JP2024055606A - 板状コイルおよびコイル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性に優れた板状コイルおよびコイル装置を提供すること。【解決手段】平板状のコイル本体部１２ａと、前記コイル本体部１２ａから引き出されるリード部１４ａと、前記コイル本体部１２ａの前記リード部１４ａの引出位置１５ａ２，１６ａ２とは異なる位置で前記コイル本体部１２ａに対して所定の角度に交差する放熱部１８と、を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、板状コイルおよびコイル装置に関する。

大電流・大出力の用途に使用するトランスとして、板状コイルを有するコイル装置が知られている（特許文献１）。

しかしながら、特許文献１のようなトランスでは、より大きな電流が流れると、特に高圧側で発生する熱が蓄積されてしまう。

特開２００３－１７３３４号公報

本発明は、上記の実情を鑑みてなされ、その目的は、放熱性に優れた板状コイルおよび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、本発明に係る板状コイルは、
平板状のコイル本体部と、前記コイル本体部から引き出されるリード部と、前記コイル本体部の前記リード部の引出位置とは異なる位置で前記コイル本体部に対して所定の角度に交差する放熱部と、を有する。

このように構成することで、板状コイルで発生する熱を、放熱部を介して放熱することができ、板状コイルの放熱性が向上する。

また、上記目的を達するために、本発明に係るコイル装置は、
請求項１に記載の板状コイルと、
前記板状コイルが収容されるケースと、
前記ケースの内部に充填される放熱性樹脂と、を有する。

このようなコイル装置では、板状コイルがケースに覆われると共に、放熱性樹脂に浸漬される。そのため、板状コイルで発生する熱が、放熱部から放熱樹脂を介してケースに伝わり易くなる。そして、ケースを介して放熱することで、コイル装置の放熱性が向上する。なお、ケースは金属や樹脂あるいはそれらの複合材料でも形成してもよい。樹脂などの絶縁性のケースは、板状コイルに接触するように配置して、放熱部から直接ケースに放熱してもよい。

コイル装置は、前記板状コイルが配置されるボビンと、前記板状コイルの巻回軸に配置されるコアと、を有し、前記ケースは、側方に向けて開口する開口部を有してもよい。

コイル装置が、コアを有していても、コアで生じる熱もケースの外側に放出することができる。また、コイル装置のボビンには、板状コイル以外に、たとえばワイヤの巻線を形成することも可能である。

ケースが、側方に向けて開口する開口部を有する場合には、開口部を介して、ケースの側方からリード部をケースの外側に引き出すことが可能であり、ケースの上部からリード部をケースの外側に引き出す必要がない。そのため、位置決めなどのために、ボビンの上部をケースの外側に突出させる必要がなく、その分だけ、ボビンの高さを低くし、コイル装置の低背化を図ることができる。

コイル装置は、前記板状コイルが配置されるボビンと、前記板状コイルの巻回軸に配置されるコアと、を有し、前記ケースは、上方に向けて開口する開口部を有していてもよい。

前記放熱部は、前記コイル本体部を挟んで前記リード部とは反対側に配置してあってもよい。

このように構成することで、板状コイルで発生する熱を、より効果的にコイル装置の外に放出することができる。

前記放熱部は、前記ケースの側方壁に沿って離間して配置してあってもよい。

放熱部がケースの側方壁に沿って配置してあることで、放熱部から放熱樹脂を介してよりケースに熱が伝わり易くなる。

好ましくは、前記放熱性樹脂は、前記ケースおよび前記放熱部に接触している。

このように構成することで、放熱性樹脂を介して、板状コイルで発生する熱が放熱部からケースに伝わりやすくなる。

前記板状コイルは、前記放熱部を有する第１板状コイルと、前記第１板状コイルのリード部と接続してある第２板状コイルと、を有していてもよい。また、前記第２板状コイルのコイル本体部が、前記第１板状コイルのコイル本体部に、対向するように離間して配置してあってもよい。

このように構成することで、第１板状コイルと第２板状コイルとの間に、ワイヤなどを配置することができる。このため、板状コイルとワイヤの巻線型コイルとの結合係数を高めることも可能であり、これらの放熱も効率的に行うことができる。

前記第１板状コイルに具備してある前記放熱部が、前記第２板状コイルのコイル本体部よりも前記ケースの下方壁に近接する端部を有してもよい。

放熱部の端部が、ケースの下方壁に近接していることで、より高温になりやすい第１板状コイル（ケースの下方から遠い側に位置）で生じる熱を、放熱部から放熱樹脂を介して下方壁に効率的に放熱することができる。たとえば、コイル装置が、冷却装置などを備えた基板などに対して、下方壁が接触するように載置される場合などでは、特に効率的にコイル装置の放熱を行うことができる。

前記ボビンは、前記放熱部を前記ケースの側方壁から離間させる突起部を有してもよい。

前記ボビンは、前記放熱部が配置される切り欠き部を有してもよい。

突起部は、放熱部と側方壁との間の絶縁を確保することもできる。放熱部が切り欠き部に配置されることで、放熱部とケースとの短絡がより効果的に抑止できる。このように、放熱部と側方壁との絶縁を確保しつつ、放熱部を側方壁へ接近して配置することで、放熱部から側方壁により効率的に放熱することができる。

