JP6049240B2

JP6049240B2 - Coil parts

Info

Publication number: JP6049240B2
Application number: JP2011162825A
Authority: JP
Inventors: 山家　孝志; 孝志山家; 有希阿部
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2016-12-21
Anticipated expiration: 2031-07-26
Also published as: JP2013026589A

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッド自動車等の車体駆動動力用モーターの電力変換装置であるインバータの昇圧回路等に用いられるリアクトルやモーター等のコイル部品に関する。 The present invention relates to a coil component such as a reactor and a motor used in a booster circuit of an inverter which is a power conversion device for a vehicle driving power motor such as an electric vehicle or a hybrid vehicle.

一般的に、コイル部品は、コイル（巻き線）と磁性体（磁気コアや磁性ヨーク）とを備えている。例えば、特許文献１のコイル部品は、テープ状の導線をフラットワイズ巻きしてなる空芯コイルと、空芯コイルの外周に設けられた磁性体とを備えている。 In general, a coil component includes a coil (winding) and a magnetic body (a magnetic core or a magnetic yoke). For example, the coil component of Patent Document 1 includes an air-core coil obtained by flat-wise winding a tape-shaped conductor, and a magnetic body provided on the outer periphery of the air-core coil.

特開２０１１−８２４８９号公報JP 2011-82489 A

一般に、コイル部品における損失が大きいと、その損失による発熱で劣化してしまうことを避けるために、コイル部品を小型化できないという問題がある。また、エネルギーロスが大きく、電力の有効活用が図れないといった問題もある。 Generally, when the loss in the coil component is large, there is a problem that the coil component cannot be reduced in size in order to avoid deterioration due to heat generated by the loss. In addition, there is a problem that energy loss is large and electric power cannot be effectively used.

そこで、本発明は、低損失なコイル部品を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide a low-loss coil component.

コイル部品における損失の一つとして、交流電流により生じる損失である交流損失があり、交流損失には、表皮効果に起因する損失と、近接効果に起因する損失とがある。 One of the losses in the coil component is an AC loss that is a loss caused by an AC current. The AC loss includes a loss due to the skin effect and a loss due to the proximity effect.

本発明の発明者らは、コイル部品における交流損失について、使用する導線の断面サイズが表皮深さの４倍以下、好ましくは２倍以下である場合において、１００ｋＨｚ以上の周波数でコイル部品を駆動すると表皮効果が支配的となるのに対して、１００ｋＨｚ未満、特に５０ｋＨｚ以下の周波数でコイル部品を駆動した場合には、近接効果が支配的となることを見出した。 The inventors of the present invention drive the coil component at a frequency of 100 kHz or more when the cross-sectional size of the conductive wire used is 4 times or less, preferably 2 times or less of the skin depth, with respect to the AC loss in the coil component. It has been found that the skin effect is dominant, whereas the proximity effect is dominant when the coil component is driven at a frequency of less than 100 kHz, particularly 50 kHz or less.

これらを踏まえた上で本発明の発明者らは、近接効果が支配的になる状況では、導線の配置状況等に応じて以下のような交流電流分布が生じることを見出した。
１）円形断面を有する導線（即ち、丸線）が単線である場合、一般的には電流は外周部に集中するが、導線が細い場合には外周部への電流の集中は緩和する。
２）平角導線のように縦横比の異なる導線が単線である場合、断面における長手方向の両端（平角導線の場合、板厚方向と直交する方向の両端）に電流が集中する。
３）互いに直列に接続されている２本の導線が近接し且つそれらの導線に同方向の電流が流れている場合（例えば、ソレノイド状又はスパイラル状に２巻きだけ導線を巻いたコイルの一部など）、各導線の内部で他方の導線から遠ざかる方向に電流が集中し、導線間の電流密度は低下する。
４）互いに直列に接続されている３本以上の導線が一列に近接して配置され且つそれらの導線に同方向の電流が流れている場合（例えば、導線をソレノイド状又はスパイラル状に３巻き以上巻回してなるコイルの一部など）、最も外側に位置する導線においては外側に電流が集中し、それ以外の導線においては他の導線との境界部分に電流が集中する。
５）互いに並列に接続された３本以上の導線が一列に近接して配置されている場合、最も外側に位置する導線においては外側に電流が集中し、それ以外の導線においては電流の集中は生じない。
６）上記４）の条件と他の条件とが同時に成立する場合、他の条件に基づく事象が優先する。 Based on these considerations, the inventors of the present invention have found that in the situation where the proximity effect is dominant, the following AC current distribution is generated depending on the arrangement state of the conductors.
1) When a conducting wire having a circular cross section (that is, a round wire) is a single wire, the current is generally concentrated on the outer peripheral portion, but when the conducting wire is thin, the concentration of the current on the outer peripheral portion is reduced.
2) When a conducting wire having a different aspect ratio is a single wire such as a flat conducting wire, current concentrates at both ends in the longitudinal direction in the cross section (in the case of a flat conducting wire, both ends in a direction perpendicular to the plate thickness direction).
3) When two conductors connected in series are close to each other and a current in the same direction flows through the conductors (for example, a part of a coil in which two conductors are wound in a solenoid or spiral form) Etc.), current concentrates in the direction away from the other conductor inside each conductor, and the current density between the conductors decreases.
4) When three or more conductors connected in series are arranged close to each other and current in the same direction flows through these conductors (for example, three or more turns of the conductors in a solenoid or spiral shape) A part of a coil formed by winding, for example), the current is concentrated on the outermost conductive wire, and the current is concentrated on the boundary portion with other conductive wires in the other conductive wires.
5) When three or more conductors connected in parallel to each other are arranged close to one line, the current is concentrated outside in the outermost conductor, and the current concentration in other conductors is Does not occur.
6) When the above condition 4) and other conditions are satisfied simultaneously, an event based on the other conditions has priority.

本発明の発明者らは、上述した１）〜６）の事象を考慮し、近接効果が支配的となるように構成して表皮効果に起因した損失を抑制する一方で、近接効果に起因した損失を低めるようにコイルを構成することとした。具体的には、本発明の発明者らは、表皮深さを考慮した上で導線の断面サイズを決定し、更に、コイルに通電した場合の交流電流分布の密度がコイルの巻き窓の表面近傍のみに集中するようにコイルを構成することでコイルの巻き窓の内部において近接効果により生じていた損失を抑制することとし、コイル部品全体における交流損失を低くすることとした。ここで、コイルの「巻き窓」とは、コイルの巻き軸を含む平面でコイルを切った場合にできる２つの断面の夫々（即ち、コイルを構成する導線の束の断面）のことをいう。かかる知見等に基づき、本発明は、低損失のコイル部品として以下に掲げるコイル部品を提供する。 The inventors of the present invention consider the events 1) to 6) described above, and are configured so that the proximity effect is dominant to suppress the loss caused by the skin effect, while being caused by the proximity effect. The coil is configured to reduce the loss. Specifically, the inventors of the present invention determine the cross-sectional size of the conductor in consideration of the skin depth, and the density of the alternating current distribution when the coil is energized is near the surface of the coil winding window. By configuring the coil so as to concentrate only on the coil, the loss caused by the proximity effect inside the coil winding window is suppressed, and the AC loss in the entire coil component is reduced. Here, the “winding window” of the coil refers to each of two cross sections (that is, a cross section of a bundle of conducting wires constituting the coil) that is formed when the coil is cut along a plane including the coil winding axis. Based on such knowledge and the like, the present invention provides the following coil components as low-loss coil components.

即ち、本発明は、第１のコイル部品として、
１つ又は２つのサブコイルのみからなるコイルであって単一の巻き軸を有するコイルを備えるコイル部品であって、
前記サブコイルは、１つのコイル部のみ又は２つ以上のコイル部を並列接続してなるもののみからなるものであり、
前記コイル部は、１層又は２層のソレノイド状に巻回された導線又は１層又は２層のスパイラル状に巻回された導線からなるものであり、
前記巻き軸を含む平面で切った場合の前記コイルの２つの断面からなる巻き窓のいずれにおいても、前記コイルに通電した場合の交流電流分布が表面近傍のみに集中している
コイル部品を提供する。 That is, the present invention provides the first coil component as
A coil component comprising a coil consisting of only one or two subcoils and having a single winding axis,
The sub-coil is composed only of one coil part or two or more coil parts connected in parallel,
The coil section is composed of a conductive wire wound in a solenoid shape of one or two layers or a conductive wire wound in a spiral shape of one or two layers,
Provided is a coil component in which the alternating current distribution when the coil is energized is concentrated only in the vicinity of the surface in any of the winding windows having two cross sections of the coil when cut by a plane including the winding axis. .

また、本発明は、第２のコイル部品として、第１のコイル部品であって、
前記導線は、前記巻き軸の延びる方向又は前記巻き軸と直交する方向の少なくともいずれか一方において、前記コイル部品を駆動する駆動周波数における表皮深さの２倍以下のサイズを有しており、
コイル部品を提供する。 Further, the present invention is a first coil component as the second coil component,
The conducting wire has a size that is not more than twice the skin depth at the driving frequency for driving the coil component in at least one of the extending direction of the winding shaft or the direction orthogonal to the winding shaft,
Provide coil parts.

また、本発明は、第３のコイル部品として、第１又は第２のコイル部品であって、
前記交流電流分布は、前記巻き軸の延びる方向における前記巻き窓の両端近傍のみ又は前記巻き軸と直交する方向における前記巻き窓の両端近傍のみに集中している
コイル部品を提供する。 The present invention is the first or second coil component as the third coil component,
The alternating current distribution provides a coil component that is concentrated only in the vicinity of both ends of the winding window in the extending direction of the winding axis or only in the vicinity of both ends of the winding window in a direction orthogonal to the winding axis.

また、本発明は、第４のコイル部品として、第１乃至第３のいずれかのコイル部品であって、
前記コイルは、２個の前記サブコイルのみからなるものであり、
前記コイルは、前記サブコイルを直列接続してなるものである
コイル部品を提供する。 Further, the present invention is any one of the first to third coil components as the fourth coil component,
The coil consists of only two of the subcoils,
The coil provides a coil component formed by connecting the sub-coils in series.

また、本発明は、第５のコイル部品として、第１乃至第４のいずれかのコイル部品であって、
前記導線は、前記表皮深さの２倍以下の直径を有する丸線又は前記表皮深さの２倍以下の板厚を有する平角線からなる
コイル部品を提供する。 Further, the present invention is any one of the first to fourth coil components as the fifth coil component,
The conducting wire provides a coil component comprising a round wire having a diameter of twice or less of the skin depth or a flat wire having a plate thickness of twice or less of the skin depth.

