WO2017159010A1 - コイル部品の放熱構造およびそれに用いられるコイル部品 - Google Patents

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heat dissipation
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winding
core
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真吾 長岡
俊行 財津
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オムロン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a coil component such as a reactor, a transformer, or a choke coil used for a component of a power conversion device, and more particularly to a heat dissipation structure applied to these coil components.
  • coil components such as a reactor, a transformer, and a choke coil are composed of a core material and a winding. Since these coil parts generate heat due to core loss and conduction loss of the winding, it is necessary to cool the core and the winding.
  • JP 2012-039099 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-176886
  • the contact area of the core is small, so that the core cannot be sufficiently cooled.
  • an object of the present invention is to provide a heat dissipation structure for a coil component that can sufficiently cool both the core and the winding, and a coil component used for the structure.
  • a heat dissipation structure for a coil component forms a magnetic circuit, and is wound around a core having a plurality of legs and at least one wound leg selected from the legs,
  • a heat dissipation structure for a coil component including a winding having a substantially flat portion on an end surface, wherein at least one surface of the core and at least a part of the substantially flat portion of the winding are interposed via a heat conductive material. It is characterized by being in contact with the radiator.
  • examples of the coil component include, but are not limited to, a reactor, a transformer, and a choke coil.
  • the radiator include a metal casing (chassis), but are not limited thereto.
  • examples of the thermally conductive material include, but are not limited to, a thermally conductive resin.
  • “at least part of the substantially flat portion” may be a substantially flat portion on one end surface, or each flat surface on both end surfaces. It may be a part. At least one of the both end faces of the winding may be in contact with the heat radiating body through the heat conductive material.
  • the winding is wound around the wound leg so that the winding protrudes outside the core (as much as possible). It is preferable that the substantially flat portion of the winding and the radiator are arranged in parallel.
  • the heat dissipation structure of the coil component having such a configuration heat generated from both the core and the winding is efficiently transmitted to the heat radiator such as the chassis, and the coil component can be sufficiently cooled.
  • the coil component may further include a spacer that covers the wound leg, and the winding may be wound outside the spacer.
  • the spacer may have a rectangular or rounded rectangular cross section.
  • the area of the portion where the end face of the winding protrudes outside the core can be enlarged, and the winding can be cooled more sufficiently.
  • the wound leg may be an outer leg or a middle leg of the core.
  • a plurality of windings may be used, and at least one of them may be a three-layer insulated wire or a three-layer insulated litz wire.
  • the heat dissipation structure of the coil component having such a configuration is particularly suitable for a transformer (transformer), not only can both the core and the winding be sufficiently cooled, but also the coupling capacity is reduced to reduce noise and the like. Loose coupling increases leakage inductance. Alternatively, the size can be reduced while maintaining the characteristics. Those using a three-layer insulated litz wire are particularly suitable for high frequency applications.
  • Coil parts used in the heat dissipation structure for coil parts as described above are also within the scope of the present invention.
  • heat generated from both the core and the winding is efficiently transmitted to a heat radiator such as a chassis, and the coil component can be sufficiently cooled.
  • the coil component of the present invention is suitable for such a heat dissipation structure.
  • FIG. (A) is sectional drawing which shows the basic concept of the thermal radiation structure of the reactor 10 which concerns on 1st Embodiment of this invention
  • (b) is a top view of the reactor 10.
  • FIG. (A) And (b) is the other structural example of the thermal radiation structure of the reactor 10.
  • FIG. (A) is a cross-sectional view of the core 11 used for the reactor 10
  • (b) is a cross-sectional view of the reactor 10A in which the cooling area of the winding 12 is relatively small
  • (c) is a cooling of the winding 12.
  • It is a cross-sectional view of the reactor 10B having a medium area
  • (d) is a cross-sectional view of the reactor 10C in which the cooling area of the winding 12 is relatively large.
  • FIG. (A) And (b) is a side view which illustrates the combination for implement
  • FIG. (A) is a cross-sectional view of the core 21 having a shape different from that of the core 11, and (b) is a cross-sectional view of the reactor 20 using the core 21.
  • (A) And (b) is a side view which illustrates the combination for implement
  • FIG. (A) is sectional drawing which shows the thermal radiation structure of the transformer 30 which concerns on 2nd Embodiment of this invention
  • (b) is sectional drawing which shows the thermal radiation structure of the transformer 30A which is the modification.
  • (A) is sectional drawing which shows the thermal radiation structure of the transformer 40 which concerns on 3rd Embodiment of this invention
  • (b) is sectional drawing which shows the thermal radiation structure of the transformer 40A which is the modification.