前記ボビンは、前記放熱性樹脂から一部が露出する突出部を有してもよい。

このようなコイル装置では、たとえばワイヤをボビンに巻回する場合には、ワイヤをボビンの突出部に固定しつつ、所望の引き出し方向に引き出すことも可能になる。

前記板状コイルの近くに絶縁壁を介して取り付けられる放熱ブロックを有してもよい。また、前記絶縁壁は、ボビンの鍔部であってもよい。

このように構成することで、板状コイルからの放熱をより効率的に行うことができる。

図１は一実施形態に係るコイル装置の全体斜視図である。 図２は図１に示すコイル装置の分解斜視図である。 図３は図２に示すボビンの分解斜視図である。 図４は図２に示すケースの斜視図である。 図５は図１に示すコイル装置の一部分の平面図である。 図６は図１に示すＶＩ－ＶＩ線での断面図である。 図７は図２に示す板状コイルの斜視図である。 図８は図１に示すコイル装置の一部分の背面図である。 図９は他の実施形態に係る板状コイルの斜視図である。 図１０は他の実施形態に係るコイル装置の一部分の背面図である。 図１１はさらに他の実施形態に係るコイル装置の全体斜視図である。 図１２は図１１に示すＸＩＩ－ＸＩＩ線での断面図である。 図１３は図１１に示すコイル装置の板状コイルの斜視図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。必要に応じて図面を参照して説明を行うものの、図示する内容は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観や寸法比などは実物と異なり得る。また、以下、実施形態により具体的に説明するが、これらの実施形態に限定されるものではない。

第１実施形態
以下、図１に示すコイル装置１を詳細に説明する。コイル装置１は、たとえばトランスとして機能し、高電圧が印加されるような電子機器にも搭載可能であり、たとえば車載用充電器、家庭用または産業用電気機器の電源回路、あるいはコンピュータ機器の電源回路等に用いられ得る。図２は、図１に示すコイル装置１の分解斜視図である。図２に示すように、コイル装置１は、板状コイル１０と、板状コイル１０が収容されるケース４０と、を有する。なお、コイル装置１の大きさは特に限定されない。

板状コイル１０は、比較的大きな電流を流すことが可能となっている。板状コイル１０は、第１板状コイル１０ａを有する。第１板状コイル１０ａの材質は、特に限定されないが、たとえば銅、銅合金、真鍮、鋼などの導体で構成される。第１板状コイル１０ａは、略一定の厚みを有する平板から形成され得る。

第１板状コイル１０ａは、中心Ｏ１を通る軸Ｃを巻回軸とするコイル本体部１２ａと、コイル本体部１２ａから引き出されるリード部１４ａと、を有する。なお、図面において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、互いに垂直である。Ｚ軸は、板状コイル１０の巻回軸Ｃに一致し、Ｘ軸は、巻回軸Ｃに垂直であって、巻回軸Ｃから見てリード部１４ａが延びる方向に一致する。

コイル本体部１２ａは、巻回軸Ｃに１ターンで巻回された略Ｃ字形状を有する。コイル本体部１２ａは、ＸＹ平面に沿った平板である。リード部１４ａは、それぞれ、コイル本体部１２ａと同一平面に配置されている。

図２に示すように、リード部１４ａは、中間リード部１６ａと、端リード部１５ａとを有する。中間リード部１６ａは、コイル本体部１２ａのＸ軸方向の一端側に配置してある引出位置１６ａ２でコイル本体部１２ａから引き出されている。中間リード部１６ａは、コイル本体部１２ａの中心Ｏ１を通り、Ｘ軸に沿う中心線Ｌ１上に配置されている。中間リード部１６ａには、接続孔１６ａ１が形成されている。

また、端リード部１５ａは、コイル本体部１２ａのＸ軸方向の一端側に配置してある引出位置１５ａ２でコイル本体部１２ａから引き出されている。端リード部１５ａは、中心線Ｌ１からＹ軸方向にずれて配置してある。端リード部１５ａには、接続孔１５ａ１が形成されている。接続孔は基板などとの接続に用いてもよい。

図７に示すように、板状コイル１０ａは、コイル本体部１２ａと繋がっている放熱部１８を有する。放熱部１８は、板状の放熱板であり、コイル本体部１２ａを折り曲げて形成することができるが、放熱部１８を独立に形成し、コイル本体部１２ａに溶接するなどによって、形成してもよい。また、放熱部１８は、複数の短冊状に分割されていてもよい。

図７に示すように、放熱部１８は、Ｚ軸方向に沿う平面を有し、コイル本体部１２ａに対して略垂直に配置されている。なお、放熱部１８は、コイル本体部１２ａに対して所定の角度で交差していればよく、コイル本体部１２ａに対して鈍角または鋭角に傾斜して配置していてもよい。

