JP4978647B2 - コイル部品、トランス及びスイッチング電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、コイル部品、トランス及びスイッチング電源装置に関する。

自動車の搭載部品として、高電圧を低電圧に変換、あるいは、低電圧を高電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ等のスイッチング電源装置が知られている。スイッチング電源装置に用いられるコイル部品の一つとして、特許文献１記載のものが知られている。特許文献１記載のコイル部品は、２つの磁芯脚部（両脚部）と、２つの磁芯基部とを有し、両脚部と基部を一方向に周回する磁束が形成されるように、それぞれの脚部に巻線が巻回された構成を有する。

特開平２−４２１７号公報

しかしながら、特許文献１記載のコイル部品を、例えばスイッチング電源装置のチョークコイルとして用いた場合、コイル部品を構成するコイルには大量の電流が流れるためコイルによる発熱が大きく、この発熱の影響により、コイル自体の劣化やコイル部品の周辺に配置される各機器等の機能の低下等を招く可能性がある。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、コイル巻線における発熱に対する放熱性をより高めたコイル部品、トランス及びスイッチング電源装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るコイル部品は、第１軸線の周りに巻回され、その中央に開口を有する第１コイル巻線と、前記第１軸線に沿う第２軸線の周りに巻回され前記第１コイル巻線に並設され、その中央に開口を有する第２コイル巻線と、前記第１コイル巻線の一方の端部と、前記第２コイル巻線の一方の端部と、を電気的に接続する接続部材と、前記接続部材に接するように設けられた電気絶縁性を有する熱伝導性部材と、を備え、前記第１コイル巻線及び前記第２コイル巻線を流れる電流により、前記第１コイル巻線の前記開口内を貫き、さらに前記第２コイル巻線の前記開口内を前記第１コイル巻線の前記開口内を貫く方向とは逆の方向に貫く磁束を生じるように、前記第１コイル巻線及び前記第２コイル巻線のそれぞれが巻回されることを特徴とする。

上記のコイル部品によれば、第１コイル巻線と第２コイル巻線との端部同士を電気的に接続する接続部材に対して電気絶縁性を有する熱伝導性部材がさらに接続されることにより、第１及び第２コイル巻線において発生する熱を熱伝導性部材から放熱させることができるため、第１及び第２コイル巻線における発熱に対する放熱性がより高められる。

ここで、前記接続部材は、前記第１コイル巻線及び前記第２コイル巻線の端部のうち、前記第１軸線及び第２軸線の延びる方向に沿って前記第１コイル巻線及び前記第２コイル巻線に対して同一の方向にある端部同士を接続する態様とすることができる。

また、前記第１コイル巻線と前記第２コイル巻線とは、同一形状の部材からなる態様とすることができる。

この場合、同一形状の部材を第１及び第２コイル巻線として用いることができるため、それぞれのコイル巻線を個別に作製する工程を省略することができ、コイル巻線を作成する際の作業量を軽減することができる。

また、前記第１コイル巻線及び前記第２コイル巻線のそれぞれは、有端リング状の板状のコイル部材を複数連結させてなる態様とすることができる。このように、第１コイル巻線及び第２コイル巻線のそれぞれが板状のコイル部材を連結することにより形成される場合、これらのコイル巻線を流れる電流は非常に大きくなるため、熱伝導性部材を取り付けることで放熱をすることにより、コイル部品等の機能の低下をより適切に回避することができる。

さらに、前記第１コイル巻線と前記第２コイル巻線とを挟み込む一対の磁性体コア部材を備える態様とすることができる。上記の熱伝導性部材による放熱に係る効果は、一対の磁性体コア部材により第１コイル巻線及び第２コイル巻線が挟み込まれた構成である場合に効果的に用いられる。

本発明のトランスは、上記のコイル部品を備えることを特徴とする。この場合、コイル巻線からの放熱性がより高められたコイル部品を用いたトランスを得ることができる。

また、本発明に係るスイッチング電源装置は、上記のコイル部品を備えることを特徴とする。この場合、コイル巻線からの放熱性がより高められたコイル部品を用いたスイッチング電源装置を得ることができる。

また、上記のスイッチング電源装置においては、前記接続部材は、前記スイッチング電源装置の筺体に対して、前記熱伝導性部材が接する態様とすることができる。

上記のようにスイッチング電源装置の筺体に対して熱伝導性部材が接することにより、接続部材が熱伝導性部材を介して接続され、例えばスイッチング電源装置の筺体がヒートシンクの一部として機能する場合には、コイル巻線から発生する熱をこの筺体に対して熱伝導性部材を介してより効果的に放出することができるため、コイル巻線の発熱に対する放熱性をより高めることができる。

本発明によれば、コイル巻線における発熱に対する放熱性をより高めたコイル部品、トランス及びスイッチング電源装置が提供される。

本実施形態に係るコイル部品を示す斜視図である。 （ａ）は図１のコイル部品に含まれるコイル巻線の平面図であり、（ｂ）はコイル巻線の底面図である。 コイル巻線の側面図である。 コイル部品の他の形態を示す斜視図である。 図４のコイル部品の底面側からの斜視図である。 （ａ）は図４のコイル部品の一部の構成を説明する平面図であり、（ｂ）はコイル部品の一部の構成を説明する底面図である。 （ａ）は図６（ａ）のコイル部品のVIIＡ−VIIＡ線における端面を示す図であり、（ｂ）は図６（ａ）のコイル部品のVIIＢ−VIIＢ線における端面を示す図である。 磁性体コア部材を更に備えるコイル部品の分解斜視図である。 本実施形態に係るスイッチング電源装置の回路図である。 本実施形態に係るスイッチング電源装置の斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

