KR101490076B1 - 코일 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분할 코어편이어도 각 분할 코어편을 확실하게 유지하는 것이 가능하고, 게다가 방열성이 뛰어난 코일 장치를 제공한다.
[해결 수단] 코어는 서로 수직인 제1 축, 제2 축 및 제3 축 중, 제1 축 방향을 따라 분리되는 분할 코어편을 가지고, 케이스에는, 분할 코어편을 케이스 내에 상기 제3 축을 따라 하부로 누르는 스프링 부재가 장착되고, 스프링 부재에는, 제2 축방향을 따라 슬릿이 형성되어, 제1 가압편과 제2 가압편이 형성되고, 제1 가압편과 제2 가압편에는, 각각의 분할 코어편에 접촉하는 탄성 곡절부가 상기 제2 축 방향을 따라 위치 어긋나게 형성되어 있다.

Description

코일 장치{Coil Device}

본 발명은 리액터나 트랜스 등으로서 적절하게 사용할 수 있는 코일 장치에 관한 것이다.

리액터나 트랜스 등으로서 사용되는 코일 장치에서는, 예를 들어 하기의 특허 문헌 1에 나타내는 바와 같이, 코일 장치를 수지밀봉하는 경우가 있다.

한편, 차량 탑재용 등의 용도로 사용되는 비교적 큰 코일 장치의 코어로서 소형화, 노이즈 저감, 저비용화 및 작업성 등의 이유로부터, E형 코어를 사용하는 것이 검토되고 있다.

그러나, E형 코어를 사용하는 경우에는, 코어 중각(中脚:middle leg)과 코어의 외각(外脚)의 사이에 방열성이 달라 온도차가 발생하는 등의 원인에 의한 열응력의 집중 등에 의해, E형 코어에 있어서의 중각과 베이스의 교차부에서 크랙이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있는 것이, 본 발명자 등에 의해 발견되었다.

그리하여, 본 발명자들은, E형 코어 등의 코어를 분할 코어편으로 구성하는 것을 제안하고 먼저 출원하였다. 그러나, 이러한 분할 코어편에서는, 분할 코어편의 유지와 방열성이 문제로 되고 있다.

예를 들어, 하기의 특허 문헌 2에 나타내는 바와 같이, 코어가 수지에 의해 모두 덮여 일체화되어 있는 경우에는, 판 스프링을 사용하여 코일의 상부 전체를 덮도록 탄성 유지하는 것은 코일의 유지 면에서는 문제가 없다. 그러나 , 코어의 상부를 수지로 덮지않고, 게다가 코어가 분할되어 있는 경우에는, 판 스프링을 사용하여 코일의 상부 전체를 덮도록 탄성 유지하는 것은 곤란하다.

왜냐하면, 분할된 코어의 각각에 있어서의 치수 불균형 때문에, 이들 분할된 코어의 상부 전체를 덮었다 해도, 어느 한 코어와 판 스프링 사이에 틈새가 생겨 코어를 확실하게 유지하는 것이 곤란하다. 또, 코어의 상부 전체면을 판 스프링에 의해 덮는 구조에서는, 방열성이 나빠진다고 하는 문제도 있다.

[특허 문헌 1]일본특허공개 2010－267932호 공보 [특허 문헌 2]일본특허공개 2007－227640호 공보

본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 분할 코어편이어도 각 분할 코어편을 확실하게 유지하는 것이 가능하고, 게다가 방열성이 뛰어난 코일 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 코일 장치는,

코어, 보빈 및 상기 보빈의 외주에 장착되어 있는 코일을 가지는 코일 조립체와,

상기 코일 조립체를 유지하는 케이스,

를 가지는 코일 장치로서,

상기 코어는, 서로 수직인 제1 축, 제2 축 및 제3 축 중 상기 제1 축 방향을 따라 분리되는 분할 코어편을 가지고,

상기 케이스에는 스프링 부재가 장착되고,

상기 스프링 부재에는, 상기 제2 축 방향을 따라 슬릿이 형성되어, 제1 가압편과 제2 가압편이 형성되고,

상기 제 1 가압편과 제2 가압편에는, 각각의 상기 분할 코어편을 상기 케이스에 대해 상기 제 3 축을 따라 하부로 누르는 탄성 곡절부가 상기 제2 축 방향을 따라 위치 어긋나게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 코일 장치에서는, 코어가 분할 코어편으로 구성되어 있는 것으로부터, 코어에 발생하는 열응력을 저감할 수 있다. 때문에, 본 발명에 따른 코일 장치에서는, 코어에 열응력이 발생해도 크랙 등이 발생하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

또, 본 발명에서는, 코어를, 각각이 단순한 형상을 가지는 한쌍의 분할 코어편을 조합하여 구성하게 되고, 코어의 제조도 용이해지고, 제조비용의 저감도 도모할 수 있다. 게다가 본 발명에 따른 분할형의 코어는, 전체적으로는, 분할하기 전의 코어와 같은 자력선을 가지게 되기 때문에, 코어의 자기 특성은, 일반적인 분할전 코어와 동등하다.

더욱이, 본 발명에서는, 단일 스프링 부재에 슬릿이 형성되어, 제1 가압편과 제2 가압편이 형성되고, 상기 제 1 가압편과 제2 가압편에는, 각각의 상기 분할 코어편에 접촉하는 탄성 곡절부가 상기 제2 축 방향을 따라 위치 어긋나게 형성되어 있다. 때문에, 본 발명에서는, 분할된 분할 코어편의 각각에 치수 불균형이 있다고 해도, 각 가압편의 탄성 곡절부가 탄력적으로 가압하기 때문에, 각 분할 코어편을 확실하게 유지하는 것이 가능하다. 또, 각 가압편의 탄성 곡절부가 분할 코어편에 각각 접촉하고 스프링 부재의 기타 부분은 코어편에 접촉하지 않는 구성이기 때문에, 방열성도 우수하다.

더욱이, 단일의 스프링 부재에 슬릿이 형성되어, 제1 가압편과 제2 가압편이 형성되는 구성이기 때문에, 스프링 부재의 양단에서, 제1 가압편과 제2 가압편은 연결 단부에 의해 연속되고 있다. 때문에, 스프링 부재의 양단에 형성된 연결 단부를 케이스에 대해서 고정함으로써, 스프링 부재의 설치가 가능하고, 그 설치 작업이 용이하다.

상기 코일 조립체의 상기 제3 축 방향을 따른 적어도 하측 부분이, 상기 케이스 내에 수용되어 있는 방열용 수지에 접촉하고 있어도 좋다. 방열용 수지에 접촉시킴으로써 코어의 방열성이 더욱 향상된다.

상기 분할 코어편의 분할면의 상호간에는, 소정의 틈새가 형성되어 있어도 좋다. 소정의 틈새를 형성함으로써 방열성이 향상한다. 소정의 틈새란, 특히 한정되지 않지만, 바람직하게는 0.05~5 mm, 더 바람직하게는 0.1~3 mm이다. 이들 소정의 틈새는, 분할 코어편의 분할면의 상호간에 있어서 반드시 전체 면에 형성할 필요는 없다.

상기 소정의 틈새의 적어도 일부에는, 방열 시트가 개재되어 있어도 좋다. 방열 시트를 개재함으로써 방열성이 더욱 향상된다.

상기 코어는, E형 코어를 가지고, 상기 E형 코어가 상기 분할 코어편으로 구성되어 있어도 좋다. E형 코어를 분할 코어편으로 구성함으로써, E형 코어에 있어서의 중각의 방열성이 향상한다.