  • (A) And (b) is sectional drawing which shows the Example for the effect confirmation by the thermal radiation structure of the reactor 10 which concerns on 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view showing the basic concept of the heat dissipation structure of the reactor 10 according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a plan view of the reactor 10. It is.
  • FIG. 2A and FIG. 2B are other configuration examples of the heat dissipation structure of the reactor 10.
  • a rectangular parallelepiped core 11 forming a magnetic circuit and a winding 12 wound around the core 11 are formed below a plate-shaped metal chassis S extending in the horizontal direction.
  • a reactor 10 having the same is mounted on the substrate B.
  • the reactor 10 is an example of a coil component, and other examples include a transformer and a choke coil, but are not limited thereto.
  • the winding 12 protrudes largely outside the core 11 and is wound so that both end faces 12a and 12b are substantially flat.
  • the cross section of the electric wire (for example, enameled wire) used for the winding 12 is usually circular, and even if arranged in close contact so as to be macroscopically flat, it is microscopically completely flat. Therefore, the expression “substantially flat” is used here.
  • At least one surface of the core 11 (specifically, the upper surface 11a) and at least a part of the substantially flat portion of the winding 12 (specifically, the upper end surface 12a) are arranged in parallel and are also thermally conductive. It contacts the upper chassis S that can be a cooler (heat radiating body) via a thermally conductive resin T as an example of a conductive material (TIM: Thermal Interface Material).
  • TIM Thermal Interface Material
  • the upper surface 11a of the core 11 and the upper end surface 12a of the winding 12 are thermally connected to the chassis S via the thermal conductive resin T, so that the heat generated from both the core 11 and the winding 12 can be obtained. Is efficiently transmitted to the chassis S, and the reactor 10 can be sufficiently cooled.
  • the lower surface 11 b of the core 11 and the lower end surface 12 b of the winding 12 are placed downward via the heat conductive resin T. What is necessary is just to contact the chassis S.
  • the electrical connection between the reactor 10 and the substrate B can be made by an electric wire (not shown) or the like.
  • the upper surface 11a of the core 11 and the upper end surface 12a of the winding 12 are connected via the heat conductive resin T.
  • the lower surface 11b of the core 11 and the lower end surface 12b of the winding 12 may be brought into contact with the lower chassis S via the heat conductive resin T.
  • the electrical connection between the reactor 10 and the substrate B can be made by a lead wire (not shown) or the like, as in the case of FIG.
  • the heat generated from both the core 11 and the winding 12 is efficiently transmitted to the upper and lower chassis S, respectively, so that the reactor 10 can be further sufficiently cooled.
  • the destination for transferring the heat generated from the core 11 and the winding 12 is not necessarily limited to the upper and lower chassis S, and may be a heat sink or a heat sink, for example.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the core 11 used in the reactor 10, and FIG. FIG. 3C is a cross-sectional view of a small reactor 10A, FIG. 3C is a cross-sectional view of a reactor 10B in which the cooling area of the winding 12 is medium, and FIG. It is a cross-sectional view of a large reactor 10C.
  • FIG. 4A and FIG. 4B are side views illustrating combinations for realizing the core 11.
  • the core 11 used in the reactor 10 has a rounded rectangular shape (two parallel lines of two equal lengths and two semicircular shapes, a shape often used in athletic fields) as shown in FIG.
  • the middle leg 11c is provided and the winding 12 is formed by directly winding an electric wire around the middle leg 11c, the end face of the winding 12 protrudes outside the core 11 as shown in FIG.
  • the area of the portion, that is, the cooling area may be relatively small. Then, there is a possibility that the winding 12 cannot be sufficiently cooled.
  • a rounded rectangular spacer 13B covering the outer side of the middle leg 11c of the core 11 with a certain thickness is fitted into the middle leg 11c, and an electric wire is wound around the spacer 13B.
  • the winding 12 may be formed.
  • winding 12 protrudes outside the core 11 can be expanded, and the coil
  • the material of the spacer 13B (for example, resin) is less expensive than the material of the core 11 (for example, ferrite). It is advantageous in terms of cost.
  • a spacer 13C that covers the outside of the middle leg 11c of the core 11 and has a horizontally long cross section is fitted into the middle leg 11c, and a wire is wound around the spacer 13C. 12 may be formed so that the overall outer shape is rectangular. Thereby, the area of the part where the end surface of the winding 12 protrudes to the outside of the core 11 can be similarly increased, and the winding 12 can be sufficiently cooled.
  • the core 11 can be realized, for example, by an EE core 11A as shown in FIG. 4A or an EI core 11B as shown in FIG.
