特開 2024-14828 磁性コンポーネント

(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】P2024014828

(43)【公開日】2024-02-01

(54)【発明の名称】磁性コンポーネント

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/24 20060101AFI20240125BHJP

   H01F 30/10 20060101ALI20240125BHJP

   H01F 27/28 20060101ALI20240125BHJP

   H01F 27/22 20060101ALI20240125BHJP

【ＦＩ】

H01F27/24 P

H01F30/10 A

H01F30/10 S

H01F30/10 E

H01F27/24 V

H01F27/28 176

H01F27/22

【審査請求】有

【請求項の数】25

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023118407

(22)【出願日】2023-07-20

(31)【優先権主張番号】63/390,972

(32)【優先日】2022-07-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】18/223,034

(32)【優先日】2023-07-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】501231543

【氏名又は名称】乾坤科技股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】程 信榮

(72)【発明者】

【氏名】簡 伯修

(72)【発明者】

【氏名】徐 永壽

(72)【発明者】

【氏名】陳 渾能

(72)【発明者】

【氏名】謝 協伸

【テーマコード（参考）】

5E043

5E050

【Ｆターム（参考）】

5E043DA06

5E050JA03

(57)【要約】

【課題】従来技術の問題を解決する。
【解決手段】磁性コンポーネントは、コアと、少なくとも１つのコイルと、熱伝導性フィラーとを含む。コアは、内側脚と、少なくとも２つの外側脚と、少なくとも１つの非結合領域とを含む。少なくとも１つのコイルは、内側脚または少なくとも２つの外側脚の周りに巻かれる。熱伝導性フィラーは、コアの一部分を覆う。少なくとも１つの非結合領域の少なくとも１つの部分が、熱伝導性フィラーによって覆われない。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内側脚と、少なくとも２つの外側脚と、少なくとも１つの非結合領域とを含む、コアと、
前記内側脚または前記少なくとも２つの外側脚の周りに巻かれる、少なくとも１つのコイルと、
前記コアの一部分を覆う熱伝導性フィラーと、を含み、
前記少なくとも１つの非結合領域の少なくとも１つの部分は、前記熱伝導性フィラーによって覆われない、
磁性コンポーネント。

【請求項2】

前記コアの内側プレート面が、前記熱伝導性フィラーによって覆われない、請求項１に記載の磁性コンポーネント。

【請求項3】

前記内側脚上にスリーブ接続されるボビンをさらに含み、前記少なくとも１つのコイルは、前記ボビン上に配置され、前記熱伝導性フィラーの高さが、前記ボビンの高さ以下である、請求項１に記載の磁性コンポーネント。

【請求項4】

前記熱伝導性フィラーが前記少なくとも１つのコイルの内側に接触し、前記熱伝導性フィラーと前記内側脚との接触面積を増加させることを可能にするように、少なくとも１つの穴が、前記ボビンに形成される、請求項３に記載の磁性コンポーネント。

【請求項5】

前記少なくとも１つの穴のうちの１つが、前記ボビンの上方プレートから前記ボビンの下方プレートに延び、前記少なくとも１つの穴の境界が、前記ボビンの前記上方プレートおよび前記下方プレートでオーバーラップする、請求項４に記載の磁性コンポーネント。

【請求項6】

前記コアは、第１のコア部材と、第２のコア部材とを含み、前記内側脚は、前記第１のコア部材と前記第２のコア部材との間に位置する浮遊部分を含み、前記第１のコア部材および前記第２のコア部材は、少なくとも２つの外側脚で互いに結合され、２つの非結合領域が、前記浮遊部分の両側に位置し、前記２つの非結合領域の一方が、前記熱伝導性フィラーによって覆われない、請求項１に記載の磁性コンポーネント。

【請求項7】

前記内側脚に対する前記浮遊部分の割合が、５０％または２％～９５％である、請求項６に記載の磁性コンポーネント。

【請求項8】

前記少なくとも１つのコイルは、一次コイルと、二次コイルとを含み、前記一次コイルの断面積が、前記二次コイルの断面積よりも大きく、前記内側脚に対する前記浮遊部分の割合Ｔが、５０％＜Ｔ≦９５％である、請求項７に記載の磁性コンポーネント。

【請求項9】

前記少なくとも１つのコイルは、一次コイルと、二次コイルとを含み、前記一次コイルの断面積が、前記二次コイルの断面積よりも小さく、前記内側脚に対する前記浮遊部分の割合が、２％≦Ｔ＜５０％である、請求項７に記載の磁性コンポーネント。

【請求項10】

前記内側脚上にスリーブ接続されるボビンをさらに含み、前記少なくとも１つのコイルは、前記ボビン上に配置され、前記ボビンの内側が、突出プラットフォームを有し、前記内側脚の前記浮遊部分は、前記突出プラットフォームによって支持される、請求項６に記載の磁性コンポーネント。

【請求項11】

前記突出プラットフォームは、前記内側脚の外側から内側に延びる、請求項１０に記載の磁性コンポーネント。

【請求項12】

前記コアは、第１のコア部材と、第２のコア部材とを含み、前記内側脚および前記少なくとも２つの外側脚は、前記第１のコア部材から延び、前記内側脚は、前記第２のコア部材と結合され、前記少なくとも１つの非結合領域は、前記少なくとも２つの外側脚と前記第２のコア部材との間に位置する、請求項１に記載の磁性コンポーネント。