まず、図１〜図３を参照して、本実施形態に係るコイル部品の構成を説明する。図１は、本実施形態に係るコイル部品を示す斜視図である。図２は、図１のコイル部品の底面側からの斜視図である。図２（ａ）は、コイル部品を構成するコイル巻線の平面図であり、図２（ｂ）は、このコイル巻線の底面図である。また、図３は、コイル巻線の側面図である。

図１に示すコイル部品１は、インダクタンス素子、コンバータ、インバータ等のスイッチング電源装置、ノイズフィルタ等に用いられるものである。コイル部品１は、導体板からなる２つのコイル巻線２（第１コイル巻線２Ａ及び第２コイル巻線２Ｂ）と、この２つのコイル巻線２（２Ａ，２Ｂ）の間を電気的に直列に接続する接続部材（接続用バスバー）３と、接続部材３に接続される電気絶縁性を有する部材である熱伝導性部材（放熱部材）５と、を含んで構成される。

本実施形態に係るコイル部品１では、第１コイル巻線２Ａと第２コイル巻線２Ｂが同一形状の部材であるコイル巻線２により構成される。コイル巻線２は、図１〜図３に示すように、間を隔てて並設された有端リング状であり且つ板状の第１及び第２のコイル部材１０，１２を、所定の巻き方向に連なるように連結させたものである。

有端リング状の第１及び第２のコイル部材１０，１２はいわゆるＣ字状を呈しており、中央に円形状の開口１４，１６を有している。また、第１及び第２のコイル部材１０，１２の一端と他端との間は、内周から外周まで延びるスリット２０，２２になっている。第１コイル部材１０と第２のコイル部材１２とは、開口１４，１６が連通するように同軸上に重なり合っている。なお、第１コイル部材１０と第２のコイル部材１２とは、スリット２０とスリット２２との位置をずらした状態で（つまりこれらが連通しないように）重なり合っている。そのため、第１のコイル部材１０の他端部が第２のコイル部材１２の一端部と重なり合うことになる。なお第１及び第２のコイル部材１０，１２の形状は上記のＣ字状の有端リング状に限られず、例えば楕円形状や、四角形状等の他の形状であってもよい。

第１のコイル部材１０の一端部には、開口１４の中心軸線に対し外方に向かって突出する第１の端子部（電気的接続端子部）２４が一体的に設けられており、第１のコイル部材１０の他端部はＵ字状の連結部１８を介して第２のコイル部材１２の一端部に連結されている。第２のコイル部材１２の他端部には、開口１６の中心軸線に対し外方に向かって突出する第２の端子部２６が一体的に設けられている。

第１のコイル部材１０の内周縁には、外方に向けて切り込まれた切込部３０が形成されている。さらに、第１のコイル部材１０の外周縁のうち、開口１４の中心軸線と切込部３０とを結ぶ線を延長した領域には、第１のコイル部材１０の外周縁が径方向に大きくなるように、外方に膨らんだ突出部３４が設けられる。

一方、第２のコイル部材１２の内周縁には、外方に向けて切り込まれた切込部３２が形成されている。さらに、第２のコイル部材１２の外周縁のうち、開口１６の中心軸と切込部３２とを結ぶ線を延長した領域には、第２のコイル部材１２の外周縁が径方向に大きくなるように、外方に膨らんだ突出部３６が設けられる。

切込部３０，３２は、第１及び第２のコイル部材１０，１２の厚さ方向に貫通している。開口１４，１６の中心軸線方向から見ると、切込部３０，３２は、開口１４，１６の周縁に沿って所定の幅を有しており、開口１４，１６の径方向に所定の奥行きを有している。また、第１のコイル部材１０に設けられる切込部３０と、第２のコイル部材１２に設けられる切込部３２とは、開口１４，１６の中心軸線方向から見たときに、互いに異なる位置に設けられる。また、第１のコイル部材１０に設けられる突出部３４と、第２のコイル部材１２に設けられる突出部３６とは、それぞれ第１及び第２のコイル部材１０，１２の外周縁に沿って所定の幅を有しており、外周縁が外方へ所定の幅だけ突出するように設けられる。

また、突出部３４，３６はそれぞれ開口１４，１６の中心軸線と切込部３０，３２とを結んだ直線を延長した外周縁に設けられる。これにより、切込部３０，３２の形成領域における第１及び第２のコイル部材１０，１２の幅（導体板の幅）を確保し、切込部３０，３２の周囲で第１及び第２のコイル部材１０，１２が細くなり、発熱等の原因となる電気抵抗が増加することを回避している。このように本実施形態では、切込部３０，３２の形成領域における第１及び第２のコイル部材１０，１２の幅を、突出部３４，３６を設けることにより確保して、導体板の幅と厚みとで決まる各コイル部材１０，１２の断面積の減少による電気抵抗の増加を抑えている。なお、突出部３４，３６は、開口１４，１６の中心軸線方向から見ると互いに異なる位置に設けられる。

さらに、第１及び第２のコイル部材１０，１２はそれぞれ突出部３４，３６とは異なる突出部３３，３５を備える。突出部３３は、第１のコイル部材１０の外周のうち上述の突出部３４とは異なる位置（例えば、図２（ａ）に示すように、コイル巻線２が巻回される軸線を基準として連結部１８に対して９０度となる位置）に設けられる。また、突出部３５は、第２のコイル部材１２の外周のうち上述の突出部３６とは異なる位置（例えば、図２（ｂ）に示すように、コイル巻線２が巻回される軸線を基準として連結部１８に対して−９０度となる位置）に設けられる。このように、第１及び第２のコイル部材１０，１２は、複数の突出部を備えていてもよい。