放熱部１８の大きさおよび形状は、コイル装置１が許容できる大きさか否かと放熱性を向上させる観点から決定され得る。放熱部１８のＹ軸方向に沿った幅Ｌｙと、Ｚ軸方向に沿う長さＬｚは、特に限定されないが、放熱部１８の表面積が大きくなるように設計され得る。放熱部１８の幅Ｌｙは、図５に示すように端リード部１５ａのＹ軸方向の幅Ｌ１および中間リード部１６ａのＹ軸方向の幅Ｌ２よりも大きく設計してあってもよい。また、放熱部１８の幅Ｌｙは、コイル装置１を小型化する観点から図２に示すコイル本体部１２ａの直径Ｄ（Ｙ軸方向の幅）よりも小さく設計してもよい。

図２に示すように、板状コイル１０は、さらに、第２板状コイル１０ｂを有してもよい。第２板状コイル１０ｂは、第１板状コイル１０ａのＺ軸方向の下方に配置される。第２板状コイル１０ｂは、特に限定されないが、第１板状コイル１０ａと同様の材質で構成され得るが、必ずしも同一である必要はない。第２板状コイル１０ｂは、略一定の厚みを有する平板から形成され得る。なお、第２板状コイル１０ｂは、第１板状コイル１０ａと同一の厚みであってもよいが、異なっていてもよい。

図７に示すように、第２板状コイル１０ｂは、コイル本体部１２ｂと、コイル本体部１２ｂから引き出されるリード部１４ｂと、を有する。コイル本体部１２ｂは、コイル本体部１２ａの巻回軸Ｃと共通の巻回軸を持ち、コイル本体部１２ｂの中心Ｏ２は、巻回軸Ｃ上に配置されている。

図７に示すように、コイル本体部１２ｂは、巻回軸Ｃに１ターンで巻回されたＣ字形状を有する。コイル本体部１２ｂは、ＸＹ平面に沿った平板である。コイル本体部１２ｂは、第１板状コイル１０ａのコイル本体部１２ａと略平行に対向するように、Ｚ軸方向に離間して配置される。

図７に示すように、リード部１４ｂは、中間リード部１６ｂと、端リード部１５ｂとを有する。中間リード部１６ｂは、コイル本体部１２ｂのＸ軸方向の一端側に配置してある引出位置１６ｂ２でコイル本体部１２ｂから引き出されている。中間リード部１６ｂは、コイル本体部１２ｂの中心Ｏ２を通り、Ｘ軸に沿う中心線Ｌ２上に配置されている。

図７に示すように、中間リード部１６ｂは、クランク状に屈曲している。すなわち、中間リード部１６ｂは、引出位置１６ｂ２からＸ軸方向に引き出される第１部分１６ｂ３と、第１部分１６ｂ３の端部からＺ軸の上方に延びる第２部分１６ｂ４と、第２部分１６ｂ４の端部からＸ軸方向に延びる第３部分１６ｂ５と、を有する。第３部分１６ｂ５には、接続孔１６ｂ１が形成されている。

また、図７に示すように、端リード部１５ｂは、コイル本体部１２ｂのＸ軸方向の一端側に配置してある引出位置１５ｂ２でコイル本体部１２ｂから引き出されている。端リード部１５ｂは、中心線Ｌ２から端リード部１５ａとは反対側のＹ軸方向にずれて配置してある。

図７に示すように、端リード部１５ｂは、クランク状に屈曲している。すなわち、端リード部１５ｂは、引出位置１５ｂ２からＸ軸方向に引き出される第１部分１５ｂ３と、第１部分１５ｂ３の端部からＺ軸の上方に延びる第２部分１５ｂ４と、第２部分１５ｂ４の端部からＸ軸方向に延びる第３部分１５ｂ５と、を有する。第３部分１５ｂ５には、接続孔１５ｂ１が形成されている。接続孔は基板などとの接続に用いてもよい。

図７に示すように、第２板状コイル１０ｂは、第１板状コイル１０ａの中間リード部１６ａと、中間リード部１６ｂの第３部分１６ｂ５で接続してある。第２板状コイル１０ｂは、中間リード部１６ａの接続孔１６ａ１と中間リード部１６ｂの接続孔１６ｂ１とが連通するように配置されている。接続孔は基板などとの接続に用いてもよい。

図７に示すように、第１板状コイル１０ａおよび第２板状コイル１０ｂは、中間リード部１６ａ，１６ｂで接続されることで、一対の端リード部１５ａ，１５ｂを有する２ターン巻きの板状コイル１０を構成している。端リード部１５ａ，１５ｂは、たとえば外部回路などに接続してもよい。第１板状コイル１０ａの放熱部１８は、第２板状コイル１０ｂとは接触しておらず、放熱部１８とコイル本体部１２ｂとの間には幅Ｗ３の間隔が設けられている。

図４に示すように、ケース４０は、Ｘ軸方向に向けて開口する開口部４１を有する。ケース４０は、Ｚ軸方向の上方に配置される上方壁４３と、下方に配置される下方壁４４と、Ｘ軸およびＹ軸方向に配置される側方壁４５と、を有してもよい。上方壁４３、下方壁４４および側方壁４５の形状は、特に限定されない。側方壁４５は、たとえば、図５に示すＺ軸方向に沿って見たコア３０ａ，３０ｂおよびボビン５０の外形を囲むように形成してあることが好ましい。なお、ケース４０は、アルミニウムなどの放熱性に優れた金属などで構成され、たとえば１枚の金属板などを折曲成形することにより形成されることが好ましいが、放熱性に優れた樹脂やセラミックなどで構成してもよい。

