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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2017-212289(P2017-212289A)
(43)【公開日】2017年11月30日
(54)【発明の名称】コイル部品及び電源装置
(51)【国際特許分類】
   H01F 30/10 20060101AFI20171102BHJP
   H02M 3/00 20060101ALI20171102BHJP
【FI】
   H01F30/10 E
   H01F30/10 M
   H01F30/10 F
   H01F30/10 S
   H01F30/10 C
   H02M3/00 Y
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2016-103370(P2016-103370)
(22)【出願日】2016年5月24日
(71)【出願人】
【識別番号】000003067
【氏名又は名称】TDK株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100124062
【弁理士】
【氏名又は名称】三上 敬史
(72)【発明者】
【氏名】山口 賢一
(72)【発明者】
【氏名】金子 浩二
【テーマコード(参考)】
5H730
【Fターム(参考)】
5H730ZZ05
5H730ZZ07
5H730ZZ11
5H730ZZ12
5H730ZZ17
(57)【要約】
【課題】組み立てが容易なコイル部品及び当該コイル部品を備える電源装置を提供する。
【解決手段】コイル部品5は、絶縁性のボビン9と、軸線Aに沿ってボビン9の周囲を巻回すると共に、主面が軸線Aに対して略垂直方向に延びる平板状の第1コイル巻線7と、を備える。ボビン9は、第1コイル巻線7が巻回される本体部91と、軸線Aに対して本体部91から外方へ突出するフランジ部と、本体部91に沿って軸線Aの方向に延び、弾性を有する弾性部931Aと、弾性部931Aに連続し、本体部91の外方へ突出する係止爪932Aと、を有する第1係止部93Aと、を有し、第1コイル巻線7の一方側の端面71は前記フランジ部と対向し、他方側の端面72は、第1係止部93Aの係止爪932Aと対向する。
【選択図】図9
【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁性のボビンと、軸線に沿って前記ボビンの周囲を巻回すると共に、主面が前記軸線に対して略垂直方向に延びる平板状の第1コイル巻線と、を備えるコイル部品であって、
前記ボビンは、前記第1コイル巻線が巻回される筒状の本体部と、
前記軸線に対して前記本体部から外方へ突出するフランジ部と、
前記本体部に沿って前記軸線の方向に延び、弾性を有する弾性部と、前記弾性部に連続し、前記本体部の外方へ突出する係止爪と、を有する第1係止部と、を有し、
前記第1コイル巻線は、一方側の端面が前記フランジ部と対向し、
他方側の端面は、前記第1係止部の係止爪と対向する、コイル部品。
【請求項2】
前記第1コイル巻線は、他の部品と熱的に結合される第1放熱端子部を有し、
前記ボビンは、前記第1放熱端子部を支持する第1放熱端子支持部を有する、請求項1に記載のコイル部品。
【請求項3】
軸線に沿って前記ボビンの周囲を巻回すると共に、主面が前記軸線に対して略垂直方向に延びる平板状の第2コイル巻線を更に備え、
前記ボビンは、前記軸線に沿って前記軸線の方向に延び、弾性を有する弾性部と、前記弾性部に連続し、前記本体部の外方へ突出する係止爪と、を有する第2係止部を更に有し、
前記第2コイル巻線は、前記フランジ部を挟んで前記第1コイル巻線の反対側に設けられ、
前記第2コイル巻線の一方側の端面が前記フランジ部と対向し、他方側の端面は、前記第2係止部の係止爪と対向する、請求項1又は2に記載のコイル部品。
【請求項4】
前記第2コイル巻線は、他の部品と熱的に結合される第2放熱端子部を有し、
前記ボビンは、前記第2放熱端子部を支持する第2放熱端子支持部を有する、請求項3に記載のコイル部品。
【請求項5】
前記本体部の外形は、平面視において多角形状である、請求項1〜4の何れか一項に記載のコイル部品。
【請求項6】
請求項1〜5の何れか一項に記載のコイル部品と、
前記コイル部品が取り付けられる筐体と、を備える、電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コイル部品及び電源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、車載用バッテリの充電器などに組み込まれる電源装置では、ボビンにコイル巻線が巻回されたコイルが用いられる。例えば、特許文献1には、第1コイル巻線、第2コイル巻線、及びコイル用ボビンを有するコイル部品と、当該コイル部品を備えるスイッチング電源装置とが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2012−222153号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載のコイル部品では、コイル巻線とコイル用ボビンとを組み立てる際に、コイル用ボビンにコイル巻線を挿入した後、コイル巻線が外れないように、コイル用ボビンに対してコイル巻線を回動させる必要がある。このように、特許文献1に記載のコイル部品では、1つのコイル巻線を取り付けるために少なくとも2つの工程が必要となるので、組立て作業が煩雑である。したがって、組立てが容易なコイル部品が望まれている。