以上の構成を有するコイル巻線２は、電気伝導性が高い一枚の基板を打ち抜き加工することで形成可能である。より具体的には、銅板、アルミニウム板等の基板から、第１の端子部２４と、第１の端子部２４に連続する第１のコイル部材１０と、第２のコイル部材１２と、第２のコイル部材１２に連続する第２の端子部２６と、第１及び第２のコイル部材１０，１２を連結するＩ字状の連結部１８と、を打ち抜き加工により得る。そして、連結部１８をＵ字状に屈曲させることによって第１のコイル部材１０と第２のコイル部材１２とを所定の間隙をもって重ね合わせる。これにより、導体板からなるコイル巻線２が完成する。なお、コイル巻線２はこのような折り曲げコイルに限られず、例えば、コイル部材と連結部とをねじ留めしたものであってもよいし、溶接したものであってもよい。また、リベットで固定してもよい。

本実施形態に係るコイル部品１では、図１に示すように、並設される２つのコイル巻線２（第１コイル巻線２Ａと第２コイル巻線２Ｂ）の双方の第２の端子部２６が接続部材３を介して接続された構成を備える。このとき、第１コイル巻線２Ａは第１軸線Ａ１の周りに巻回された構成であり、第２コイル巻線２Ｂは第１軸線Ａ１に平行な第２軸線Ａ２の周りに巻回された構成である。なお、第１軸線Ａ１と第２軸線Ａ２とは実質的に平行であればよく、例えば、製造時等に発生する誤差による傾きを許容して、一方が他方に沿っていればよい。

ここで、接続部材３は、第１コイル巻線２Ａと第２コイル巻線２Ｂの双方の第２の端子部２６を接続するために、第２コイル巻線２Ｂの第１の端子部２４の下部を通過するように折り曲げられる。そして、図１に示す第２軸線Ａ２の上方から見た場合に、接続部材３と第２コイル巻線２Ｂの第１の端子部２４とが重なるように立体的に交差して配置される。

コイル部品１を構成する第１コイル巻線２Ａと第２コイル巻線２Ｂとは、同一部材からなるため、各コイル巻線のそれぞれを図１の上面から底面方向に向かって見た場合に、コイルの巻回する方向は同じである。そして、上記のように、接続部材３により、第１軸線Ａ１及び第２軸線Ａ２に沿って第１コイル巻線２Ａ及び第２コイル巻線２Ｂに対して同一の方向に配置される第２の端子部２６同士が接続される。これにより、並設された第１コイル巻線２Ａ及び第２コイル巻線２Ｂを一のコイル端面側から（例えば、図１の上面から底面方向に向かって）見たときに、第１コイル巻線２Ａ及び第２コイル巻線２Ｂの端子部２４，２６のうちの奥側（底面側から上面方向を見た場合には手前側）の端子部同士が接続部材３により接続される構成となる。さらに、図１に示すように、並設される２つのコイル巻線２（２Ａ，２Ｂ）の並び方向に、第１コイル巻線２Ａの第１の端子部２４及び第２の端子部２６、第２コイル巻線２Ｂの第１の端子部２４及び第２の端子部２６が、この順序となるように配置される。この接続部材３と２つのコイル巻線２の第２端子部２６とは、それぞれネジ３８により固定される。

これにより、第１コイル巻線２Ａの第１の端子部２４に入力された電流は、第１のコイル部材１０、連結部１８、第２のコイル部材１２の順で流れ、第１コイル巻線２Ａの第２の端子部２６まで流れた後、接続部材３を介して第２コイル巻線２Ｂの第２端子部２６に入力される。そして、第２コイル巻線２Ｂの第２コイル部材１２、連結部１８、第１のコイル部材１０の順で流れ、第２コイル巻線２Ｂの第１の端子２４から出力される。このとき、各コイル巻線のそれぞれを図１の上面から底面方向に向かって、コイルにおける電流経路の巻回方向を見た場合には、第１コイル巻線２Ａの巻回方向と第２コイル巻線２Ｂとの巻回方向は異なり、したがって、第１コイル巻線２Ａの開口１４内を貫く磁束の向きと、第２コイル巻線２Ｂの開口１６内を貫く磁束の向きは逆方向となる。すなわち、第１コイル巻線２Ａと第２コイル巻線２Ｂが並設されていることから、一方のコイルの開口を貫き、他方のコイルの開口を逆方向に貫き一周する磁束の流れ道である磁路が存在する。これにより、コイル部品１は４ターンのコイルとして機能する。

さらに、図１に示すように、接続部材３にはネジ３７により熱伝導性部材５が接続部材３に対して接するように取り付けられる。この熱伝導性部材５は、電気絶縁性と熱伝導性とを有する材料からなり、例えばシリコーンシート等が好適に用いられる。上記のように熱伝導性部材５は電気絶縁性の材料からなるため、第１コイル巻線２Ａ、接続部材３、及び第２コイル巻線２Ｂを流れる電流は熱伝導性部材５に流れることはない。しかしながら熱伝導性部材５は熱伝導性を有するため、第１コイル巻線２Ａ、接続部材３、及び第２コイル巻線２Ｂに電流が流れることにより発生する熱は、熱伝導性部材５に対して伝導される。なお、熱伝導性部材５を取り付けるネジ３７は、裏面において熱伝導性部材５よりも長く突出し、後述のスイッチング電源装置に対してコイル部品１を取り付けるときにも用いられる。また、ネジ３７と接続部材３の間には、絶縁部材３７ａが設けられる。これは、接続部材３を流れる電流がネジ３７を介して他の装置等へと流れることを防止するために設けられるものである。この絶縁部材３７ａは、ネジ３７が挿入される接続部材３のネジ穴の内周縁を覆うように設けられる。