図２に示すように、コイル装置１は、ボビン５０を有していてもよく、ボビン５０には、ワイヤ８０を巻回していてもよい。ボビン５０は、たとえばＰＰＳ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＬＣＰ、ナイロン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。ワイヤ８０としては、たとえば、銅（Ｃｕ）などの良導体からなる芯材を、イミド変成ポリウレタンなどからなる絶縁材で覆い、さらに最表面をポリエステルなどの薄い樹脂膜で覆ったものなどを用いてもよいが、その他の構成のワイヤであってもよい。

図３に示すように、ボビン５０は、ボビン本体６５と、ボビン本体６５のＺ軸方向の上方に取り付けられる上方鍔部５２と、Ｚ軸方向の下方に取り付けられる下方鍔部６０と、を有する。ボビン５０は、上方鍔部５２、ボビン本体６５および下方鍔部６０をＺ軸方向に貫通する貫通孔５１を有する。

図３に示すように、ボビン本体６５には、Ｚ軸方向の上方に第１板状コイル１０ａのコイル本体部１２ａを取り付ける本体上端鍔６６が形成してある。本体上端鍔６６には、図７に示す第１板状コイル１０ａが取り付けた時に端リード部１５ａと中間リード部１６ａと短絡を防ぐ絶縁突起６９が形成してある。絶縁突起６９は、第１板状コイル１０ａの位置決めをすることができる。

図３に示すように、本体上端鍔６６には、突起部６８ａ，６８ｂが形成してある。突起部６８ａ，６８ｂは、本体上端鍔６６のＸ軸方向の端部から突出している。また、本体上端鍔６６には、切り欠き部６７が形成してある。切り欠き部６７は、突起部６８ａ，６８ｂの間に配置してある。

ボビン本体６５には、Ｚ軸方向の下方に第２板状コイル１０ｂのコイル本体部１２ｂを取り付ける本体下端鍔７０が形成してある。本体下端鍔７０には、本体上端鍔６６と同様に、図７に示す第２板状コイル１０ｂが取り付ける場合に、端リード部１５ｂと中間リード部１６ｂと短絡を防ぐ図示しない絶縁突起が形成してあってもよい。

図３に示すように、本体下端鍔７０には、突起部７２ａ，７２ｂが形成してある。突起部７２ａ，７２ｂは、本体下端鍔７０のＸ軸方向の端部から、本体上端鍔６６の突起部６８ａ，６８ｂと同じ方向に突出している。また、本体下端鍔７０には、切り欠き部７１が形成してある。切り欠き部７１は、突起部７２ａ，７２ｂの間に配置してある。

図８に示すように、突起部６８ａ，７２ａは、それぞれＺ軸方向に並んで配置してある。また、突起部６８ｂ，７２ｂは、それぞれＺ軸方向に並んで配置してある。ボビン５０に第１板状コイル１０ａが取り付けられていると、放熱部１８が、切り欠き部６７，７１に配置される。突起部６８ａ，６８ｂ，７２ａ，７２ｂは、放熱部１８よりもＸ軸方向の外側に突出している。

図３に示すように、ボビン本体６５には、中間鍔７５ａ，７５ｂが形成してある。図６に示すように、ボビン本体６５には、ワイヤ８０を巻回することができる。たとえば、本体上端鍔６６と中間鍔７５ａとの間に巻線部８２ａが配置してある。中間鍔７５ａ，７５ｂの間に巻線部８２ｂが配置してある。中間鍔７５ｂと本体下端鍔７０との間に巻線部８２ｃが配置してある。

ワイヤ８０の巻回方法は、特に限定されず、たとえば、ワイヤ８０は、巻線部８２ａ，８２ｂでα巻、巻線部８２ｃでは通常巻きであってもよい。また、巻線部８２ａ，８２ｂ，８２ｃの巻き数は、特に限定されず、それぞれ単数巻きまたは複数巻きであってもよい。

図３に示すように、上方鍔部５２には、Ｘ軸方向の一端に突出部５３が形成してある。突出部５３には、第１溝５５および第２溝５６が形成してある。たとえば、第１溝５５および第２溝５６は、Ｙ軸に沿って延在するように構成してもよい。たとえば図５に示すように、第１溝５５には、引出部８４が配置され、第２溝５６には、引出部８６が配置される。引出部８４，８６の先端に外部端子８８を取り付け、溝５５，５６に配置することで、引出位置を自由に変更し、基板１０２などに応じて、コイル装置１を取り付けることができる。

図３に示すように、上方鍔部５２には、Ｘ軸方向の他端にブロック保持部５７が形成してある。また、下方鍔部６０には、Ｘ軸方向の他端にブロック保持部６１が形成してある。図６に示すように、ブロック保持部５７，６１には、それぞれ、たとえばアルミニウムなどの金属、あるいはその他の熱伝導性の高い材質で形成されている放熱ブロック３を取り付けてもよい。