【0005】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、組み立てが容易なコイル部品及び当該コイル部品を備える電源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の目的を達成するために、本発明の一形態に係るコイル部品は、絶縁性のボビンと、軸線に沿ってボビンの周囲を巻回すると共に、主面が軸線に対して略垂直方向に延びる平板状の第1コイル巻線と、を備えるコイル部品であって、ボビンは、第1コイル巻線が巻回される筒状の本体部と、軸線に対して本体部から外方へ突出するフランジ部と、本体部に沿って軸線の方向に延び、弾性を有する弾性部と、弾性部に連続し、本体部の外方へ突出する係止爪と、を有する第1係止部と、を有し、第1コイル巻線の一方側の端面は前記フランジ部と対向し、他方側の端面は、第1係止部の係止爪と対向する。
【0007】
本発明の一形態に係るコイル部品では、第1係止部の弾性部は弾性を有しているので、ボビンに第1コイル巻線を軸線に沿って挿入する際、第1係止部の係止爪は第1コイル巻線によって一時的にボビンの内側へ押し込まれる。これにより、ボビンに対して第1コイル巻線を容易に挿入することができる。そして、第1コイル巻線は、フランジ部と第1係止部の係止爪との間に挟まれた状態となるので、ボビンに第1コイル巻線を挿入するだけで、軸線方向において第1コイル巻線を固定することができる。したがって、上記コイル部品によれば、組み立てを容易にすることができる。
【0008】
一形態では、第1コイル巻線は、他の部品と熱的に結合される第1放熱端子部を有し、ボビンは、第1放熱端子部を支持する第1放熱端子支持部を有する態様とすることができる。この構成によれば、第1コイル巻線における発熱を効率よく外部に放出することができる。
【0009】
一形態では、軸線に沿ってボビンの周囲を巻回すると共に、主面が軸線に対して略垂直方向に延びる平板状の第2コイル巻線を更に備え、ボビンは、軸線に沿って軸線の方向に延び、弾性を有する弾性部と、弾性部に連続し、本体部の外方へ突出する係止爪と、を有する第2係止部を更に有し、第2コイル巻線は、フランジ部を挟んで第1コイル巻線の反対側に設けられ、第2コイル巻線の一方側の端面がフランジ部と対向し、他方側の端面は、第2係止部の係止爪と対向する。この構成によれば、第2コイル巻線は、フランジ部と第2係止部の係止爪との間に挟まれた状態となるので、ボビンに第2コイル巻線を挿入するだけで、軸線方向において第2コイル巻線を固定することができる。したがって、コイル部品が複数のコイル巻線を有する場合であっても、コイル部品を容易に組み立てることが可能である。また、第1コイル巻線及び第2コイル巻線は、フランジ部を挟んで反対側に固定されるので、第1コイル巻線と第2コイル巻線との短絡を抑制しつつ、コイル部品を容易に組み立てることができる。
【0010】
一形態では、第2コイル巻線は、他の部品と熱的に結合される第2放熱端子部を有し、ボビンは、第2放熱端子部を支持する第2放熱端子支持部を有する態様とすることができる。この構成によれば、コイル巻線における発熱を効率よく外部に放出することができる。
【0011】
一形態では、本体部の外形は、平面視において略矩形状である態様とすることができる。この構成によれば、軸線を中心にコイル巻線が回転することを抑制できる。
【0012】
本発明の別の形態に係る電源装置は、コイル部品と、コイル部品が取り付けられる筐体と、を備える態様とすることができる。この電源装置には上記のコイル部品が取り付けられているので、電源装置の組み立てを容易にすることができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、組み立てが容易なコイル部品及び当該コイル部品を備える電源装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】一実施形態に係るコイル部品を備える電源装置の一部を示す斜視図である。
図2】一実施形態に係るコイル部品を備える電源装置の一部を示す斜視図である。
図3】一実施形態に係るコイル部品の分解斜視図である。
図4】第1コイル巻線を示す斜視図である。
図5】第2コイル巻線を示す斜視図である。
図6】ボビンを示す斜視図である。
図7】ボビンを示す斜視図である。
図8】一形態に係るコイル部品の組み立てを説明する図である。
図9】一形態に係るコイル部品の組み立てを説明する図である。
図10】一形態に係るコイル部品の組み立てを説明する図である。
図11図10におけるXI−XI線に沿った断面を示す斜視図である。
図12】電源装置の組み立てを説明する分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付すこととする。
【0016】
図1図3を参照して、本実施形態に係るコイル部品及びコイル部品を含む電源装置の構成を説明する。図1及び図2は、本実施形態に係るコイル部品を含んで構成される電源装置の一部を示す図である。また、図3は、コイル部品の分解斜視図である。なお、説明のために、各図にXYZ直交座標系を示している。また、Z軸正側を上、Z軸負側を下として説明する場合もある。
【0017】