次に、本実施形態に係るコイル部品の他の形態について図４〜７を用いて説明する。以下で説明するコイル部品４は、コイル巻線２（２Ａ，２Ｂ）に対して絶縁部材が一体成形されている点が上述のコイル部品１と相違する。図４は、本実施形態における他の形態であるコイル部品を示す斜視図である。図５は、図４のコイル部品の底面側からの斜視図である。図６（ａ）は、図４のコイル部品の一部の構成を説明する平面図であり、図６（ｂ）は、図４のコイル部品の一部の構成を説明する底面図である。図７（ａ）は、図６（ａ）のコイル部品VIIＡ−VIIＡ線における端面を示す図であり、図７（ｂ）は、図６（ａ）のコイル部品のVIIＢ−VIIＢ線における端面を示す図である。

図４に示すように、コイル部品４には、２つのコイル巻線２（２Ａ，２Ｂ）の第１及び第２のコイル部材１０，１２の一部領域をそれぞれ覆うように絶縁材料である樹脂部４０が設けられる。具体的には、後述の磁性体コア部材と対向する第１及び第２のコイル部材１０，１２の最外の板面、隣接する第１及び第２のコイル部材１０，１２の間、第１及び第２のコイル部材の内周縁が樹脂部４０により覆われる。また、本実施形態に示すコイル部品１では、第１及び第２のコイル部材１０，１２の外周縁についても樹脂部４０により覆われる。なお、樹脂部４０に用いられる絶縁材料としては、例えばＰＢＴ（Poly Butylene Terephthalate）樹脂やＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）樹脂等が、耐熱性、耐薬品性、難燃性、寸法安定性等の特性に優れていることから好適に用いられる。

樹脂部４０は、２つのコイル巻線２（２Ａ，２Ｂ）のうち、第１の端子部２４及び第２の端子部２６を除く第１及び第２のコイル部材１０，１２の表面を覆う。また、樹脂部４０により、中央にはコイル巻線２の軸線方向に沿って開口５２，５４が形成される。すなわち、コイル部品１はコイル部材１０，１２と同様に中空状となる。この開口５２，５４は、例えば後述の磁性体コア部材の脚部を挿通することができるように設けられる。

また、図５、図６（ｂ）に示すように、底面側には樹脂部４０により構成された外部に突出する凸部５０ａ，５０ｂを備える。これは、後述の磁性体コア部との間の位置決めを行うために設けられたものである。さらに、樹脂部４０は、図７（ａ），（ｂ）等に示すように、第１のコイル部材１０と第２のコイル部材１２の間を埋めるように構成される。ただし、コイル巻線２の突出部３４，３６の表面の一部領域と、第２コイル部材１２において、開口１４，１６の中心軸線に沿って第１のコイル部材１０の切込部３０に対応する領域の一部と、第１コイル部材１０において、開口１４，１６の中心軸線に沿って第２のコイル部材１２の切込部３２に対応する領域の一部とでは、コイル巻線２の表面を樹脂部４０が被覆する構成ではなく、コイル巻線２が外部に露出する構成となる。以下、このコイル巻線２が露出される領域について説明する。

まず、コイル巻線２の突出部３４，３６は、その表面のうち、開口１４，１６の中心軸線に垂直な面（すなわち、図６（ａ）、（ｂ）における表面３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂ）は、外部に露出される。そして、突出部３４，３６の外周はそれぞれ樹脂部４４，４６により覆われる。このように、突出部３４，３６の表面の一部領域が外部に露出されることにより、この露出された部分から例えば熱伝導性の部材を介して外部に設けられた熱伝導性部材と電気的には絶縁されて接続することにより、コイル巻線２からの放熱を行うことができる。また、突出部３４，３６の外周はそれぞれ樹脂部４４，４６により覆われることにより、コイル部品１の周囲に配置される他の装置等との接触した際の絶縁性を保つことができる。また、コイル巻線２の外周が樹脂部４０に覆われており、且つ、突出部３４，３６の外周も樹脂部４４，４６により覆われることにより、本実施形態のようにコイル部品４が樹脂部４０により覆われたコイル巻線２を２つ並設した構成となる場合には、コイル部品４の２つのコイル巻線２間の絶縁性を保つことができる。

さらに、コイル部品４では、上述のように、第２コイル部材１２において、開口１４，１６の中心軸線に沿って第１のコイル部材１０の切込部３０に対応する領域の一部と、第１コイル部材１０において、開口１４，１６の中心軸線に沿って第２のコイル部材１２の切込部３２に対応する領域の一部と、が外部に露出される。具体的には、図４、図６、図７に示すように、切込部３０に対しても他の内周縁と同様の厚さの樹脂部４０により覆われる。これにより、図７（ａ）に示すように、第２コイル部材１２において、開口１４，１６の中心軸線に沿って第１のコイル部材１０の切込部３０に対応する領域が、樹脂部４０により覆われた切込部３０と比較して、内周縁内方へ突出する構成となる。そして、この突出する領域（第１のコイル部材１０の切込部３０に対応する第２のコイル部材１２の領域）の一部である面４３ａとその裏面４３ｂとが外部に露出される。なお、外部に露出される面４３ａ及びその裏面４３ｂの内側（内周部分）は、図７（ａ）に示すように、第１及び第２のコイル部材１０，１２の他の内周部分と同様に樹脂部４０により覆われる構成となる。これにより、コイル部品１の開口５２，５４の内周縁は全て樹脂部４０により覆われる。これにより、開口５２，５４に挿入される磁性体コア部材とコイル巻線２との間での絶縁性を保つことができる。