【請求項13】

前記コアは、第１のコア部材と、第２のコア部材と、第３のコア部材とを含み、前記第１のコア部材および前記第２のコア部材は、並んで配置され、前記少なくとも２つの外側脚で前記第３のコア部材と結合され、前記少なくとも１つの非結合領域は、前記第１のコア部材および前記第２のコア部材の２つの隣接する側壁の間に位置し、前記２つの隣接する側壁は、前記内側脚の一部分を形成する、請求項１に記載の磁性コンポーネント。

【請求項14】

前記第３のコア部材の前記内側脚と、前記第１のコア部材および前記第２のコア部材の前記内側脚とは、互いに配置され、結合されず、前記第３のコア部材の内側脚は、一体に形成され、前記第１のコア部材および前記第２のコア部材の前記２つの隣接する側壁は、前記内側脚で互いに対向する、請求項１３に記載の磁性コンポーネント。

【請求項15】

前記コアは、プレート部分を有し、Ｖ字形状の凹部が、前記プレート部分のエッジに形成される、請求項１に記載の磁性コンポーネント。

【請求項16】

前記Ｖ字形状の凹部の２つのエッジ間の接合部の位置が、前記内側脚に対応する、請求項１５に記載の磁性コンポーネント。

【請求項17】

前記Ｖ字形状の凹部の先端が、５よりも大きい半径を有する、請求項１５に記載の磁性コンポーネント。

【請求項18】

前記コア上に配置される放熱部材をさらに含み、前記放熱部材は、前記コアの頂面および側面と接触する、請求項１に記載の磁性コンポーネント。

【請求項19】

前記放熱部材は、Ｌ字形状であり、前記コアの前記側面と接触する前記放熱部材の部分の長さが、前記コアの高さよりも小さい、請求項１８に記載の磁性コンポーネント。

【請求項20】

前記熱伝導性フィラーは、前記放熱部材の一部分を覆う、請求項１８に記載の磁性コンポーネント。

【請求項21】

前記放熱部材は、８０よりも小さいショアＤまたはショアＡ硬度を有する接着剤によって前記コアに接着される、請求項１８に記載の磁性コンポーネント。

【請求項22】

前記内側脚上にスリーブ接続される少なくとも１つのスペーサをさらに含み、前記少なくとも１つのコイルおよび前記少なくとも１つのスペーサは、互いに積み重ねられる、請求項１に記載の磁性コンポーネント。

【請求項23】

前記少なくとも１つのコイルは、一次コイルと、二次コイルとを含み、前記一次コイルと前記二次コイルとの間に配置される前記スペーサの材料が、電気絶縁性であり、かつ磁気透過性であり、前記スペーサは、前記一次コイルと前記二次コイルとの間に配置されるリング形状の構造を含む、請求項１に記載の磁性コンポーネント。

【請求項24】

内側脚と、少なくとも２つの外側脚と、少なくとも１つの非結合領域とを含み、前記少なくとも１つの非結合領域は、前記少なくとも２つの外側脚に位置する、コアと、
前記内側脚または前記少なくとも２つの外側脚の周りに巻かれる少なくとも１つのコイルと、
前記コアの一部分と前記少なくとも２つの外側脚に位置する前記少なくとも１つの非結合領域とを覆う、熱伝導性フィラーと、を含む、
磁性コンポーネント。

【請求項25】

内側脚と、少なくとも２つの外側脚と、複数の非結合領域とを含み、前記複数の非結合領域は、前記内側脚および前記少なくとも２つの外側脚に位置する、コアと、
前記内側脚上にスリーブ接続されるボビンであって、前記ボビンの上方面が前記コアの内側プレート面に結合される、前記ボビンと、
前記ボビン上に配置される少なくとも１つのコイルと、
前記コアの一部分を覆い、前記複数の非結合領域を覆わない、熱伝導性フィラーと、を含む、
磁性コンポーネント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁性コンポーネント(magnetic component)に関し、より具体的には、コアの熱応力を低減することができる磁性コンポーネントに関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車の急速充電の要求に対応して，動作電力は、ますます大きくなり，電子コンポーネントによって生成される熱もますます高くなっている。トランスのような車載充電器（ＯＢＣ）の磁性コンポーネントは、運転中の損失に起因して熱を生成し、不均一な熱は、トランスのコアに追加の熱応力を生成する。熱応力は、トランスのコアの損失を増加させ、熱は、連続サイクル下で収束せず、それによって、過度に高い温度および損失をもたらす。その結果、過酷な場合にはコアに不可逆的な損傷を引き起こす。

【発明の概要】

【0003】

本発明は、上記課題を解決するために、コアの熱応力を低減することができる磁性コンポーネントを提供する。

【0004】

本発明の一実施形態によれば、磁性コンポーネントが、コアと、少なくとも１つのコイルと、熱伝導性フィラーとを含む。コアは、内側脚と、少なくとも２つの外側脚と、少なくとも１つの非結合領域とを含む。少なくとも１つのコイルは、内側脚または少なくとも２つの外側脚の周りに巻かれる。熱伝導性フィラーは、コアの一部分を覆う。少なくとも１つの非結合領域の少なくとも１つの部分が、熱伝導性フィラーによって覆われない。