도 1a는 본 발명의 일 실시형태에 따른 코일 장치의 사시도이다.
도 1b는 도 1a에 나타내는 케이스를 제거한 코일 장치의 사시도이다.
도 1c는 도 1a에 나타내는 판 스프링 부재의 사시도이다.
도 1d(A)는 도 1a에 나타내는 판 스프링 부재의 평면도, 도 1d(B)는 그 정면도, 도 1d(C)는 그 배면도, 도 1d(D)는 그 우측면도, 도 1d(E)는 그 좌측면도, 도 1d(F)는 그 저면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 코일 장치의 케이스를 제외한 분해 사시도이다.
도 3a는 도 1a에 나타내는 IIIA－IIIA선에 따른 판 스프링 부재를 제외한 주요부 단면도이다.
도 3b는 도 1a에 나타내는 IIIB－IIIB선에 따른 판 스프링 부재를 제외한 주요부 단면도이다.
도 3c는 도 1a에 나타내는 IIIC－IIIC선에 따른 판 스프링 부재를 포함하는 주요부 단면도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 코어만의 사시도이다.
도 5는 도 1에 나타내는 코일 장치에 있어서의 1차 코일과 2차 코일의 관계를 나타내는 개략도이다.
도 6은 도 5에 나타내는 격벽의 치수 관계를 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 코일 장치에 있어서의 1차 코일과 2차 코일의 관계를 나타내는 개략도이다.
도 8은 도 7에 나타내는 실시 형태에 따른 코일 장치의 전체 사시도이다.
도 9a는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 코일 장치에 있어서의 1차 코일과 2차 코일의 관계를 나타내는 개략도이다.
도 9b는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 코일 장치에 있어서의 1차 코일과 2차 코일의 관계를 나타내는 개략도이다.
도 9c는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 코일 장치에 있어서의 1차 코일과 2차 코일의 관계를 나타내는 개략도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 코일 장치의 주요부 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 코일 장치의 사시도이다.
도 12는 도 11의 XII－XII선에 따른 개략 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 코일 장치의 케이스를 제외한 분해 사시도이다.
도 14a는 도 13에 나타내는 코일 장치의 주요부 단면도이며, 도 3a에 대응하는 단면도이다.
도 14b는 도 13에 나타내는 코일 장치의 주요부 단면도이며, 도 3b에 대응하는 단면도이다.
도 15a는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 코일 장치에 사용되는 방열 시트의 단면도이다.
도 15b는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 코일 장치에 사용되는 방열 시트의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 판 스프링 부재의 사시도이다.
도 17(A)은 도 16에 나타내는 판 스프링 부재의 평면도, 도 17(B)은 그 정면도, 도 17(C)은 그 배면도, 도 17(D)은 그 우측면도, 도 17(E)은 그 좌측면도, 도 17(F)은 그 저면도이다.

이하, 본 발명을 도면에 나타내는 실시 형태에 근거해 설명한다.

제1 실시 형태

도 1a에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일실시 형태에 따른 코일 장치는, 케이스(90)와, 케이스(90)의 내부에 하측 부분이 수용되어 있는 코일 조립체(10)를 가지고 있다. 코일 조립체(10)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 한쌍의 E형 코어(12)와, 제1 보빈(40)과, 제2 보빈(50)을 가진다.

한쌍의 E형 코어(12)는, 조립되어 후술하는 코일에 의해 발생하는 자속을 통과시키는 자로를 형성한다. 이러한 코어(12)는, 대칭되는 형상을 가지고 있고, 제2 보빈(50) 및 제1 보빈(40)을 상하 방향(도에서 Z축 방향)으로부터 끼워지도록 하여 서로 연결된다.

도 3a에 나타내는 바와 같이, 각 코어(12, 12)는, 각각 종단면(Y축 및 Z축을 포함하는 절단면)이 약 E자형 코어이다. 각 코어(12, 12)는, 페라이트 코어로 구성되고, Y축 방향으로 연장하는 평판형 베이스(13, 13)와, 각 베이스(13, 13)의 Y축 방향의 양단으로부터 Z축 방향으로 돌출하는 한쌍의 측각(16, 16)과, 각 베이스(13, 13)의 Y축 방향의 중간 위치로부터 Z축 방향으로 돌출하는 중각(14, 14)을 가진다.

본 실시 형태에서는, 각 코어(12)는, Y축 방향의 양단에 배치된 한쌍의 측각(16)이, 분리된 한쌍의 분할 코어편(12a, 12a)의 각각에 형성되도록, 중각(14) 및 베이스(13)는, 분할 코어편(12a, 12a)의 분할면에서 분리되어 있다. X축 방향을 따라 형성되어 있는 분할면(12b, 12b)의 상호간에는, 소정의 틈새(15)가 형성되어 있고, 분리된 중각(14)이 보빈(40)의 제1 관통공(44a)에 삽입되어 있다.

틈새(15)의 Y축 방향의 폭(t)(도 4 참조)은, 바람직하게는 0.05~5 mm, 더 바람직하게는 0.1~3 mm이다. 폭(t)이 너무 작으면, 응력 완화 특성 및 방열성의 효과가 작고, 폭(t)이 너무 크면, 불필요하게 사이즈가 커지는 경향이 있다. 또한, 틈새(15)를 형성해도, E형 코어로서의 자기 특성은 거의 변화하지 않는다. 전체적으로, 자력선의 흐름의 변화가 적기 때문이다.

또, 소정의 틈새(15)는, 분할 코어편(12a, 12a)의 분할면(12b, 12b)의 상호간에 반드시 전체면에 형성할 필요는 없고, 분할면(12b, 12b) 상호간의 전체 면적을 100%로 했을 경우에, 소정의 틈새(15)는 50~100%, 바람직하게는 80~100%의 비율로 형성하면 좋다. 또, 소정의 틈새(15)는, 전체면에서 균일할 필요는 없고, 0~5 mm의 범위, 바람직하게는 0.1~5 mm의 범위에서 흩어져도 좋다.

도면에 있어서, Z축은, 코일 조립체(10)의 높이 방향이며, 코일 조립체(10)에 있어서의 Z축 방향의 높이가 짧아질수록, 코일 장치의 저배화(低背化)가 가능해진다. 또, Y축과 X축은 서로 수직이고, 게다가 Z축에 수직이며, 이 실시 형태에서는, X축이 보빈(40, 50)의 길이 방향에 일치하고, 분할면(12b, 12b)과 대략 평행되며, Y축이 분할면(12b, 12b)에 대해서 대략 수직이다.

다만, 본 발명에서는, 분할면(12b, 12b)은, 반드시 평면일 필요는 없고, 곡면이어도 좋다. 또, 분할면(12b, 12b)는, 반드시 X축과 평행일 필요는 없고, 소정 각도로 경사해도 좋으며, 또는, X축을 따라 지그재그 형상, 혹은 파형 형상이어도 좋다. 어느 경우에서도, 분할면(12b, 12b)은 X축 방향을 따라 형성되어 있고, 그들 사이의 분할 방향에서의 틈새 폭(t)은 전술한 관계를 가진다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 보빈(40)은 약 직사각형 평판형 제1 보빈 기판(42)을 가진다. 제1 보빈 기판(42)의 대략 중앙부에는, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 제1 중공통부(44)가 Z축 방향의 상부로 연장하도록 일체로 성형되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 중공통부(44)의 Z축 방향 상부에는, 제1 보빈 상부 칼라부(48)가 Y축-X축 평면에서 제1 중공통부(44)로부터 지름 방향으로 돌출하도록 일체로 성형되어 있다. 제1 보빈 상부 칼라부(48)의 4개의 모서리부에는, 단자 블록부(49)가 일체로 성형되어 있고, 각각 한쌍의 제1 단자(70, 72)가 착탈 가능하게 장착할 수 있다. 물론, 이들 단자(70, 72)는, 보빈(40)에 일체로 성형되어 있어도 좋다.

이러한 단자(70, 72)는, 예를 들어 금속 단자로 구성되고, 후술하는 바와 같이, 제1 단자(70)에는, 2차 코일이 되는 내측 코일(20)을 구성하는 제1 와이어(22)의 리드부(22a)(도 1 및 도 3b 참조)가 솔더부(24)를 통해 접속되고, 제2 단자(72)에는, 1차 코일이 되는 외측 코일(30)을 구성하는 제2 와이어(32)의 리드부(32a)(도 1 참조)가 솔더부(34)를 통해 접속된다.