本実施形態に係る電源装置1は、例えば、車載用のスイッチング電源装置として用いられる。電源装置1は、筐体2と、チョーク3と、一対の放熱シート4A、4Bとを含んで構成されている。筐体2は、チョーク3が取り付けられるベースプレート21と、ベースプレート21からZ軸正側へ突出する一対の柱部22A,22Bと、ベースプレート21のZ軸負側(チョーク3の反対側)に設けられ、チョーク3における発熱を外部に放出する空冷フィン23とを有している。放熱シート4Aは、柱部22Aとチョーク3との間に配置され、放熱シート4Bは、柱部22Bとチョーク3との間に配置されている。放熱シート4A,4Bは、筐体2とチョーク3とを熱的に結合している。
【0018】
図3に示すように、チョーク3は、コイル部品5と、一対の磁性体コア部材6A,6Bと、を含んで構成される。また、コイル部品5は、第1コイル巻線7と、第2コイル巻線8と、絶縁性のボビン9と、を含んで構成される。第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8は、板状の巻線部材であり、略矩形の環状を呈している。第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8は、軸線Aを中心に所定の巻き方向となるように連結された状態でボビン9に取り付けられ、コイル部品5を形成している。また、磁性体コア部材6A,6Bがコイル部品5を挟み込むように配置され、チョーク3を形成している。
【0019】
以下、チョーク3を構成する各部品について説明すると共に、上記のチョーク3を備える電源装置1の組み立て方法を説明する。
【0020】
(第1コイル巻線)
図4を参照しながら、第1コイル巻線7について説明する。図4は、第1コイル巻線7を示す斜視図である。
【0021】
図4に示すように、第1コイル巻線7は、上下端に主面を有する平板状を呈しており、軸線Aに対して略垂直方向(XY平面方向)に延びる一方側の端面(主面)71と、一方側の端面71の反対側に設けられ、XY平面方向に延びる他方側の端面(主面)72とを有している。また、第1コイル巻線7は、略矩形の環状を呈する第1巻線部材73と、第1巻線部材73の一端部に連続して設けられた第1接続端子74と、第1巻線部材73の他端部に連続して設けられた第2接続端子75とを有している。第1接続端子74及び第2接続端子75は、第1巻線部材73から軸線Aに対して外方に突出している。第1巻線部材73は軸線Aの周囲を巻回する1ターンの巻線であり、第1巻線部材73の中央には、略矩形状の開口731が形成されている。また、第1巻線部材73の一端部及び他端部の間には、第1巻線部材73の内側から外側へ延びるスリットが形成されている。第1接続端子74は、例えば、外部の回路基板などと電気的に接続される。第2接続端子75は、後述する第2コイル巻線8の第3接続端子86(図5参照)と電気的に接続される。
【0022】
また、第1巻線部材73の一端部には、他端部側へ突出する突出部76が形成されている。より具体的には、突出部76は、第1巻線部材73の一端部(第1接続端子74側の端部)近傍の側面からX軸正側へ突出しており、第1巻線部材73の一端部及び他端部の間のスリットの間隔を狭めるように形成されている。この突出部76は、第1コイル巻線7を後述のボビン9に取り付けた際に、第1コイル巻線7が軸線Aを中心にボビン9の周囲を回動することを抑制するために設けられている。
【0023】
第1コイル巻線7では、第1接続端子74が第1コイル巻線7の始端、第2接続端子75が第1コイル巻線7の終端になっている。第1接続端子74から入力された電流は、第1巻線部材を経て第2接続端子75に流れ、後述の第2コイル巻線8へ出力される。第1コイル巻線7は、銅板又はアルミニウム板などの電気伝導性が高い板材を打抜き加工することで形成され得る。
【0024】
(第2コイル巻線)
次に、図5を参照しながら、第2コイル巻線8について説明する。図5は、第2コイル巻線8を示す斜視図である。
【0025】
図5に示すように、第2コイル巻線8は、上下端に主面を有する平板状を呈しており、軸線Aに対して略垂直方向(XY平面方向)に延びる一方側の端面(主面)81と、一方側の端面81の反対側に設けられ、XY平面方向に延びる他方側の端面(主面)82とを有している。第2コイル巻線8は、略矩形の環状を呈する第2巻線部材83及び第3巻線部材84を有し、軸線Aの周囲を巻回する2ターンのコイル巻線であり、第2巻線部材83及び第3巻線部材84は、それぞれ1ターンの巻線である。第2巻線部材83及び第3巻線部材84は、軸線A(Z軸方向)に沿って間隔を空けて並設されると共に、軸線Aを中心に所定の巻き方向となるように連結されている。第2巻線部材83の中心には略矩形状の開口831が形成されており、第3巻線部材84の中心には略矩形状の開口841が形成されている。第2巻線部材83と第3巻線部材84とは、開口831及び開口841が連通するように重なっている。また、第2巻線部材83及び第3巻線部材84のそれぞれは、一端部及び他端部を有しており、一端部及び他端部の間には、各巻線部材の内側から外側へ延びるスリットが形成されている。第2巻線部材83の他端部は、U字状の接続部85を介して、第3巻線部材84の一端部に接続されている。
【0026】
第2コイル巻線8は、第2巻線部材83の一端部に連続して設けられた第3接続端子86と、第3巻線部材の他端部に連続して設けられた第4接続端子87とを有している。第3接続端子86は、第1コイル巻線7の第2接続端子75と電気的に接続される。第4接続端子87は、例えば、外部の回路基板などと電気的に接続される。
【0027】
第2巻線部材83は、軸線Aに対して外側へ突出する一対の放熱端子部88A,88B(第2放熱端子部)を有している。放熱端子部88A,88Bは略矩形状であり、放熱端子部88AはX軸正側へ、放熱端子部88BはX軸負側へ突出している。放熱端子部88A,88Bは、コイル部品において発生した熱を外部に放出するために設けられており、後述の放熱シート4A及び4Bを介して筐体2と熱的に結合される。なお、放熱端子部88A,88Bの形状及び放熱端子部88A,88Bが設けられる位置は上記に限定されず、任意に定めることができる。