【0005】

本発明の別の実施形態によれば、磁性コンポーネントが、コアと、少なくとも１つのコイルと、熱伝導性フィラーとを含む。コアは、内側脚と、少なくとも２つの外側脚と、少なくとも１つの非結合領域とを含む。少なくとも１つの非結合領域は、少なくとも２つの外側脚に位置する。少なくとも１つのコイルは、内側脚または少なくとも２つの外側脚の周りに巻かれる。熱伝導性フィラーは、少なくとも２つの外側脚に位置する少なくとも１つの非結合領域およびコアの一部分を覆う。

【0006】

本発明の別の実施形態によれば、磁性コンポーネントが、コアと、ボビンと、少なくとも１つのコイルと、熱伝導性フィラーとを含む。コアは、内側脚と、少なくとも２つの外側脚と、複数の非結合領域とを含む。複数の非結合領域は、内側脚および少なくとも２つの外側脚に位置する。ボビンは、内側脚上でスリーブ接続される(sleeved)。ボビンの上方面が、コアの内側プレート面に結合される。少なくとも１つのコイルは、ボビン上に配置される。熱伝導性フィラーは、コアの一部分を覆い、複数の非結合領域を覆わない。

【0007】

本発明の別の実施形態によれば、磁性コンポーネントが、コアと、少なくとも１つのスペーサと、少なくとも２つのコイルとを含む。コアは、内側脚と、少なくとも２つの外側脚とを含む。少なくとも２つのコイルおよび少なくとも１つのスペーサは、互いに積み重ねられ、内側脚上に直接スリーブ接続される。少なくとも２つのコイルの各々は、少なくとも３つの位置ずれした絶縁テープの層で覆われるワイヤを巻くことによって形成される。

【0008】

上述のように、一実施形態において、少なくとも１つの非結合領域は、内側脚または少なくとも２つの外側脚に位置することがあり、少なくとも１つの非結合領域の少なくとも１つの部分は、熱伝導性フィラーによって覆われないことがある。従って、非結合領域を有する内側脚または少なくとも２つの外側脚は、コアの熱応力を低減させてコアの損失が増大するのを防止することができるように、コアの温度差（または最大温度）が増大する間に自由に変形することができる。その上、別の実施形態において、少なくとも１つの非結合領域は、少なくとも２つの外側脚に位置することがあり、熱伝導性フィラーは、少なくとも１つの非結合領域を覆うことがある。同様に、非結合領域を有する少なくとも２つの外側脚は、コアの熱応力を低減させてコアの損失が増大するのを防止することができるように、コアの温度差（または最大温度）が増大する間に自由に変形することができる。別の実施形態において、コイルおよびスペーサは、一次コイルと二次コイルとの間およびコイルとコアとの間の絶縁および放熱の効果を向上させるために、コイルがボビンに巻かれる必要がないように、互いに積み重ねられ、コアの内側脚上で直接スリーブ接続されることがある。従って、磁性コンポーネントは、ボビンの大きさおよび空間によって制限される必要はなく、スペーサは、コイルと密接に接触することがあり、あるいは、磁性コンポーネントの大きさを最小にするように、スペーサとコイルとの距離およびギャップを固定しかつ最小にするために、コイルカバーの構造が、２つのコイルの間に延在することがある。

【0009】

本発明のこれらおよび他の目的は、様々な図および図面に図示される好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後に、当業者に疑義なく明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態による磁性コンポーネントを図示する断面図である。

【0011】

【図2】本発明の別の実施形態による磁性コンポーネントを図示する断面図である。

【0012】

【図3】図２に示すスペーサ、コイルカバーおよび２つのコイルを図示する分解図である。

【0013】

【図4】異なる形状の４つのスペーサを図示する概略図である。

【0014】

【図5】絶縁テープの３つの不整列層によって覆われたワイヤを図示する概略図である。

【0015】

【図6】本発明の別の実施形態による磁性コンポーネントを図示する斜視図である。

【0016】

【図7】図６に示す磁性コンポーネントを図示する断面図である。

【0017】

【図8】図６に示す磁性コンポーネントを図示する別の断面図である。

【0018】

【図9】図７に示すボビンを図示する斜視図である。

【0019】

【図10】図９に示すボビンを図示する頂面図である。

【0020】

【図11】本発明の別の実施形態による磁性コンポーネントを図示する断面図である。

【0021】

【図12】本発明の別の実施形態による磁性コンポーネントを図示する断面図である。

【0022】

【図13】本発明の別の実施形態による磁性コンポーネントを図示する断面図である。

【0023】

【図14】本発明の別の実施形態による磁性コンポーネントを図示する斜視図である。

【0024】

【図15】本発明の別の実施形態による磁性コンポーネントを図示する斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

