JP7413651B2 - コイル装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえばトランスなどとしても好適に用いることができるコイル装置に関する。

たとえばトランスなどに用いられるコイル装置としては、特許文献１に示すコイル装置が知られている。この従来のコイル装置では、内側に配置されるボビンの外周面に内側に位置するコイルを巻き付け、その回りをボビンカバーで囲み、その外周に、外側に位置するコイルを巻き付けている。

外側のコイルと内側のコイルとの結合を良くするために、ボビンとボビンカバーとの間の隙間は、一般的に小さい。また、ボビンカバーは、内側に位置するコイルの全体を覆うように配置することが一般的である。

近年、コイル装置の小型化に伴い、コイル装置の発熱が課題になってきている。そこで、コイル装置をポッティング樹脂に浸すことで、放熱性を向上させるなどの工夫が成されている。ところが、最近では、さらにコイル装置の小型化が求められており、従来のコイル装置の構造では、特に、内側のコイルの発熱を有効に放熱することができないという課題を有している。

特開２０１４－９３４０４号公報

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、コイル装置の小型化が可能であると共に、放熱性に優れた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、本発明に係るコイル装置は、
第１ワイヤが外周に巻回される第１巻回部を持つボビンと、
前記第１ワイヤが巻回してあるボビンの周囲を覆うボビンカバーと、を有するコイル装置であって、
前記ボビンカバーは、前記第１ワイヤとは異なる第２ワイヤが外周に巻回される第２巻回部と、前記第２巻回部の軸方向に沿った下方位置に具備してある非巻回部とを有し、
前記非巻回部は、前記ボビンカバーの内部と外部とを連通させる開口部または切り欠き部を有する。

本発明に係るコイル装置では、ボビンカバーが非巻回部を有し、非巻回部には、開口部または切り欠き部を有している。このため、開口部または切り欠き部を通して、たとえばポッティング樹脂などの放熱性樹脂が、ボビンカバーの内部に入り込み、ボビンカバーとボビンとの間に入り込む。その結果、ボビンの第１巻回部に巻回してある第１ワイヤが放熱性樹脂に接触し、第１ワイヤからの発熱が放熱性樹脂に伝達して放熱される。したがって、本発明のコイル装置では、コイル装置を小型化しても放熱性に優れている。

また、本発明に係るコイル装置では、ボビンカバーが非巻回部を有するため、第１ワイヤから成る内側コイルと、第２ワイヤから成る外側コイルとの軸方向位置をずらしやすくなる。このために、コイル装置のリーケージ特性を調整しやすくなる。また、非巻回部に形成してある開口部または切り欠き部を通して、第１ワイヤから成る内側コイルの一部を、ボビンカバーの外部に露出させることが可能になるため、この点でも、放熱性が向上する。

好ましくは、前記開口部または切り欠き部の大きさは、前記ボビンカバーの外部に位置する放熱性樹脂が前記ボビンカバーの内部にスムーズに入り込める程度の大きさである。このように構成することで、放熱性樹脂がボビンカバーの内部に入り込み易くなる。

前記ボビンは、ボビン基板とボビン上鍔部とを有してもよく、これらのボビン基板とボビン上鍔部との間に前記第１巻回部が形成してあってもよい。好ましくは、前記ボビン基板の上に、前記非巻回部の底面が配置される。このように構成することで、ボビンへのボビンカバーの取付が容易になる。

前記ボビンカバーは、カバー下鍔部とカバー上鍔部とを有してもよく、前記カバー下鍔部の下方に、前記非巻回部が具備してあってもよい。また、好ましくは、前記ボビン上鍔部の軸方向の下側に前記カバー上鍔部が配置され、前記ボビン上鍔部と前記カバー上鍔部との間には、前記ボビンカバーの内部の空気を外部に排出可能な出口隙間が形成してある。

このように構成することで、非巻回部の開口部または切り欠き部からボビンカバーの内部に、放熱性樹脂が入り込む際に、ボビンカバーの内部に位置する空気を、前記出口隙間から排出しやすくなり、放熱性樹脂の充填が、よりスムーズになる。

前記第１巻回部には、軸方向に沿って巻回隔壁鍔が所定間隔で具備してあってもよい。また、いずれかの前記巻回隔壁鍔には、前記ボビンカバーの内周面に接触して位置決めするための位置決め凸部が周方向の一部に形成してあってもよい。好ましくは、前記位置決め凸部以外では、前記巻回隔壁鍔の外周面と前記ボビンカバーの内周面との間には、前記放熱性樹脂が流通可能な流通隙間が形成してある。流通隙間を介して放熱性樹脂が流通することで、ボビンカバーの内部で、ボビンの全周にわたり、放熱性樹脂を充填することができる。

好ましくは、前記ボビンカバーは、分割接続部を持つ一対の半割体で構成してある。また、好ましくは、前記分割接続部の内側に接触するように、前記位置決め凸部が形成してある。このように構成することで、分割接続部の強度を補強することも可能になると共に、周方向に沿って均一な流通隙間を形成しやすくなる。