【0028】
また、第2巻線部材83には、軸線Aに対して内側から外側へ凹む切欠き部89が形成されている。切欠き部89は、後述するボビン9の凸部95(図7参照)に対応している。この切欠き部89が形成されていることにより、第2巻線部材83とボビン9の凸部95とは干渉しない構造になっている。この構造の詳細については後に説明する。
【0029】
第2コイル巻線8では、第3接続端子86が第2コイル巻線8の始端、第4接続端子87が第2コイル巻線8の終端になっている。第3接続端子86には、第1コイル巻線7の第2接続端子75から出力された電流が入力される。第3接続端子86から入力された電流は、第2巻線部材83、接続部85、第3巻線部材84を経て第4接続端子87に流れ、外部の回路基板などに出力される。第2コイル巻線8は、銅板又はアルミニウム板などの電気伝導性が高い板材を打抜き加工することで形成され得る。
【0030】
(ボビン)
次に、図6及び図7を参照してボビン9の構成について説明する。図6及び図7はボビン9を示す斜視図である。
【0031】
図6及び図7に示すように、ボビン9は、第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8が巻回される本体部91と、一対のフランジ部92A,92Bと、4つの係止部(第1係止部93A、第2係止部93B、第3係止部93C、及び第4係止部93D)と、一対の放熱端子支持部94A,94B(第2放熱端子支持部)と、凸部95とを含んで構成される。
【0032】
上記のボビン9は、絶縁性の材料によって構成される。絶縁性の他に、耐熱性、耐薬品性、難燃性、寸法安定性などの特性に優れていることから、例えば、PBT(Poly Butylene Terephthalate)樹脂又はPPS(Poly Phenylene Sulfide)樹脂などが材料として好適に用いられる。
【0033】
ボビン9の本体部91は、平面視での外形が略矩形であり、且つ筒状を呈しており、軸線Aに沿って延びる4つの平坦な側壁部91a,91b,91c,91dを有している。側壁部91a,91cは、それぞれXZ平面に沿って延在し、側壁部91b,91dは、それぞれYZ平面に沿って延在している。側壁部91aと側壁部91c、及び、側壁部91bと側壁部91dは、それぞれ軸線Aを挟んで対向して位置している。4つの側壁部91a,91b,91c,91dによって囲まれた領域には開口911が形成されており、磁性体コア部材6A,6Bの主脚61A,61Bが挿入可能となっている。なお、本体部91の形状(外形)は上記に限定されず、平面視における外形が多角形であってもよい。また、開口911の形状は磁性体コア部材6A,6Bの主脚61A,61Bが挿入可能であればよく、多角形状に限定されず、例えば円形であってもよい。
【0034】
フランジ部92A,92Bは、本体部91の外面から軸線Aに対して外方へ突出するように設けられている。より具体的には、フランジ部92A,92Bは、軸線Aを挟んで対向する位置にそれぞれ設けられる平板状の部材であり、フランジ部92Aは側壁部91bから軸線Aに対して垂直な方向に延在し、フランジ部92Bは側壁部91dから軸線Aに対して垂直な方向に延在する。フランジ部92Aは、軸線Aに対して略垂直な方向に延びる上面921A及び下面922Aを有している。また、フランジ部92Bは、軸線Aに対して略垂直な方向に延びる上面921B及び下面922Bを有している。フランジ部92A,92BはZ軸方向において同じ位置に設けられ、第1コイル巻線7と第2コイル巻線8との間に位置するように構成されている。
【0035】
第1係止部93Aは、本体部91の側壁部91aに沿って軸線Aの方向(Z軸方向)に延び、弾性を有する弾性部931Aと、弾性部931Aに連続し、本体部91の外方へ突出する係止爪932Aとを有している。弾性部931AのZ軸負側の一端部は側壁部91aに連続しており、弾性部931AのZ軸正側の他端部に係止爪932Aが設けられている。
【0036】
第2係止部93Bは、本体部91の側壁部91bに沿って軸線Aの方向に延び、弾性を有する弾性部931Bと、弾性部931Bに連続し、本体部91の外方へ突出する係止爪932Bとを有している。弾性部931BのZ軸正側の一端部は側壁部91aに連続しており、弾性部931BのZ軸負側の他端部に係止爪932Bが設けられている。
【0037】
第3係止部93Cは、本体部91の側壁部91cに沿って軸線Aの方向に延び、弾性を有する弾性部931Cと、弾性部931Cに連続し、本体部91の外方へ突出する係止爪932Cとを有している。弾性部931CのZ軸負側の一端部は側壁部91cに連続しており、弾性部931CのZ軸正側の他端部に係止爪932Cが設けられている。
【0038】
第4係止部93Dは、本体部91の側壁部91dに沿って軸線Aの方向に延び、弾性を有する弾性部931Dと、弾性部931Dに連続し、本体部91の外方へ突出する係止爪932Dとを有している。弾性部931DのZ軸正側の一端部は側壁部91cに連続しており、弾性部931DのZ軸負側の他端部に係止爪932Dが設けられている。
【0039】