図１を参照すると、図１は、本発明の実施形態による磁性コンポーネント１を図示する断面図である。

【0026】

本発明の磁性コンポーネント１は、リアクトル(反応器)、トランス(変圧器)、インダクタ(誘導子)または他の磁性コンポーネントであってよい。図１に示すように、磁性コンポーネント１は、コア１０と、少なくとも１つのコイル１２と、熱伝導性フィラー１４とを含む。コア１０は、内側脚１００と、少なくとも２つの外側脚１０２と、少なくとも１つの非結合領域１０４と、少なくとも１つの結合領域１０６とを含む。この実施形態において、コア１０は、第１のコア部材１０ａと、第２のコア部材１０ｂとを含むことがあり、内側脚１００は、第１のコア部材１０ａの中心か延びる中心柱(central pillar)であることがあり、２つの外側脚１０２は、第１のコア部材１０ａの外周(periphery)から延びる側柱(side pillar)であることがある。よって、この実施形態において、第１のコア部材１０ａは、Ｅコア、ＰＱコア、ＴコアまたはＦコアとすることがあり、第２のコア部材１０ｂは、Ｉコア、ＵＵコア、Ｕコア、Ｕ－Ｉコア、Ｅ－ＩコアまたはＦコアであることがある。しかしながら、第１のコア部材１０ａおよび第２のコア部材１０ｂのタイプは、実際の用途に応じて決定されることがあるので、本発明は、図に示す実施形態に限定されない。

【0027】

少なくとも１つのコイル１２は、内側脚１００または少なくとも２つの外側脚１０２の周囲に巻き付けられることがある。この実施形態において、コイル１２は、内側脚１００の周囲に巻かれることがあるが、本発明は、そのように限定されない。別の実施形態において、コイル１２は、少なくとも２つの外側脚１０２の周囲に巻かれることがある。この実施形態において、第２のコア部材１０ｂは、第１のコア部材１０ａ上に配置され、内側脚１００は、第２のコア部材１０ｂと結合されて、結合領域１０６を形成する。さらに、２つの非結合領域１０４が、２つの外側脚１０２と第２のコア部材１０ｂとの間に配置されるように、第２のコア部材１０ｂは、２つの脚１０２に結合されない。コイル１２のタイプは、円形ワイヤ、矩形ワイヤ、多房ワイヤ(multi-stranded wire)であってよい。

【0028】

この実施形態において、コア１０は、ケーシング１６内に配置されることがあり、熱伝導性フィラー１４は、熱伝導性フィラー１４がコア１０の一部分を覆うように、ケーシング１６内に充填される。このとき、少なくとも１つの非結合領域１０４の少なくとも一部分は、熱伝導性フィラー１４によって覆われない。図１に示すように、２つの非結合領域１０４および結合領域１０６は、熱伝導性フィラー１４によって覆われない。従って、コア１０の熱応力を低減させてコア１０の損失が増大するのを防ぐことができるように、２つの非結合領域１０４を持つ２つの外側脚１０２は、コア１０の温度差（または最大温度）が増大する間に自由に変形することができる。例えば、６．６ｋＷの電力を有するインダクタまたはトランスについて、最大熱応力は、６８ＭＰａから２７ＭＰａに低減されることがあり、コア１０の最大温度は、１５４℃から９６℃に低減されることがある。コア１０の内側プレート面１１０は、熱伝導性フィラー１４によって覆われない場合があることが留意されるべきである。

【0029】

この実施形態では、熱伝導性フィラー１４の熱伝導率は、０．３Ｗ／ｍｋより大きいことがあり、熱伝導性フィラー１４の材料は、エポキシ（epoxy）、シリコーン（silicone）、ポリウレタン（polyurethane, ＰＵ）、フェノール樹脂（phenolic resins）、熱可塑性ポリエチレンテレフタレート（thermoplastic polyethylene terephthalate, ＰＥＴ）、ポリアミド（polyamide, ＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（polyphenylene sulfide, ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（polyetheretherketone, ＰＥＥＫ）などを含むことがある。

【0030】

図２～図５を参照すると、図２は、本発明の別の実施形態による磁性コンポーネント１を図示する断面図であり、図３は、図２に示すスペーサ１８、コイルカバー１９および２つのコイル１２を図示する分解図であり、図４は、異なる形状の４つのスペーサ１８を図示する概略図であり、図５は、絶縁テープ１２０の３つの不整列層によって覆われたワイヤ１２２を図示する概略図である。幾つかの実施態様において、スペーサ１８の材料は、電気絶縁性および磁気透過性であり、あるいは電気絶縁性および熱伝導性である。例えば、スペーサ１８は、磁性粉(magnetic powder)およびプラスチックを混合した後に射出成形することによって作られてよく、あるいは磁性材料（例えば、フェライト）で作られてよく、あるいは高い熱伝導率がおよび電気絶縁性を有する材料（例えば、セラミック）で作られてよい。この実施形態において、少なくとも１つのコイル１２は、一次コイル１２ａと、二次コイル１２ｂとを含んでよく、それらの断面は、円形、楕円形または長方形であってよく、長方形は、体積利用を効果的に向上させることがある。図４に示すように、スペーサ１８は、一次コイル１２ａと二次コイル１２ｂとの間に配置されたリング形状構造（例えば、円形、楕円形、半円形または半楕円形）の構造を含むことがある。従って、漏れインダクタンス（Ｌｋ）および電力密度は、増加されることがある。さらに、磁性コンポーネント１は、コイル１０の内側脚１００に直接スリーブ接続され、スペーサ１８および２つのコイル１２の上方に積み重ねられる、コイルカバー１９をさらに含むことがある。コイルカバー１９は、案内溝１９ａを通じてコイル１２の端をコア１０から導き出すように構成される。この実施形態において、コイルカバー１９は、電気的に絶縁されている。この実施形態において、スペーサ１８は、コイルカバー１９の案内溝１９ａに対応する案内溝１８ｂをさらに含む。スペーサ１８、コイルカバー１９および２つのコイル１２が、互いに積み重ねられ、コア１０の内側脚１００に直接スリーブ接続されると、コイル１２の端は、コイルカバー９の案内溝１９ａおよびスペーサ１８の案内溝１８ｂを通じてコア１０から導き出される。