図１は本発明の一実施形態に係るコイル装置の斜視図である。 図２Ａは図１に示すコイル装置の分解斜視図である。 図２Ｂは図２Ａに示すボビンカバーを分解したボビンの斜視図である。 図２Ｃは図２Ｂと異なる角度から見たボビンカバーを分解したボビンの斜視図である。 図３は図２Ｂに示すボビンに第１ワイヤを巻回するための斜視図である。 図４は図１に示すコイル装置をＸ軸に沿って右から見た側面図である。 図５は図１に示すコイル装置のＸ軸に沿って左から見た側面図である。 図６Ａは図１に示すVIＡ－VIＡ線に沿う要部断面図である。 図６Ｂは図１に示すVIＢ－VIＢ線に沿う要部断面図である。

以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係るコイル装置１０は、４つのコア１２と、ボビン４０と、ボビンカバー５０と、２つのコアカバー６０とを有する。本実施形態では、図において、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、相互に垂直であり、コイル装置１０の実装面に対して垂直方向がＺ軸であり、ボビン４０に形成してある一対のリード引出部４９が相互に反対側に位置する方向がＸ軸である。

図２Ａに示すように、４つのコア１２は、組み立てられて、後述するコイルにより発生する磁束を通過させる磁路を形成する。これらのコア１２は、対称な形状を有しており、ボビンカバー５０およびボビン４０を上下方向（図においてＺ軸方向）から挟むようにして互いに連結される。

各コア１２は、それぞれ縦断面（Ｙ軸およびＺ軸を含む切断面）が略Ｅ字形状のコアである。各コア１２は、たとえばフェライト、金属磁性体などの軟磁性体で構成され、Ｙ軸方向に延びる平板状のベース１３と、各ベース１３のＹ軸方向の両端からＺ軸方向に突出する一対の側脚１６，１６と、各ベース１３のＹ軸方向の中間位置からＺ軸方向に突出する中脚１４とを有する。

本実施形態では、各コア１２の中脚１４がボビン４０の第１中空筒部４４に形成してある第１貫通孔４４ａの内部に入り込む。第１中空筒部４４の内周壁に形成してある分離用凸部４４ｂにより、Ｘ軸方向に隣り合うコア１２，１２には、相互に隙間が形成される。この隙間に、後述するポッティング樹脂などの放熱性樹脂が入り込むことにより、コイル装置１０の内部に発生する熱の放熱性が向上する。

分離用凸部４４ｂにより形成される隙間は、分離用凸部４４ｂのＸ軸方向の厚みに対応する。分離用凸部４４ｂは、貫通孔４４ａの内部で、Ｘ軸方向の中央部で、Ｙ軸方向の両側に、Ｚ軸に沿って形成してある。分離用凸部４４ｂのＸ軸方向の厚みは、特に限定されないが、好ましくは０．０５～５ｍｍ、さらに好ましくは、０．１～３ｍｍである。

図２Ｂに示すように、ボビン４０は、そのＺ軸方向の下端部に、略楕円形平板状のボビン基板４２を有する。ボビン基板４２の略中央部には、図３に示すように、第１中空筒部４４がＺ軸方向の上部に伸びるように一体成形してある。

図３に示すように、第１中空筒部４４のＺ軸方向上部には、ボビン上鍔部４８がＹ軸－Ｘ軸平面で第１中空筒部４４から径方向に突き出るように一体成形してある。ボビン上鍔部４８のＸ軸方向両端部には、それぞれリード引出部４９が一体に成形してある。なお、リード引出部４９は、ボビン４０とは別体に成形し、ボビン４０のボビン上鍔部４８に嵌合または接着などで接合するようにしても良い。

図２Ｂに示すように、一方のリード引出部４９は、内側コイル２０を構成する第１ワイヤ２２の両端部である一対のリード部２２ａ，２２ａが、それぞれＺ軸の上方向に引き出される一対の垂直引出溝４９ａが形成してある台座４９ｃを有する。台座４９ｃには、垂直引出溝４９ａのＺ軸方向の上部でＹ軸方向の反対側に導かれる水平引出溝４９ｂがそれぞれ形成してある。各水平引出溝４９ｂには、各リード部２２ａ，２２ａが案内されるようになっている。各リード部２２ａ，２２ａの先端には、図示省略してある端子が接続される。端子は、台座４９ｃに埋め込まれて一体化されていてもよい。

図２Ｂに示す他方のリード引出部４９は、外側コイル３０を構成する第２ワイヤ３２の両端部である一対のリード部３２ａ，３２ａがそれぞれＺ軸の上方向に引き出される一対の垂直引出溝４９ａが形成してある台座４９ｃを有する。台座４９ｃには、垂直引出溝４９ａのＺ軸方向の上部でＹ軸方向の反対側に導かれる水平引出溝４９ｂがそれぞれ形成してある。各水平引出溝４９ｂには、各リード部３２ａ，３２ａが案内されるようになっている。各リード部３２ａ，３２ａの先端には、図示省略してある端子が接続される。端子は、台座４９ｃに埋め込まれて一体化されていてもよい。

また、それぞれのリード引出部４９には、台座４９ｃと第１中空筒部４４との境界部からＺ軸上方向に立ち上げられている絶縁壁４９ｄが形成してある。絶縁壁４９ｄは、リード部２２ａまたは３２ａと、図１に示すコア１２，１２との絶縁距離を向上させることができるようになっている。