放熱端子支持部94A,94Bは、それぞれフランジ部92A,92Bに連続して設けられている。より具体的には、放熱端子支持部94Aは、フランジ部92AのX軸正側の一端に連続して設けられ、第2巻線部材83の放熱端子部88Aに対向する端面941Aと、端面941AのX軸正側の一端からZ軸負側へ突出するリッジ部942Aとを有している。放熱端子支持部94Bは、フランジ部92BのX軸負側の一端に連続して設けられ、第2巻線部材83の放熱端子部88Bに対向する端面941Bと、端面941BのX軸負側の一端からZ軸負側へ突出するリッジ部942Bとを有している。本実施形態においては、端面941Aはフランジ部92Aの下面に連続し、端面941Bは、フランジ部92Bの下面に連続している。第2コイル巻線8とボビン9を組み立てた状態において、リッジ部942A,942Bは、それぞれ放熱端子部88A,88Bよりも外側に位置する。故に、リッジ部942A,942Bは、第2コイル巻線8とボビン9との位置ずれを抑制する機能を有している。
【0040】
凸部95は、図7に示すように、本体部91の側壁部91cの外面から軸線Aに対して外方へ突出しており、第2コイル巻線8とボビン9を組み立てた状態において、第2巻線部材83と第3巻線部材84との間に位置するように設けられている。凸部95は、後述するボビン9に第2コイル巻線8を取り付ける際に、切欠き部89を通過可能な形状に形成されている。また、凸部95は、平面視において、第2巻線部材83の切欠き部89に対応し、第2巻線部材83と干渉しない位置に設けられている。本実施形態においては、凸部95は略直方体状であり、側壁部91cの第3係止部93C及び第4係止部93Dの間に設けられている。この凸部95は、第3巻線部材84の位置を当該凸部95よりもZ軸負側に規制する機能を有している。なお、凸部95の形状は切欠き部89と干渉しない形状であればよく、略直方体状に限定されず、任意に変更することができる。
【0041】
(コイル部品の組み立て)
次に、第1コイル巻線7、第2コイル巻線8、及びボビン9を含むコイル部品5の組み立て方法について説明する。コイル部品5は、第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8をボビン9に取り付けることで組み立てられる。本実施形態では、まず第1コイル巻線7をボビン9に取り付け、その後第2コイル巻線8を取り付ける場合について説明する。なお、第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8を取り付ける順番は上記に限定されず、任意の順番でコイル部品5を組み立てることができる。
【0042】
まず、ボビン9への第1コイル巻線7の取り付けについて、図8及び図9を参照しながら説明する。図8及び図9は、コイル部品5の組み立てを説明するための斜視図である。
【0043】
図8に示すように、ボビン9に第1コイル巻線7を取り付ける際には、ボビン9の本体部91が第1コイル巻線7の開口731に嵌合するように、係止爪932A,932Cが設けられているZ軸正側から軸線Aに沿って第1コイル巻線を挿入する。本実施形態においては、第1コイル巻線7は、第1接続端子74及び第2接続端子75が本体部91の側壁部91a側となるように取り付けられる。第1係止部93Aの弾性部931A及び第3係止部93Cの弾性部931Cは弾性を有しているので、ボビン9に第1コイル巻線7を挿入する際、係止爪932A,932Cは第1コイル巻線7によって一時的にボビン9の内側へ押し込まれる。その後、第1コイル巻線7が所定の位置まで挿入されると、係止爪932A,932Cは元の位置に戻り、第1コイル巻線7の一方側の端面71と対向し,当接した状態になる(図9参照)。第1コイル巻線7の他方側の端面72は、フランジ部92Aの上面921A及びフランジ部92Bの上面921Bと対向し、当接する。このように、第1コイル巻線7は、フランジ部92A,92Bと係止爪932A,932Cとの間に挟まれた状態(図9参照)で取り付けられる。これにより、第1コイル巻線7がZ軸方向に移動することが抑制される。
【0044】
なお、第1コイル巻線7の一方側の端面72がフランジ部の上面921A,921Bと対向し、他方側の端面71が係止爪932A,932Cと対向する状態であれば、係止爪932A,932Cとフランジ部92A,92Bとの間での第1コイル巻線7の移動を規制することができるが、第1コイル巻線7の一方側の端面72がフランジ部の上面921A,921Bに当接し、他方側の端面71が係止爪932A,932Cに当接する状態がより好ましい。これにより、振動などによる第1コイル巻線7及びボビン9の位置ずれをさらに効果的に抑制することが可能である。
【0045】
また、図9に示すように、ボビン9に第1コイル巻線7を取り付けた状態において、突出部76は側壁部91aの一部に沿うように設けられている。突出部76は、側壁部91dに沿う第1巻線部材73の側面からX軸正側に突出しているので、側壁部91aと側壁部91dとが連続する角部を囲うことができる。これにより、ボビン9に対する第1コイル巻線7の回転及びY軸方向への移動をより効果的に抑制することができる。
【0046】
次に、ボビン9への第2コイル巻線8の取り付けについて、図9図10及び図11を参照しながら説明する。図9及び図10は、コイル部品5の組み立てを説明するための斜視図であり、図11は、図10におけるXI−XI線に沿った断面を示す斜視図である。
【0047】
