ｙ軸方向に長い複数（本実施形態では４つ）の長孔４２ｂが形成される。第１基部４２の上面４２ｃは、第２基部４３の上面４３ｃに対して低くなっていて、上面４２ｃと上面４３ｃとの間には段差が形成されている。上面４２ｃと上面４３ｃとは、両者に垂直な段差面４２ｄを介して接続されている。

Ｙ軸方向において一対の第２基部４３が第１基部４２を挟んで対向配置されるため、第１基部４２と一方の第２基部４３との段差面４２ｄと、第１基部４２と他方の第２基部４３との段差面４２ｄもＹ軸方向において対向して位置する。

図６に示されるように、ボビン２０の下面には、複数（本実施形態では４つ）の凸部２７が形成される。凸部２７は、幅（Ｘ軸方向の寸法）、長さ（Ｙ軸方向の寸法）がともに、長孔４２ｂ（図４）とほぼ同じである。凸部２７の外形が長孔４２ｂのはめあい公差で規定されているため、各長孔４２ｂに各凸部２７を嵌合させることにより、ボビン２０に対するプレート部４０のＸ軸及びＹ軸の各方向の位置が決まる。

図６に示されるように、Ｙ軸方向において、ボビン２０の下部側面２８ａと、下部側面２８ａの反対側に形成された下部側面２８ｂは、距離Ｄ１離れて位置する。また、図４に示されるように、対向する一対の段差面４２ｄもＹ軸方向において距離Ｄ１離れて位置する。そのため、各長孔４２ｂに各凸部２７を嵌合させた際、ボビン２０の下部も一対の段差面４２ｄ間に嵌合される。この嵌合により、少なくとも、ボビン２０に対するプレート部４０のＹ軸方向の位置が決まる。

このように、プレート部４０は、ボビン２０との嵌合により、ボビン２０に保持されたコイル１０に対する位置が決まる。なお、プレート部４０の第１基部４２の上面４２ｃとボビン２０の下面２９は接着固定される。

図７に、第２基部４３のＹＺ断面を示す。図７のＹＺ断面は、図４の切断線Ａ－Ａによって示された断面である。

各第２基部４３には、上面４３ｃに直立する一対の筒状部４４が形成される。筒状部４４は、第２基部４３と一体に形成されている。筒状部４４には、Ｚ軸方向に延びる貫通孔４５Ｂが形成されている。附言するに、貫通孔４５Ｂは、筒状部４４の内壁面によって規定される貫通孔である。また、第２基部４３には、Ｚ軸方向に延びる貫通孔４５Ａが形成されている。貫通孔４５Ｂと貫通孔４５Ａは連絡し、一つの貫通穴４５を形成している。以下、貫通孔４５Ａを貫通穴４５の第１部分４５Ａと記し、貫通孔４５Ｂを貫通穴４５の第２部分４５Ｂと記す。筒状部４４の上端面に、貫通孔４５のＺ軸方向の正側の開口（第１開口４５ａ）が形成され、第２基部４３の下面４３ｄに、貫通孔４５のＺ軸方向の負側の開口（第２開口４５ｂ）が形成される。

本実施形態では、筒状部４４は、平面視においてＸ軸方向とＹ軸方向に辺をもつ矩形状の外形を有するが、筒状部４４の外形はこれに限らず別の形状（例えば平面視において円形）を有していてもよい。

図５に示されるように、プレート部４０の下面（より詳細には、第２基部４３の下面４３ｄ）に、複数（本実施形態では４つ）の受け面４６が形成される。受け面４６は、下面４３ｄから下方に突出した円柱ボス上の面であり、Ｚ軸と直交する。