図３に示すように、ボビン上鍔部４８とボビン基板４２との間に位置する第１中空筒部４４の外周部には、第１巻回部４５が形成してある。第１巻回部４５では、図６Ｂに示すように、第１ワイヤ２２の巻回軸（Ｚ軸）に沿って相互に隣り合うワイヤ巻回部分相互を分離する複数の巻回隔壁鍔４６が巻回軸に沿って所定間隔で、ボビン基板４２（およびボビン上鍔部４８）と略平行に第１中空筒部４４と一体に形成してある。巻回隔壁鍔４６の詳細と第１ワイヤ２２の巻回方法については後述する。

ボビン４０におけるボビン基板４２、第１中空筒部４４、ボビン上鍔部４８、リード引出部４９および巻回隔壁鍔４６は、射出成形などにより一体成形してあることが好ましい。

ボビン基板４２における第１中空筒部４４の内部には、Ｚ軸方向に貫通する第１貫通孔４４ａが形成してある。第１貫通孔４４ａには、コア１２における中脚１４が、Ｚ軸方向の上下から入り込み、貫通孔４４ａのＺ軸方向の略中央部において中脚１４の先端が突き合わされるようになっている。なお、図６Ｂに示すように、貫通孔４４ａのＺ軸方向の略中央部において、Ｚ軸の上下から挿入された中脚１４の先端は、接触せずに所定間隔でギャップが形成されていてもよい。

図２Ｂに示すように、ボビンカバー５０は、Ｘ軸方向に２つに分割可能な一対の半割体５０ａ，５０ｂで構成してあり、巻回軸（Ｚ軸）に平行な分割接続部５３で組み合わされ、組み合わされた状態で、第２巻回部５５が、カバー５０の外周部に形成される。ボビンカバー５０は、ボビン４０の第１巻回部４５に第１ワイヤ２２が巻回されて内側コイル２０が形成された後に、ボビン４０の外周に装着され、分割接続部５３で組み合わされる。

ボビンカバー５０は、内側コイル２０を外側から覆う第２中空筒部５４を有し、第２中空筒部５４の外周部に、カバー下鍔部５２とカバー上鍔部５８とがＺ軸方向に所定間隔で周方向に沿って形成してある。下鍔部５２および上鍔部５８は、Ｘ－Ｙ軸の平面に平行に設けられ、設置面と平行に延在する。

これらの下鍔部５２と上鍔部５８との間が、第２巻回部５５となり、この第２巻回部５５に、たとえば２次コイルとなる外側コイル３０を構成する第２ワイヤ３２が整列巻き（またはα巻き）される。整列巻とは、巻回軸の一方の端から他方の端に向けてワイヤが巻かれる通常の巻き方である。α巻きについては後述する。

図２Ａに示すように、外側コイル３０が装着してあるボビンカバー５０の第２巻回部５５の外周には、Ｙ軸方向の両側から一対のコアカバー６０が装着される。コアカバー６０は、たとえば合成樹脂などの絶縁部材で構成され、カバー本体６２を有し、その外周面は、コア１２における側脚１６を案内する案内面となり、その内周面には、外側コイル３０が位置する。

カバー本体６２のＺ軸方向の両端には、取付縁６４，６４が一体に形成してある。Ｚ軸上側の取付縁６４は、ボビン上鍔部４８の上面に係合し、Ｚ軸下側の取付縁６４は、ボビン基板４２の下面に係合し、コアカバー６０はボビン４０に取り付けられる。

カバー本体６２は、コアカバー６０の外周面形状に対応した内周面形状を有し、そのＸ軸方向の両端には、絶縁板部６６が一体に成形してある。絶縁板部６６のＺ軸方向の上下には、Ｙ軸方向の内側に突出する係合凸部６６ａが形成してある。Ｚ軸上方側の係合凸部６６ａは、リード引出部４９の絶縁壁４９ｄの内面に係合し、Ｚ軸下側の係合凸部６６ａは、ボビン基板４２のＸ軸両端からＺ軸下方に向けて一体成形してある脚部４２ａの内面に係合する。

その結果、図１に示すように、コアカバー６０の絶縁板部６６は、絶縁壁４９ｄおよび脚部４２ａと組み合わされて、コア１２と外側コイル３０との絶縁を向上させる。絶縁板部６６の内面（コイル装置１０の中心側）は、コア１２と接触していてもよく、コア１２の外形状に合わせた形状を有していてもよい。

図３に示すように、本実施形態では、略楕円筒形状の第１中空筒部４４の外周部に、Ｚ軸方向に沿って所定間隔の巻回区画４７が形成されるように、楕円リング形状の巻回隔壁鍔４６がＸ－Ｙ軸に略平行な平面で形成してある。本実施形態では、Ｚ軸方向に沿って所定間隔で複数の巻回隔壁鍔４６が略平行に形成してあるが、その数は特に限定されない。これらの巻回隔壁鍔４６が形成してある領域が、第１巻回部４５となる。

巻回隔壁鍔４６で分離される各巻回区画４７における巻回軸（Ｚ軸）に沿っての巻回区画幅は、１本のみのワイヤ２２が入り込める幅に設定してある。すなわち、巻回区画幅ｗ１は、ワイヤ２２の線径ｄ１に対して、好ましくは、ｄ１＜ｗ１＜（２×ｄ１）、さらに好ましくはｄ１＜ｗ１＜（１．２×ｄ１）の関係にあることが好ましい。線径ｄ１に対して巻回区画幅ｗ１が広すぎると、巻乱れが生じやすくなると共に、コイル装置のコンパクト化の要請に反する。