なお、第１のコイル部材１０において、開口１４，１６の中心軸線に沿って第２のコイル部材１２の切込部３２に対応する領域についても同様の形状となる。すなわち、上述の第１のコイル部材１０の切込部３０に対応する第２コイル部材１２の領域と同様に、図７（ｂ）に示すように、第２のコイル部材１２の切込部３２に対応する領域に対応する第１コイル部材１０の領域が、切込部３２と比較して内周縁内方へ突出する構成となる。そして、この突出する領域の一部である面４１ａとその裏面４１ｂとが外部に露出される。なお、外部に露出される面４１ａ及びその裏面４１ｂの内側（内周部分）は、図７（ｂ）に示すように、第１及び第２のコイル部材１０，１２の他の内周部分と同様に樹脂部４０により覆われる構成となる。

さらに、コイル部品４では、コイル巻線２を構成する第１及び第２のコイル部材１０，１２に設けられた突出部３３，３５がそれぞれ外部に完全に露出する態様となっている（すなわち、突出部の外周も樹脂部４０により覆われていない）。これらの突出部３３，３５のように、樹脂部４０に覆われずに外部に露出される領域は、必ずしもその外周が樹脂部４０に覆われる必要はない。

以上のように、上述の外部に露出される領域（突出部３３，３５及び突出部３４，３６の面３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂと、切込部３０，３２に対応する領域である面４１ａ，４１ｂ，４３ａ，４３ｂ）が設けられることにより、当該領域が樹脂部４０により覆われる場合と比較して、コイル巻線２の熱を外部に効率よく放出することができる。

さらに、上述のコイル部品４では、接続部材３が第２コイル巻線２Ｂの第１の端子部２４の下部を通過するように、図４における図示下方に折り曲げられ、接続部材３が第１及び第２コイル巻線２Ａ，２Ｂの第２の端子部２６よりも下方となる位置に熱伝導性部材５が取り付けられる。これにより、図５に示すように、第１及び第２コイル巻線２Ａ，２Ｂの底面を覆う樹脂部４０の縁部の上部にも延びるように（すなわち、樹脂部４０の下方にもぐりこむように）、より表面積が大きな熱伝導性部材５をコイル部品４に対して取り付けることができる。このため、この熱伝導性部材５による伝熱効果をより高めることができる。

上述のコイル部品４は、例えば以下の方法により製造される。まず、第１のコイル部材１０及び第２のコイル部材１２が連結部１８により接続されたコイル巻線２を２個（第１コイル巻線２Ａ及び第２コイル巻線２Ｂとして）準備する。次に、この２個のコイル巻線２のそれぞれを樹脂部４０の形状に構成された金型内に設置しインサート部品とし、樹脂を金型内に注入することによりモールド成形し、第１のコイル部材１０及び第２のコイル部材１２の周囲の一部を樹脂部４０が一体成形されたコイル巻線２を得ることができる。次いで、この樹脂部４０が一体成形された２個のコイル巻線２を並設し、コイル巻線２の第２端子部２６をそれぞれ導電性の接続部材３に対してネジ３８により固定し、さらに、この接続部材３に対して熱伝導性部材５をネジ３７により固定することにより、コイル部品４が得られる。なお、熱伝導性部材５とネジ３７との固定をネジ３７により行わず、例えば、熱伝導性部材５にはネジ３７の径よりも十分大きな径を有する開口を設けておき、コイル部品４を後述のスイッチング電源装置等に取り付ける際に、コイル部品４をネジ３７を用いてスイッチング電源装置に対して固定する時点でコイル部品４とスイッチング電源装置との間に熱伝導性部材５を挟みこんだ状態で、コイル部品４に対して熱伝導性部材５が接するように設けられる態様としてもよい。さらに、例えば熱伝導性部材５が粘着性を有する材料からなる場合には、熱伝導性部材５を接続部材３に対して密着させること等により、接続部材３に接するように設けることもできる。

なお、成形時の成形圧力（すなわち金型内に樹脂を注入する際の圧力）により、コイル巻線２が変形して短絡が発生することがある。しかし、成形時にコイル巻線２が仮に変形した場合であっても、一体成形後にはコイル巻線２に短絡が発生しているかを確認することが困難である。このため、コイル部品４に対して樹脂部４０を一体成形する際には、成形圧力によるコイル巻線２の変形を防止する目的から、第１及び第２のコイル部材１０，１２に設けられた突出部３４，３６と、第２コイル部材１２において、開口１４，１６の中心軸線に沿って第１のコイル部材１０の切込部３０に対応する領域の一部と、第１コイル部材１０において、開口１４，１６の中心軸線に沿って第２のコイル部材１２の切込部３２に対応する領域の一部と、を成形金型により機械的に固定する。これにより、成形時のコイル巻線２の変形の発生が抑制される。なお、機械的に固定する領域は樹脂により覆われることなく、外部に露出する領域（すなわち、突出部３４，３６の面３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂと、切込部３０，３２に対応する領域である面４１ａ，４１ｂ，４３ａ，４３ｂ）となる。

上記のコイル部品１，４は、更に磁性体コア部材を備えたコイル部品７０とすることができる。コイル部品７０は、例えば、後述するスイッチング電源装置のチョークコイルとして機能する。以下、上述のコイル部品４に更に磁性体コア部材を設けることによりコイル部品７０を構成した形態について説明する。図８は、本実施形態に係るコイル部品７０の分解斜視図である。