図３に示されるように、各受け面４６が基板２の表面２ａを受ける（すなわち、各受け面４６が表面２ａと面接触する）ことにより、基板２に対するコイル装置１の姿勢が決まるとともに、基板２に対するコイル装置１のＺ軸方向の位置が決まる。各受け面４６が表面２ａを受けることにより、貫通孔４５は、ボビン２０の側方において、表面２ａに対して垂直となる垂直軸方向に延びた姿勢となる。なお、図１をはじめとする各図において、この垂直軸方向はＺ軸方向と一致する。

プレート部４０とボビン２０とを嵌合させる際、ボビン２０に保持されたコイル１０に対するプレート部４０の位置が決まることから、引き出し線１２に対する貫通孔４５の位置も決まる。そのため、折り曲げ個所１２ｂにて貫通孔４５に向けて下方（Ｚ軸方向の負側）に折り曲げられた引き出し線１２の端部１２ｃは、第１開口４５ａから貫通孔４５に容易に挿入される。

図７に示されるように、貫通孔４５は、第２開口４５ｂ側に第１部分４５Ａが形成され、第１開口４５ａ側に第２部分４５Ｂが形成される。貫通孔４５の第２部分４５Ｂは、第２開口４５ｂ側から第１開口４５ａ側に向かうにしたがって垂直軸（Ｚ軸）と直交するＸＹ断面が大きくなるテーパ状となっている。第２部分４５ＢのＸＹ断面形状は、例えば引き出し線１２（すなわち平角線）の端部１２ｃの断面形状と相似（すなわちＸ軸方向とＹ軸方向に辺をもつ矩形）であり、Ｚ軸方向の全長に亘り、Ｘ軸、Ｙ軸の各方向において引き出し線１２よりも大きい。

貫通孔４５の第２部分４５Ｂの中で最も大きい部分は、第１開口４５ａである。この第１開口４５ａは、Ｘ軸、Ｙ軸の各方向において、貫通孔４５の第１部分４５Ａよりも例えば１ｍｍ～２ｍｍ程度大きい。第１開口４５ａが引き出し線１２より大きい第１部分４５Ａよりも更に大きいため、コイル装置１を構成する各部材の公差内でのずれが積み重なることにより、ＸＹ面内における、第１開口４５ａの中心位置と、引き出し線１２の端部１２ｃの中心位置とがずれる場合にも、引き出し線１２の端部１２ｃは、第１開口４５ａから貫通孔４５に容易に挿入される。すなわち、テーパ状の第２部分４５Ｂは、引き出し線１２を第１開口４５ａへ誘導するガイドとなっている。

第１開口４５ａから貫通孔４５に挿入された引き出し線１２の端部１２ｃは、テーパ状に形成された貫通孔４５の第２部分４５Ｂに案内されて、貫通孔４５の第１部分４５Ａに挿入される。第１部分４５Ａに挿入された引き出し線１２は、第２基部４３の下面４３ｄに形成された第２開口４５ｂから端部１２ｃが所定量突出するまで、貫通孔４５に通される。

貫通孔４５の第１部分４５Ａは、基板２の表面２ａに対して垂直となる垂直軸（Ｚ軸）と直交するＸＹ断面が、Ｚ軸方向の全長に亘り一定となっている。第１部分４５ＡのＸＹ断面形状は、例えば引き出し線１２（すなわち平角線）の端部１２ｃの断面形状と相似（すなわちＸ軸方向とＹ軸方向に辺をもつ矩形）であり、Ｚ軸方向の全長に亘り、Ｘ軸、Ｙ軸の各方向において引き出し線１２よりも僅かに（例えば各方向において０．３ｍｍ～０．５ｍｍ程度）大きいだけである。そのため、第１部分４５Ａ内の引き出し線１２のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動は、第１部分４５Ａによって実質的に規制される。これにより、Ｘ軸、Ｙ軸の各方向に関し、貫通孔４５を通された引き出し線１２の端部１２ｃ（言い換えると、第２開口４５ｂから突出する端部１２ｃ）の位置が決まる。

