特開 2024-77702 電子部品

(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】P2024077702

(43)【公開日】2024-06-10

(54)【発明の名称】電子部品

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/08 20060101AFI20240603BHJP

   H01F 27/22 20060101ALI20240603BHJP

【ＦＩ】

H01F27/08 101

H01F27/22

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022189803

(22)【出願日】2022-11-29

(71)【出願人】

【識別番号】000217491

【氏名又は名称】ダイヤゼブラ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】池辺 隆史

【テーマコード（参考）】

5E050

5E070

【Ｆターム（参考）】

5E050JA02

5E070AA01

5E070DA02

5E070DA05

5E070DA18

5E070DB02

(57)【要約】

【課題】小型化と良好な放熱性とが実現された電子部品の提供。
【解決手段】本電子部品２は、発熱体４と、前記発熱体４を内部に格納し胴部２０及び底部２２を備えるケース６と、前記発熱体４と前記ケース６との隙間に充填される充填体９とを備える。前記胴部２０が絶縁性であり、前記底部２２が絶縁性かつ熱伝導性である。好ましくは、前記底部２２は放熱シートからなる。前記底部２２が、セラミックからなっていてもよい。好ましくは、前記胴部２０が、主部２６と、前記主部２６の前記底部２２側の端に位置し前記主部２６から外側又は内側に突出している鍔部２８とを備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発熱体と、前記発熱体を内部に格納し胴部及び底部を備えるケースと、前記発熱体と前記ケースとの隙間に充填される充填体とを備え、
前記胴部が絶縁性であり、前記底部が絶縁性かつ熱伝導性である、電子部品。

【請求項2】

前記底部が放熱シートからなる、請求項１に記載の電子部品。

【請求項3】

前記底部がセラミックからなる、請求項１に記載の電子部品。

【請求項4】

前記胴部が、主部と、前記主部の前記底部側の端に位置し前記主部から外側又は内側に突出している鍔部とを備える、請求項１から３のいずれかに記載の電子部品。

【請求項5】

前記鍔部が、前記主部から内側に突出しており、
前記ケースの内部において、前記主部と前記鍔部との角が丸みを帯びた形状を呈している、請求項４に記載の電子部品。

【請求項6】

前記発熱体がコイルを含む、請求項１から３のいずれかに記載の電子部品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、電子部品を開示する。

【背景技術】

【0002】

電子機器には、トロイダルコイル、トランス等の、大きな発熱を伴う電子部品が使用されることがある。このような発熱性の電子部品では、樹脂組成物又は金属からなるケースに、実際に熱を発生する「発熱体」が格納された構造を呈している場合が多い。発熱性の電子部品の一例が、特開２０１１－２１０７９１公報で報告されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－２１０７９１公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ケースを金属で形成すると、良好な放熱性が期待できるが、ケースと発熱体との絶縁を確実にするために、ケースと発熱体との間に十分な距離を確保する必要がある。これは、電子部品の小型化の妨げとなる。ケースを樹脂組成物で形成すると、ケースと発熱体との絶縁性が確保できる一方で、良好な放熱性の実現には不利となる。小型化と良好な放熱性とが実現された電子部品が望まれている。

【0005】

本発明者の意図するところは、小型化と良好な放熱性とが実現された電子部品の提供にある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本電子部品は、発熱体と、前記発熱体を内部に格納し胴部及び底部を備えるケースと、前記発熱体と前記ケースとの隙間に充填される充填体とを備える。前記胴部が絶縁性であり、前記底部が絶縁性かつ熱伝導性である。

【発明の効果】

【0007】

本電子部品では、ケースの胴部及び底部は絶縁性である。このため、ケースと発熱体との距離を小さくできる。この熱性電子部品では、小型化が実現されている。さらにケースの底部は、熱伝導性である。この底部は、効果的な放熱に寄与する。例えば、底部と、筐体又は放熱器等の放熱効果が高い部分とが接触するように電子部品を電子機器に搭載することで、発熱体からの熱を効果的に放出することができる。本電子部品では、良好な放熱性が実現されている。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施形態に係る電子部品が示された、斜視図である。

【図2】図２は、図１の電子部品の分解斜視図である。

【図3】図３は、図１の電子部品のIII－III線に沿った断面図である。

【図4】図４は、図１の電子部品のケースが示された断面図である。

【図5】図５は、図１の電子部品が電子機器に搭載された状態が示された断面図である。

【図6】図６は、他の実施形態に係る電子部品が示された、断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態が詳細に説明される。