また、本発明は、第６のコイル部品として、第５のコイル部品であって、
前記コイルは、１つの前記サブコイルのみからなるものであり、
前記コイル部は、前記平角線をフラットワイズ巻きしてなるものであり、
前記サブコイルを構成する前記コイル部の前記巻き軸の延びる方向における前記平角線のサイズの総和の１／２は、前記表皮深さよりも大きい
コイル部品を提供する。 Moreover, this invention is a 5th coil component as a 6th coil component,
The coil is composed of only one subcoil,
The coil portion is formed by flatwise winding the rectangular wire,
Provided is a coil component in which ½ of the total size of the rectangular wires in the direction in which the winding axis of the coil portion constituting the subcoil extends is larger than the skin depth.

また、本発明は、第７のコイル部品として、第５のコイル部品であって、
前記コイルは、２つの前記サブコイルのみからなるものであり、
前記コイル部は、前記平角線をフラットワイズ巻きしてなるものであり、
２つの前記サブコイルにおいて、該サブコイルを構成する前記コイル部の前記巻き軸の延びる方向における前記平角線のサイズの総和の小さい方は、前記表皮深さよりも大きい
コイル部品を提供する。 Moreover, this invention is a 5th coil component as a 7th coil component,
The coil is composed of only two of the subcoils,
The coil portion is formed by flatwise winding the rectangular wire,
In the two sub-coils, the smaller sum of the rectangular wire sizes in the direction in which the winding shaft of the coil portion constituting the sub-coil extends provides a coil component larger than the skin depth.

また、本発明は、第８のコイル部品として、第７のコイル部品であって、
２つの前記サブコイルにおいて、前記サイズの総和の大きい方は、前記サイズの総和の小さい方の５倍以下である
コイル部品を提供する。 Further, the present invention is a seventh coil component as the eighth coil component,
In the two subcoils, a coil component in which the larger sum of the sizes is not more than five times the smaller sum of the sizes is provided.

また、本発明は、第９のコイル部品として、第５のコイル部品であって、
前記コイルは、１つの前記サブコイルのみからなるものであり、
前記コイル部は、前記平角線をエッジワイズ巻きしてなるものであり、
前記サブコイルを構成する前記コイル部の前記巻き軸と直交する方向における前記平角線のサイズの総和の１／２は、前記表皮深さよりも大きい
コイル部品を提供する。 Moreover, this invention is a 5th coil component as a 9th coil component,
The coil is composed of only one subcoil,
The coil portion is formed by edgewise winding the rectangular wire,
Provided is a coil component in which ½ of the sum of the sizes of the rectangular wires in the direction orthogonal to the winding axis of the coil portion constituting the sub-coil is larger than the skin depth.

また、本発明は、第１０のコイル部品として、第５のコイル部品であって、
前記コイルは、２つの前記サブコイルのみからなるものであり、
前記巻き軸と直交する方向において、一方の前記サブコイルは、他方の前記サブコイルの外側に位置しており、
前記コイル部は、前記平角線をエッジワイズ巻きしてなるものであり、
２つの前記サブコイルにおいて、該サブコイルを構成する前記コイル部の前記巻き軸と直交する方向における前記平角線のサイズの総和の小さい方は、前記表皮深さよりも大きい
コイル部品を提供する。 Moreover, this invention is a 5th coil component as a 10th coil component,
The coil is composed of only two of the subcoils,
In the direction orthogonal to the winding axis, one of the subcoils is located outside the other subcoil,
The coil portion is formed by edgewise winding the rectangular wire,
In the two sub-coils, the smaller sum of the rectangular wire sizes in the direction orthogonal to the winding axis of the coil portion constituting the sub-coil provides a coil component larger than the skin depth.

また、本発明は、第１１のコイル部品として、第１０のコイル部品であって、
２つの前記サブコイルにおいて、前記サイズの総和の大きい方は、前記サイズの総和の小さい方の５倍以下である
コイル部品を提供する。 The present invention is the tenth coil component as the eleventh coil component,
In the two subcoils, a coil component in which the larger sum of the sizes is not more than five times the smaller sum of the sizes is provided.

また、本発明は、第１２のコイル部品として、第５のコイル部品であって、
前記サブコイルは、前記コイル部を複数備えており、
前記サブコイルを構成する前記コイル部の夫々は、前記丸線を１層又は２層のソレノイド状に巻回してなるものであって、前記巻き軸から前記丸線までの距離が他の前記コイル部と異なるものであり、
前記サブコイルを構成する前記コイル部は、前記巻き軸を中心として同心円状に配置され、且つ、互いに並列に接続されている
コイル部品を提供する。 Moreover, this invention is a 5th coil component as a 12th coil component,
The sub-coil includes a plurality of the coil portions,
Each of the coil portions constituting the sub-coil is formed by winding the round wire in a one-layer or two-layer solenoid shape, and the distance from the winding shaft to the round wire is the other coil portion. Is different from
The coil portions constituting the sub-coil are arranged concentrically around the winding axis, and provide coil components connected in parallel to each other.

また、本発明は、第１３のコイル部品として、第１２のコイル部品であって、
前記コイルは、１つの前記サブコイルのみからなるものであり、
前記サブコイルを構成する前記コイル部の前記巻き軸と直交する方向における前記丸線の直径の総和の１／２は、前記表皮深さよりも大きい
コイル部品を提供する。 Moreover, this invention is a 12th coil component as a 13th coil component,
The coil is composed of only one subcoil,
Provided is a coil component in which ½ of the sum of the diameters of the round wires in the direction orthogonal to the winding axis of the coil portion constituting the sub-coil is larger than the skin depth.

また、本発明は、第１４のコイル部品として、第１２のコイル部品であって、
前記コイルは、２つの前記サブコイルのみからなるものであり、
前記巻き軸と直交する方向において、一方の前記サブコイルは、他方の前記サブコイルの外側に位置しており、
２つの前記サブコイルにおいて、該サブコイルを構成する前記コイル部の前記巻き軸と直交する方向における前記丸線の直径の総和の小さい方は、前記表皮深さよりも大きい
コイル部品を提供する。 Moreover, this invention is a twelfth coil component as a fourteenth coil component,
The coil is composed of only two of the subcoils,
In the direction orthogonal to the winding axis, one of the subcoils is located outside the other subcoil,
In the two sub-coils, the smaller total sum of the diameters of the round wires in the direction orthogonal to the winding axis of the coil portion constituting the sub-coil provides a coil component larger than the skin depth.

また、本発明は、第１５のコイル部品として、第１４のコイル部品であって、
２つの前記サブコイルにおいて、前記直径の総和の大きい方は、前記直径の総和の小さい方の５倍以下である
コイル部品を提供する。 Moreover, this invention is a 14th coil component as a 15th coil component,
In the two subcoils, a coil component in which the larger sum of the diameters is five times or less than the smaller sum of the diameters is provided.

また、本発明は、第１６のコイル部品として、第５のコイル部品であって、
前記サブコイルは、前記コイル部を複数備えており、
前記サブコイルを構成する前記コイル部の夫々は、前記丸線を１層又は２層のスパイラル状に巻回してなるものであり、
前記サブコイルを構成する前記コイル部は、前記巻き軸の延びる方向に沿って積層されており、且つ、互いに並列に接続されている
コイル部品を提供する。 Moreover, this invention is a 5th coil component as a 16th coil component,
The sub-coil includes a plurality of the coil portions,
Each of the coil portions constituting the sub-coil is formed by winding the round wire into a spiral of one layer or two layers,
The coil parts constituting the sub-coil are laminated along a direction in which the winding shaft extends and provide coil components connected in parallel to each other.

また、本発明は、第１７のコイル部品として、第１６のコイル部品であって、
前記コイルは、１つの前記サブコイルのみからなるものであり、
前記サブコイルを構成する前記コイル部の前記巻き軸の延びる方向における前記丸線の直径の総和の１／２は、前記表皮深さよりも大きい
コイル部品を提供する。 Further, the present invention is a sixteenth coil component as the seventeenth coil component,
The coil is composed of only one subcoil,
A coil component in which ½ of the sum of the diameters of the round wires in the extending direction of the winding shaft of the coil portion constituting the sub-coil is larger than the skin depth is provided.

また、本発明は、第１８のコイル部品として、第１６のコイル部品であって、
前記コイルは、２つの前記サブコイルのみからなるものであり、
２つの前記サブコイルにおいて、該サブコイルを構成する前記コイル部の前記巻き軸の延びる方向における前記丸線の直径の総和の小さい方は、前記表皮深さよりも大きい
コイル部品を提供する。 The present invention is the sixteenth coil component as the eighteenth coil component,
The coil is composed of only two of the subcoils,
In the two sub-coils, the smaller total sum of the diameters of the round wires in the extending direction of the winding shaft of the coil portion constituting the sub-coil provides a coil component larger than the skin depth.

また、本発明は、第１９のコイル部品として、第１８のコイル部品であって、
２つの前記サブコイルにおいて、前記直径の総和の大きい方は、前記直径の総和の小さい方の５倍以下である
コイル部品を提供する。 Further, the present invention is the eighteenth coil component as the nineteenth coil component,
In the two subcoils, a coil component in which the larger sum of the diameters is five times or less than the smaller sum of the diameters is provided.

また、本発明は、第２０のコイル部品として、第６乃至第８並びに第１６乃至第１９のいずれかのコイル部品であって、
前記サブコイルは、前記巻き軸の延びる方向において前記サブコイルを構成する前記コイル部の接続関係が前記サブコイル間の境界を挟んで互いに対称となるように配置されている
コイル部品を提供する。 Further, the present invention is any one of the sixth to eighth and the sixteenth to nineteenth coil components as the twentieth coil component,
The sub-coil provides a coil component that is arranged such that the connection relationship of the coil parts constituting the sub-coil is symmetrical with respect to the boundary between the sub-coils in the extending direction of the winding shaft.

また、本発明は、第２１のコイル部品として、第９乃至第１５のいずれかのコイル部品であって、
前記サブコイルは、前記巻き軸と直交する方向において前記サブコイルを構成する前記コイル部の接続関係が前記サブコイル間の境界を挟んで互いに対称となるように配置されている
コイル部品を提供する。 Further, the present invention is any one of the ninth to fifteenth coil components as the twenty-first coil component,
The sub-coil provides a coil component that is arranged so that a connection relationship of the coil portions constituting the sub-coil is symmetrical with respect to a boundary between the sub-coils in a direction orthogonal to the winding axis.