本実施形態では、貫通孔４５の第１部分４５Ａ及び第２部分４５ＢのＸＹ断面形状が矩形（すなわち、平角線である引き出し線１２の断面形状と相似する形状）となっているが、第１部分４５Ａ及び第２部分４５Ｂの形状はこれに限らない。第１部分４５Ａ及び第２部分４５ＢのＸＹ断面形状は、引き出し線１２の断面形状と非相似な形状であってもよい。一例として、第１部分４５Ａ及び第２部分４５ＢのＸＹ断面形状は円形であってもよい。この場合、第１部分４５Ａ内の引き出し線１２の移動が第１部分４５Ａによって実質的に規制されるよう、第１部分４５Ａは、引き出し線１２を通すことができ且つ引き出し線１２の幅（ここではＹ軸方向の寸法）よりも僅かに大きい直径を有する。

コイル１０を丸線で構成したものも本発明の範疇である。この場合、引き出し線１２の断面形状は円形となる。この場合、貫通孔４５の第１部分４５Ａ及び第２部分４５ＢのＸＹ断面形状は、引き出し線１２の断面形状に合わせて円形（すなわち引き出し線１２の断面形状と相似する形状）となっていてもよい。第１部分４５Ａ及び第２部分４５ＢのＸＹ断面形状と引き出し線１２の断面形状とを相似形とすることにより、第１部分４５Ａ及び第２部分４５ＢのＸＹ断面形状を最小寸法に抑えることができ、ひいては、筒状部４４の外形を小型に抑えることに寄与する。

本実施形態では、各引き出し線１２を各貫通孔４５に通すことにより、各引き出し線１２の端部１２ｃの位置が決まっている。そのため、例えば平角線の如く、作業者が直接手に持ってその位置を精度良く決めたり調整したりすることが難しい、高剛性で変形し難い線材であっても、各貫通孔４５の直下に配置された、基板２の各スルーホール２ｂに、各端部１２ｃを挿入し通しやすくなっている（言い換えると、端部１２ｃを基板２に接続しやすくなっている。）。

本実施形態では、受け面４６が基板２の表面２ａを受けることにより、貫通孔４５が表面２ａに対して垂直軸方向に延びた姿勢となるため、貫通孔４５を通された引き出し線１２の端部１２ｃが第２開口４５ｂからＺ軸方向にほぼ真っ直ぐに突出する。そのため、各貫通孔４５の直下に配置された、基板２の各スルーホール２ｂに、各端部１２ｃを挿入し通しやすくなっている。

本実施形態では、全ての貫通孔４５が単一の部品（すなわちプレート部４０）に形成されている。そのため、貫通孔４５同士の位置ずれが単一の部品の公差内でのずれに収まる。そのため、各貫通孔４５に通された引き出し線１２の端部１２ｃ同士の位置ずれが抑えられ、基板２の各スルーホール２ｂに、各端部１２ｃを挿入し通しやすくなっている。

引き出し線１２の端部１２ｃは、導線を被覆する絶縁材が剥がされている。そのため、基板２のスルーホール２ｂに通された端部１２ｃを半田付けすることにより、コイル１０と基板２の電気回路とが電気的に接続される。

なお、コイル装置１は、不図示の取付金具により冷却器３に取り付けられている。基板２には、プレート部４０の第１基部４２に形成された開口部４２ａと同程度のサイズの開口部２ｃが形成される。この開口部２ｃには、冷却器３に設置された放熱シート４が配置される。すなわち、本実施形態では、コイル装置１の直下に放熱シート４が配置される。放熱シート４は、例えばコイル１０に接触した状態で配置される。この放熱シート４により、コイル装置１の温度上昇が抑制される。

一般に、コイル装置１を構成する各部材に公差内でのずれがある。この各部材のずれにより、引き出し線１２は、貫通孔４５の第１部分４５Ａ内において、延びる方向がＺ軸方向とは完全には一致せず、Ｚ軸方向に対して僅かに傾いている。この傾きが大きいほど、また、貫通孔４５に通された引き出し線１２の端部１２ｃの、貫通孔４５からの突出長Ｌ１が長いほど、基板２のスルーホール２ｂに対する端部１２ｃの位置ずれが大きくなる。