【0010】

図１は、一実施形態に係る電子部品２が示された斜視図である。図１において、矢印Ｘはこの電子部品２の前方を表す。この逆方向が後方である。矢印Ｙはこの電子部品２の右方向を表す。この逆方向が左方向である。矢印Ｚはこの電子部品２の上方を表す。この逆方向が下方である。図２は、図１の電子部品２の分解斜視図である。図３は、図１のIII－III線に沿った断面図である。この電子部品２は、トロイダルコイル４及びケース６を備える。図３に示されるように、この電子部品２は、トロイダルコイル４とケース６との隙間に、充填体９を備えている。

【0011】

図２に示されるように、トロイダルコイル４は、コア１０とワイヤ１２と天板１４とを備える。図では全体は見えていないが、コア１０は環状を呈する。コア１０は、表面が樹脂組成物で覆われた磁性体よりなる。好ましい磁性体として、フェライト、ダスト及び珪素鋼が例示される。ワイヤ１２は、コア１０の外周に螺旋状に巻かれている。ワイヤ１２は、典型的には銅からなる。なお図３では、コア１０及びワイヤ１２は、簡略化されて示されている。図３では、コア１０及びワイヤ１２は、全体が一つの断面として示されている。

【0012】

天板１４は、コア１０の上面（環状であるコア１０の軸方向をコア１０の上下方向としたときの上側の面）に載せられている。天板１４の中央には、孔３４が設けられている。天板１４の上面には、複数の端子１６が設けられている。図示されないが、端子１６は、ワイヤ１２と電気的に接続している。外部から、端子１６を介してワイヤ１２に通電される。ワイヤ１２に通電されると、トロイダルコイル４は発熱する。トロイダルコイル４は、発熱体４である。

【0013】

ケース６は、内部に空間を有する。ケース６は、この空間に、トロイダルコイル４を格納している。ケース６は、上面に開口１８を有する。図２及び３で示されるように、ケース６は胴部２０と底部２２とを備える。図４は、ケース６が示された断面図である。図２及び図４では、胴部２０と底部２２とが分解されて示されている。

【0014】

図４で示されるように、胴部２０は、内部を上下に貫通する孔２４を有する。胴部２０は、絶縁性である。この実施形態では、胴部２０は樹脂組成物よりなる。胴部２０の好ましい材質として、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）及びＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が例示される。なお、本明細書では、物質が「絶縁性」であるとは、当該物質の電気伝導率が１０^-6Ｓ／ｍ以下であることを指す。ここで「Ｓ」は抵抗「Ω（オーム）」の逆数（ジーメンス）を表し、ｍは距離（メートル）を表す。

【0015】

胴部２０は、主部２６と鍔部２８とを備える。主部２６は、筒状を呈する。鍔部２８は、主部２６の下側の端（底部２２側の端）に位置する。鍔部２８は、主部２６の下側の端に沿って周方向に延びる。鍔部２８は、リング状を呈する。この実施形態では、ケース６の半径方向において、鍔部２８は、主部２６から半径方向外側に突出している。鍔部２８は、図２で示されるように、半径方向外側に突出する突起部３０を備えている。この実施形態では、二つの突起部３０が設けられている。それぞれの突起部３０には、取付孔３２が設けられている。主部２６と鍔部２８とは、一体として形成されている。主部２６と鍔部２８とが別々に形成されていてもよい。

【0016】

底部２２は、板状を呈する。図３で示されるように、底部２２は、鍔部２８と接触している。この実施形態では、鍔部２８の下側の面全体が、底部２２と接触している。底部２２は、胴部２０の孔２４の開口全体を覆っている。底部２２は、鍔部２８に固定されている。この実施形態では、底部２２は、鍔部２８に接着剤で固定されている。底部２２が粘着性を有する材質で形成され、これにより底部２２と鍔部２８とが固定されてもよい。

【0017】

底部２２は、絶縁性であり、かつ熱伝導性である。この実施形態では、底部２２は、絶縁性の放熱シートよりなる。底部２２が、他の絶縁性かつ熱伝導性の材質から形成されていてもよい。なお、本明細書では、物質が「熱伝導性」であるとは、当該物質の熱伝導率が０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを指す。ここで「Ｗ」は電力（ワット）を表し、ｍは距離（メートル）を表し、Ｋは温度（ケルビン）を表す。