図9に示すように、ボビン9に第2コイル巻線8を取り付ける際には、ボビン9の本体部91が第2巻線部材83の開口831及び第3巻線部材84の開口841に嵌合するように、係止爪932B,932Dが設けられているZ軸負側から軸線Aに沿って第2コイル巻線8を挿入する。本実施形態においては、第2コイル巻線8は、第3接続端子86及び第4接続端子87が本体部91の側壁部91a側となり、切欠き部89が凸部95と対応する向きで取り付けられる。この向きで第2コイル巻線8を取り付けることにより、図10及び図11に示すように、凸部95と第2巻線部材83とが干渉することなく、第2コイル巻線8を所定の位置まで挿入することができる。第2係止部93Bの弾性部931B及び第4係止部93Dの弾性部931Dは弾性を有しているので、ボビン9に第2コイル巻線8を挿入する際、係止爪932B,932Dは第2コイル巻線8の第2巻線部材83及び第3巻線部材84によって一時的にボビン9の内側へ押し込まれる。その後、第2コイル巻線8が所定の位置まで挿入されると、係止爪932B,932Dは元の位置に戻り、第2コイル巻線8の他方側の端面82と対向し、当接した状態になる(図10参照)。第2コイル巻線の一方側の端面81は、フランジ部92Aの下面922A及びフランジ部92Bの下面922Bと対向し、当接する。このように、第2コイル巻線8は、フランジ部92A,92Bを挟んで第1コイル巻線7の反対側において、フランジ部92A,92Bと係止爪932B,932Dとの間に挟まれた状態(図10参照)で取り付けられる。これにより、第2コイル巻線8がZ軸方向に移動することが抑制される。
【0048】
なお、第2コイル巻線8の一方側の端面81がフランジ部の下面922A,922Bと対向し、他方側の端面82が係止爪932B,932Dと対向する状態であれば、フランジ部92A,92Bと係止爪932B,932Dとの間での第2コイル巻線8の移動を規制することができるが、第2コイル巻線8の一方側の端面81がフランジ部の下面922A,922Bに当接し、他方側の端面82が係止爪932B,932Dに当接する状態がより好ましい。これにより、振動などによる第2コイル巻線8及びボビン9の位置ずれをさらに効果的に抑制することが可能である。
【0049】
また、第2コイル巻線8をボビン9の所定の位置に取り付けると、図10に示すように、放熱端子部88Aは放熱端子支持部94Aの下面に当接し、リッジ部942Aは、放熱端子部88Aよりも外側に位置した状態となる。放熱端子部88Bは放熱端子支持部94Bの下面に当接し、リッジ部942Bは、放熱端子部88Bよりも外側に位置した状態となる。
【0050】
ボビン9に第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8を取り付けた後、第1コイル巻線7と第2コイル巻線8との連結を行うことにより、コイル部品5が形成される。図10に示すように、ボビン9に第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8を取り付けた状態において、第2接続端子75と第3接続端子86とは当接するように構成されており、例えば、ネジ10によって固定することができる。これにより、第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8は電気的に接続され、軸線Aに沿ってボビン9の周囲を巻回する3ターンのコイル巻線として機能する。なお、第2接続端子75と第3接続端子86とを固定する方法はネジ留めに限定されず、例えば、溶接又はリベットなどによって固定してもよい。ネジ10は第2接続端子75と第3接続端子86とを固定する方法の一例であるので、図10にのみ示し、他の図では省略している。
【0051】
(チョークの組み立て)
次に、再び図3を参照して、チョーク3の組み立てについて説明する。チョーク3は、上記のコイル部品5に一対の磁性体コア部材6A,6Bを更に取り付けたものである。
【0052】
図3に示すように、磁性体コア部材6A,6Bは、コイル部品5を構成する第1コイル巻線7、第2コイル巻線8、及びボビン9の開口911を貫く軸線Aに沿って、コイル部品5を挟むように配置される。
【0053】
磁性体コア部材6A,6Bは、フェライト粉末を圧粉整形して得られるいわゆるE型コアである。より具体的には、磁性体コア部材6Aは、長手方向を有する平板状の基部60Aと、基部60Aの一方の主面の中心に突設された四角柱状の主脚61Aと、主脚61Aを挟んで基部60Aの端部に設けられた2本の外脚62A,63Aとを有している。また、磁性体コア部材6Bは、長手方向を有する平板状の基部60Bと、基部60Bの一方の主面の中心に突設された四角柱状の主脚61Bと、主脚61Bを挟んで基部60Bの端部に設けられた2本の外脚62B,63Bとを有している。
【0054】
磁性体コア部材6Aの主脚61Aは、コイル部品5の開口、すなわち、ボビン9の開口911に、第1コイル巻線7が取り付けられているZ軸正側から挿入される。磁性体コア部材6Bの主脚61Bは、第2コイル巻線8が取り付けられているZ軸負側からコイル部品5の開口に挿入される。磁性体コア部材6A,6Bがコイル部品5の開口に挿入された状態において、磁性体コア部材6Aの外脚62A及び磁性体コア部材6Bの外脚62Bは、ボビン9の側壁部91b側において、第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8の外側で軸線A方向(Z軸方向)に延びている。また、磁性体コア部材6Aの外脚63A及び磁性体コア部材6Bの外脚63Bは、ボビン9の側壁部91d側において、第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8の外側で軸線A方向(Z軸方向)に延びている。磁性体コア部材6Aの主脚61A、外脚62A、及び外脚63Aは、それぞれ磁性体コア部材6Bの主脚61B、外脚62B、及び外脚63Bと当接している。
【0055】
(電源装置の組み立て)