貫通孔４５の第１部分４５ＡのＺ軸方向の長さＬ２が長いほど、Ｚ軸方向に対する引き出し線１２の傾きが抑えられる。本実施形態では、プレート部４０の第２基部４３の上面４３ｃに筒状部４４を設ける構成を採用することにより、上面４３ｃに筒状部４４を設けない構成と比べて、貫通孔４５のＺ軸方向の全長が長くなっている。これにより、長さＬ２を長く確保することができ、Ｚ軸方向に対する引き出し線１２の傾きを抑えることができる。

なお、本実施形態では、図７に示されるように、第１部分４５Ａの長さＬ２と第２基部４３の厚みが同じであるが、別の実施形態では、第２部分４５ＢのＺ軸方向の長さを短くし、その分、長さＬ２を長くしてもよい。この場合、第２基部４３の厚みよりも長さＬ２が長くなり、Ｚ軸方向に対する引き出し線１２の傾きをより一層抑えることができる。

プレート部４０は、筒状部４４が設けられた個所以外の厚み（Ｚ軸方向の寸法）が薄くなっている。これにより、プレート部４０の成形に必要な樹脂の使用量が低減される。また、肉厚部分が少なくなるため、成形不良の発生が抑えられる。具体的には、成形後の冷却時に起こるヒケ（sink mark）が小さく抑えられる。

上記式が満たされる場合、基板２のスルーホール２ｂに対する引き出し線１２の端部１２ｃの位置ずれが小さいため、端部１２ｃをスルーホール２ｂに挿入しやすくなる。上記式が満たされない場合、基板２のスルーホール２ｂに対する端部１２ｃの位置ずれが大きくなり、端部１２ｃをスルーホール２ｂに挿入し難くなる。

（第２実施形態）
図８は、本発明の第２実施形態に係るコイル装置１０１の外観斜視図である。図９は、コイル装置１０１の分解斜視図である。図１０は、基板１０２に対するコイル装置１０１の実装例を示す概略図である。

コイル装置１０１は、コイル１１０、ボビン１２０、コア３０及びプレート部１４０を備える。コイル装置１０１は、コイル装置１０１の上方に配置された電気回路の基板１０２に実装される。

コイル装置１０１は、Ｙ軸方向に並べて配置された一対のコイル１１０を備える。コイル１１０は、平角線をエッジワイズ巻きしたエッジワイズコイルである。

ボビン１２０は、一対のボビン部１２１と１つの仕切り部２５を有する。なお、一対のボビン部１２１の各々を区別して説明する場合、図８において、Ｙ軸方向の正側に配置されるボビン部１２１を「ボビン部１２１Ａ」と記し、Ｙ軸方向の負側に配置されるボビン部１２１を「ボビン部１２１Ｂ」と記す。

ボビン部１２１は、枠体部１２２及び筒体部２３を有する。

枠体部１２２は、平面視においてＵ字状に形成されており、Ｘ軸方向に延びる第１壁体部１２２ａ、及び第１壁体部１２２ａのＸ軸方向における両端部からＹ軸方向に延びる一対の第２壁体部１２２ｂを有する。ボビン部１２１Ａの凹部２２ｂＡとボビン部１２１Ｂの凸部２２ｂＢとが嵌合するとともにボビン部１２１Ａの凸部２２ｂＢとボビン部１２１Ｂの凹部２２ｂＡとが嵌合することにより、平面視において矩形状となる枠体が完成する。