【0018】

充填体９は、トロイダルコイル４とケース６との隙間を埋める。図３の実施形態では、充填体９は、トロイダルコイル４の天板１４とケース６との間に充填されている。充填体９は、絶縁性である。この実施形態では、充填体９は熱硬化性樹脂からなる。充填体９として、常温で硬化する樹脂が使用されてもよい。好ましくは、熱伝導率が大きな樹脂が選択される。さらに、ケース６内の隙間の隅々まで樹脂で埋めるために、充填体９の材質として、粘度が低い樹脂が選択される。好ましい充填体９として、エポキシ樹脂が例示される。

【0019】

この電子部品２の製造では、ケース６の胴部２０、底部２２となる放熱シート及びトロイダルコイル４が準備される。胴部２０の主部２６と鍔部２８とは、一体として形成されている。底部２２が、鍔部２８に接着剤で接着される。これにより、ケース６が形成される。このケース６に、トロイダルコイル４が挿入される。ケース６内に、トロイダルコイル４が格納される。トロイダルコイル４の天板１４の孔３４から、液状の熱硬化性樹脂が流し込まれる。熱硬化性樹脂は、ケース６とトロイダルコイル６との隙間を埋める。熱硬化性樹脂は、加熱され硬化される。これにより、充填体９が形成される。これにて電子部品２が得られる。

【0020】

胴部２０と底部２２とが接着されなくてもよい。例えば、胴部２０を底部２２に押さえつけた状態で、熱硬化性樹脂をケース６に流し込んでもよい。この場合、熱硬化性樹脂が加熱され硬化することで、胴部２０と底部２２とが互いに固定される。

【0021】

得られた電子部品２は、電子機器に搭載される。図５は、電子部品２が電子機器に搭載された状態の一例が、示されている。図５の電子部品２は、図１のＶ－Ｖ線に沿った断面である。この断面図には、図３の断面図とは異なり、鍔部２８の突起部３０が存在する位置における、断面が示されている。この実施形態では、電子部品２は、電子機器の放熱器３８に載せられている。電子部品２は、底部２２が放熱器３８に接触するように配置される。底部２２の取付孔３２を通して放熱器３８にネジ４０が挿入されることで、電子部品２が放熱器３８に固定される。電子部品２が、電子機器の筐体に載せられていてもよい。電子部品２が、電子機器の他の放熱効果が高い部分に載せられてもよい。

【0022】

図５の実施形態では、電子部品２の上側に回路基板４２が配置されている。トロイダルコイル４の端子１６が、この回路基板４２の所定の端子と接続している。これにより回路基板４２からトロイダルコイル４に通電され、電子部品２が動作する。

【0023】

以下では、本実施形態の作用効果が説明される。

【0024】

本電子部品２では、ケース６の胴部２０及び底部２２は、いずれも絶縁性である。このため、発熱体４であるトロイダルコイル４とケース６との電気的なショートが防止されている。この電子部品２では、ケース６と発熱体４との距離を小さくできる。この電子部品２では、小型化が実現されている。

【0025】

良好な絶縁性を実現するとの観点から、ケース６の電気伝導率は、１０^－８Ｓ／ｍ以下がより好ましく、１０^－１０Ｓ／ｍ以下がさらに好ましく、１０^－１２Ｓ／ｍ以下がさらに好ましい。

【0026】

本電子部品２では、ケース６の底部２２は放熱シートで形成されている。発熱体４からの熱は、底部２２を介して効果的に外部に放出できる。例えば、底部２２と、筐体又は放熱器３８等の放熱効果が高い部分とが接触するように電子部品２を電子機器に搭載することで、発熱体４からの熱をより効果的に放出することができる。

【0027】

電子部品２の良好な放熱性を実現するとの観点から、底部２２の熱伝導率は、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上がより好ましく、３．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上がさらに好ましく、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上がさらに好ましい。

【0028】

ケース６が金属等の導電性の材質からなる場合、電子部品２と電子機器の他の部品との絶縁性を確保するため、ケース６と他の部品との間に、絶縁材が必要となる。例えば、ケース６と筐体又は冷却器との間に、放熱シートを配置する必要がある。本電子部品２では、ケース６が絶縁性のため、電子部品２と他の部品とを絶縁さるための絶縁材を設ける必要はない。本電子部品２では、電子機器の部品数の増加が抑えられている。

【0029】

この実施形態では、ケース６の胴部２０は、胴部２０から半径方向外側に突出した鍔部２８を備えている。底部２２は、鍔部２８と接触している。この鍔部２８により、鍔部２８を有しない場合と比べて、胴部２０と底部２２との接触面積を大きくできる。これにより、製造時に熱硬化性樹脂をケース６に流し込んだ際に、熱硬化性樹脂がケース６から洩れることが効果的に防止できる。