次に、図11を参照して電源装置1の組み立てについて説明する。図11は、電源装置1の組み立てを説明する分解斜視図である。
【0056】
図12に示すように、電源装置1は、筐体2に対してチョーク3、放熱シート4A,及び4Bを取り付けることで組み立てられる。チョーク3は、例えば、ネジ、クランプ、又は接着剤などによって筐体2に固定することができる。チョーク3の第1接続端子74及び第4接続端子87は、例えば、筐体2に固定された回路基板(不図示)等の他の電子部品と電気的に接続される。
【0057】
放熱シート4Aは、筐体2の柱部22Aとチョーク3との間に配置され、放熱シート4Bは、柱部22Bとチョーク3との間に配置されている。より具体的には、放熱シート4Aは、第2巻線部材83の放熱端子部88Aに当接し、放熱シート4Bは、第2巻線部材83の放熱端子部88Bに当接している。筐体2及びチョーク3は放熱シート4A,4Bを介して熱的に結合されており、チョーク3において発生した熱は、空冷フィン23から外部へ放出される。放熱シート4A,4Bは、例えば、熱伝導性樹脂などの材料を用いて形成されている。なお、放熱シート4A,4Bに代えて、例えば、加熱硬化型又は室温硬化型の放熱シリコーンなどの放熱材料を用いてもよい。また、放熱シート4Aを放熱端子部88A及び柱部22Aと、放熱シート4Bを放熱端子部88B及び柱部22Bとより密着させるために、例えば、バネ状の弾性部材などによって放熱端子支持部94A,94Bを柱部22A,22B側へ向けて上から押さえてもよい。これにより、筐体2及びチョーク3がより確実に熱的に結合されるので、チョーク3において発生した熱をより効率的に外部へ放出することができる。
【0058】
ここで、図11及び図12を参照して、第2巻線部材83と第3巻線部材84との短絡を防ぐための構造を説明する。図11に示すように、ボビン9には、第2巻線部材83と第3巻線部材84との間に位置する凸部95が設けられており、第2巻線部材83には、凸部95に対応する切欠き部89が設けられている。この構造により、第3巻線部材84のみが凸部95と干渉し、第3巻線部材84が凸部95よりZ軸正側へ移動することが抑制されている。一方、図12に示すように、第2巻線部材83の放熱端子部88Aは、チョーク3と筐体2とを組み立てた状態において、柱部22Aと放熱端子支持部94Aとの間に挟まれた状態となる。また、放熱端子部88Bは、柱部22Bと放熱端子支持部94Bとの間に挟まれた状態となる。この構造により、第2巻線部材83がZ軸負側へ移行することが抑制されている。このように、第2巻線部材83及び第3巻線部材84が互いに近づく方向へ移動することが抑制されているので、第2巻線部材83と第3巻線部材84との短絡を防ぐことが可能である。
【0059】
以上のように、本実施形態に係るコイル部品5では、第1係止部93Aの弾性部931A及び第3係止部93Cの弾性部931Cは弾性を有しているので、ボビン9に第1コイル巻線7を軸線Aに沿って挿入する際、第1係止部93Aの係止爪932A及び第3係止部93Cの係止爪932Cは、第1コイル巻線7によって一時的にボビン9の内側へ押し込まれる。これにより、ボビン9に対して第1コイル巻線7を容易に挿入することができる。また、第1コイル巻線7は、フランジ部92A,92Bと、係止爪932A,932Cとの間に挟まれた状態となるので、ボビン9に第1コイル巻線7を挿入するだけで、軸線Aの方向において第1コイル巻線7を固定することができる。したがって、本実施形態のコイル部品5によれば、当該コイル部品5の組み立てを容易にすることができる。
【0060】
また、第2係止部93Bの弾性部931B及び第4係止部93Dの弾性部931Dも弾性を有しているので、ボビン9に第2コイル巻線8を挿入する際、第2係止部93Bの係止爪932B及び第4係止部93Dの係止爪932Dは、第2コイル巻線8によって一時的にボビン9の内側へ押し込まれる。これにより、第2コイル巻線8を容易に挿入することができる。第2コイル巻線8は、フランジ部92A,92Bと、係止爪932B,932Dとの間に挟まれた状態となるので、ボビン9に第2コイル巻線8を挿入するだけで、軸線Aの方向において第2コイル巻線8を固定することができる。したがって、第2コイル巻線8についても、組み立てを容易にすることができる。
【0061】
さらに、第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8は、フランジ部92A,92Bを挟んで反対側に固定されるので、第1コイル巻線7と第2コイル巻線8との短絡を抑制しつつ、コイル部品5の組み立てを容易にすることが可能である。
【0062】
ボビン9の本体部91は、軸線Aに垂直な平面(XY平面)において略矩形状である。これにより、軸線Aを中心に第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8が回転することを抑制できる。
【0063】
第2コイル巻線8の第2巻線部材83には、筐体2と熱的に結合される放熱端子部88A,88Bを有している。また、ボビン9は、放熱端子部88Aを支持する放熱端子支持部94A及び放熱端子部88Bを支持する放熱端子支持部94Bを有している。これにより、第2コイル巻線8と接続される第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8における発熱を効率よく筐体2に放出することができる。なお、放熱端子部88A,88Bは筐体2以外の部品と熱的に結合されていてもよいが、本実施形態のように放熱端子部88A,88Bを筐体2と熱的に結合する構成とすることで、より高い放熱効率が得られる。