なお、各巻回区画４７において、巻回区画幅は、全て同一であることが好ましいが、多少異なっていてもよい。また、ボビン上鍔部４８と最上位置の巻回隔壁鍔４６との間の巻回区画幅は、巻回隔壁鍔４６の相互間の巻回区画幅よりも大きくてもよい。また、同様に、ボビン基板４２と最下位置に位置する巻回隔壁鍔４６との間の巻回区画幅は、巻回隔壁鍔４６の相互間の巻回区画幅よりも大きくてもよい。本実施形態では、各巻回区画４７に巻回される予定の総巻回数は、特に限定されない。

図２Ｂに示すように、本実施形態では、いずれかの巻回隔壁鍔４６には、図２Ｂに示すボビンカバー５０の内周面に接触して位置決めするための位置決め凸部４６ｄが周方向の一部に形成してある。図６Ａに示すように、位置決め凸部４６ｄ以外では、巻回隔壁鍔４６の外周面とボビンカバー５０の内周面との間には、放熱性樹脂が流通可能な流通隙間４６ｅが形成してある。

位置決め凸部４６ｄは、好ましくは、ボビンカバー５０の分割接続部５３の内側に接触する位置で、巻回隔壁鍔４６の外周面から突出している。位置決め凸部４６ｄの突出高さ（径方向高さ）は、流通隙間４６ｅの径方向幅を規定し、好ましくは、０．５～１ｍｍ程度が好ましい。放熱性樹脂を流通しやすくするためとコイル２０，３０間の結合を良好にするためである。

図２Ｃに示すように、ボビン４０の上鍔部４８の下面にも、巻回隔壁鍔４６の位置決め凸部４６ｄと同様な位置決め凸部４８ｄが形成してあることが好ましい。この位置決め凸部４８ｄも、図６Ａに示す位置決め凸部４６ｄと同様に、ボビンカバー５０の分割接続部５３の内側に接触して、流通隙間４６ｅを形成する。

図６Ａに示すように、ボビンカバー５０の分割接続部５３では、一方の半割体５０ａの内側接続片５３ａの径方向の外側に、他方の半割体５０ｂの外側接続片５３ｂが差し込まれて、半割体５０ａ，５０ｂが連結されてボビンカバー５０を構成する。

図２Ｂに示すように、ボビンカバー５０は、第１ワイヤ２２とは異なる第２ワイヤ３２が外周に巻回される第２巻回部５４と、第２巻回部５４の軸方向に沿った下方位置に具備してある非巻回部５７とを有する。非巻回部５７は、ボビンカバー５０の内部と外部とを連通させる開口部５７ｂまたは切り欠き部５７ｃを有する。

開口部５７ｂは、カバー下鍔部５２と柱５７ｄと下梁５７ｅとで区画された貫通孔であり、Ｘ軸方向の両側に位置する半割体５０ａ，５０ｂのそれぞれに形成され、図１に示すように、コイル装置１０の外部に対して完全に解放している。また、図２Ｂに示す切り欠き部５７ｃは、カバー下鍔部５２と柱５７ｄとで区画された開放空間であり、ボビンカバー５０の底面５７ａが、ボビン４０のボビン基板４２の上に設置される際に、ボビンカバー５０の外と内とを連絡する孔となる。この切り欠き部５７ｃの一部も、図１に示すように、コアカバー６０により塞がれずに、コイル装置１０の外部に対して完全に解放している。

図２Ｂに示す開口部５７ｂまたは切り欠き部５７ｃの大きさは、ボビンカバー５０の外部に位置するポッティング樹脂などの放熱性樹脂がボビンカバー５０の内部にスムーズに入り込める程度の大きさであれば特に限定されない。開口部５７ｂまたは切り欠き部５７ｃの軸方向の高さは、たとえば１～５ｍｍである。また、開口部５７ｂまたは切り欠き部５７ｃの周方向の長さは、たとえば１５～２０ｍｍ程度である。

一方の半割体５０ａの非巻回部５７に位置する分割接続部５３の内側接続片５３ａの外周面には、フック部５３ｃが形成してある。また、他方の半割体５０ｂの非巻回部５７に位置する分割接続部５３の外側接続片５３ｂの内周面には、フック部５３ｄ（図２Ｃ参照）が形成してある。これらのフック部５３ｃ，５３ｄは、接合片５３ａ，５３ｂ同士が接続される際に係合して、接続部５３での接続が外れないようにしてある。

また、図２Ｂに示すように、一方の半割体５０ａの接続部５３ａに位置するカバー上鍔部５８には、他の部分よりもＺ軸に沿って上方に高くなる段差状の接続上鍔部５８ａが形成してある。また、他方の半割体５０ｂの接続部５３ｂに位置するカバー上鍔部５８には、接続上鍔部５８ａよりもＺ軸に沿って下側に位置し、接続上鍔部５８ａの下に差し込まれて接続可能な接続上鍔部５８ｂが形成してある。