上方鍔部５２は、係止片５８をボビン本体６５の係止溝７７に嵌め込むことでボビン本体６５に取り付けることができる。図６に示すように、上方鍔部５２は、本体上端鍔６６との間に、第１板状コイル１０ａのコイル本体部１２ａを挟むように取り付けてもよい。第１板状コイル１０ａは、貫通孔５１に巻回軸Ｃが位置するボビン５０に取り付けられる。

下方鍔部６０も上方鍔部５２と同様に、係止片６２を図示しないボビン本体６５の係止溝に嵌め込むことでボビン本体６５に取り付けることができる。図６に示すように、下方鍔部６０は、本体下端鍔７０との間に、第２板状コイル１０ｂのコイル本体部１２ｂを挟むように取り付けてもよい。第２板状コイル１０ｂは、貫通孔５１に巻回軸Ｃが位置するボビン５０に取り付けられる。また、図２に示すボビンカバー２をＹ軸方向の両側から取り付けていてもよい。

図２に示すように、コイル装置１は、コア３０ａ，３０ｂを有していてもよい。コア３０ａ，３０ｂは、それぞれ、ベース部３１と、中脚部３２と、一対の外脚部３３と、を有する。

コア３０ａ，３０ｂの材質は特に限定されないが、磁性体単独、あるいは磁性体と樹脂とを含む材料で形成されてもよい。コアを構成する磁性材料としては、フェライトや金属磁性体が例示される。フェライトとしては、Ｍｎ系フェライト、Ｎｉ－Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ－Ｚｎ系フェライト等が例示される。金属磁性体としては、特に限定されないが、Ｆｅ－Ｎｉ合金、Ｆｅ－Ｓｉ合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ合金、Ｆｅ－Ｃｏ合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ合金、アモルファス鉄等が例示される。樹脂としては、特に限定されないが、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、その他の合成樹脂、あるいはその他の非磁性材料等が例示される。なお、コアは、金属磁性体の焼結体であってもよい。

図６に示すように、コア３０ａのベース部３１は、上方鍔部５２のＺ軸方向の上方に配置され、コア３０ｂのベース部３１は、下方鍔部６０のＺ軸方向の下方に配置される。中脚部３２は、貫通孔５１に挿入される。図８に示すように、外脚部３３は、それぞれボビンカバー２のＹ軸方向の外側に配置される。

図６に示すように、板状コイル１０、ボビン５０、ワイヤ８０、コア３０ａ，３０ｂおよび放熱ブロック３は、ケース４０に収容されている。また、ケース４０には、放熱樹脂１００が充填されている。放熱樹脂１００は、板状コイル１０、ボビン５０、ワイヤ８０、コア３０ａ，３０ｂおよび放熱ブロック３の各部位に接触していてもよい。

図６に示すように、本体上端鍔６６の突起部６８ａ（６８ｂ）および本体下端鍔７０の突起部７２ａ（７２ｂ）は、Ｙ軸方向の側方壁４５に当接していてもよい。突起部６８ａ，６８ｂ，７２ａ，７２ｂが側方壁４５に当接しているとき、Ｙ軸方向の側方壁４５と放熱部１８との間に幅Ｗ１の隙間が設けられ、放熱部１８の端部１９と下方壁４４との間に幅Ｗ２の隙間が設けられる。

幅Ｗ１，Ｗ２は特に限定されないが、幅Ｗ１、Ｗ２が狭いほど、放熱部１８から放熱樹脂１００を介したケース４０への放熱の効率が高められる。所定の幅Ｗ１，Ｗ２を有することで、コイル装置１では、ケース４０と板状コイル１０との絶縁は保たれている。なお、樹脂などの絶縁性のケースでは、幅Ｗ１，Ｗ２を設けずに、板状コイルに接触するように配置して、放熱部から直接ケースに放熱してもよい。また、放熱部１８とコイル本体部１２ｂとの間には幅Ｗ３の間隔が設けられている。幅Ｗ３は特に限定されず、コイル本体部１２ａ，１２ｂ間の短絡が防止される程度の幅であることが好ましい。

図６に示すように、第１板状コイル１０ａがケース４０の下方壁４４から遠い側に位置に配置される場合には、コイル装置１において第１板状コイル１０ａがより高温になりやすい。第１板状コイル１０ａは、コイル本体部１２ａに対して所定の角度に交差する放熱部１８と、を有しており、板状コイルで発生する熱を、コイル本体部１２ａに対して所定の角度に交差する放熱部１８を介して放熱することができ、板状コイルの放熱性が向上する。

図６に示すように、第１板状コイル１０ａを構成する平板の厚さＴ１は特に限定されないが、第２板状コイル１０ｂを構成する平板の厚さＴ２よりも厚く設計されていてもよい。高温になりやすい第１板状コイル１０ａの厚さＴ１が、第２板状コイル１０ｂの厚さＴ２の１．１倍以上であることが好ましく、１．２倍以上であることが好ましくは、１．３倍以上であることが特に好ましい。第１板状コイル１０ａの厚さＴ１が、第２板状コイル１０ｂの厚さＴ２の１．３倍程度であることで、放熱性をより向上させることができる。