筒体部２３の中空部２３ｂに挿入され収容された中脚部３１の端面３１ａと、第１壁体部１２２ａの外壁面から突出する上下一対のフランジ間に位置決めされた、コア３０の連結部３３とが接着固定される。更に、第２壁体部１２２ｂの外壁面から突出する上下一対のフランジ間に位置決めされた、コア３０の外脚部３２の各端部と、上記の如く位置決めされた連結部３３の各端部とが接着固定される。これにより、コア３０は、Ｙ軸方向に並ぶ一対の中脚部３１を、一対の外脚部３２と一対の連結部３３とがなす平面視矩形状の枠で取り囲った形状となる。

図１１は、プレート部１４０を斜め下方から見たときの斜視図である。

プレート部１４０は、本体部１４１を有する。本体部１４１の下面１４１ａには、複数（本実施形態では４つ）の凹部１４１ｂが形成される。凹部１４１ｂは、Ｚ軸方向の負側から視たときの形状が矩形となっている。

ボビン部１２１の枠体部１２２の第１壁体部１２２ａの上面に、平面視矩形状の凸部１２７が複数（本実施形態では各第１壁体部１２２ａに２つ）形成される。凸部１２７は、幅（Ｙ軸方向の寸法）、長さ（Ｘ軸方向の寸法）がともに、凹部１４１ｂとほぼ同じである。凸部１２７の外形が凹部１４１ｂのはめあい公差で規定されているため、各凹部１４１ｂに各凸部１２７を嵌合させることにより、ボビン１２０に対するプレート部１４０のＸ軸及びＹ軸の各方向の位置が決まる。

このように、プレート部１４０は、ボビン１２０との嵌合により、ボビン１２０に保持されたコイル１１０に対する位置が決まる。なお、プレート部１４０の凹部１４１ｂとボビン１２０の凸部１２７は接着固定される。

図１２に、プレート部１４０のＹＺ断面を示す。図１２のＹＺ断面は、図１１の切断線Ｂ－Ｂによって示された断面である。

本体部１４１の下面１４１ａに、下面１４１ａに対して下方（Ｚ軸方向の負側）に突出する第１筒状部１４４ａが複数（本実施形態では４つ）形成される。本体部１４１の上面１４１ｃであって、本体部１４１を挟んだ、各第１筒状部１４４ａの上方（Ｚ軸方向の正側）の位置に、上面１４１ｃに対して上方に突出する第２筒状部１４４ｂが形成される。

プレート部１４０に、Ｚ軸方向に延びる貫通孔１４５が複数（本実施形態では４つ）形成される。貫通孔１４５は、第１筒状部１４４ａと、第１筒状部１４４ａの直上に位置する本体部１４１と、更に直上に位置する第２筒状部１４４ｂをＺ軸方向に貫通している。第１筒状部１４４ａの下端面に、貫通孔１４５のＺ軸方向の負側の開口（第１開口４５ａ）が形成され、第２筒状部１４４ｂの上端面１４４ｃ（筒状部の一端面）に、貫通孔１４５のＺ軸方向の正側の開口（第２開口４５ｂ）が形成される。

第２筒状部１４４ｂの上端面１４４ｃは、基板１０２の表面１０２ａを受ける受け面となっている。図１０に示されるように、各上端面１４４ｃが表面１０２ａを受ける（すなわち、各上端面１４４ｃが表面１０２ａと面接触する）ことにより、基板１０２に対するコイル装置１０１の姿勢が決まるとともに、基板１０２に対するコイル装置１０１のＺ軸方向の位置が決まる。各上端面１４４ｃが表面１０２ａを受けることにより、貫通孔１４５は、ボビン１２０の上方（及び基板１０２の下方）において、表面１０２ａに対して垂直軸方向に延びた姿勢となる。

コイル１１０は、巻線部１１から引き出された一対の引き出し線１１２を有する。各引き出し線１１２は、巻線部１１からボビン１２０の上方（Ｚ軸方向の正側）に垂直軸方向に沿って引き出され、折り曲げられることなく、第１開口４５ａから、Ｚ軸方向に延びた姿勢の貫通孔１４５に挿入される。なお、プレート部１４０とボビン１２０とを嵌合させる際、ボビン１２０に保持されたコイル１１０に対するプレート部１４０の位置が決まることから、引き出し線１１２に対する貫通孔１４５の位置も決まる。そのため、貫通孔１４５に対する引き出し線１１２の挿入は容易となっている。