また、他方の半割体５０ｂの接続部５３ｂに位置するカバー上鍔部５８には、接続上鍔部５８ａの接続先端が当接可能なストッパ凸部５８ｉが形成してある。ストッパ凸部５８ｉは、カバー上鍔部５８の大部分の上面に対して、Ｚ軸に沿って上側に突出している。ストッパ凸部５８ｉのカバー上鍔部５８の大部分の上面に対する突出高さは、接続上鍔部５８ａのＺ軸に沿った突出高さと略同一であることが好ましい。これらのストッパ凸部５８ｉの上面と、接続上鍔部５８ａの上面とは、ボビン４０のボビン上鍔部４８の下面に接触し、分割接続部５３以外の大部分のカバー上鍔部５８の上面とボビン上鍔部４８の下面との間に、空気の出口隙間を形成する。

一方の半割体５０ａのＸ軸に沿って接続上鍔部５８ａと反対側のカバー上鍔部５８には、カバー上鍔部５８の上面よりもＺ軸に沿って上側に突出する係合凸部５８ｃが具備してある。係合凸部５８ｃの上面には、係合面５８ｅが形成してあり、カバー上鍔部５８の上面に対する係合面５８ｅのＺ軸に沿う突出高さは、接続鍔部５８ａの段差高さと同程度である。係合面５８ｅは、リード引出部４９の下面に接触する。リード引出部４９の下面は、Ｚ軸に沿ってボビン上鍔部４８の下面と略同一高さである。

係合面５８ｅのＹ軸方向の中央部には、係合面５８ｅよりもＺ軸に沿ってさらに上に突出する位置決め凸部５９が具備してあり、位置決め凸部５９の内周面に、位置決め溝５９ａが形成してある。位置決め溝５９ａには、ボビン４０のＸ軸方向の一端に具備してあるリード引出部４９の係合凸部４９ｅが差し込まれ、ボビン４０に対するボビンカバー５０の周方向の位置決めが成される。なお、係合凸部４９ｅは、一対の垂直引出溝４９ａを仕切る隔離壁の一部を構成している。

他方の半割体５０ｂのＸ軸に沿って接続上鍔部５８ｂと反対側のカバー上鍔部５８には、カバー上鍔部５８の上面よりもＺ軸に沿って上側に突出する係合凸部５８ｄが具備してある。係合凸部５８ｄの上面には、係合面５８ｆが形成してあり、カバー上鍔部５８の上面に対する係合面５８ｆのＺ軸に沿う突出高さは、ストッパ凸部５８ｉの突出高さと同程度である。係合面５８ｆは、リード引出部４９の下面に接触する。リード引出部４９の下面は、Ｚ軸に沿ってボビン上鍔部４８の下面と略同一高さである。

係合面５８ｆのＹ軸方向の中央部では、その内周面に、位置決め溝５９ａが形成してある。位置決め溝５９ａには、ボビン４０のＸ軸方向の他端に具備してあるリード引出部４９の係合凸部４９ｅ（図３参照）が差し込まれ、ボビン４０に対するボビンカバー５０の周方向の位置決めが成される。なお、係合凸部４９ｅは、一対の垂直引出溝４９ａを仕切る隔離壁の一部を構成している。

図２Ｂに示す第１ワイヤ２２は、単線で構成されても良く、あるいは撚り線で構成されても良く、絶縁被覆導線で構成されることが好ましい。第１ワイヤ２２の外径ｄ１は、特に限定されないが、大電流を流す場合には、たとえばφ１．０～φ３．０ｍｍが好ましい。第２ワイヤ３２は、第１ワイヤ２２と同じであっても良いが、異なっていても良い。

この実施形態では、図２Ｂに示す第１ワイヤ２２から成る内側コイル２０は、トランスの一次コイルを構成し、ボビンカバー５０の回りに巻回される第２ワイヤ３２から成る外側コイル３０が二次コイルを構成する。そのため、本実施形態では、図６Ｂに示すように、外側コイル３０を構成する第２ワイヤ３２の線径が、第１ワイヤ２２に比較して線径を太くしてあるが、線径は、特に限定されず、線径を同じにしても良いし、逆に異ならせても良い。また、第１ワイヤ２２および第２ワイヤ３２の材質に関しても同一でも異なっていても良い。

図３に示すように、本実施形態のボビン４０では、各巻回隔壁鍔４６には、隣接する各巻回区画４７相互を連絡する少なくとも１の連絡溝４６ａが形成してある。本実施形態では、それぞれの連絡溝４６ａの周方向幅を規定するように巻回隔壁鍔４６に形成してある一対の切欠縁部４６ｂ，４６ｃの少なくともいずれか一方の周方向位置が、Ｚ軸方向（巻軸）に沿って隣接する巻回隔壁鍔４６の相互間で同じ位置にあるが、異なっていてもよい。なお、周方向とは、中空筒部４４の楕円状外周面に沿った方向である。

図３に示すように、本実施形態のボビン４０では、第１ワイヤ２２が、たとえば第１巻回部４５のＺ軸方向の中央部からα巻きされる。すなわち、第１ワイヤ２２の中央部２２ｃを、第１巻回部４５のＺ軸方向の中央部に位置する連絡溝４６ａを通過するように配置し、第１ワイヤ２２の中央部から端に向けて一方の下巻回部分２２ｄを、中央から一段下の巻回区画４７に通す。また、第１ワイヤ２２の中央部から端に向けて他方の上巻回部分２２ｅを、下巻回部分２２ｄが通された巻回区画４７の一つ上に位置する巻回区画４７に通す。