放熱部１８がコイル本体部１２ａに対して交差する所定角度は、特に限定されない。たとえば、図６に示すように、放熱部１８は、板状コイル１０のＺ軸方向に沿うように（すなわち、所定角度が略９０°になるように）配置してあってもよい。放熱部１８がＺ軸方向に沿うように配置されると、放熱部１８がＸ軸方向を覆うケース４０の側方壁４５に対して対向するため放熱性が向上すると共に、省スペース化を実現できる。

図７に示すように、放熱部１８は、Ｘ軸の一方側にあり、リード部１４ａは、Ｘ軸の他方側に配置してあってもよい。すなわち、放熱部１８は、コイル本体部１２ａを挟んでリード部１４ａとは反対側に配置してあってもよい。放熱部１８がこのように配置されることで、板状コイルで発生する熱を、より効果的にコイル装置の外に放出することができる。

図７に示すように、第２板状コイル１０ｂは、放熱部１８ａ，１８ｂと、を有してもよい。第２板状コイル１０ｂの放熱部１８ａ，１８ｂは、第１板状コイル１０ａの放熱部１８と同様に、放熱性を向上させることができる。

図１に示すように、コイル装置１は、ケース４０の内部に充填される放熱性樹脂１００と、を有する。なお、ケース４０は金属や樹脂あるいはそれらの複合材料でも形成してもよいが、熱伝導率が高い材料で形成されていることが好ましい。放熱性樹脂１００は、たとえばポッティング樹脂であり、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂あるいはエポキシ樹脂等で構成してもよい。

コイル装置１では、板状コイル１０がケース４０に覆われると共に、放熱性樹脂１００に浸漬される。そのため、板状コイル１０で発生する熱が、放熱部１８から放熱樹脂１００を介してケース４０に伝わり易くなる。そして、ケース４０を介して放熱することで、コイル装置１の放熱性が向上する。

図６に示すように、コイル装置１では、ワイヤ８０が、第１板状コイル１０ａのコイル本体部１２ａと第２板状コイル１０ｂのコイル本体部１２ｂとの間に巻回されて配置されていてもよい。コイル装置１では、板状コイルとワイヤの巻線型コイルとの結合係数を高めることも可能であり、これらの放熱も効率的に行うことができる。

図６に示すように、コイル装置１では、第１板状コイル１０ａに具備してある放熱部１８が、第２板状コイル１０ｂのコイル本体部１２ｂよりもケース４０の下方壁４４に近接する端部１９を有してもよい。

図６に示すように、放熱部１８の端部１９が、ケース４０の下方壁４４に近接していることで、下方壁４４から遠い側に位置に配置してあり、より高温になりやすい第１板状コイル１０ａで生じる熱を、放熱部１８から放熱樹脂１００を介して下方壁４４に効率的に放熱することができる。たとえば、図６に示すように、コイル装置１が、冷却装置などを備えた基板１０２などに対して、下方壁４４が接触するように取り付けられる場合などでは、特に効率的にコイル装置１の放熱を行うことができる。

なお、図１に示すコイル装置１では、放熱部を有しない板状コイルを用いたコイル装置を同条件で使用した場合と比較して、最も高温になる第１板状コイル１０ａの温度を、具体的には５％以上低くすることができ、より好適には１０％以上低くすることも可能である。

図１に示すように、コイル装置１は、板状コイル１０が配置されるボビン５０と、板状コイル１０の巻回軸Ｃに配置されるコア３０ａ，３０ｂと、を有していてもよい。コイル装置１が、コア３０ａ，３０ｂを有していても、コア３０ａ，３０ｂで生じる熱もケース４０の外側に放出することができる。コイル装置のボビンには、板状コイル以外に、たとえばワイヤ８０を巻回することも可能である。

図１に示すように、ケース４０は、側方に向けて開口する開口部４１を有してもよい。ケース４０が、側方（たとえばＸ軸方向）に向けて開口する開口部４１を有する場合には、開口部４１を介して、ケース４０の側方からリード部１４ａ，１４ｂをケース４０の外側に引き出すことが可能であり、ケース４０のＺ軸方向の上部からリード部１４ａ，１４ｂをケース４０の外側に引き出す必要がない。そのため、位置決めなどのために、ボビン５０の上部をケース４０の外側に突出させる必要がなく、その分だけ、ボビン５０の高さを低くし、コイル装置１の低背化を図ることができる。

図６に示すように、放熱部１８は、ケース４０の側方壁４５に沿って離間して配置してあってもよい。放熱性樹脂１００は、ケース４０および放熱部１８に接触している。放熱部１８がケース４０の側方壁４５に沿って配置してあり、放熱性樹脂１００は、側方壁４５および下方壁４４の間に配置してあることで、放熱部１８から放熱性樹脂１００を介してよりケース４０に熱が伝わり易くなる。放熱性樹脂１００、放熱部１８およびケース４０が、このように配置されることで、板状コイル１０で発生する熱が、放熱性樹脂１００を介して、放熱部１８からケース４０に伝わりやすくなる。