  • the shape of the outer legs and middle legs of the core 11 is not limited to these examples.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view of a core 21 having a shape different from that of the core 11, and FIG. 5B is a cross-sectional view of a reactor 20 using the core 21.
  • FIG. 6A and FIG. 6B are side views illustrating combinations for realizing the core 21.
  • the core 21 can be realized by, for example, a UU core 21A as shown in FIG. 6A or a UI core 21B as shown in FIG. 6B.
  • the shape of the outer leg of the core 21 is not limited to these examples. Further, it can be realized using only the outer legs of the EE core 11A shown in FIG. 4A and the EI core 11B shown in FIG.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view showing a heat dissipation structure of a transformer 30 according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 7B is a cross-sectional view showing a heat dissipation structure of a transformer 30A which is a modification thereof.
  • a rectangular parallelepiped core 31 that forms a magnetic circuit is sandwiched between plate-shaped metal chassis S that extend horizontally in the upper and lower directions, and the core 31 is wound around the core 31.
  • a transformer 30 having a primary winding 32 (upper side) and a secondary winding 33 (lower side) is arranged.
  • the transformer 30 is also an example of a coil component.
  • Normal wires are used for the primary winding 32 and the secondary winding 33, both of which protrude substantially outside the core 31 as in the case of the winding 12 of the first embodiment. Both are wound so as to be substantially flat.
  • the upper surface of the core 31 and the upper end surface of the primary winding 32 are in contact with the upper chassis S via the heat conductive resin T, and the lower surface of the core 31 and the lower end surface of the secondary winding 33 are heated.
  • the lower chassis S is in contact with the conductive resin T.
  • the heat conductive resin T is also an insulating material, the core 31 and the chassis S are insulated. Further, the electrical connection between the substrate B mounted on the lower chassis S and the transformer 30 can be performed by an electric wire (not shown) or the like.
  • the potential of the core 31 is set to an intermediate potential between the primary and secondary. For this reason, the distance d1 between the primary winding 32 and the upper chassis S and the distance d2 between the secondary winding 33 and the lower chassis S must each be a medium distance. Furthermore, it is necessary to ensure an appropriate insulation distance between the primary winding 32 and the secondary winding 33.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view showing a heat dissipation structure of a transformer 40 according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 8B is a cross-sectional view showing a heat dissipation structure of a transformer 40A which is a modification thereof.
  • Ordinary electric wires are used for the primary winding 32 and the secondary winding 33 of the second embodiment and its modification described above, but the primary windings 42 and 2 of the third embodiment and its modification.
  • the secondary winding 43 is characterized in that a three-layer insulated wire is used for at least one side.
  • the potential of the core 31 is set to the primary potential, similarly to the transformer 30A of the modified example of the second embodiment shown in FIG. 7B.
  • a normal electric wire may be used for the primary winding 42.
  • a three-layer insulated wire is used for the secondary winding 43, insulation is ensured by the secondary winding 43 itself, so that a gap between the core 31 and the secondary winding 43 becomes unnecessary. Since the distance d2 between the secondary winding 33 and the lower chassis S can also be reduced, the heat conductive resin T can be made thinner, and the heat dissipation of the lower portion of the core 31 and the secondary winding 43 is improved.
  • the interval between the primary winding 42 and the secondary winding 43 is increased.
  • the coupling capacitance is reduced to reduce noise and the like, and loose coupling results in an increase in leakage inductance.
  • the interval between the primary winding 42 and the secondary winding 43 is the same as that of the transformer 30A of the modification of the second embodiment shown in FIG. 7B.
  • the transformer 40 can be reduced in size while maintaining the characteristics.
  • a three-layer insulated litz wire in which the center conductor of the three-layer insulated wire is replaced with a litz wire may be used.
  • a litz wire is a twisted enameled wire that suppresses an increase in AC resistance due to the skin effect and proximity effect peculiar to high frequencies, and can prevent an increase in the temperature of the winding. Therefore, in the transformer 40 and the transformer 40A, the one using the three-layer insulated litz wire for at least one of the primary winding 42 and the secondary winding 43 is particularly suitable for high frequency applications.
  • 9 (a) and 9 (b) are cross-sectional views showing examples for confirming the effect by the heat dissipation structure of the reactor 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B shows the same configuration as that of the first embodiment, and the upper surface 11a of the core 11 and the upper end surface 12a of the winding 12 are in contact with the chassis S thereabove through the heat conductive resin T. The heat generated from both the core 11 and the winding 12 is efficiently transmitted to the chassis S.
  • FIG. 9A the configuration of FIG. 9A is different only in that the upper end surface 12a of the winding 12 is not in contact with the chassis S above it through the heat conductive resin T.