도 2, 도 3 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 보빈 상부 칼라부(48)와 제1 보빈 기판(42)의 사이에 위치하는 제1 중공통부(44)의 외주에는, 제1 권회부(45)가 형성되어 있다. 제1 권회부(45)에서는, 제1 와이어(20)의 권회축(Z축)을 따라 서로 이웃하는 와이어 상호를 분리하는 복수개의 격벽(46)이 권회축을 따라 소정간격으로, 제1 보빈 상부 칼라부(48)와 평행하게 제1 중공통부(44)와 일체로 형성되어 있다. 격벽(46)의 상세와 제1 와이어의 권회방법에 대해서는 나중에 설명한다.

제1 보빈(40)에 있어서의 제1 보빈 기판(42), 제1 중공통부(44), 제1 보빈 상부 칼라부(48), 단자 블록부(49) 및 격벽(46)은, 사출 성형 등에 의해 일체로 성형 되어 있는 것이 바람직하다.

제1 보빈 기판(42)에 있어서의 제1 중공통부(44)의 내부에는, Z축 방향으로 관통하는 제1 관통공(44a)이 형성되어 있다. 제1 관통공(44a)에는, 코어(12)의 분할된 중각(14)이, Z축 방향의 상하로부터 들어가고, 관통공(44a)의 Z축 방향의 약 중앙부에서 중각(14)의 선단(18)이 맞대어 지도록 되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 제2 보빈(50)은, 권회축(Z축)에 평행하는 분할 라인(51)에서 조합되어 있고, 2개로 분할 가능하며, 제2 권회부(55)가 외주에 형성되어 있다. 또한, 도 2에서는, 코일(20 및 30)의 도시가 생략되어 있다. 제2 보빈(50)은, 제1 보빈(40)의 제1 권회부에 제1 와이어(22)가 권회되어 내측 코일(20)이 형성된 후에, 제1 보빈(40)의 외주에 장착되고 분할 라인(51)에서 조합된다.

제2 보빈(50)은, 내측 코일(20)을 외측에서 덮는 제2 중공통부(54)를 가지고, 제2 중공통부(54)의 외주부에, 제2 보빈 하부 칼라부(52)와 제2 보빈 상부 칼라부(58)가 Z축 방향으로 소정 간격으로 둘레방향을 따라 형성되어 있다. 하부 칼라부(52) 및 상부 칼라부(58)는, X－Y축의 평면에 평행하게 설치되고, 설치면과 평행하게 연장한다.

이들 하부 칼라부(52)와 상부 칼라부(58) 사이가 제2 권회부(55)가 되고, 이 제2 권회부(55)에 도 5에 나타내는 바와 같이 1차 코일이 되는 외측 코일(30)을 구성하는 제2 와이어(32)(321 ~32n)가 정렬 권회되어 있다. 정렬 권회란, 첫번째 층을 감은 후 두번째 층을 감는 방식으로 첫번째 층을 감기 시작한 와이어(321)와 두번째 감는 끝단이 마지막 와이어(32n)가 겹치게 된다.

본 실시 형태에서는, 제2 보빈(50)의 제2 중공통부(54)의 외주에 형성하는 상부 칼라부(58) 및 하부 칼라부(52)의 형성 위치와 형성 간격을 변화시킴으로써, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 권회부(45)에서의 권회축 방향의 제1 전폭(L1)에 비해, 제2 권회부(55)에서의 권회축 방향의 제2 전폭(L2)를 짧게 할 수 있다.

도 2 및 도 3a에 나타내는 바와 같이, 외측 코일(30)이 장착되어 있는 제2 보빈(50)의 제2 권회부(55)의 외주에는, Y축 방향의 양측으로부터 한쌍의 절연 커버 부재(60)가 장착된다. 절연 커버 부재(60)는, 예를 들어 합성 수지로 구성되고, 그 외주면은, 코어(12)의 측각(16)을 안내하는 안내면으로 되며, 그 내주면에는, 외측 코일(30)이 위치한다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 제2 보빈(50)의 상부 칼라부(58)의 둘레방향의 2개 위치에는, 제2 단자(72)에 대응하는 위치에서, 리드 삽입용 노치(58a)가 형성되어 있다. 도 1b에 나타내는 바와 같이, 노치(58a)에는, 제2 와이어(32)의 권회 개시단과 종료단인 리드부(32a)가 삽입되고, 각각의 솔더부(34)에서 제2 단자(72)에 접속된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 칼라부(52, 58)와 제2 중공통부(54)로 이루어지는 2분할형 제2 보빈(50)은 각각 사출 성형 등에 의해 일체로 성형된다. 또, 커버 부재(60)도 사출 성형 등에 의해 형성할 수 있다.

도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 격벽(46)으로 분리되는 각 구획(47)에 있어서의 권회축(Z축)에 따른 구획 폭(w1)은, 1개의 와이어(22)(221 ~22n)만이 들어갈 수 있는 폭으로 설정된다. 즉, 구획 폭(w1)은, 와이어(22)의 선경(線徑)(d1)에 대해서, w1＜(2×d1)의 관계인 것이 바람직하다. 선경(d1)에 대해서 구획 폭(w1)이 너무 넓으면, 각 구획(47)에 대해 권회축 방향으로 하나만 권회하는 것이 곤란해질 우려가 있다.

각 격벽(46)의 높이(h1)는, 각 구획(47)에 감겨질 예정의 총수를 m로 하면, 격벽(46)의 높이(h1)는, m×d1보다 큰 것이 바람직하다. 그 경우에는, 격벽(46)의 상부를, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 제2 보빈(50)의 내주면에 맞닿게 하고, 제1 권회부(45)와 제2 권회부(55)를 대략 동심형상으로 위치 결정할 수 있고, 제1 보빈(40)과 제2 보빈(50)의 위치 결정을 위한 부재를 따로 마련할 필요가 없어진다.

또한, 모든 격벽(46)의 상부를 제2 보빈(50)의 내주면에 맞닿게 할 필요는 없고, 어느 하나, 바람직하게는 권회축 방향으로 떨어진 2개 이상의 격벽의 길이를 다른 격벽보다 길게 설정하고, 이들 격벽의 상부만을, 제2 보빈(50)의 내주면에 맞닿도록 하여 위치결정 해도 좋다. 또는, 제1 보빈(40)과 제2 보빈(50)의 위치 결정은 격벽(46) 이외의 부재로 해도 좋다.

이러한 경우에, 도 6의 점선에 나타내는 바와 같이, 격벽(46)의 높이(h1)는, m×d1보다 작게 해도 좋다. 다만, 와이어(22)가 인접하는 구획(47)으로 이동하지 않도록, 돌출부의 길이Δh(=m×d1－h1)는 d1/2보다 작은 것이 바람직하다. 또, 제1 보빈 기판(42) 및 칼라부(48)의 돌출 높이는, 격벽(46)의 높이보다 높은 것이 바람직하다.

제1 와이어(22)는, 단일 선으로 구성되어도 좋고, 또는 연선(撚線)으로 구성되어도 좋으며, 절연 피복 도선으로 구성되는 것이 바람직하다. 와이어(22)의 외경(d1)은, 특히 한정되지 않지만, 대전류를 흐르게 하는 경우에는, 예를 들어 φ1.0~φ3.0 mm가 바람직하다. 제2 와이어(32)는, 제1 와이어(22)와 같아도 좋지만, 달라도 좋다.

이 실시 형태에서는, 제1 와이어(22)는, 트랜스의 2차 코일을 구성하기 위해, 고전압이 인가되는 것으로부터, 제2 와이어(32)에 비해 선경이 굵게 되어 있지만, 선경은, 특히 한정되지 않고, 선경을 같게 해도 좋고, 다르게 해도 좋다. 또, 제1 와이어(22) 및 제2 와이어(32)의 재질에 관해서도 동일해도 좋고 달라도 좋다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제1 보빈(40)에서는, 제1 와이어(22)(221 ~ 22n)가, 예를 들어 Z축 방향의 최하부에 위치하는 구획(47)에서 2겹(221으로 222 )으로 감겨지고, 그 다음, 그 위에 위치하는 구획(47)에, 3겹째 와이어(22)3이 감겨진다. 이하, 마찬가지로 하여, 제1 와이어(22)의 끝단(22n)은 감기 시작한 와이어(221)로부터 가장 떨어진 Z축 방향의 최상부에 위치하는 구획(47)에 위치하게 된다.