図３に示すように、ボビン５０は、突起部６８ａ，６８ｂを有してもよい。また、図５に示すように、ボビン５０は、放熱部１８が配置される切り欠き部６７を有してもよい。突起部６８ａ，６８ｂは、図６に示すように、放熱部１８をケース４０の側方壁４５から離間させることができる。

突起部６８ａ，６８ｂは、放熱部１８と側方壁４５との間の絶縁を確保することもできる。放熱部１８が切り欠き部６７に配置されることで、放熱部１８とケース４０との短絡がより効果的に抑止できる。このように、放熱部１８と側方壁４５との絶縁を確保しつつ、放熱部１８を側方壁４５へ接近して配置することで、放熱部１８から側方壁４５により効率的に放熱することができる。

図３に示すように、ボビン５０は、放熱性樹脂１００から一部が露出する突出部５３を有してもよい。図１に示すように、ボビン５０にワイヤ８０を巻回する場合には、巻線部８２ａ，８２ｂ，８２ｃからの引出部８４，８６をボビン５０の突出部５３に固定しつつ、所望の引き出し方向（図１ではＹ軸に沿う方向）に引き出すことも可能になる。

図６に示すように、板状コイル１０の近くにボビン５０の鍔部５２，６０の一部である絶縁壁を介して取り付けられる放熱ブロック３を有してもよい。放熱ブロック３には伝熱し易く、板状コイルからの放熱をより効率的に行うことができる。特に、高温になりやすい第１板状コイル１０ａの近くに放熱ブロック３が配置されることで、より効率的に放熱される。図６に示すように、第１板状コイル１０ａのＺ軸方向の上方に配置された放熱ブロック３の上方にケース４０の上方壁４３が配置されていることで、より効率的に放熱される。

具体的には、図１に示すコイル装置１では、放熱ブロックを有しないコイル装置を同条件で使用した場合と比較して、最も高温になる第１板状コイル１０ａの温度を、２％以上低くすることも可能である。

第２実施形態
以下、図１０に示すコイル装置１ａについて、第１実施形態と共通する部分の説明は省略し、以下、異なる部分について主として詳細に説明する。以下において説明しない部分は、第１実施形態の説明と同様である。コイル装置１ａは、主として第１板状コイル１０ａの構成が、図１に示すコイル装置１とは異なる。

コイル装置１ａは、図９に示す第１板状コイル１０ａを有する。図９に示すように、本実施形態の第１板状コイル１０ａは、放熱部１８１，１８２を有する。放熱部１８１，１８２は、それぞれ、コイル本体部１２ａのＹ軸方向両側からＺ軸方向の下方に向けて延在している。なお、図１０に示すように、放熱部１８１，１８２は、第２板状コイル１０ｂのコイル本体部１２ｂとは接触しておらず、所定の幅Ｗ４を空けて配置してある。幅Ｗ４は、第１実施形態の幅Ｗ３と同様に設計してもよい。

第３実施形態
以下、図１１に示すコイル装置１ｂについて、第１実施形態と共通する部分の説明は省略し、以下、異なる部分について主として詳細に説明する。以下において説明しない部分は、第１実施形態の説明と同様である。コイル装置１ｂは、主としてケース４０ａの構成が、図１に示すコイル装置１のケース４０とは異なる。

図１１に示すように、ケース４０ａは、Ｚ軸方向の上方に向けて開口する開口部４１を有する。ケース４０は、下方に配置される下方壁４４ａと、Ｚ軸方向に略垂直な法線を有する側方壁４５ａと、を有する。下方壁４４ａおよび側方壁４５ａの形状は、特に限定されない。側方壁４５ａは、たとえば、Ｘ軸に垂直な壁面、Ｙ軸に垂直な壁面を構成していてもよい。

また、図１３に示すように、コイル装置１ｂは、第１板状コイル１０ａの構成が、コイル装置１とは異なる。本実施形態の第１板状コイル１０ａは、端リード部１１５ａと、中間リード部１１６ａと、を有する。

図１３に示すように、端リード部１１５ａは、クランク状に屈曲している。すなわち、端リード部１１５ａは、コイル本体部１２ａからＸ軸方向に引き出される第１部分１１５ａ３と、第１部分１１５ａ３の端部からＺ軸の上方に延びる第２部分１１５ａ４と、第２部分１１５ａ４の端部からＸ軸方向に延びる第３部分１５ａ５と、を有する。

図１３に示すように、中間リード部１１６ａは、クランク状に屈曲している。すなわち、中間リード部１１６ａは、コイル本体部１２ａからＸ軸方向に引き出される第１部分１１６ａ３と、第１部分１１６ａ３の端部からＺ軸の上方に延びる第２部分１１６ａ４と、第２部分１１６ａ４の端部からＸ軸方向に延びる第３部分１１６ａ５と、を有する。

図１２に示すように、中間リード部１１６ａは、第３部分１１６ａ５がケース４０ａの側方壁４５ａのＺ軸方向の上方に位置するように配置してある。端リード部１１５ａも中間リード部１１６ａと同様に、第３部分１１５ａ５がケース４０ａの側方壁４５ａのＺ軸方向の上方に位置するように配置してある。