【0064】
また、ボビン9と第2コイル巻線8とを組み立てた状態において、放熱端子支持部94Aのリッジ部942Aは放熱端子部88Aよりも外側に位置し、放熱端子支持部94Bのリッジ部942Bは放熱端子部88Bよりも外側に位置する。この構成により、ボビン9と第2コイル巻線8との位置ずれを抑制することが可能である。
【0065】
電源装置1は、コイル部品5と、コイル部品5を含むチョーク3が取り付けられる筐体2とを備えている。電源装置1には、上記の組み立てが容易なコイル部品5が取り付けられているので、電源装置1の組み立てに必要な全体の工数が減少する。したがって、電源装置1の組み立てを容易にすることができる。
【0066】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。
【0067】
例えば、ボビン9は、平面視における外形が略矩形であり且つ筒状の構造に限定されず、XY平面において円形状又は多角形状など任意の形状であってよい。また、第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8の形状は、ボビン9の形状に合わせて適宜変更することができる。例えば、ボビン9が円形の筒状である場合、第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8は、円形の開口を有する略円環状であってもよい。なお、XY平面におけるボビン9の形状が円形以外であれば、第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8が軸線Aを中心にボビン9の周囲を回転することを抑制することができる。また、XY平面におけるボビン9の形状が円形である場合は、第1コイル巻線7及び第2コイル巻線8の回転を規制する機構などを設けることが好ましい。
【0068】
また、磁性体コア部材6A,6Bの形状は、ボビン9の形状に合わせて任意に変更することができる。例えば、ボビン9が円形の筒状である場合、主脚61A,61Bの形状を円柱状としてもよい。
【0069】
また、上記の実施形態では、第1コイル巻線7は1ターン、第2コイル巻線8は2ターンのコイル巻線である構成について説明したが、各コイル巻線のターン数は1ターン以上であればよく、上記の実施形態に限定されない。また、コイル巻線の数は、第1コイル巻線7と第2コイル巻線8の2つに限定されず、適宜変更することができる。
【0070】
また、放熱端子部88A,88Bが設けられるのは、第2巻線部材に限定されず、第1巻線部材又は第3巻線部材であってもよい。また、複数の巻線部材に放熱端子部が設けられていてもよく、放熱端子部の数もXY平面上の向きも特に限定されない。なお、ボビン9には、放熱端子部に対応させて、放熱端子支持部(第1コイル巻線の第1放熱端子部を支持する第1放熱端子支持部、又は、第2コイル巻線の第2放熱端子部を支持する第2放熱端子支持部)が設けられることが好ましい。放熱端子部毎に放熱端子支持部が設けられることで、放熱端子部からの他の部品への放熱を好適に行うことができる。
【0071】
また、上記の実施形態では、ボビン9が一対のフランジ部92A,92Bを有する構成について説明したが、フランジ部は第1コイル巻線7と第2コイル巻線8との短絡を抑制することができればよく、フランジ部が設けられる数、形状、及び位置は上記の実施形態に限定されず、任意に変更することができる。
【0072】
また、上記の実施形態では、ボビン9が4つの係止部(第1係止部93A、第2係止部93B、第3係止部93C、及び第4係止部93D)を有する構成について説明したが、係止部が設けられる数及び位置は、ボビン9の形状及びコイル巻線の数などに応じて適宜変更することができる。なお、コイル巻線をより安定して固定するためには、1つのコイル巻線に対して複数の係止部を有していることが好ましい。また、1つのコイル巻線を複数の係止部により固定する場合には、上記実施形態のように、複数の係止部を軸線Aを挟んで対向する位置に設ける等の形態とすることで、コイル巻線をより安定して固定することができる。
【0073】
また、上記実施形態では、コイル部品5をチョーク3に適用した場合ついて説明したが、本発明に係るコイル部品は、トランスや共振コイルなど、コイル部品を含む各種部品に適用可能である。
【符号の説明】
【0074】
1…電源装置、2…筐体、3…チョーク、4A,4B…放熱シート、5…コイル部品、6A,6B…磁性体コア部材、7…第1コイル巻線、8…第2コイル巻線、9…ボビン、10…ネジ、21…ベースプレート、22A,22B…柱部、23…空冷フィン、60A,60B…基部、61A,61B…主脚、62A,62B,63A,63B…外脚、71,72…端面、73…第1巻線部材、74…第1接続端子、75…第2接続端子、76…突出部、81…端面、82…端面、83…第2巻線部材、84…第3巻線部材、85…接続部、86…第3接続端子、87…第4接続端子、88A,88B…放熱端子部、89…切欠き部、91…本体部、91a,91b,91c,91d…側壁部、92A,92B…フランジ部、93A…第1係止部、93B…第2係止部、93C…第3係止部、93D…第4係止部、94A,94B…放熱端子支持部、95…凸部、731,831,841,911…開口、921A,921B…上面、922A,922B…下面、931A,931B,931C,931D…弾性部、932A,932B,932C,932D…係止爪、942A,942B…リッジ部、A…軸線。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12