이에 대해서, 상술한 바와 같이, 제2 보빈(50)에서는, 그 제2 권회부(55)에, 1차 코일이 되는 외측 코일(30)을 구성하는 제2 와이어(32)(321 ~ 32n)가 정렬 권회된다. 정렬권회란, 한층을 감은 다음 두번째 층이 감겨지는 감는 방법이며, 첫번째 층의 감기 시작한 와이어(321) 개시단이 두번째 층의 와이어(32n) 끝단과 겹치게 된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 보빈(40)에서는, 둘레방향으로 연속하는 각 격벽(46)의 X축 방향의 양측에는, Z축 방향으로 직선형상으로 연장하는 한쌍의 연락홈(46a)이 형성되어 있다. 한쌍의 연락홈(46a) 내의 하나는, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 인접하는 구획(47) 사이를 와이어(22)를 이동시키기 위해 사용된다. 또, 한쌍의 연락홈(46A) 내의 다른 하나는, 권회 개시단 또는 권회 끝단인 와이어(22)의 리드부(22a)를 단자(70)의 솔더부(24) 방향으로 안내하기 위해서 사용된다.

본 실시 형태에 따른 코일 조립체(10)는, 도 2에 나타내는 각 부재를 조립함과 함께, 제1 보빈(40) 및 제2 보빈(50)에 와이어를 권회하는 것에 의해 제조되고, 도 1a, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 단자(70, 72)를 포함하는 Z축 방향의 윗쪽 부분이 노출하도록, 케이스(90)의 내부에 수용된다. 케이스(90)의 내부에는, 방열용 수지(92)가 충전되어 있다. 방열용 수지(92)로서는, 특히 한정되지 않지만, 예를 들어 열전도율이 0.5 ~ 5, 바람직하게는 1 ~ 3 W/m·K인 방열성이 뛰어난 수지가 바람직하다.

방열성이 뛰어난 수지로서는, 예를 들어 실리콘계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지 등이 있지만, 그 중에서도, 실리콘 수지, 우레탄 수지가 바람직하다. 또, 방열성을 높이기 위해서, 수지 중에는, 열전도성이 높은 필러를 충전시켜도 좋다.

또, 본 실시 형태의 방열용 수지(92)는 쇼어A경도가 100 이하, 바람직하게는 60 이하인 것이 바람직하다. 코어(12)가 열에 의해 변형해도, 그 변형을 흡수하고, 코어(12)에 과도한 응력을 발생시키지 않도록 하기 때문이다. 이러한 수지로서는, 포팅(potting) 수지가 예시된다.

케이스(90)의 하부에는, 금속 플레이트 등을 개입시켜, 혹은, 직접 냉각 파이프, 냉각 핀(fin) 등의 냉각 장치를 장착해도 좋다.

본 실시 형태에서는, 방열용 수지(92)가 충전되어 있는 케이스(90)의 내부에, 코일 조립체(10)를 고정하기 위해서, 판 스프링 부재(100)를 사용하고 있다. 도 1a에 나타내는 바와 같이, 판 스프링 부재(100)에는, Y축 방향을 따라 슬릿(101)이 형성되어 있고, Y축 방향의 양단이 연결 단부(106)에 의해 일체로 연결되어 있는 제1 가압편(102)과 제2 가압편(104)이 형성되어 있다.

슬릿(101)이 형성되어 있기 때문에, 제1 가압편(102)과 제2 가압편(104)은, Y축 방향을 따라 가늘고 길게 형성되고, 각각 독립된 형상으로 구부릴 수 있게 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 가압편(102)과 제2 가압편(104)에는, 각각의 분할 코어편(12a, 12a)의 상면에 접촉하는 탄성 곡절부(103, 105)가 Y축 방향을 따라 위치 어긋나게 형성되어 있다.

도 1c 및 도 1d에 나타내는 바와 같이, 판 스프링 부재의 Y축 방향의 양단에 각각 형성되어 있는 연결 단부(106)에는, 각각 고정용 구멍(108)이 X축 방향을 따라 위치 어긋나게 형성되어 있다. 또, 각 연결 단부(106)에는, 고정용 구멍(108)에 대해서 X축 방향으로 위치 어긋나게 위치 결정구멍(109)이 각각 성형되어 있다.

각 연결 단부(106)에 형성되어 있는 위치 결정구멍(109)에는, 도 1a에 나타내는 바와 같이, 케이스(90)의 Z축 방향의 상단에 일체로 형성되어 있는 보스부(94)에 장착된 위치 결정 핀(96)이 삽입 통과하도록 되어 있다. 도 1c에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 한 위치 결정구멍(109)은 다른 위치 결정구멍(109)의 내경보다 크게 형성되어 있는 것이 바람직하다. 제조 오차 등이 발생해도 위치 결정 핀(96)이 위치 결정구멍(109)에 확실히 삽입 통과하도록 하기 위해서이다.

고정용 구멍(108)에는, 고정용 볼트(110)가 장착되고, 각 연결 단부(106)를 케이스(90)의 보스부(94)에 착탈 가능하게 고정할 수 있다. 탄성 곡절부(103, 105)는, 각 분할 코어편(12a)의 상면에 압접(壓接)하도록 Z축 방향의 아래방향으로 볼록한 모양으로 곡절되어 있고, 각 코어편(12a)을 케이스(90)에 대해서, 탄력적으로 Z축 방향의 하부로 누르도록 되어 있다.

본 실시 형태의 판 스프링 부재(100)는 잘라내어 가공된 금속제의 판 스프링에 슬릿(101)을 형성하여 곡절 가공하는 것에 의해 형성할 수 있다. 혹은, 사출 성형 등에 의해 합성 수지로 일체 성형하여 수지제의 판 스프링 부재(100)로 해도 좋다.

이하에, 코일 장치의 제조 방법의 일례를, 도 2 등을 사용하여 설명한다. 코일 장치(10)의 제작에 있어서는, 우선, 제1 단자(70) 및 제2 단자(72)를 장착한 제1 보빈(40)을 준비한다. 제1 보빈(40)의 재질은 특히 한정되지 않지만, 제1 보빈(40)은, 수지 등의 절연 재료에 의해 형성된다.

다음에, 제1 보빈(40)의 제1 중공통부(44)의 외주에 제1 와이어(22)를 권회하고, 내측 코일(20)을 형성한다. 내측 코일(20)의 형성에 사용되는 제1 와이어(22)로서는, 특히 한정되지 않지만, 리츠선(Litz wire) 등이 적절하게 사용된다. 또, 내측 코일(20)을 형성할 때의 제1 와이어(22)의 말단부인 리드부(22a)는, 제1 단자(70)의 일부에 매어 납땜되어 접속된다.

다음에, 내측 코일(20)이 형성된 제1 보빈(40)에 제2 보빈(50)을 장착한다. 제2 보빈(50)에 있어서의 제2 중공통부(54)의 외주에는 외측 코일(30)을 구성하는 제2 와이어(32)를 권회한다.

그 후에, 커버(60)를 제2 보빈(50)의 Y축 방향의 양측으로 장착하고, 그 후에, Z축 방향의 상하 방향으로부터, 각각 분할 코어편(12a, 12a)으로 이루어지는 코어(12)를 장착한다. 즉, 코어(12)의 분할된 중각(14, 14)의 선단(18)끼리, 측각(16, 16)의 선단(19)끼리 맞대도록 한다. 또한, 중각(14, 14)의 선단(18)끼리의 사이에는, 갭을 갖도록 해도 좋다.

각 코어(12)의 재질로서는, 금속, 페라이트 등의 연자성 재료를 들 수 있지만, 특히 한정되지 않는다. 코어(12)는, 접착재를 사용해 접착되거나, 또는 외주를 테이프형 부재(80)로 감는 것에 의해, 제2 보빈(50) 및 제1 보빈(40)에 고정된다. 다만, 도 4에 나타내는 분할면(12b, 12b) 상호간의 틈새 폭(t)은, 소정의 범위로 유지되도록, 분할된 코어(12a, 12a)는, 제2 보빈(50) 및 제1 보빈(40)에 고정된다.