図１２に示すように、中間リード部１６ｂおよび端リード部１５ｂの第３部分１６ｂ４，１５ｂ４と側方壁４５ａとの間に幅Ｗ５の隙間が設けられている。幅Ｗ５は、第１実施形態の幅Ｗ２と同様に設計してもよい。

なお、上述した実施形態は、特許請求の範囲の要旨を逸脱しない範囲内での種々、設計変更した形態も技術的範囲に含むものである。

１，１ａ，１ｂ…コイル装置
１０…板状コイル
１０ａ…第１板状コイル
１２ａ…コイル本体部
１４ａ，１１４ａ…リード部
１５ａ，１１５ａ…端リード部
１５ａ１…接続孔
１５ａ２…引出位置
１１５ａ３…第１部分
１１５ａ４…第２部分
１１５ａ５…第３部分
１６ａ，１１６ａ…中間リード部
１６ａ１…接続孔
１６ａ２…引出位置
１１６ａ３…第１部分
１１６ａ４…第２部分
１１６ａ５…第３部分
１８，１８１，１８２…放熱部
１９…端部
１０ｂ…第２板状コイル
１２ｂ…コイル本体部
１４ｂ…リード部
１５ｂ…端リード部
１５ｂ１…接続孔
１５ｂ２…引出位置
１５ｂ３…第１部分
１５ｂ４…第２部分
１５ｂ５…第３部分
１６ｂ…中間リード部
１６ｂ１…接続孔
１６ｂ２…引出位置
１６ｂ３…第１部分
１６ｂ４…第２部分
１６ｂ５…第３部分
１８ａ，１８ｂ…放熱部
３０ａ，３０ｂ…コア
３１…ベース部
３２…中脚部
３３…外脚部
４０，４０ａ…ケース
４１，４１ａ…開口部
４３…上方壁
４４，４４ａ…下方壁
４５，４５ａ…側方壁
５０…ボビン
５１…貫通孔
５２…上方鍔部
５３…突出部
５５…第１溝
５６…第２溝
５７…ブロック保持部
５８…係止片
６０…下方鍔部
６１…ブロック保持部
６２…係止片
６５…ボビン本体
６６…本体上端鍔
６７…切り欠き部
６８ａ，６８ｂ…突起部
６９…絶縁突起
７０…本体下端鍔
７１…切り欠き部
７２ａ，７２ｂ…突起部
７５ａ，７５ｂ…中間鍔
７７…係止溝
８０…ワイヤ
８２ａ，８２ｂ，８２ｃ…巻線部
８４，８６…引出部
８８…外部端子
１００…放熱性樹脂
１０２…基板
２…ボビンカバー
３…放熱ブロック

Claims (14)

1. 平板状のコイル本体部と、前記コイル本体部から引き出されるリード部と、前記コイル本体部の前記リード部の引出位置とは異なる位置で前記コイル本体部に対して所定の角度に交差する放熱部と、を有する板状コイル。
2. 請求項１に記載の板状コイルと、
   前記板状コイルが収容されるケースと、
   前記ケースの内部に充填される放熱性樹脂と、を有するコイル装置。
3. 前記板状コイルが配置されるボビンと、
   前記板状コイルの巻回軸に配置されるコアと、を有し、
   前記ケースは、側方に向けて開口する開口部を有する請求項２に記載のコイル装置。
4. 前記板状コイルが配置されるボビンと、
   前記板状コイルの巻回軸に配置されるコアと、を有し、
   前記ケースは、上方に向けて開口する開口部を有する請求項２に記載のコイル装置。
5. 前記放熱部は、前記コイル本体部を挟んで前記リード部とは反対側に配置してある請求項２～４のいずれかに記載のコイル装置。
6. 前記放熱部は、前記ケースの側方壁に沿って離間して配置してある請求項２～４のいずれかに記載のコイル装置。
7. 前記放熱性樹脂は、前記ケースおよび前記放熱部に接触している請求項２～４のいずれかに記載のコイル装置。
8. 前記板状コイルは、前記放熱部を有する第１板状コイルと、前記第１板状コイルのリード部と接続してある第２板状コイルと、を有し、
   前記第２板状コイルのコイル本体部が、前記第１板状コイルのコイル本体部に、対向するように離間して配置してある請求項２～４のいずれかに記載のコイル装置。
9. 前記放熱部が、前記第２板状コイルのコイル本体部よりも前記ケースの下方壁に近接する端部を有する請求項８に記載のコイル装置。
10. 前記ボビンは、前記放熱部を前記ケースの側方壁から離間させる突起部を有する請求項３または４に記載のコイル装置。
11. 前記ボビンは、前記放熱部が配置される切り欠き部を有する請求項３または４に記載のコイル装置。
12. 前記ボビンは、前記放熱性樹脂から一部が露出する突出部を有する請求項３または４に記載のコイル装置。
13. 前記板状コイルの近くに絶縁壁を介して取り付けられる放熱ブロックを有する請求項２～４のいずれかに記載のコイル装置。
14. 前記絶縁壁は、ボビンの鍔部である請求項１３に記載のコイル装置。

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