また、本発明は、第２２のコイル部品として、第１乃至第２１のいずれかのコイル部品であって、
前記駆動周波数を５０ｋＨｚ以下として設計された
コイル部品を提供する。 Further, the present invention provides any one of the first to twenty-first coil components as the twenty-second coil component,
Provided is a coil component designed so that the driving frequency is 50 kHz or less.

また、本発明は、第２３のコイル部品として、第１乃至第２２のいずれかのコイル部品であって、
前記巻き窓の前記表面近傍に対向するように位置するヒートシンクを更に備える
コイル部品を提供する。 Further, the present invention provides any one of the first to twenty-second coil components as the twenty-third coil component,
A coil component further comprising a heat sink positioned so as to face the vicinity of the surface of the winding window is provided.

上述した事象５）から理解されるように、一列に近接して配置され且つ互いに並列接続された複数の導線は、近接効果が支配的な状況にあっては、アスペクト比の大きい一本の導線と同様の交流電流分布を生じさせる。このため、サブコイルは、２つ以上のコイル部を並列接続してなるもののみからなるものであったとしても、実質的には１つのコイル部のみからなる場合と同様に扱うことができる。かかるサブコイルを３つ以上直列に接続してしまうと、上述した事象４）から理解されるようにサブコイル間の境界部分にも交流電流分布の高いところが出てしまって損失が大きくなる可能性があるが、サブコイルの数を２つ以下（即ち、１つ又は２つのみ）と限定すると、サブコイルが直列に接続されていたとしても上述した事象３）から理解されるように、サブコイル間の境界部分には殆ど交流電流分布の高いところが現れず、従って当該境界部分における損失を抑制することができる。このように、本発明の構成を採用すると、コイルの巻き窓の表面近傍のみに交流電流分布を集中させることができ（即ち、損失が生じる部位を巻き窓の表面近傍のみに限定することができ）、巻き窓内部における損失を抑制することができるため、コイル部品全体としての損失を低く抑えることができる。 As can be understood from the event 5) described above, a plurality of conductors arranged close to each other and connected in parallel to each other are one conductor having a large aspect ratio in a situation where the proximity effect is dominant. Produces an alternating current distribution similar to For this reason, even if it consists only of what consists of two or more coil parts connected in parallel, a subcoil can be handled substantially similarly to the case where it consists of only one coil part. If three or more such subcoils are connected in series, as will be understood from the above-mentioned event 4), there is a possibility that a portion having a high alternating current distribution will also appear at the boundary portion between the subcoils, resulting in a large loss. However, if the number of subcoils is limited to two or less (ie, only one or two), the boundary portion between the subcoils can be understood from event 3) described above even if the subcoils are connected in series. Almost no alternating current distribution appears, and therefore the loss at the boundary can be suppressed. As described above, when the configuration of the present invention is adopted, the alternating current distribution can be concentrated only in the vicinity of the surface of the winding window of the coil (that is, the portion where the loss occurs can be limited only to the vicinity of the surface of the winding window. ) Since the loss inside the winding window can be suppressed, the loss of the entire coil component can be suppressed low.

特に、各サブコイルを複数のコイル部で構成することとしたり、２つのサブコイルを用いたりして、コイルを事実上分割することとすると、コイル部品全体を大型化することなく巻き数を増やすことができたり、既存のより安価な材料でコイルを構成することが可能となるためコイル部品のコストを低く抑えることができる等の利点もある。 In particular, if each subcoil is composed of a plurality of coil portions, or if two subcoils are used to effectively divide the coil, the number of turns can be increased without increasing the size of the entire coil component. There is also an advantage that the cost of the coil component can be kept low because the coil can be formed from existing cheaper materials.

コイルを模式的に示す斜視図である。磁性体は省略されている。It is a perspective view which shows a coil typically. The magnetic body is omitted. 巻き軸を含む平面でコイル部品を切った場合の断面を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cross section at the time of cutting a coil component in the plane containing a winding axis. 巻き窓を模式的に示す図である。左図がエッジワイズ巻きのコイルの巻き窓の例であり、右図がフラットワイズ巻きのコイルの巻き窓の例である。It is a figure which shows a winding window typically. The left figure is an example of a winding window of an edgewise coil, and the right figure is an example of a winding window of a flatwise coil. 本発明の実施の形態によるコイルの巻き窓における交流電流分布の例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of the alternating current distribution in the winding window of the coil by embodiment of this invention. 近接効果が支配的となった場合の丸線における交流電流分布を模式的に示す図である。左図は、比較的径の大きい丸線の例であり、右図は比較的径の小さい丸線の例である。It is a figure which shows typically the alternating current distribution in the round line when a proximity effect becomes dominant. The left figure is an example of a round line having a relatively large diameter, and the right figure is an example of a round line having a relatively small diameter. 近接効果が支配的となった場合の平角線における交流電流分布を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the alternating current distribution in the rectangular wire when a proximity effect becomes dominant. 近接配置されると共に直列接続された２本の丸線において近接効果が支配的となった場合の交流電流分布を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically alternating current distribution when a proximity effect becomes dominant in two round lines arranged in proximity and connected in series. 一列に近接配置されると共に直列接続された３本の角線において近接効果が支配的となった場合の交流電流分布を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically alternating current distribution when a proximity effect becomes dominant in three square wires which are arrange | positioned adjacently in a line and connected in series. 一列に近接配置されると共に直列接続された３本の丸線において近接効果が支配的となった場合の交流電流分布を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically alternating current distribution when a proximity effect becomes dominant in three round wires arranged in series and connected in series. 一列に近接配置されると共に並列接続された３本の角線において近接効果が支配的となった場合の交流電流分布を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an alternating current distribution when a proximity effect becomes dominant in three square lines which are arrange | positioned adjacently in a line and connected in parallel. 一列に近接配置されると共に並列接続された３本の丸線において近接効果が支配的となった場合の交流電流分布を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an alternating current distribution when a proximity effect becomes dominant in three round lines arranged adjacently in a line and connected in parallel. 近接効果が支配的となった場合のコイルの巻き窓における交流電流分布を模式的に示す図である。左図がエッジワイズ巻きのコイルに関するものであり、右図がフラットワイズ巻きのコイルに関するものである。It is a figure which shows typically the alternating current distribution in the winding window of a coil when a proximity effect becomes dominant. The left figure relates to an edgewise coil, and the right figure relates to a flatwise coil. 複数行複数列の丸線の束からなる巻き窓において近接効果が支配的となった場合の交流電流分布を模式的に示す図である。左図は、１層のソレノイド状に巻回された丸線からなるコイル部を巻き軸と直交する方向において複数同心円状に配置してなるサブコイル（コイル）に関するものであり、右図は、１層のスパイラル状に巻回された丸線からなるコイル部を巻き軸の延びる方向に複数積層配置してなるサブコイル（コイル）に関するものである。It is a figure which shows typically alternating current distribution when a proximity effect becomes dominant in the winding window which consists of a bundle | flux of the round line of a plurality of rows and a plurality of columns. The left figure relates to a sub-coil (coil) in which a plurality of coil portions made of a round wire wound like a solenoid are arranged concentrically in a direction perpendicular to the winding axis. The present invention relates to a subcoil (coil) formed by stacking a plurality of coil portions each formed of a round wire wound in a spiral shape in a direction in which a winding shaft extends. フラットワイズ巻きのコイル部を巻き軸の延びる方向に積層しつつ並列接続してなるサブコイル（コイル）の巻き窓において近接効果が支配的となった場合の交流電流分布を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the alternating current distribution when a proximity effect becomes dominant in the winding window of the subcoil (coil) formed by laminating flat-wise coiled portions in the direction in which the winding axis extends and connecting them in parallel. . エッジワイズ巻きのコイル部を巻き軸と直交する方向に同心円状に近接配置しつつ並列接続してなるサブコイル（コイル）の巻き窓において近接効果が支配的となった場合の交流電流分布を模式的に示す図である。Schematic of AC current distribution when proximity effect becomes dominant in the winding window of sub-coil (coil) in which edge-wise coiled coils are concentrically arranged in the direction orthogonal to the winding axis and connected in parallel FIG. サブコイルを２つ有するコイルの例について模式的に示す図である。図示されたコイルは、巻き軸の延びる方向に２つのサブコイルが積層されたようなコイルの巻き窓を有している。It is a figure showing typically about an example of a coil which has two subcoils. The illustrated coil has a coil winding window in which two subcoils are stacked in the direction in which the winding axis extends. サブコイルを２つ有するコイルの他の例について模式的に示す図である。図示されたコイルは、巻き軸と直交する方向において一方のサブコイルが他方のサブコイルの外側に位置しているようなコイルの巻き窓を有している。It is a figure showing typically about other examples of a coil which has two subcoils. The illustrated coil has a coil winding window in which one subcoil is positioned outside the other subcoil in a direction perpendicular to the winding axis. 図１６のコイルの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the coil of FIG. 図１６のコイルの他の具体例を示す図である。It is a figure which shows the other specific example of the coil of FIG. 図１７のコイルの具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the coil of FIG. ヒートシンクを更に備える変形例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the modification further provided with a heat sink.

図１及び図２を参照すると、本発明の実施の形態によるコイル部品１０は、磁性体２０とコイル３０とを備えている。コイル３０は、Ｚ方向を巻き軸３２の延びる方向としたものである。磁性体２０及びコイル３０としては、既存の技術を考慮して様々な形態を採用することができる。但し、コイル３０については、以下に詳述する構造的条件を備えることが必要とされる。 Referring to FIGS. 1 and 2, a coil component 10 according to an embodiment of the present invention includes a magnetic body 20 and a coil 30. The coil 30 has the Z direction as the direction in which the winding shaft 32 extends. Various forms can be adopted as the magnetic body 20 and the coil 30 in consideration of existing technologies. However, the coil 30 is required to have the structural conditions described in detail below.