본 실시 형태에서는, 일련의 조립 공정 후에, 코일 조립체(10)에 대해서 바니스 함침 처리를 해도 좋다. 이상과 같은 공정에 의해, 본 실시 형태에 따른 코일 조립체(10)를 제조할 수 있다.

그 후에, 코일 조립체(10)는, 도 1a, 도 3a 및 도 3b에 나타내는 바와 같이, 단자(70, 72)를 포함한 Z축 방향의 윗쪽 부분이 노출하도록, 방열용 수지(92)가 충전된 케이스(90)의 내부에 수용된다. 수지(92)의 충전은, 코일 조립체(10)를 케이스(90)의 내부에 수용하기 전에 해도 좋고, 수용한 후에 해도 좋다. 어느 경우이어도, 수지(92)는, 분할면(12b) 상호간의 틈새(15)의 적어도 일부에도 충전되고, 바람직하게는, 중각(14, 14)의 선단(18)끼리 및 측각(16, 16)의 선단(19)끼리보다 Z축 방향의 상부 위치까지, 틈새(15)가 수지(92)로 충전된다.

코일 조립체(10)를 케이스(90)의 내부에 장착한 후, 판 스프링 부재(100)의 연결 단부(106)를 케이스(90)의 보스부(94)에 고정용 볼트(110) 등을 사용하여 고정한다.

특히, 중각(14, 14)의 선단(18)끼리의 위치에서는, 열이 차기 쉽지만, 본 실시 형태에서는, 그 부분에 틈새(15)가 있고, 방열용 수지가 존재하기 때문에 중각(14)의 내부의 열을 Z축 방향의 하부에 전달시키고, 케이스(90)를 통해 방열시킨다. 케이스(90)는, 방열성이 뛰어난 금속 등으로 구성해도 좋고, 또는 수지로 구성하며, Z축 방향의 하부에 장착하는 냉각 수단으로 냉각해도 좋다.

본 실시 형태의 코일 조립체(10)에서는, 한쌍의 측각(16)이 분리된 한쌍의 분할 코어편(12a, 12a)의 각각 형성되도록, 중각(14) 및 베이스(13)는 분할 코어편(12a, 12a)의 분할면(12b, 12b)에서 분리되어 있다. 게다가 분할면(12b, 12b)의 상호간에는, 소정의 틈새(15)가 형성되어 있고, 분리된 중각(14)이 보빈(40)의 관통공(44a)에 삽입되어 있다.

본 실시 형태에서는, 상술한 구성으로 함으로써, 종래의 E형 코어를 사용하는 경우에 비해, 중각(14)과 베이스(13)의 교차부에 발생하는 국소적인 응력을 약 1/2 이하 정도로 감소시킬 수 있다. 때문에, 본 실시 형태에 따른 코일 조립체(10)에서는, 코어(12, 12)에 열응력이 발생해도 크랙 등이 발생하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

특히, 도 4에 나타내는 바와 같이, 한쌍의 E형 코어(12)를 조합한 경우에 있어서, 그 Y축 방향의 길이(Ly)가 50 mm 이상, X축 방향의 길이(Lx)가 20 mm 이상, Z축 방향의 길이(Lz)가 10 mm 이상의 대형 코어의 사용이 검토되고 있다. 종래에서는, 이러한 대형 코어에서는, 특히 열응력이 커져 크랙이 발생하여 사용하는 것이 곤란했지만 , 본 실시 형태에서는, 틈새(15)를 형성함으로써, 중각(14)과 베이스(13)의 교차부에 발생하는 국소적인 응력을 종래의 약 1/2 이하 정도로 감소시킬 수 있는 것으로부터 사용이 가능해졌다.

또, E형 코어의 중각(14) 및 베이스(13)는 분할 코어편(12a, 12a)의 분할면(12b, 12b)에서 분리되어 있고, 분할면(12b, 12b)의 상호간에는 소정의 틈새(15)가 형성되어 있기 때문에 방열성도 향상된다. 더욱이 본 실시 형태에서는, E형 코어(12, 12)를 각각이 단순한 형상을 가지는 한쌍의 분할 코어편(12a, 12a)을 조합하여 구성하게 되고, 코어(12, 12)의 제조도 용이해져 제조비용의 저감도 도모한다. 각 분할 코어편(12a)은, 단면이 "⊃"자형 형상을 가지고, 그 성형이 용이하다. 게다가 본 실시 형태에 따른 분할형 E형 코어(12, 12)는, 전체적으로는, E형 코어와 같은 자력선을 가지게 되기 때문에, 코어(12, 12)의 자기 특성은, 일반적인 E형 코어와 동등하다.

또한, 본 실시 형태에서는, 코일 조립체(10)의 Z축 방향에 따른 적어도 하부 부분이, 케이스(90) 내에 수용되어, 방열용 수지(92)에 접촉하고 있다. 방열용 수지(92)에 접촉시킴으로써, 방열성이 한층 더 향상한다.

게다가, 본 실시 형태에서는, 중각(14)의 돌출 선단(18)에 위치하는 분할면(12b, 12b)의 상호간에는, 방열용 수지(32)가 충전되어 있다. 특히 중각(14)의 돌출 선단(18)의 부분에 열이 차기 쉽기 때문에, 그 부분에 방열용 수지(92)를 개재시킴으로써, 그 부분이 효과적으로 방열된다.

본 실시 형태의 코일 조립체(10)는, 한쌍의 E형 코어(12, 12)를 가지고 있고, 보빈(40)의 관통공(44a)에는, 한쌍의 E형 코어(12, 12)의 분할된 각 중각(14)이 Z축 방향의 서로 반대측으로부터 삽입된다. 게다가 관통공(44a)의 Z축 방향의 도중에 분할된 중각(14)의 돌출 선단(18)이 서로 마주보고, 보빈(50)의 외측에서는 한쌍의 E형 코어(12)의 분리된 측각(16)끼리가 서로 맞대어 있다. 이와 같이, 한쌍의 E형 코어(12, 12)를 사용한 경우에도, 본 실시 형태에서는, 응력 완화 특성 및 방열성이 뛰어나고, 제조비용의 저감에도 기여한다.

또, 본 실시 형태의 코일 장치는, 중각(14)의 Z축 방향(자속이 흐르는 방향)이 설치면(케이스(90)의 하면)에 대해서 수직인 세로형이다. 세로형인 코일 장치는, 코일(20, 30)의 Z축 상하 방향에 코어(12)의 베이스(13, 13)가 배치되고, 이들 베이스(13, 13)가 상하 방향에의 누설 자속을 억제하는 효과를 얻는다. 따라서, 코일 장치는, 코일의 상하 방향이 코어에 의해 거의 차폐되지 않는 가로형에 비해, 코일 장치의 상하 방향에의 누설 자속을 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 테이프 형상의 부재(80)는, 주로 한쌍의 코어(12)를 고정하기 위해 사용된다. 테이프 형상의 부재(80)는, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리이미드, 종이 등의 재료 등으로 구성된다. 테이프 형상의 부재(80)에 방열성도 갖게 하는 경우에는, 테이프 형상의 부재(80)는, 코어(12)보다 열도전성이 뛰어난 재료로 구성되는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들어 알루미늄, 구리 등의 금속, 혹은 이러한 합금 등의 열도전성이 뛰어난 재료 등에 의해 구성된다. 물론, 테이프 형상의 부재(80)로서는, 상술한 각종 재료로 이루어지는 테이프 형상의 부재를 조합하여 사용해도 좋다.

또 본 실시 형태에서는, 코어(12)의 각각의 베이스(13, 13) 및 측각(16, 16)에서 제1 보빈(40) 및 제2 보빈(50)의 조합을 외측에서 덮고 있다. 이러한 구조로 함으로써, 누설 자속의 방지를 도모할 수 있다. 코어(12)의 중각(14, 14)에 있어서의 X축 방향에 따른 길이에 대해서, 베이스(12, 12) 및 측각(16, 16)의 X축 방향에 따른 폭은 동일해도 좋고, 달라도 좋지만, 대략 동일하게 함으로써, 누설 특성의 조정이 용이하다.