  • the heat generated from the core 11 is efficiently transmitted to the chassis S, but the heat generated from the winding 12 is hardly transmitted to the chassis S.

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Abstract

磁気回路を形成するとともに、複数の脚を有するコア（１１）と、前記脚から選択された少なくとも１つの被巻装脚に巻装され、端面に略平坦部分を有する巻線（１２）とを備えるコイル部品（１０）の放熱構造であって、コア（１１）の少なくとも一面と、巻線（１２）の前記略平坦部分の少なくとも一部とが、熱伝導性材料（Ｔ）を介して放熱体（Ｓ）へ接触している。

Description

コイル部品の放熱構造およびそれに用いられるコイル部品
　本発明は、電力変換装置の構成部品などに用いられるリアクトル、トランス、チョークコイルなどのコイル部品に関し、特に、これらのコイル部品に適用される放熱構造に関する。
　従来、リアクトル、トランス、チョークコイルなどのコイル部品は、コア材と巻線とで構成される。これらのコイル部品は、コア損失および巻線の導通損失などによって発熱するので、コアや巻線を冷却する必要がある。
　リアクトルやトランスなどを冷却する方法として、コアと巻線の一部をシャーシに接触させて冷却する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
　また、巻線の露出面積を増やしたり、平坦にしたりすることで巻線を冷却する方法も提案されている（例えば特許文献２参照）。
特開２０１２－０３９０９９号公報 特開２０１５－１７６８８６号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の方法では、巻線の接触面積が小さく、十分に巻線を冷やすことができない。
　また、特許文献２に記載の方法では、コアの接触面積が小さいため、十分にコアを冷却することができない。
　従来技術のこのような課題に鑑み、本発明の目的は、コアおよび巻線の両方を十分に冷却可能なコイル部品の放熱構造およびそれに用いられるコイル部品を提供することである。
　上記目的を達成するため、本発明のコイル部品の放熱構造は、磁気回路を形成するとともに、複数の脚を有するコアと、前記脚から選択された少なくとも１つの被巻装脚に巻装され、端面に略平坦部分を有する巻線とを備えるコイル部品の放熱構造であって、前記コアの少なくとも一面と、前記巻線の前記略平坦部分の少なくとも一部とが、熱伝導性材料を介して放熱体へ接触していることを特徴とする。
　ここで、コイル部品としては、例えば、リアクトル、トランス、チョークコイルが挙げられるが、これらに限らない。放熱体としては、金属製筐体（シャーシ）が挙げられるが、これに限らない。熱伝導性材料としては、熱伝導性樹脂などが挙げられるが、これに限らない。例えば、巻線の両端面に略平坦部分をそれぞれ有している場合、「略平坦部分の少なくとも一部」とは、一端面の略平坦部分であってもよいし、両端面の各略平坦部分であってもよい。前記巻線の両端面のうち少なくとも一方が前記熱伝導性材料を介して前記放熱体へ接触していてもよい。
　また、前記巻線が前記コアの外側にはみ出す（できるだけ多く）ように前記被巻装脚に巻装されることが好ましい。前記巻線の前記略平坦部分と前記放熱体とが平行に配置されることが好ましい。
　このような構成のコイル部品の放熱構造によれば、コアおよび巻線の両方から発生した熱が効率よくシャーシなどの放熱体に伝達され、コイル部品の十分な冷却が可能となる。
　本発明のコイル部品の放熱構造において、前記コイル部品は、前記被巻装脚を覆うスペーサーをさらに備え、前記巻線は、前記スペーサーの外側に巻装されていてもよい。前記スペーサーの断面が矩形状又は角丸長方形状であってもよい。
　このような構成のコイル部品の放熱構造によれば、巻線の端面がコアの外側にはみ出す部分の面積を拡大でき、巻線をより十分に冷却することが可能となる。
　本発明のコイル部品の放熱構造において、前記被巻装脚は、前記コアの外脚又は中脚であってもよい。
　このような構成のコイル部品の放熱構造のうち、特に前記コアの外脚を前記被巻装脚にしたものによれば、巻線の各端面の大部分がコアの外側にはみ出すので、大きな冷却面積を確保することができ、巻線を十分に冷却することが可能となる。