本実施の形態によるコイル部品１０は、コイル３０の巻き窓３４における交流電流分布を特定の状態に制御してなるものである。ここで、コイル３０の巻き窓３４とは、図２から理解されるようなコイル３０の断面のことである。詳しくは、図２に示されるように、巻き軸３２を含む平面でコイル部品１０を切った場合、そこにはコイル３０の断面が２つ現れることとなる。これらコイル３０の断面の夫々は、具体的には、当該コイル３０を構成する導線の束の断面（即ち、導線の断面の集合体）である。この断面の夫々を巻き窓３４という。即ち、図２に示されるように、巻き軸３２を含む平面でコイル部品１０（コイル３０）を切った場合、そこには２つの巻き窓３４が現れることとなる。図３に巻き窓の例を示す。図３の左図は、平角線７０をエッジワイズ巻きしたコイル３０ａの巻き窓３４ａを示し、図３の右図は、平角線７０をフラットワイズ巻きしたコイル３０ｂの巻き窓３４ｂを示す。なお、コイル３０ａは、１層のソレノイド状に巻回された平角線７０からなるものであり、コイル３０ｂは１層のスパイラル状に巻回された平角線７０からなるものであるととらえることもできる。 The coil component 10 according to the present embodiment is obtained by controlling the alternating current distribution in the winding window 34 of the coil 30 to a specific state. Here, the winding window 34 of the coil 30 is a cross section of the coil 30 as understood from FIG. 2. Specifically, as shown in FIG. 2, when the coil component 10 is cut along a plane including the winding shaft 32, two cross sections of the coil 30 appear there. Each of the cross sections of the coils 30 is specifically a cross section of a bundle of conductive wires constituting the coil 30 (that is, an aggregate of cross sections of the conductive wires). Each of these cross sections is called a winding window 34. That is, as shown in FIG. 2, when the coil component 10 (coil 30) is cut on a plane including the winding shaft 32, two winding windows 34 appear there. FIG. 3 shows an example of a winding window. 3 shows the winding window 34a of the coil 30a in which the flat wire 70 is wound edgewise, and the right figure in FIG. 3 shows the winding window 34b of the coil 30b in which the flat wire 70 is flatwise wound. The coil 30a is composed of a flat wire 70 wound in a single layer of solenoid, and the coil 30b can be regarded as composed of a flat wire 70 wound in a single layer of spiral. it can.

本実施の形態による構造的条件を満たすコイル３０の巻き窓３４においては、図４の左図及右図に示されるように、コイル３０に通電した場合の電流密度の高い領域６０が表面近傍のみに集中することとなる。例えば、図４の左図においては、巻き窓３４のｒ方向（巻き軸と直交する方向）の両端近傍のみに電流密度の高い領域６０が現れており、図４の右図においては、巻き窓３４のＺ方向（巻き軸の延びる方向）の両端近傍のみに電流密度の高い領域６０が現れている。かかる交流電流分布によると、巻き窓３４の表面以外の部分（即ち、巻き窓３４の内部に位置する導線間の境界など）に生じる交流損失を抑制することができることから、コイル部品（コイル３０）全体の損失を低くすることができる。なお、例えば、図４左のような交流電流分布は、図３左のように平角線７０をエッジワイズ巻きしてなるコイル３０ａであって本実施の形態による構造的条件を満たすコイル３０ａの巻き窓３４ａにおいて確認することができ、一方、図４右のような交流電流分布は、図３右のように平角線７０をフラットワイズ巻きしてなるコイル３０ｂであって本実施の形態による構造的条件を満たすコイル３０ｂの巻き窓３４ｂにおいて確認することができる。 In the winding window 34 of the coil 30 that satisfies the structural condition according to the present embodiment, as shown in the left and right diagrams of FIG. 4, the region 60 having a high current density when the coil 30 is energized is only near the surface. Will concentrate on. For example, in the left figure of FIG. 4, the area | region 60 with a high current density appears only in the both ends vicinity of the r direction (direction orthogonal to a winding axis) of the winding window 34, and in the right figure of FIG. A region 60 having a high current density appears only in the vicinity of both ends in the Z direction (direction in which the winding shaft extends) 34. According to this AC current distribution, AC loss that occurs in a portion other than the surface of the winding window 34 (that is, the boundary between the conductors positioned inside the winding window 34) can be suppressed, and thus the coil component (coil 30). The overall loss can be reduced. For example, the alternating current distribution as shown in the left of FIG. 4 is a coil 30a formed by edgewise winding a rectangular wire 70 as shown in the left of FIG. 3, and the winding of the coil 30a satisfying the structural condition according to the present embodiment is performed. On the other hand, the alternating current distribution as shown in the right of FIG. 4 is a coil 30b formed by flatwise winding the flat wire 70 as shown in the right of FIG. It can be confirmed in the winding window 34b of the coil 30b that satisfies the condition.

５０ｋＨｚ以下の駆動周波数でコイル部品１０を駆動すると、交流損失においては近接効果が支配的になると考えることができる。加えて、駆動周波数が３０ｋＨｚ以下、特に１０ｋＨｚ近傍になると交流損失は実質的に近接効果のみに起因するものと考えることができる。このような駆動周波数ｆの電流を、その駆動周波数ｆで定まる表皮深さδ（＝１／√（πｆμσ）；ここでμは導線の透磁率、σは導線の導電率）の４倍（好ましくは２倍）を考慮したサイズを有する導線に流した場合、近接効果による交流電流分布は以下のようになる。ここで、「表皮深さδの４倍（好ましくは２倍）を考慮したサイズを有する導線」とは、例えば、丸線の場合には表皮深さδの４倍（好ましくは２倍）以下の直径を有するものであり、平角線の場合には表皮深さδの４倍（好ましくは２倍）以下の板厚を有するものである。即ち、「表皮深さδの４倍（好ましくは２倍）を考慮したサイズを有する導線」とは、コイルとして巻回した場合に、巻き軸の延びる方向（Ｚ方向）又は巻き軸と直交する方向（ｒ方向）の少なくともいずれか一方において、表皮深さδの４倍（好ましくは２倍）以下のサイズを有するような導線である。 When the coil component 10 is driven at a driving frequency of 50 kHz or less, it can be considered that the proximity effect becomes dominant in the AC loss. In addition, when the driving frequency is 30 kHz or less, particularly in the vicinity of 10 kHz, it can be considered that the AC loss is substantially caused only by the proximity effect. The current at the driving frequency f is four times the skin depth δ (= 1 / √ (πfμσ) determined by the driving frequency f; where μ is the permeability of the conductor and σ is the conductivity of the conductor) (preferably When the current is passed through a conductor having a size that takes into account 2), the alternating current distribution due to the proximity effect is as follows. Here, “the conducting wire having a size that takes into consideration 4 times (preferably 2 times) the skin depth δ” means, for example, 4 times (preferably 2 times) or less of the skin depth δ in the case of a round wire. In the case of a flat wire, it has a plate thickness not more than 4 times (preferably 2 times) the skin depth δ. That is, “the conducting wire having a size that takes into consideration four times (preferably twice) the skin depth δ” is perpendicular to the direction in which the winding axis extends (Z direction) or the winding axis when wound as a coil. In at least one of the directions (r direction), the lead wire has a size not more than 4 times (preferably 2 times) the skin depth δ.

事象１：円形断面を有する導線（即ち、丸線）が単線である場合、一般的には電流は外周部に集中するが、導線が細い場合には外周部への電流の集中は緩和する。 Event 1: When a conducting wire having a circular cross section (that is, a round wire) is a single wire, the current is generally concentrated on the outer peripheral portion, but when the conducting wire is thin, the concentration of the current on the outer peripheral portion is reduced.

図５を参照すると、丸線７２が一本のみあったとして、その丸線７２に電流を流した場合、図５左に示されるように電流密度の高い領域６０は表面近傍（外周部）に集中するが、丸線７２が細い場合には図５右に示されるように電流が表面近傍のみに集中するといったことがない。 Referring to FIG. 5, assuming that there is only one round line 72, when current is passed through the round line 72, the region 60 with high current density is located near the surface (outer peripheral part) as shown on the left side of FIG. 5. However, when the round line 72 is thin, the current does not concentrate only in the vicinity of the surface as shown in the right of FIG.

事象２：平角導線のように縦横比の異なる導線が単線である場合、断面における長手方向の両端（平角導線の場合、板厚方向と直交する方向の両端）に電流が集中する。 Event 2: When conductors having different aspect ratios are single wires such as a rectangular conductor, current concentrates at both ends in the longitudinal direction in the cross section (in the case of a rectangular conductor, both ends in the direction perpendicular to the plate thickness direction).

図６を参照すると、一本のみの平角線７０に電流を流した場合であって、平角線７０の板厚が表皮深さ以下であるような場合、電流密度の高い領域６０は平角線７０の幅方向（板厚方向と直交する方向；平角線７０の断面における長手方向）の両端のみに集中する。 Referring to FIG. 6, when a current is passed through only one flat wire 70 and the thickness of the flat wire 70 is equal to or less than the skin depth, the region 60 having a high current density is a flat wire 70. Are concentrated only at both ends in the width direction (the direction perpendicular to the plate thickness direction; the longitudinal direction in the cross section of the flat wire 70).

事象３：互いに直列に接続されている２本の導線が近接し且つそれらの導線に同方向の電流が流れている場合、各導線の内部で他方の導線から遠ざかる方向に電流が集中し、導線間の電流密度は低下する。 Event 3: When two conductors connected in series are close to each other and a current in the same direction flows through the conductors, the current concentrates in the direction away from the other conductor inside each conductor. The current density in between decreases.

図７に示されるように、丸線７２をスパイラル状に２巻きだけ巻いたコイルに対して通電した場合、そのコイルの巻き窓において電流密度の高い領域６０は各丸線７２の他の丸線７２から遠い表面近傍のみに集中する。即ち、丸線７２の線間（境界）近傍には電流密度の高い領域６０は現れない。図７に示される例は、丸線７２をスパイラル状に２巻きだけ巻いてなるコイルに関するものであるが、例えば、丸線７２をソレノイド状に２巻きだけ巻いてなるコイルの場合も同様であり、また、丸線７２に代えて角線をソレノイド状又はスパイラル状に２巻きだけ巻回してコイルを構成したような場合も同様である。 As shown in FIG. 7, when energizing a coil in which the round wire 72 is wound twice in a spiral shape, a region 60 having a high current density in the winding window of the coil is the other round wire of each round wire 72. Concentrate only near the surface far from 72. That is, the region 60 having a high current density does not appear near the line (boundary) between the round lines 72. The example shown in FIG. 7 relates to a coil in which the round wire 72 is wound twice in a spiral shape, but the same applies to, for example, a coil in which the round wire 72 is wound in a solenoid shape only twice. The same applies to the case where the coil is formed by winding the square wire by two turns in a solenoid shape or spiral shape instead of the round wire 72.

事象４：互いに直列に接続されている３本以上の導線が一列に近接して配置され且つそれらの導線に同方向の電流が流れている場合、最も外側に位置する導線においては外側に電流が集中し、それ以外の導線においては他の導線との境界部分に電流が集中する。 Event 4: When three or more conductors connected in series with each other are arranged in close proximity to each other and currents in the same direction flow through the conductors, the outermost conductors have current outside. Concentrate, and in other conductors, current concentrates at the boundary with other conductors.