【0030】

図４において、符号Ｗは、鍔部２８の幅を表す。幅Ｗは、半径方向に計測される。この実施形態では、鍔部２８の幅Ｗは、この電子部品２の胴部２０からの沿面距離以上となっている。このようにすることで、この電子部品２と他の部品との確実な絶縁が実現できる。

【0031】

図６は、他の実施形態に係る電子部品５０が示された断面図である。この電子部品５０は、トロイダルコイル５２及びケース５４を備える。この電子部品５０は、トロイダルコイル５２とケース５４との隙間に、充填体５８を備えている。この電子部品５０のトロイダルコイル５２及び充填体５８は、それぞれ図１－３の電子部品２のトロイダルコイル４及び充填体９と同じである。

【0032】

ケース５４は、内部に空間を有する。ケース５４は、この空間に、トロイダルコイル５２を格納している。ケース５４は、上面に開口を有する。ケース５４は胴部６０と底部６２とを備える。胴部６０は、内部を上下に貫通する孔を有する。胴部６０は、絶縁性である。この実施形態では、胴部６０は樹脂組成物よりなる。

【0033】

胴部６０は主部６４と鍔部６６とを備える。主部６４は、筒状を呈する。鍔部６６は、主部６４の下側の端（底部６２側の端）に位置する。鍔部６６は、主部６４の下側の端に沿って延びる。鍔部６６は、リング状を呈する。図６に示されるように、この実施形態では、鍔部６６は、主部６４から内側に突出している。ケース５４の内部において、主部６４と鍔部６６との角は、丸み６８を帯びた形状を呈している。図示されないが、鍔部６６は、半径方向外側に突出する突起部を備えている。この実施形態では、二つの突起部が設けられている。それぞれの突起部には、取付孔が設けられている。主部６４と鍔部６６とは、一体として形成されている。主部６４と鍔部６６とが別々に形成されていてもよい。

【0034】

底部６２は、板状を呈する。図６で示されるように、底部６２は、鍔部６６と接触している。この実施形態では、鍔部６６の下側の面全体が、底部６２と接触している。底部６２は、胴部６０の孔の開口全体を覆っている。底部６２は、鍔部６６に固定されている。この実施形態では、底部６２は、鍔部６６に接着剤で固定されている。底部６２が粘着性を有する材質で形成され、これにより底部６２と鍔部６６とが固定されてもよい。底部６２は、絶縁性であり、かつ熱伝導性である。この実施形態では、底部６２は、絶縁性の放熱シートよりなる。底部６２が、他の絶縁性かつ熱伝導性の材質から形成されていてもよい。

【0035】

本電子部品５０では、ケース５４の胴部６０及び底部６２は、いずれも絶縁性である。このため、発熱体５２であるトロイダルコイル５２とケース５４との電気的なショートが防止されている。この電子部品５０では、ケース５４と発熱体５２との距離を小さくできる。この電子部品５０では、小型化が実現されている。さらに本電子部品５０では、ケース５４の底部６２は放熱シートで形成されている。発熱体５２からの熱は、底部６２を介して効果的に外部に放出できる。例えば、底部６２と電子機器の筐体又は放熱器とが接触するように電子部品５０を電子機器に搭載することで、発熱体５２からの熱をより効果的に放出することができる。

【0036】

この実施形態では、ケース５４の胴部６０は、胴部６０から半径方向内側に突出した鍔部６６を備えている。底部６２は、鍔部６６と接触している。この鍔部６６により、鍔部６６を有しない場合と比べて、胴部６０と底部６２との接触面積を大きくできる。これにより、製造時に熱硬化性樹脂をケース５４に流し込んだ際に、熱硬化性樹脂がケース５４から洩れることが効果的に防止できる。

【0037】

この実施形態では、ケース５４の内部において、主部６４と鍔部６６との角は、丸み６８を帯びた形状を呈している。ケース５４内部の発熱体５２の多くは、コイルに代表されるように、丸み６８を帯びた形状を呈している。例えば、図６に示されるように、トロイダルコイル５２の、底部６２と対向する面と、胴部６０と対向する面との角は、丸みを帯びた形状を呈している。主部６４と鍔部６６との角を丸み６８を帯びた形状としても、発熱体５２と接触していない。主部６４と鍔部６６との角を丸み６８を帯びた形状とすることで、発熱体５２とケース５４との隙間を小さくできる。これにより、必要となる充填体５８の量を削減できる。