図８に示すように、コイル部品７０は、コイル巻線２（２Ａ，２Ｂ）の表面が樹脂部４０により覆われたコイル部品４と、一対の磁性体コア部材８，９と、を備えている。図８に示すように、磁性体コア部材８，９は、コイル部品４の開口５２，５４の中心軸線に沿ってコイル部品１を挟むように配置される。開口５２，５４は磁性体コア部材８，９の脚部が貫通する貫通孔である。一対の磁性体コア部材８，９で挟まれた状態において、第１及び第２の端子部２４，２６と、熱伝導性部材５が接続された接続部材３とは、磁性体コア部材８，９から突出された構成となる。

磁性体コア部材８，９は、フェライト粉末を圧粉成形して得られるいわゆるＵ型コアとＩ型コアである。より具体的には、磁性体コア部材８は、長手方向を有する平板状の基部８０と、基部８０の一方の主面に突設された２本の円柱状の脚部８１，８２とからなっており、脚部８１と脚部８２とは、基部８０に空間的に離間して接続されている。一方、磁性体コア部材９は、長手方向を有する平板状の基部９０からなっている。

磁性体コア部材８の脚部８１，８２はそれぞれコイル部品４の開口５２，５４に挿入され貫通している。開口５２，５４にそれぞれ挿入された脚部８１，８２は、磁性体コア部材９の基部９０と当接する。

また、磁性体コア部材８の基部８０の一方の主面は、コイル部品４の一方の主面（図４に示される上面側）の樹脂部４０に当接する。また、磁性体コア部材９の基部９０の一方の主面は、コイル部品１の他方の主面（図５に示される底面）の樹脂部４０に当接する。このとき、樹脂部４０に設けられた凸部５０ａ，５０ｂが基部９０の長手方向において対向する２つ側面とそれぞれ当接することにより、磁性体コア部材９とコイル部品４との間の幅方向の位置ズレの発生が抑制される。なお、コイル部品４の樹脂部４０に設けられた凸部５０ａ，５０ｂは、それぞれ基部９０の長手方向の外周に沿ってリブ状に形成されているが、凸部の形状は上記に限られず、例えば、基部９０の外周に沿って短手方向を含む数箇所に設ける態様とすることもできるし、基部９０に凹部を設けて、これと対応する位置に凸部を形成することによりコイル部品４と磁性体コア部材９との位置を当接位置を決定する態様とすることもできる。

上記の構成を有するコイル部品７０では、第１コイル巻線２Ａの第１の端子部２４に電流を入力し、第２コイル巻線２Ｂの第１の端子部２４から出力した場合に、第１コイル巻線２Ａの中心を貫通する脚部８１の内部に生じる磁束の向き（第１の向き）と、第２コイル巻線２Ｂの中心を貫通する脚部８２の内部に生じる磁束の向き（第２の向き）が異なるように、第１コイル巻線２Ａと第２コイル巻線２Ｂとが巻回されているため、第１及び第２のコイル巻線２Ａ，２Ｂを流れる電流により、脚部８１、８２の内部と基部９０の内部とを一周する磁路が形成される。従って、コイル部品７０は４ターンのコイルとして機能する。このコイル部品７０は、上記の構成を有することにより、例えばコイルを一定方向に積層させることにより４ターンのコイルを設けた場合と比較して、低背化が可能で放熱に優れるという効果を奏する。また、例えば、２つの２ターンコイルを八の字型（めがね巻線型）に接続して設けた場合と比較した場合には、接続部材３や、接続部材３に取り付けられた熱伝導性部材５からの放熱効果に優れるという効果を奏する。

次に、上記のコイル部品７０が好適に用いられるスイッチング電源装置について説明する。図９は、スイッチング電源装置１００の回路図である。また、図１０は、スイッチング電源装置１００の斜視図である。本実施形態に係るスイッチング電源装置１００は、ＤＣ−ＤＣコンバータとして機能するものであり、例えば１００Ｖから５００Ｖ程度の電圧を蓄電する高圧バッテリ等から供給される高圧の直流入力電圧Ｖｉｎを低圧の直流出力電圧Ｖｏｕｔに変換し、１２〜１６Ｖ程度の電圧を蓄電する低圧バッテリ等へ供給する。

このスイッチング電源装置１００は、図１０に示すように、スイッチング電源装置１００の筺体の一部であるベースプレート１０１を有し、このベースプレート１０１上に、入力平滑コンデンサ（入力フィルタ）１３０と、スイッチング回路１２０と、メイントランス１４０と、整流回路１５０と、チョークコイル（コイル部品）７０と、平滑コンデンサ１６２と、からなる平滑回路１６０と、が固定されている。ベースプレート１０１は、その裏面が例えば水冷・空冷等により冷却される。すなわち、ベースプレート１０１はヒートシンクとしての機能を備える。

このスイッチング電源装置１００は、より具体的には、１次側高圧ライン１２１と１次側低圧ライン１２２との間に設けられたスイッチング回路１２０及び入力平滑コンデンサ１３０と、１次側及び２次側トランスコイル部１４１，１４２を有するメイントランス１４０と、２次側トランスコイル部１４２に接続された整流回路１５０と、整流回路１５０に接続された平滑回路１６０と、を備えている。

スイッチング回路１２０は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４で構成されたフルブリッジ型の回路構成とされている。スイッチング回路１２０は、例えば駆動回路（不図示）から供給される駆動信号に応じて、入力端子Ｔ１，Ｔ２間に印加される直流入力電圧Ｖｉｎを入力交流電圧に変換する。