例えば、図８に示されるように、角線７４をスパイラル状に３巻きだけ巻いたコイルに通電した場合、電流密度の高い領域６０は、最外周の表面のみではなく線間にも表れる。図９に示されるように、丸線７２をスパイラル状に３巻きだけ巻いたコイルに通電した場合も同様である。これら図８及び図９の例のように、互いに直列に接続された３本の導線（角線７４及び丸線７２）が一列に近接配置されると、一の導線に流れる電流によってその導線と隣接する導線内に逆方向に向かう電流が誘導されることとなり、導線間における交流損失が増大してしまう。なお、図８及び図９に示された例は、角線７４や丸線７２をスパイラル状に巻回したコイルに関するものであるが、例えば、角線７４や丸線７２をソレノイド状に巻回したコイルの場合も同様である。また、図８及び図９に示される例では角線７４及び丸線７２を３巻きだけ巻回してコイルを構成しているが、３巻き以上巻回しても同様である。 For example, as shown in FIG. 8, when current is passed through a coil formed by winding three turns of a square wire 74, a region 60 having a high current density appears not only on the outermost surface but also between the wires. As shown in FIG. 9, the same applies to the case where a coil in which a round wire 72 is wound in a spiral shape by three turns is energized. As shown in FIGS. 8 and 9, when three conducting wires (square wire 74 and round wire 72) connected in series with each other are arranged close to each other in a row, the conducting wire is caused by the current flowing in one conducting wire. A current flowing in the opposite direction is induced in the adjacent conductors, and the AC loss between the conductors increases. The examples shown in FIGS. 8 and 9 relate to a coil in which a square wire 74 or a round wire 72 is wound in a spiral shape. For example, the square wire 74 or the round wire 72 is wound in a solenoid shape. The same applies to the coil. Further, in the example shown in FIGS. 8 and 9, the coil is formed by winding the square wire 74 and the round wire 72 by 3 turns, but the same applies to winding 3 turns or more.

事象５：互いに並列に接続された３本以上の導線が一列に近接して配置されている場合、最も外側に位置する導線においては外側に電流が集中し、それ以外の導線においては電流の集中は生じない。 Event 5: When three or more conductors connected in parallel to each other are arranged close to each other, current is concentrated on the outermost conductor, and current is concentrated on the other conductors. Does not occur.

例えば、図１０に示されるように、互いに並列に接続された３本の角線７４を一列に近接配置して、それら角線７４に通電した場合、電流密度の高い領域６０は、最外周の表面のみに現れる。即ち、角線７４の線間（境界部分）には電流密度の高い領域６０は現れない。図１１に示されるように、互いに並列に接続された３本の丸線７２を一列に近接配置して、それら丸線７２に通電した場合も同様である。図１０及び図１１では角線７４や丸線７２を３本のみ近接配置した例を示しているが、４本以上並置しても同様である。 For example, as shown in FIG. 10, when three square lines 74 connected in parallel to each other are arranged close to each other and energized to the square lines 74, the region 60 having a high current density is formed at the outermost periphery. Appears only on the surface. That is, the region 60 having a high current density does not appear between the lines of the square lines 74 (boundary portion). As shown in FIG. 11, the same applies to the case where three round wires 72 connected in parallel to each other are arranged close to each other and energized to the round wires 72. 10 and 11 show an example in which only three square lines 74 and round lines 72 are arranged close to each other, but the same is true if four or more lines are arranged in parallel.

図１０及び図１１と図６から理解されるように、互いに並列に接続された複数の導線（丸線７２や角線７４など）を一列に近接配置した状態でそれら導線に通電すると、平角線７０に通電した場合と同様の交流電流分布となる。これを利用すると、複数の安価な丸線７２で平角線７０と同様の結果を得ることができる。 As can be understood from FIGS. 10 and 11 and FIG. 6, when a plurality of conductive wires connected in parallel to each other (round wire 72, square wire 74, etc.) are energized in a row, a rectangular wire is obtained. The AC current distribution is the same as when the current is supplied to 70. If this is utilized, the result similar to the flat wire 70 can be obtained with a plurality of inexpensive round wires 72.

事象６：事象４に示される条件と他の事象１〜３及び５に示される条件とが同時に成立する場合、他の事象１〜３及び５が優先する。 Event 6: When the condition shown in event 4 and the conditions shown in other events 1 to 3 and 5 are satisfied simultaneously, the other events 1 to 3 and 5 have priority.

例えば、図６に示されるような事象２の条件を満たす平角線７０を用いて、図１２左に示されるエッジワイズ巻きのコイルを構成した場合や、図１２右に示されるフラットワイズ巻きのコイルを構成した場合、各平角線７０の幅方向（平角線７０の断面における長手方向）の両端に電流密度の高い領域６０が現れる。即ち、図１２左のエッジワイズ巻きのコイル３０ａの場合、巻き窓３４ａのｒ方向（巻き軸と直交する方向）における両端に電流密度の高い領域６０が集中し、図１２右のフラットワイズ巻きのコイル３０ｂの場合、巻き窓３４ｂのＺ方向（巻き軸の延びる方向）における両端に電流密度の高い領域６０が集中する。 For example, when a flat wire 70 satisfying the condition of event 2 as shown in FIG. 6 is used to form an edgewise coil shown on the left of FIG. 12, or a flatwise coil shown on the right of FIG. In the configuration, regions 60 with high current density appear at both ends in the width direction of each flat wire 70 (longitudinal direction in the cross section of the flat wire 70). That is, in the case of the edgewise winding coil 30a on the left side of FIG. 12, regions 60 having a high current density are concentrated on both ends in the r direction (direction orthogonal to the winding axis) of the winding window 34a. In the case of the coil 30b, regions 60 having a high current density are concentrated at both ends in the Z direction (direction in which the winding axis extends) of the winding window 34b.

同様に、図１１に示されるような事象５の条件を満たす複数の丸線７２でコイル部５０ｃ，５０ｄを構成すると共に複数のコイル部５０ｃ，５０ｄを用いて、図１３に示されるようなコイル３０ｃ，３０ｄを構成した場合、ｒ方向（巻き軸と直交する方向）又はＺ方向（巻き軸の延びる方向）における両端に電流密度の高い領域６０が現れる。なお、図１３左に示されるコイル３０ｃは互いに巻き径の異なるソレノイド状のコイル部５０ｃを同心円状に配置してなるものであり、点線で示されるように互いに並列に接続されている。即ち、巻き窓３４ｃにおいて一列を構成する断面は一本の丸線７２に属する（一つのコイル部５０ｃに属する）ものである。一方、図１３右に示されるコイル３０ｄはスパイラル状に巻回されたコイル部５０ｄをＺ方向に積層してなるものであり、点線で示されるように互いに並列に接続されている。即ち、巻き窓３４ｄにおいて一行を構成する断面は一本の丸線７２に属する（一つのコイル部５０ｄに属する）ものである。 Similarly, a plurality of round wires 72 satisfying the condition of event 5 as shown in FIG. 11 constitute coil portions 50c and 50d, and a plurality of coil portions 50c and 50d are used to form a coil as shown in FIG. When 30c and 30d are configured, regions 60 with high current density appear at both ends in the r direction (direction orthogonal to the winding axis) or the Z direction (direction in which the winding axis extends). The coil 30c shown on the left in FIG. 13 is formed by concentrically arranging solenoid-like coil portions 50c having different winding diameters, and are connected in parallel to each other as indicated by a dotted line. That is, the cross-section which comprises one row in the winding window 34c belongs to the one round wire 72 (belongs to one coil part 50c). On the other hand, the coil 30d shown on the right in FIG. 13 is formed by laminating spirally wound coil portions 50d in the Z direction, and is connected in parallel to each other as indicated by a dotted line. That is, the cross section constituting one row in the winding window 34d belongs to one round wire 72 (belongs to one coil portion 50d).

更に、図１３に示される例において丸線７２を平角線に変更したとしても同様の結果が得られる。 Furthermore, even if the round line 72 is changed to a flat line in the example shown in FIG. 13, the same result can be obtained.

例えば、図１４に示されるように、フラットワイズ巻きのコイル部５０ｅをＺ方向（巻き軸の延びる方向）に沿って複数積層しつつ点線で示されるように並列接続してコイル３０ｅを構成した場合、巻き窓３４ｅにおいてはＺ方向の両端のみに電流密度の高い領域６０が現れる。同様に、図１５に示されるように、エッジワイズ巻きのコイル部５０ｆをｒ方向に同心円状に複数配置しつつ点線で示されるように並列接続してコイル３０ｆを構成すると、巻き窓３４ｆにおいてはｒ方向の両端のみに電流密度の高い領域６０が現れる。これら図１４及び図１５の例と図１２に示される例とを比較すれば理解されるように、並列接続された複数のコイル部５０ｅ，５０ｆからなるコイル３０ｅ，３０ｆにおいては、アスペクト比の大きい平角線からなるコイルと同様の交流電流分布が得られる。アスペクト比の大きい平角線でコイルを構成すると、その端部又は端末をエッジワイズ曲げして処理することができないなど取り扱い上において問題となることが多いが、複数のコイル部５０ｅ，５０ｆを並列接続した場合、アスペクト比の大きい平角線と同様の交流電流分布を得つつ端末処理等を問題なく行うことができる。加えて、複数のコイル部を並列接続して、コイル（サブコイル）を得た場合、コイル部間に働くローレンツ力の大幅な低下によりコイル部品における振動やそれに起因した騒音を低減することができる。 For example, as shown in FIG. 14, when a coil 30e is formed by connecting a plurality of flat-wise coiled portions 50e in the Z direction (direction in which the winding axis extends) and connecting them in parallel as indicated by a dotted line In the winding window 34e, regions 60 having a high current density appear only at both ends in the Z direction. Similarly, as shown in FIG. 15, when a coil 30f is formed by arranging a plurality of edgewise coil portions 50f concentrically in the r direction and connecting them in parallel as shown by dotted lines, the winding window 34f A region 60 having a high current density appears only at both ends in the r direction. As can be understood by comparing these examples of FIGS. 14 and 15 with the example shown in FIG. 12, the coils 30e and 30f including the plurality of coil portions 50e and 50f connected in parallel have a large aspect ratio. An alternating current distribution similar to that of a coil made of a flat wire is obtained. Constructing a coil with a rectangular wire having a large aspect ratio often poses a problem in handling such that the end or end of the coil cannot be processed edgewise, but a plurality of coil portions 50e and 50f are connected in parallel. In this case, terminal processing or the like can be performed without problems while obtaining an alternating current distribution similar to that of a rectangular wire having a large aspect ratio. In addition, when a plurality of coil portions are connected in parallel to obtain a coil (subcoil), vibrations in the coil components and noise caused by the coil components can be reduced due to a significant decrease in Lorentz force acting between the coil portions.