第１開口４５ａから貫通孔１４５に挿入された引き出し線１１２の端部１１２ｃは、テーパ状に形成された貫通孔１４５の第２部分４５Ｂに案内されて、貫通孔１４５の第１部分４５Ａに挿入される。第１部分４５Ａに挿入された引き出し線１１２は、第２筒状部１４４ｂの上端面１４４ｃに形成された第２開口４５ｂから端部１１２ｃが所定量突出するまで、貫通孔１４５に通される。第１実施形態と同様に、第１部分４５Ａ内の引き出し線１１２のＸ軸方向及びＹ軸方向の移動は、第１部分４５Ａによって実質的に規制される。これにより、Ｘ軸、Ｙ軸の各方向に関し、貫通孔１４５を通された引き出し線１１２の端部１１２ｃ（言い換えると、第２開口４５ｂから突出する端部１１２ｃ）の位置が決まる。

このように、本実施形態においても第１実施形態と同様に、各引き出し線１１２を各貫通孔１４５に通すことにより、各引き出し線１１２の端部１１２ｃの位置が決まっている。そのため、例えば平角線の如く、作業者が直接手に持ってその位置を精度良く決めたり調整したりすることが難しい、高剛性で変形し難い線材であっても、各貫通孔１４５の直上に配置された、基板１０２の各スルーホール１０２ｂに、各端部１１２ｃを挿入し通しやすくなっている（言い換えると、端部１１２ｃを基板１０２に接続しやすくなっている。）。

基板１０２のスルーホール１０２ｂに通された引き出し線１１２の端部１１２ｃを半田付けすることにより、コイル１１０と基板１０２の電気回路とが電気的に接続される。

なお、コイル装置１０１は、取付金具１０５により冷却器１０３に取り付けられている。具体的には、取付金具１０５の突出片１０５ａが第１壁体部１２２ａに形成された凹部１２８に嵌合され且つ凹部１２８と連結部３３間に挟持された状態で接着固定される。取付金具１０５のねじ孔１０５ｂに通されたねじ（不図示）により、取付金具１０５と冷却器１０３とが締結される。

コイル装置１０１と冷却器１０３間には、放熱シート１０４が配置される。この放熱シート１０４により、コイル装置１０１の温度上昇が抑制される。

第１実施形態では、引き出し線１２がボビン２０の上方及び側方に引き回されて、ボビン２０の側方に位置する貫通孔４５を介してコイル装置１の下方に位置する基板２に接続される。図３に示されるように、貫通孔４５を有する筒状部４４がボビン２０の側方に配置されるため、コイル装置１の高さが抑えられる。これにより、基板２の上方の高さスペースが小さい機器にも、コイル装置１を組み込みやすくなる。

これに対し、本実施形態では、引き出し線１１２がボビン１２０の上方に引き出され、ボビン１２０の上方に位置する貫通孔１４５を介してコイル装置１０１の上方に位置する基板１０２に接続される。図１０に示されるように、貫通孔１４５を有する筒状部（第１筒状部１４４ａ及び第２筒状部１４４ｂ）がボビン１２０の上方に配置されるため、基板１０２上におけるコイル装置１０１の専有面積（言い換えると、基板１０２の表面１０２ａ上へのコイル装置１０１の投影面積）が少なく抑えられる。これにより、例えば、基板１０２のサイズ（面積）を小さく抑えたり、基板１０２上における、コイル装置１０１以外の部品の実装面積をより多く確保したりすることができる。