【0031】

図２および図３に示すように、磁性コンポーネント１は、コア１０と、少なくとも１つのスペーサ１８と、少なくとも２つのコイル１２とを含むことがあり、少なくとも２つのコイル１２および少なくとも１つのスペーサ１８は、互いに積み重ねられ、内側脚１００上に直接スリーブ接続される。この実施形態において、磁性コンポーネント１は、互いに積み重ねられたスペーサ１８、コイルカバー１９、および２つのコイル１２を含むことがある。コイル１２は、ボビンに巻かれる必要はない。コイル１２が空気コイルに巻かれた後に、コイル１２およびスペーサ１８は、互いに積み重ねられ、コア１０の内側脚１００上に直接スリーブ接続される。この実施形態では、コイル１２の巻線構造が、上方層および下方層の外側から導き出され（外側－外側巻線）、それは、内側から導き出される別の巻線構造（内側－外側巻線）と異なり、より良い平坦性を有する。従って、磁性コンポーネント１は、ボビンの大きさや空間に制限される必要はなく、スペーサ１８は、コイル１２に密接に接触することがあり、あるいは、コイルカバー１９の構造は、磁性コンポーネント１の大きさを最小にするために、スペーサ１８とコイル１２との間の距離およびギャップを固定しかつ最小にするよう、２つのコイル１２の間に延在することがある。磁性コンポーネント１の空間および大きさを最小限に抑えることができるため、放熱路を短縮することができ、磁性コンポーネント１は、良い好な放熱を得るために、内側脚１００を覆う構造（例えば、ボビンおよび被覆壁を有するコイルカバー）を有さない。この実施形態において、スペーサ１８は、空隙１８ａを有する。スペーサ１８および２つのコイル１２が積み重ねられるとき、熱伝導性フィラー１４は、２つのコイル１２の対向する積層面の間の空隙１８ａに充填されることがあり、熱伝導性フィラー１４は、内側脚１００と２つのコイル１２との間の対向面に充填されることがあり、熱伝導性フィラー１４は、２つのコイル１２の放熱面を増大させ、次に、良い放熱効果を得るために、スペーサ１８および２つのコイル１２の外面をさらに覆うことがある。熱伝導性フィラー１４がない幾つかの実施形態では、スペーサおよびコイルは、ボビン上にスリーブ接続されないため、空気流は、スペーサ１８、コイルカバー１９および２つのコイル１２により容易に入り、良い放熱効果を得ることができる。幾つかの実施形態では、ボビンなしで２つのコイル１２の間および２つのコイル１２とコア１０との間で同じ絶縁を維持するために、２つのコイル１２の各々、（図５に示すように）絶縁テープ１２０の少なくとも３つの不整列層によって覆われたワイヤ１２２を巻くことによって形成されてよい。単一の絶縁テープ１２０は、第１の層から少なくとも第２または第３の層まで位置ずれして積み重ねられてよく、位置ずれしたオーバーラップ比Ｗ２／Ｗ１は、６７％よりも大きく、Ｗ１は、単一の絶縁テープ１２０の幅を表し、Ｗ２は、オーバーラップ幅を表す。絶縁テープ１２０は、ポリイミドフィルムで作られてよい。好ましくは、単一のワイヤ１２２または複数のワイヤ１２２が、絶縁層で覆われたエナメルワイヤである。

【0032】

図６～図１０を参照すると、図６は、本発明の別の実施形態による磁性コンポーネント１’を図示する斜視図であり、図７は、図６に示す磁性コンポーネント１’を図示する断面図であり、図８は、図６に示す磁性コンポーネント１’を図示する別の断面図であり、図９は、図７に示すボビン２０を図示する斜視図であり、図１０は、図９に示すボビン２０を図示する頂面図である。

【0033】

磁性コンポーネント１’と前述の磁性コンポーネント１との間の主な相違は、図６～図９に示すように、磁性コンポーネント１’がボビン２０をさらに含み、内側脚１００がさらに浮遊部分１０００をさらに含むことである。この実施形態では、内側脚１００に対する浮遊部分１０００の割合Ｔは、５０％または２％～９５％であってよい。さらに説明すると、内側脚１００は、長さＸ１を有し、浮遊部分１０００は、長さＸ２を有するため、内側脚１００に対する浮遊部分１０００の比Ｔは、Ｘ２／Ｘ１である。ボビン２０は、内側脚１００上にスリーブ接続され、少なくとも１つのコイル１２は、ボビン２０上に配置される。よって、コイル１２は、内側脚１００に依然として巻かれている。この実施形態では、浮遊部分１０００が第１のコア部材１０ａと第２のコア部材１０ｂとの間に位置するように、ボビン２０の内側が、突出プラットフォーム２００を有し、内側脚１００の浮遊部分１０００は、この突出プラットフォーム２００によって支持される。この実施形態において、突出プラットフォーム２００は、内側脚１００の外側から内側に延びて浮遊部分１０００を支持してよい。