上述した例においては、１つのコイル部のみからなるコイル３０ａ，３０ｂや複数のコイル部を並列接続してなるコイル３０ｃ〜３０ｆについて説明してきたが、かかるコイル３０ａ〜３０ｆをサブコイル４０とし、図１６及び図１７に示されるように、単一の巻き軸（即ち、共通の巻き軸）を有するように２つのサブコイル４０を近接配置して１つのコイル３０ｇ，３０ｈを構成することとしてもよい。換言すると、上述したコイル３０ａ〜３０ｆは、１つのサブコイルのみからなるものであると考えることもできる。 In the example described above, the coils 30a and 30b including only one coil portion and the coils 30c to 30f formed by connecting a plurality of coil portions in parallel have been described. However, the coils 30a to 30f are referred to as sub-coils 40, and FIG. And as FIG. 17 shows, it is good also as comprising one coil 30g, 30h by arrange | positioning the two subcoils 40 closely so that it may have a single winding axis | shaft (namely, common winding axis | shaft). In other words, the above-described coils 30a to 30f can be considered to be composed of only one subcoil.

更に、いずれのコイル３０ｇ，３０ｈにおいてもサブコイル４０同士を直列接続することとしてもよい。サブコイル４０同士が直列に接続されている場合であっても事象３から理解されるようにサブコイル４０の数が２つのみである場合、サブコイル４０間の境界には電流密度の高い領域６０が現れない。もし３つのサブコイル４０を直列に接続してしまった場合には事象４から予想されるようにサブコイル４０の境界部分にも電流密度の高い領域が現れてしまい、コイル全体としては損失を低く抑えることができない恐れもある。従って、サブコイル４０は、多くても２つでなければならない。 Further, the subcoils 40 may be connected in series in any of the coils 30g and 30h. Even when the subcoils 40 are connected in series, as understood from the event 3, when the number of the subcoils 40 is only two, a region 60 having a high current density appears at the boundary between the subcoils 40. Absent. If three subcoils 40 are connected in series, a region with a high current density appears at the boundary of the subcoil 40 as expected from event 4, and the loss of the entire coil is kept low. There is also a risk of not being able to. Therefore, the number of subcoils 40 must be at most two.

図１８乃至図２０を参照すると、コイル３０ｉ〜３０ｋは夫々サブコイル４０ｉ〜４０ｋを２つ直列接続してなるものである。図１８のコイル３０ｉは、平角線７０をフラットワイズ巻きしてなるコイル部５０ｉ１〜５０ｉ４を２つ積層してなるサブコイル４０ｉを２つ用意し、それらをＺ方向に積層した上で直接に接続してなるものである。図１８において、コイル部５０ｉ１〜５０ｉ４の接続関係は点線で示されている。図１９のコイル３０ｊは、平角線７０をフラットワイズ巻きしてなるコイル部５０ｊ１〜５０ｊ６を３つ積層してなるサブコイル４０ｊを２つ用意し、それらをＺ方向に積層した上で直接に接続してなるものである。図１９において、コイル部５０ｊ１〜５０ｊ６の接続関係は点線で示されている。図２０のコイル３０ｋは、平角線７０をエッジワイズ巻きしてなるコイル部５０ｋ１〜５０ｋ４を２つ同心円状に近接配置してなるサブコイル４０ｋを２つ更に同心円状に近接配置した上で直列に接続してなるものである。図２０において、コイル部５０ｋ１〜５０ｋ４の接続関係は点線で示されている。図１８乃至図２０のいずれにおいても、対をなすサブコイル４０ｉ〜４０ｋ同士に含まれるコイル部の数は互いに等しく、接続関係はサブコイル４０ｉ〜４０ｋ間の境界部分に対して対称となるように構成されている。これにより、コイル３０ｉ〜３０ｋの巻き窓３４ｉ〜３４ｋのＺ方向又はｒ方向のいずれかの両端に電流密度の高い領域６０を効率よく集中させることができる。

18 to 20, the coils 30i to 30k are each formed by connecting two subcoils 40i to 40k in series. The coil 30i in FIG. 18 has two subcoils 40i formed by laminating two coil portions 50i1 to 50i4 formed by flatwise winding a rectangular wire 70, and these are laminated in the Z direction and directly connected. It will be. In FIG. 18, the connection relationship between the coil portions 50i1 to 50i4 is indicated by a dotted line. The coil 30j shown in FIG. 19 has two subcoils 40j formed by stacking three coil portions 50j1 to 50j6 formed by flatwise winding a rectangular wire 70, which are stacked in the Z direction and directly connected. It will be. In FIG. 19, the connection relationship between the coil portions 50j1 to 50j6 is indicated by a dotted line. The coil 30k in FIG. 20 is connected in series after two subcoils 40k formed by concentrically arranging two coil portions 50k1 to 50k4 obtained by edgewise winding a rectangular wire 70 and further arranged concentrically. It is made. In FIG. 20, the connection relationship between the coil portions 50k1 to 50k4 is indicated by a dotted line. In any of FIGS. 18 to 20, the number of coil portions included in the paired subcoils 40 i to 40 k is equal to each other, and the connection relationship is configured to be symmetric with respect to the boundary portion between the subcoils 40 i to 40 k. ing. Thereby, the area | region 60 with a high current density can be efficiently concentrated on the both ends of either the Z direction or the r direction of the winding windows 34i-34k of the coils 30i-30k.

以上説明した本実施の形態によるコイル部品のコイルの構造的条件についてまとめると、本実施の形態によるコイル部品のコイルは、２つ以下のサブコイルのみを備えるものである。即ち、コイルは、サブコイルを１つのみからなるものであるか、サブコイルを２つのみからなるものである。コイルが２つのサブコイルからなる場合、それらのサブコイルは、単一の巻き軸を共通の巻き軸とし且つ互いに近接配置されている。 Summarizing the structural conditions of the coil of the coil component according to the present embodiment described above, the coil of the coil component according to the present embodiment includes only two or less subcoils. That is, a coil consists of only one subcoil or consists of only two subcoils. When a coil consists of two subcoils, these subcoils have a single winding axis as a common winding axis and are arranged close to each other.

各サブコイルは、１又は複数のコイル部を備えている。一つのサブコイルに含まれるコイル部の数が２以上である場合、それらコイル部は互いに並列に接続され、近接配置されている。例えば、２つのサブコイルを巻き軸の延びる方向（Ｚ方向）において並置する場合には、それらサブコイルは、巻き軸の延びる方向（Ｚ方向）においてサブコイルを構成するコイル部の接続関係が２つのサブコイル間の境界を挟んで互いに対称となるように配置されていることが好ましい。一方、２つのサブコイルを巻き軸と直交する方向（ｒ方向）において例えば同心円状に配置する場合には、それらサブコイルは、巻き軸と直交する方向（ｒ方向）においてサブコイルを構成するコイル部の接続関係が２つのサブコイル間の境界を挟んで互いに対称となるように配置されていることが好ましい。 Each subcoil includes one or a plurality of coil portions. When the number of coil portions included in one subcoil is two or more, the coil portions are connected in parallel to each other and are arranged close to each other. For example, when two subcoils are juxtaposed in the direction in which the winding shaft extends (Z direction), the connection relationship between the coil portions constituting the subcoil in the direction in which the winding shaft extends (Z direction) is between the two subcoils. It is preferable that they are arranged symmetrically with respect to each other. On the other hand, when two subcoils are arranged concentrically, for example, in a direction orthogonal to the winding axis (r direction), these subcoils are connected to a coil portion constituting the subcoil in a direction orthogonal to the winding axis (r direction). It is preferable that the relationship be symmetrical with respect to the boundary between the two subcoils.

各コイル部は、１層又は２層のソレノイド状に巻回された導線又は１層又は２層のスパイラル状に巻回された導線からなるものである。損失をより低くするためには、各コイル部を１層のソレノイド状に巻回された導線又は１層のスパイラル状に巻回された導線のみで構成することが好ましいが、生産性の観点からは各コイル部を２層のソレノイド状に巻回された導線又は２層のスパイラル状に巻回された導線で構成することが好ましい。但し、例えば、導線をソレノイド状に巻回する場合、巻き軸方向の端部で２度ほど折り返して３層以上としてしまうと層間において無視できない損失が生じてしまう。同様の理由により、コイル部を直列に接続してしまうと、コイル部間において無視できない損失が生じてしまう恐れがある。従って、サブコイルを構成するコイル部が２つ以上である場合、それらコイル部は互いに並列接続されていなければならない。 Each coil part consists of a conducting wire wound in the form of a solenoid of one or two layers or a conducting wire wound in a spiral of one or two layers. In order to further reduce the loss, it is preferable to configure each coil portion with only a single-layer solenoid-wound conductive wire or a single-layer spiral-wound wire, but from the viewpoint of productivity. It is preferable that each coil portion is constituted by a conductive wire wound in a two-layer solenoid shape or a conductive wire wound in a two-layer spiral shape. However, for example, when the conductive wire is wound in a solenoid shape, if it is folded back twice at the end in the winding axis direction to have three or more layers, a loss that cannot be ignored occurs between the layers. For the same reason, if the coil parts are connected in series, a loss that cannot be ignored may occur between the coil parts. Therefore, when there are two or more coil parts constituting the sub-coil, the coil parts must be connected in parallel to each other.

なお、各コイル部を構成する導線は、巻き軸の延びる方向（Ｚ方向）又は巻き軸と直交する方向（ｒ方向）の少なくともいずれか一方において、コイル部品を駆動する駆動周波数ｆにおける表皮深さδの４倍以下のサイズを有することが必要とされる。即ち、例えば、丸線の場合には表皮深さδの４倍以下の直径を有しており、平角線の場合には表皮深さδの４倍以下の板厚を有していることが必要とされる。より効果的な線間における損失抑制を実現したい場合、導線は、巻き軸の延びる方向（Ｚ方向）又は巻き軸と直交する方向（ｒ方向）の少なくともいずれか一方において、表皮深さδの２倍以下のサイズを有することが好ましい。即ち、丸線の場合には表皮深さδの２倍以下の直径を有していることが好ましく、平角線の場合には表皮深さδの２倍以下の板厚を有していることが好ましい。 In addition, the conducting wire which comprises each coil part is the skin depth in the drive frequency f which drives a coil component in at least any one of the direction (Z direction) to which a winding axis extends, or the direction (r direction) orthogonal to a winding axis. It is required to have a size of 4 times or less than δ. That is, for example, in the case of a round wire, it has a diameter of 4 times or less of the skin depth δ, and in the case of a flat wire, it has a thickness of 4 times or less of the skin depth δ. Needed. When it is desired to realize more effective loss suppression between the wires, the conductor has a skin depth δ of 2 in at least one of the extending direction of the winding axis (Z direction) and the direction orthogonal to the winding axis (r direction). It is preferable to have a size of twice or less. That is, in the case of a round wire, it preferably has a diameter not more than twice the skin depth δ, and in the case of a flat wire, it has a plate thickness not more than twice the skin depth δ. Is preferred.