その後に、下巻回部分２２ｄは、同じ巻回区画４７で、Ｚ軸上から見て左巻きで１回以上で巻回し、上巻回部分２２ｅは、上の段の同じ巻回区画４７で、Ｚ軸上から見て右巻きで１回以上で巻回する。その後に、下巻回部分２２ｄは、巻回した巻回区画４７から、連絡溝４６ａを通し、Ｚ軸方向の一段下の巻回区画４７に移動し、その巻回区画４７で、同様に同じ方向に巻回される。また、上巻回部分２２ｅは、巻回した巻回区画４７から、連絡溝４６ａを通し、Ｚ軸方向の一段上の巻回区画４７に移動し、その巻回区画４７で、同様に同じ方向に巻回される。

その動作を繰り返すことで、第１巻回部４５の周囲に、第１ワイヤがα巻きされる。図２Ｂに示すように、α巻き後の第１ワイヤ２２の下巻回部分からのリード部２２ａは、Ｚ軸方向の上部に持ち上げられ、リード引出部４９の垂直引出溝４９ａに導かれる。また、α巻き後の第１ワイヤ２２の上巻回部分からのリード部２２ａは、リード引出部４９の垂直引出溝４９ａに直接に導かれ、水平引出溝４９ｂを通して、他のリード部２２ａと異なる方向に引き出される。

これに対して、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、ボビンカバー５０では、その第２巻回部５５に、二次コイルとなる外側コイル３０を構成する第２ワイヤ３２が整列巻きされる。整列巻とは、巻回部５５の外周面に対して、Ｚ軸方向の一端から他端に向けて順次にワイヤ３２が巻回される巻き方であり、本実施形態では、一層のみで整列巻きしてある。仮に、二層で整列巻きする場合には、整列巻の場合には、一層目が全て巻かれてから、その上に二層目が巻かれる。

本実施形態に係るコイル装置１０は、図２Ａに示す各部材を組み立てると共に、ボビン４０およびボビンカバー５０にワイヤを巻回することによって製造される。このコイル装置１０は、ケースの内部に収容されていてもよい。また、ケースの内部には、放熱用樹脂が充填してあってもよい。放熱用樹脂としては、特に限定されないが、たとえば熱伝導率が０．５～５、好ましくは１～３Ｗ／ｍ・Ｋである放熱性に優れた樹脂が好ましい。

放熱性に優れた樹脂としては、たとえばシリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂などがあるが、中でも、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂が好ましい。また、放熱性を高めるために、樹脂中には、熱伝導性の高いフィラーを充填させても良い。

また、本実施形態の放熱性樹脂は、ショアＡ硬度が１００以下、好ましくは６０以下であることが好ましい。コア１２が熱により変形したとしても、その変形を吸収し、コア１２に過大な応力を発生させないようにするためである。このような樹脂としては、ポッティング樹脂が例示される。

ケースの下方には、金属プレートなどを介して、あるいは、直接に冷却パイプ、冷却フィン、などの冷却装置を装着しても良い。

以下に、コイル装置１０の製造方法の一例を、図２Ａおよび図２Ｂなどを用いて説明する。コイル装置１０の作製においては、まず、ボビン４０を準備する。ボビン４０の材質は特に限定されないが、ボビン４０は、樹脂等の絶縁材料によって形成される。

次に、ボビン４０の第１中空筒部４４の外周に第１ワイヤ２２を巻回し、内側コイル２０を形成する。内側コイル２０の形成に使用される第１ワイヤ２２としては、特に限定されないが、リッツ線等が好適に使用される。

次に、内側コイル２０が形成されたボビン４０に対して、ボビンカバー５０を取り付ける。ボビンカバー５０における第２中空筒部５４の外周には、外側コイル３０を構成する第２ワイヤ３２を巻回する。

その後に、コアカバー６０をボビンカバー５０におけるＹ軸方向の両側に取り付け、その後に、Ｚ軸方向の上下方向から、コア１２を取り付ける。すなわち、コア１２の中脚１４，１４の先端同士、側脚１６，１６の先端同士を突き合わせる。なお、中脚１４，１４の先端同士の間には、ギャップを持たせても良い。

各コア１２の材質としては、金属、フェライト等の軟磁性材料が挙げられるが、特に限定されない。コア１２は、接着材を用いて接着されるか、または外周をテープ状部材で巻かれることによって、ボビンカバー５０およびボビン４０に固定される。

本実施形態では、一連の組み立て工程の後に、コイル装置１０に対してワニス含浸処理が施されても良い。以上のような工程により、本実施形態に係るコイル装置１０を製造することができる。

その後に、コイル装置１０は、放熱用樹脂が充填されたケースの内部に収容されてもよい。樹脂の充填は、コイル装置１０をケースの内部に収容する前でも後でも良い。

また、本実施形態のコイル装置１０は、実装基板面に対して、コイルの巻軸が垂直に配置される縦タイプのコイル装置として用いることができるので、ボビン４０の中空部に挿入されるコア１２を冷却しやすい。

さらに本実施形態では、ボビンカバー５０は、図２Ｂに示すように、巻回軸に平行な分割接続部５３で分割可能であるため、ボビン４０の外周に、ボビンカバー５０を容易に配置することができる。