본 실시 형태에 따른 코일 조립체(10)에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 격벽(46)이 형성되어 있는 제1 권회부(45)에 제1 와이어(22)를 한층 이상으로 권회 하는 경우에, 각 구획(47)에 있어서, 한층 이상으로 권회한 후에, 인접하는 구획(47)에서 한층 이상 권회한다. 그리고, 도 2에 나타내는 바와 같이, 차례로, 연락홈(46a)을 통해 인접하는 구획(47)에 와이어(22)를 이동시켜 한층 이상으로 권회한다. 때문에, 도 5에 나타내는 바와 같이, 각 구획(47)에서 겹치는 제1 와이어(22)의 감는 순서가 가깝고, 이들 전압차이는 적고, 게다가 권회축(Z축) 방향으로 인접하는 와이어 상호는 격벽(46)에 의해 절연되어 내전압 특성이 향상함과 함께 고주파 특성이 향상한다.

게다가 각 구획(47)에 있어서는 권회축 방향을 따라 단일 와이어(221 ~ 22n)만이 존재하도록 와이어(22)를 권회하기 위해, 한층 당 와이어(22)의 권회수의 불균형을 방지하는 것이 용이해지고, 누설 특성의 안정화에 기여한다. 즉, 1차 코일을 구성하는 외측 코일(30)과 2차 코일을 구성하는 내측 코일(20)의 결합 계수(K)를 엄밀하게 제어하는 것이 용이해지고, 본 실시 형태의 코일 장치를 누설 트랜스로서 적절하게 사용할 수 있다.

또, 본 실시 형태의 코일 장치는, 실장 기판면(케이스(90)의 하면)에 대해, 코일의 권축이 수직으로 배치되는 세로형의 코일 장치로서 사용할 수 있으므로, 제1 보빈(40)의 중공부에 삽입되는 코어(12)를 냉각하기 쉽다.

게다가 본 실시 형태에서는, 내주 측에 배치되는 제1 와이어(20)가, 트랜스의 1차 코일에 비해 고전압이 작용하는 2차 코일(내측 코일(20))을 구성하고 있다. 때문에, 고전압이 작용하는 2차 코일(내측 코일(20))을 비교적 저전압이 작용하는 1차 코일(외측 코일(30))의 내측에 배치함으로써 절연이 용이해진다. 또, 제2 권회부(55)에서는, 제2 와이어(32)가 통상의 정렬권회하고 있지만, 제2 와이어(32)는, 비교적 저전압이 인가되는 1차 코일이 되는 외측 코일(30)이기 때문에 문제는 없다.

더욱이, 본 실시 형태에서는, 제2 보빈(50)은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 권회축에 평행하는 분할 라인(51)에서 분할 가능하기 때문에, 제1 보빈(40)의 외주에, 제2 보빈(50)을 용이하게 배치할 수 있다.

또 본 실시 형태에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 권회부(45)에 있어서의 권회축 방향의 제1 전체 폭(L1)과 제2 권회부(55)에 있어서의 권회축 방향의 제2 전체 폭(L2)을 다르게 함으로써, 누설 특성을 용이하면서 정확하게 조정할 수 있다.

더욱이, 본 발명에서는, 격벽(46)에 각각 형성되는 연락홈(46a)은, 권회축 방향을 따라 반드시 직선상에 배치할 필요는 없지만, 바람직하게는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 직선 형상으로 연통하도록 배치되어 있다. 특히 리드부(22a)의 복귀 통로가 되는 연락홈(46a)가 Z축 방향으로 직선 형상이면, 와이어(22)의 리드부(22a)의 단부를 최단 거리에서 단자(70)에 접속할 수 있다. 또, 와이어(22)를 각 구획(47)으로부터 인접하는 구획(47)으로 이동시키기 위한 연락홈(46a)을 둘레방향의 같은 위치에서 각 격벽(46)에 형성함으로써, 와이어(22)의 권선 공정이 용이해진다.

특히 본 실시 형태에서는, 단일 판 스프링 부재(100)에 슬릿(101)이 형성되어, 제1 가압편(102)과 제2 가압편(104)이 형성된다. 또한, 제1 가압편(102)과 제2 가압편(104)에는 각각의 분할 코어편(12a, 12a)에 접촉하는 탄성 곡절부(103, 105)가 Y축 방향을 따라 위치 어긋나게 형성되어 있다. 때문에, 본 실시 형태에서는, 분할된 분할 코어편(12a)의 각각에 치수 불균형이 있어도, 각 가압편(102, 104)의 탄성 곡절부(103, 105)가 탄력적으로 가압한다. 때문에, 각 분할 코어편(12a, 12a)를 케이스(90)에 대해서 확실하게 유지하는 것이 가능하다. 또, 각 가압편(102, 104)의 탄성 곡절부(103, 105)가 분할 코어편(12a, 12a)에 각각 접촉하고, 스프링 부재(100)의 기타 부분은 코어편(12a, 12a)에 접촉하지 않는 구성이기 때문에, 방열성도 우수하다.

더욱이, 단일 스프링 부재(100)에 슬릿(101)이 형성되어, 제1 가압편(102)과 제2 가압편(104)이 형성되는 구성이기 때문에, 스프링 부재(100)의 양단에서는, 제1 가압편(102)과 제2 가압편(104)은, 연결 단부(106)에 의해 연속하고 있다. 때문에, 스프링 부재(100)의 양단에 형성되어 있는 연결 단부(106)를 케이스(90)에 대해서 고정함으로써, 스프링 부재(100)의 설치가 가능하고, 그 설치 작업이 용이하다.

제2 실시 형태

도 7 및 도 8에 나타내는 제2 실시 형태에 따른 코일 조립체(10a)는, 도 1 ~ 도 6에 나타내는 제1 실시 형태에 따른 코일 조립체에 비해, 제2 보빈(50a)의 구조가 다를 뿐이고, 그 외는 동일하다. 이하, 서로 다른 부분에 대해 설명한다.

이 코일 조립체(10a)에서는, 제2 보빈의 권회축 방향의 도중에 하나 이상의 격벽(56)이 형성되어 있고, 권회축 방향을 따라 제2 권회부(55)를 2개 이상의 구획(57)으로 분할하고 있다. 각 구획(57)에는, 제2 와이어(321 ~ 32k 및 32 k+1 ~ 32n)가 정렬권회되어 있다. 격벽(56)에는 둘레방향을 따라 하나 이상의 연락홈(56a)이 형성되어 있다. 연락홈(56a)은 연락홈(46a)과 같은 기능을 가진다.

이 실시 형태의 코일 조립체(10a)에서는, 1차 코일을 구성하는 외측 코일(30)을 분할하여 배치할 수 있다. 또한 각 구획(57) 마다 분할하여 배치된 1차 코일은 각각 다른 와이어로 구성되어 있는 분리 독립한 코일이어도 좋다.

제3 실시 형태

제1 실시 형태에서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제1 권회부(45)에 있어서의 권회축 방향의 중심에 대해, 제2 권회부(55)에 있어서의 권회축 방향의 중심 위치를 맞추어 있지만, 그 뿐만 아니라, 도 9a에 나타내는 바와 같이 구성해도 좋다. 이 실시 형태에 따른 코일 조립체(10b)에서는, 제1 권회부(45)에 있어서의 권회축 방향의 하단 위치에 대해서, 제2 권회부(55)의 하단을 위치맞춤하도록 해도 좋다.

이와 같이 함으로써, 코일(20 및 30)로부터의 방열 효과를 높이는 것을 기대할 수 있다. 왜냐하면, 방열부를 코일 조립체(10B)의 하단부에 마련함으로써, 코일(20)뿐만 아니라, 코일(30)로부터의 전열특성도 향상하기 때문이다. 또한, 도 9a에 나타내는 실시 형태에서는, 권회축의 상단으로부터 제1 와이어(22)(221 ~ 22n)를 감기 시작하고 있지만, 반대로 해도 좋다. 그 외의 구성 및 작용 효과는, 제1 실시 형태에 따른 코일 조립체와 같다.