　本発明のコイル部品の放熱構造において、前記巻線が複数であって、少なくともその１つに３層絶縁線または３層絶縁リッツ線を用いてもよい。
　このような構成のコイル部品の放熱構造は、特に変圧器（トランス）に好適であり、コアおよび巻線の両方を十分に冷却できるだけでなく、結合容量が低下してノイズなどが低減するとともに、疎結合になって漏れインダクタンスが増大する。あるいは、特性を維持したままで小型化が可能となる。３層絶縁リッツ線を用いたものは、特に高周波用途に好適である。
　上述したようなコイル部品の放熱構造に用いられるコイル部品も本発明の範疇である。
　本発明のコイル部品の放熱構造によれば、コアおよび巻線の両方から発生した熱が効率よくシャーシなどの放熱体に伝達され、コイル部品の十分な冷却が可能となる。
　また、本発明のコイル部品は、そのような放熱構造に好適である。
（ａ）は本発明の第１実施形態に係るリアクトル１０の放熱構造の基本概念を示す断面図であり、（ｂ）はそのリアクトル１０の平面図である。 （ａ）および（ｂ）はリアクトル１０の放熱構造の他の構成例である。 （ａ）はリアクトル１０に用いられるコア１１の横断面図であり、（ｂ）は巻線１２の冷却面積が比較的小さいリアクトル１０Ａの横断面図であり、（ｃ）は巻線１２の冷却面積が中程度のリアクトル１０Ｂの横断面図であり、（ｄ）は巻線１２の冷却面積が比較的大きいリアクトル１０Ｃの横断面図である。 （ａ）および（ｂ）はコア１１を実現するための組み合わせを例示する側面図である。 （ａ）はコア１１とは異なる形状のコア２１の横断面図であり、（ｂ）はそのコア２１を用いたリアクトル２０の横断面図である。 （ａ）および（ｂ）はコア２１を実現するための組み合わせを例示する側面図である。 （ａ）は本発明の第２実施形態に係るトランス３０の放熱構造を示す断面図であり、（ｂ）はその変形例であるトランス３０Ａの放熱構造を示す断面図である。 （ａ）は本発明の第３実施形態に係るトランス４０の放熱構造を示す断面図であり、（ｂ）はその変形例であるトランス４０Ａの放熱構造を示す断面図である。 （ａ）および（ｂ）は本発明の第１実施形態に係るリアクトル１０の放熱構造による効果確認用の実施例を示す断面図である。
　以下、本発明のいくつかの実施形態を、図面を参照して説明する。
　＜第１実施形態＞
　１．１　基本概念および構成例
　図１（ａ）は本発明の第１実施形態に係るリアクトル１０の放熱構造の基本概念を示す断面図であり、図１（ｂ）はそのリアクトル１０の平面図である。図２（ａ）および図２（ｂ）はリアクトル１０の放熱構造の他の構成例である。
　図１（ａ）に示すように、水平方向に伸びる板状金属製のシャーシＳの下方で、磁気回路を形成する直方体状のコア１１と、このコア１１に巻装された巻線１２とを有するリアクトル１０が基板Ｂ上に搭載されている。
　リアクトル１０は、コイル部品の一例であって、他にもトランスやチョークコイルなどが挙げられるが、これらに限るわけではない。
　巻線１２は、図１（ｂ）に示すようにコア１１の外側に大きくはみ出すとともに、その両端面１２ａ、１２ｂがいずれも略平坦となるように巻装されている。なお、巻線１２に使用される電線（例えばエナメル線）はその断面が通常は円形であり、巨視的には平坦となるように密着させて並べたとしても、微視的には完全な平坦とは言えないので、ここでは「略平坦」という表現を用いている。
　そして、コア１１の少なくとも一面（具体的には上面１１ａ）と、巻線１２の略平坦な部分の少なくとも一部（具体的には上端面１２ａ）とが、平行に配置されるとともに、熱伝導性材料（ＴＩＭ：Thermal Interface Material）の一例としての熱伝導性樹脂Ｔを介して冷却器（放熱体）となり得る上方のシャーシＳへ接触している。これにより、コア１１の上面１１ａと巻線１２の上端面１２ａとが、熱伝導性樹脂Ｔを介してシャーシＳと熱的に接続されるので、コア１１および巻線１２の両方から発生した熱が効率よくシャーシＳに伝達され、リアクトル１０の十分な冷却が可能となる。
　例えば、図２（ａ）に示すように、リアクトル１０の下方にシャーシＳが存在する場合には、コア１１の下面１１ｂと巻線１２の下端面１２ｂとを熱伝導性樹脂Ｔを介して下方のシャーシＳへ接触させればよい。なお、リアクトル１０と基板Ｂとの電気的接続は、電線（不図示）などによって行うことができる。
　また、図２（ｂ）に示すように、リアクトル１０の上方および下方にシャーシＳが存在する場合には、コア１１の上面１１ａと巻線１２の上端面１２ａとを熱伝導性樹脂Ｔを介して上方のシャーシＳへ接触させるとともに、コア１１の下面１１ｂと巻線１２の下端面１２ｂとを熱伝導性樹脂Ｔを介して下方のシャーシＳへ接触させればよい。なお、リアクトル１０と基板Ｂとの電気的接続は、図２（ａ）の場合と同様に、リード線（不図示）などによって行うことができる。