本実施形態のコイル装置１０では、各巻回区画４７においては巻回軸方向に沿って単一のワイヤ巻回部分のみが存在するようにワイヤ２２を巻回するために、一層当たりのワイヤ２２の巻回数のバラツキを防止することが容易になり、リーケージ特性の安定化に寄与する。すなわち、二次コイルを構成する外側コイル３０と一次コイルを構成する内側コイル２０との結合係数を厳密に制御することが容易になり、本実施形態のコイル装置１０をリーケージトランスとしても好適に用いることができる。

また本実施形態では、図２Ｂに示すように、ボビンカバー５０の第２巻回部５５の下方に、非巻回部５７を具備してあるために、図６Ｂに示すように、第１コイル２０を第２コイル３０に対して、Ｚ軸方向に位置ズレして配置させることが容易になる。その点からも、コイル装置１０のリーケージ特性を容易且つ正確に調整することができる。

さらに本実施形態では、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、ボビンカバー５０の内周部には、第１ワイヤ２２のリード部２２ａを巻軸方向の上部に引き出すための通路用凹部５６が形成してあるので、コイル装置１０の小型化を図ることができる。

また、本実施形態では、通路用凹部５６と連絡溝４６ａの位置以外の部分では、巻回隔壁鍔４６の外周縁とボビンカバー５０の内周面との間には、比較的に小さな流通隙間４６ｅが均一に形成してある。このように構成することで、ボビンカバー５０の内側と外側に巻回されるワイヤのコイル２０，３０間距離を一定にし易くなり、コイル特性値のばらつきが少なくなる。

特に本実施形態に係るコイル装置１０では、図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、ボビンカバー５０が非巻回部５７を有し、非巻回部５７には、開口部５７ｂまたは切り欠き部５７ｃを有している。このため、開口部５７ｂまたは切り欠き部５７ｃを通して、たとえばポッティング樹脂などの放熱性樹脂が、ボビンカバー５０の内部に入り込み、ボビンカバー５０とボビン４０との間に入り込む。その結果、ボビン４０の第１巻回部４５に巻回してある第１ワイヤ２２が放熱性樹脂に接触し、第１ワイヤ２２からの発熱が放熱性樹脂に伝達して良好に放熱される。したがって、本実施形態のコイル装置１０では、コイル装置１０を小型化しても放熱性に優れている。

また本実施形態では、ボビンカバー５０が非巻回部５７を有するため、第１ワイヤ２２から成る内側コイル２０と、第２ワイヤ３２から成る外側コイル３０との軸方向位置をずらしやすくなる。このために、コイル装置１０のリーケージ特性を調整しやすくなる。また、図４または図５に示すように、非巻回部５７に形成してある開口部５７ｂまたは切り欠き部５７ｃを通して、第１ワイヤ２２から成る内側コイル２０の一部を、ボビンカバー５０およびコイル装置１０の外部に露出させることが可能になるため、この点でも、放熱性が向上する。

また本実施形態では、ボビン４０は、ボビン基板４２とボビン上鍔部４８とを有し、これらのボビン基板４２とボビン上鍔部４８との間に第１巻回部４５が形成してある。しかも、ボビン基板４２の上に、ボビンカバー５０の非巻回部５７の底面５７ａが配置される。このように構成することで、ボビン４０へのボビンカバー５０の取付が容易になる。

ボビンカバー５０は、カバー下鍔部５２とカバー上鍔部５８とを有する。そして、カバー下鍔部５２の下方に、非巻回部５７が具備してある。さらに、ボビン上鍔部４８の軸方向の下側にカバー上鍔部５８が配置され、ボビン上鍔部４８とカバー上鍔部５８との間には、ボビンカバー５０の内部の空気を外部に排出可能な出口隙間が形成してある。

このように構成することで、非巻回部５７の開口部５７ｂまたは切り欠き部５７ｃからボビンカバー５０の内部に、放熱性樹脂が入り込む際に、ボビンカバー５０の内部に位置する空気が、出口隙間から排出されやすくなり、放熱性樹脂の流れが、よりスムーズになる。

さらに本実施形態では、第１巻回部４５には、軸方向に沿って巻回隔壁鍔４６が所定間隔で具備してある。また、いずれかの巻回隔壁鍔４６には、ボビンカバー５０の内周面に接触して位置決めするための位置決め凸部４６ｄが周方向の一部に形成してある。図６Ａに示すように、位置決め凸部４６ｄ以外では、巻回隔壁鍔４６の外周面とボビンカバー５０の内周面との間には、放熱性樹脂が流通可能な流通隙間４６ｅが周方向に沿って均一に形成してある。流通隙間４６ｅを介して放熱性樹脂がＺ軸方向に流通することで、ボビンカバー５０の内部で、ボビン４０の全周にわたり、放熱性樹脂を充填することができる。

また、ボビンカバー５０は、分割接続部５３を持つ一対の半割体５０ａ，５０ｂで構成してある。分割接続部５３の内側に接触するように、ボビン４０の巻回隔壁鍔４６の外周の一部に位置決め凸部４６ｄが形成してある。このように構成することで、分割接続部５３の強度を補強することも可能になると共に、周方向に沿って均一な流通隙間４６ｅを形成しやすくなる。