【0038】

発熱体５２とケース５４との隙間をより小さくするとの観点から、丸み６８と、トロイダルコイル５２の底部６２と対向する面と胴部６０と対向する面との角の丸みとは、対応した形状を呈するのが好ましい。

【0039】

さらに他の実施形態に係る電子部品は、図１－３で示された電子部品２の構造と、同じ構造を有する。この実施形態の電子部品では、底部の材質が、図１の電子部品２とは異なる。この電子部品では、底部はセラミックで形成されている。この底部は、絶縁性であり、かつ熱伝導性である。好ましいセラミックとして、アルミナ、ジルコニア及び窒化珪素が例示される。この電子部品は、底部の材質がセラミックで形成されていることの他は、図１の電子部品２と同じである。

【0040】

この電子部品は、電子機器に搭載される。このとき電子部品は、例えば底部が、筐体又は放熱器に接触するように配置される。底部の取付孔を通して筐体又は放熱器にネジが挿入されることで、電子部品が固定される。この実施形態の電子部品では、底部と筐体又は放熱器との間に、放熱シートが配置されてもよい。底部と筐体又は放熱器との間に、放熱グリスを介在させてもよい。

【0041】

本電子部品では、ケースの胴部及び底部は、いずれも絶縁性である。このため、発熱体であるトロイダルコイルとケースとの電気的なショートが防止されている。この電子部品では、ケースと発熱体との距離を小さくできる。この電子部品では、小型化が実現されている。

【0042】

本電子部品では、ケースの底部はセラミックで形成されている。発熱体からの熱は、底部を介して効果的に外部に放出できる。例えば、底部と、筐体又は放熱器等の放熱効果が高い部分とが接触するように電子部品を電子機器に搭載することで、発熱体からの熱をより効果的に放出することができる。

【0043】

上述の実施形態では、胴部の鍔部は、主部から外側に突出するか、又は内側に突出していた。鍔部が、主部から外側及び内側の両方に突出していてもよい。胴部が、鍔部を有していなくてもよい。

【0044】

上述の実施形では、ケースの内部には、発熱体としてトロイダルコイルが格納されていた。発熱体は、トロイダルコイルに限られない。発熱体が、リアクトル又はトランスであってもよく、抵抗器であってもよい。発熱体が、その他の素子であってもよい。

【0045】

以上説明されたとおり、この電子部品では、小型化と良好な放熱性とが実現されている。このことから、本実施形態の優位性は明らかである。

【0046】

［開示項目］
以下の項目は、好ましい実施形態の開示である。

【0047】

［項目１］
発熱体と、前記発熱体を内部に格納し胴部及び底部を備えるケースと、前記発熱体と前記ケースとの隙間に充填される充填体とを備え、
前記胴部が絶縁性であり、前記底部が絶縁性かつ熱伝導性である、電子部品。

【0048】

［項目２］
前記底部が放熱シートからなる、項目１に記載の電子部品。

【0049】

［項目３］
前記底部がセラミックからなる、項目１に記載の電子部品。

【0050】

［項目４］
前記胴部が、主部と、前記主部の前記底部側の端に位置し前記主部から外側又は内側に突出している鍔部とを備える、項目１から３のいずれかに記載の電子部品。

【0051】

［項目５］
前記鍔部が、前記主部から内側に突出しており、
前記ケースの内部において、前記主部と前記鍔部との角が丸みを帯びた形状を呈している、項目４に記載の電子部品。

【0052】

［項目６］
前記発熱体がコイルを含む、項目１から５のいずれかに記載の電子部品。

【産業上の利用可能性】

【0053】

以上説明された電子部品は、種々の電子機器に適用されうる。

【符号の説明】

【0054】

２、５０・・・電子部品
４、５２・・・トロイダルコイル（発熱体）
６、５４・・・ケース
９、５８・・・充填体
１０・・・コア
１２・・・ワイヤ
１４・・・天板
１６・・・端子
１８・・・ケースの開口
２０、６０・・・胴部
２２、６２・・・底部
２４・・・胴部の孔
２６、６４・・・主部
２８、６６・・・鍔部
３０・・・突起部
３２・・・取付孔
３４・・・孔
３６・・・端子孔
３８・・・冷却器
４０・・・ネジ
４２・・・回路基板
６８・・・丸み

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】