　このような構成によれば、コア１１および巻線１２の両方から発生した熱が上方および下方のシャーシＳにそれぞれ効率よく伝達されるので、リアクトル１０の一層十分な冷却が可能となる。
　ただし、コア１１および巻線１２から発生した熱を伝達する先は、必ずしも上方や下方のシャーシＳに限らず、例えば、放熱板やヒートシンクなどでもよい。
　１．２　巻線の形状、巻き方、およびコアの組み合わせ
　図３（ａ）はリアクトル１０に用いられるコア１１の横断面図であり、図３（ｂ）は巻線１２の冷却面積が比較的小さいリアクトル１０Ａの横断面図であり、図３（ｃ）は巻線１２の冷却面積が中程度のリアクトル１０Ｂの横断面図であり、図３（ｄ）は巻線１２の冷却面積が比較的大きいリアクトル１０Ｃの横断面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）はコア１１を実現するための組み合わせを例示する側面図である。
　リアクトル１０に用いられるコア１１が、図３（ａ）に示すように、中央部に角丸長方形（２つの等しい長さの平行線と２つの半円形からなり、陸上競技場に多い形）状の中脚１１ｃを有している場合、この中脚１１ｃに電線を直接巻き付けて巻線１２を形成すると、図３（ｂ）に示すように、巻線１２の端面がコア１１の外側にはみ出す部分の面積、すなわち冷却面積が比較的小さくなることがある。そうすると、巻線１２の十分な冷却が行えない可能性がある。
　そこで、例えば、図３（ｃ）に示すように、コア１１の中脚１１ｃの外側を一定の厚さで覆う角丸長方形状のスペーサー１３Ｂを中脚１１ｃにはめ込み、このスペーサー１３Ｂに電線を巻き付けて巻線１２を形成してもよい。これにより、巻線１２の端面がコア１１の外側にはみ出す部分の面積を拡大でき、巻線１２を十分に冷却することが可能となる。
　なお、コア１１の中脚１１ｃ自体を太くしても同様の効果は得られるが、コア１１の材料（例えばフェライト）よりもスペーサー１３Ｂの材料（例えば樹脂）が安価なので、スペーサー１３Ｂを用いる方がコスト面で有利である。
　また、例えば、図３（ｄ）に示すように、コア１１の中脚１１ｃの外側を覆うとともに断面が横長矩形状のスペーサー１３Ｃを中脚１１ｃにはめ込み、このスペーサー１３Ｃに電線を巻き付けて巻線１２を全体外形が矩形状となるように形成してもよい。これにより、巻線１２の端面がコア１１の外側にはみ出す部分の面積を同様に拡大でき、巻線１２を十分に冷却することが可能となる。
　コア１１は、例えば、図４（ａ）に示すようなＥＥコア１１Ａ、または、図４（ｂ）に示すようなＥＩコア１１Ｂによって実現することができる。ただし、コア１１の外脚や中脚の形状などはこれらの例に限らない。
　１．３　リアクトルの変形例
　図５（ａ）はコア１１とは異なる形状のコア２１の横断面図であり、図５（ｂ）はそのコア２１を用いたリアクトル２０の横断面図である。図６（ａ）および図６（ｂ）はコア２１を実現するための組み合わせを例示する側面図である。
　上述したリアクトル１０とは異なり、例えば、図５（ａ）に示すような中脚を有さないコア２１を用いて、図５（ｂ）に示すように、２つの外脚２１ａ、２１ｂにそれぞれ巻線２２ａ、２２ｂを形成したリアクトル２０も考えられる。
　このようなリアクトル２０では、巻線２２ａ、２２ｂの各端面の大部分がコア２１の外側にはみ出しているので、大きな冷却面積を確保することができ、巻線２２ａ、２２ｂをそれぞれ十分に冷却することが可能となる。
　コア２１は、例えば、図６（ａ）に示すようなＵＵコア２１Ａ、または、図６（ｂ）に示すようなＵＩコア２１Ｂによって実現することができる。ただし、コア２１の外脚の形状などはこれらの例に限らない。また、図４（ａ）に示したＥＥコア１１Ａや、図４（ｂ）に示したＥＩコア１１Ｂの外脚だけを用いて実現することもできる。
　＜第２実施形態およびその変形例＞
　図７（ａ）は本発明の第２実施形態に係るトランス３０の放熱構造を示す断面図であり、図７（ｂ）はその変形例であるトランス３０Ａの放熱構造を示す断面図である。
　図７（ａ）に示すように、上方および下方でそれぞれ水平方向に伸びる板状金属製のシャーシＳの間に、磁気回路を形成する直方体状のコア３１と、このコア３１に巻装された１次巻線３２（上側）および２次巻線３３（下側）とを有するトランス３０が配置されている。なお、このトランス３０もコイル部品の一例である。