なお本実施形態では、内周側に配置される第１ワイヤ２２が、トランスの一次コイルであるが、その逆に、さらに高電圧が作用する二次コイル（内側コイル２０）であってもよい。その場合には、高電圧が作用する二次コイル（内側コイル２０）を、比較的に低電圧が作用する一次コイル（外側コイル３０）の内側に配置することで絶縁が容易になる。

また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

たとえば、第１ワイヤ２２は、α巻きである必要は無く、整列巻でもよい。整列巻でも、本発明の作用効果を期待することができる。さらに、ボビン４０，４０ａの具体的な形状、あるいはコア１２の具体的な形状は、上述した実施形態に限らず、種々に改変することができる。また、本発明のコイル装置は、トランス以外の用途として、リアクトルなどにも用いることができる。

１０…コイル装置
１２…コア
１３…ベース
１４…中脚
１６…側脚
２０…内側コイル
２２…第１ワイヤ
２２ａ…リード部
３０…外側コイル
３２…第２ワイヤ
３２ａ…リード部
４０…ボビン
４２…ボビン基板
４２ａ…脚部
４４…第１中空筒部
４４ａ…第１貫通孔
４４ｂ…分離用凸部
４５…第１巻回部
４６…巻回隔壁鍔
４６ａ…連絡溝
４６ｂ，４６ｃ…切欠縁部
４６ｄ…位置決め凸部
４６ｅ…流通隙間
４７…巻回区画
４８…ボビン上鍔部
４８ｄ…位置決め凸部
４９…リード引出部
４９ａ…垂直引出溝
４９ｂ…水平引出溝
４９ｃ…台座
４９ｄ…絶縁壁
４９ｅ…係合凸部
５０…ボビンカバー
５０ａ，５０ｂ…半割体
５２…カバー下鍔部
５３…分割接続部
５３ａ…内側接続片
５３ｂ…外側接続片
５３ｃ，５３ｄ…フック部
５４…第２中空筒部
５５…第２巻回部
５６…通路用凹部
５７…非巻回部
５７ａ…底面
５７ｂ…開口部
５７ｃ…切り欠き部
５７ｄ…柱
５７ｅ…下梁
５８…カバー上鍔部
５８ａ…接続上鍔部
５８ｂ…接続下鍔部
５８ｃ，５８ｄ…係合凸部
５８ｅ，５８ｆ…係合面
５８ｇ，５８ｈ…段差面
５８ｉ…ストッパ凸部
５９…位置決め凸部
５９ａ…位置決め溝
６０…コアカバー
６２…カバー本体
６４…取付縁
６６…絶縁板部

Claims (6)

1. 第１ワイヤが外周に巻回される第１巻回部を持つボビンと、
   前記第１ワイヤが巻回してあるボビンの周囲を覆うボビンカバーと、を有するコイル装置であって、
   前記ボビンカバーは、分割接続部を持つ一対の半割体で構成してあり、前記第１ワイヤとは異なる第２ワイヤが外周に巻回される第２巻回部と、前記第２巻回部の軸方向に沿った下方位置に具備してあるカバー下鍔部と、前記カバー下鍔部の下方に配置される非巻回部とを有し、
   前記非巻回部は、前記ボビンカバーの内部と外部とを連通させる切り欠き部と、前記一対の半割体の前記分割接続部を相互に係合するフック部とを有し、
   前記ボビンは、前記第１巻回部の軸方向に沿った下端部に板状のボビン基板を有し、
   前記ボビンカバーの前記非巻回部の底面が、前記ボビン基板の上に配置されており、
   前記切り欠き部は、前記ボビン基板と前記カバー下鍔部との間に前記ボビンカバーの内部と外部とを連通させる孔を形成しているコイル装置。
2. 前記切り欠き部の大きさは、前記ボビンカバーの外部に位置する放熱性樹脂が前記ボビンカバーの内部にスムーズに入り込める程度の大きさである請求項１に記載のコイル装置。
3. 前記ボビンは、ボビン基板とボビン上鍔部とを有し、これらのボビン基板とボビン上鍔部との間に前記第１巻回部が形成してあり、
   前記ボビン基板の上に、前記非巻回部の底面が配置される請求項１または２に記載のコイル装置。
4. 前記ボビンカバーは、カバー上鍔部とを有し、
   前記ボビン上鍔部の軸方向の下側に前記カバー上鍔部が配置され、
   前記ボビン上鍔部と前記カバー上鍔部との間には、前記ボビンカバーの内部の空気を外部に排出可能な出口隙間が形成してある請求項３に記載のコイル装置。
5. 前記第１巻回部には、軸方向に沿って巻回隔壁鍔が所定間隔で具備してあり、
   いずれかの前記巻回隔壁鍔には、前記ボビンカバーの内周面に接触して位置決めするための位置決め凸部が周方向の一部に形成してあり、
   前記位置決め凸部以外では、前記巻回隔壁鍔の外周面と前記ボビンカバーの内周面との間には、前記放熱性樹脂が流通可能な流通隙間が形成してある請求項２、請求項２を引用する請求項３、または、請求項２を引用する請求項３を引用する請求項４のいずれかに記載のコイル装置。
6. 前記分割接続部の内側に接触するように、前記位置決め凸部が形成してある請求項５に記載のコイル装置。
   
   

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