또, 도 9b에 나타내는 코일 조립체(10c)와 같이, 제1 권회부(45)와 제2 권회부(55)에서 전체 폭을 동일하게 하여, 권회 층수를 다르게 하여도, 누설 특성을 조절해도 좋다. 도 9b에 나타내는 코일 조립체(10c)는, 도 1 ~ 도 6에 나타내는 제1 실시 형태에 따른 코일 조립체에 비해 제2 보빈(50c)의 권회축 방향의 길이가 다르고, 제2 와이어(32)의 권회 층수가 다를 뿐이고, 그 외는 같다.

또, 도 9c에 나타내는 코일 조립체(10d)에서는, 제1 보빈(40a)에는, 격벽(46)을 형성하지 않고, 제1 와이어(22)(221 ~ 22n)를 정렬권회하여 제1 권회부(45)에 형성되는 내측 코일(20a)을 트랜스에 있어서의 1차 코일로 해도 좋다. 그 경우에는, 제2 보빈(50d)의 제2 권회부(55)에 제1 실시 형태에 있어서의 격벽(46)과 같은 격벽(56d)를 형성하고, 외측 코일(30d)을 구성하는 제2 와이어(32)(321 ~ 32n)를 제1 실시 형태에 있어서의 제1 와이어(22)와 같은 권회방법을 채용한다. 이 실시 형태에서는, 외측 코일(30d)이 트랜스의 2차 코일을 구성한다. 그 외의 구성 및 작용 효과는 제1 실시 형태와 같다.

또, 상술한 실시 형태에 있어서, 외측 코일(30)과 내측 코일(20)은, 동심으로 위치 결정할 필요는 없고, 누설 특성을 조절하기 위해서, 어긋나게 해도 좋다.

제4 실시 형태

도 10에 나타내는 바와 같이, 이 실시 형태의 코일 조립체(10e)는, E형 코어(12A)와, I형 코어(17)를 가지고 있다. E형 코어(12A)는, 종단면(Y축 및 Z축을 포함한 절단면)이 약 E자형 코어이다. 코어(12A)는, Y축 방향으로 연장하는 평판형상의 베이스(13a)와, 베이스(13a)의 Y축 방향의 양단으로부터 Z축 방향으로 돌출하는 한쌍의 측각(16a, 16a)과, 베이스(13a)의 Y축 방향의 중간 위치로부터 Z축 방향으로 돌출하는 중각(14a)을 가진다.

본 실시 형태에서는, 코어(12A)는, Y축 방향의 양단에 배치된 한쌍의 측각(16a, 16a)이 분리된 한쌍의 분할 코어편(12a1, 12a1)의 각각에 형성되도록 중각(14a) 및 베이스(13a)는 분할 코어편(12a1, 12a1)의 분할면(12b, 12b)에서 분리되어 있다. 분할면(12b, 12b)의 상호간에는, 소정의 틈새(15)가 형성되어 있고, 분리된 중각(14)이 보빈(40)의 제1 관통공(44a)에 삽입되어 있다.

Y축 방향으로 직선형으로 연장하는 I형 코어(17)는, 그 Y축 방향의 대략 중앙부에 형성된 분할면(17b, 17b)에서 2분할된 분할 코어편(17a, 17a)으로 구성되어 있다. 분할면(17b, 17b)은, 분할면(12b, 12b)과 Y축 방향의 대략 같은 위치에 형성되어 있고, 제1 실시 형태와 같은 틈새 폭을 가지고 있다.

I형 코어(17)는, E형 코어(12A)의 베이스(13a)에 대해서, Z축 방향을 따라 베이스(13a)와 반대 측에 위치하는 보빈(40)의 단부에, 베이스(13a)와 대략 평행하게 배치되어 있다. 보빈(40)의 관통공(44a)에 삽입되어 있는 중각(14a)의 돌출 선단(18a)은, 관통공(44a)의 Z축 방향의 하단면과 동일한 평면이 될 때까지 연장되어 I형 코어(17)의 중간부(분할면(17b)의 근처)에 마주보도록 배치되어 있다. 또, E형 코어(12A)의 양단부에 형성되어 있는 측각(16a)의 돌출 선단(19a)은, I형 코어(17)의 Y축 방향의 양단부에 맞대어 있다.

이와 같이, E형 코어(12A)와 I형 코어(17)을 사용한 경우에도, 본 실시 형태에서는, 응력 완화 특성 및 방열성이 뛰어나고, 더욱이, 제조비용의 저감에도 기여한다. I형 코어(17)는 도 10에 나타내는 바와 같이, Y축 방향의 중간부에서, 소정의 틈새로 분리되어 있어도 좋지만, 분리하지 않고 , Y축 방향으로 연장하는 단일 I형 코어여도 좋다.

또한, I형 코어는, 코일 조립체(10e)에 있어서의 Z축 방향의 하부에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 배치함으로써, E형 코어(12A)에 있어서의 중각(14a)의 돌출 선단(18a)이 케이스(90)의 Z축 방향의 하부 측에 배치된다. 그 때문에, 온도가 상승하기 쉬운 부분이, 케이스(90)의 하측에 배치됨과 함께, 틈새(15)에는 확실하게 방열용 수지가 충전되고, 방열성이 더 향상한다. 케이스(90)의 하부에 냉각 수단이 장착되기 때문이다. 그 외의 구성 및 작용 효과는, 제1 실시 형태에 따른 코일 조립체와 같다.

제5 실시 형태

도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 이 실시 형태의 코일 조립체(10f)에서는, 관통공(44a)이 형성되어 있는 보빈(40)의 제1 관통공(44a)을 구성하는 제1 중공통부(44)의 내주벽에 그 Y축 방향의 양단에서, Z축 방향의 양단 위치의 4개 부위에, 위치 결정 볼록부(41)가 일체로 형성되어 있다. 위치 결정 볼록부(41)의 Y축 방향의 두께는, 도 4에 나타내는 틈새 폭(t)과 같고, 볼록부(41)는 틈새 폭(t)을 확보하기 위한 것이다.

볼록부(41)를 Y축 방향으로부터 끼워넣도록 분할 코어편(12a)의 중각(14)을 관통공(44a)에 Z축 방향의 상하로부터 삽입함으로써, 분할 코어편(12a)의 분할면(12b)은, 서로, 볼록부(41)의 Y축 방향의 두께에 대응하는 소정의 틈새 폭(t)으로 분리된 상태를 유지한다. 볼록부(41)는, 보빈(40)의 제1 관통공(44a)을 구성하는 제1 중공통부(44)의 내주벽에, Z축 방향으로 단속적으로 복수개 형성해도 좋고, 혹은, Z축 방향으로 연속적으로 형성해도 좋다. 그 외의 구성 및 작용 효과는, 제1 실시 형태에 따른 코일 장치와 같다.

제6 실시 형태

도 13, 도 14a 및 도 14b에 나타내는 바와 같이, 이 실시 형태의 코일 조립체(10g)에서는, 분할 코어편(12a, 12a)간의 틈새(15)에 방열 시트(15a)가 접촉하여 끼워지고, 방열 시트(15a)에 의해 분리된 중각(14)이 보빈(40)의 제1 관통공(44a)에 삽입되고 있다.

방열 시트(15a)는, 예를 들어 방열성이 뛰어난 알루미늄, 구리 등의 금속판, 혹은, 열전도율이 양호한 PPS, PBT 등의 수지판, 혹은 열전도가 뛰어난 세라믹판, 실리콘 시트 등의 기타 판으로 구성된다. 방열 시트(15a)의 재질은, 분할 코어편(12a)을 구성하는 재질의 열전도성보다 높은 열전도성을 가지는 재질이면, 특히 한정되지 않는다.

도시하는 예에서는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 방열 시트(15)는, 각 E형 코어(12) 마다 하나씩 구비시키고, 중각(14)의 돌출 선단(18)과 같은 위치에서 Z축 방향으로 연결되어 있지만, 도시하는 예에 한정하지 않고, 관통공(44a)을 따라 연속하는 하나의 방열 시트여도 좋다. 방열 시트(15a)는, 분할 코어편(12a)의 분할면(12b, 12b)에 대해서 접착제로 접착해도 좋지만, 접촉만 시켜도 좋다.