　１次巻線３２および２次巻線３３には通常の電線が用いられており、いずれも、第１実施形態の巻線１２と同様に、コア３１の外側に大きくはみ出すとともに、その両端面がいずれも略平坦となるように巻装されている。
　そして、コア３１の上面と１次巻線３２の上端面とが熱伝導性樹脂Ｔを介して上方のシャーシＳへ接触するとともに、コア３１の下面と２次巻線３３の下端面とが熱伝導性樹脂Ｔを介して下方のシャーシＳへ接触している。これにより、コア３１、１次巻線３２および２次巻線３３から発生した熱が上方および下方のシャーシＳにそれぞれ効率よく伝達されるので、トランス３０の十分な冷却が可能となる。
　なお、熱伝導性樹脂Ｔは絶縁材料でもあるので、コア３１とシャーシＳは絶縁されている。また、下方のシャーシＳに搭載されている基板Ｂとトランス３０との電気的接続は、電線（不図示）などによって行うことができる。
　このトランス３０では、コア３１の電位を１次と２次の中間電位としている。このため、１次巻線３２と上方のシャーシＳとの距離ｄ１と、２次巻線３３と下方のシャーシＳとの距離ｄ２とは、いずれも中程度の距離を確保する必要がある。さらに、１次巻線３２と２次巻線３３との間にも適切な絶縁距離を確保する必要がある。
　これに対して、図７（ｂ）に示すように、コア３１の電位を１次の電位としたトランス３０Ａでは、コア３１と１次巻線３２との隙間が不要となるため、１次巻線３２と上方のシャーシＳとの距離ｄ１は小さくできるから、熱伝導性樹脂Ｔを薄くでき、コア３１の上部および１次巻線３２の放熱性が向上する。しかし、２次巻線３３と下方のシャーシＳとの距離ｄ２を大きくする必要があるため、コア３１の下部および２次巻線３３の放熱性は低下してしまう。
　＜第３実施形態およびその変形例＞
　図８（ａ）は本発明の第３実施形態に係るトランス４０の放熱構造を示す断面図であり、図８（ｂ）はその変形例であるトランス４０Ａの放熱構造を示す断面図である。
　上述した第２実施形態およびその変形例の１次巻線３２および２次巻線３３には通常の電線が用いられていたが、第３実施形態およびその変形例の１次巻線４２および２次巻線４３には少なくとも一方に３層絶縁線が用いられることに特徴がある。
　図８（ａ）に示したトランス４０では、図７（ｂ）に示した第２実施形態の変形例のトランス３０Ａと同様に、コア３１の電位を１次の電位としている。１次巻線４２には通常の電線を用いてもかまわない。２次巻線４３に３層絶縁線を用いると、この２次巻線４３自体で絶縁が確保されるから、コア３１と２次巻線４３との隙間が不要となる。２次巻線３３と下方のシャーシＳとの距離ｄ２も小さくできるから、熱伝導性樹脂Ｔを薄くでき、コア３１の下部および２次巻線４３の放熱性も向上する。
　また、図７（ｂ）に示したトランス３０Ａと対比するとわかるように、１次巻線４２および２次巻線４３の間隔が拡大することになる。これにより、結合容量が低下してノイズなどが低減するとともに、疎結合になって漏れインダクタンスが増大する。
　これに対して、図８（ｂ）に示すように、１次巻線４２および２次巻線４３の間隔を、図７（ｂ）に示した第２実施形態の変形例のトランス３０Ａと同一としてトランス４０では、特性を維持したままで小型化が可能となる。
　また、３層絶縁線の中心導体をリッツ線に代えた３層絶縁リッツ線を用いてもよい。リッツ線とは、エナメル線を撚り合わせたものであり、高周波特有の表皮効果および近接効果による交流抵抗の増大を抑制し、巻線の温度上昇を防ぐことができる。したがって、トランス４０やトランス４０Ａにおいて、１次巻線４２および２次巻線４３の少なくとも一方に３層絶縁リッツ線を用いたものは、高周波用途に特に好適である。
　図９（ａ）および図９（ｂ）は本発明の第１実施形態に係るリアクトル１０の放熱構造による効果確認用の実施例を示す断面図である。
　図９（ｂ）は第１実施形態と同一構成であり、コア１１の上面１１ａと巻線１２の上端面１２ａとが熱伝導性樹脂Ｔを介してその上方のシャーシＳへ接触しているので、コア１１および巻線１２の両方から発生した熱が効率よくシャーシＳに伝達される。
　これに対して、図９（ａ）の構成では、巻線１２の上端面１２ａが熱伝導性樹脂Ｔを介してその上方のシャーシＳへ接触していない点のみが異なっている。コア１１から発生した熱は効率よくシャーシＳに伝達されるが、巻線１２から発生した熱はシャーシＳにはほとんど伝達されない。
　これらの各リアクトル１０を同一条件で動作させたところ、図９（ａ）の構成では１２０．１℃まで上昇したのに対して、図９（ｂ）の構成では１１１．５℃までの上昇に留まった。すなわち、温度上昇を８．６℃も抑制することができた。