かかる構造的条件を満たす本実施の形態によるコイル部品のコイルのいずれの巻き窓においても、コイルに通電した場合の交流電流分布が表面近傍のみに集中することとなる。特に、本実施の形態において図示してきたような例によると、交流電流分布は、巻き軸の延びる方向（Ｚ方向）における巻き窓の両端近傍のみ又は巻き軸と直交する方向（ｒ方向）における巻き窓の両端近傍のみに集中する。いずれの場合にも、巻き窓内部に位置する導線間などにおいて電流密度の高い部分が生じることはなく、従って、巻き窓内部において無視できない損失が生じることを抑制することができる。 In any winding window of the coil of the coil component according to the present embodiment satisfying such a structural condition, the alternating current distribution when the coil is energized is concentrated only in the vicinity of the surface. In particular, according to the example shown in the present embodiment, the alternating current distribution is obtained by winding only in the vicinity of both ends of the winding window in the direction in which the winding axis extends (Z direction) or in the direction orthogonal to the winding axis (r direction). Concentrate only near the ends of the window. In any case, a portion having a high current density does not occur between the conductors positioned inside the winding window, and therefore it is possible to suppress occurrence of a loss that cannot be ignored inside the winding window.

特定の方向（上述した例ではＺ方向又はｒ方向）における巻き窓の両端近傍のみに電流密度の高い領域が存在するような偏った電流密度分布を確実に得るため、その特定の方向におけるサブコイルのサイズが所定の条件を満たしていることが好ましい。 In order to reliably obtain a biased current density distribution in which a region having a high current density exists only in the vicinity of both ends of the winding window in a specific direction (Z direction or r direction in the above example), It is preferable that the size satisfies a predetermined condition.

例えば、図１２右に示されるように平角線７０をフラットワイズ巻きしてコイル部を構成し、そのコイル部を１つ用いてサブコイルを構成した場合であって、コイルが１つのサブコイルのみからなる場合、巻き軸の延びる方向（Ｚ方向）における平角線７０のサイズ（即ち、平角線７０の幅）の１／２が表皮深さδよりも大きいことが好ましい。図１４を用いて説明したように、２つ以上のコイル部５０ｅを並列接続して近接配置したものは、１つのコイル部と同様の交流電流分布を示す。かかる場合、巻き軸の延びる方向（Ｚ方向）における平角線７０のサイズの総和の１／２が表皮深さδよりも大きいことが好ましい。 For example, as shown in the right of FIG. 12, a flat wire 70 is wound flatwise to form a coil portion, and a single coil portion is used to form a subcoil, and the coil is composed of only one subcoil. In this case, it is preferable that ½ of the size of the flat wire 70 (that is, the width of the flat wire 70) in the direction in which the winding shaft extends (Z direction) is larger than the skin depth δ. As described with reference to FIG. 14, two or more coil parts 50e connected in parallel and arranged in close proximity exhibit an alternating current distribution similar to that of one coil part. In such a case, it is preferable that ½ of the total size of the flat wire 70 in the direction in which the winding shaft extends (Z direction) is larger than the skin depth δ.

また、図１２左に示されるように平角線７０をエッジワイズ巻きしてコイル部を構成し、そのコイル部を１つ用いてサブコイルを構成した場合であって、コイルが１つのサブコイルのみからなる場合、巻き軸と直交する方向（ｒ方向）における平角線７０のサイズ（即ち、平角線７０の幅）の１／２が表皮深さδよりも大きいことが好ましい。図１５に示されるように２つ以上のコイル部５０ｆを並列接続して近接配置してなるサブコイルの場合、巻き軸と直交する方向（ｒ方向）における平角線７０のサイズの総和の１／２が表皮深さδよりも大きいことが好ましい。 Further, as shown in the left side of FIG. 12, a coil portion is formed by edgewise winding a rectangular wire 70, and a subcoil is formed using one of the coil portions, and the coil is composed of only one subcoil. In this case, it is preferable that ½ of the size of the flat wire 70 (that is, the width of the flat wire 70) in the direction orthogonal to the winding axis (r direction) is larger than the skin depth δ. As shown in FIG. 15, in the case of a subcoil in which two or more coil portions 50f are connected in parallel and arranged close to each other, ½ of the total size of the flat wire 70 in the direction (r direction) orthogonal to the winding axis. Is preferably larger than the skin depth δ.

更に、図１３左に示されるように、丸線７２を１層のソレノイド状に巻回して構成されたコイル部５０ｃであって互いに巻き径（巻き軸から丸線までの距離）の異なるコイル部５０ｃを複数用意して、巻き軸を中心としてそれら複数のコイル部５０ｃを同心円状に配置すると共に互いに並列に接続してサブコイルを構成した場合であって、コイル３０ｃが１つのサブコイルのみからなる場合、巻き軸と直交する方向（ｒ方向）におけるコイル部５０ｃの丸線７２の直径の総和（即ち、図１３左に示される巻き窓３４ｃのｒ方向のサイズ）の１／２は、表皮深さδよりも大きいことが好ましい。 Further, as shown on the left side of FIG. 13, the coil portion 50c is configured by winding a round wire 72 into a single-layer solenoid shape, and the coil portions having different winding diameters (distance from the winding axis to the round wire). A case where a plurality of 50c are prepared, a plurality of coil portions 50c are concentrically arranged around the winding axis and are connected in parallel to each other to form a subcoil, and the coil 30c is composed of only one subcoil. ½ of the sum of the diameters of the round wires 72 of the coil portion 50c in the direction orthogonal to the winding axis (r direction) (that is, the size in the r direction of the winding window 34c shown on the left in FIG. 13) is the skin depth. It is preferable that it is larger than δ.

同様に、図１３右に示されるように、丸線７２を１層のスパイラル状に巻回して構成されたコイル部５０ｄを複数用意して、巻き軸の延びる方向（Ｚ方向）に沿ってそれら複数のコイル部５０ｄを積層すると共に互いに並列に接続してサブコイルを構成した場合であって、コイル３０ｄが１つのサブコイルのみからなる場合、巻き軸の延びる方向（Ｚ方向）におけるコイル部５０ｄの丸線７２の直径の総和（即ち、図１３右に示される巻き窓３４ｄのＺ方向のサイズ）の１／２は、表皮深さδよりも大きいことが好ましい。 Similarly, as shown in the right of FIG. 13, a plurality of coil portions 50d each formed by winding a round wire 72 into a spiral layer are prepared, and they are arranged along the direction in which the winding shaft extends (Z direction). When a plurality of coil parts 50d are stacked and connected in parallel to each other to form a subcoil, and the coil 30d is composed of only one subcoil, the round of the coil part 50d in the direction in which the winding axis extends (Z direction) It is preferable that 1/2 of the total diameter of the lines 72 (that is, the size in the Z direction of the winding window 34d shown on the right in FIG. 13) is larger than the skin depth δ.

図１６及び図１７に示されるように、サブコイル４０を２つ備える場合にあっては、電流密度分布の高い領域が両端に表れるような方向におけるサイズの小さいサブコイル４０と表皮深さδとの関係を調整することが好ましい。 As shown in FIGS. 16 and 17, when two subcoils 40 are provided, the relationship between the subcoil 40 having a small size and the skin depth δ in such a direction that a region having a high current density distribution appears at both ends. Is preferably adjusted.

例えば、図１６に示されるコイル３０ｇは、巻き軸の延びる方向（Ｚ方向）にサブコイル４０が積層されており、かかるコイル３０ｇの巻き窓においては巻き軸の延びる方向（Ｚ方向）の両端に電流密度の高い領域が現れる。このケースにおいて、巻き軸の延びる方向（Ｚ方向）におけるサブコイル４０のサイズｌ_１、ｌ_２についてサイズｌ_１がサイズｌ_２よりも小さいときには（ｌ_１＜ｌ_２）、小さい方のサイズｌ_１が表皮深さδよりも大きい（従って、大きい方のサイズｌ_２は当然に表皮深さδより大きい）ことが好ましい。 For example, in the coil 30g shown in FIG. 16, the subcoil 40 is laminated in the direction in which the winding axis extends (Z direction). A dense region appears. In this case, when the size l ₁ is smaller than the size l ₂ for the sizes l ₁ and l ₂ of the subcoil 40 in the direction in which the winding shaft extends (Z direction) (l ₁ <l ₂ ), the smaller size l ₁ is It is preferable that it is larger than the skin depth δ (the larger size l ₂ is naturally larger than the skin depth δ).

ここで、サブコイル４０のサイズｌ_１，ｌ_２は、例えば、一本の平角線をフラットワイズ巻きしてなるサブコイルの場合には、平角線の幅（Ｚ方向における平角線のサイズ）に対応している。また、平角線をフラットワイズ巻きしてなるコイル部を複数用いてサブコイルを構成した場合には、平角線の幅（Ｚ方向における平角線のサイズ）の総和となる。例えば、図１８に示されるようなコイル３０ｉにおいて、各サブコイル４０ｉのサイズｌ_１，ｌ_２は、コイル部５０ｉ_１を構成する平角線７０の幅とコイル部５０ｉ_２を構成する平角線７０の幅との和又はコイル部５０ｉ_３を構成する平角線７０の幅とコイル部５０ｉ_４を構成する平角線７０の幅との和となる。 Here, the sizes l ₁ and l ₂ of the subcoil 40 correspond to the width of the flat wire (the size of the flat wire in the Z direction), for example, in the case of a subcoil obtained by flatwise winding a single flat wire. ing. Further, when a sub-coil is configured by using a plurality of coil portions formed by flatwise winding a rectangular wire, the sum of the width of the rectangular wire (the size of the rectangular wire in the Z direction) is obtained. For example, in the coil 30i as shown in FIG. 18, the sizes l ₁ and l ₂ of each subcoil 40i are the width of the flat wire 70 constituting the coil portion 50i ₁ and the width of the flat wire 70 constituting the coil portion 50i _2. the sum of the width of the rectangular wire 70 constituting the width and the coil portion 50i ₄ of rectangular wire 70 constituting the sum or coil section 50i ₃ with.