入力平滑コンデンサ１３０は、入力端子Ｔ１、Ｔ２から入力された直流入力電圧Ｖｉｎを平滑化する。トランス１４０は、スイッチング回路１２０で生成された入力交流電圧を変圧し、出力交流電圧を出力する。１次側及び２次側トランスコイル部１４１，１４２の巻数比は、変圧比によって適宜設定されている。ここでは、１次側トランスコイル部１４１の巻数を、２次側トランスコイル部１４２の巻数よりも多くしている。２次側トランスコイル部１４２は、センタータップ型のものであり、接続部Ｃ及び出力ラインＬＯを介して出力端子Ｔ３に導かれている。

整流回路１５０は、整流ダイオード１５１Ａ，１５１Ｂからなる単層全波整流型のものである。各整流ダイオード１５１Ａ，１５１Ｂのカソードは、２次側トランスコイル部１４２に接続されている一方、アノードは、接地ラインＬＧに接続され、出力端子Ｔ４に導かれている。これにより、整流回路１５０は、トランス１４０からの出力交流電圧の各半短波期間を、個別に整流して直流電圧を生成する。

平滑回路１６０は、チョークコイル（コイル部品）７０と出力平滑コンデンサ１６２とを含んで構成されている。チョークコイル７０は、出力ラインＬＯに挿入配置されている。出力平滑コンデンサ１６２は、出力ラインＬＯにおいてチョークコイル７０と接地ラインＬＧとの間に接続されている。これにより、平滑回路１６０は、整流回路１５０で整流された直流電圧を平滑化して直流出力電圧Ｖｏｕｔを生成し、この直流出力電圧Ｖｏｕｔを出力端子Ｔ３，Ｔ４から低圧バッテリ等へ供給する。

ここで、図１０に示すように、チョークコイル（コイル部品）７０がスイッチング電源装置１００のベースプレート１０１上に載置される際に、コイル部品７０に含まれる熱伝導性部材５が、ネジ３７及びネジ３９により、ベースプレート１０１と接するように固定される。これによりチョークコイル７０に含まれる第１コイル巻線２Ａと第２コイル巻線２Ｂとを電気的に接続する接続部材３は、ネジ３７により、熱伝導性部材５を介してベースプレート１０１（スイッチング電源装置１００の筺体）に対して接続される。これにより、チョークコイル７０に電流が流れた際に第１コイル巻線２Ａと第２コイル巻線２Ｂにおいて発生する熱は、接続部材３から熱伝導性部材５を介して、ヒートシンクとして機能するベースプレート１０１に対して伝導される。したがって、熱伝導性部材５を介してベースプレート１０１と接続しない場合と比較して、コイル巻線２（２Ａ，２Ｂ）において発生する熱の放熱性をより高めることができる。

以上のように構成されたスイッチング電源装置１００において、入力端子Ｔ１，Ｔ２から供給される直流入力電圧Ｖｉｎがスイッチングされて入力交流電圧が生成され、トランス１４０の１次側トランスコイル部１４１へと供給される。そして、生成された入力交流電圧が変圧され、２次側トランスコイル部１４２から出力交流電圧として出力される。そして、この出力交流電圧が整流回路１５０によって整流されると共に平滑回路１６０によって平滑化され、出力端子Ｔ３，Ｔ４から直流出力電圧Ｖｏｕｔとして出力されることとなる。なお、スイッチング電源装置１００においてコイル部品４が用いられるのは、上記実施形態に示すチョークコイル７０に限られない。すなわち、コイル部品４は、メイントランス１４０に対しても好適に用いられる。

以上のように、本実施形態に係るコイル部品１によれば、第１コイル巻線２Ａと第２コイル巻線２Ｂとを電気的に接続する接続部材３に対して、電気絶縁性且つ熱伝導性を有する熱伝導性部材５が接続されていることため、第１及び第２コイル巻線２Ａ，２Ｂにおいて発生する熱を熱伝導性部材５から効果的に放熱することができる。

また、上記のコイル部品４のように、第１コイル巻線２Ａ及び第２コイル巻線２Ｂの周囲及び内周縁が樹脂部４０により覆われていることにより、コイル部品４を挟む磁性体コア部材８，９との絶縁及び隣接するコイル部材１０，１２間における絶縁が達成される。そして、コイル部品４のように第１コイル巻線２Ａ及び第２コイル巻線２Ｂの周囲が樹脂部４０により覆われている場合、第１コイル巻線２Ａ及び第２コイル巻線２Ｂの表面からの放熱が制限される。したがって、熱伝導性部材５が設けられない場合と比較して、本実施形態に示すように接続部材３に対して熱伝導性部材５が接続されることによる放熱効果がより顕著となる。

また、上記のコイル部品１をスイッチング電源装置１００に用いることにより、第１及び第２コイル巻線２Ａ，２Ｂにおいて発生する熱が接続部材３から熱伝導性部材５を介してスイッチング電源装置１００の筐体を構成するベースプレート１０１に対して伝導させるため、より効果的に放熱を行うことができる。なお、このコイル部品１をメイントランス１４０に用いる場合であっても、同様に、コイル巻線２から効果的に放熱を行うことができるコイル部品１を用いたトランスを得ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。