【0034】

この実施形態において、第１のコア部材１０ａおよび第２のコア部材１０ｂは、２つの外側脚１０２で互いに結合されて、２つの結合領域１０６を形成する。その上、第２のコア部材１０ｂは、浮遊部分１０００と結合されず、浮遊部分１０００は、２つの非結合領域１０４ａ，１０４ｂが浮遊部分１０００の両側に位置するように、突出プラットフォーム２００によって支持される。熱伝導性フィラー１４がケーシング１６内に充填された後に、２つの非結合領域１０４ａ、１０４ｂの一方は、熱伝導性フィラー１４によって（完全に）覆われない。図７に示すように、浮遊部分１０００の下方の非結合領域１０４ａおよび２つの結合領域１０６は、熱伝導性フィラー１４によって覆われ、浮遊部分１０００の上方の非結合領域１０４ｂは、熱伝導性フィラー１４によって覆われない。従って、非結合領域１０４ｂを有する内側脚１００は、コア１０の熱応力を低減させてコア１０の損失が増大するのを防止するように、コア１０の温度差（または最大温度）が増大する間に自由に変形することができる。

【0035】

この実施形態では、熱伝導性フィラー１４が第２のコア部材１０ｂの底面と接触しないように、熱伝導性フィラー１４の高さＨ１が、ボビン２０の高さＨ２以下であることがある。よって、熱伝導性フィラー１４の熱膨張応力は、大幅に低減され、第２のコア部材１０ｂおよび内側脚１００は、熱伝導性フィラー１４に起因するより高い熱応力によって相互作用することがなく、それによって、コア１０の温度差（または最大温度）を低減させる。従って、コア１０の熱応力を低減させることができ、コア１０の損失が増大するのを防止することができる。

【0036】

図７および図９に示すように、放熱路を増加させ、温度差（または最大温度）を効果的に減少させ、次に、熱に起因する追加の損失を減少させるために、少なくとも１つの穴２０２をボビン２０に形成して、熱伝導性フィラー１４が少なくとも１つのコイル１２の内側に接触することを可能にし、熱伝導性フィラー１４と内側脚１００との間の接触面積を増加させる。この実施形態において、少なくとも１つの穴２０２の１つは、ボビン２０の上方プレート２０４からボビン２０の下方プレート２０６まで延び、少なくとも１つの穴２０２の１つの穴の境界が、ボビン２０の上方プレート２０４および下方プレート２０６でオーバーラップすることがある。図９に示すように、少なくとも１つの穴２０２は、２つの穴２０２ａと２つの穴２０２ｂとを含む。２つの穴２０２ｂは、ボビン２０の上方プレート２０４から下方プレート２０６まで延びてよく、各穴２０２ｂの境界２０２ｃは、図９および図１０に示すように、上方プレート２０４および下方プレート２０６でオーバーラップしてよい。従って、コイル１２から多くの熱が伝導されるように、熱伝導性フィラー１４は、ボビン２０により容易に流れる。その上、ボビン２０を製造する（射出成形する）金型の数はより少ないことで、コストが低減されることがある。

【0037】

例えば、磁性コンポーネント１’が５．５ＫＷのパワーを持つインダクタまたはトランスであり、内側脚１００に対する浮遊部分１０００の割合Ｔが３０％であるとき、最大熱応力は、５２ＭＰａから２８．６ＭＰａに低減されることがあり、コア１０の最大温度は、１１０℃から８７．１０６℃に低減されることがある。浮遊部分１０００の温度は、１２８．４５℃であるが、浮遊部分１０００は、単純なコラムであり、ひびが入らない。大きい断面積を持つコイルの巻回位置をさらに考慮するならば、内側脚１００に対する浮遊部分１０００の割合および大きな直径を持つコイルの巻回位置は、以下の通りである。少なくとも１つのコイル１２は、一次コイル１２ａと、二次コイル１２ｂとを含むことがあり、二次コイル１２ｂの位置は、浮遊部分１０００に対応し、一次コイル１２ａの位置は、第１のコア１０ａの内側脚１００に対応することが留意されるべきである。一次コイル１２ａは、断面積Ｄ１を有し、二次コイル１２ｂは、断面積Ｄ２を有する。一次コイル１２ａの断面積Ｄ１が二次コイル１２ｂの断面積Ｄ２よりも大きいならば、一次コイル１２ａの動作温度は、二次コイル１２ｂの動作温度よりも高く、内側脚１００に対する浮遊部分１０００の割合Ｔは、５０％＜Ｔ≦９５％となる。一次コイル１２ａの断面積Ｄ１が二次コイル１２ｂの断面積Ｄ２よりも小さいならば、二次コイル１２ｂの動作温度は、一次コイル１２ａの動作温度よりも高く、内側脚１００に対する浮遊部分１０００の割合Ｔは、２％≦Ｔ＜５０％となる。