図１７に示されるコイル３０ｈは、巻き軸と直交する方向（ｒ方向）においてサブコイル４０が同心円状に近接配置されており、かかるコイル３０ｈの巻き窓においては巻き軸と直交する方向（ｒ方向）の両端に電流密度の高い領域が現れる。このケースにおいて、巻き軸と直交する方向（ｒ方向）におけるサブコイル４０のサイズｌ_１、ｌ_２についてサイズｌ_１がサイズｌ_２よりも小さいときには（ｌ_１＜ｌ_２）、小さい方のサイズｌ_１が表皮深さδよりも大きい（従って、大きい方のサイズｌ_２は当然に表皮深さδより大きい）ことが好ましい。 In the coil 30h shown in FIG. 17, the sub-coil 40 is disposed concentrically in the direction orthogonal to the winding axis (r direction), and in the winding window of the coil 30h, the direction orthogonal to the winding axis (r direction). A region with a high current density appears at both ends of. In this case, when the size l ₁ is smaller than the size l ₂ for the sizes l ₁ and l ₂ of the subcoil 40 in the direction orthogonal to the winding axis (r direction) (l ₁ <l ₂ ), the smaller size l ₁ Is larger than the skin depth δ (the larger size l ₂ is naturally larger than the skin depth δ).

サブコイル４０のサイズｌ_１，ｌ_２は、例えば、一本の平角線をエッジワイズ巻きしてなるサブコイルの場合には、平角線の幅（ｒ方向における平角線のサイズ）に対応している。また、平角線をエッジワイズ巻きしてなるコイル部を複数用いてサブコイルを構成した場合には、平角線の幅（ｒ方向における平角線のサイズ）の総和となる。例えば、図２０に示されるようなコイル３０ｋにおいて、各サブコイル４０ｋのサイズｌ_１，ｌ_２は、コイル部５０ｋ_１を構成する平角線７０の幅とコイル部５０ｋ_２を構成する平角線７０の幅との和又はコイル部５０ｋ_３を構成する平角線７０の幅とコイル部５０ｋ_４を構成する平角線７０の幅との和となる。 The sizes l ₁ and l ₂ of the subcoil 40 correspond to the width of the flat wire (the size of the flat wire in the r direction), for example, in the case of a subcoil obtained by edgewise winding a single flat wire. Further, when a sub-coil is configured by using a plurality of coil portions formed by edgewise winding a rectangular wire, the sum of the width of the rectangular wire (the size of the rectangular wire in the r direction) is obtained. For example, in the coil 30k as shown in FIG. 20, the sizes l ₁ and l ₂ of each subcoil 40k are the width of the flat wire 70 constituting the coil portion 50k ₁ and the width of the flat wire 70 constituting the coil portion 50k _2. the sum of the width of the rectangular wire 70 constituting the width and the coil portion 50k ₄ of rectangular wire 70 constituting the sum or coil portion 50k ₃ with.

更に、図１６や図１７に示されるようなコイル３０ｇ，３０ｈを丸線で構成した場合、サブコイル４０のサイズｌ_１，ｌ_２は、夫々、Ｚ方向やｒ方向（その方向における両端に電流密度の高い領域が存在するような方向）において一列に並べられた丸線の直径の総和となる。 Further, when the coils 30g and 30h as shown in FIG. 16 and FIG. 17 are configured by round wires, the sizes l ₁ and l ₂ of the subcoil 40 are respectively in the Z direction and the r direction (current density at both ends in that direction). (The direction in which a region with a high area exists) is the sum of the diameters of the circular lines arranged in a row.

なお、上述したサブコイル４０のサイズｌ_１，ｌ_２について、所望の交流電流分布を得るためには、大きい方のサイズｌ_２が小さい方のサイズｌ_１の５倍以下である（即ち、５ｌ_１≧ｌ_２を満たす）ことが好ましい。 In order to obtain a desired alternating current distribution for the sizes l ₁ and l ₂ of the subcoil 40 described above, the larger size l ₂ is not more than 5 times the smaller size l ₁ (that is, 5l ₁ It is preferable that ≧ l ₂ is satisfied.

上述したように、本実施の形態によるコイルは巻き窓の表面近傍に電流密度の高い領域を集中させることができる。即ち、コイルにおいて発熱する可能性のある領域を予め特定することができる。従って、その近傍にヒートシンクを配置しておくと、効率的に放熱させることができ、コイルの熱劣化を抑制することができる。図２１に示されるコイル部品１０ｍは、コイル３０ｍと、熱伝導率特性の高いアルミニウムからなるケース８０と、Ｚ方向においてケース８０に隣接して設けられたヒートシンク９０とを備えている。コイル３０ｍは、巻き窓３４ｍのＺ方向（巻き軸の延びる方向）の両端のみに電流密度の高い領域６０を有するものであり、従って、ケース８０を介してヒートシンク９０により効率的に冷却される。 As described above, the coil according to the present embodiment can concentrate a region having a high current density near the surface of the winding window. That is, it is possible to specify in advance a region in the coil that may generate heat. Therefore, if a heat sink is arranged in the vicinity thereof, heat can be efficiently radiated and thermal deterioration of the coil can be suppressed. A coil component 10m shown in FIG. 21 includes a coil 30m, a case 80 made of aluminum having high thermal conductivity characteristics, and a heat sink 90 provided adjacent to the case 80 in the Z direction. The coil 30m has a region 60 having a high current density only at both ends in the Z direction (direction in which the winding axis extends) of the winding window 34m, and is thus efficiently cooled by the heat sink 90 via the case 80.

１０，１０ｍコイル部品
２０磁性体
３０，３０ａ〜３０ｋ，３０ｍコイル
３２巻き軸
３４，３４ａ〜３４ｆ，巻き窓３４ｉ〜３４ｋ，３４ｍ巻き窓
４０，４０ｉ〜４０ｋサブコイル
５０ｃ〜５０ｆ，５０ｉ〜５０ｋコイル部
６０領域
７０平角線
７２丸線
７４角線 10, 10m Coil parts 20 Magnetic body 30, 30a-30k, 30m Coil 32 Winding shaft 34, 34a-34f, Winding window 34i-34k, 34m Winding window 40, 40i-40k Subcoil 50c-50f, 50i-50k Coil part 60 Area 70 Flat wire 72 Round wire 74 Square wire

Claims

A coil component comprising a coil consisting of only two subcoils and having a single winding axis,
The sub-coil is composed of only two or more coil portions connected in parallel.
Each of the coil portion is made of a single layer or conductor wound in a solenoidal two layers or one layer or two layers spirally wound conductors,
In any of the winding windows consisting of two cross sections of the coil when cut by a plane including the winding axis, the alternating current distribution when the coil is energized is concentrated only in the vicinity of the surface,
The coil is a coil component formed by connecting the sub-coils in series.

The coil component according to claim 1,
The cross section of the conducting wire has a size that is not more than twice the skin depth at the drive frequency for driving the coil component in at least one of the extending direction of the winding shaft and the direction orthogonal to the winding shaft. Coil parts.

The coil component according to claim 1 or 2,
The coil component in which the alternating current distribution is concentrated only in the vicinity of both ends of the winding window in the extending direction of the winding axis or only in the vicinity of both ends of the winding window in a direction orthogonal to the winding axis.

The coil component according to any one of claims 1 to 3,
The conductive wire is a coil component made of a round wire having a diameter not more than twice the skin depth at a driving frequency for driving the coil component or a flat wire having a plate thickness not more than twice the skin depth.

The coil component according to claim 4 ,
The coil portion is formed by flatwise winding the rectangular wire,
In the two subcoils, a coil component having a smaller total sum of the sizes of the rectangular wires in the extending direction of the winding shaft of the coil portion constituting the subcoil is larger than the skin depth.

The coil component according to claim 5 ,
In the two sub-coils, the coil component in which the larger sum of the sizes is not more than five times the smaller sum of the sizes.

The coil component according to claim 4 ,
In the direction orthogonal to the winding axis, one of the subcoils is located outside the other subcoil,
The coil portion is formed by edgewise winding the rectangular wire,
In the two subcoils, a coil component having a smaller sum of the rectangular wire sizes in a direction orthogonal to the winding axis of the coil portion constituting the subcoil is larger than the skin depth.

The coil component according to claim 7 ,
In the two sub-coils, the coil component in which the larger sum of the sizes is not more than five times the smaller sum of the sizes.

The coil component according to claim 4 ,
The sub-coil includes a plurality of the coil portions,
Each of the coil portions constituting the sub-coil is formed by winding the round wire in a one-layer or two-layer solenoid shape, and the distance from the winding shaft to the round wire is the other coil portion. Is different from
The coil parts constituting the sub-coil are coil parts arranged concentrically around the winding axis and connected in parallel to each other.

The coil component according to claim 9 ,
In the direction orthogonal to the winding axis, one of the subcoils is located outside the other subcoil,
In the two sub-coils, a coil component having a smaller sum of diameters of the round wires in a direction orthogonal to the winding axis of the coil portion constituting the sub-coil is larger than the skin depth.

The coil component according to claim 10 ,
In the two sub-coils, a coil component in which the larger sum of the diameters is five times or less than the smaller sum of the diameters.

The coil component according to claim 4 ,
The sub-coil includes a plurality of the coil portions,
Each of the coil portions constituting the sub-coil is formed by winding the round wire into a spiral of one layer or two layers,
The coil parts constituting the sub-coil are laminated along the direction in which the winding shaft extends and are coil parts connected in parallel to each other.

The coil component according to claim 12 ,
In the two sub-coils, a coil component having a smaller sum of diameters of the round wires in the extending direction of the winding shaft of the coil portion constituting the sub-coil is larger than the skin depth.

The coil component according to claim 13 ,
In the two sub-coils, a coil component in which the larger sum of the diameters is five times or less than the smaller sum of the diameters.

A coil component according to any one of claims 5 and 6, and claims 12 to 14 .
The sub-coil is a coil component that is arranged such that the connection relationship of the coil parts constituting the sub-coil is symmetrical with respect to the boundary between the sub-coils in the direction in which the winding shaft extends.

A coil component according to any one of claims 7 to 11 ,
The sub-coil is a coil component that is arranged such that the connection relationship of the coil portions constituting the sub-coil is symmetrical with respect to the boundary between the sub-coils in a direction orthogonal to the winding axis.

The coil component according to any one of claims 1 to 16,
A coil component designed so that a driving frequency for driving the coil component is 50 kHz or less.

A coil component according to any one of claims 1 to 17 ,
The coil component further provided with the heat sink located so that the said surface vicinity of the said winding window may be opposed.