본 실시 형태에서는, 분할 코어편(12a)의 틈새(15)에 방열 시트(15a)가 개재되어 있기 때문에 방열성이 향상한다. 그 외의 구성 및 작용 효과는, 제1 실시 형태에 따른 코일 장치와 같다.

제7 실시 형태

본 실시 형태의 코일 장치는, 도 15a에 나타내는 방열 시트(15A)를 사용하는 이외는, 전술한 실시 형태와 같은 구성을 가진다. 방열 시트(15A)는, Z축 방향으로 평행하는 분할면 접촉부(15a1)와, 그 분할면 접촉부(15a1)의 상부에 분할면 접촉부(15a1)와 마찬가지로 시트형상의 상부 방열부(15b)가 연결 또는 일체로 성형되어 있고, 전체적으로 단면이 약 T자형 모양을 가지고 있다.

분할면 접촉부(15a1)는, 전술한 실시 형태에 있어서의 방열 시트(15a)와 같고, 분할면(12b, 12b) 상호간에 끼워지며, 상부 방열부(15b)는, 예를 들어 도 3a에 나타내는 Z축 방향의 상측의 분할 코어편(12a, 12a)의 베이스부(13)의 상면을 덮고, 베이스부(13)의 상면에 접촉하여, 코일 장치(10)의 상부에 발생한 열을 흡수한다. 때문에, 코일 장치의 상부에 발생한 열을 방열 시트(15A) 및 방열용 수지(92)를 통해, 코일 장치의 하부에 놓치기 쉬워진다. 물론, 상부 방열부(15b) 자체로부터도 방열된다.

또, 본 실시 형태에서는, 도 15b에 나타내는 바와 같이, 단면 L자형의 한쌍의 방열 시트(15A1)를 조합하여, 전체적으로, 도 15a에 나타내는 것과 같은 약 T자형의 방열 시트(15A)로 해도 좋다. 각 방열 시트(15A1)는, Z축 방향으로 평행하는 분할면 접촉부(15a1)와, 그 분할면 접촉부(15a1)의 상부에, Y축 방향의 일방으로 연장하는 시트형상의 상부 방열부(15b1)가 연결 또는 일체로 성형되어 있다. 한쌍의 방열 시트(15A1)는 Z축에 대해 선대칭인 단면 형상을 가지고 있다.

분할면 접촉부(15a1)는, 전술한 실시 형태에 있어서의 분할 시트(15)와 같고, 분할면(12b, 12b) 상호간에 끼워지며 상부 방열부(15b1)는, 예를 들어 도 3a에 나타내는 Z축 방향의 위쪽의 분할 코어편(12a, 12a)의 베이스부(13)의 상면을 덮고, 베이스부(13)의 상면에 접촉하여, 코일 장치(10)의 상부에 발생한 열을 흡수한다. 때문에, 코일 장치의 상부에 발생한 열을 방열 시트(15A1) 및 방열용 수지(92)를 통해, 코일 장치의 하부에 놓치기 쉬워진다. 물론, 상부 방열부(15b1)자체로부터도 방열된다.

또한, 방열 시트(15A, 15A1)에는, 상부 방열부(15b, 15b1)와 함께, 혹은, 상부 방열부와는 별도로, 하부 방열부(도시하지 않음)를 마련하고, 예를 들어 도 3a에 나타내는 Z축 방향의 하측의 분할 코어(12a, 12a)의 베이스부(13)의 하면을 덮고, 베이스부(13)의 하면에 접촉하여, 코일 장치(10)의 하부에 발생한 열을 흡수해도 좋다. 코일 장치(10)의 하부(분할 코어(12a, 12a)의 베이스부(13)의 하면)는, 방열용 수지에 접촉하고 있기 때문에 양호하게 방열한다.

본 실시 형태에서는, 전술한 실시 형태의 판 스프링 부재(100)는 방열 시트(15A, 15A1)에 있어서의 상부 방열부(15b, 15b1)에 접촉하도록 구성해도 좋다. 그 외의 구성 및 작용 효과는, 상술한 실시 형태에 따른 코일 장치와 같다.

제8 실시 형태

도 16 및 도 17에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 코일 장치에서는, 판 스프링 부재(100a)의 구성이 전술한 실시 형태와 다를 뿐이다. 본 실시 형태의 판 스프링 부재(100a)에서는, 슬릿(101)의 Y축 방향의 양단에 형성되어 있는 각 연결 단부(106)에는, Z축 방향으로 높이를 가지는 기립편(107)이 일체로 형성되어 있다.

기립편(107)이 형성되어 있으므로, 예를 들어 도 1a에 나타내는 케이스(90)의 보스부(94)가 Z축 방향의 하부에 형성되어 있는 경우에도 대응 가능하게 된다. 그 외의 구성 및 작용 효과는, 상술한 실시 형태에 따른 코일 장치와 같다.

또한, 본 발명은, 상술한 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에서 각종 변경이 가능하다.

예를 들어 본 발명에 따른 코일 장치에서는, 케이스(90) 내에는 방열용 수지(92)가 반드시 충전되어 있을 필요는 없다. 또, 본 발명에서는, 케이스는 코일 조립체를 유지하는 것이면 특히 한정되지 않고, 케이스 내에 코일 조립체가 반드시 수용되어 있지 않아도 된다. 더욱이, 본 발명에서는, 분할 코어편의 형상은 상술한 실시 형태에 한정되지 않고, 여러가지 분할 코어편의 형상이어도 좋다.

10, 10a ~ 10g 코일 조립체
12, 12A E형 코어
12a 분할 코어편
12b 분할면
13 베이스
14 중각
15 틈새
15a 방열 시트
16 측각
17 I형 코어
17a 분할 코어편
17b 분할면
18, 19, 18a, 19a 선단
20, 20a 내측 코일
22(221 ~ 22n) 제1 와이어
22a 리드부
24 솔더부
30 외측 코일
32(321 ~ 32k, 32k＋1 ~ 32n) 제2 와이어
32a 리드부
34 솔더부
40 제1 보빈
42 제1 보빈 기판
44 제1 중공통부
44a 제1 관통공
45 제1 권회부
46 격벽
46a 연락홈
47 구획
48 제1 보빈 상부 칼라부
50 제2 보빈
52 제2 보빈 하부 칼라부
54 제2 중공통부
55 제2 권회부
56, 56d 격벽
56a 연락홈
57d 구획
58 제2 보빈 상부 칼라부
60 커버
70 제1 단자
72 제2 단자
80 테이프 형상의 부재
90 케이스
92 방열용 수지
94 보스부
96 위치 결정 핀
100, 100a 판 스프링 부재
101 슬릿
102 제1 가압편
103 제1 곡절부
104 제2 가압편
105 제2 곡절부
106 연결 단부
107 기립편
108 고정구멍
109 위치 결정구멍
110 고정용 볼트

Claims (5)

1. 코어, 보빈 및 상기 보빈의 외주에 장착되어 있는 코일을 가지는 코일 조립체와,
   상기 코일 조립체를 유지하는 케이스를 가지는 코일 장치로서,
   상기 코어는, 서로 수직인 제1 축, 제2 축 및 제3 축 중, 상기 제1 축 방향을 따라 분리되는 분할 코어편을 가지고,
   상기 케이스에는 스프링 부재가 장착되고,
   상기 스프링 부재에는, 상기 제2 축 방향을 따라 슬릿이 형성되어, 제1 가압편과 제2 가압편이 형성되고,
   상기 제 1 가압편과 제2 가압편에는, 각각의 상기 분할 코어편을 상기 케이스에 대해서 상기 제3 축을 따라 하부로 누르는 탄성 곡절부가 상기 제2 축 방향을 따라 위치 어긋나게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 코일 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 코일 조립체의 상기 제3 축 방향을 따른 적어도 하부 부분이 상기 케이스 내에 수용되어 있는 방열용 수지에 접촉하고 있는 코일 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 분할 코어편의 분할면의 상호간에는 소정의 틈새가 형성되어 있는 코일 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 소정의 틈새의 적어도 일부에는 방열 시트가 개재되어 있는 코일 장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 코어는 E형 코어를 가지고, 상기 E형 코어가 상기 분할 코어편으로 구성되어 있는 코일 장치.
   

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