【0038】

図６および図７に示すように、磁性コンポーネント１’は、コア１０上に配置される放熱部材２２をさらに含むことがあり、放熱部材２２は、コア１０の頂面Ｓ１および側面Ｓ２と接触する。この実施形態において、磁性コンポーネント１’は、コア１０の両側に配置された２つの熱放散部材２２を含むことがあるが、本発明は、そのように限定されない。この実施形態において、放熱部材２２は、Ｌ字形状であることがあり、コア１０の側面Ｓ２に接する放熱部材２２の部分の長さＬは、コア１０の高さＨ３よりも小さいことがある。従って、コア１０の高さが公差ばらつきを有するとしても、放熱部材２２は、放熱性を高めるように、コア１０の頂面Ｓ１と隙間なく接触し続けることがある。その上、頂面Ｓ１および側面Ｓ２に取り付けられた２つの放熱部材２２があるので、放熱部材２２は、より低いコストおよびより高い公差を伴うプロセスで製造されることがある。Ｌ字形状の放熱部材２２は、特定の用途に限定されず、他の実施形態に適用されてもよい。

【0039】

この実施形態において、熱伝導性フィラー１４は、放熱部材２２が底に熱を伝導することができるように、放熱部材２２の一部分を覆う。その上、放熱部材２２は、コア１０の温度差（または最大温度）を低減し、熱応力を低減するために、８０よりも小さいショアＤまたはショアＡ硬度を有する接着剤によってコア１０に接着されてよい。例えば、ショアＤ＞８０であるならば、コア１０の対応する最大温度は、５９．３℃であることがあり、ショアＤ＜８０であるならば、コア１０の対応する最大温度は、５０．６℃まで低減されることがある。

【0040】

図１１を参照すると、図１１は、本発明の別の実施形態による磁性コンポーネント１”を図示する断面図である。

【0041】

磁性コンポーネント１”と前述の磁性コンポーネント１との間の主な相違は、磁性コンポーネント１”が、第１のコア部材１０ａおよび第２コアの部材１０ｂに加えて、第３のコア部材１０ｃをさらに含むことである。図１１に示すように、第１のコア部材１０ａおよび第２のコア部材１０ｂは、２つの外側脚１０２で第３のコア部材１０ｃと並んで配置されて結合されて、２つの結合領域１０６を形成する。その上、第１のコア部材１０ａおよび第２のコア部材１０ｂの２つの隣接する２つの側壁１０８ａ、１０８ｂは、非結合領域１０４ａが第１コアの部材１０ａおよび第２のコア部材１０ｂの２つの隣接する側壁１０８ａ、１０８ｂの間に位置するように、互いに結合されない。この実施形態において、２つの隣接する側壁１０８ａ、１０８ｂは、内側脚１００の一部分を形成する。第３のコア部材１０ｃの内側脚１００と、第１のコア部材１０ａおよび第２のコア部材１０ｂの内側脚１００とは、別の非結合領域１０４ｂを形成するように、互いに対して配置され、結合されない。第３のコア部材１０ｃの内側脚１００は、ギャップなく一体に形成される。第１のコア部材１０ａおよび第２のコア部材１０ｂの２つの隣接する側壁１０８ａ、１０８ｂは、内側脚１００で互いに対向する。

【0042】

熱伝導性フィラー１４がケーシング１６内に充填された後に、非結合領域１０４ａの少なくとも一部分は、熱伝導性フィラー１４によって覆われない。図１１に示すように、２つの隣接する側壁１０４ａ、１０８ｂと２つの結合領域１０６との間の非結合領域１０８ａの下方部分は、熱伝導性フィラー１４によって覆われ、非結合領域１０４ａの上方部分は、熱伝導性フィラー１４によって覆われない。その上、第３のコア部材１０ｃの内側脚１００の上方の非結合領域１０４ｂは、熱伝導性フィラー１４によって覆われる。従って、非結合領域１０４ａの上方部分を有する内側脚１００は、コア１０の熱応力を低減させてコア１０の損失が増大するのを防止するように、コア１０の温度差（または最大温度）が増大する間に自由に変形することができる。例えば、磁性コンポーネント１”が３．７ｋＷのパワーを持つインダクタまたはトランスであるとき、最大熱応力は、４８ＭＰａから１６ＭＰａに低減されることがあり、コア１０の最大温度は、１５０℃から１２０℃に低減されることがある。

【0043】

図１２を参照すると、図１２は、本発明の別の実施形態による磁性コンポーネント１”’を図示する断面図である。

【0044】

磁性コンポーネント１”’と前述の磁性コンポーネント１との間の主な相違は、熱伝導性フィラー１４が、少なくとも１つの非結合領域１０４を覆うことであり、図１２に示すように、少なくとも１つの非結合領域１０４は、少なくとも２つの外側脚１０２に位置し、少なくとも１つの結合領域１０６は、内側脚１００に位置する。この実施形態において、第１のコア部材１０ａおよび第２のコア部材１０ｂは、Ｅコア、ＰＱコア、Ｔコア、ＵＵコア、Ｕコア、Ｕ－Ｉコア、Ｅ－Ｉコア、ＩコアまたはＦコアの２つである。２つの非結合領域１０４が２つの外側脚１０２に位置し、１つの結合領域１０６が内側脚１００に位置する。換言すれば、コア１０の２つの外側脚１０２は、結合されず、コア１０の内側脚１００は、結合される。熱伝導性フィラー１４がケーシング１６内に充填された後に、熱伝導性フィラー１４は、コア１０の一部分、２つの外側脚１０２に位置する２つの非結合領域１０４、および内側脚１００に位置する結合領域１０６を覆う。従って、非結合領域１０４を有する２つの外側脚１０２は、コア１０の熱応力を低減させてコア１０の損失が増大するのを防止するように、コア１０の温度差（または最大温度）が増大する間に自由に変形することができる。例えば、磁性コンポーネント１”’が６．６ＫＷのパワーを有するインダクタまたはトランスであるとき、最大熱応力は、６８ＭＰａから３２．４ＭＰａに低減されることがあり、コア１０の最大温度は、１５４℃から１１５．２℃に低減されることがある。