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた構成も本発明の実施形態に含まれる。

１、 １０１ コイル装置
２、 １０２ 基板
１０, １１０ コイル
１１ 巻線部
１２、 １１２ 引き出し線
２０、 １２０ ボビン
３０、 １３０ コア
４０、 １４０ プレート部
４１、 １４１ 本体部
４４ 筒状部
１４４ａ 第１筒状部（筒状部）
１４４ｂ 第２筒状部（筒状部）
４５ 貫通孔

Claims (11)

1. 基板に実装可能なコイル装置であって、
   巻線部と、前記巻線部から引き出された引き出し線とを有するコイルと、
   前記コイルに対して位置決めされたプレート部と、
   を備え、
   前記プレート部は、
   本体部と、
   前記本体部の一面に形成された筒状部と、
   前記筒状部と前記本体部を貫通する貫通孔と、
   を有し、
   前記貫通孔に、前記引き出し線の端部が通され、
   前記貫通孔内の前記引き出し線の移動が前記貫通孔によって規制されることにより、前記貫通孔を通された引き出し線の端部の位置が決まっている、
   コイル装置。
2. 前記貫通孔は、
   前記基板の表面に対して垂直となる垂直軸と直交する断面が一定の第１部分を含む、
   請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記貫通孔は、
   前記引き出し線の端部が挿入される第１開口側に第２部分が形成され、前記第１開口に挿入された前記引き出し線の端部が突出する第２開口側に前記第１部分が形成され、
   前記第２部分は、
   前記第２開口側から前記第１開口側に向かうにしたがって前記垂直軸と直交する断面が大きくなるテーパ状となっている、
   請求項２に記載のコイル装置。
4. 前記プレート部は、
   前記基板の表面を受ける受け面を有し、
   前記受け面が前記表面を受けることにより、前記貫通孔が前記表面に対して垂直となる垂直軸方向に延びた姿勢となる、
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載のコイル装置。
5. 前記巻線部を保持するボビン
   を更に備え、
   前記プレート部は、
   前記ボビンと嵌合することにより、前記コイルに対する位置が決まっている、
   請求項１から請求項４の何れか一項に記載のコイル装置。
6. 前記プレート部は、
   前記ボビンの下面に取り付けられており、
   前記プレート部の下面に前記受け面が形成されている、
   請求項５に記載のコイル装置。
7. 前記貫通孔は、
   前記ボビンの側方において、前記基板の表面に対して垂直となる垂直軸方向に延びて形成されており、
   前記引き出し線は、
   前記巻線部から前記ボビンの上方に引き出され、
   前記ボビンの上方において前記基板の表面と平行な方向に折り曲げられ、
   前記ボビンの側方に位置する前記貫通孔の上方まで延びた個所で前記貫通孔に向けて前記垂直軸方向に折り曲げられ、
   前記垂直軸方向に折り曲げられた前記引き出し線の端部が前記貫通孔に通されている、
   請求項５または請求項６に記載のコイル装置。
8. 前記ボビンは、
   前記ボビンの上方において、前記平行な方向に折り曲げられた前記引き出し線を支持することにより、前記平行な方向に折り曲げられた前記引き出し線と、一部が前記巻線部の中空部に収容されたコアとの間隔を所定の間隔に保つ支持部を有する、
   請求項７に記載のコイル装置。
9. 前記貫通孔は、
   前記ボビンの上方において、前記基板の表面に対して垂直となる垂直軸方向に延びて形成されており、
   前記引き出し線は、
   前記巻線部から前記垂直軸方向に沿って前記ボビンの上方に引き出され、
   折り曲げられることなく、前記端部が前記貫通孔に通されている、
   請求項５に記載のコイル装置。
10. 前記筒状部の一端面に、前記貫通孔に挿入された前記引き出し線の端部が突出する第２開口が形成されており、
    前記一端面が前記受け面となっている、
    請求項９に記載のコイル装置。
11. 前記コイルの線材は平角線である、
    請求項１から請求項１０の何れか一項に記載のコイル装置。
    

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