例えば、上記実施形態では、コイル部品４として、並設された２つのコイル巻線２（２Ａ，２Ｂ）の表面が樹脂部４０により被覆されることにより磁性体コア部材と対向する最外のコイル部材（第１及び第２のコイル部材１０，１２）の板面、隣接する第１及び第２のコイル部材１０，１２の間、及び第１及び第２のコイル部材１０，１２の内周縁における絶縁が達成される構成について説明したが、この絶縁の達成は樹脂部４０により被覆された構成によるものでなくてもよい。例えば、コイル部品１に対して、上記の部位における絶縁が達成されるようにボビン等の部品を取り付ける態様とすることもできる。

また、第１コイル巻線２Ａと第２コイル巻線２Ｂとは同じ形状の部材（コイル巻線２）からなる構成について説明したが、互いに異なる形状であってもよい。また、コイルの巻回数についても、第１コイル巻線２Ａと第２コイル巻線２Ｂとの間で異なっていてもよい。すなわち、コイル巻線２（２Ａ，２Ｂ）のコイル部材の数は、各々において１つ以上であればよい。また、第１コイル巻線２Ａと第２コイル巻線２Ｂの第２端子部２６は、接続部材３とネジ３８によりそれぞれ接続される構成について説明したが、接続部材３とコイル巻線２（２Ａ，２Ｂ）とは、例えばリベットで固定されていてもよい。また、接続部材３は、溶接によりコイル巻線２（２Ａ，２Ｂ）の双方又は一方と接続されていてもよい。さらに、コイル巻線２（２Ａ，２Ｂ）のいずれか一方と接続部材３とが一体化した状態で例えば打ち抜き加工等により成形されていてもよい。

また、上記実施形態では、第１コイル巻線２Ａと第２コイル巻線２Ｂとが平面上に並設されたような構成について説明したが、第１コイル巻線２Ａと第２コイル巻線２Ｂとは、例えば、段差を持って並設されていてもよい。この場合、第１コイル巻線２Ａと第２コイル巻線２Ｂと端子部を接続する接続部材３は、上記実施形態の態様から適宜変形されて用いることができる。

また、コイル部品１では熱伝導性部材５が接続部材３に接続されている構成について説明しているが、コイル部品１の熱伝導性部材５は、接続部材３とは異なる場所にさらに設けられる構成であってもよい。例えば、コイル巻線２（２Ａ，２Ｂ）の外部に露出している部分に対して熱伝導性部材を取り付ける構成とすることもできる。

また、第１のコイル部材１０及び第２のコイル部材１２に設けられた突出部３４，３６の位置は適宜変更することができる。また、突出部３４，３６の数についても変更することができる。

また、上記実施形態では、突出部３４，３６の外周はそれぞれ樹脂部４４，４６により覆われて、突出部３４，３６の一部の表面が露出している態様について説明しているが、この樹脂部４４，４６は、他の装置等と接触した際の絶縁性を保つために設けられているものであり、必須ではない。すなわち、突出部３４，３６の表面の一部領域に限られず、突出部３３，３５のように全ての表面が露出している態様であってもよい。

また、一対の磁性体コア部材８，９の形状は、上記実施形態に示すように一方の磁性体コア部材８が脚部８１，８２を備えるいわゆるＵＩ型の形状に限られない。例えば、磁性体コア部材８，９の双方が脚部を備えるいわゆるＵＵ型の形状や、脚部８１，８２を備えていない空芯コアとすることもできる。

また、スイッチング電源装置の構成は図９，１０に限られない。すなわち、本実施形態に係るコイル部品１は、例えばインバータ等にも好適に用いられる。

１，４…コイル部品、２…コイル巻線、３…接続部材、５…熱伝導性部材、８，９…磁性体コア部材、１０…第１のコイル部材、１２…第２のコイル部材、１４，１６…開口、１８…連結部、２０，２２…スリット、３０，３２…切込部、３４，３６…突出部、４０…樹脂部、７０…チョークコイル（コイル部品）、１００…スイッチング電源装置、１４０…メイントランス。

Claims (5)

1. 有端リング状の板状のコイル部材を複数連結させてなり、第１軸線の周りに巻回され、その中央に開口を有する第１コイル巻線と、
   前記第１コイル巻線と同一形状の部材からなり、前記第１軸線に沿う第２軸線の周りに巻回され前記第１コイル巻線に並設され、その中央に開口を有する第２コイル巻線と、
   前記第１コイル巻線及び前記第２コイル巻線の端部のうち、前記第１軸線及び第２軸線の延びる方向に沿って前記第１コイル巻線及び前記第２コイル巻線に対して同一の方向にある端部同士を電気的に接続する接続部材と、
   前記接続部材に接するように設けられた電気絶縁性を有する熱伝導性部材と、
   を備え、
   前記第１コイル巻線及び前記第２コイル巻線を流れる電流により、前記第１コイル巻線の前記開口内を貫き、さらに前記第２コイル巻線の前記開口内を前記第１コイル巻線の前記開口内を貫く方向とは逆の方向に貫く磁束を生じるように、前記第１コイル巻線及び前記第２コイル巻線のそれぞれが巻回され、
   前記コイル部材の内周縁には、外方に向けて切り込まれた切込部が形成されると共に、前記コイル部材の外周縁のうち、前記開口の中心軸と前記切込部とを結ぶ線を延長した領域に、前記外周縁が径方向に大きくなるように外方に膨らんだ突出部が設けられている
   ことを特徴とするコイル部品。
2. 前記第１コイル巻線と前記第２コイル巻線とを挟み込む一対の磁性体コア部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のコイル部品。
3. 請求項１又は２に記載のコイル部品を備えることを特徴とするトランス。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のコイル部品を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。
5. 前記接続部材は、前記スイッチング電源装置の筺体に対して、前記熱伝導性部材が接することを特徴とする請求項４記載のスイッチング電源装置。

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