【0045】

図１３を参照すると、図１３は、本発明の別の実施形態による磁性コンポーネント１””を図示する断面図である。

【0046】

磁性コンポーネント１””と前述の磁性コンポーネント１との間の主な相違は、図１３に示すように、磁性コンポーネント１””が、コア１０、少なくとも１つのコイル１２および熱伝導性フィラー１４に加えて、ボビン２０”をさらに含むことである。コア１０は、内側脚１００と、少なくとも２つの外側脚１０２と、複数の非結合領域１０４とを含む。複数の非結合領域１０４は、内側脚１００および少なくとも２つの外側脚１０２に位置する。ボビン２０’は、内側脚１００上にスリーブ接続される。ボビン２０’の頂面２０８が、接着剤によってコア１０の内側プレート面１１０に結合されてよい。少なくとも１つのコイル１２は、ボビン２０’上に配置される。熱伝導性フィラー１４がケーシング１６内に充填された後に、熱伝導性フィラー１４は、コア１０の一部分を覆い、複数の非結合領域１０４を覆わない。従って、複数の非結合領域１０４を有する少なくとも２つの外側脚１０２および内側脚１００は、コア１０の熱応力を低減させてコア１０の損失が増大するのを防止するように、コア１０の温度差（または最大温度）が増大する間に自由に変形することができる。別の実施形態では、ボビン２０’の下方面２１０が、接着剤によってコア１０の別の内側プレート面１１２にさらに結合されることがあり、２つの内側プレート面１１０、１１２は、互いに対向する。

【0047】

図１４を参照すると、図１４は、本発明の別の実施形態による磁性コンポーネント３を図示する斜視図である。

【0048】

図１４に示すように、磁性コンポーネント３のコア３０は、プレート部分３００を有し、Ｖ字形状の凹部３０２が、プレート部分３００のエッジ(縁)に形成される。この実施形態において、Ｖ字形状の凹部３０２を有するプレート部分３００のエッジは、応力集中を回避するために、不連続な幾何学構造のない連続エッジである。この実施形態では、Ｖ字形状の凹部３０２の２つのエッジ間の接合部(ジョイント)位置が、コア３０の内側脚に対応することがある。

【0049】

図１５を参照すると、図１５は、本発明の別の実施形態による磁性コンポーネント３を図示する斜視図である。

【0050】

図１５に示すように、Ｖ字形状の凹部３０２が鋭すぎてプレート部分３００の強度に影響を及ぼさないように、Ｖ字形状の凹部３０２の先端が、５よりも大きい半径Ｒを有することがある。例えば、半径Ｒが０．８であるならば、Ｖ字形状の凹部３０２に対応する最大熱応力は、８５．６ＭＰａであることがあり、半径Ｒが５であるならば、Ｖ字形状の凹部３０２に対応する最大熱応力は、６４．３ＭＰａに低減されることがある。Ｖ字形状の凹部３０２および半径Ｒを有するコア３０は、特定の用途に限定されず、他の実施形態にも適用されることもある。

【0051】

上述のように、一実施形態において、少なくとも１つの非結合領域は、内側脚または少なくとも２つの外側脚に位置することがあり、少なくとも１つの非結合領域の少なくとも１つの部分は、熱伝導性フィラーによって覆われないことがある。従って、非結合領域を有する内側脚または少なくとも２つの外側脚は、コアの熱応力を低減させてコアの損失が増大するのを防止することができるように、コアの温度差（または最大温度）が増大する間に自由に変形することができる。その上、別の実施形態において、少なくとも１つの非結合領域は、少なくとも２つの外側脚に位置することがあり、熱伝導性フィラーは、内側脚に位置する配置された結合領域および／または少なくとも１つの非結合領域を覆うことがある。同様に、非結合領域を有する少なくとも２つの外側脚は、コアの熱応力を低減させてコアの損失が増大するのを防止することができるように、コアの温度差（または最大温度）が増大する間に自由に変形することができる。本明細書における温度差とは、同時点におけるコアの２つの異なる位置の間の温度差を指すことが留意されるべきである。別の実施形態では、一次コイルと二次コイルとの間およびコイルとコアとの間の絶縁および放熱の効果を向上させるために、コイルがボビンに巻き取られる必要がないように、コイルおよびスペーサは、互いに積み重ねられ、コアの内側脚に直接スリーブ接続されてよい。従って、磁性コンポーネントは、ボビンの大きさおよび空間に制限される必要はなく、スペーサは、コイルと緊密に接触してよく、あるいは、コイルカバーの構造は、磁性コンポーネントの大きさを最小にするように、スペーサとコイルとの間の距離およびギャップを固定し且つ最小にするために、２つのコイルの間に延在してよい。

【0052】

当業者は、本発明の教示を保持しながら、デバイスおよび方法の多くの修正および変更が行われる場合があることを容易に理解するであろう。従って、上記開示は、添付の特許請求の範囲の限界によってのみ限定されるものとして解釈されるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【外国語明細書】