　以上で説明した各実施形態およびその変形例などの各構成は、阻害要因などが特に無い限り、相互に組み合わせてもよい。
　なお、本発明は、その主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の各実施形態や各実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文にはなんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
　この出願は、日本で２０１６年３月１４日に出願された特願２０１６－０４９３７５号に基づく優先権を請求する。その内容はこれに言及することにより、本出願に組み込まれるものである。また、本明細書に引用された文献は、これに言及することにより、その全部が具体的に組み込まれるものである。
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、２０　　リアクトル（コイル部品）
１１、２１、３１　　　　　　　　　　　コア
１２、２２ａ、２２ｂ　　　　　　　　　巻線
１３Ｂ、１３Ｃ　　　　　　　　　　　　スペーサー
３０、３０Ａ、４０、４０Ａ　　　　　　トランス（コイル部品）
３２、４２　　　　　　　　　　　　　　１次巻線
３３、４３　　　　　　　　　　　　　　２次巻線
Ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　　基板
Ｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　　シャーシ（放熱体）
Ｔ　　　　　　　　　　　　　　　　　　熱伝導性樹脂

Claims (11)

  1. 　磁気回路を形成するとともに、複数の脚を有するコアと、
    　前記脚から選択された少なくとも１つの被巻装脚に巻装され、端面に略平坦部分を有する巻線と
    を備えるコイル部品の放熱構造であって、
    　前記コアの少なくとも一面と、前記巻線の前記略平坦部分の少なくとも一部とが、熱伝導性材料を介して放熱体へ接触していることを特徴とする、コイル部品の放熱構造。
  2. 　請求項１に記載のコイル部品の放熱構造において、
    　前記巻線が前記コアの外側にはみ出すように前記被巻装脚に巻装されることを特徴とする、コイル部品の放熱構造。
  3. 　請求項１または２に記載のコイル部品の放熱構造において、
    　前記巻線の前記略平坦部分と前記放熱体とが平行に配置されることを特徴とする、コイル部品の放熱構造。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項に記載のコイル部品の放熱構造において、
    　前記巻線の両端面のうち少なくとも一方が前記熱伝導性材料を介して前記放熱体へ接触していることを特徴とする、コイル部品の放熱構造。
  5. 　請求項１～４のいずれか１項に記載のコイル部品の放熱構造において、
    　前記コイル部品は、前記被巻装脚を覆うスペーサーをさらに備え、
    　前記巻線は、前記スペーサーの外側に巻装されていることを特徴とする、コイル部品の放熱構造。
  6. 　請求項５に記載のコイル部品の放熱構造において、
    　前記スペーサーの断面が矩形状又は角丸長方形状であることを特徴とする、コイル部品の放熱構造。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載のコイル部品の放熱構造において、
    　前記被巻装脚は、前記コアの外脚又は中脚であることを特徴とする、コイル部品の放熱構造。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載のコイル部品の放熱構造において、
    　前記巻線が複数であって、少なくともその１つに３層絶縁線を用いていることを特徴とする、コイル部品の放熱構造。
  9. 　請求項１～７のいずれか１項に記載のコイル部品の放熱構造において、
    　前記巻線が複数であって、少なくともその１つに３層絶縁リッツ線を用いていることを特徴とする、コイル部品の放熱構造。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載のコイル部品の放熱構造において、
    　前記放熱体は、金属製筐体であることを特徴とする、コイル部品の放熱構造。
  11. 　請求項１～１０のいずれか１項に記載のコイル部品の放熱構造に用いられるコイル部品。
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